CN212082693U - 一种具有压力远传功能的一体式压力传感器 - Google Patents

一种具有压力远传功能的一体式压力传感器 Download PDF

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郭文来
孔祥剑
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Abstract

本实用新型公开了一种具有压力远传功能的一体式压力传感器,包括压力传感器本体,还包括高压端和低压端,高压端和低压端之间通过传压管相连;传压管的一端安装在高压端壳体封闭的顶端且传压管与高压端封闭传压腔相连通;传压管的另一端伸入低压端壳体内部与低压端封闭传压腔相连通,连通的高压端封闭传压腔、传压管和低压端封闭传压腔中充满传压介质,将从高压端采压腔中采集的压力传递至压力传感器本体的顶部。本实用新型的压力传感器通过一体式毛细传压管将被测压力传递至压力传感器本体的测量膜片,实现压力远传式的测量。

Description

一种具有压力远传功能的一体式压力传感器
技术领域
本实用新型属于压力检测领域,涉及压力传感器,具体涉及一种具有压力远传功能的一体式压力传感器。
背景技术
差动电容式压力传感器是一种利用电容敏感元件将被测压力转换成与之成一定关系的电量输出的压力传感器。它一般采用圆形金属薄膜或镀金属薄膜作为电容器的电极,受压膜片电极位于两个固定电极之间,构成两个电容器,在压力的作用下一个电容器的容量增大而另一个则相应减小,测量结果由差动式电路输出。
差动电容式压力传感器广泛应用于工业、水利水电、铁路交通、石化、油井等领域,但是对于一些现场环境复杂,被测介质温度高以及被测介质为高粘度液体,被测介质为腐蚀性气体或者液体等的场所则不宜使用。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本实用新型的目的在于,提供一种具有压力远传功能的一体式压力传感器,解决现有技术中的压力传感器难以直接用于现场环境复杂,不宜直接测量压力的技术问题。
为了解决上述技术问题,本实用新型采用如下技术方案予以实现:
一种具有压力远传功能的一体式压力传感器,包括压力传感器本体,还包括高压端和低压端,高压端和低压端之间通过传压管相连;
所述的高压端包括高压端壳体,高压端壳体的底部开放,高压端壳体内设置有高压端隔离膜片,高压端隔离膜片将高压端壳体内部的腔体分割为两个独立的腔体,高压端隔离膜片与高压端壳体封闭的顶部之间为高压端封闭传压腔,高压端隔离膜片与高压端壳体开放的底部之间为高压端采压腔;
所述的低压端包括低压端壳体,低压端壳体内固定有压力传感器本体,压力传感器本体的顶部固定设置有低压端封闭传压腔;
所述的传压管的一端安装在高压端壳体封闭的顶端且传压管与高压端封闭传压腔相连通;所述的传压管的另一端伸入低压端壳体内部与低压端封闭传压腔相连通,连通的高压端封闭传压腔、传压管和低压端封闭传压腔中充满传压介质,将从高压端采压腔中采集的压力传递至压力传感器本体的顶部。
本实用新型还具有如下技术特征:
所述的传压管为能够弯曲的柔性管。
所述的传压管上套装有柔性套管。
所述的传压管采用毛细管,毛细管的内径为0.7~1mm,毛细管的外径为2~3.2mm。
所述的高压端壳体封闭的顶端和所述的低压端壳体的顶部侧壁上均设置有用于固定传压管的固定套。
所述的压力传感器本体为差动电容式压力传感器。
所述的压力传感器本体包括从顶部至底部依次固定设置有低压端第一隔离膜片、第一传感器基座、中心膜片、第二传感器基座、低压端第二隔离膜片和底座,第一隔离膜片为低压端封闭传压腔的底部密封面,底座固定在低压端壳体内的底部。
所述的传压介质为硅油。
本实用新型与现有技术相比,具有如下技术效果:
(Ⅰ)本实用新型的压力传感器通过一体式毛细传压管将被测压力传递至压力传感器本体的测量膜片,实现压力远传式的测量。
(Ⅱ)经试验表明本实用新型的压力传感器精度可达±0.25%fs,长期稳定性≤±0.25%fs/年,绝缘阻抗>500MΩ@100Vdc,静压对零点的影响≤±0.5%fs,静压对灵敏度的影响≤±0.5%fs。
(Ⅲ)本实用新型的的压力传感器填补了市场上远传差压变送器的空白,具有广阔的市场前景。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图。
图2是低压端的内部结构示意图。
