CN209894395U - 防爆压力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种防爆压力传感器，包括测压管柱、压力芯体、防爆外壳、PCB线路板，防爆外壳的底部与测压管柱的顶端连接，压力芯体设于测压管柱的容纳腔中，在测压管柱的容纳腔的下部设有流体通道，在测压管柱的下部外管壁上设有连接螺纹，PCB线路板设于防爆外壳的内腔，在PCB线路板上焊接有显示屏，显示屏正对着防爆外壳正面的透明可视窗口，压力芯体通过线缆连接PCB线路板，PCB线路板上设有微处理器、供电电池、温度补偿模块、隔离放大模块、存储器、无线传输模块和天线，压力芯体连接温度补偿模块。本传感器的结构简单可靠，耐爆破压力大，安全可靠，安装使用方便。

Description

防爆压力传感器

技术领域

本实用新型涉及压力检测设备技术领域，尤其涉及一种防爆压力传感器。

背景技术

目前，对于液体或气体介质的压力测量通过压力传感器实现，对于工作环境恶劣，有防爆及隔爆要求的工业控制场合需要采用防爆压力传感器来实现对液体或气体介质的压力进行检测，并将检测数据传送给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行指示和过程调节。现有的防爆压力传感器的密封性能较差，长期使用时存在灵敏度低及测量精度下降的缺陷，更有甚者会导致防爆压力传感器内部的压力芯体失效，因此，现有的防爆压力传感器存在耐爆破压力较小、使用局限性较大的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单紧凑、安全可靠、耐爆破压力大、灵敏度及测量精度高的防爆压力传感器。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为，一种防爆压力传感器，包括测压管柱、压力芯体、防爆外壳、PCB线路板，防爆外壳的底部与测压管柱的顶端焊接连接，压力芯体设于测压管柱的容纳腔中，在测压管柱的容纳腔的下部设有与容纳腔相连通的流体通道，在测压管柱的下部外管壁上设有连接螺纹，PCB线路板通过支架安装于防爆外壳的内腔，在 PCB线路板上焊接有显示屏，显示屏正对着防爆外壳正面的透明可视窗口，在防爆外壳的除正面外的内腔壁上设有抗电磁干扰薄膜，压力芯体通过线缆连接PCB线路板，PCB线路板上设有微处理器、供电电池、温度补偿模块、隔离放大模块、存储器、无线传输模块和天线，供电电池为PCB线路板、显示屏和压力芯体提供电源，压力芯体连接温度补偿模块，温度补偿模块连接隔离放大模块，隔离放大模块连接微处理器的输入端，无线传输模块连接微处理器的输出端，天线连接无线传输模块，存储器连接微处理器。

作为本实用新型的一种改进，所述测压管柱的容纳腔中套设有防爆格栅，压力芯体设置于防爆格栅的内部，采用防爆格栅对压力芯体进行包裹，压力芯体包括不锈钢基座、隔离膜片、硅压敏芯片、绝缘套管、引出电极，隔离膜片焊接于不锈钢基座的前端，绝缘套管密封套设于不锈钢基座的后端，在不锈钢基座中部贯穿设有测压腔室，测压腔室中灌封硅油，隔离膜片和绝缘套管位于测压腔室的两端，硅压敏芯片通过硅胶粘贴于测压腔室的内壁，硅压敏芯片与引出电极焊接连接，引出电极对硅压敏芯片进一步实现固定支撑，引出电极从绝缘套管中伸出，引出电极通过导线穿过防爆格栅上部的引线孔连接PCB线路板。

作为本实用新型的一种改进，所述不锈钢基座与防爆格栅的内壁相贴合，隔离膜片的外侧壁与防爆格栅的下端相平齐，在流体通道中卡设有活性炭过滤器，活性炭过滤器设置于隔离膜片的前侧，在活性炭过滤器与隔离膜片之间设有流体缓冲部。

作为本实用新型的一种改进，所述防爆外壳上设有Mic-USB接口，Mic-USB接口焊接于PCB线路板上，Mic-USB接口套设于防爆外壳侧面的安装口中。

作为本实用新型的一种改进，所述无线传输模块采用无线LORA模块或NB-IOT模块，从而能够实现无线远距离、低功耗、低成本、高时效的压力数据传输。

作为本实用新型的一种改进，所述微处理器采用型号为FM33A0610的32位低功耗ARM 芯片。

作为本实用新型的一种改进，所述防爆外壳的正面设有环形槽，透明可视窗口卡设于环形槽内，并在透明可视窗口与环形槽的接触部设有密封垫圈。

相对于现有技术，本实用新型的防爆压力传感器整体结构设计巧妙，结构合理稳定，体积紧凑小巧，安装使用方便，通过使用不锈钢材质的防爆外壳、测压管柱及防爆格栅的一体化全封焊接结构，大大提高了传感器的耐爆压力，防爆等级可达IP65，并在测压管柱的下部尾端设有连接螺纹，方便与系统的其他设备连接成一体；在隔离膜片的下部设有活性炭过滤器，并在活性炭过滤器与隔离膜片之间设有流体缓冲部，可有效降低流体介质对隔离膜片的冲击作用，一方面可提高压力芯体的检测精准度，另一方面可提高隔离膜片的使用寿命，确保其具备良好的感应灵敏度。另外通过在PCB线路板上设置可充电供电电池及无线LORA模块或NB-IOT模块和天线，实现了传感器的测压数据的无线远距离传输，有效避免了布线所带来的维护问题，同时也在一定程度上提高了防爆外壳的隔爆性能。

