CN113483938A - 一种高精度数显压力变送器及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高精度数显压力变送器及检测方法，变送器包括承载底座、连接座、检测柱、绝缘垫环、控制电路板、承载壳、密封端盖、承载柱、显示器，承载底座上端面设数据变送腔，下端面设检测腔，承载底座上端面和下端面分别与密封端盖连接，控制电路板嵌于数据变送腔内，连接座嵌于检测腔内，检测柱与连接座下端面连接，承载底座上端面的密封端盖与承载柱连接，承载柱上端面与承载壳外侧面连接，显示器嵌于承载壳前端面；其检测方法包括系统装配，测压作业及压力值读取三个步骤；本发明可有效适应多种流体介质输送运行压力检测作业的需要；较传统的压力检测设备极大的提高了压力检测作业的灵敏度、精度和检测过程中的抗干扰能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种高精度数显压力变送器及检测方法，属于传感器技术领域。
背景技术
目前在对诸如液体、气体等流体介质输送或驱动作业时，均需要通过压力变送器对介质运行压力进行检测作业，针对这一需要的，当前开发了多种类型的压力传感器设备，如专利公开号为CN212432381U，公开日为20210129，申请号为202020531853.9，专利名称为压力变送器及压力变送器系统；专利公开号为CN210953207U，公开日为20200707，申请号为201921894812.X，专利名称为一种压力变送器等设备，虽然可以一定程度满足检测作业的需要，但在检测作业时，一方面往往仅能满足特定介质检测作业的需要，使用灵活性和通用性差；另一方面在检测作业时，检测作业的灵敏度、检测精度差，且检测过程中缺乏有效的抗干扰能力和检测数据校核能力，从而导致当前的压力变送器设备检测作业的精度均相对较差，难以有效满足实际使用的需要。
因此针对这一问题，迫切需要开发一种全新的高精度数显压力变送器及检测方法，以满足实际使用的需要。
发明内容
为了解决现有技术上的不足，本发明提供一种高精度数显压力变送器及检测方法，极大的提高了压力检测作业的灵敏度、精度和检测过程中的抗干扰能力，从而极大的提高了压力检测作业的精度。
一种高精度数显压力变送器，包括承载底座、连接座、检测柱、绝缘垫环、压力变送器、控制电路板、承载壳、密封端盖、承载柱、显示器及驱动电路，承载底座上端面设数据变送腔，下端面设检测腔，承载底座上端面和下端面分别与密封端盖连接并构成闭合腔体结构，控制电路板嵌于数据变送腔内，与数据变送腔同轴分布并通过绝缘垫环与数据变送腔的底部及侧壁连接，连接座为柱状腔体结构，共两个并嵌于检测腔内且环绕承载底座轴线均布，且两连接座相互并联，其轴线与承载底座轴线平行分布，压力变送器分别位于连接座内并于连接座间同轴分布，压力变送器间并联，并与控制电路板电气连接，连接座对应的密封端盖设于连接座同轴分布的连接孔，检测柱共两条，通过连接孔与密封端盖连接并于连接孔同轴分布，检测柱与连接座下端面连接并连通，检测柱下端面位于承载底座下端面密封端盖下方至少5毫米处，且两检测柱间间距不小于两检测柱直径和的2/3，承载底座上端面的密封端盖设与其同轴分布的连接孔，并通过连接孔与承载柱连接，承载柱为空心柱状结构，其上端面与承载壳外侧面连接，承载壳为横断面呈矩形的闭合腔体结构，显示器嵌于承载壳前端面，所述驱动电路嵌于承载壳内，且驱动电路分别与控制电路板、显示器电气连接。
进一步的，所述的检测柱为横断面呈圆形的圆柱体结构，其内部设一条与检测柱同轴分布的导流腔，所述导流腔与连接座连通，且其直径不大于1毫米，且不大于检测柱直径的5%，所述导流腔对应的检测柱下端面位置齐分布有弹性隔膜，所述导流腔内设流体检测基质，且流体检测基质另通过导流腔上端面连接座连通。
