CN208579860U - 一种电容式压差传感器结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的在于公开一种电容式压差传感器结构，它包括左右对称设置的左半组件和右半组件及受压膜片；与现有技术相比，左半组件和右半组件是对称结构，受压膜片与左极板和右极板间距离很小，过载时受压膜片受到保护而不致破裂，连接针电极可以方便的插在PCB板上，避免信号干扰，减少寄生电容的存在因素，减少非线性，提高灵敏度和准确性并具有温度补偿能力；直接与被测气体连通，受压膜片直接感受气体压力变化，具有结构简单、耐高温、耐辐射、分辨率高、动态响应特性好等优点，广泛用于压力、液位等测量中，特别是微小压差的测量，实现本实用新型的目的。

Description

一种电容式压差传感器结构

技术领域

本实用新型涉及一种传感器结构，特别涉及一种电容式压差传感器结构。

背景技术

在现有技术中，现有的电容式压差传感器，它的受压膜片电极位于两个固定电极之间,构成两个电容器。在压力的作用下，一个电容器的容量增大而另一个电容器的容量则相应减小，测量结果由差动式电路输出。测量的受压膜片的左右两室中充满硅油，它的固定电极是在凹曲的玻璃表面上镀金属层而制成。过载时，受压膜片受到凹面的保护而不致破裂。差动电容式压力传感器比单电容式的灵敏度高、线性度好。

但是，上述结构中，测量的受压膜片的左右两室中充满硅油，密封要求高，结构复杂，制造工艺较复杂，加工较困难，成本高，寄生电容影响大，降低了测量灵敏度，而且引起非线性输出；且由于寄生电容是随机变化的，因而使传感器处于不稳定的工作状态．影响测量准确度，不适合测量很小的压差。

因此，特别需要一种电容式压差传感器结构，以解决上述现有存在的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电容式压差传感器结构，针对现有技术的不足，具有变极距，电容极板为差动式结构，寄生电容很小，非线性输出小，灵敏度高，准确度高，误差小，且具有温度补偿功能，适合测量很小的压差。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种电容式压差传感器结构，其特征在于，它包括左右对称设置的左半组件和右半组件及受压膜片；所述左半组件包括左连接针组、左壳体和左极板，所述左连接针组与所述左壳体互相密封锁紧，所述左连接针组的一端与左极板互相电接触导通，所述左极板与所述左壳体之间通过带四通孔的绝缘螺栓组互相连接；所述右半组件包括右连接针组、右壳体和右极板，所述右连接针组与所述右壳体互相密封锁紧，所述右连接针组的一端与右极板互相电接触导通，所述右极板与所述右壳体之间通过带四通孔的绝缘螺栓组互相连接；所述受压膜片设置在所述左极板和所述右极板之间，形成一个差动式电容结构。

在本实用新型的一个实施例中，所述左半组件和所述右半组件之间通过螺栓互相紧密结合并锁紧。

在本实用新型的一个实施例中，所述左极板与所述左壳体之间通过绝缘垫片互相隔离并有效绝缘。

在本实用新型的一个实施例中，所述左壳体通过左极板和绝缘垫片将左壳体的内腔分成左上腔和左下腔，所述左上腔和所述左下腔之间通过工艺导通孔连通。

在本实用新型的一个实施例中，所述左壳体的工艺孔上设置有密封堵头螺丝，所述左壳体的导气孔通过气管接头组件密封锁紧。

在本实用新型的一个实施例中，所述右极板与所述右壳体之间通过绝缘垫片互相隔离并有效绝缘。

在本实用新型的一个实施例中，所述右壳体通过右极板和绝缘垫片将右壳体的内腔分成右上腔和右下腔，所述右上腔和所述右下腔之间通过工艺导通孔连通。

在本实用新型的一个实施例中，所述右壳体的工艺孔上设置有密封堵头螺丝，所述右壳体的导气孔通过气管接头组件密封锁紧。

在本实用新型的一个实施例中，所述左壳体的端面上设置有凸形环，所述右壳体的端面上设置有凹形环槽，所述凸形环与所述凹形环槽相配合。

在本实用新型的一个实施例中，所述左壳体的端面上装有密封圈，所述右壳体的端面上装有密封圈。

在本实用新型的一个实施例中，所述左壳体和所述右壳体电接触导通并连接有两个连接柱。

在本实用新型的一个实施例中，所述左壳体、右壳体、左极板、右极板、连接柱、左连接针组的针和右连接针组的针采用耐腐蚀、温度系数低和电阻率很低的导体金属材料制成；所述受压膜片采用耐腐蚀、电阻率很低和弹性好的的导体金属材料制成。

