CN212513116U - 温压复合式传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了温压复合式传感器，涉及机载测试领域。可以实现管道内流体介质压力和温度同步实时测量，以及避免传感器电子元件受损的问题。该传感器包括：测量部分和电路部分；所述测量部分设置在所述温压复合式传感器的前端，所述测量部分的前端延伸至管道内用于检测管道内流体介质的压力和温度，并将检测到的所述温度和所述压力传输至设置在所述温压复合式传感器后端的电路部分；所述测量部分与所述电路部分通过电缆联接。

Description

温压复合式传感器

技术领域

本实用新型涉及机载测试领域，更具体的涉及温压复合式传感器。

背景技术

压力传感器是一种用来测量压力的仪器，广泛应用于试飞测试、航空机载等领域中。温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。在机载测试领域，对于管道内流体介质的压力及温度参数有大量测试需求，在利用传统的温度传感器和压力传感器进行管道内流体介质测量时，需要在管道上至少设置两个测量孔，一方面导致传感器在系统内占用大量空间，另一方面测量现场管道接口安装、密封工作量较大；再者，由于每个传感器内都设置有电子元件，由于管道的工作环境内温差较大，残酷的温度差容易影响电子元件的工作性能，从而导致数据错误甚至故障分析错误。

实用新型内容

本实用新型提供了温压复合式传感器，可以实现管道内流体介质压力和温度同步实时测量，以及避免传感器电子元件受损的问题。

本实用新型实施例提供温压复合式传感器，包括：测量部分和电路部分；

所述测量部分设置在所述温压复合式传感器的前端，所述测量部分的前端延伸至管道内用于检测管道内流体介质的压力和温度，并将检测到的所述温度和所述压力传输至设置在所述温压复合式传感器后端的电路部分；

