CN208721302U - 带缓冲器的快速响应薄膜压力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带缓冲器的快速响应薄膜压力传感器，包括接压件、敏感组件、壳体、调理电路板、内外引线、缓冲器等组成。所述弹性体压入接压件的第一凹位腔，使用锁紧环嵌入所述接压件的第二凹位腔，完成弹性组件与所述接压件紧密装配；当流体压力作用在弹性体的膜片上时，弹性膜片上的测量电路输出与所受压力成比例的电信号。由于在传感器引压孔中增加缓冲器，缓冲器的上端开有小直径压力通孔，引压孔中充满流体介质时不易流出，再次测压时，弹性体的敏感膜片通过流体介质能快速感受到所受压力值，大大提高了压力传感器的响应速度。这样，压力传感器同时具有精度高、稳定性好、可靠性高、工作寿命长、响应速度等优点。

Description

带缓冲器的快速响应薄膜压力传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其涉及一种带缓冲器的快速响应薄膜压力传感器。

背景技术

溅射薄膜压力传感器是一种性能优良的压力传感器，它具有测量精度高、量程大、工作温度范围宽、可靠性高、稳定性好等优点，在航空航天、武器装备、石油化工、冶金、能源、交通、工业过程控制、物联网等许多领域得到广泛应用。

现有的薄膜压力传感器产品的常规做法是将弹性体焊接在引压嘴上，接压件或引压嘴有一长段引压孔，每次测量压力时，流体需要充满引压孔才能到达弹性体的受力面，测量响应速度慢，不适用高频压力测量场合。

因此，开发一种保留有薄膜压力传感器优良性能的、响应速度快的带缓冲器的快速响应薄膜压力传感器极其重要。

溅射薄膜压力传感器是采用真空原子薄膜沉积技术，将绝缘材料、应变敏感材料、保护材料等沉积在弹性体表面而形成的一种性能优良的压力传感器，它具有精度高、稳定性好、工作温度范围宽、可靠性高、工作寿命长等优点。利用溅射薄膜压力传感器引压孔中增加缓冲器的办法，测量压力时大大提高响应速度，可以很好的解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述问题，提供一种带缓冲器的快速响应薄膜压力传感器，以实现测量精度高、稳定性好、工作温度范围宽、可靠性高、工作寿命长、响应速度快等优点。

为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案是：一种带缓冲器的快速响应薄膜压力传感器，其特征在于，包括：下部中心加工有引压孔、上部中心加工有与所述引压孔连通的从下至上的第一凹位腔、第二凹位腔、第三凹位腔的接压件；弹性组件；壳体；缓冲器组成，所述弹性组件的弹性体压入所述接压件的第一凹位腔，使用锁紧环嵌入所述接压件的第二凹位腔，完成弹性组件与所述接压件紧密装配；当流体压力作用在弹性体的弹性膜片上时，所述弹性膜片上的测量电路输出与所受压力成比例的电信号，通过检测输出信号即可得到所受压力值的大小。

优选的，所述弹性体是利用薄膜沉积技术和图形转移技术制造测量电路的、呈倒U型杯状敏感芯体。

优选的，所述弹性组件由密封圈、弹性体、锁紧环组成。

优选的，所述接压件的引压孔下端安装有起流体缓冲作用的缓冲器。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：由于在溅射薄膜压力传感器引压孔中增加缓冲器，缓冲器的上端开有小直径压力通孔，引压孔中充满流体介质时不易流出，再次测压时，弹性体的敏感膜片通过流体介质能快速感受到所受压力值，大大提高了压力传感器的响应速度。这样，薄膜压力传感器同时具有精度高、稳定性好、可靠性高、工作寿命长、响应速度等优点。

本实用新型的带缓冲器的快速响应薄膜压力传感器的主要性能指标如下：

测量范围：0～1～120MPa 综合精度：0.1％FS～0.5％FS

工作温度范围：-100℃～250℃ 响应速度：≤1ms；

零点温度漂移：≤±0.005％FS/℃ 长期稳定性：≤±0.1％FS/年

附图说明

图1为本实用新型的带缓冲器的快速响应薄膜压力传感器的剖面示意图。

图2为本实用新型的带缓冲器的快速响应薄膜压力传感器的接压件剖面示意图。

图3为本实用新型的带缓冲器的快速响应薄膜压力传感器的弹性组件剖面示意图。

图4为本实用新型的带缓冲器的快速响应薄膜压力传感器的缓冲器剖面示意图。

图5为本实用新型的带缓冲器的快速响应薄膜压力传感器的锁紧环剖面示意图。

图6为本实用新型的带缓冲器的快速响应薄膜压力传感器引压孔中充满介质示意图。

图中：1、接压件；2、弹性组件；3、壳体；4、调理电路板；5、内引线；6、外引线；7、缓冲器；8、插针；9、接插件；

11、引压孔；12、接压螺纹；13、缓冲内螺纹；14、第一凹位腔；15、第二凹位腔；16、第三凹位腔；17、壳体密封面；18、流体介质；

21、密封凹部；22、弹性体；23、内腔；24、上表面；25、锁紧环；26、上台沿；27、引线焊盘；28、密封圈；71、缓冲外螺纹；72、六方内孔；73、压力通孔；

