CN210426873U - Nb-iot智能无线压力变送器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及NB‑IOT智能无线压力变送器，包括用于安装变送器的其余部件的变送壳体、用于显示实时压力值的表头、用于封闭变送壳体后端的后盖、用于封装压力传感器的结构件用于测定待测容器或管道内的压力值的压力传感器、用于接收压力传感器电信号、将电信号放大以及将放大后的电信号传输给NB‑IOT模组的变送板以及用于接收变送板传输的电信号，并将数据无线传输到云服务器的NB‑IOT模组。通过在变送板中加入NB‑IOT模组，取代了外接网关，实现数据的传送，一方面减少了布线，减小了对变送器内部件的影响，保证数据精确度，另一方面变送器的密闭性更好。还具有覆盖范围广，适应各种工作环境，功耗低等特点。

Description

NB-IOT智能无线压力变送器

技术领域

本实用新型属于物联网技术领域，尤其涉及NB-IOT智能无线压力变送器。

背景技术

压力变送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。现有市场上的压力变送器存在待机时间短、覆盖范围窄、工耗高，需要外接网关实现数据传输等缺陷。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的是提供一种具有覆盖广、连接多、成本低、功耗低、架构优等特点的NB-IOT智能无线压力变送器。

为了实现上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案：

NB-IOT智能无线压力变送器，包括：

变送壳体，用于安装变送器的其余部件；

表头，安装在变送壳体上，用于显示实时压力值；

后盖，安装在变送壳体上，用于封闭变送壳体后端；

结构件，安装在变送壳体上，用于封装压力传感器；

压力传感器，安装在结构件内，用于测定待测容器或管道内的压力值；

变送板，封装在变送壳体内，用于接收压力传感器电信号、将电信号放大以及将放大后的电信号传输给NB-IOT模组；

NB-IOT模组，安装在变送板上，用于接收变送板传输的电信号，并将数据无线传输到云服务器。

通过在变送板中加入NB-IOT模组，取代了外接网关，实现数据的传送，一方面减少了布线，减小了对变送器内部敏感元件的影响，保证数据精确度，另一方面变送器的密闭性更好。NB-IOT模组相对于外接网关还具有覆盖范围广，适应各种工作环境，功耗低，电池寿命可达10年以上，成本降低90％以上的优点。

作为优选，还包括天线，所述天线与NB-IOT模组连接，用于增强发射信号。通过设置天线，增强发射信号。

作为优选，还包括电池模块，所述电池模块安装在变送壳体内，电池模块连接变送板及NB-IOT模组。内置电池模块代替外接电源，减少布线，增大精度，密封性也更强。

作为优选，所述变送壳体一体铸造成型。由于变送壳体一体成型，其具有较高的强度。

作为优选，所述变送壳体包括圆柱桶状的表壳主体，设置在表壳主体上端中心处的安装台，设置在表壳主体下端中心处的固定部；所述表头安装在表壳主体前端，后盖安装在表壳主体后端，结构件安装在固定部下端；所述安装台横向设置，安装台的上端为矩形平面，安装台的下端呈圆弧形且与表壳主体相切并与表壳主体表面紧密贴合，在安装台的至少一端设置有天线，所述天线与变送板电连接；所述表壳主体内部设置有前后两个独立分隔的前安装空腔和后安装空腔，所述变送板安装在前安装空腔内，变送板与表头电连接，所述电池模块安装在后安装空腔内，电池模块与变送板电连接；所述固定部包括呈竖直圆柱形的连接端以及呈水平U型的固定端，所述固定部开设置竖直的内螺纹，结构件螺纹连接在固定部上。表壳主体的结构设计使得压力变送器内部部件整齐有序，布线简单明确，且外观美观大方。

