CN205826195U - 一种新型超高压压力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种新型超高压压力传感器，其在主体底部设有进、回油口，主体上依次设有陶瓷芯、钢杆芯、弹簧杆，弹簧杆上设有预压弹簧，陶瓷芯、钢杆芯插装在陶瓷套中，主体顶部设有位移传感器与弹簧杆接触，在回油路中设有阻尼单元。本实用新型采用弹簧力平衡油液压力，通过检测陶瓷芯的位移量计算出油液的压力。与现有压力传感器相比，其在主体上开有进、回油口，油液从陶瓷套和陶瓷芯之间形成的环形管道溢流到弹簧杆底部容腔，之后通过从弹簧杆底部开的矩形槽流向回油口，使弹簧杆底部容腔压力始终为零，因此不会影响所测压力的精度。本实用新型可满足超高压液压系统的压力测量要求，而且具有结构简单、紧凑，可靠性高，受温度影响小等优点。

Description

一种新型超高压压力传感器

技术领域

本实用新型涉及测量流体压力技术领域，具体涉及一种新型超高压压力传感器。

背景技术

压力传感器是将压力转换为电信号输出的用于检测流体压力的敏感器件。其一般由弹性敏感元件和位移敏感元件(或应变计)组成，弹性敏感元件的作用是使被测压力作用于某个面积上并转换为位移或应变，然后由位移敏感元件或应变计金属元素分析仪转换为与压力成一定关系的电信号。

目前，超高压液压系统(70MPa以上)已成为现代液压技术发展的重要方向，在超高压液压系统中，通常采用应变片压力传感器，其具有量程大、精度高、抗冲击、稳定性强等优点；但当液压系统油液温度变化较大时，应变片的形变特性会受到温度的影响，从而带来温漂及测量误差等问题；另外，应变片的形变量与检测的压力并非呈线性关系，这也会影响其压力测量精度。

发明内容

针对上述存在问题，本实用新型旨在提供一种新型超高压压力传感器。

本实用新型目的通过以下技术方案来实现：一种新型超高压压力传感器，包括主体、位移传感器，所述主体底部设有进油口、回油口，进油口上设有流道一、与回油口相通的回油路上设有流道二，回油路内设有阻尼单元，所述流道一上方的主体上依次设有陶瓷芯、钢杆芯、弹簧杆，弹簧杆上设有预压弹簧，所述陶瓷芯与钢杆芯同径，所述陶瓷芯、钢杆芯插装在陶瓷套中，所述陶瓷套通过外螺母固定在主体上，所述陶瓷芯、钢杆芯与陶瓷套之间形成环形管道， 所述陶瓷芯、钢杆芯、弹簧杆同轴，所述弹簧杆底部与钢杆芯顶部采用半球窝状结构相接，所述主体与弹簧杆底部之间形成弹簧杆底部容腔，所述弹簧杆下部与主体配合处分别设有格兰圈和导向环；所述流道二与回油口相通且与弹簧杆底部容腔处的主体孔径相切，所述弹簧杆底部开有多个矩形槽，油液从环形管道溢流到弹簧杆底部容腔并通过多个矩形槽和流道二流向回油口；所述弹簧杆顶部与盖帽螺纹连接，所述位移传感器和预压弹簧通过盖帽固定，所述位移传感器头部与弹簧杆顶部相接触。

本实用新型涉及的新型超高压压力传感器采用预压弹簧来平衡油液压力，通过检测陶瓷芯的运动位移进而计算油液的压力。由于弹簧刚度大、受温度的影响小，使得该传感器的测压量程大，并克服了由于油液温度变化而引起测量误差的问题；陶瓷芯提高了该传感器的抗腐蚀性及抗磨损性。

本实用新型可满足超高压液压系统的测压要求，而且其结构简单、紧凑，可靠性高，受温度影响小。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、采用弹簧力平衡油液压力，由于弹簧的刚度大且受温度的影响小，使得该传感器的测压量程大且克服了由于油液温度变化引起测量误差的问题。

2、可根据所需要测量压力范围的不同而选取不同刚度的弹簧，从而组成不同系列及测量范围的压力传感器产品，以提高该压力传感器的通用性。

3、与其他压力传感器相比，在该压力传感器的主体上开有回油口，油液从陶瓷套和陶瓷芯之间形成的环形管道溢流到弹簧杆底部容腔，之后通过从弹簧杆底部开的矩形槽流向回油口，使弹簧杆底部容腔压力始终为零，因此不会影响所测压力的精度。

4、在回油路上设有一个相当于单向阻尼器的阻尼单元，当所测流体的压力发生突变时，其能限制陶瓷芯的最大速度，能有效防止陶瓷芯与主体相撞而致使其破裂。

附图说明

图1为本实用新型结构三维示意图。

图2为本实用新型结构示意图。

图3为本实用新型的主体结构俯视图。

图4为图3的A-A向剖视图。

图5为本实用新型的弹簧杆结构仰视图。

图6为图4的B-B向剖视图。

图7为本实用新型的钢杆芯结构主视图。

图8为图2中Ⅰ局部放大图。

图9为本实用新型的盖帽结构左视图。

图10为图9的C-C向剖视图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本实用新型作进一步详细描述：

