CN113970401A - 一种管道压力传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于传感器技术领域，公开一种管道压力传感器，包括控制主板和至少一个探头，所述探头用于与管道的安装孔连接，所述探头与所述控制主板电性连接；还包括至少一个探测带；所述探测带包括多个第一连接件和多个压力传感器件，多个所述第一连接件和多个所述压力传感器件交替串接，所述探测带可在管道内沿所述管道长度方向延伸；所述探测带的端部与所述探头连接；所述压力传感器件用于把压力转换为电信号，所述探头和所述第一连接件用于实现所述控制主板与各所述压力传感器件之间的电连接;该管道压力传感器能够有效地测量管道内的压力分布情况，且有利于减少管道上的安装孔的数量。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种管道压力传感器。
背景技术
目前，一些水管会在管道上沿长度方向设置多个压力传感器以测量管道内的压力分布情况，进而根据压力分布情况判断管道是否泄漏。采用这种方式测量管道内的压力分布情况时，需要在管道的管壁上设置多个安装孔，每个安装孔上设置一个压力传感器，为了保证检测精度，一般要求压力传感器的分布密度较高，从而需要管道开设大量的安装孔，不但会提高制造成本，而且大大降低管道的结构稳定性，使管道的使用寿命大大缩短。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本申请的目的在于提供一种管道压力传感器，能够有效地测量管道内的压力分布情况，且有利于减少管道上的安装孔的数量。
本申请提供一种管道压力传感器，包括控制主板和至少一个探头，所述探头用于与管道的安装孔连接，所述探头与所述控制主板电性连接；还包括至少一个探测带；所述探测带包括多个第一连接件和多个压力传感器件，多个所述第一连接件和多个所述压力传感器件交替串接，所述探测带可在管道内沿所述管道长度方向延伸；所述探测带的端部与所述探头连接；所述压力传感器件用于把压力转换为电信号，所述探头和所述第一连接件用于实现所述控制主板与各所述压力传感器件之间的电连接。
该管道压力传感器中，用多个压力传感器件和多个第一连接件连成可沿管道长度方向延伸的探测带，探测带再通过探头固定在管道中，无需在管道上为每个压力传感器件开设一个安装孔，有利于减少管道上的安装孔的数量，且探测带中的多个压力传感器件可检测管道内长度方向不同位置的压力信号并传输至控制主板，从而，能够有效地测量管道内的压力分布情况。
在一些实施方式中，每个所述探头与一个所述探测带连接，所述探测带的其中一端与对应的所述探头连接。
在另一些实施方式中，所述探头设置有多个，任意相邻的两个所述探头之间连接有一个所述探测带，所述探测带的两端分别与相邻的两个所述探头连接。
进一步地，任意相邻的两个所述探头之间的所述探测带还包括一个隔离连接件，所述隔离连接件把所述探测带分隔为两个子探测带，两个所述子探测带相互靠近的一端通过所述隔离连接件实现电隔离和机械连接，两个所述子探测带相互远离的一端分别与相邻的两个所述探头电性连接。
优选地，所述第一连接件包括在同一直线上反向设置的公对接插头和母对接插头，所述压力传感器件包括在同一直线上反向设置的公对接插头和母对接插头，所述公对接插头和所述母对接插头相匹配，相邻的所述第一连接件和所述压力传感器件之间通过所述公对接插头和所述母对接插头对插连接。
从而可根据实际需要调整第一连接件和压力传感器件的数量，以调整探测带的实际长度，提高适用性。
优选地，所述探头通过第二连接件与所述探测带连接，所述探头与所述第二连接件对插连接，所述探测带与所述第二连接件对插连接。
优选地，所述第二连接件为L形二通连接件或三通连接件。
优选地，所述电信号为数字信号，所述探头、所述第一连接件、所述第二连接件和所述压力传感器件均设置有分时传送电路，所述分时传送电路用于把通过本地的各所述压力传感器件的电信号数据穿插传递。
优选地，所述第一连接件和所述压力传感器件的外表面设置有防腐蚀保护层。
