CN114018470A - 不可离开高温区的压力测量传感器及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属压力传感器领域，尤其涉及一种不可离开高温区的压力测量传感器及其加工方法，包括受压部组件、机电转换组件及引线组件；所述受压部组件包括波纹管端盖（104）、弹簧（105）及波纹管（106）；机电转换组件包括位移拉杆（202）及高温位移传感器（203）；位移拉杆（202）一端与波纹管端盖（104）垂直固定相接；引线组件包括科伐座（301）、科伐座丝（303）、铠装电缆线（304）及铠装电缆（305）；高温位移传感器（203）的传感器信号线（204）与科伐座丝（303）相接。本发明耐温性好、时间稳定性高、互换性及坚固程度能理想，可以适用500℃‑600℃高温环境。
Description
技术领域
本发明属压力传感器领域，尤其涉及一种应用于高温环境下气体和液体介质压力测量的不可离开高温区的压力测量传感器及其加工方法。
背景技术
压力传感器是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。按不同的测试压力类型，压力传感器可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器。压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。普通压力传感器在高温环境下（500℃-600℃），会发生测量偏移或损坏。有些工况需要压力传感器无条件引向低温区，这样需要传感器安装在高温区进行测量，并保证长期可靠不泄露正常测量的压力传感器。
发明内容
本发明旨在克服现有技术不足之处而提供一种耐温性好、时间稳定性高、互换性及坚固程度能理想，可以适用500℃-600℃高温环境下的不可离开高温区的压力测量传感器及其加工方法。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
一种不可离开高温区的压力测量传感器，包括依次固定相接的受压部壳、电器转换壳及出线腔；在所述受压部壳、电器转换壳及出线腔内依次分别设有受压部组件、机电转换组件及引线组件；
所述受压部组件包括波纹管端盖、弹簧及波纹管；所述波纹管一端与受压部壳前端固定相接，其另一端与波纹管端盖固定相接；所述波纹管端盖与受压部壳内壁动配合，且与受压部壳后端形成受压腔；在受压部壳外部垂直固定设有引压管；所述引压管与受压腔相通；所述弹簧固定设于波纹管端盖与受压部壳前端之间；
所述机电转换组件包括位移拉杆及高温位移传感器；所述位移拉杆一端与波纹管端盖垂直固定相接；
所述引线组件包括科伐座、科伐座丝、铠装电缆线及铠装电缆；所述出线腔内填充高温绝缘胶；所述科伐座丝与科伐座固定封接；所述科伐座丝与铠装电缆线一端固定相接；所述铠装电缆固定设于出线接头外壳内；
所述高温位移传感器的传感器信号线与科伐座丝相接。
进一步地，本发明在所述出线腔的底部区域设有出线腔封堵。
进一步地，本发明在所述受压部壳外部固定设有热电偶探头。
上述不可离开高温区的压力测量传感器的加工方法，包括如下步骤：
a、加工受压部外壳及波纹管端盖；波纹管右端与受压部壳前端焊接，波纹管左端与波纹管端盖焊接保证密封；弹簧右端与受压部壳前端焊接；引压管与受压部壳后端密封焊接，受压部壳后端、受压部壳侧壁及受压部壳前端均密封焊接；
b、加工机电转换组件；电器转换壳后套两端有螺纹，电器转换壳前套左端有螺纹；电器转换壳后套和电器转换壳前套螺纹连接；电器转换壳后套与受压部壳前端螺纹连接；波纹管端盖与位移拉杆连接；调整高温位移传感器在电器转换壳后套的位置直到合适测量数据后，拧下电器转换壳后套与受压部壳前端螺纹；将高温位移传感器与电器转换壳后套密封焊接，再将电器转换壳后套与受压部壳前端螺纹连接后密封焊接，电器转换壳后套与电器转换壳前套密封焊接；
c、加工引线外壳；出线接头外壳底盖与科伐座密封焊接；铠装电缆线与科伐座线银铜钎焊焊接；出线接头外壳底盖、出线接头外壳侧盖、出线接头外壳顶盖密封焊接；出线接头外壳顶盖与铠装电缆密封焊接；在引线腔充灌高温绝缘胶，待固化后出线腔封堵与出线接头外壳侧盖密封焊接。
d、位移传感器线与科伐座线银铜钎焊焊接；电器转换壳前套与出线接头外壳底盖密封焊接。
本发明可应用于高温环境下气体和液体介质压力测量，主要用于测量锅炉、管道、高温反应容器内的压力、井下压力和各种发动机腔体内的压力、高温油品液位与检测、油井测压等领域。本发明耐温性好、时间稳定性高、互换性及坚固程度能理想，可以适用500℃-600℃高温环境。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。本发明的保护范围不仅局限于下列内容的表述。