进一步的，所述的连接座包括基座、压电薄膜、流体导电介质、辅助驱动电磁线圈，其中所述基座为圆台型腔体结构，其下端面直径为上端面的10%—30%，且基座下端面包覆在检测柱上端面外并与检测柱连通，所述基座与检测柱接触面处另设至少一条与检测柱同轴分布的弹性密封环，所述压力变送器嵌于基座上端面，与基座同轴分布并通过弹性密封环与基座侧壁内表面连接，所述压电薄膜嵌于基座内，与基座同轴分布并通过弹性密封环与基座侧壁内表面连接，且所述压电薄膜下端面与检测柱上端面及检测柱内的流体检测基质液面相抵，所述压电薄膜与基座上端面间间距为基座高度的1/3—2/3，所述流体导电介质嵌于基座内，位于压电薄膜与基座上端面的压力变送器之间位置，所述辅助驱动电磁线圈嵌于流体导电介质对应的基座侧表面内，并环绕基座轴线分布，所述压电薄膜、辅助驱动电磁线圈均与控制电路板电气连接。
进一步的，所述的流体导电介质为导电油及导电油与氧化铁混合液中的任意一种，且当采用导电油与氧化铁混合液时，所述氧化铁粒径不大于0.1毫米，且氧化铁总量为导电油总量的40%—80%。
进一步的，所述承载底座、承载柱、承载壳侧壁外表面另设电磁屏蔽层，所述电磁屏蔽层分别包覆在承载底座、承载柱、承载壳侧壁的内表面及外表面，且所述承载底座与密封端盖连接接触面处及连接孔与承载柱连接接触面处均设弹性密封环。
进一步的，所述控制电路板包括承载电路板、滤波电路、放大电路、整流电路、接地电路，其中所述承载电路板为与连接座同轴分布的板状结构，通过绝缘垫环与数据变送腔的底部及侧壁连接，所述承载电路板下端面另设若干绝缘弹性垫块，并通过绝缘弹性垫块与数据变送腔底部相抵，所述滤波电路、放大电路、整流电路、接地电路均与承载电路板上端面连接，所述放大电路通过滤波电路、整流电路分别与压力变送器、连接座及驱动电路电气连接，所述接地电路另分别与滤波电路、放大电路、整流电路及驱动电路电气连接。
进一步的，所述的驱动电路包括基于FPGA芯片为基础的主控电路、晶振时钟电路、数据缓存电路、数据锁存电路、通讯总线电路、MOS驱动电路、数据通讯电路、基于晶闸管为基础的电子开关电路及I/O通讯端口，其中基于FPGA芯片为基础的主控电路分别与晶振时钟电路、数据缓存电路、数据锁存电路、MOS驱动电路、通讯总线电路电气连接，所述MOS驱动电路分别与数据通讯电路、基于晶闸管为基础的电子开关电路及I/O通讯端口电气连接，所述基于晶闸管为基础的电子开关电路与压力变送器及外部电源电路电气连接，所述I/O通讯端口另分别与压力变送器、显示器及外部数据采集系统电气连接，所述数据通讯电路另与数据采集系统电气连接。
一种高精度数显压力变送器的检测方法，包括如下步骤：
S1，系统装配，首先对承载底座、连接座、检测柱、绝缘垫环、压力变送器、控制电路板、承载壳、密封端盖、承载柱、显示器及驱动电路进行组装，得到成品压力变送器产品，并在组装过程中根据使用用途设置检测柱的直径、材质及检测柱内导流腔的内径，然后将成品压力变送器的两根检测柱插入到待检测流体介质输送管道内，使两个检测柱轴线与流体介质输送管道垂直相交，最后将驱动电路与外部的电源电路及数据采集系统电气连接；
S2，测压作业，完成S1步骤后即可进行压力检测作业，在进行压力检测作业时，首先驱动成品压力变送器处于待机状态，然后在待检测流体介质输送管道内的压力发生变化时，流体介质输送管道内的压力同时作用在两检测管钱端面的弹性隔膜上，并驱动弹性隔膜发生位移形变，弹性隔膜的位移形变量作用在导流腔内的流体检测基质内，在液压特性作用下，流体检测基质将收到的形变力传递到压电薄膜上，一方面由压电薄膜在压力作用下产生电信号，并将电信号传递到控制电路板，完成压力值初步检测；另一方面压电薄膜在收到压力作用下发生形变，并将压力通过流体导电介质传递至各连接座所连接的压力变送器，通过压力变送器进行二次压力检测，并将压力变送器检测压力值发送至控制电路板，然后由控制电路板分别将各连接座中压电薄膜和压力变送器的检测信号进行滤波、整流和放大后发送至驱动电路；