作为优选，所述变送板上设置有用于接收压力传感器数据并对数据做相应处理的数据处理模块，所述数据处理模块与NB-IOT模组串口连接。

作为优选，所述NB-IOT模组采用移远BC-模组。

作为优选，所述结构件包括外壳和压紧件，所述外壳一体成型，外壳包括用于连接表壳主体的上固定端、用于连接管道或密闭容器的下固定端以及位于两者之间连接两者的连接部，上固定端、下固定端和连接部的中心位于一条直线上；所述上固定端和下固定端呈圆柱状且均设有外螺纹，所述连接部的上端为圆柱状，连接部的下端为六角螺母状，其中连接部下端直径＞连接部上端直径＞上固定端直径＞下固定端直径；所述结构件的中心处开设有圆柱状的三级腔体，三级腔体内充盈硅油，所述三级腔体包括位于上端的第一腔体、位于中间的第二腔体以及位于下端的第三腔体，第一腔体、第二腔体和第三腔体直径依次递减，且第一腔体、第二腔体和第三腔体的中心在一条直线上；所述压力传感器呈圆片状，压力传感器安装在第一腔体内，且压力传感器的直径与第一腔体的直径一致。结构件通过上固定端与表壳主体的固定部螺纹连接，通过下固定端与待测容器(或管道)螺纹连接，固定部的固定端通过一定的紧固件将结构件牢牢固定在待测容器(或管道)上。

作为优选，所述压紧件的下端呈圆柱状且设置有外螺纹，压紧件的上端呈六角螺母状，且压紧件的中心处开设有贯通压紧件上下端的通孔；所述压紧件的下端直径与第一腔体的直径一致，压紧件的上端直径大于第一腔体的直径。

作为优选，所述结构件还包括密封圈，所述密封圈呈圆环状，密封圈安装在第一腔体内，且密封圈的下端与压力传感器的上端紧密贴合，密封圈的上端与压紧件的下端紧密贴合。结构件外壳的三级腔体设计，在第一腔体和第二腔体内充盈硅油，起到缓冲的作用，保证压力传感器不会损坏，压力传感器安装在第一腔体内，其直径与第一腔体直径保持一致，贴合第一腔体的腔壁，由于第二腔体直径小于第一腔体，从而第一腔体下端形成台阶，支撑住压力传感器，而压力传感器的上端通过密封圈与压紧件下端相抵，从而被固定，一方面密封性能好，另一方面充分保证了压力传感器的安全，延长其使用寿命。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.通过在变送板中加入NB-IOT模组，取代了外接网关，实现数据的传送，一方面减少了布线，减小了对变送器内部件的影响，保证数据精确度，另一方面变送器的密闭性更好。NB-IOT模组相对于外接网关还具有覆盖范围广，适应各种工作环境，功耗低，电池寿命可达10年以上，成本降低90％以上的优点。

2.内置电池模块代替外接电源，减少布线，增大精度，密封性也更强。

3.表壳主体的结构设计使得压力变送器内部部件整齐有序，布线简单明确，且外观美观大方。

4.结构件通过上固定端与表壳主体的固定部螺纹连接，通过下固定端与待测容器(或管道)螺纹连接，固定部的固定端通过一定的紧固件将结构件牢牢固定在待测容器(或管道)上，固定方便而牢固。

5.结构件外壳的三级腔体设计，在第一腔体和第二腔体内充盈硅油，起到缓冲的作用，保证压力传感器不会损坏，压力传感器安装在第一腔体内，其直径与第一腔体直径保持一致，贴合第一腔体的腔壁，由于第二腔体直径小于第一腔体，从而第一腔体下端形成台阶，支撑住压力传感器，而压力传感器的上端通过密封圈与压紧件下端相抵，从而被固定，一方面密封性能好，另一方面充分保证了压力传感器的安全，延长其使用寿命。

附图说明

图1是NB-IOT智能无线压力变送器的结构示意图一。

图2是NB-IOT智能无线压力变送器的结构示意图二。

图3是NB-IOT智能无线压力变送器的正面视图。

图4是图3的AA剖视图。

图5是NB-IOT智能无线压力变送器的俯视图一。

图6是NB-IOT智能无线压力变送器的侧面视图。

图7是图6的BB剖视图。

图8是NB-IOT智能无线压力变送器的俯视图二。

图9是结构件的结构示意图。

图10是图9的CC剖视图。

图11是结构件的仰视图。

图12是结构件的俯视图。

图13是橡胶塞帽的结构示意图。

图14是图13的DD剖视图。

图15是橡胶塞帽的俯视图。

图16是橡胶塞帽的仰视图。

图中标识如下所示：

变送壳体1、表头2、后盖3、结构件4、变送板5、橡胶塞帽6、天线7、电池模块8、压力传感器9、表壳主体11、安装台12、固定部13、前安装空腔 111、后安装空腔112、连接端131、固定端132、外壳41、压紧件42、上固定端411、下固定端412、连接部413、第一腔体43、第二腔体44、第三腔体 45、密封圈46、端部61、防滑部62、塞紧部63、盲孔64、防滑棱621。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做一个详细的说明。