附图说明

图1为本实用新型实施例的防爆压力传感器的结构示意图。

图中：1-防爆外壳，2-测压管柱，3-PCB线路板，4-防爆格栅，5-压力芯体，6-LCD显示屏，7-抗电磁干扰薄膜，8-不锈钢基座，9-流体通道，10-隔离膜片，11-测压腔室，12-硅压敏芯片，13-绝缘套管，14-引出电极，15-线缆，16-Mic-USB接口，17-活性炭过滤器，18-流体缓冲部，19-连接螺纹。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解和认识，下面结合附图对本实用新型作进一步描述和介绍。

如图1所示，为本实用新型优选实施例所公开的防爆压力传感器，包括测压管柱2、压力芯体5、防爆外壳1、PCB线路板3，防爆外壳1的底部与测压管柱2的顶端焊接连接，压力芯体5设于测压管柱2的容纳腔中，在测压管柱2的容纳腔的下部设有与容纳腔相连通的流体通道9，被测流体介质通过流体通道9进入测压管柱2的容纳腔中，并与压力芯体5相接触，在测压管柱2的下部外管壁上设有连接螺纹19，PCB线路板3通过支架安装于防爆外壳1的内腔，在PCB线路板3上焊接有LCD显示屏6，LCD显示屏6正对着防爆外壳1正面的透明可视窗口，透明可视窗口与LCD显示屏6的尺寸基本保持一致，在防爆外壳1的除正面外的内腔壁上设有抗电磁干扰薄膜7，抗电磁干扰薄膜7采用FeSiAl抗电磁干扰用软磁薄膜，仅将LCD显示屏6屏幕露出，这样可有效避免LCD显示屏6和PCB线路板3受外界磁场、静电、雷电等电磁干扰，提高LCD显示屏6和PCB线路板3的工作可靠性，压力芯体5通过线缆15连接PCB线路板3，通过压力芯体5对流体介质的压力进行感测，并传输至 PCB线路板3上进行补偿及隔离放大等处理后进行远距离传送，PCB线路板3上设有微处理器、供电电池、温度补偿模块、隔离放大模块、存储器、无线传输模块和天线，供电电池为 PCB线路板3、显示屏和压力芯体5提供电源，压力芯体5连接温度补偿模块，温度补偿模块连接隔离放大模块，隔离放大模块连接微处理器的输入端，无线传输模块连接微处理器的输出端，天线连接无线传输模块，存储器连接微处理器。

具体的，所述测压管柱2采用不锈钢柱制作而成，测压管柱2的容纳腔中套设有防爆格栅4，防爆格栅4通过容纳腔的上下腔壁进行限位固定，压力芯体5设置于防爆格栅4的内部，采用防爆格栅4对压力芯体5进行包裹，通过防爆格栅4进一步对压力芯体5形成保护，可有效提高压力芯体5的使用寿命及检测灵敏度和精确度，压力芯体5包括不锈钢基座8、隔离膜片10、硅压敏芯片12、绝缘套管13、引出电极14，隔离膜片10焊接于不锈钢基座8 的前端，绝缘套管13密封套设于不锈钢基座8的后端，具体在绝缘套管13与不锈钢基座8 的安装接触部设有密封垫圈，在不锈钢基座8中部贯穿设有测压腔室11，测压腔室11中灌封硅油，隔离膜片10和绝缘套管13位于测压腔室11的两端，硅压敏芯片12通过硅胶粘贴于测压腔室11的内壁，硅压敏芯片12与引出电极14焊接连接，引出电极14对硅压敏芯片 12进一步实现固定支撑，引出电极14从绝缘套管13中伸出，引出电极14通过导线穿过防爆格栅4上部的引线孔连接PCB线路板3。优选的是，防爆格栅4采用不锈钢柱制作而成，防爆格栅4的形状设为圆柱形，在防爆格栅4的外周设有若干片栅格，通过栅格对压力芯体 5进行防爆隔离保护。