通过防腐蚀保护层可避免第一连接件和压力传感器件被管道内的液体腐蚀，提高适用寿命。
优选地，所述探头包括用于与管道连接固定的法兰连接部、与管道的安装孔相匹配连接筒和设置在所述连接筒外周面上的密封圈；所述连接筒用于插入所述安装孔。
有益效果：
本申请提供的一种管道压力传感器，用多个压力传感器件和多个第一连接件连成可沿管道长度方向延伸的探测带，探测带再通过探头固定在管道中，无需在管道上为每个压力传感器件开设一个安装孔，有利于减少管道上的安装孔的数量，且探测带中的多个压力传感器件可检测管道内长度方向不同位置的压力信号并传输至控制主板，从而，能够有效地测量管道内的压力分布情况。
附图说明
图1为本发明实施例提供的第一种管道压力传感器的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的第二种管道压力传感器的结构示意图。
图3为本发明实施例提供的管道压力传感器的探头的结构示意图。
图4为本发明实施例提供的管道压力传感器的压力传感器件的结构示意图。
图5为本发明实施例提供的管道压力传感器的第一连接件的结构示意图。
图6为本发明实施例提供的管道压力传感器的第二连接件的结构示意图。
图7为本发明实施例提供的管道压力传感器的母插头端子的结构示意图。
图8为本发明实施例提供的管道压力传感器的公插头端子的结构示意图。
图9为本发明实施例提供的管道压力传感器的隔离连接件的结构示意图。
标号说明：1、控制主板；2、探头；201、探头接头；202、法兰连接部；203、连接筒；204、密封圈；205、探头壳体；3、探测带；4、第一连接件；401、第一壳体；5、压力传感器件；501、感应膜片；502、传感器壳体；6、隔离连接件；601、隔离对插件；602、安装腔；7、公对接插头；8、母对接插头；9、第二连接件；901、第一接头；902、第二接头；903、第二壳体；10、分时传送电路；11、通讯线；12、供电线；13、胶体；14、母插头端子；1401、母对插件；15、公插头端子；1501、公对插件；90、管道。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
下文的公开提供的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请参阅图1-图2，本申请提供的一种管道压力传感器，包括控制主板1和至少一个探头2，探头2用于与管道90的安装孔连接，探头2与控制主板1电性连接（例如图1、2中，通过电线连接）；还包括至少一个探测带3；探测带3包括多个第一连接件4和多个压力传感器件5，多个第一连接件4和多个压力传感器件5交替串接，探测带3可在管道90内沿管道90长度方向延伸；探测带3的端部与探头2连接；压力传感器件5用于把压力转换为电信号，探头2和第一连接件4用于实现控制主板1与各压力传感器件5之间的电连接。
在使用时，在管道90上开设与探头2相适配的安装孔，使探头2与安装孔连接，探测带3位于管道90内并沿管道90的长度方向延伸，从而由各压力传感器件5检测管道90长度方向上不同位置的压力数据并传输到控制主板1进行集中处理。由于用多个压力传感器件5和多个第一连接件4连成可沿管道90长度方向延伸的探测带3，探测带3再通过探头2固定在管道90中，无需在管道90上为每个压力传感器件5开设一个安装孔，有利于减少管道90上的安装孔的数量，从而可降低管道90的制造成本并保证管道90的结构稳定性，且探测带3中的多个压力传感器件5可检测管道90内长度方向不同位置的压力信号并传输至控制主板1，从而，能够有效地测量管道90内的压力分布情况。
在第一种实施方式中，每个探头2与一个探测带3连接，探测带3的其中一端与对应的探头2连接。这种方式适合于管道90内的水流方向是固定的情况（即水流只沿一个方向流动的情况），使用时，令探测带3的一端与对应的探头2连接，另一端沿水流流动方向延伸，从而探测带3会在水流作用下自然伸展，不会因为水流冲刷而卷曲。其中，可根据需要设置探头2的数量和相邻探头2之间的距离。例如图1中画出了只有一个探头2和一个探测带3的情况。