本实施例中将变送壳体与表头的连接端定义为前、前端、前方等，将变送壳体与后盖的连接端定义为后、后端、后方等，将变送壳体的安装主体与出线部的连接处定义为变送壳体的上、上端、上方等，将变送壳体的安装主体与安装部的连接处定义为变送壳体的下、下端、下方等。

如图1～图8所示的NB-IOT智能无线压力变送器，包括变送壳体1、表头 2、后盖3、结构件4、变送板5、NB-IOT模组(图上未标识)、天线7、电池模块8以及压力传感器9。其中变送壳体1用于安装变送器的其余部件；表头 2安装在变送壳体1上，用于显示实时压力值；后盖3安装在变送壳体1上，用于封闭变送壳体1后端；结构件4安装在变送壳体1上，用于封装压力传感器9；压力传感器9安装在结构件4内，用于测定待测容器或管道内的压力值；变送板5封装在变送壳体1内，用于接收压力传感器9电信号、将电信号放大以及将放大后的电信号传输给NB-IOT模组；NB-IOT模组安装在变送板5上，用于接收变送板5传输的电信号，并将数据无线传输到云服务器，NB-IOT模组采用移远BC-28模组；变送板5上设置有用于接收压力传感器9数据并对数据做相应处理的数据处理模块(图上未标示)，该数据处理模块与NB-IOT模组串口连接；天线7安装在变送壳体1内与NB-IOT模组连接，用于增强发射信号；电池模块8安装在变送壳体1内，电池模块8连接变送板5及NB-IOT模组，用于提供电源，电池模块8采用3.6V，19AH锂电池。通过在变送板5中加入NB-IOT模组，取代了外接网关，实现数据的传送，一方面减少了布线，减小了对变送器内部件的影响，保证数据精确度，另一方面变送器的密闭性更好。NB-IOT模组相对于外接网关还具有覆盖范围广，适应各种工作环境，功耗低，电池寿命可达10年以上，成本降低90％以上。内置电池模块代替外接电源，减少布线，增大精度，密封性也更强。表头2为液晶显示表头，其内侧安装有电路板(图上未标识)，该电路板上设置有用于控制液晶显示表头显示的单片机。变送板5插接在电路板上，并且变送板5和电路板串接。压力传感器9的毫伏级电信号通过变送板5进行AD放大后，有规律的传输给NB-IOT模组，并最终发送至云服务器上。

如图1～图8所示，变送壳体1一体成型设置，包括圆柱桶状的表壳主体 11，设置在表壳主体11上端中心处的安装台12，设置在表壳主体11下端中心处的固定部13。表头2安装在表壳主体11前端，后盖3安装在表壳主体11 后端，结构件4安装在固定部13下端。

表壳主体11内部设置有前后两个独立分隔的前安装空腔111和后安装空腔112。变送板5安装在前安装空腔111内，变送板5与表头2电连接，所述电池模块8安装在后安装空腔112内，连接前安装空腔111和后安装空腔112 的腔壁上开设有小孔，和电池模块8通过该小孔与变送板5电连接。通过设置前安装空腔111和后安装空腔112将电池模块8和变送板5分隔开，使得压力变送器内部部件整齐有序，布线简单明确，同时最大化减小了检测误差。

安装台12横向设置，安装台12的上端为矩形平面，该矩形平面可用于安装铭牌。安装台12的下端呈圆弧形且与表壳主体11相切并与表壳主体11表面紧密贴合。安装台12的一端内安装空间，该空间内设置有天线7且该空间与前安装空腔111相通，天线7通过电线与位于前安装空腔111内的变送板5 电连接。在天线7的外侧罩设有橡胶塞帽6，橡胶塞帽6的一端过盈插接在安装台12一端的安装空间内。安装台12的另下端采用六角螺栓封闭。

