CN114088286A - 一种高压传感器安全性防护结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种航空用高压压力传感器，特别是一种高压传感器安全性防护结构。包括依次设置的感压部件(1)、壳体(2)和插座(3)；本发明通过阻尼器的内部设计了减重孔降低产品整机的重量，阻尼器的引压孔设计在两侧，与安装套的进压孔成垂直方向，能够缓解瞬时高压冲击，对压力芯体起到了防护作用；本发明通过压环结构设计，从焊接熔深以及螺纹固定两方面增加了对压力芯体的防护，防止极端条件下压力芯体脱焊增加系统的不安全性；在阻尼器上设计了内六角孔，方便阻尼器的安装。本发明中压力传感器的结构设计可以满足高压压力的测量、74度锥螺纹安装、整机密封的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种航空用高压压力传感器，特别是一种高压传感器安全性防护结构。
背景技术
随着系统安全性要求以及集成性要求逐步提高，要求产品在体积重量不增加的提前下，要求提高高压传感器的安全性设计。原有高压压力传感器体积大，体积小的高压压力传感器内部没有足够的安全设计余度，导致产品在瞬时高压冲击的条件下，可能存在泄漏或是降低产品使用寿命的可能性。因此，在现有体积重量的前提下，对现有的高压压力传感器技术进行改进提升，提高产品在高压冲击的时候安全系数。
发明内容
本发明正是针对系统安全性、集成性高，体积重量不增加的要求，展开高压传感器安全性防护结构的设计，其目的用来防止外界高速压力对内配感压芯体以及结构件的高压冲击，满足产品安全性、可靠性设计要求。
本发明技术方案：一种高压传感器安全性防护结构，包括依次设置的感压部件1、壳体2和插座3；感压部件1包括安装套4、压环5、自制螺钉6、印制电路板部件7、阻尼器13、压力芯体14；壳体2依次套在印制电路板部件7、自制螺钉6、压环5上，安装套4的大径凸台和壳体2的外圆面凸台、壳体2与插座3连接端内径凹槽与插座3的外圆面凸台之间通过激光焊接连接；阻尼器13穿过安装套4的空腔与安装套4上的配合台阶4-2接触；压力芯体14与安装套4螺接固定，压力芯体14大径凸台与安装套4上的凸台4-5通过电子束焊接固定。
所述感压部件1与壳体2、壳体2与插座3进行焊接。
所述安装套4内部还设计有阻尼器内螺纹4-1、芯体内螺纹4-3、表面法兰盘上设计有螺钉内螺纹4-4。
所述阻尼器13设计有引压孔13-1、安装外螺纹13-2、减重孔13-3、台阶13-4、内六角孔13-5；阻尼器13的安装外螺纹13-2与安装套4内的阻尼器内螺纹4-1螺接固定，螺纹旋至台阶13-4处与安装套4上的配合台阶4-2接触。
所述压环5为一个圆筒结构，设计有内腔5-1、通孔5-2；压环5套在压力芯体14上，内腔5-1的平面与压力芯体14外表面接触；自制螺钉6穿过压环5上的通孔5-2，外螺纹6-1与安装套4上的螺钉内螺纹4-4进行螺接固定。
所述阻尼器13的引压孔13-1设计在两侧，与安装套4的进压孔成垂直方向。
所述印制电路板部件7包括2个印制电路板8、接壳螺钉9、2个标准螺钉10、6个绝缘垫片11、3个绝缘套筒12；接壳螺钉9、2个标准螺钉10的外螺纹依次穿过第一块印制电路板8、绝缘垫片11、绝缘套筒12以及第二块印制电路板8后与自制螺钉6连接固定。
所述感压部件1将外部的高压压力信号转换为系统需求的4mA～20mA电流信号进行输出。
所述插座3将感压部件输出的4mA～20mA电流信号进行传输，供系统采集用。
所述印制电路板部件7将压力芯体14输出的mV级差模电压信号进行信号调理转换输出4mA～20mA电流信号。
本发明创造具有的优点和积极效果是：
(1)本发明中压力传感器的结构设计可以满足高压压力的测量、74度锥螺纹安装、整机密封的要求；
(2)本发明通过阻尼器13的内部设计了减重孔13-3，降低产品整机的重量，阻尼器13的引压孔13-1设计在两侧，与安装套4的进压孔成垂直方向，能够缓解瞬时高压冲击，对压力芯体14起到了防护作用；