图1为本发明的整体实施结构示意图；
图2为本发明图1中A处局部放大图;
图3为本发明受压部组件局部结构示意图；
图4为本发明机电转换组件局部结构示意图；
图5为本发明引线组件局部结构示意图。
图中：101、引压管；102、受压部壳；1021、受压部壳前端；1022、受压部壳侧壁；1023、受压部壳后端；103、受压腔；104波纹管端盖；105、弹簧；106、波纹管；202、位移拉杆；203、高温位移传感器；204、传感器信号线；205、电器转换壳；2051、电器转换壳后套；2052、电器转换壳前套；206、传感器信号线与科伐座丝焊点；301、科伐座；302、出线腔封堵；303、科伐座丝； 304、铠装电缆线；305、铠装电缆；306、出线接头外壳；3061、出线接头外壳底盖；3062、出线接头外壳侧盖；3063、出线接头外壳顶盖；307、科伐座线与铠装电缆线焊点；308、出线腔；309玻璃封接；4、热电偶探头。
具体实施方式
如图所示，一种不可离开高温区的压力测量传感器，包括依次固定相接的受压部壳102、电器转换壳205及出线腔308；在所述受压部壳102、电器转换壳205及出线腔308内依次分别设有受压部组件、机电转换组件及引线组件；
所述受压部组件包括波纹管端盖104、弹簧105及波纹管106；所述波纹管106一端与受压部壳102前端固定相接，其另一端与波纹管端盖104固定相接；所述波纹管端盖104与受压部壳102内壁动配合，且与受压部壳102后端形成受压腔103；在受压部壳102外部垂直固定设有引压管101；所述引压管101与受压腔103相通；所述弹簧105固定设于波纹管端盖104与受压部壳102前端之间；
所述机电转换组件包括位移拉杆202及高温位移传感器203；所述位移拉杆202一端与波纹管端盖104垂直固定相接；
所述引线组件包括科伐座301、科伐座丝303、铠装电缆线304及铠装电缆305；所述出线腔308内填充高温绝缘胶；所述科伐座丝303与科伐座301固定封接；所述科伐座丝303与铠装电缆线304一端固定相接；所述铠装电缆305固定设于出线接头外壳306内；所述高温位移传感器203的传感器信号线204与科伐座丝303相接。
本发明在所述出线腔308的底部区域设有出线腔封堵302。在所述受压部壳102外部固定设有热电偶探头4。
本发明不可离开高温区的压力测量传感器主要由三部分组件组成：受压部组件、机电转换组件、引线组件。
受压组件主要包括：波纹管端盖104、弹簧105、波纹管106组成。波纹管106一端与受压部壳102焊接，另一端与波纹管端盖104焊接，被测介质由引压管101进入受压腔103，波纹管106和弹簧105受压后被压缩产生轴向位移，位移量与所受压力成正比。
电器转换组件主要包括：位移拉杆202、高温位移传感器203及传感器信号线204。位移拉杆202与波纹管端盖104连接，与波纹管端盖104一起受压产生位移，高温位移传感器203的测量位移拉杆202位移量通过信号线输出，传感器信号线204与科伐座丝303用银铜钎焊焊接，可保证高温下信号稳定导通。
引线组件主要包括：科伐座301、出线腔封堵302、科伐座丝303、铠装电缆线304及铠装电缆305。科伐座丝303与科伐座301由玻璃封接，保证高温下转换腔和引线腔的密封隔断和导线导通，科伐座丝303和铠装电缆线304银铜钎焊，铠装电缆305固定设于出线接头外壳内。出线腔308内填充高温绝缘胶以保护高温和震动下线间绝缘和导通，出线腔封堵302与出线腔308焊接用于高温绝缘胶填充后的封堵，铠装缆将信号输出。
参见图3所示，本发明具体加工方法如下：
制造受压部外壳（受压部壳后端1021、受压部壳侧壁1022、受压部壳前端1023）及波纹管端盖104，波纹管右端与受压部壳前端1023焊接，波纹管左端与波纹管端盖104焊接保证密封，弹簧105右端与受压部壳前端1023焊接，引压管101与受压部壳后端1021密封焊接，受压部壳后端1021、受压部壳侧壁1022及受压部壳前端1023均密封焊接。
参见图4所示，机械加工机电转换组件（电器转换壳后套2051、电器转换壳前套2052），电器转换壳后套2051两端有螺纹，电器转换壳前套2052左端有螺纹，电器转换壳后套2051和电器转换壳前套2052螺纹连接，电器转换壳后套2051与受压部壳前端1023螺纹连接，波纹管端盖104与位移拉杆202连接，调整高温位移传感器203在电器转换壳后套2051的位置直到合适测量数据后，拧下电器转换壳后套2051与受压部壳前端1023螺纹，将高温位移传感器203与电器转换壳后套2051密封焊接，再将电器转换壳后套2051与受压部壳前端1023螺纹连接后密封焊接，电器转换壳后套2051与电器转换壳前套2052密封焊接。