所述测量部分与所述电路部分通过电缆联接。

优选地，所述测量部分包括安装座、测头组件、套筒、温度敏感元件和压力敏感元件；

所述测头组件和所述安装座通过真空电子束焊接在一起形成测头壳体，所述测头壳体包括感温腔和感压腔，所述感温腔位于所述测头组件内，所述感压腔设置在所述安装座内；

所述温度敏感元件设置在所述感温腔内；

所述压力敏感元件设置在所述感压腔内，且所述温度敏感元件与所述压力敏感元件之间设置顶盖；

所述套筒设置在所述安装座的外侧；

与所述温度敏感元件和所述压力敏感元件电联接的高温导线通过设置在感压腔一端的第一出线孔与所述电路部分电联接。

优选地，所述感压腔的一端为法兰端面，所述法兰端面均匀设置三处空腔，所述空腔用于供流体介质通过。

优选地，所述温度敏感元件的导线集束套入热缩管依次延伸出出线孔和圆柱形通孔；

所述出线孔和所述圆柱形通孔内填充RTV耐热粘接密封硅橡胶。

优选地，所述温度敏感元件的测量范围介于-55℃～+200℃。

优选地，所述测头组件的顶端为球面形状，所述测头组件延伸至管道截面中心位置，所述测头组件的长度根据被测管道的直径调节。

所述测量部分还包括压线块，底座和螺钉；

所述压线块与所述底座对接后形成圆柱形通孔，所述圆柱形通孔用于设置所述高温导线；

两个所述螺钉设置在所述压线块两边，用于将所述压线块固定在所述底座上。

优选地，还包括弹簧垫片，所述弹簧垫片设置在所述压线块和所述螺钉之间。

优选地，所述电路部分包括上壳体，调理板组件，电源板组件和下壳体；

所述上壳体和所述下壳体之间依次设置所述调理板组件和所述电源板组件；

所述调理板组件和所述电源板组件包括的电子元件的工作温度范围介于-55℃～+125℃。

优选地，所述调理板组件和所述电源板组件包括的电路板上均设置有过线孔，与所述调理板组件或者所述电源板组件电联接的导线均穿过所述过线孔，弯曲成弧状再焊接在焊点上。

本实用新型实施例提供温压复合式传感器，包括：测量部分和电路部分；所述测量部分设置在所述温压复合式传感器的前端，所述测量部分的前端延伸至管道内用于检测管道内流体介质的压力和温度，并将检测到的所述温度和所述压力传输至设置在所述温压复合式传感器后端的电路部分；所述测量部分与所述电路部分通过电缆联接。该温压复合传感器将测量温度和压力的两种敏感元件设置在测量部分，并将与温度敏感元件和压力敏感元件电联接的电子元件设置在电路部分，由于将电路部分与测量部分进行了分体设计，进入管道系统内的传感器只有测量部分，因此减少传感器在管道系统内的占用空间，进一步地，通过将电路部分与测量部分进行分体设置，避免了残酷工作环境对电子元件的影响，有效的提高了传感器的测量精度以及环境适应能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的温压复合式传感器原理框图；

图2为本实用新型实施例提供的温压复合式传感器结构剖面示意图；

图3为本实用新型实施例提供的温压复合式传感器结构数模示意图；

图4为本实用新型实施例提供的测头壳体结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的测量部分组装示意图；

图6为本实用新型实施例提供的压线结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的电路板过线孔一种示意图；

图8为本实用新型实施例提供的电路板过线孔另一种示意图。

其中，100—测量部分，200—电路部分，1—测头，2—温度敏感元件，3—安装座，4—套筒，5—RTV耐热粘接密封硅橡胶，6—顶盖，7—压力敏感元件，8—高温导线，9—压线块，10—电缆，11—螺钉，12—弹簧垫圈，13—上壳体，14—下壳体，15—电源板组件，16—调理板组件，17—感温腔，18—感压腔，19—圆柱形通孔，20—出线孔，21—空腔，22—底座，23—过线孔，24—焊点。

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。

图1为本实用新型实施例提供的温压复合式传感器原理框图，图2为本实用新型实施例提供的温压复合式传感器结构剖面示意图，如图1～2所示，本实用新型实施例提供的温压复合式传感器包括：测量部分100和电路部分200。

该温压复合式传感器的原理框图如图1所示，压力敏感元件、温度敏感元件分别将介质压力和温度转换成适于测量的电信号，信号调理电路通过微处理器实现信号采集，A/D转换，全温区温度漂移误差补偿，全量程非线性误差修正，并结合模拟电路对信号进行滤波、调整，变成便于显示、记录、控制处理的标准信号；电源电路将外部供电电源转化为二次电源，供内部元件使用。

如图2所示，该温压复合式传感器主要包括测量部分100，电路部分200和电缆10。其中，测量部分100设置在温压复合式传感器的前端，主要用于检测待测流体的温度和压力，进一步地，通过电缆10将检测到的温度和压力传输至设置在温压复合式传感器后端的电路部分200。

在实际应用中，一般的传感器包括的测量部分100和电路部分200为一体设置，而当传感器应用在温度比较严苛的环境时，由于电路部分200的电子元件对工作温度范围要求比较窄，而温差较大的环境容易导致电子元件失效，从而影响传感器的测量精度。在本实用新型实施例中，为了避免因电子元件对工作温度范围要求比较窄的问题，优选地，将传感器包括的测量部分100和电路部分200通过分区域设置，在测量部分100和电路部分200设置了电缆10，通过电缆10将测量部分100和电路部分200进行连接。在实际应用中，可以只将测量部分100延伸至管道内，而将电路部分200设置在温度环境比较好的地方，通过上述设置，避免了现有技术中因残酷工作环境易导致电子元件失效而使得传感器的测量精度受到影响的问题。

图3为本实用新型实施例提供的温压复合式传感器结构数模示意图，图4为本实用新型实施例提供的测头壳体结构示意图，图5为本实用新型实施例提供的测量部分组装示意图；图6为本实用新型实施例提供的压线结构示意图，如图3～图6，本实用新型实施例提供的温压复合式传感器的测量部分100主要包括安装座3、测头组件1、套筒4、温度敏感元件2、压力敏感元件7、压线块9、底座22、螺钉11和弹簧垫圈12。

