CN112665771A - 隔离式压力传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隔离式压力传感器，包括膜片式压力传感器和两个正对设置的取压座，两个取压座之间设有引压座，在引压座内贯穿有两个引压通道，引压通道的一端为进口，引压通道的另一端为出口，在两个取压座上分别贯穿有取压通道，该取压通道的内端与对应的引压通道的进口端对接，取压通道的外端穿出对应的取压座，膜片式压力传感器向外引出有两个引压管，两个引压管的内端与膜片式压力传感器的内部接通，两个引压管的外端分别与两个引压通道的出口端接通，采用本发明的一种隔离式压力传感器，利用隔离式的安装方式，避免了隔离膜片和/或焊环与装配部位抵靠，隔离膜片在安装过程中不会发现变形，解决了装夹应力对测量精度的影响。

Description

隔离式压力传感器

技术领域

本发明涉及一种压力测量装置，具体涉及一种隔离式压力传感器。

背景技术

电容差压变送器的核心检测部件是膜片式电容差压传感器(膜片式压力传感器)，它把外加的两个不同压力信号转换为各个相应的电容变化，后部检测电路则把电容的变化转换为电信号，对该电信号进行处理检测就可以得到外加压力的差压值。

膜片式压力传感器包括两个圆饼状的膜座，两个膜座的边缘焊接，两个膜座之间设有膜片变形腔体，并在两个膜座之间设有测量膜片，两个膜座分别贯穿有压力传输通道，其将外部待测压力引入测量膜片两侧，测量膜片变形量的大小即反映出差压大小。

传统的膜片式压力传感器安装方式是在膜座外壁设置隔离膜片，隔离膜片将压力传输通道的外端口封闭，为了便于隔离膜片安装、稳定，一般还会在隔离膜片外侧设置焊环，之后再在压力传输通道和膜片变形腔体内填充硅油，使测量膜片保持在一固定的初始位置，膜片式压力传感器内部形成稳定的压力体系；以上隔离膜片固定在膜片式压力传感器上，再在后期一并安装；由此导致以下两个主要问题：

1、在后期装配过程中，隔离膜片和/或焊环与装配部位抵靠，受装夹应力影响，隔离膜片易发生变形，从而推动内部硅油流动，使每台变送器的测量膜片的初始位置发生不同情况的改变，影响测量精度；

2、在测量高压流体时，变形腔体内压显著增大，有推动两个膜座焊缝裂开的趋势，这种情况随时间增加和压力增大更甚，不利于延长膜片式压力传感器使用寿命。

因而有必要对以上问题予以全面考虑和解决，并设计出一套相适应的技术方案。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种隔离式压力传感器。

其技术方案如下：

一种隔离式压力传感器，其特征在于：包括膜片式压力传感器和两个正对设置的取压座，两个所述取压座之间设有引压座；

在所述引压座内贯穿有两个引压通道，所述引压通道的一端为进口，所述引压通道的另一端为出口，两个所述引压通道的进口端分别朝向两个所述取压座；

在两个所述取压座上分别贯穿有取压通道，该取压通道的内端与对应的所述引压通道的进口端对接，所述取压通道的外端穿出对应的所述取压座；

所述膜片式压力传感器向外引出有两个引压管，两个所述引压管的内端与所述膜片式压力传感器的内部接通，两个所述引压管的外端分别与两个所述引压通道的出口端接通。

在所述引压座上分别围绕所述引压通道的出口端设有引压管插座，所述引压管的外端插设在对应的所述引压管插座内，所述引压管的外壁与所述引压管插座之间焊接密封。

两个所述引压通道的出口端从所述引压座的同一侧面穿出，在两个所述引压通道出口端之间的所述引压座上还设有放置沉孔，所述膜片式压力传感器的下部悬浮于所述放置沉孔内。

所述引压座上背向设有两个相互平行的安装侧面，两个所述引压通道的进口端分别从所述两个所述安装侧面穿出，在所述安装侧面上围绕所述引压通道的进口端设有环形的膜片安装座，所述膜片安装座为环状焊接凸台，所述膜片安装座内部围成引压区，所述引压通道的进口端端口分别位于对应的所述引压区内，两个所述取压座与两个所述安装侧面一一对应，所述取压座上对应其安装侧面设有组装平面，所述组装平面与对应的所述安装侧面贴合并密封，在所述组装平面上对应所述引压区设有取压区，所述取压通道的内端与所述取压区接通，所述取压区与对应的所述引压区对接。