如图13～16所示，橡胶塞帽6包括圆台形的端部61、圆柱状的防滑部 62以及柱状的塞紧部63。在塞紧部63的端面中心开设有盲孔64，该盲孔64 延伸至防滑部62及端部61。橡胶塞帽6通过塞紧部63过盈插接到安装台12 上，天线7设置在盲孔64内。在防滑部62的外侧设置有多条凸起的防滑棱621，便于安装和拆卸橡胶塞帽6时，手可以握持。通过设置橡胶塞帽6来安放天线 7，一方面能起到很好的密封效果，另一方面由于橡胶不会屏蔽信号的特性，使得变送器信号的发射和接收良好，避免了因安装在变送壳体内而造成的金属屏蔽。

如图1～图8所示，固定部13包括呈竖直圆柱形的连接端131以及呈水平 U型的固定端132。固定部13开设置竖直的内螺纹。

如图9～图12所示，结构件4包括外壳41和压紧件42。其中外壳41一体成型，包括用于连接表壳主体11的上固定端411、用于连接管道或密闭容器的下固定端412以及位于两者之间连接两者的连接部413，上固定端411、下固定端412和连接部413的中心位于一条直线上。上固定端411和下固定端412 呈圆柱状且均设有外螺纹，结构件4通过上固定端411和固定部13螺纹连接，结构件4通过下固定端412与待测容器(或管道)螺纹连接，固定部的固定端通过一定的紧固件将结构件牢牢固定在待测容器(或管道)上，固定方便而牢固。

连接部413的上端为圆柱状，连接部413的下端为六角螺母状，其中连接部413下端直径＞连接部413上端直径＞上固定端411直径＞下固定端412直径；所述结构件4的中心处开设有圆柱状的三级腔体，三级腔体内充盈硅油，所述三级腔体包括位于上端的第一腔体43、位于中间的第二腔体44以及位于下端的第三腔体45，第一腔体43、第二腔体44和第三腔体45直径依次递减，且第一腔体43、第二腔体44和第三腔体45的中心在一条直线上；所述压力传感器9呈圆片状，压力传感器9安装在第一腔体43内，且压力传感器9的直径与第一腔体43的直径一致。压紧件42的下端呈圆柱状且设置有外螺纹，压紧件42的上端呈六角螺母状，且压紧件42的中心处开设有贯通压紧件42上下端的通孔；所述压紧件42的下端直径与第一腔体43的直径一致，压紧件42 的上端直径大于第一腔体43的直径。结构件4还包括密封圈46，所述密封圈 46呈圆环状，密封圈46安装在第一腔体43内，且密封圈46的下端与压力传感器9的上端紧密贴合，密封圈46的上端与压紧件42的下端紧密贴合。结构件外壳的三级腔体设计，在第一腔体和第二腔体内充盈硅油，起到缓冲的作用，保证压力传感器不会损坏，压力传感器安装在第一腔体内，其直径与第一腔体直径保持一致，贴合第一腔体的腔壁，由于第二腔体直径小于第一腔体，从而第一腔体下端形成台阶，支撑住压力传感器，而压力传感器的上端通过密封圈与压紧件下端相抵，从而被固定，一方面密封性能好，另一方面充分保证了压力传感器的安全，延长其使用寿命。

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型所作的举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.NB-IOT智能无线压力变送器，其特征在于：包括：

变送壳体(1)，用于安装变送器的其余部件；

表头(2)，安装在变送壳体(1)上，用于显示实时压力值；

后盖(3)，安装在变送壳体(1)上，用于封闭变送壳体(1)后端；

结构件(4)，安装在变送壳体(1)上，用于封装压力传感器(9)；

压力传感器(9)，安装在结构件(4)内，用于测定待测容器或管道内的压力值；

变送板(5)，封装在变送壳体(1)内，用于接收压力传感器(9)电信号、将电信号放大以及将放大后的电信号传输给NB-IOT模组；

NB-IOT模组，安装在变送板(5)上，用于接收变送板(5)传输的电信号，并将数据无线传输到云服务器。

2.根据权利要求1所述的NB-IOT智能无线压力变送器，其特征在于：还包括天线(7)，所述天线(7)与NB-IOT模组连接，用于增强发射信号。

3.根据权利要求2所述的NB-IOT智能无线压力变送器，其特征在于：还包括电池模块(8)，所述电池模块(8)安装在变送壳体(1)内，电池模块(8)连接变送板(5)及NB-IOT模组。