S3，压力值读取，在驱动电路接收到连接座的压力数值后，首先对各连接座中压电薄膜和压力变送器采集的数据进行运算匹配，由压电薄膜采集的压力值对压力变送器采集压力值进行补偿，从而获得各连接座采集的实际压力值，然后一方面由驱动电路对各连接座采集的实际压力值在显示器中显示输出，得到流体介质输送管道内压力动态变化值，另一方面由驱动电路对两个连接座采集的实际压力值进行平均值计算，并将得到的平均值通过显示器输出，作为流体介质输送管道内的压力检测值。
进一步的，所述的S2步骤中，在测压作业中，压电薄膜及压力变送器采集数值中杂波噪声干扰大时，由驱动电路驱动辅助驱动电磁线圈运行，由辅助驱动电磁线圈在连接座内形成稳定磁场环境，然后通过磁电效应一方面对压电薄膜采集信号进行强化；另一方面约束引导流体导电介质力学性能，提高压力传递的灵敏度和抗外部电磁环境干扰能力。
本发明系统结构简单，使用灵活方便，可有效适应多种流体介质输送运行压力检测作业的需要，且设备安装定位及维护方便，从而极大的提高了设备使用的灵活性和通用性；首先对各连接座中压电薄膜和压力变送器采集的数据进行运算匹配，由压电薄膜采集的压力值对压力变送器采集压力值进行补偿，从而获得各连接座采集的实际压力值，然后由驱动电路对各连接座采集的实际压力值在显示器中显示输出，得到流体介质输送管道内压力动态变化值，由驱动电路对两个连接座采集的实际压力值进行平均值计算，并将得到的平均值通过显示器输出，作为流体介质输送管道内的压力检测值，较传统的压力检测设备极大的提高了压力检测作业的灵敏度、精度和检测过程中的抗干扰能力，从而极大的提高了压力检测作业的精度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明系统结构示意图；
图2为连接座结构示意图；
图3为辅助驱动电磁线圈局部结构示意图；
图4为驱动电路电气原理结构示意图。
图中各标号：承载底座1、连接座2、检测柱3、绝缘垫环4、压力变送器5、控制电路板6、承载壳7、密封端盖8、承载柱9、显示器10、驱动电路11、电磁屏蔽层12、基座21、压电薄膜22、流体导电介质23、辅助驱动电磁线圈24、弹性密封环25、导线26、导流腔31、弹性隔膜32、流体检测基质33、承载电路板61、滤波电路62、放大电路63、整流电路64、接地电路65、绝缘弹性垫块66、数据变送腔101、检测腔102、连接孔103。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于施工，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1所示，一种高精度数显压力变送器，包括承载底座1、连接座2、检测柱3、绝缘垫环4、压力变送器5、控制电路板6、承载壳7、密封端盖8、承载柱9、显示器10及驱动电路11，承载底座1为横断面呈“H”字形侧槽状结构，其上端面设数据变送腔101，下端面设检测腔102，承载底座1上端面和下端面分别与密封端盖8连接并构成闭合腔体结构，控制电路板6嵌于数据变送腔101内，与数据变送腔101同轴分布并通过绝缘垫环4与数据变送腔101的底部及侧壁连接，连接座2为柱状腔体结构，共两个并环绕承载底座1轴线均布，且两连接座2相互并联，其轴线与承载底座1轴线平行分布，压力变送器5分别位于连接座2内并于连接座2间同轴分布，压力变送器5间并联，并与控制电路板6电气连接，连接座2对应的密封端盖8设于连接座2同轴分布的连接孔103，检测柱3共两条，通过连接孔103与密封端盖8连接并于连接孔103同轴分布，检测柱3于连接座2下端面连接并连通，检测柱3下端面位于承载底座1下端面密封端盖8下方至少5毫米处，且两检测柱3间间距不小于两检测柱3直径和的2/3，承载底座1上端面的密封端盖8设与其同轴分布的连接孔103，并通过连接孔103与承载柱9连接，承载柱9为空心柱状结构，其上端面与承载壳7外侧面连接，承载壳7为横断面呈矩形的闭合腔体结构，显示器10嵌于承载壳7前端面，所述驱动电路11嵌于承载壳7内，且驱动电路11分别与控制电路板6、显示器10电气连接。