所述引压座包括安装底座和传感器安装座，所述安装底座呈立方体状，所述安装底座的两个相对的侧面形成两个所述安装侧面，所述安装侧面竖向设置，所述传感器安装座固定于所述安装底座的上端面，两个所述引压通道的出口端分别从所述传感器安装座的上端面穿出；

所述传感器安装座包括水平放置的对接盘，该对接盘的下表面与所述安装底座的上端面固定，该对接盘上表面固定有对接座，所述对接盘的边缘向外延伸并超出所述对接座，所述引压管插座位于所述对接座的上表面，所述对接座的外壁设有套接螺纹，所述引压通道的出口端从所述对接座的上端面穿出,两个所述引压通道的出口端位于同一水平高度，两个所述引压通道出口端的连线在水平面上的投影与所述安装侧面的夹角为α，α＝45°。

在所述对接座上罩设有密封罩，该密封罩螺纹套设在所述对接座上，所述密封罩与所述对接盘相抵靠并焊接密封；

在所述引压座上还贯穿有压力平衡通道，该压力平衡通道竖向设置，所述压力平衡通道的上端向上穿出所述对接座，所述压力平衡通道的下端向下穿出所述安装底座，所述压力平衡通道的下端与所述引压通道的进口端连接同一压力源。

在两个所述引压通道的进口端、以及在所述压力平衡通道的下端分别设有隔离膜片，该隔离膜片的边缘与对应部位的引压座密封并固定；

在所述引压区上覆盖有用于封堵所述引压通道进口端的所述隔离膜片，其边缘与所述环状焊接凸台焊接密封；

所述引压通道、所述引压管和所述膜片式压力传感器内部连通，所述压力平衡通道和所述密封罩的内部连通，所述膜片式压力传感器内部和外部相互隔离；

在所述引压通道内、所述引压管内、所述膜片式压力传感器内部、所述压力平衡通道内、以及所述密封罩内充满压力传输介质。

在所述安装底座的底面围绕所述压力平衡通道下端端口设有转向沉孔；

在该转向沉孔的孔底设有用于封堵所述压力平衡通道下端端口的所述隔离膜片，且其边缘与所述转向沉孔的孔底焊接密封；

所述转向沉孔的外端还固定设有封堵塞，该封堵塞与对应的所述隔离膜片之间形成平衡取压区，在所述转向沉孔的孔壁还贯穿有平衡取压孔，该平衡取压孔的内端与所述平衡取压区接通，该平衡取压孔的外端穿出所述安装底座，所述平衡取压孔的外端与任一所述引压通道的进口端位于所述安装底座的同一侧面；

在所述取压座上还设有取压分支孔，该取压分支孔的一端与所述取压区接通，所述平衡取压孔的另一端与任一个所述取压座上的所述取压分支孔接通。

与现有技术相比，本发明的有益效果：采用隔离式安装方式，避免了隔离膜片和/或焊环与装配部位抵靠，隔离膜片在安装过程中不会发现变形，解决了装夹应力对测量精度的影响。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明安装结构的剖面示意图；

图3为图2的D部放大图；

图4为膜片式压力传感器25和安装底座23的连接关系示意图；

图5为图4的C部放大图；

图6为膜片式压力传感器25、安装底座23和密封罩3的连接关系剖面示意图；

图7为图6的A部放大图；

图8为图6的B部放大图；

图9为安装底座23的结构示意图；

图10为图9的俯视图；

图11为图10的Z-Z`剖视图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

如图1到图11所示，一种隔离式压力传感器，包括引压座2和密封罩3，所述密封罩3罩设在所述引压座2上，在所述密封罩3内设有膜片式压力传感器25，在所述密封罩3的顶部设有引线口，所述膜片式压力传感器25连接有信号引线，该信号引线向外穿出所述引线口，在所述信号引线上包裹有引线连接器31，该引线连接器31堵设在所述引线口内并与之密封；