251、上卡环；252、下卡环；；253、圆形孔。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

如图1、2、3、4、5、6所示，一种带缓冲器的快速响应薄膜压力传感器，采用机械加工方法制造倒U型杯状弹性体22，将所述弹性体22上表面24进行研磨抛光，利用薄膜沉积技术和图形转移技术在所述弹性体22的上表面24上制造对压力具有敏感作用的应变电阻并形成测量电路，之后对所述弹性体22进行高温退火处理。所述弹性体22上表面外周加工有上台沿26，下部外周加工有密封凹部21。

采用机械加工的方法制造接压件1，所述接压件1位于中心位置加工有引压孔11，位于上部中心位置加工有与所述引压孔11连通的从下至上的第一凹位腔14、第二凹位腔15、第三凹位腔16。所述接压件1下部周边加工有用于与被测压力管道或压力容器连接的接压螺纹12。所述接压件1的引压孔11的下端加工有用于安装缓冲器7的缓冲内螺纹13。

采用机械加工的方法制造锁紧环25，所述锁紧环25位于中心位置加工有便于引线通过的圆形孔235，位于上部边缘加工有上卡环251，位于下部边缘加工有下卡环252。

采用机械加工的方法制造缓冲器7，所述缓冲器7下部中心加工有六方内孔72，与所述六方内孔72相通的上部加工有直径为0.4至0.8mm的压力通孔73，这种小直径通孔便于传导压力而不易使液体返流。所述缓冲器7下部周边加工有缓冲外螺纹71。

将密封圏28套在所述弹性体22的密封凹部21上，并将所述带有密封圏28的弹性体22压入所述接压件1的第一凹位腔14，将所述锁紧环25嵌入所述接压件1的第二凹位腔15。所述锁紧环25的上卡环251与下卡环252正好与第二凹位腔15紧密配合，形成了对所述弹性体22的严密锁紧。这样完成了弹性组件2与所述接压件1的装配。由于有密封圏28和锁紧环25的存在，所述接压件1与弹性组件2形成了一个完整的密封整体。

将调理电路板4安装在所述接压件1的第三凹位腔16内并固定。

利用焊接设备，在所述弹性体22的引线焊盘27上引出内引线5，穿过所述锁紧环25的圆形孔253，焊接到所述调理电路板4的信号输入端。

通过外引线6将所述调理电路板4的信号输出端与部分嵌入壳体3上端的插针8连接。

将所述壳体3下部套住接压件1，并接触接压件1的壳体密封面17，同时在所述壳体3和接压件1的接触处进行圆周密封焊接。

利用所述缓冲器7的缓冲外螺纹71和所述接压件1的缓冲内螺纹13配合，将工具插入所述缓冲器7的六方内孔72内并将缓冲器7拧入引压孔11内，制成了带缓冲器的快速响应薄膜压力传感器。当流体经六方内孔72压入引压孔11，充满弹性体22的内腔23，由于所述缓冲器7的上端小直径压力通孔73，引压孔11中充满的流体介质18不易流出，再次测压时，弹性体22的敏感膜片通过所述流体介质18能快速感受到所受压力值，提高了压力传感器的响应速度。

将所述带缓冲器的快速响应薄膜压力传感器产品进行高低温和疲劳试验，然后进行打标与标定，并封装入库。

产品具体工作原理为：将所述带缓冲器的快速响应薄膜压力传感器通过接压螺纹12接入被测压力管道或容器上，当流体压力通过六方内孔72压入引压孔11，达到弹性体22的内腔23，作用在弹性体22的受力面，所述受力面上的测量电路输出与所受压力成比例的电信号，该电信号经调理电路板4调理成标准信号经外引线6输出给插针8。外部连线接入接插件9，可以检测出输出信号，即可得到所受压力值的大小。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施方式，不应被视为对本实用新型范围的限制，而且本实用新型所主张的权利要求范围并不局限于此，凡熟悉此领域技艺的人士，依照本实用新型所披露的技术内容，可轻易思及的等效变化，均应落入本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种带缓冲器的快速响应薄膜压力传感器，其特征在于，包括：下部中心加工有引压孔(11)、上部中心加工有与所述引压孔(11)连通的从下至上的第一凹位腔(14)、第二凹位腔(15)、第三凹位腔(16)的接压件(1)；弹性组件(2)；壳体(3)；缓冲器(7)组成，所述弹性组件(2)的弹性体(22)压入所述接压件(1)的第一凹位腔(14)，使用锁紧环(25)嵌入所述接压件(1)的第二凹位腔(15)，完成弹性组件(2)与所述接压件(1)紧密装配；当流体压力作用在弹性体(22)的弹性膜片上时，所述弹性膜片上的测量电路输出与所受压力成比例的电信号，通过检测输出信号即可得到所受压力值的大小。

2.根据权利要求1所述的带缓冲器的快速响应薄膜压力传感器，其特征在于，所述弹性体(22)是利用薄膜沉积技术和图形转移技术制造测量电路的、呈倒U型杯状敏感芯体。

3.根据权利要求1所述的带缓冲器的快速响应薄膜压力传感器，其特征在于，所述弹性组件(2)由密封圈(21)、弹性体(22)、锁紧环(25)组成。

4.根据权利要求1所述的带缓冲器的快速响应薄膜压力传感器，其特征在于，所述接压件(1)的引压孔(11)下端安装有起流体缓冲作用的缓冲器(7)。