值得注意的，所述的检测柱3为横断面呈圆形的圆柱体结构，其内部设一条与检测柱3同轴分布的导流腔31，所述导流腔31与连接座2连通，且其直径不大于1毫米，且不大于检测柱3直径的5%，所述导流腔31对应的检测柱3下端面位置平齐分布有弹性隔膜32，所述导流腔31内设流体检测基质33，且流体检测基质33另通过导流腔31上端面与连接座2连通。
进一步优化的，所述流体检测基质33为水性介质、油性介质中的任意一种。
进一步优化的，所述导流腔31为轴向截面呈矩形、等腰梯形的腔体结构，且当导流腔31采用轴向截面呈等腰梯形的腔体结构时，导流腔31下端面内径为上端面内径的1.1—2.1倍。
如图2所示，重点说明的，所述的连接座2包括基座21、压电薄膜22、流体导电介质23、辅助驱动电磁线圈24，其中所述基座21为圆台型腔体结构，其下端面直径为上端面的10%—30%，且基座21下端面包覆在检测柱3上端面外并与检测柱3连通，所述基座21与检测柱3接触面处另设至少一条与检测柱3同轴分布的弹性密封环25，所述压力变送器5嵌于基座21上端面，与基座21同轴分布并通过弹性密封环25与基座21侧壁内表面连接，所述压电薄膜22嵌于基座21内，与基座21同轴分布并通过弹性密封环25与基座21侧壁内表面连接，且所述压电薄膜22下端面与检测柱3上端面及检测柱3内的流体检测基质33液面相抵，所述压电薄膜22与基座21上端面间间距为基座21高度的1/3—2/3，所述流体导电介质23嵌于基座21内，位于压电薄膜22与基座21上端面的压力变送器5之间位置，所述辅助驱动电磁线圈24嵌于流体导电介质23对应的基座21侧表面内，并环绕基座21轴线分布，所述压电薄膜22、辅助驱动电磁线圈24均与控制电路板6电气连接。
如图3所示，同时，所述辅助驱动电磁线圈24为与基座21同轴分布的闭合环状结构，且各驱动电磁线圈24间相互并联，并通过至少两条环绕基座21轴线均布的导线26与驱动电路11电气连接。
与此同时，所述的流体导电介质23为导电油及导电油与氧化铁混合液中的任意一种，且当采用导电油与氧化铁混合液时，所述氧化铁粒径不大于0.1毫米，且氧化铁总量为导电油总量的40%—80%。
本实施例中，所述承载底座1、承载柱9、承载壳7侧壁外表面另设电磁屏蔽层12，所述电磁屏蔽层12分别包覆在承载底座1、承载柱9、承载壳7侧壁的内表面及外表面，且所述承载底座1与密封端盖8连接接触面处及连接孔103与承载柱9连接接触面处均设弹性密封环25。
本实施例中，所述控制电路板6包括承载电路板61、滤波电路62、放大电路63、整流电路64、接地电路65，其中所述承载电路板61为与连接座2同轴分布的板状结构，通过绝缘垫环4与数据变送腔101的底部及侧壁连接，所述承载电路板61下端面另设若干绝缘弹性垫块66，并通过绝缘弹性垫块66与数据变送腔101底部相抵，所述滤波电路62、放大电路63、整流电路64、接地电路65均与承载电路板61上端面连接，所述放大电路63通过滤波电路62、整流电路64分别与压力变送器5、连接座2及驱动电路11电气连接，所述接地电路65另分别与滤波电路62、放大电路63、整流电路64及驱动电路11电气连接。
如图4所示，本实施例中，所述驱动电路11包括基于FPGA芯片为基础的主控电路、晶振时钟电路、数据缓存电路、数据锁存电路、通讯总线电路、MOS驱动电路、数据通讯电路、基于晶闸管为基础的电子开关电路及I/O通讯端口，其中基于FPGA芯片为基础的主控电路分别与晶振时钟电路、数据缓存电路、数据锁存电路、MOS驱动电路、通讯总线电路电气连接，所述MOS驱动电路分别与数据通讯电路、基于晶闸管为基础的电子开关电路及I/O通讯端口电气连接，所述基于晶闸管为基础的电子开关电路与压力变送器5及外部电源电路电气连接，所述I/O通讯端口另分别与压力变送器5、显示器10及外部数据采集系统电气连接，所述数据通讯电路另与数据采集系统电气连接。