本实用新型的电容式压差传感器结构，与现有技术相比，左半组件和右半组件是对称结构，受压膜片与左极板和右极板间距离很小，过载时受压膜片受到保护而不致破裂，连接针电极可以方便的插在PCB板上，避免信号干扰，减少寄生电容的存在因素，减少非线性，提高灵敏度和准确性并具有温度补偿能力；直接与被测气体连通，受压膜片直接感受气体压力变化，具有结构简单、耐高温、耐辐射、分辨率高、动态响应特性好等优点，广泛用于压力、液位等测量中，特别是微小压差的测量，实现本实用新型的目的。

本实用新型的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。

附图说明

图1为本实用新型的电容式压差传感器结构主视状态的结构示意图；

图2为本实用新型的电容式压差传感器结构左视状态的结构示意图；

图3为本实用新型的电容式压差传感器结构俯视状态的结构示意图；

图4为本实用新型的电容式压差传感器结构A-A剖面的结构示意图；

图5为本实用新型的电容式压差传感器结构B-B剖面的结构示意图；

图6为本实用新型的电容式压差传感器结构C-C剖面的结构示意图；

图7为本实用新型的电容式压差传感器结构立体状态的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

实施例

如图1至图7所示，本实用新型的电容式压差传感器结构，它包括左右对称设置的左半组件和右半组件及受压膜片108；所述左半组件包括左连接针组101、左壳体105和左极板109；所述右半组件包括右连接针组102、右壳体106和右极板110；受压膜片108设置在左极板109和右极板110之间并用四根螺栓103互相紧密结合锁紧，形成一个差动式电容结构。

所述左半组件中，左连接针组101与左壳体105密封锁紧；左连接针组101的针头一端与左极板109电接触导通，绝缘垫片111将左极板109与左壳体105隔离并有效绝缘。

带四通孔的绝缘螺栓组113将左极板109与左壳体105连接，其中绝缘螺栓组113的螺纹部分涂有绝缘材料或带有绝缘套的螺栓，并使左壳体105与左极板109有效绝缘；通过左极板109和绝缘垫片111将左壳体105内腔分成左上腔125和左下腔127。绝缘螺栓组113的四通孔使连接部分的孔隙与所述左半组件的左下腔127连通，使腔体内各处气压平衡；密封堵头螺丝115将左壳体105的工艺孔有效密封堵住，密封堵头螺丝119和密封堵头螺丝121将两处相应的工艺孔有效密封堵住；工艺导通孔123将所述左半组件的左下腔127与左上腔125连通，使两腔体内各处气压平衡；气管接头组件129与左壳体105的导气孔密封锁紧。

所述右半组件中，右连接针组102与右壳体106密封锁紧；右连接针组102的针头一端与右极板110电接触导通，绝缘垫片112将右极板110与右壳体106隔离并有效绝缘。

带四通孔的绝缘螺栓114将右极板110与右壳体106连接，其中绝缘螺栓114的螺纹部分涂有绝缘材料或带有绝缘套的螺栓，使右壳体106与右极板111有效绝缘；通过右极板110和绝缘垫片112将右壳体106内腔分成右下腔128和右上腔126。绝缘螺栓114的四通孔使连接部分的孔隙与所述右半组件的右下腔128连通，使腔体内各处气压平衡；密封堵头螺丝116将右壳体106的工艺孔有效密封堵住，密封堵头螺丝120和密封堵头螺丝122将两处相应的工艺孔有效密封堵住；工艺导通孔124将所述右半组件的右下腔128与右上腔126连通，使两腔体内各处气压平衡；气管接头组件130与右壳体106的导气孔密封锁紧。

左壳体105的端面上有凸形环117，右壳体106的端面上有凹形环槽118，凸形环117与凹形环槽118相配合；左壳体105上的端面上装有密封圈108；右壳体106的端面上也装有密封圈107；在安装受压膜片108时，凸形圆环117将受压膜片108压入凹形圆环槽118，使其变形和展平受压面，并产生均匀的预张紧力，因而压膜片108具有很好的弹性。

左壳体105的端面上的密封圈108和右壳体106的端面上的密封圈107与受压膜片108压紧后，能有效的密封；同时受压膜片108与左壳体105和右壳体106有很好的电接触导通。