在所述密封罩3上还设有负压注油孔3a，在该负压注油孔3a内设有油堵 32。

其中：

所述负压注油孔3a包括依次接通的螺孔段、锥孔段和小孔段，所述锥孔段的大口端与所述螺孔段接通，所述锥孔段的小口端与所述小孔段接通，在所述锥孔段内设有密封球33，所述油堵32螺纹旋设在所述螺孔段内，所述油堵32将所述密封球33压紧在所述锥孔段的孔壁上。

还包括两个正对设置的取压座1，两个所述取压座1之间设有所述引压座 2；

在所述引压座2内贯穿有两个引压通道2a，所述引压通道2a的一端为进口，所述引压通道2a的另一端为出口，两个所述引压通道2a的进口端分别朝向两个所述取压座1；

在两个所述取压座1上分别贯穿有取压通道1a，该取压通道1a的内端与对应的所述引压通道2a的进口端对接，所述取压通道1a的外端穿出对应的所述取压座1；

所述膜片式压力传感器25向外引出有两个引压管251，两个所述引压管 251的内端与所述膜片式压力传感器25的内部接通，两个所述引压管251的外端分别与两个所述引压通道2a的出口端接通。

在具体实施中，两个所述引压管251的自由端分别连接高压源和低压源。

在所述引压座2上分别围绕所述引压通道2a的出口端设有引压管插座 22，所述引压管251的外端插设在对应的所述引压管插座22内，所述引压管 251的外壁与所述引压管插座22之间焊接密封。

两个所述引压通道2a的出口端从所述引压座2的同一侧面穿出，在两个所述引压通道2a出口端之间的所述引压座2上还设有放置沉孔，所述膜片式压力传感器25的下部悬浮于所述放置沉孔内。

所述引压座2上背向设有两个相互平行的安装侧面，两个所述引压通道 2a的进口端分别从所述两个所述安装侧面穿出，在所述安装侧面上围绕所述引压通道2a的进口端设有环形的膜片安装座21，所述膜片安装座21为环状焊接凸台，所述膜片安装座21内部围成引压区，所述引压通道2a的进口端端口分别位于对应的所述引压区内，两个所述取压座1与两个所述安装侧面一一对应，所述取压座1上对应其安装侧面设有组装平面，所述组装平面与对应的所述安装侧面贴合并密封，在所述组装平面上对应所述引压区设有取压区1b，所述取压通道1a的内端与所述取压区1b接通，所述取压区1b与对应的所述引压区对接。

所述引压座2包括安装底座23和传感器安装座24，所述安装底座23呈立方体状，所述安装底座23的两个相对的侧面形成两个所述安装侧面，所述安装侧面竖向设置，所述传感器安装座24固定于所述安装底座23的上端面，两个所述引压通道2a的出口端分别从所述传感器安装座24的上端面穿出；

所述传感器安装座24包括水平放置的对接盘241，该对接盘241的下表面与所述安装底座23的上端面固定，该对接盘241上表面固定有对接座242，所述对接盘241的边缘向外延伸并超出所述对接座242，所述引压管插座22 位于所述对接座242的上表面，所述对接座242的外壁设有套接螺纹，在所述对接座242上罩设有所述密封罩3，该密封罩3螺纹套设在所述对接座242 上，所述密封罩3与所述对接盘241相抵靠并焊接密封；

所述引压通道2a的出口端从所述对接座242的上端面穿出,两个所述引压通道2a的出口端位于同一水平高度，两个所述引压通道2a出口端的连线在水平面上的投影与所述安装侧面的夹角为α，α＝45°。

进一步提高压力平衡效果，在所述引压座2上还贯穿有压力平衡通道2b，该压力平衡通道2b竖向设置，所述压力平衡通道2b的上端向上穿出所述对接座242，所述压力平衡通道2b的下端向下穿出所述安装底座23，所述压力平衡通道2b的下端与所述引压通道2a的进口端连接同一压力源。

在两个所述引压通道2a的进口端、以及在所述压力平衡通道2b的下端分别设有隔离膜片26，该隔离膜片26的边缘与对应部位的引压座2密封并固定；

在所述引压区上覆盖有用于封堵所述引压通道2a进口端的所述隔离膜片26，其边缘与所述环状焊接凸台焊接密封；

所述引压通道2a、所述引压管251和所述膜片式压力传感器25内部连通，所述压力平衡通道2b和所述密封罩3的内部连通，所述膜片式压力传感器25 内部和外部相互隔离；