在第二种实施方式中，探头2设置有多个，任意相邻的两个探头2之间连接有一个探测带3，探测带3的两端分别与相邻的两个探头2连接。这种方式适合于管道90内的水流方向是不固定的情况（即水流方向会改变的情况），使用时，令探测带3的两端与对应的两个探头2连接，无论水流方向如何变化，探测带3都不会因为水流冲刷而卷曲。其中，可根据需要设置探头2的数量和相邻探头2之间的距离。例如图2中画出了只有两个探头2和一个探测带3的情况。
对于上述的第二种实施方式，同一个探测带3中的压力传感器件5产生的电信号可全部只向其中一个探头2传输，也可全部同时向两个探头2传输，或者部分向其中一个探头2传输、另一部分向另一个探头2传输。
例如，在一些实施例中，探测带3的一端与一个探头2之间既有机械连接也有电连接，另一端与另一个探头2之间只有机械连接，从而该探测带3中全部压力传感器件5产生的电信号均只向电连接的探头2传输。实际上探测带3的两端也可与两个探头2之间均有机械连接和电连接，并通过控制主板1控制该探测带3只通过其中一个探头2传输电信号。由于只通过一个探头2传输电信号，有利于降低控制主板1对数据进行处理的运算负荷，从而有利于降低控制主板1的性能要求，进而降低成本。
例如，在一些实施方式中，探测带3的两端与两个探头2之间均有机械连接和电连接，且该探测带3中全部压力传感器件5产生的电信号同时向两个探头2传输。一旦探测带3两端的两个探头2中有一个损坏，探测带3的电信号依然能够通过另一个探头2传输至控制主板1，提高可靠性。
例如，在一些实施例中，如图2所示，任意相邻的两个探头2之间的探测带3还包括一个隔离连接件6，隔离连接件6把探测带3分隔为两个子探测带（即把探测带3分隔为两段，其中每一段至少包括一个压力传感器件5，一般地，每一段包括多个第一连接件4和多个压力传感器件5），两个子探测带相互靠近的一端通过隔离连接件6实现电隔离和机械连接，两个子探测带相互远离的一端分别与相邻的两个探头2电性连接。从而，两个子探测带的压力传感器件5产生的电信号分别向两个探头2传输。
在一些优选实施方式中，见图4、5，第一连接件4包括在同一直线上反向设置的公对接插头7和母对接插头8，压力传感器件5包括在同一直线上反向设置的公对接插头7和母对接插头8，公对接插头7和母对接插头8相匹配，相邻的第一连接件4和压力传感器件5之间通过公对接插头7和母对接插头8对插连接。从而可根据实际需要的探测带3的长度，用相应数量的第一连接件4和压力传感器件5进行对插连接，探测带3的长度调整方便快捷，提高了该管道压力传感器的适用性。
在一些优选实施方式中，见图1、2，探头2通过第二连接件9与探测带3连接，探头2与第二连接件9对插连接，探测带3与第二连接件9对插连接。通过第二连接件9的转接作用，可实现探头2的朝向和探测带3朝向之间的转折。
具体地，探头2包括一个探头接头201（如图3所示），第二连接件9包括一个与该探头接头201相适配的第一接头901和至少一个用于与探测带3连接的第二接头902（如图6所示）；其中，第二接头902包括前述的公对接插头7和/或母对接插头8；探头接头201可以是前述的公对接插头7或母对接插头8，对应地第一接头901为前述的母对接插头8或公对接插头7，但不限于此。例如图3中的探头接头201为前述的母对接插头8，图6中的第一接头901为前述的公对接插头7、两个第二接头902分别为前述的公对接插头7和母对接插头8。
例如，第二连接件9可为L形二通连接件或三通连接件；L形二通连接件的两端分别设置有一个第一接头901和一个第二接头902，且该第一接头901和第二接头902的朝向相互垂直，探头2和探测带3分别与第一接头901和第二接头902连接，从而实现探头2的朝向和探测带3朝向之间的转折；三通连接件包括一个第一接头901和两个第二接头902，其中两个第二接头902的朝向相反（即相差180°），第一接头901的朝向与该两个第二接头902的朝向垂直，探头2与第一接头901连接，探测带3与其中一个第二接头902连接，从而实现探头2的朝向和探测带3朝向之间的转折。一般地，若每个探头2只与一个探测带3连接，则第二连接件9一般采用L形二通连接件，但也可以采用三通连接件，在采用三通连接件时可用绝缘端子封堵剩余的第二接头902。一般地，若任意相邻的两个探头2之间连接有一个探测带3，则第二连接件9一般采用三通连接件，其中两个第二接头902分别用于与两个探测带3连接。
