CN205538075U - 一种内置式自补偿电测压力传感装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内置式自补偿电测压力传感装置，该压力传感装置包括用于相应的压力容器连接的安装固定座，安装固定座上设有能够在压力作用下产生变形的感应件，感应件与安装固定座之间形成有与压力容器内的反应物隔离开的安装腔，安装腔内设有用于测量感应件变形量的电阻应变片，并以半桥连接，实现了自补偿功能。将电阻应变片设置在该感应件的安装腔内部，保证了在使用的时候电阻应变片不会直接与压力容器内的反应物接触，避免了被腐蚀的问题，可以延长压力传感装置的使用寿命。

Description

一种内置式自补偿电测压力传感装置

技术领域

本实用新型涉及一种内置式自补偿电测压力传感装置。

背景技术

压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其被广泛应用于各种领域，如交通、化工、机械、建筑、电力及航空航天等。通常试验使用的传感器多为压电传感器(利用各向异性材料在变形时产生电流而制造的传感器)，具有体积小、重量轻、使用寿命长等优点，却不能用于静态测量压力大小且造价较高，当将其使用在反应物为粘稠状的压力容器内时，其感应头易被反应物污染，从而造成无法循环使用，导致其寿命的降低。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种内置式自补偿电测压力传感装置，以解决现有的压力传感器应用到反应物为粘稠状的压力容器内时容易被腐蚀、使用寿命短的技术问题。

为了实现以上目的，本实用新型内置式自补偿电测压力传感装置的技术方案如下：内置式自补偿电测压力传感装置，包括用于相应的压力容器连接的安装固定座，安装固定座上设有能够在压力作用下产生变形的感应件，所述感应件与安装固定座之间形成有与压力容器内的反应物隔离开的安装腔，所述安装腔内设有用于测量所述感应件变形量的电阻应变片，所述电阻应变片包括串联连接的第一应变片、第二应变片，所述第一应变片、第二应变片设置在所述安装腔的底部。

所述感应件为开口朝向所述安装固定座的筒状结构，所述第一应变片、第二应变片设置在感应件的底壁上。

所述第一应变片位于所述感应件底壁的中心位置，所述第二应变片位于所述第一应变片的一侧。

所述安装固定座上设有连通所述安装腔的过线孔，所述过线孔供与所述电阻应变片连接的、用于传输信号的导线通过。

所述过线孔内设有密封套，密封套上设有供所述导线穿过的穿线孔。

所述安装固定座与所述感应件螺纹密封连接。

所述安装固定座包括用于与所述压力容器螺纹连接的大径段及与所述感应件连接的小径段，所述感应件与所述大径段形成台阶结构，所述感应件上于所述台阶结构处套设有密封圈。

本实用新型的有益效果：本实用新型的压力传感装置通过设置一个能够随压力变形的且具有隔离压力容器反应物的安装腔的感应件，进一步将补偿式电阻应变片设置在该感应件的安装腔内部，保证了在使用的时候补偿式电阻应变片不会直接与压力容器内的反应物接触，避免了被腐蚀的问题，可以延长压力传感装置的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型内置式自补偿电测压力传感装置的结构示意图；

图2是电阻应变片的粘贴布置示意图；

图3是半桥电路的原理图。

具体实施方式

本实用新型内置式自补偿电测压力传感装置的实施例：如图1-3所示，内置式自补偿电测压力传感装置，包括用于相应的压力容器连接的安装固定座1，安装固定座1上设有能够在压力作用下产生变形的感应件2。安装固定座1包括用于与压力容器螺纹连接的大径段11及与感应件2螺纹密封连接的小径段12。感应件2为开口朝向安装固定座的筒状结构，安装固定座1的小径段12位于感应件2内。

感应件2与安装固定座1之间形成有与压力容器内的粘稠状的反应物隔离开的安装腔5，安装腔5内设有用于测量感应件变形量的电阻应变片。电阻应变片包括串联连接的第一应变片3、第二应变片4。感应件2的底部为薄板结构，第一应变片3、第二应变片4安装在感应件2的底壁上。第一应变片3记为R₂，第二应变片4记为R₁。第一应变片3位于感应件2底壁的中心位置，第二应变片4位于第一应变片的一侧即安装腔的边缘。第一应变片3、第二应变片4形成半桥电路，两个应变片的金属丝为丝绕式布局，其材质为卡马镍铬高阻合金，具有线性范围大、灵敏度高及抗高温疲劳等优点。之所以设计成半桥电路，是为了在应变片工作时补偿环境温度产生的应变效应。