4.根据权利要求3所述的NB-IOT智能无线压力变送器，其特征在于：所述变送壳体(1)一体铸造成型。

5.据权利要求4所述的NB-IOT智能无线压力变送器，其特征在于：所述变送壳体(1)包括圆柱桶状的表壳主体(11)、设置在表壳主体(11)上端中心处的安装台(12)以及设置在表壳主体(11)下端中心处的固定部(13)；所述表头(2)安装在表壳主体(11)前端，后盖(3)安装在表壳主体(11)后端，结构件(4)安装在固定部(13)下端；所述安装台(12)横向设置，安装台(12)的上端为矩形平面，安装台(12)的下端呈圆弧形且与表壳主体(11)相切并与表壳主体(11)表面紧密贴合，在安装台(12)的至少一端设置有天线(7)，所述天线(7)与变送板(5)电连接；所述表壳主体(11)内部设置有前后两个独立分隔的前安装空腔(111)和后安装空腔(112)，所述变送板(5)安装在前安装空腔(111)内，变送板(5)与表头(2)电连接，所述电池模块(8)安装在后安装空腔(112)内，电池模块(8)与变送板(5)电连接；所述固定部(13)包括呈竖直圆柱形的连接端(131)以及呈水平U型的固定端(132)，所述固定部(13)开设置竖直的内螺纹，结构件(4)螺纹连接在固定部(13)上。

6.据权利要求5所述的NB-IOT智能无线压力变送器，其特征在于：所述变送板(5)上设置有用于接收压力传感器(9)数据并对数据做相应处理的数据处理模块，所述数据处理模块与NB-IOT模组串口连接。

7.据权利要求6所述的NB-IOT智能无线压力变送器，其特征在于：所述NB-IOT模组采用移远BC-28模组。

8.据权利要求5所述的NB-IOT智能无线压力变送器，其特征在于：所述结构件(4)包括外壳(41)和压紧件(42)，所述外壳(41)一体成型，外壳(41)包括用于连接表壳主体(11)的上固定端(411)、用于连接管道或密闭容器的下固定端(412)以及位于两者之间连接两者的连接部(413)，上固定端(411)、下固定端(412)和连接部(413)的中心位于一条直线上；所述上固定端(411)和下固定端(412)呈圆柱状且均设有外螺纹，所述连接部(413)的上端为圆柱状，连接部(413)的下端为六角螺母状，其中连接部(413)下端直径＞连接部(413)上端直径＞上固定端(411)直径＞下固定端(412)直径；所述结构件(4)的中心处开设有圆柱状的三级腔体，三级腔体内充盈硅油，所述三级腔体包括位于上端的第一腔体(43)、位于中间的第二腔体(44)以及位于下端的第三腔体(45)，第一腔体(43)、第二腔体(44)和第三腔体(45)直径依次递减，且第一腔体(43)、第二腔体(44)和第三腔体(45)的中心在一条直线上；所述压力传感器(9)呈圆片状，压力传感器(9)安装在第一腔体(43)内，且压力传感器(9)的直径与第一腔体(43)的直径一致。

9.据权利要求8所述的NB-IOT智能无线压力变送器，其特征在于：所述压紧件(42)的下端呈圆柱状且设置有外螺纹，压紧件(42)的上端呈六角螺母状，且压紧件(42)的中心处开设有贯通压紧件(42)上下端的通孔；所述压紧件(42)的下端直径与第一腔体(43)的直径一致，压紧件(42)的上端直径大于第一腔体(43)的直径。

10.据权利要求8所述的NB-IOT智能无线压力变送器，其特征在于：所述结构件(4)还包括密封圈(46)，所述密封圈(46)呈圆环状，密封圈(46)安装在第一腔体(43)内，且密封圈(46)的下端与压力传感器(9)的上端紧密贴合，密封圈(46)的上端与压紧件(42)的下端紧密贴合。

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