CN204007984U - 微小压力测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种微小压力测量装置，该装置包括数据采集模块、数据显示模块、通信模块、测量控制模块、微型压力传感器、微小压力接口模块。采用超小型压力传感器，将传感器安装在定制的微小压力接口模块，与采集、控制、显示模块通过电缆连接，被测液体通过微小压力接口模块，压力传感器感应到压力，通过连接电缆将信号传递给数据采集模块，根据控制模块设定基线，锁定采样值，并显示采集的数据，上传采集的数据。本实用新型具有结构简单、成本低、使用方便等特点，可在对两种互不相溶液体间的微小压力测量中应用。
Description
技术领域
本实用新型是关于微小压力的测量技术，具体涉及一种微小压力测量装置。
背景技术
压力是和我们日常生活息息相关的一种物理量，不论是航空航天等军工行业，还是热力仪表等工业领域都离开不压力信号的测量。压力检测在工业过程控制系统中的流行程度仅次于温度检测，是排名第二位的测量技术。例如通过压力测量可以分析材料的特性，可以确保设备的正常运转，是现代测量中必不可少的一种测量。
压力测量可以采用多种方式的传感器来实现。例如，石英原理的压力传感器可以测量高动态压力信号，压阻原理的传感器可以测量低频的压力信号。传感器的输出方式也是多种多样，数字输出，小信号输出，放大输出等。根据不同的被测对象，选择专用的压力传感器。
微小压力测量是一种科研中常用的测量。微小压力的测量不仅和压力传感器的精度有关，还和测量装置的设计有很大关系。本实用新型设计的微小压力测量装置的压力接口模块采用聚甲基丙烯酸甲酯，双接口设计减少压力传感器本身带来的误差，提高整个微小压力测量装置的精度。
实用新型内容
本实用新型的目的是，利用现代高精度压力传感器和结构加工技术，实现两种液体接触时微小压力的测量。
本实用新型的技术方案是：
一种液体微小压力测量装置，其特征在于，包括数据采集模块、数据显示模块、通信模块、测量控制模块、微型压力传感器、微小压力接口模块。所述数据采集模块、数据显示模块、通信模块、测量控制模块集中安装在壳体内，微型压力传感器安装在特制的PCB板上，与壳体内部数据采集模块通过数据线相连，微型压力传感器敏感部与微小压力接口模块固连用于感应外部被测压力。
所述数据采集模块由24位高速6通道同步A/D转换电路、信号调理电路和片外存储器构成。所述24位高速6通道同步A/D转换电路在于将传感器感应的压力信号进行模拟数字转换，高采样率保证了瞬间的油膜破裂时压力的采集数据不丢失，同步采集可同时反映两种液体的压力变化情况。信号调理电路用于将压力传感器的小信号放大，滤波处理后输入A/D转换电路。片外存储器用于保存采集的压力数据。
所述数据显示模块由与MCU微控制器连接的显示信号处理电路，液晶显示屏构成。所述显示信号处理电路用于将微控制器的显示内容信号转换为标准的液晶显示屏可接受的信号；所述液晶显示屏用于实时显示处理后的采集数据，控制信息等。
所述通信模块由与MCU微控制器连接的信号转换电路构成。所述信号转换电路用于将微控制器的TTL电平信号转换位串口RS-232的12V电平信号，将采集的压力数据按约定的数据帧格式传递给上位机。
所述测量控制模块由与MCU微控制器连接的控制开关和指示灯。所述控制开关用于设定采样压力基线、锁定采样压力数据、清除锁定信号；所述指示灯用亮和灭来反映控制开关当前的状态。
所述微型压力传感器是高精度、小尺寸、板载式敏感器件，可分辨1.2mbar的压力。6.2*6.4毫米尺寸便于安装在小尺寸压力接口处；2.2V低电压供电即可工作、极低功耗。
所述微小压力接口模块用于将液体的微小压力通过特制的连接孔传递给压力传感器，微小压力接口模块采用聚甲基丙烯酸甲酯制作，内部开细微十字交叉通道，分别是注水通道和注油通道，在每个通道垂直方向上开孔安装一个微型压力传感器用于测量每个通道的压力
所述压力传感器为MEAS公司的MS5401；
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
采用高精度压力传感器可以有效的保证微小压力信号的准确性，自行设计的微小压力接口模块可以保证采集油与水的瞬间分离压的可靠性，通过控制按键锁定，可以由微控制器自行采集数据，防止人为的干扰，提高了采集效率。