(3)本发明通过压环5结构设计，从焊接熔深以及螺纹固定两方面增加了对压力芯体14的防护，防止极端条件下压力芯体14脱焊增加系统的不安全性；
(4)本发明在阻尼器13上设计了内六角孔13-5，方便阻尼器13的安装。
附图说明
图1高压传感器外形示意图
图2高压传感器感压部件外形示意图
图3高压传感器感压部件剖视图
图4高压传感器安装套示意图
图5高压传感器阻尼器示意图
图6高压传感器压环示意图
图7高压传感器自制螺钉示意图
图中：1.感压部件、2.壳体、3.电连接器、4.安装套、5.压环、6.自制螺钉、7.印制电路板部件、8.印制电路板、9.接壳螺钉、10.标准螺钉、11.绝缘垫片、12.绝缘套筒、13.阻尼器、14.压力芯体
具体实施方式
以下将结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述：
该种高压传感器安全性防护结构设计，其特征在于：
一种高压传感器安全性防护结构设计是在现有技术的基础上，针对74度锥螺纹安装、小型化、密封性、高压力测量要求设计一种压力传感器。通过这种压力传感器的结构设计可以满足高压压力的测量、74度锥螺纹安装、整机密封的要求。
一种高压传感器安全性防护结构包括感压部件1、壳体2和插座3。
如图1所示高压传感器外形示意图中，壳体2依次套在印制电路板部件7、自制螺钉6、压环5上，安装套4的大径凸台和壳体2的外圆面凸台、壳体2与插座3连接端是内径凹槽与插座7的外圆面凸台之间通过激光焊接连接。
如图2所示高压传感器感压部件外形示意图中，感压部件1包括安装套4、压环5、自制螺钉6、印制电路板部件7、阻尼器13、压力芯体14。
阻尼器13穿过安装套4的空腔，其安装外螺纹13-2与安装套4内的阻尼器内螺纹4-1进行螺接固定，螺纹旋至台阶13-4与安装套4上的配合台阶4-2接触。
压力芯体14的外螺纹与安装套4内的芯体内螺纹4-3处进行螺接固定，螺纹旋至压力芯体14大径凸台与安装套4上的芯体配合凸台4-5接触，并通过电子束焊接的对连接处进行焊接固定。
压环5套在压力芯体14上，内腔5-1的平面与压力芯体14外表面接触。
自制螺钉6穿过压环5上的通孔5-2，外螺纹6-1与安装套4上的螺钉内螺纹4-4进行螺接固定。
如图4所示安装套4内部设计有阻尼器内螺纹4-1、配合台阶4-2、芯体内螺纹4-3、芯体配合凸台4-5，表面法兰盘上设计有螺钉内螺纹4-4。阻尼器内螺纹4-1与配合台阶4-2用于安装阻尼器13，芯体内螺纹4-3与芯体配合凸台4-5用于安装压力芯体14，螺钉内螺纹4-4用于安装自制螺钉6。安装套4选用高强度、高韧性、高耐腐蚀性、高抗氧化性的沉淀硬化性不锈钢0Cr17Ni4Cu4Nb，并在结构件成型后经过热处理满足高压压力传感器的耐压强度。耐压强度设计中涉及内压容器安全壁厚设计，在产品的壁厚以及与压力芯体14焊接熔深都预留了足够安全余度。
如图5所示阻尼器13设计有引压孔13-1、安装外螺纹13-2、减重孔13-3、台阶13-4、内六角孔13-5。阻尼器13结构中引压孔13-1用于与外部气源连接形成压力通路，该压力通路给压力芯体14进行施加压力。阻尼器13上的引压孔13-1与外部气源方向成垂直方向设计，能够缓解瞬时高压冲击，对压力芯体14以及压力芯体焊缝处起到保护效果。利用通用工具通过内六角孔13-5将阻尼器13安装在安装套4的阻尼器内螺纹4-1处，并设计有台阶13-4限位防止过安装。为了满足减重要求，在阻尼器13设计了减重孔13-3，降低了阻尼器13的重量。阻尼器13选用高强度、高韧性、高耐腐蚀性、高抗氧化性的沉淀硬化性不锈钢0Cr17Ni4Cu4Nb，并在结构件成型后经过特殊的热处理满足高压压力传感器的耐压强度。阻尼器13的螺纹强度根据理论以及实际经验都经过了特殊设计。