本实用新型的补偿法为在应变片R₁与R₂正常工作时自动补偿温度所产生的 应变，即当温度变化时，两应变片产生的附加应变相互抵消。具体的工作原理，结合附图3进行说明。安装腔5内表面粘贴两枚电阻应变片为R₁、R₂，其阻值与外部电阻R₃、R₄相同，并组成半桥电路。当试样没有发生变形时，电路平衡，电压差为零，当试样发生变形时，由于应变片阻值的变化，电路电压差发生改变，从而搜集电压变化信号，经数据采集、放大等操作后，最后显示于显示器上。半桥电路的真实应变ε_d与R₁的应变ε₁、R₂应变ε₂之间的关系为：

ε_d＝ε₁-ε₂ (1)

其中，若考虑温度影响不能忽略，则R₁、R₂的应变变化应包括温度变化所产生的应变ε_T，即：

ε₁＝ε′+ε_T (2)

ε₂＝ε″+ε_T (3)

其中，ε′、ε″为试样变形所产生的真实应变值。

温度的应变变化由下式给出：

ε_T＝α_TΔT

其中，α_T为材料的线膨胀系数(与材料自身性质有关)；

ΔT为温度变化值。

在R₁与R₂同时工作时，由半桥电路，可抵消其温度产生的应变，从而获得试样变形所产生的真实应变变化。

安装固定座1上设有连通安装腔的过线孔9，过线孔9供与电阻应变片连接的、用于传输信号的导线8通过。过线孔9的上部设有密封套7，密封套7上设有供导线8穿过的穿线孔。密封套7采用橡胶套，起到固定导线8的作用。

考虑到安装固定座1与压力容器接触面的密闭性，感应件2与安装固定座1的大径段11形成台阶结构，感应件2上于台阶结构处套设有O型密封圈6。

在使用的时候，将本装置螺纹连接在待测的压力容器上，当压力容器产生压力时，其压力作用在感应件2的底部，感应件2产生变形，电阻应变片感应其变形量的大小，并产生感应信号，感应信号通过导线8传入信号收集器。该信号经过放大和转换等处理显示于电子显示仪上，从而完成压力容器内压强的监测。由 于采用的是工作应变片自动补偿温度变化产生的应变效应，使得测量数据更精确。同时，由于电阻应变片是位于感应件的内部，与压力容器内的反应物不直接接触，因此，克服了电阻应变片被腐蚀的缺陷，可循环利用，延长了传感装置的使用寿命。

在其它实施例中，安装固定座也可是等径段的圆筒状结构，安装固定座的朝向感应件的一端环设有螺纹槽，螺纹槽可以是内螺纹，也可是外螺纹，感应件与安装固定座螺纹连接，感应件上端处于螺纹槽内。此时，感应件也与安装固定座形成有台阶结构，O型密封圈套设在感应件上，处于该台阶位置处。感应件与安装固定座的连接方式，也可采用密封垫配合螺栓连接的方式，安装固定座与感应件采用螺栓实现对接连接，两者之间设置有密封垫，实现密封连接。在其它实施例中，第一应变片也可设置在感应件的侧壁上，感应侧壁上的变形。

Claims (7)

1.内置式自补偿电测压力传感装置，其特征在于：包括用于相应的压力容器连接的安装固定座，安装固定座上设有能够在压力作用下产生变形的感应件，所述感应件与安装固定座之间形成有与压力容器内的反应物隔离开的安装腔，所述安装腔内设有用于测量所述感应件变形量的电阻应变片，所述电阻应变片包括串联连接的第一应变片、第二应变片，所述第一应变片、第二应变片设置在所述安装腔的底部。

2.根据权利要求1所述的内置式自补偿电测压力传感装置，其特征在于：所述感应件为开口朝向所述安装固定座的筒状结构，所述第一应变片、第二应变片设置在感应件的底壁上。

3.根据权利要求2所述的内置式自补偿电测压力传感装置，其特征在于：所述第一应变片位于所述感应件底壁的中心位置，所述第二应变片位于所述第一应变片的一侧。

4.根据权利要求1所述的内置式自补偿电测压力传感装置，其特征在于：所述安装固定座上设有连通所述安装腔的过线孔，所述过线孔供与所述电阻应变片连接的、用于传输信号的导线通过。

5.根据权利要求4所述的内置式自补偿电测压力传感装置，其特征在于：所述过线孔内设有密封套，密封套上设有供所述导线穿过的穿线孔。

6.根据权利要求1至5任一项所述的内置式自补偿电测压力传感装置，其特征在于：所述安装固定座与所述感应件螺纹密封连接。

7.根据权利要求6所述的内置式自补偿电测压力传感装置，其特征在于：所述安装固定座包括用于与所述压力容器螺纹连接的大径段及与所述感应件连接的小径段，所述感应件与所述大径段形成台阶结构，所述感应件上于所述台阶结构处套设有密封圈。