一种高精度数显压力变送器的检测方法，包括如下步骤：
S1，系统装配，首先对承载底座1、连接座2、检测柱3、绝缘垫环4、压力变送器5、控制电路板6、承载壳7、密封端盖8、承载柱9、显示器10及驱动电路11进行组装，得到成品压力变送器产品，并在组装过程中根据使用用途设置检测柱3的直径、材质及检测柱3内导流腔31的内径，然后将成品压力变送器的两根检测柱3插入到待检测流体介质输送管道内，使两个检测柱3轴线与流体介质输送管道垂直相交，最后将驱动电路11与外部的电源电路及数据采集系统电气连接；
S2，测压作业，完成S1步骤后即可进行压力检测作业，在进行压力检测作业时，首先驱动成品压力变送器处于待机状态，然后在待检测流体介质输送管道内的压力发生变化时，流体介质输送管道内的压力同时作用在两检测管钱端面的弹性隔膜32上，并驱动弹性隔膜32发生位移形变，弹性隔膜32的位移形变量作用在导流腔31内的流体检测基质33内，在液压特性作用下，流体检测基质33将收到的形变力传递到压电薄膜22上，一方面由压电薄膜22在压力作用下产生电信号，并将电信号传递到控制电路板6，完成压力值初步检测；另一方面压电薄膜22在收到压力作用下发生形变，并将压力通过流体导电介质23传递至各连接座2所连接的压力变送器5，通过压力变送器5进行二次压力检测，并将压力变送器5检测压力值发送至控制电路板6，然后由控制电路板6分别将各连接座2中压电薄膜22和压力变送器5的检测信号进行滤波、整流和放大后发送至驱动电路11；
S3，压力值读取，在驱动电路11接收到各连接座2的压力数值后，首先对各连接座2中压电薄膜22和压力变送器5采集的数据进行运算匹配，由压电薄膜22采集的压力值对压力变送器5采集压力值进行补偿，从而获得各连接座2采集的实际压力值，然后一方面由驱动电路11对各连接座2采集的实际压力值在显示器10中显示输出，得到流体介质输送管道内压力动态变化值，另一方面由驱动电路11对两个连接座2采集的实际压力值进行平均值计算，并将得到的平均值通过显示器10输出，作为流体介质输送管道内的压力检测值。
进一步的，所述的S2步骤中，在测压作业中，压电薄膜22及压力变送器5采集数值中杂波噪声干扰大时，由驱动电路11驱动辅助驱动电磁线圈24运行，由辅助驱动电磁线圈24在连接座2内形成稳定磁场环境，然后通过磁电效应一方面对压电薄膜22采集信号进行强化；另一方面约束引导流体导电介质23力学性能，提高压力传递的灵敏度和抗外部电磁环境干扰能力。
本发明系统结构简单，使用灵活方便，一方面可有效适应多种流体介质输送运行压力检测作业的需要，且设备安装定位及维护方便，从而极大的提高了设备使用的灵活性和通用性；另一方面较传统的压力检测设备极大的提高了压力检测作业的灵敏度、精度和检测过程中的抗干扰能力，从而极大的提高了压力检测作业的精度。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种高精度数显压力变送器，其特征在于：包括承载底座（1）、连接座（2）、检测柱（3）、绝缘垫环（4）、压力变送器（5）、控制电路板（6）、承载壳（7）、密封端盖（8）、承载柱（9）、显示器（10）及驱动电路（11），所述承载底座（1）上端面设数据变送腔（101），下端面设检测腔（102），且所述承载底座（1）上端面和下端面分别与密封端盖（8）连接并构成闭合腔体结构，所述控制电路板（6）嵌于数据变送腔（101）内，与数据变送腔（101）同轴分布并通过绝缘垫环（4）与数据变送腔（101）的底部及侧壁连接，所述连接座（2）为柱状腔体结构，共两个并嵌于检测腔（102）内且环绕承载底座（1）轴线均布，且两连接座（2）相互并联，其轴线与承载底座（1）轴线平行分布，所述压力变送器（5）分别位于连接座（2）内并于连接座（2）间同轴