CN209623940U - 一种波纹管式压力传感器及具有其的自动控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种波纹管式压力传感器及具有其的自动控制器，包括：传感器壳体，第一光纤和第二光纤，所述第一光纤穿过传感器壳体后一端设置在所述传感器壳体内，所述第一光纤和第二光纤通过光信号传感器连接；波纹管，所述波纹管设置在所述传感器壳体内，其套设在所述第一光纤和所述第二光纤上；光纤固定件，所述光纤固定件套设在所述第一光纤上且与所述第一光纤、所述波纹管的移动端固定连接；固定端盖，所述固定端盖套设在所述第二光纤上且与所述第二光纤、波纹管的固定端固定连接，所述固定端盖与所述传感器壳体连接。本实用新型装置结构简单、工作稳定性好、重复性好、可靠性佳，具有广泛的应用前景。

Description

一种波纹管式压力传感器及具有其的自动控制器

技术领域

本实用新型涉及压力控制器技术领域，具体涉及一种波纹管式压力传感器及具有其的自动控制器。

背景技术

流体压力是最基本的工业过程参数之一。在工业生产过程以及大型工程现场中，使用了大量的各种基于电信号检测原理的压力传感器。在许多存在电磁干扰、受雷击几率较大、易燃、易爆等恶劣环境中，以及多点测量、传感器与检测设备距离远的情况下，准确、安全、可靠地实现压力的测量对保证生产工艺过程的安全性和经济性具有十分重要意义。

流体压力传感器是指能感受流体的压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出电信号的器件或装置。流体压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。按不同的测试压力类型，流体压力传感器可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器。流体压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。

而压力控制器，是指根据工作环境中两个压力之间差值变化，在控制器内部发生物理形变，从而产生某些特殊效应，产生导通或者断开动作的一系列自动控制元件，或者电子元件在不同温度下，工作状态的不同原理来给电路提供温度数据，以供电路采集温度数据。现有技术中的压力传感器及压力控制器由于其结构比较复杂、工作稳定性差，因此不能适用于条件比较严苛的场所。鉴于此，如何提供一种结构简单、工作稳定性好、重复性好、可靠性佳的波纹管式压力传感器及具有其的自动控制器是本领域技术人员需要解决的技术难题。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型第一方面是提供一种结构简单、工作稳定性好、重复性好、可靠性佳的波纹管式压力传感器；

本实用新型另一方面提供一种波纹管式压力传感器的自动控制器。

本实用新型第一方面的一种波纹管式压力传感器，包括：传感器壳体，所述传感器壳体呈盲管状结构；第一光纤和第二光纤，所述第一光纤穿过传感器壳体后一端设置在所述传感器壳体内，所述第二光纤与所述第一光纤设置在同一直线上，且所述第一光纤和第二光纤通过光信号传感器连接；波纹管，所述波纹管设置在所述传感器壳体内，其套设在所述第一光纤和所述第二光纤上，所述波纹管的一端连接有移动端，另一端连接有固定端；光纤固定件，所述光纤固定件套设在所述第一光纤上且与所述第一光纤、所述波纹管的移动端固定连接；固定端盖，所述固定端盖套设在所述第二光纤上且与所述第二光纤、波纹管的固定端固定连接，所述固定端盖与所述传感器壳体连接，且所述固定端盖上均匀设置有若干个连接孔。

本实用新型的波纹管式压力传感器将光信号传感器设置在波纹管内，利用波纹管结构中承压腔内的压力变化来拉伸或者压缩光信号传感器，从而引起光信号传感器反射波长的移动，通过监测光信号传感器反射波长的移动量，即可检测得到流体压力的变化信息，本实用新型封装简单，稳定性和可靠性高，具有十分重要的应用前景。

优选地，所述光信号传感器包括光纤光栅、光纤F-P腔或钢弦。

优选地，所述固定端盖与传感器壳体通过螺纹连接。

优选地，所述连接孔内还设有半透膜。

优选地，所述传感器壳体位于所述第一光纤的一端设置有连接座。

本实用新型另一方面的一种波纹管式压力传感器的自动控制器，包括：波纹管式压力传感器；光电传感器，所述光电传感器的信号输入端与所述光信号传感器连接，所述光电传感器的输出端与模数转换模块的输入端连接；控制器，所述模数转换模块的输出端与所述控制器的一个输入端连接，所述控制器的一个输出端与动作驱动模块的输入端连接；微型开关，所述动作驱动模块的输出端与所述微型开关连接。

优选地，所述光电传感器与所述模数转换模块之间还设有：信号放大模块，所述信号放大模块的输入端与所述光电传感器的输出端连接；滤波电路模块，所述信号放大模块的输出端与所述滤波电路模块的输入端连接，所述滤波电路模块的输出端与所述模数转换模块的输入端连接。