连接柱104与左壳体105和右壳体106电接触导通，左连接针组101的针头和右连接针组102的针头可方便的插在PCB板上，连接柱104用于固定PCB板，并与接地导通。

左壳体105、右壳体106、左极板109、右极板110、连接柱104、左连接针组101的针和右连接针组102的针采用耐腐蚀、温度系数低和电阻率很低的导体金属材料；受压膜片108采用耐腐蚀、电阻率很低和弹性好的的导体金属材料；其它零件采用耐腐蚀的材料。

本实用新型的电容式压差传感器结构的工作原理如下：

受压膜片108位于左极板109和右极板110之间,构成两个电容器，形成一个差动式电容结构；待测气体A和B，将待测气体A通过气管接头组件129导入左半组件的左下腔127，在通过工艺导通孔123进入左上腔125，接触受压膜片108左端面；将待测气体B通过气管接头组件130导入右半组件的右下腔128，在通过工艺导通孔124进入右上腔126，接触受压膜片108右端面；当待测气体A和B的压力相等时，受压膜片108在中间平衡位置，受压膜片直接感受左右两腔室的气体压力变化，待测气体A和B的压差变化Δp转化为受压膜片108的位移变化Δd，一个电容器的容量增大而另一个电容器的容量则相应减小，经过测量电路转化为差动电容变化ΔC。

本实用新型的电容式压差传感器结构的非线性很小，压差变化Δp近似与差动电容变化ΔC成正比关系，受压膜片108与左极板109和右极板110间距离很小，过载时，受压膜片108受到保护而不致破裂。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (12)

1.一种电容式压差传感器结构，其特征在于，它包括左右对称设置的左半组件和右半组件及受压膜片；所述左半组件包括左连接针组、左壳体和左极板，所述左连接针组与所述左壳体互相密封锁紧，所述左连接针组的一端与左极板互相电接触导通，所述左极板与所述左壳体之间通过带四通孔的绝缘螺栓组互相连接；所述右半组件包括右连接针组、右壳体和右极板，所述右连接针组与所述右壳体互相密封锁紧，所述右连接针组的一端与右极板互相电接触导通，所述右极板与所述右壳体之间通过带四通孔的绝缘螺栓组互相连接；所述受压膜片设置在所述左极板和所述右极板之间，形成一个差动式电容结构。

2.如权利要求1所述的电容式压差传感器结构，其特征在于，所述左半组件和所述右半组件之间通过螺栓互相紧密结合并锁紧。

3.如权利要求1所述的电容式压差传感器结构，其特征在于，所述左极板与所述左壳体之间通过绝缘垫片互相隔离并有效绝缘。

4.如权利要求1所述的电容式压差传感器结构，其特征在于，所述左壳体通过左极板和绝缘垫片将左壳体的内腔分成左上腔和左下腔，所述左上腔和所述左下腔之间通过工艺导通孔连通。

5.如权利要求1所述的电容式压差传感器结构，其特征在于，所述左壳体的工艺孔上设置有密封堵头螺丝，所述左壳体的导气孔通过气管接头组件密封锁紧。

6.如权利要求1所述的电容式压差传感器结构，其特征在于，所述右极板与所述右壳体之间通过绝缘垫片互相隔离并有效绝缘。

7.如权利要求1所述的电容式压差传感器结构，其特征在于，所述右壳体通过右极板和绝缘垫片将右壳体的内腔分成右上腔和右下腔，所述右上腔和所述右下腔之间通过工艺导通孔连通。

8.如权利要求1所述的电容式压差传感器结构，其特征在于，所述右壳体的工艺孔上设置有密封堵头螺丝，所述右壳体的导气孔通过气管接头组件密封锁紧。

9.如权利要求1所述的电容式压差传感器结构，其特征在于，所述左壳体的端面上设置有凸形环，所述右壳体的端面上设置有凹形环槽，所述凸形环与所述凹形环槽相配合。

10.如权利要求1所述的电容式压差传感器结构，其特征在于，所述左壳体的端面上装有密封圈，所述右壳体的端面上装有密封圈。

11.如权利要求1所述的电容式压差传感器结构，其特征在于，所述左壳体和所述右壳体电接触导通并连接有两个连接柱。

12.如权利要求1所述的电容式压差传感器结构，其特征在于，所述左壳体、右壳体、左极板、右极板、连接柱、左连接针组的针和右连接针组的针采用耐腐蚀、温度系数低和电阻率很低的导体金属材料制成；所述受压膜片采用耐腐蚀、电阻率很低和弹性好的导体金属材料制成。