图中各个标号的含义为:1-压力传感器本体,2-高压端,3-低压端,4-传压管,5-柔性套管,6-固定套;
101-低压端第一隔离膜片,102-第一传感器基座,103-中心膜片,104-第二传感器基座,105-低压端第二隔离膜片,106-底座,107-灌充管,108-导线;
201-高压端壳体,202-高压端隔离膜片,203-高压端封闭传压腔,204-高压端采压腔;
301-低压端壳体,302-低压端封闭传压腔。
以下结合实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
本实用新型的目的是提供一种具有压力远传功能的一体式压力传感器,即压力远传型金属差动电容式压力传感器,其工作原理是远端测量点通过高压端和一体式毛细传压管将被测点的压力传递到压力传感器本体的中心膜片,即测量膜片,中心膜片感受到压力变化后,推动传感器中心膜片发生位移,改变输出电容信号,实现压力远传的测量。
本实用新型为提高传感器工作的可靠性,压力远传装置与传感器一体化设计,可动部件少,所有连接处均进行了焊接,无机械紧固连接,长期工作稳定性、可靠性极大提高。
以下给出本实用新型的具体实施例,需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例,凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
实施例1:
本实施例给出一种具有压力远传功能的一体式压力传感器,如图1和图2所述,包括压力传感器本体1,还包括高压端2和低压端3,高压端2和低压端3之间通过传压管4相连;
高压端2包括高压端壳体201,高压端壳体201的底部开放,高压端壳体201内设置有高压端隔离膜片202,高压端隔离膜片202将高压端壳体201内部的腔体分割为两个独立的腔体,高压端隔离膜片202与高压端壳体201封闭的顶部之间为高压端封闭传压腔203,高压端隔离膜片202与高压端壳体201开放的底部之间为高压端采压腔204;
低压端3包括低压端壳体301,低压端壳体301内固定有压力传感器本体1,压力传感器本体1的顶部固定设置有低压端封闭传压腔302;
传压管4的一端安装在高压端壳体201封闭的顶端且传压管4与高压端封闭传压腔203相连通;传压管4的另一端伸入低压端壳体301内部与低压端封闭传压腔302相连通,连通的高压端封闭传压腔203、传压管4和低压端封闭传压腔302中充满传压介质,将从高压端采压腔204中采集的压力传递至压力传感器本体1的顶部。
本实施例中,高压端壳体201和低压端壳体301均采用不锈钢制成。
作为本实施例的一种优选方案,传压管4为能够弯曲的柔性管。传压管4采用金属镍制成。
作为本实施例的一种优选方案,传压管4上套装有柔性套管5。柔性套管5采用不锈钢制成。
作为本实施例的一种优选方案,传压管4采用毛细管,毛细管的内径为0.7~1mm,毛细管的外径为2~3.2mm。
作为本实施例的一种优选方案,高压端壳体201封闭的顶端和低压端壳体301的顶部侧壁上均设置有用于固定传压管4的固定套6。
作为本实施例的一种优选方案,传压介质为硅油。硅油为压力传感器中常用的压力传递介质。
作为本实施例的一种优选方案,压力传感器本体1为差动电容式压力传感器。差动电容式压力传感器为已知的差动电容式压力传感器。例如:压力传感器本体1包括从顶部至底部依次固定设置有低压端第一隔离膜片101、第一传感器基座102、中心膜片103、第二传感器基座104、低压端第二隔离膜片105和底座106,第一隔离膜片101为低压端封闭传压腔302的底部密封面,底座106固定在低压端壳体301内的底部。其中,第一传感器基座102和第二传感器基座104的结构相同,均为已知的差动电容式压力传感器中的已知基座结构,例如采用授权公告号为CN 203116758U,专利名称为“一种电容式传感器基座”的中国实用新型专利中公开的电容式传感器基座。
本实施例中的具有压力远传功能的一体式压力传感器使用时,将高压端2放置在远端的压力采集处,通过高压端采压腔204连接采集有压力,在压力作用下,高压端隔离膜片202发生形变将压力传导给高压端封闭传压腔203中的传压介质中,然后通过传压管4中的传压介质传递给低压端封闭传压腔302中的传压介质,传压介质挤压压力传感器本体1中的第一隔离膜片101,即实现将远端压力传递至压力传感器本体1,通过压力传感器本体1的检测后输出电信号。

