CN201417185Y - 石英晶体谐振式差频压力温度传感器 - Google Patents

石英晶体谐振式差频压力温度传感器 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及石英晶体谐振式传感器，具体是一种石英晶体谐振式差频压力温度传感器。解决了现有石英晶体谐振式传感器无法消除外界环境因素变化对测量结果造成的扰动的问题。石英晶体谐振式差频压力温度传感器，包括座体、敏感元件、以及与敏感元件相连的信号处理电路，座体前端设有测压腔，测压腔腔壁上开有接嘴；座体内设有与测压腔相邻且互相隔离的封闭腔，所述敏感元件包括其两端分别与封闭腔内壁固定的敏感石英晶体和固定于座体后端端面的非敏感石英晶体。本实用新型通过对石英晶体谐振式传感器进行差频设计，解决了现有石英晶体谐振式传感器无法消除外界环境因素变化对测量结果造成的扰动的问题。

Description

石英晶体谐振式差频压力温度传感器
技术领域
本实用新型涉及石英晶体谐振式传感器，具体是一种石英晶体谐振式差频压力温度传感器。
背景技术
石英晶体谐振式传感器是一种基于谐振技术，并采用高弹性模量、高机械品质因数、低密度的石英晶体作为敏感元件的传感器，其广泛应用于冶金、化工、地质勘探等领域的压力、温度测量，是目前现场应用测量领域中精度最高的压力检测产品，其主要原理为：当被测参量发生变化时，石英晶体的固有振动频率随之改变，将石英晶体接入特定的信号处理电路，即获得与被测参量成一定关系的频率信号。现有石英晶体谐振式传感器的主要缺陷在于无法消除外界环境因素变化对测量结果造成的扰动，即由于外界环境因素变化的干扰，石英晶体的固有振动频率会发生随机不可控的改变，从而导致被测参量的测量产生较大误差。
发明内容
本实用新型为了解决现有石英晶体谐振式传感器无法消除外界环境因素变化对测量结果造成的扰动的问题，提供了一种石英晶体谐振式差频压力温度传感器。
本实用新型是采用如下技术方案实现的：石英晶体谐振式差频压力温度传感器，包括座体、敏感元件、以及与敏感元件相连的信号处理电路，座体前端设有测压腔，测压腔腔壁上开有接嘴；座体内设有与测压腔相邻且互相隔离的封闭腔，所述敏感元件包括其两端分别与封闭腔内壁固定的敏感石英晶体和固定于座体后端端面的非敏感石英晶体。所述信号处理电路为现有公知结构，所述敏感石英晶体、非敏感石英晶体的性能相同，其各自形状根据实际需要而定。
使用时，通过接嘴将被测介质压力导入测压腔，在压力的作用下，座体的封闭腔侧壁(即测压腔的底壁)发生形变，固定在封闭腔内的敏感石英晶体的固有振动频率随之发生改变，而固定在座体后端端面的非敏感石英晶体不受封闭腔侧壁形变的影响，其固有振动频率并不发生改变，通过信号处理电路对敏感石英晶体和非敏感石英晶体的固有振动频率进行相减得出差频信号；在此过程中，外界环境因素发生变化对敏感石英晶体和非敏感石英晶体的固有振动频率造成的改变是相等的，所以此差频信号的大小与外界环境因素的变化量无关，由于此差频信号不受外界环境因素变化的影响，因而能非常准确地反映出被测介质的压力大小。
进一步地，所述敏感元件还包括固定于座体后端端面、与信号处理电路相连的温度敏感元件；所述温度敏感元件为现有公知产品；使用时，测压腔内被测介质的温度信号通过温度敏感元件、信号处理电路转化为电信号。
本实用新型通过对石英晶体谐振式传感器进行差频设计，解决了现有石英晶体谐振式传感器无法消除外界环境因素变化对测量结果造成的扰动的问题，测量精度高、测量误差小，适用于各种领域的压力和温度测量。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中：1-接嘴，2-座体，3-敏感石英晶体，4-非敏感石英晶体，5-法兰座，6-信号处理电路，7-引线，8-外壳，9-电缆。
具体实施方式
石英晶体谐振式差频压力温度传感器，包括座体2、敏感元件、以及与敏感元件相连的信号处理电路6，座体2前端设有测压腔，测压腔腔壁上开有接嘴1；座体2内设有与测压腔相邻且互相隔离的封闭腔，所述敏感元件包括其两端分别与封闭腔内壁固定的敏感石英晶体3和固定于座体2后端端面的非敏感石英晶体4；所述敏感元件还包括固定于座体2后端端面、与信号处理电路6相连的温度敏感元件。具体实施时，敏感石英晶体3、非敏感石英晶体4均为片状石英晶体；所述石英晶体谐振式差频压力温度传感器还包括与信号处理电路6连接的引线7和电缆9、用于保护信号处理电路6的外壳8、以及用于连接外壳8和座体2的法兰座5。

Claims (2)

1、一种石英晶体谐振式差频压力温度传感器，包括座体(2)、敏感元件、以及与敏感元件相连的信号处理电路(6)，座体(2)前端设有测压腔，测压腔腔壁上开有接嘴(1)；其特征在于：座体(2)内设有与测压腔相邻且互相隔离的封闭腔，所述敏感元件包括其两端分别与封闭腔内壁固定的敏感石英晶体(3)和固定于座体(2)后端端面的非敏感石英晶体(4)。
2、根据权利要求1所述的石英晶体谐振式差频压力温度传感器，其特征在于：所述敏感元件还包括固定于座体(2)后端端面、与信号处理电路(6)相连的温度敏感元件。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102435342A (zh) * 2011-10-11 2012-05-02 应达利电子(深圳)有限公司 一种基于at切石英晶体谐振器的温度测量仪及测量方法
CN107806947A (zh) * 2017-11-09 2018-03-16 中国电子科技集团公司第四十九研究所 高温压力温度一体复合传感器

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