分布，所述压力变送器（5）间并联，并与控制电路板（6）电气连接，所述连接座（2）对应的密封端盖（8）设于连接座（2）同轴分布的连接孔（103），所述检测柱（3）共两条，通过连接孔（103）与密封端盖（8）连接并于连接孔（103）同轴分布，且所述检测柱（3）与连接座（2）下端面连接并连通，所述检测柱（3）下端面位于承载底座（1）下端面密封端盖（8）下方至少5毫米处，且两检测柱（3）间间距不小于两检测柱（3）直径和的2/3，所述承载底座（1）上端面的密封端盖（8）设与其同轴分布的连接孔（103），并通过连接孔（103）与承载柱（9）连接，所述承载柱（9）为空心柱状结构，其上端面与承载壳（7）外侧面连接，所述承载壳（7）为横断面呈矩形的闭合腔体结构，所述显示器（10）嵌于承载壳（7）前端面，所述驱动电路（11）嵌于承载壳（7）内，且驱动电路（11）分别与控制电路板（6）、显示器（10）电气连接。
2.根据权利要求1所述的一种高精度数显压力变送器，其特征在于：所述的检测柱（3）为横断面呈圆形的圆柱体结构，其内部设一条与检测柱（3）同轴分布的导流腔（31），所述导流腔（31）与连接座（2）连通，且其直径不大于1毫米，且不大于检测柱（3）直径的5%，所述导流腔（31）对应的检测柱（3）下端面位置平齐分布有弹性隔膜（32），所述导流腔（31）内设流体检测基质（33），且流体检测基质（33）另通过导流腔（31）上端面连接座（2）连通。
3.根据权利要求1所述的一种高精度数显压力变送器，其特征在于：所述的连接座（2）包括基座（21）、压电薄膜（22）、流体导电介质（23）、辅助驱动电磁线圈（24），其中所述基座（21）为圆台型腔体结构，其下端面直径为上端面的10%—30%，且基座（21）下端面包覆在检测柱（3）上端面外并与检测柱（3）连通，所述基座（21）与检测柱（3）接触面处另设至少一条与检测柱（3）同轴分布的弹性密封环（25），所述压力变送器（5）嵌于基座（21）上端面，与基座（21）同轴分布并通过弹性密封环（25）与基座（21）侧壁内表面连接，所述压电薄膜（22）嵌于基座（21）内，与基座（21）同轴分布并通过弹性密封环（25）与基座（21）侧壁内表面连接，且所述压电薄膜（22）下端面与检测柱（3）上端面及检测柱（3）内的流体检测基质（33）液面相抵，所述压电薄膜（22）与基座（21）上端面间间距为基座（21）高度的1/3—2/3，所述流体导电介质（23）嵌于基座（21）内，位于压电薄膜（22）与基座（21）上端面的压力变送器（5）之间位置，所述辅助驱动电磁线圈（24）嵌于流体导电介质（23）对应的基座（21）侧表面内，并环绕基座（21）轴线分布，所述压电薄膜（22）、辅助驱动电磁线圈（24）均与控制电路板（6）电气连接。
4.根据权利要求3所述的一种高精度数显压力变送器，其特征在于：所述的流体导电介质（23）为导电油及导电油与氧化铁混合液中的任意一种，且当采用导电油与氧化铁混合液时，所述氧化铁粒径不大于0.1毫米，且氧化铁总量为导电油总量的40%—80%。
5.根据权利要求1所述的一种高精度数显压力变送器，其特征在于：所述承载底座（1）、承载柱（9）、承载壳（7）侧壁外表面另设电磁屏蔽层（12），所述电磁屏蔽层（12）分别包覆在承载底座（1）、承载柱（9）、承载壳（7）侧壁的内表面及外表面，且所述承载底座（1）与密封端盖（8）连接接触面处及连接孔（103）与承载柱（9）连接接触面处均设弹性密封环（25）。