具体地，如图4所示，安装座3和测头组件1由安装座3零件和测头1零件通过真空电子束焊接在一起形成了测头壳体，该测头壳体包括有感温腔17，感压腔18，圆柱形通孔19，出线孔20和多个空腔21。具体地，感温腔17位于测头组件1内，主要用于设置温度敏感元件2；感压腔18位于安装座3内，用于设置压力敏感元件7；与温度敏感元件2电联接的高温导线8通过出线孔20延伸出；与温度敏感元件2电联接的高温导线8和与压力敏感元件7电联接的高温导线8均通过圆柱形通孔19延伸出；多个空腔21用于管道内的流体介质通过，从而实现流体介质压力的测量。套筒4设置在安装座3的外侧，将安装座3嵌套在内。

进一步地，如图2和如图5所示，与温度敏感元件2电联接的高温导线8在延伸出出线孔20之后，为了避免高温导线8在出线孔20内移动，优选地，在出线孔20内可以填充RTV耐热粘接密封硅橡胶5，通过填充的RTV耐热粘接密封硅橡胶5将高温导线8固定在出线孔20内；进一步地，在温度敏感元件2和压力敏感元件7之间还设置有顶盖6，顶盖6与测头组件1的接缝处通过激光焊接，当压力敏感元件7设置进感压腔18之后，安装座3与测头组件1通过激光焊接进行密封连接。

进一步地，感压腔18的一端为法兰端面，该法兰端面上设置有三个空腔21，管道内的流体介质可以在上述三个空腔21内流动；而圆柱体位于法兰端面的中心位置，即三个空腔21围绕该圆柱体设置。在实际应用中，温度敏感元件2和压力敏感元件7之间的顶盖6设置在该圆柱体上。

在实际应用中，由于该温压复合式传感器需要对管道内的流体进行温度和压力测量，为了方便测量部分100能够进入到管道内，测量部分100设置成直径比较小的圆柱体，进一步地，将测头组件1的顶端设置为球面形状。需要说明的是，测量部分100的直径比较小是相对于安装座3的直径而言的，比如，当安装座3的外层直径为12mm时，则测量部分100的直径可以是4mm。

在本实用新型实施例中，由于温压复合式传感器需要对管道内的流体进行温度和压力测量，而在实际测量时，测量部分100需要延伸至管道内截面中心位置，因此，温压复合式传感器包括的测量部分100的长度可以根据管道的直径进行设置。因此，对本实用新型实施例提供的温压复合式传感器的测量部分100的长度不做具体限定。

在本实用新型实施例中，与压力敏感元件7电联接的高温导线8延伸出压力敏感元件7时，为了避免高温导线8受到牵连外力时，高温导线8与压力敏感元件7连接处的金属芯线会疲劳断裂，优选地，在压力敏感元件7的电路板上还设置有过线孔，当高温导线8穿过过线孔后，弯曲成弧状，再进一步焊接到焊点上。当高温导线8受到牵拉外力时，高温导线8会被过线孔卡住，可以避免焊点受力，从而改善焊点处易裂的问题，提高了传感器电路板的可靠性。

如图6所示，在压力敏感元件7的一侧设置有底座22，该底座22上设置压线块9，当压线块9与底座22对接后会形成圆柱形通孔19，由于与温度敏感元件2和压力敏感元件7电联接的高温导线8需要通过圆柱形通孔19延伸出测量部件，为了对高温导线8进行固定，在压线块9的两侧分别设置螺钉11，通过这两个螺钉11将压线块9固定在底座22上。在本实用新型实施例中，为了能够将高温导线8固定在圆柱形通孔19内，达到更加紧固的效果，一方面可以在圆柱形通孔19内的高温导线8周围填充材料，通过填充的材料将高温导线8固定在圆柱形通孔19内；另一方面可以在螺钉11与底座22之间设置弹簧垫圈12，从而进一步将高温导线8固定在圆柱形通孔19内。

如图3所示，本实用新型实施例提供的温压复合式传感器的电路部分200包括上壳体13，调理板组件16，电源板组件15和下壳体14，其中，上壳体13和下壳体14之间依次设置调理板组件16和电源板组件15。在实际应用中，调理板组件16和电源板组件15包括的电子元件的工作温度范围介于

-55℃～+125℃，而温度敏感元件2的测量范围介于-55℃～+200℃。通过本实用新型实施例提供的分体式温压复合式传感器，当电子元件的工作温度范围小于温度敏感元件2的测量范围时，电子元件不会因为工作温度范围的影响了传感器的测量精度。