优选地，压力传感器件5产生的电信号为数字信号，探头2、第一连接件4、第二连接件9和压力传感器件5均设置有分时传送电路10，分时传送电路10用于把通过本地的各压力传感器件5的电信号数据穿插传递。其中，分时传送电路10是现有技术，此处不对其结构进行详述。使用分时传送电路10进行数字信号的传输，可只用一根公用的通讯线即可完成多个压力传感器件5与控制主板1之间的通讯连接，此时，探头2、第一连接件4、第二连接件9和压力传感器件5中的对接接头与内部的分时传送电路10之间均连接有一根通讯线11，各部件之间在电连接时，通讯线11之间接驳形成通讯线路；从而无需设置多个根通讯线，大大地简化结构。
需要说明的是，压力传感器件5与控制主板1之间除了需要传输电信号，还需要由控制主板1向各压力传感器件5供电，因此，探头2、第一连接件4、第二连接件9和压力传感器件5中的对接接头与内部的分时传送电路10之间均连接有两根供电线12（直流电需要两根供电线构成回路），各部件之间在电连接时，供电线之间接驳形成供电回路。
其中，压力传感器件5可以但不限于是压阻式压力传感器、陶瓷压力传感器、扩散硅压力传感器、蓝宝石压力传感器、压电式压力传感器等。一般地，见图4，压力传感器件5还包括感应膜片501和运算电路（图中没画），感应膜片501和分时传送电路10均与该运算电路电性连接，感应膜片501的电学性能（电阻、电压等）可根据受到的压力变化而变化，运算电路用于根据感应膜片501的电学性能的变化情况输出对应的数字信号。其中，运算电路为现有技术，此处不对其结构进行详述。其中，对于不同类型的压力传感器件5，其感应膜片501由对应类型的材料制成。
其中，压力传感器件5还包括传感器壳体502，该传感器壳体502可以是圆筒状，传感器壳体502的两端分别设置有公对接插头7和母对接插头8，感应膜片501设置在该传感器壳体502的中部，如图4所示。但压力传感器件5的结构不限于此。
在本实施例中，见图5，第一连接件4还包括第一壳体401，该第一壳体401可以是圆筒状，第一壳体401的两端分别设置有公对接插头7和母对接插头8。但第一连接件4的结构不限于此。其中，第一壳体401内可填充胶体13以对内部电路进行密封和固定。
在本实施例中，见图6，第二连接件9还包括第二壳体903，该第二壳体903为L形管状或三通管状（图6为三通管状），第二壳体903的管口处设置有对应的接头（图6中，第一接头901为公对接插头7，两个第二接头902分别为公对接插头7和母对接插头8），但第二连接件9的结构不限于此。其中，第二壳体903可填充胶体13以对内部电路进行密封和固定。
优选地，第一连接件4、第二连接件9和压力传感器件5的外表面设置有防腐蚀保护层。通过防腐蚀保护层可避免第一连接件4、第二连接件9和压力传感器件5被管道内的液体腐蚀，提高适用寿命。其中，防腐蚀保护层可以但不限于是氟橡胶、聚氨酯类、全氟醚类等类橡胶材料。
优选地，见图3，探头2包括用于与管道90连接固定的法兰连接部202、与管道90的安装孔相匹配的连接筒203和设置在连接筒203外周面上的密封圈204；连接筒203用于插入安装孔。从而，通过连接筒203与安装孔的配合可实现对探头2的定位，可避免探头2在水流作用下晃动，有利于提高使用寿命，此外，密封圈204可避免液体泄漏。进一步地，法兰连接部202上侧设置有探头壳体205，探头2的分时传送电路10设置在该探头壳体205内。但探头2的结构不限于此。
其中，当探测带3只要一端与探头2连接时，其另一端需要使用绝缘端子进行封堵，当第二连接件9为三通连接件且只有一个第二接头902与探测带3连接时，其另一个第二接头902也需要使用绝缘端子进行封堵。其中，该绝缘端子为图7所示的母插头端子14或图8所示的公插头端子15；其中，母插头端子14包括绝缘壳体和用于与公对接插头7对插的母对插件1401，公插头端子15包括绝缘壳体和用于与母对接插头8对插的公对插件1501。