优选地，所述控制器包括单片机。

优选地，所述控制器的一个输出端还连接有显示屏。

优选地，还包括电源模块，所述电源模块与所述光电传感器、所述模数转换模块、所述控制器、所述微型开关、所述信号放大模块、所述滤波电路模块以及所述显示屏连接。

本实用新型的有益效果体现在：

(1)本实用新型的波纹管式压力传感器将光信号传感器设置在波纹管内，利用波纹管结构中承压腔内的压力变化来拉伸或者压缩光信号传感器，从而引起光信号传感器反射波长的移动，通过监测光信号传感器反射波长的移动量，即可检测得到流体压力的变化信息，本实用新型封装简单，稳定性和可靠性高，具有十分重要的应用前景；

(2)本实用新型的压力控制器通过波纹管式压力传感器检测压力信号，并通过电子电路来实现压力信号的自动控制，其受到外界环境影响小，压力控制效果非常精准；

(3)本实用新型的压力控制器结构简单、工作稳定性好、参数的重复性好，应用前景广泛。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型实施例的波纹管式压力传感器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例波纹管式压力传感器中固定端盖的结构示意图；

图3为本实用新型实施例自动控制器的电路结构示意图。

附图中：

100-波纹管式压力传感器，101-传感器壳体，102-第一光纤，103-第二光纤，104-光信号传感器，105-波纹管，106-移动端，107-固定端，108-光纤固定件，109-固定端盖，110-连接孔，111-连接座；

200-自动控制器，201-光电传感器，202-信号放大模块，203-滤波电路模块，204-模数转换模块，205-控制器，206-显示屏，207-动作驱动模块，208-微型开关，209-电源模块。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

以下结合附图描述根据本实用新型实施例第一方面的波纹管式压力传感器。

参阅附图1-图2所示，本实用新型实施例的一种波纹管式压力传感器101，包括：传感器壳体101、第一光纤102、第二光纤103、波纹管105、光纤固定件108和固定端盖109。

具体地，传感器壳体101呈盲管状结构；第一光纤102穿过传感器壳体101后一端设置在传感器壳体101内，第二光纤103与第一光纤102设置在同一直线上，且第一光纤102和第二光纤103通过光信号传感器104连接；波纹管105设置在传感器壳体101内，其套设在第一光纤102和第二光纤103上，波纹管105的一端连接有移动端106，另一端连接有固定端107；光纤固定件108套设在第一光纤102上且与第一光纤102、波纹管105的移动端106固定连接；固定端盖109套设在第二光纤103上且与第二光纤103、波纹管105的固定端107固定连接，固定端盖109与传感器壳体101连接，且固定端盖109上均匀设置有若干个连接孔110。

本实用新型实施例实际工作时，波纹管式压力传感器100置于变化的流体压力环境中，通过连接孔110，外界的流体流入到传感器壳体101内，所以此时外界流入到传感器壳体101内的流体便会给波纹管105施加压力，进而波纹管105内的大气压强发生变化；当流体压强变大或减小时，波纹管105在流体压强作用下便会收缩或增大，体积也相应发生变化，波纹管105便会在轴向长度上增长或收缩，所以在波纹管105带动下移动端106发生位移进而第一光纤102和第二光纤103之间受到拉伸或者压缩，从而引起光信号传感器104的反射波长的移动，通过监测光信号传感器104反射波长的移动量，即可检测得到流体压力的变化信息。本实用新型实施例的波纹管式压力传感器101将光信号传感器104设置在波纹管105内，利用波纹管105结构中承压腔内的压力变化来拉伸或者压缩光信号传感器104，从而引起光信号传感器104反射波长的移动，通过监测光信号传感器104反射波长的移动量，即可检测得到流体压力的变化信息，本实用新型封装简单，稳定性和可靠性高，具有十分重要的应用前景。

具体地，光信号传感器104包括光纤光栅、光纤F-P腔或钢弦。本实用新型实施例中，光信号传感器104在波纹管105结构的带动下，移动端106发生位移，进而本实施例中的光纤光栅、光纤F-P腔或钢弦受到拉伸或者压缩，从而引起光纤光栅、光纤F-P腔或钢弦反射波长的移动，通过第一光纤102和第二光纤103传递的光信号检测纤光栅、光纤F-P腔或钢弦反射波长的移动量，即可检测得到流体压力的变化信息。

进一步地，本实用新型实施例中固定端盖109与传感器壳体101通过螺纹连接。螺纹连接方式具有连接牢固、拆卸安装方便、结构简单的有益效果。

进一步地，本实用新型实施例中连接孔110内还设有半透膜。设置的半透膜可以避免流体中杂质进入传感器壳体101内，影响压力的采集，从而对提高装置对压力采集精度。

具体地，实用新型实施例中传感器壳体101位于所述第一光纤102的一端设置有连接座111。

参阅附图3所示，本实用新型实施例另一方面的自动控制器200，包括：本实用新型实施例第一方面的波纹管式压力传感器100、光电传感器201、控制器205和微型开关208。