在所述引压通道2a内、所述引压管251内、所述膜片式压力传感器25 内部、所述压力平衡通道2b内、以及所述密封罩3内充满压力传输介质。

在所述安装底座23的底面围绕所述压力平衡通道2b下端端口设有转向沉孔2c；

在该转向沉孔2c的孔底设有用于封堵所述压力平衡通道2b下端端口的所述隔离膜片26，且其边缘与所述转向沉孔2c的孔底焊接密封；

所述转向沉孔2c的外端还固定设有封堵塞27，该封堵塞27与对应的所述隔离膜片26之间形成平衡取压区，在所述转向沉孔2c的孔壁还贯穿有平衡取压孔2d，该平衡取压孔2d的内端与所述平衡取压区接通，该平衡取压孔 2d的外端穿出所述安装底座23，所述平衡取压孔2d的外端与任一所述引压通道2a的进口端位于所述安装底座23的同一侧面；

在所述取压座1上还设有取压分支孔1c，该取压分支孔1c的一端与所述取压区1b接通，所述平衡取压孔2d的另一端与任一个所述取压座1上的所述取压分支孔1c接通。更好的情况是，所述压力平衡通道2b的外端与所述高压源连接。

在所述引压座2上还设有两个第一负压注油孔，在所述密封罩3上贯穿有两个第一负压注油孔，两个所述第一负压注油孔分别与两个引压区对应，所述第一负压注油孔的一端穿出所述引压座2，所述第一负压注油孔的另一端与对应的所述引压区接通，在所述密封罩3上还贯穿有第二负压注油孔3a，该第二负压注油孔3a将所述密封罩3的内外接通；

以上结构中除了密封罩3，其他部件先安装为一体，并通过两个所述第一负压注油孔抽真空，并保持真空度一致，再通过切换气路和油路的阀门，向两个所述第一负压注油孔内注入硅油，硅油将充满所述引压区、引压通道2a、所述引压管251和所述膜片式压力传感器25的内部，再在所述第一负压注油孔内设置第一油堵进行封堵；之后观察是否漏油，未见漏油的，则再组装密封罩3并完成密封，并通过第二负压注油孔3a抽真空，再通过切换气路和油路的阀门，向第二负压注油孔3a内注入硅油，硅油将充满密封罩3内部(安装腔体)、所述压力平衡通道2b，最后再在负压注油孔3a内设置第二油堵32 进行封堵。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种隔离式压力传感器，其特征在于：包括膜片式压力传感器(25)和两个正对设置的取压座(1)，两个所述取压座(1)之间设有引压座(2)；

在所述引压座(2)内贯穿有两个引压通道(2a)，所述引压通道(2a)的一端为进口，所述引压通道(2a)的另一端为出口，两个所述引压通道(2a)的进口端分别朝向两个所述取压座(1)；

在两个所述取压座(1)上分别贯穿有取压通道(1a)，该取压通道(1a)的内端与对应的所述引压通道(2a)的进口端对接，所述取压通道(1a)的外端穿出对应的所述取压座(1)；

所述膜片式压力传感器(25)向外引出有两个引压管(251)，两个所述引压管(251)的内端与所述膜片式压力传感器(25)的内部接通，两个所述引压管(251)的外端分别与两个所述引压通道(2a)的出口端接通。

2.根据权利要求1所述的隔离式压力传感器，其特征在于：在所述引压座(2)上分别围绕所述引压通道(2a)的出口端设有引压管插座(22)，所述引压管(251)的外端插设在对应的所述引压管插座(22)内，所述引压管(251)的外壁与所述引压管插座(22)之间焊接密封。

3.根据权利要求1所述的隔离式压力传感器，其特征在于：两个所述引压通道(2a)的出口端从所述引压座(2)的同一侧面穿出，在两个所述引压通道(2a)出口端之间的所述引压座(2)上还设有放置沉孔，所述膜片式压力传感器(25)的下部悬浮于所述放置沉孔内。

