CN210774473U - 一种平膜无腔压力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于压力传感器技术领域，尤其为一种平膜无腔压力传感器，包括：外壳、压力端口，还包括压力膜片和应变膜片；在所述压力膜片背面中心位置处还焊接固定有一号感应连杆，所述应变膜片的正面中心位置处焊接固定有二号感应连杆，所述一号感应连杆与所述二号感应连杆端面相互接触并焊接固定；在应变膜片的背面烧结有硅应变计；本实用新型的平膜无腔压力传感器，产品采用双膜片结构，可以完全实现不锈钢平膜片与压力接口一体，压力量程覆盖到高中低，从600Kpa到60MPA的压力范围，同时膜片有足够的厚度，不会受到颗粒的碰撞导致的变形，平的膜片便于清洗维护，不会造成压力堵塞，提高了产品性能，寿命及可靠性。

Description

一种平膜无腔压力传感器

技术领域

本实用新型属于压力传感器技术领域，尤其涉及食品加工机械、泥浆砂浆压力测量、盾构机等高压力的带硬颗粒的混合液体浆类等压力的测量领域，具体涉及一种平膜无腔压力传感器。

背景技术

国内现有的平膜片压力测量技术有几种：

1.采用扩散硅充油的技术，硅片本身是个可以感应压力的传感器，为了实现与测量介质的隔离，需要焊接不锈钢波纹膜片，然后将硅油填充在膜片与压力感应硅片之间，当有压力时，压力加在波纹膜片上，通过波纹膜片传递到硅油，硅油再将压力传递到硅片上，硅片输出信号到烧结管脚，传递给后面的信号处理电路，在工业环境，这种原理的传感器，压力量程100KPA到 35Mpa,是比较通用的，但是用这种原理做成的平膜片传感器，由于波纹膜片比较薄，碰到颗粒物质，就会导致膜片变形失效，不能测量粘稠带颗粒的介质；

2.陶瓷厚膜技术，感应压力的是陶瓷材料，适合中低量程的测量，范围在500kpa到5Mpa之间，同时由于封装到不锈钢外壳的时候，需要密封圈来密封，有泄漏隐患，在陶瓷与不锈钢之间不能做到无缝隙。

玻璃微熔传感器是基于MEMS(微机电)技术的压力传感器，它是建立在微米/纳米基础上，在单晶硅片上刻融制作惠斯登电桥(Wheatstone bridge) 组成的硅应变计，具有输出灵敏度高，性能稳定，批量可靠性、重复性好等优点。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种平膜无腔压力传感器，具有便于清洗维护、不会造成压力堵塞、使用寿命长、以及使用范围广泛的特点。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种平膜无腔压力传感器，包括：

外壳，所述外壳为不锈钢壳体，作为平膜无腔压力传感器的骨架；

压力端口，安装在所述外壳的首端，所述压力端口的首端连接待测量介质端；

还包括压力膜片和应变膜片，所述压力膜片固定在所述压力端口的首端，所述应变膜片焊接固定在所述压力膜片的背面且处在压力端口内；在所述压力膜片背面中心位置处还焊接固定有一号感应连杆，所述应变膜片的正面中心位置处焊接固定有二号感应连杆，所述一号感应连杆与所述二号感应连杆端面相互接触并焊接固定；

在所述应变膜片的背面烧结有硅应变计。

作为本实用新型的一种优选技术方案，还包括信号处理电路板，所述信号处理电路板安装在所述外壳内，且所述硅应变计通过导线与所述信号处理电路板连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述压力端口包括螺丝头，所述螺丝头表面带有外螺纹，且所述螺丝头上焊接固定有平六角螺母。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述外壳的尾端固定有接插端口，且所述接插端口包括接插头、插针和芯体，所述接插头固定在外壳的尾端，所述芯体安装在所述接插头内，所述插针安装在所述芯体上。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述接插头内还设有填充在所述插针外围的灌封胶。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的平膜无腔压力传感器，产品采用双膜片结构，压力膜片采用不锈钢制成，感应压力并传递到第二个应变膜片，压力膜片与应变膜片用两根感应连杆连接，可以将压力膜片的形变传递到应变膜片，硅应变计采用玻璃微熔烧结在应变膜片上，可以完全实现不锈钢平膜片与压力接口一体，压力量程覆盖到高中低，从 600Kpa到60MPA的压力范围，全部可以实现长期稳定安全的测量，同时膜片有足够的厚度，不会受到颗粒的碰撞导致的变形，平的膜片便于清洗维护，不会造成压力堵塞，从结构原理上，材料上提高了产品性能，寿命及可靠性，在食品行业，泥浆，盾构机等行业，可以广泛的应用。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中的压力膜片侧面结构示意图；

图3为本实用新型中的感应膜片侧面结构示意图；

图4为本实用新型中的电路原理示意图；

图中：101、外壳；102、压力端口；103、接插端口；104、螺丝头； 105、平六角螺母；106、接插头；107、插针；108、芯体；109、灌封胶； 110、压力膜片；111、应变膜片；112、硅应变计；113、一号感应连杆； 114、二号感应连杆；115、信号处理电路板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