6.根据权利要求1所述的一种高精度数显压力变送器，其特征在于：所述控制电路板（6）包括承载电路板（61）、滤波电路（62）、放大电路（63）、整流电路（64）、接地电路（65），其中所述承载电路板（61）为与连接座（2）同轴分布的板状结构，通过绝缘垫环（4）与数据变送腔（101）的底部及侧壁连接，所述承载电路板（61）下端面另设若干绝缘弹性垫块（66），并通过绝缘弹性垫块（66）与数据变送腔（101）底部相抵，所述滤波电路（62）、放大电路（63）、整流电路（64）、接地电路（65）均与承载电路板（61）上端面连接，所述放大电路（63）通过滤波电路（62）、整流电路（64）分别与压力变送器（5）、连接座（2）及驱动电路（11）电气连接，所述接地电路（65）另分别与滤波电路（62）、放大电路（63）、整流电路（64）及驱动电路（11）电气连接。
7.根据权利要求1所述的一种高精度数显压力变送器，其特征在于：所述的驱动电路（11）包括基于FPGA芯片为基础的主控电路、晶振时钟电路、数据缓存电路、数据锁存电路、通讯总线电路、MOS驱动电路、数据通讯电路、基于晶闸管为基础的电子开关电路及I/O通讯端口，其中基于FPGA芯片为基础的主控电路分别与晶振时钟电路、数据缓存电路、数据锁存电路、MOS驱动电路、通讯总线电路电气连接，所述MOS驱动电路分别与数据通讯电路、基于晶闸管为基础的电子开关电路及I/O通讯端口电气连接，所述基于晶闸管为基础的电子开关电路与压力变送器（5）及外部电源电路电气连接，所述I/O通讯端口另分别与压力变送器（5）、显示器（10）及外部数据采集系统电气连接，所述数据通讯电路另与数据采集系统电气连接。
8.一种高精度数显压力变送器的检测方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
S1，系统装配，首先对承载底座（1）、连接座（2）、检测柱（3）、绝缘垫环（4）、压力变送器（5）、控制电路板（6）、承载壳（7）、密封端盖（8）、承载柱（9）、显示器（10）及驱动电路（11）进行组装，得到成品压力变送器产品，并在组装过程中根据使用用途设置检测柱（3）的直径、材质及检测柱（3）内导流腔（31）的内径，然后将成品压力变送器的两根检测柱（3）插入到待检测流体介质输送管道内，使两个检测柱（3）轴线与流体介质输送管道垂直相交，最后将驱动电路（11）与外部的电源电路及数据采集系统电气连接；
S2，测压作业，完成S1步骤后即可进行压力检测作业，在进行压力检测作业时，首先驱动成品压力变送器处于待机状态，然后在待检测流体介质输送管道内的压力发生变化时，流体介质输送管道内的压力同时作用在两检测管钱端面的弹性隔膜（32）上，并驱动弹性隔膜（32）发生位移形变，弹性隔膜（32）的位移形变量作用在导流腔（31）内的流体检测基质（33）内，在液压特性作用下，流体检测基质（33）将收到的形变力传递到压电薄膜（22）上，一方面由压电薄膜（22）在压力作用下产生电信号，并将电信号传递到控制电路板（6），完成压力值初步检测；另一方面压电薄膜（22）在收到压力作用下发生形变，并将压力通过流体导电介质（23）传递至各连接座（2）所连接的压力变送器（5），通过压力变送器（5）进行二次压力检测，并将压力变送器（5）检测压力值发送至控制电路板（6），然后由控制电路板（6）分别将各连接座（2）中压电薄膜（22）和压力变送器（5）的检测信号进行滤波、整流和放大后发送至驱动电路（11）；
S3，压力值读取，在驱动电路（11）接收到连接座（2）的压力数值后，首先对各连接座（2）中压电薄膜（22）和压力变送器（5）采集的数据进行运算匹配，由压电薄膜（22）采集的压力值对压力变送器（5）采集压力值进行补偿，从而获得各连接座（2）采集的实际压力值，然后一方面由驱动电路（11）对各连接座（2）采集的实际压力值在显示器（10）中显示输出，得到流体介质输送管道内压力动态变化值，另一方面由驱动电路（11）对两个连接座（2）采集的实际压力值进行平均值计算，并将得到的平均值通过显示器（10）输出，作为流体介质输送管道内的压力检测值。