进一步地，所述不锈钢基座8与防爆格栅4的内壁相贴合，并且不锈钢基座8的后端与防爆格栅4之间进行焊接连接，隔离膜片10的外侧壁与防爆格栅4的下端相平齐，使得隔离膜片10的外侧壁裸露于防爆格栅4的下端，在流体通道9中卡设有活性炭过滤器17，活性炭过滤器17设置于隔离膜片10的前侧，在活性炭过滤器17与隔离膜片10之间设有流体缓冲部18，可有效降低流体介质对隔离膜片10的冲击作用，一方面可提高压力芯体5的检测精准度，另一方面可提高隔离膜片10的使用寿命，确保其具备良好的感应灵敏度。活性炭过滤器17的结构设为蜂窝状，不仅可有效滤除流体介质中的杂质，同时也便于流体介质顺利的从过滤器中进出，此外，在当流体介质从过滤器中流出时，在一定程度上可实现过滤器的自清洗，有效确保过滤器具备良好的过滤效果。

更进一步地，所述无线传输模块采用无线LORA模块或NB-IOT模块，从而能够实现无线远距离、低功耗、低成本、高时效的压力数据传输。

更进一步地，所述微处理器采用型号为FM33A0610的32位低功耗ARM芯片，该芯片具有Cortex-M0内核，最大可支持512KB FLASH程序存储器和64KB RAM，集成LCD驱动、AES加解密引擎、带温补的RTC时钟、ADC、以及UART、I2C、SPI、7816等通用外设接口，该芯片的集成度高，成本低，适用于采用电池供电的低功耗设备产品。

更进一步地，所述防爆外壳1的正面设有环形槽，透明可视窗口卡设于环形槽内，并在透明可视窗口与环形槽的接触部设有密封垫圈。透明可视窗口与防护外壳的安装结构稳定可靠，并通过密封垫圈进一步提高防护外壳的密封性能，提高防爆外壳1的防爆隔离性能。

更进一步地，所述防爆外壳1上设有Mic-USB接口16，Mic-USB接口16焊接于PCB 线路板3上，Mic-USB接口16套设于防爆外壳1的侧面的安装口中，一方面通过Mic-USB 接口16对供电电池进行充电，另一方面通过Mic-USB接口16对微处理器进行软件程序升级或更新。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.防爆压力传感器，其特征在于：包括测压管柱、压力芯体、防爆外壳、PCB线路板，防爆外壳的底部与测压管柱的顶端焊接连接，压力芯体设于测压管柱的容纳腔中，在测压管柱的容纳腔的下部设有与容纳腔相连通的流体通道，在测压管柱的下部外管壁上设有连接螺纹，PCB线路板通过支架安装于防爆外壳的内腔，在PCB线路板上焊接有显示屏，显示屏正对着防爆外壳正面的透明可视窗口，在防爆外壳的除正面外的内腔壁上设有抗电磁干扰薄膜，压力芯体通过线缆连接PCB线路板，PCB线路板上设有微处理器、供电电池、温度补偿模块、隔离放大模块、存储器、无线传输模块和天线，供电电池为PCB线路板、显示屏和压力芯体提供电源，压力芯体连接温度补偿模块，温度补偿模块连接隔离放大模块，隔离放大模块连接微处理器的输入端，无线传输模块连接微处理器的输出端，天线连接无线传输模块，存储器连接微处理器。

2.如权利要求1所述的防爆压力传感器，其特征在于，所述测压管柱的容纳腔中套设有防爆格栅，压力芯体设置于防爆格栅的内部，采用防爆格栅对压力芯体进行包裹，压力芯体包括不锈钢基座、隔离膜片、硅压敏芯片、绝缘套管、引出电极，隔离膜片焊接于不锈钢基座的前端，绝缘套管密封套设于不锈钢基座的后端，在不锈钢基座中部贯穿设有测压腔室，测压腔室中灌封硅油，隔离膜片和绝缘套管位于测压腔室的两端，硅压敏芯片通过硅胶粘贴于测压腔室的内壁，硅压敏芯片与引出电极焊接连接，引出电极对硅压敏芯片进一步实现固定支撑，引出电极从绝缘套管中伸出，引出电极通过导线穿过防爆格栅上部的引线孔连接PCB线路板。

3.如权利要求2所述的防爆压力传感器，其特征在于，所述不锈钢基座与防爆格栅的内壁相贴合，隔离膜片的外侧壁与防爆格栅的下端相平齐，在流体通道中卡设有活性炭过滤器，活性炭过滤器设置于隔离膜片的前侧，在活性炭过滤器与隔离膜片之间设有流体缓冲部。

4.如权利要求3所述的防爆压力传感器，其特征在于，所述无线传输模块采用无线LORA模块或NB-IOT模块。

5.如权利要求4所述的防爆压力传感器，其特征在于，所述微处理器采用型号为FM33A0610的 ARM芯片。

6.如权利要求1-5任一项所述的防爆压力传感器，其特征在于，所述防爆外壳的正面设有环形槽，透明可视窗口卡设于环形槽内，并在透明可视窗口与环形槽的接触部设有密封垫圈。

7.如权利要求6所述的防爆压力传感器，其特征在于，所述防爆外壳上设有Mic-USB接口，Mic-USB接口焊接于PCB线路板上，Mic-USB接口套设于防爆外壳的侧面的安装口中。

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