如图1～2所示，一种新型超高压压力传感器，其结构是由主体1，陶瓷芯2，钢杆芯3，陶瓷套4，外螺母5，格兰圈6，导向环7，弹簧杆8，预压弹簧9，盖帽10，位移传感器11，螺堵12，阻尼单元，回油口16、进油口17组成。其中，陶瓷芯2、钢杆芯3与陶瓷套4之间形成环形流道；预压弹簧可采用圆柱弹簧或蝶形弹簧，当压力在70MPa-200MPa时采用圆柱弹簧，当压力超过200MPa 时采用碟形弹簧，本实施例中的液压系统压力不超过200MPa，其预压弹簧选用圆柱弹簧。

如图1、图2、图4、图10所示，主体1的内螺纹20和外螺母5相旋合将陶瓷套4固定在孔径19中，孔径21与弹簧杆8上的格兰圈6配合形成动密封，内螺纹23和盖帽10上的外螺纹32旋合给弹簧9产生一个预压缩力，流道二24和回油口16相通且和孔径21的底部相切。

如图3～7所示，弹簧杆8，其底部开有4道均布的矩形槽27，以保证弹簧杆底部容腔和流道二24相通，半球槽28与钢杆芯3顶部的半球29相接，这种结构可以有效防止由于偏载而导致钢杆芯3的折断；

如图8所示，阻尼单元是由弹簧13、阻尼件14、螺纹帽15组成的单向阻尼器，其依靠在螺纹帽15上加工的外螺纹与内螺纹26(见图4)旋合，将其定位在回油路上，当弹簧杆8(见图2)向上运动时，油液由油箱顶开阻尼单元的阀口进入弹簧杆底部容腔，当弹簧杆向下运动时，弹簧杆底部容腔油液必须经过阻尼件的阻尼小孔30流回油箱。

如图2、图9、图10所示，盖帽10的孔径31对弹簧杆8有导向作用，内螺纹33和位移传感器11外壳上加工的外螺纹旋合从而起到固定位移传感器11的作用。

本实用新型的新型超高压压力传感器的工作流程如下：

液压系统油液经由进油口和流道一18流至陶瓷芯2底部截面，当压力作用在陶瓷芯2的底部时，压力推动陶瓷芯2，其再带动钢杆芯3和弹簧杆8向上产生一定的位移量，与此同时其会压缩预压弹簧9，当压缩预压弹簧产生的弹簧力、重力、摩擦力、惯性力、粘性阻力和压力达到一种平衡状态时，运动停止。此 时，通过位移传感器11检测出陶瓷芯2运动的位移量，再通过外部的补偿即可得到所测压力的具体数值。

在正常情况下，阻尼件14在其自重和弹簧13的共同作用下会与螺纹帽15形成一个封闭的阀口，但当所测压力上升时，弹簧杆8向上移动导致其底部的封闭容腔变大而形成一定的真空度，此时从油箱来的油液会顶开由阻尼件14和螺纹帽15形成的阀口而进入到弹簧杆8底部容腔内；再当所测压力突然降低时，在被压缩预压弹簧9的作用下会使得弹簧杆8和陶瓷芯2产生一个很大的加速度(若无该阻尼单元，陶瓷芯2就很有可能与主体1相撞而破裂)，但此时回油路上的油液必须经过阻尼小孔30流回油箱，从而在弹簧杆底部容腔和油箱之间会产生一个压差，从而可以有效控制弹簧杆8和陶瓷芯2的下降速度，进而防止陶瓷芯2与主体1相撞而破裂。

Claims (5)

1.一种新型超高压压力传感器，包括主体、位移传感器，其特征在于，所述主体底部设有进油口、回油口，所述进油口上设有流道一，回油路上设有流道二，回油路内设有阻尼单元，所述流道一上方的主体上依次设有陶瓷芯、钢杆芯、弹簧杆，弹簧杆上设有预压弹簧，所述陶瓷芯与钢杆芯同径，所述陶瓷芯、钢杆芯插装在陶瓷套中，所述陶瓷套通过外螺母固定在主体上，所述陶瓷芯、钢杆芯与陶瓷套之间形成环形管道，所述陶瓷芯、钢杆芯、弹簧杆同轴，所述弹簧杆底部与钢杆芯顶部采用半球窝状结构相接，所述主体与弹簧杆底部之间形成弹簧杆底部容腔，所述弹簧杆下部与主体配合处分别设有格兰圈和导向环；所述流道二与回油口相通且与弹簧杆底部容腔处的主体孔径相切，所述弹簧杆底部开有多个矩形槽，油液从环形管道溢流到弹簧杆底部容腔并通过多个矩形槽和流道二流向回油口；所述弹簧杆顶部与盖帽螺纹连接，所述位移传感器和预压弹簧通过盖帽固定，所述位移传感器头部与弹簧杆顶部相接触。

2.根据权利要求1所述的一种新型超高压压力传感器，其特征在于，所述阻尼单元为由弹簧、阻尼件、螺纹帽组成的单向阻尼器，当弹簧杆向上运动时，油液由油箱顶开阻尼单元的阀口进入弹簧杆底部容腔，当弹簧杆向下运动时，弹簧杆底部容腔油液必须经过阻尼件的阻尼小孔流回油箱。

3.根据权利要求1所述的一种新型超高压压力传感器，其特征在于，所述弹簧杆底部开有四个均布排列的矩形槽。

4.根据权利要求1所述的一种新型超高压压力传感器，其特征在于，所述主体外侧设有螺堵用于封闭所述流道二。

5.根据权利要求1所述的一种新型超高压压力传感器，其特征在于，所述预压弹簧采用圆柱弹簧或蝶形弹簧，当压力在70MPa-200MPa时采用圆柱弹簧，当压力超过200MPa时采用碟形弹簧。