Claims (8)

1.一种具有压力远传功能的一体式压力传感器,包括压力传感器本体(1),其特征在于,还包括高压端(2)和低压端(3),高压端(2)和低压端(3)之间通过传压管(4)相连;
所述的高压端(2)包括高压端壳体(201),高压端壳体(201)的底部开放,高压端壳体(201)内设置有高压端隔离膜片(202),高压端隔离膜片(202)将高压端壳体(201)内部的腔体分割为两个独立的腔体,高压端隔离膜片(202)与高压端壳体(201)封闭的顶部之间为高压端封闭传压腔(203),高压端隔离膜片(202)与高压端壳体(201)开放的底部之间为高压端采压腔(204);
所述的低压端(3)包括低压端壳体(301),低压端壳体(301)内固定有压力传感器本体(1),压力传感器本体(1)的顶部固定设置有低压端封闭传压腔(302);
所述的传压管(4)的一端安装在高压端壳体(201)封闭的顶端且传压管(4)与高压端封闭传压腔(203)相连通;所述的传压管(4)的另一端伸入低压端壳体(301)内部与低压端封闭传压腔(302)相连通,连通的高压端封闭传压腔(203)、传压管(4)和低压端封闭传压腔(302)中充满传压介质,将从高压端采压腔(204)中采集的压力传递至压力传感器本体(1)的顶部。
2.如权利要求1所述的具有压力远传功能的一体式压力传感器,其特征在于,所述的传压管(4)为能够弯曲的柔性管。
3.如权利要求2所述的具有压力远传功能的一体式压力传感器,其特征在于,所述的传压管(4)上套装有柔性套管(5)。
4.如权利要求1所述的具有压力远传功能的一体式压力传感器,其特征在于,所述的传压管(4)采用毛细管,毛细管的内径为0.7~1mm,毛细管的外径为2~3.2mm。
5.如权利要求1所述的具有压力远传功能的一体式压力传感器,其特征在于,所述的高压端壳体(201)封闭的顶端和所述的低压端壳体(301)的顶部侧壁上均设置有用于固定传压管(4)的固定套(6)。
6.如权利要求1所述的具有压力远传功能的一体式压力传感器,其特征在于,所述的压力传感器本体(1)为差动电容式压力传感器。
7.如权利要求6所述的具有压力远传功能的一体式压力传感器,其特征在于,所述的压力传感器本体(1)包括从顶部至底部依次固定设置有低压端第一隔离膜片(101)、第一传感器基座(102)、中心膜片(103)、第二传感器基座(104)、低压端第二隔离膜片(105)和底座(106),第一隔离膜片(101)为低压端封闭传压腔(302)的底部密封面,底座(106)固定在低压端壳体(301)内的底部。
8.如权利要求1所述的具有压力远传功能的一体式压力传感器,其特征在于,所述的传压介质为硅油。
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