4.根据权利要求1所述的隔离式压力传感器，其特征在于：所述引压座(2)上背向设有两个相互平行的安装侧面，两个所述引压通道(2a)的进口端分别从所述两个所述安装侧面穿出，在所述安装侧面上围绕所述引压通道(2a)的进口端设有环形的膜片安装座(21)，所述膜片安装座(21)为环状焊接凸台，所述膜片安装座(21)内部围成引压区，所述引压通道(2a)的进口端端口分别位于对应的所述引压区内，两个所述取压座(1)与两个所述安装侧面一一对应，所述取压座(1)上对应其安装侧面设有组装平面，所述组装平面与对应的所述安装侧面贴合并密封，在所述组装平面上对应所述引压区设有取压区(1b)，所述取压通道(1a)的内端与所述取压区(1b)接通，所述取压区(1b)与对应的所述引压区对接。

5.根据权利要求4所述的隔离式压力传感器，其特征在于：所述引压座(2)包括安装底座(23)和传感器安装座(24)，所述安装底座(23)呈立方体状，所述安装底座(23)的两个相对的侧面形成两个所述安装侧面，所述安装侧面竖向设置，所述传感器安装座(24)固定于所述安装底座(23)的上端面，两个所述引压通道(2a)的出口端分别从所述传感器安装座(24)的上端面穿出；

所述传感器安装座(24)包括水平放置的对接盘(241)，该对接盘(241)的下表面与所述安装底座(23)的上端面固定，该对接盘(241)上表面固定有对接座(242)，所述对接盘(241)的边缘向外延伸并超出所述对接座(242)，所述引压管插座(22)位于所述对接座(242)的上表面，所述对接座(242)的外壁设有套接螺纹，所述引压通道(2a)的出口端从所述对接座(242)的上端面穿出,两个所述引压通道(2a)的出口端位于同一水平高度，两个所述引压通道(2a)出口端的连线在水平面上的投影与所述安装侧面的夹角为α，α＝45°。

6.根据权利要求5所述的隔离式压力传感器，其特征在于：在所述对接座(242)上罩设有密封罩(3)，该密封罩(3)螺纹套设在所述对接座(242)上，所述密封罩(3)与所述对接盘(241)相抵靠并焊接密封；

在所述引压座(2)上还贯穿有压力平衡通道(2b)，该压力平衡通道(2b)竖向设置，所述压力平衡通道(2b)的上端向上穿出所述对接座(242)，所述压力平衡通道(2b)的下端向下穿出所述安装底座(23)，所述压力平衡通道(2b)的下端与所述引压通道(2a)的进口端连接同一压力源。

7.根据权利要求6所述的隔离式压力传感器，其特征在于：在两个所述引压通道(2a)的进口端、以及在所述压力平衡通道(2b)的下端分别设有隔离膜片(26)，该隔离膜片(26)的边缘与对应部位的引压座(2)密封并固定；

在所述引压区上覆盖有用于封堵所述引压通道(2a)进口端的所述隔离膜片(26)，其边缘与所述环状焊接凸台焊接密封；

所述引压通道(2a)、所述引压管(251)和所述膜片式压力传感器(25)内部连通，所述压力平衡通道(2b)和所述密封罩(3)的内部连通，所述膜片式压力传感器(25)内部和外部相互隔离；

在所述引压通道(2a)内、所述引压管(251)内、所述膜片式压力传感器(25)内部、所述压力平衡通道(2b)内、以及所述密封罩(3)内充满压力传输介质。

8.根据权利要求7所述的隔离式压力传感器，其特征在于：在所述安装底座(23)的底面围绕所述压力平衡通道(2b)下端端口设有转向沉孔(2c)；

在该转向沉孔(2c)的孔底设有用于封堵所述压力平衡通道(2b)下端端口的所述隔离膜片(26)，且其边缘与所述转向沉孔(2c)的孔底焊接密封；

所述转向沉孔(2c)的外端还固定设有封堵塞(27)，该封堵塞(27)与对应的所述隔离膜片(26)之间形成平衡取压区，在所述转向沉孔(2c)的孔壁还贯穿有平衡取压孔(2d)，该平衡取压孔(2d)的内端与所述平衡取压区接通，该平衡取压孔(2d)的外端穿出所述安装底座(23)，所述平衡取压孔(2d)的外端与任一所述引压通道(2a)的进口端位于所述安装底座(23)的同一侧面；

在所述取压座(1)上还设有取压分支孔(1c)，该取压分支孔(1c)的一端与所述取压区(1b)接通，所述平衡取压孔(2d)的另一端与任一个所述取压座(1)上的所述取压分支孔(1c)接通。

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