附图说明
图1为本实用新型的硬件的结构示意图；
图2为本实用新型系统原理的框图；
图3为本实用新型MCU微控制器处理的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
根据图1和图2所示，本实用新型包括数据采集模块、数据显示模块、通信模块、测量控制模块、微型压力传感器、微小压力接口模块。首先，微小压力接口模块的两条测量通道分别与装有两种互不相溶的被测液体的容器相连，启动微小压力测量装置，锁定没有未加压力情况下，两条测量通道的压力值设置为压力基准。对两条测量通道的液体施加压力，观察两条测量通道的交汇处的液体变化情况，当含油通道的液体瞬间破裂时，按下锁定控制键，此时的压力数据即为液体的分离压。
根据图3所述，本实用新型的工作流程如下：
1)系统上电自检初始化
2)被测液体接入测量通道
3)设定未加压力的基准
4)启动数据采集
5)给测量通道施加压力
6)在油膜破裂时，锁定压力
7)上位机读取采集数据
8)解除锁定，更换被测液体，进行下一组测量
以上通过详细实施例描述了本实用新型所提供的微小压力测量装置，本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明创造实质的范围内，可以对本实用新型做一定的变形或修改。
Claims (7)
1.微小压力测量装置，其特征在于，包括数据采集模块、数据显示模块、通信模块、测量控制模块、微型压力传感器、微小压力接口模块；所述数据采集模块、数据显示模块、通信模块、测量控制模块集中安装在壳体内，微型压力传感器安装在特制的PCB板上，与壳体内部数据采集模块通过数据线相连，微型压力传感器敏感部与微小压力接口模块固连用于感应外部被测压力。
2.如权利要求1所述的微小压力测量装置，其特征在于，所述数据采集模块包括与MCU微控制器连接的A/D转换电路、信号调理电路和片外存储器；所述信号调理电路，用于将传感器的输出的压力电信号进行噪声过滤等调理；所述A/D转换电路，用于将所述微型压力传感器的模拟电信号转换为数字信号并输入MCU微控制器；所述片外存储器，用于保存采集的压力数据，具备掉电不丢失的功能。
3.如权利要求1所述的微小压力测量装置，其特征在于，所述数据显示模块包括与MCU微控制器连接的显示信号处理电路，液晶显示屏；所述显示信号处理电路用于将微控制器的显示内容信号转换为标准的液晶显示屏可接受的信号；所述液晶显示屏用于实时显示处理后的采集数据。
4.如权利要求1所述的微小压力测量装置，其特征在于，所述通信模块包括与MCU微控制器连接的信号转换电路；所述信号转换电路用于将微控制器的TTL电平信号转换RS-232的12V电平信号，将采集的压力数据按约定的数据帧格式传递给上位机。
5.如权利要求1所述的微小压力测量装置，其特征在于，所述测量控制模块包括与MCU微控制连接的控制开关和指示灯；所述控制开关用于设定采样压力基线、锁定采样压力数据、清除锁定信号；所述指示灯用亮和灭来反映控制开关当前的状态。
6.如权利要求1所述的微小压力测量装置，其特征在于，所述微型压力传感器是高精度、小尺寸、板载式敏感器件，可分辨1.2mbar的压力；6.2*6.4毫米尺寸便于安装在小尺寸压力接口处；2.2V低电压供电即可工作、极低功耗。
7.如权利要求1所述的微小压力测量装置，其特征在于，所述微小压力接口模块用于将液体的微小压力通过特制的连接孔传递给压力传感器，微小压力接口模块采用聚甲基丙烯酸甲酯制作，内部开细微十字交叉通道，分别是注水通道和注油通道，在每个通道垂直方向上开孔安装一个微型压力传感器用于测量每个通道的压力。
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| CN104865015A (zh) * | 2015-05-04 | 2015-08-26 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种气门密封套气密性的检测方法和装置 |
| CN109269712A (zh) * | 2018-07-25 | 2019-01-25 | 国营芜湖机械厂 | 一种航空发动机滑油压差地面检测设备 |
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