如图6所示压环5为一个圆筒结构，设计有内腔5-1、通孔5-2。压环5中内腔5-1对压力芯体14形成包裹，自制螺钉6通过通孔5-2与安装套4上的螺钉内螺纹4-4进行安装，对压力芯体14形成了二次固定结构，缓冲了极端条件下压力芯体14对产品以及系统的冲击力。
压力芯体14是一种压力敏感元件，能将感受的压力信号转换为电信号。该电信号经过印制电路板部件7经过信号调理以及转换输出4mA～20mA电流信号，通过插座3传递给系统。
印制电路板部件7包括2个印制电路板8、接壳螺钉9、2个标准螺钉10、6个绝缘垫片11、3个绝缘套筒12；接壳螺钉9、2个标准螺钉10的外螺纹依次穿过第一块印制电路板8、绝缘垫片11、绝缘套筒12以及第二块印制电路板8后与自制螺钉6的内螺纹6-3进行连接固定。能够提高印制电路板部件7装配的操作性，保证在振动过程中电信号的稳定传输。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种高压传感器安全性防护结构，其特征在于，包括依次设置的感压部件(1)、壳体(2)和插座(3)；感压部件(1)包括安装套(4)、压环(5)、自制螺钉(6)、印制电路板部件(7)、阻尼器(13)、压力芯体(14)；壳体(2)依次套在印制电路板部件(7)、自制螺钉(6)、压环(5)上，安装套(4)的大径凸台和壳体(2)的外圆面凸台、壳体(2)与插座(3)连接端内径凹槽与插座3的外圆面凸台之间通过激光焊接连接；阻尼器(13)穿过安装套(4)的空腔与安装套(4)上的配合台阶(4-2)接触；压力芯体(14)与安装套(4)螺接固定，压力芯体(14)大径凸台与安装套(4)上的凸台(4-5)通过电子束焊接固定。
2.如权利要求1所述的高压传感器安全性防护结构，其特征在于，感压部件(1)与壳体(2)、壳体(2)与插座(3)进行焊接。
3.如权利要求1所述的高压传感器安全性防护结构，其特征在于，安装套(4)内部还设计有阻尼器内螺纹(4-1)、芯体内螺纹(4-3)、表面法兰盘上设计有螺钉内螺纹(4-4)。
4.如权利要求3所述的高压传感器安全性防护结构，其特征在于，阻尼器(13)设计有引压孔(13-1)、安装外螺纹(13-2)、减重孔(13-3)、台阶(13-4)、内六角孔(13-5)；
阻尼器(13)的安装外螺纹(13-2)与安装套(4)内的阻尼器内螺纹(4-1)螺接固定，螺纹旋至台阶(13-4)处与安装套(4)上的配合台阶(4-2)接触。
5.如权利要求3所述的高压传感器安全性防护结构，其特征在于，压环(5)为一个圆筒结构，设计有内腔(5-1)、通孔(5-2)；压环(5)套在压力芯体(14)上，内腔(5-1)的平面与压力芯体(14)外表面接触；自制螺钉(6)穿过压环(5)上的通孔(5-2)，外螺纹(6-1)与安装套(4)上的螺钉内螺纹(4-4)进行螺接固定。
6.如权利要求4所述的高压传感器安全性防护结构，其特征在于，阻尼器(13)的引压孔(13-1)设计在两侧，与安装套(4)的进压孔成垂直方向。
7.如权利要求1所述的高压传感器安全性防护结构，其特征在于，印制电路板部件(7)包括2个印制电路板(8)、接壳螺钉(9)、2个标准螺钉(10)、6个绝缘垫片(11)、3个绝缘套筒(12)；接壳螺钉(9)、2个标准螺钉(10)的外螺纹依次穿过第一块印制电路板(8)、绝缘垫片(11)、绝缘套筒(12)以及第二块印制电路板(8)后与自制螺钉(6)连接固定。
8.如权利要求1所述的高压传感器安全性防护结构，其特征在于，感压部件(1)将外部的高压压力信号转换为系统需求的4mA～20mA电流信号进行输出。
9.如权利要求1所述的高压传感器安全性防护结构，其特征在于，插座(3)将感压部件输出的4mA～20mA电流信号进行传输，供系统采集用。
10.如权利要求1所述的高压传感器安全性防护结构，其特征在于，印制电路板部件(7)将压力芯体(14)输出的mV级差模电压信号进行信号调理转换输出4mA～20mA电流信号。
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