其中，当探测带3包括一个隔离连接件6时，该隔离连接件6可以采用图9所示的隔离连接件6，其包括绝缘壳体和两个隔离对插件601，其中，绝缘壳体包括相互隔离的安装腔602，两个隔离对插件601分别设置在两个安装腔602内。一般地，两个隔离对插件601均为用于与公对接插头7对插的母对插件1401，或均为用于与母对接插头8对插的公对插件1501，或分别为公对接插头7对插的母对插件1401和用于与母对接插头8对插的公对插件1501。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，其方案与本发明实质上相同。
Claims (10)
1.一种管道压力传感器，包括控制主板（1）和至少一个探头（2），所述探头（2）用于与管道（90）的安装孔连接，所述探头（2）与所述控制主板（1）电性连接；其特征在于，还包括至少一个探测带（3）；所述探测带（3）包括多个第一连接件（4）和多个压力传感器件（5），多个所述第一连接件（4）和多个所述压力传感器件（5）交替串接，所述探测带（3）可在所述管道（90）内沿所述管道（90）长度方向延伸；所述探测带（3）的端部与所述探头（2）连接；所述压力传感器件（5）用于把压力转换为电信号，所述探头（2）和所述第一连接件（4）用于实现所述控制主板（1）与各所述压力传感器件（5）之间的电连接。
2.根据权利要求1所述的管道压力传感器，其特征在于，每个所述探头（2）与一个所述探测带（3）连接，所述探测带（3）的其中一端与对应的所述探头（2）连接。
3.根据权利要求1所述的管道压力传感器，其特征在于，所述探头（2）设置有多个，任意相邻的两个所述探头（2）之间连接有一个所述探测带（3），所述探测带（3）的两端分别与相邻的两个所述探头（2）连接。
4.根据权利要求3所述的管道压力传感器，其特征在于，任意相邻的两个所述探头（2）之间的所述探测带（3）还包括一个隔离连接件（6），所述隔离连接件（6）把所述探测带（3）分隔为两个子探测带，两个所述子探测带相互靠近的一端通过所述隔离连接件（6）实现电隔离和机械连接，两个所述子探测带相互远离的一端分别与相邻的两个所述探头（2）电性连接。
5.根据权利要求1所述的管道压力传感器，其特征在于，所述第一连接件（4）包括在同一直线上反向设置的公对接插头（7）和母对接插头（8），所述压力传感器件（5）包括在同一直线上反向设置的公对接插头（7）和母对接插头（8），所述公对接插头（7）和所述母对接插头（8）相匹配，相邻的所述第一连接件（4）和所述压力传感器件（5）之间通过所述公对接插头（7）和所述母对接插头（8）对插连接。
6.根据权利要求5所述的管道压力传感器，其特征在于，所述探头（2）通过第二连接件（9）与所述探测带（3）连接，所述探头（2）与所述第二连接件（9）对插连接，所述探测带（3）与所述第二连接件（9）对插连接。
7.根据权利要求6所述的管道压力传感器，其特征在于，所述第二连接件（9）为L形二通连接件或三通连接件。
8.根据权利要求6所述的管道压力传感器，其特征在于，所述电信号为数字信号，所述探头（2）、所述第一连接件（4）、所述第二连接件（9）和所述压力传感器件（5）均设置有分时传送电路（10），所述分时传送电路（10）用于把通过本地的各所述压力传感器件（5）的电信号数据穿插传递。
9.根据权利要求1所述的管道压力传感器，其特征在于，所述第一连接件（4）和所述压力传感器件（5）的外表面设置有防腐蚀保护层。
10.根据权利要求1所述的管道压力传感器，其特征在于，所述探头（2）包括用于与所述管道（90）连接固定的法兰连接部（202）、与所述管道（90）的安装孔相匹配的连接筒（203）和设置在所述连接筒（203）外周面上的密封圈（204）；所述连接筒（203）用于插入所述安装孔。
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