在实际应用中，调理板组件16和电源板组件15包括的电路板上均设置有焊点24，为了避免高温导线8受到牵连外力时，焊点24处金属芯线疲劳断裂的问题，优选地，在调理板组件16和电源板组件15的电路板上还设置了过线孔23。图7为本实用新型实施例提供的电路板过线孔23一种示意图，图8为本实用新型实施例提供的电路板过线孔23另一种示意图，如图7和8所示，高温导线8穿过过线孔23后，弯曲成弧状，再进一步焊接到焊点24上。当高温导线8受到牵拉外力时，高温导线8会被过线孔23卡住，可以避免焊点24处受力，从而改善焊点24处易裂的问题，提高了传感器电路板的可靠性。

综上所述，本实用新型实施例提供温压复合式传感器，包括：测量部分和电路部分；所述测量部分设置在所述温压复合式传感器的前端，所述测量部分的前端延伸至管道内用于检测管道内流体介质的压力和温度，并将检测到的所述温度和所述压力传输至设置在所述温压复合式传感器后端的电路部分；所述测量部分与所述电路部分通过电缆联接。该温压复合传感器将测量温度和压力的两种敏感元件设置在测量部分，并将与温度敏感元件和压力敏感元件电联接的电子元件设置在电路部分，采用电缆将测量部分和电路部分组合在一起，从而可以减小传感器在管道系统内的占用空间，进一步地，由于将电路部分与测量部分进行了分体设计，避免了残酷工作环境对电子元件的影响，有效的提高了传感器的测量精度以及环境适应能力。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.温压复合式传感器，其特征在于，包括：测量部分和电路部分；

所述测量部分设置在所述温压复合式传感器的前端，所述测量部分的前端延伸至管道内用于检测管道内流体介质的压力和温度，并将检测到的所述温度和所述压力传输至设置在所述温压复合式传感器后端的电路部分；

所述测量部分与所述电路部分通过电缆联接。

2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述测量部分包括安装座、测头组件、套筒、温度敏感元件和压力敏感元件；

所述测头组件和所述安装座通过真空电子束焊接在一起形成测头壳体，所述测头壳体包括感温腔和感压腔，所述感温腔位于所述测头组件内，所述感压腔设置在所述安装座内；

所述温度敏感元件设置在所述感温腔内；

所述压力敏感元件设置在所述感压腔内，且所述温度敏感元件与所述压力敏感元件之间设置顶盖；

所述套筒设置在所述安装座的外侧；

与所述温度敏感元件和所述压力敏感元件电联接的高温导线与所述电路部分电联接。

3.如权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述感压腔的一端为法兰端面，所述法兰端面均匀设置三处空腔，所述空腔用于供流体介质通过。

4.如权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述温度敏感元件的导线集束套入热缩管依次延伸出出线孔和圆柱形通孔；

所述出线孔和所述圆柱形通孔内填充RTV耐热粘接密封硅橡胶。

5.如权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述温度敏感元件的测量范围介于-55℃～+200℃。

6.如权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述测头组件的顶端为球面形状，所述测头组件延伸至管道截面中心位置，所述测头组件的长度根据被测管道的直径调节。

7.如权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述测量部分还包括压线块，底座和螺钉；

所述压线块与所述底座对接后形成圆柱形通孔，所述圆柱形通孔用于设置所述高温导线；

两个所述螺钉设置在所述压线块两边，用于将所述压线块固定在所述底座上。

8.如权利要求7所述的传感器，其特征在于，还包括弹簧垫片，所述弹簧垫片设置在所述压线块和所述螺钉之间。

9.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述电路部分包括上壳体，调理板组件，电源板组件和下壳体；

所述上壳体和所述下壳体之间依次设置所述调理板组件和所述电源板组件；

所述调理板组件和所述电源板组件包括的电子元件的工作温度范围介于-55℃～+125℃。

10.如权利要求9所述的传感器，其特征在于，所述调理板组件和所述电源板组件包括的电路板上均设置有过线孔，与所述调理板组件或者所述电源板组件电联接的导线均穿过所述过线孔，弯曲成弧状再焊接在焊点上。

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