9.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于：S2步骤中，在测压作业中，压电薄膜（22）及压力变送器（5）采集数值中杂波噪声干扰大时，由驱动电路（11）驱动辅助驱动电磁线圈（24）运行，由辅助驱动电磁线圈（24）在连接座（2）内形成稳定磁场环境，然后通过磁电效应对压电薄膜（22）采集信号进行强化；约束引导流体导电介质（23）力学性能，提高压力传递的灵敏度和抗外部电磁环境干扰能力。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0843222A (ja) * | 1994-08-03 | 1996-02-16 | Hitachi Ltd | 圧力伝送器 |
| EP1039269A1 (de) * | 1999-03-26 | 2000-09-27 | Endress + Hauser Flowtec AG | Magnetisch-induktiver Durchflussaufnehmer und Verfahren zu dessen Herstellung |
| US20050034523A1 (en) * | 2003-08-12 | 2005-02-17 | Casimiro Richard P. | Bi-planar differential pressure transmitter with orthogonal process connections |
| US20120131999A1 (en) * | 2009-08-07 | 2012-05-31 | Illinois Tool Works Inc. | Pressure sensor for an electric household appliance with additional security function |
| CN204405243U (zh) * | 2014-12-23 | 2015-06-17 | 艾默生(北京)仪表有限公司 | 压力变送器 |
| CN209802571U (zh) * | 2019-04-18 | 2019-12-17 | 南京测勤电子科技有限公司 | 压力变送器 |
-
2021
- 2021-06-29 CN CN202110726330.9A patent/CN113483938B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0843222A (ja) * | 1994-08-03 | 1996-02-16 | Hitachi Ltd | 圧力伝送器 |
| EP1039269A1 (de) * | 1999-03-26 | 2000-09-27 | Endress + Hauser Flowtec AG | Magnetisch-induktiver Durchflussaufnehmer und Verfahren zu dessen Herstellung |
| US20050034523A1 (en) * | 2003-08-12 | 2005-02-17 | Casimiro Richard P. | Bi-planar differential pressure transmitter with orthogonal process connections |
| US20120131999A1 (en) * | 2009-08-07 | 2012-05-31 | Illinois Tool Works Inc. | Pressure sensor for an electric household appliance with additional security function |
| CN204405243U (zh) * | 2014-12-23 | 2015-06-17 | 艾默生(北京)仪表有限公司 | 压力变送器 |
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