具体地，光电传感器201的信号输入端与光信号传感器104连接，光电传感器201的输出端与模数转换模块204的输入端连接；模数转换模块204的输出端与控制器205的一个输入端连接，控制器205的一个输出端与动作驱动模块207的输入端连接；动作驱动模块207的输出端与微型开关208连接。

本实用新型实施例中波纹管式压力传感器100中的压力信号经光信号传感器104传递至模数转换模块204中，将采集的模拟信号转换成易于控制器205读取的数字信号，然后控制器205根据读取的数字信号来判断出波纹管式压力传感器100的压力值，从而根据预设的值来判断出是否需要采取进一步动作；最后，当需要发出控制动作时，控制器205将动作信息传递至动作驱动模块207，由动作驱动模块207来驱动微型开关208断开电路，达到自动控制的目的。

进一步地，本实用新型实施例中光电传感器201与模数转换模块204之间还设有：信号放大模块202，信号放大模块202的输入端与光电传感器201的输出端连接；滤波电路模块203，信号放大模块202的输出端与滤波电路模块203的输入端连接，滤波电路模块203的输出端与模数转换模块204的输入端连接。设置的信号放大模块202和滤波电路模块203将光电传感器201接收的模拟信号进行放大和滤波，进一步提高了信号的稳定性。

具体地，控制器205包括单片机。

具体地，控制器205的一个输出端还连接有显示屏206。

进一步地，还包括电源模块209，所电源模块209与光电传感器201、模数转换模块204、控制器205、微型开关208、信号放大模块202、滤波电路模块203以及显示屏206连接。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种波纹管式压力传感器，其特征在于，包括：

传感器壳体，所述传感器壳体呈盲管状结构；

第一光纤和第二光纤，所述第一光纤穿过传感器壳体后一端设置在所述传感器壳体内，所述第二光纤与所述第一光纤设置在同一直线上，且所述第一光纤和第二光纤通过光信号传感器连接；

波纹管，所述波纹管设置在所述传感器壳体内，其套设在所述第一光纤和所述第二光纤上，所述波纹管的一端连接有移动端，另一端连接有固定端；

光纤固定件，所述光纤固定件套设在所述第一光纤上且与所述第一光纤、所述波纹管的移动端固定连接；

固定端盖，所述固定端盖套设在所述第二光纤上且与所述第二光纤、波纹管的固定端固定连接，所述固定端盖与所述传感器壳体连接，且所述固定端盖上均匀设置有若干个连接孔。

2.根据权利要求1所述的一种波纹管式压力传感器，其特征在于，所述光信号传感器包括光纤光栅、光纤F-P腔或钢弦。

3.根据权利要求1所述的一种波纹管式压力传感器，其特征在于，所述固定端盖与传感器壳体通过螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的一种波纹管式压力传感器，其特征在于，所述连接孔内还设有半透膜。

5.根据权利要求1所述的一种波纹管式压力传感器，其特征在于，所述传感器壳体位于所述第一光纤的一端设置有连接座。

6.一种波纹管式压力传感器的自动控制器，其特征在于，包括：

权利要求1-5任一项所述的波纹管式压力传感器；

光电传感器，所述光电传感器的信号输入端与所述光信号传感器连接，所述光电传感器的输出端与模数转换模块的输入端连接；

控制器，所述模数转换模块的输出端与所述控制器的一个输入端连接，所述控制器的一个输出端与动作驱动模块的输入端连接；

微型开关，所述动作驱动模块的输出端与所述微型开关连接。

7.根据权利要求6所述的一种波纹管式压力传感器的自动控制器，其特征在于，所述光电传感器与所述模数转换模块之间还设有：

信号放大模块，所述信号放大模块的输入端与所述光电传感器的输出端连接；

滤波电路模块，所述信号放大模块的输出端与所述滤波电路模块的输入端连接，所述滤波电路模块的输出端与所述模数转换模块的输入端连接。

8.根据权利要求6所述的一种波纹管式压力传感器的自动控制器，其特征在于，所述控制器包括单片机。

9.根据权利要求7所述的一种波纹管式压力传感器的自动控制器，其特征在于，所述控制器的一个输出端还连接有显示屏。

10.根据权利要求9所述的一种波纹管式压力传感器的自动控制器，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块与所述光电传感器、所述模数转换模块、所述控制器、所述微型开关、所述信号放大模块、所述滤波电路模块以及所述显示屏连接。