参见图5所示，机械加工方法制造引线外壳（出线接头外壳底盖3061、出线接头外壳侧盖3062、出线接头外壳顶盖3063），出线接头外壳底盖3061与科伐座301密封焊接，铠装电缆线304和科伐座线301银铜钎焊焊接，出线接头外壳底盖3061、出线接头外壳侧盖3062、出线接头外壳顶盖3063密封焊接，出线接头外壳顶盖3063与铠装电缆304密封焊接，在引线腔充灌高温绝缘胶，待固化后出线腔封堵302与出线接头外壳侧盖3062密封焊接。
位移传感器线204与科伐座线303银铜钎焊焊接，电器转换壳前套2052与出线接头外壳底盖3061密封焊接，实现传感器整体密封。
本发明基于相关技术手段所生产的产品,经过多项测试包括:精度试验、过载能力试验、密封性能试验、响应时间试验、基本振动试验、热循环实验、电测兼容实验、压力疲劳试验、高温寿命试验、瞬态高温冲击试验、地震实验、事故后性能试验，均已达到用户要求标准。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种不可离开高温区的压力测量传感器，其特征在于，包括依次固定相接的受压部壳（102）、电器转换壳（205）及出线腔（308）；在所述受压部壳（102）、电器转换壳（205）及出线腔（308）内依次分别设有受压部组件、机电转换组件及引线组件；
所述受压部组件包括波纹管端盖（104）、弹簧（105）及波纹管（106）；所述波纹管（106）一端与受压部壳（102）前端固定相接，其另一端与波纹管端盖（104）固定相接；所述波纹管端盖（104）与受压部壳（102）内壁动配合，且与受压部壳（102）后端形成受压腔（103）；在受压部壳（102）外部垂直固定设有引压管（101）；所述引压管（101）与受压腔（103）相通；所述弹簧（105）固定设于波纹管端盖（104）与受压部壳（102）前端之间；
所述机电转换组件包括位移拉杆（202）及高温位移传感器（203）；所述位移拉杆（202）一端与波纹管端盖（104）垂直固定相接；
所述引线组件包括科伐座（301）、科伐座丝（303）、铠装电缆线（304）及铠装电缆（305）；所述出线腔（308）内填充高温绝缘胶；所述科伐座丝（303）与科伐座（301）固定封接；所述科伐座丝（303）与铠装电缆线（304）一端固定相接；所述铠装电缆（305）固定设于出线接头外壳（306）内；
所述高温位移传感器（203）的传感器信号线（204）与科伐座丝（303）相接。
2.根据权利要求1所述不可离开高温区的压力测量传感器，其特征在于：在所述出线腔（308）的底部区域设有出线腔封堵（302）。
3.根据权利要求2所述不可离开高温区的压力测量传感器，其特征在于：在所述受压部壳（102）外部固定设有热电偶探头（4）。
4.根据权利要求1～3任一所述不可离开高温区的压力测量传感器的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、加工受压部外壳（102）及波纹管端盖（104）；波纹管（106）右端与受压部壳前端（1023）焊接，波纹管（106）左端与波纹管端盖（104）焊接保证密封；弹簧（105）右端与受压部壳前端（1023）焊接；引压管（101）与受压部壳后端（1021）密封焊接，受压部壳后端（1021）、受压部壳侧壁（1022）及受压部壳前端（1023）均密封焊接；
b、加工机电转换组件（205）；电器转换壳后套（2051）两端有螺纹，电器转换壳前套（2052）左端有螺纹；电器转换壳后套（2051）和电器转换壳前套（2052）螺纹连接；电器转换壳后套（2051）与受压部壳前端（1023）螺纹连接；波纹管端盖（104）与位移拉杆（202）连接；调整高温位移传感器（203）在电器转换壳后套（2051）的位置直到合适测量数据后，拧下电器转换壳后套（2051）与受压部壳前端（1023）螺纹；将高温位移传感器（203）与电器转换壳后套（2051）密封焊接，再将电器转换壳后套（2051）与受压部壳前端（1023）螺纹连接后密封焊接，电器转换壳后套（2051）与电器转换壳前套（2052）密封焊接；
c、加工引线外壳；出线接头外壳底盖（3061）与科伐座（301）密封焊接；铠装电缆线（304）与科伐座线（301）银铜钎焊焊接；出线接头外壳底盖（3061）、出线接头外壳侧盖（3062）、出线接头外壳顶盖（3063）密封焊接；出线接头外壳顶盖（3063）与铠装电缆（304）密封焊接；在引线腔充灌高温绝缘胶，待固化后出线腔封堵（302）与出线接头外壳侧盖（3062）密封焊接；
d、位移传感器线（204）与科伐座线（303）银铜钎焊焊接；电器转换壳前套（2052）与出线接头外壳底盖（3061）密封焊接。
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