请参阅图1-4，本实用新型提供以下技术方案：一种平膜无腔压力传感器，包括：

外壳101，外壳101为不锈钢壳体，作为平膜无腔压力传感器的骨架，外壳101为中空圆柱体结构；

压力端口102，安装在外壳101的首端，压力端口102的首端连接待测量介质端，传感器通过压力端口102接入待测量介质端，用于测量介质压力；

还包括压力膜片110和应变膜片111，压力膜片110固定在压力端口102 的首端，应变膜片111焊接固定在压力膜片110的背面且处在压力端口102 内；在压力膜片110背面中心位置处还焊接固定有一号感应连杆113，应变膜片111的正面中心位置处焊接固定有二号感应连杆114，一号感应连杆113与二号感应连杆114端面相互接触并焊接固定，压力膜片110为17-4PH不锈钢膜片，并且传感器接入待测量介质后，测量介质只接触到17-4PH的压力膜片 110，压力膜片110受压力产生形变通过膜片中心的一号感应连杆113与二号感应连杆114传递到应变膜片111；

在应变膜片111的背面烧结有硅应变计112，在实际加工过程中，应变膜片111的背面做成凸起面，可以方便的实现烧结硅应变计112，硅应变计112 再将信号向后传递。

具体的，根据附图1所示，本实施例中，还包括信号处理电路板115，信号处理电路板115安装在外壳101内，且硅应变计112通过导线与信号处理电路板115连接，信号处理电路板115接收来自硅应变计112传递的压力信号。

具体的，根据附图1所示，本实施例中，压力端口102包括螺丝头104，螺丝头104表面带有外螺纹，且螺丝头104上焊接固定有平六角螺母105，螺丝头104用于连接介质管道，使用扳手夹住平六角螺母105并转动，即可将传感器通过螺丝头104连接于介质管道上。

具体的，根据附图1所示，本实施例中，外壳101的尾端固定有接插端口103，且接插端口103包括接插头106、插针107和芯体108，接插头106 固定在外壳101的尾端，芯体108安装在接插头106内，插针107安装在芯体108上，在使用时，插针107一端通过导线连接上述信号处理电路板115，插针107另一端用于连接传输线，接入电压源，为信号处理电路板115提供电压。

具体的，根据附图1所示，本实施例中，接插头106内还设有填充在插针107外围的灌封胶109，灌封胶109提高装置在此位置的密封性能，保证传感器工作的安全性和可靠性。

本实用新型的工作原理及使用流程：本实用新型的传感器在使用时，利用扳手夹住平六角螺母105并转动，即可将传感器通过螺丝头104连接于介质管道上，传感器采用双膜片结构，压力膜片110采用不锈钢制成，感应压力并传递到第二个应变膜片111，压力膜片110与应变膜片111用两根感应连杆连接，可以将压力膜片110的形变传递到应变膜片111；并通过应变膜片 111上的硅应变计112实现压力信号的传递，根据附图4所示，硅应变计112在烧结后形成电桥，由等效的4个电阻构成一个电桥，当应变膜片111另一侧产生形变时，硅应变计112上的4个电阻发生变化，当电桥有电压供电时，会产生一个与压力成正比的电压输出。

本实用新型平膜无腔压力传感器具有很好的稳定性、可靠性、无泄漏隐患、膜片不易损坏，平的膜片不会导致压力堵塞，以及便于清洗维护，提高了适用范围。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种平膜无腔压力传感器，其特征在于，包括：

外壳(101)，所述外壳(101)为不锈钢壳体，作为平膜无腔压力传感器的骨架；

压力端口(102)，安装在所述外壳(101)的首端，所述压力端口(102)的首端连接待测量介质端；

还包括压力膜片(110)和应变膜片(111)，所述压力膜片(110)固定在所述压力端口(102)的首端，所述应变膜片(111)焊接固定在所述压力膜片(110)的背面且处在所述压力端口(102)内；在所述压力膜片(110)背面中心位置处还焊接固定有一号感应连杆(113)，所述应变膜片(111)的正面中心位置处焊接固定有二号感应连杆(114)，所述一号感应连杆(113)与所述二号感应连杆(114)端面相互接触并焊接固定；

在所述应变膜片(111)的背面烧结有硅应变计(112)。

2.根据权利要求1所述的一种平膜无腔压力传感器，其特征在于：还包括信号处理电路板(115)，所述信号处理电路板(115)安装在所述外壳(101)内，且所述硅应变计(112)通过导线与所述信号处理电路板(115)连接。

3.根据权利要求1所述的一种平膜无腔压力传感器，其特征在于：所述压力端口(102)包括螺丝头(104)，所述螺丝头(104)表面带有外螺纹，且所述螺丝头(104)上焊接固定有平六角螺母(105)。

4.根据权利要求1所述的一种平膜无腔压力传感器，其特征在于：所述外壳(101)的尾端固定有接插端口(103)，且所述接插端口(103)包括接插头(106)、插针(107)和芯体(108)，所述接插头(106)固定在外壳(101)的尾端，所述芯体(108)安装在所述接插头(106)内，所述插针(107)安装在所述芯体(108)上。

5.根据权利要求4所述的一种平膜无腔压力传感器，其特征在于：所述接插头(106)内还设有填充在所述插针(107)外围的灌封胶(109)。

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