CN213239296U - 一种压力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于压力检测技术领域，涉及一种压力传感器，其解决了现有压力传感器检测精度底、灵敏性差等问题。本压力传感器包括壳体、膜瓣、进水孔、活塞、压簧以及相对应的磁铁和霍尔元件，壳体开设有内腔，膜瓣设置于壳体的内腔中，将内腔分隔为进水腔和活塞腔，进水孔与进水腔相连通，活塞设置于活塞腔内，与活塞腔的内壁滑动配合，压簧的上端与壳体相抵靠，压簧的下端与活塞相抵靠，活塞在压簧的作用力下与膜瓣相抵靠，磁铁设置于活塞上，霍尔元件固定于内腔中，磁铁和霍尔元件均位于压簧的弹簧圈内，压簧的中心直径较大、劲度系数小，当活塞受到流体压力时压簧易形变，活塞行程大，霍尔元件可灵敏检测磁铁位移，提高本压力传感器的检测精度。

Description

一种压力传感器

技术领域

本实用新型属于压力检测技术领域，涉及一种压力传感器。

背景技术

压力传感器是用于测量压力的装置，通常将测量的压力以信号的形式输出。部分压力传感器采用连线成电桥配置并粘合到膜片上的应变仪，施加于压力传感器上的压力会使膜片产生变形，该变形将应变引入应变仪中，然后在应变仪中产生与压力成比例的电阻变化。

如我国专利CN 209894382 U公开的一种压力传感器，包括壳体，壳体由基座、底盖、上盖拼接构成，上盖设置有连接管，基座设置有滑孔，滑孔中滑动设置有滑杆，滑杆设置有磁体，上盖和基座之间设置有膜片，滑杆下端和底盖之间设置有弹簧，滑杆上端在弹簧作用下弹性压紧在膜片上，底盖上端设置有插设在基座中的罩体，该罩体靠近滑杆一侧设置，底盖下端设置有与罩体内部连通的插槽，插槽中插接设置有与磁体配合感应的霍尔组件。当膜片在流体压力作用下形变时会推动滑杆向下运动，由于滑杆上设置有磁体，通过靠近滑杆一侧设置的霍尔组件能够对磁体运动时磁感应变化进行感应，进而能够对流体压力的动态变化进行检测。

众所周知，弹簧的弹力F＝kx，其中k为弹簧的劲度系数，其又与弹簧的材料、线径、中心直径、有效圈数等相关联。其中，当弹簧的中心直径增大，而其它参数不变时，弹簧的劲度系数会相应的减小，在受力不变的前提下，弹簧的形变长度则增大；反之，当弹簧的中心直径减小，而其它参数不变时，弹簧的劲度系数会增大，在受力不变的前提下，弹簧的形变长度则减小。上述专利中的弹簧受滑杆、霍尔组件的装配位置影响，弹簧的中心直径较小，从而导致弹簧的劲度系数较大，当膜片受到水的压力时，弹簧所产生的形变较小，而霍尔组件是通过磁铁的位移来进行检测的，弹簧形变较小，则磁铁的位移同样较小，就会影响霍尔组件的检测精度。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种压力传感器，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提高本压力传感器的检测精度。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种压力传感器，其特征在于，所述压力传感器包括：

壳体，该壳体开设有内腔；

膜瓣，膜瓣设置于壳体的内腔中，且将该内腔分隔为进水腔和活塞腔；

进水孔，该进水孔与所述进水腔相连通；

活塞，该活塞设置于活塞腔内，且与活塞腔的内壁滑动配合；

压簧，该压簧的上端与所述壳体相抵靠，压簧的下端与所述活塞相抵靠，活塞在压簧的作用力下与所述膜瓣相抵靠；

相对应的磁铁和霍尔元件，所述磁铁设置于所述活塞上，所述霍尔元件固定于内腔中，且该磁铁和霍尔元件均位于所述压簧的弹簧圈内。

其工作原理如下：使用时，将该压力传感器的进水孔与待检测管路相连通，管路中的流体会通过进水孔流入进水腔中，膜瓣在水的压力作用下会发生形变，而活塞也会在水压下克服压簧的弹力开始滑动，使压簧产生相应的形变，由于活塞上设置有磁铁，因此内腔中的霍尔元件能够对磁铁运动时磁感应变化进行感应，进而能够对流体压力的动态变化进行检测。与现有技术相比，本申请中的霍尔元件和磁铁均位于压簧的弹簧圈内，而活塞直接与活塞腔的内壁相配合，使得压簧的中心直径可以设计得更大，从而使得压簧的劲度系数较小，当活塞受到流体的压力时，压簧更易发生形变，活塞的行程同样更大，霍尔元件能够更加灵敏地检测到磁铁的位移，从而提高本压力传感器的检测精度。

在上述的一种压力传感器中，所述压力传感器还包括电路板以及电路板外壳，所述电路板外壳固定于所述壳体的内腔腔壁上，所述电路板外壳的下端面具有凸起，所述凸起开设有插槽一，所述电路板和霍尔元件均位于该插槽一内。在电路板外壳的下端面设计有凸起，而霍尔元件又设计于该凸起内，使得霍尔元件能够更加接近磁铁，从而更好地检测磁铁的位移，提高检测精度。

在上述的一种压力传感器中，所述活塞的上端面开设有插槽二和插槽三，所述电路板外壳上的凸起插设于插槽二内且两者活动配合，所述磁铁嵌接于所述插槽三内。设计有插槽二后，可与电路板外壳上的凸起相配合，保证活塞能够正常流畅地滑动。

在上述的一种压力传感器中，当所述压力传感器处于未运行状态时，所述磁铁的上端所在的平面位于所述霍尔元件的上端面和下端面之间。如上设计，可进一步提高本压力传感器的检测精度。

在上述的一种压力传感器中，所述壳体上开设有与所述活塞腔相连通的排气孔。设计有排气孔后，避免活塞移动时活塞腔因容积变小气压变大而影响检测精度，从而提高检测精度。

在上述的一种压力传感器中，所述壳体包括扣盖和腔套，所述腔套的上端与所述扣盖相连接，所述活塞滑动设置于所述腔套内；所述扣盖上开设有通孔一，所述压力传感器还包括线缆，所述线缆穿过所述通孔一延伸至所述插槽一的开口处，且与所述电路板相连接，所述线缆与插槽一的开口之间通过密封胶进行密封。线缆与插槽一的开口之间形成密封，避免电路板及霍尔元件受外界灰尘、杂质等影响，从而提高其使用寿命及检测精度、稳定性。

在上述的一种压力传感器中，电路板外壳的上端具有插接于所述排气孔内的凸台，所述凸台沿竖直方向开设有通孔二。活塞腔内的气体可通过通孔二排出。

在上述的一种压力传感器中，所述壳体还包括压帽，所述压帽与所述腔套的内壁相连接，所述压簧的上端抵靠于所述压帽上，所述压帽的中心还开设有通孔三，所述电路板外壳上的凸起穿过该通孔三。

在上述的一种压力传感器中，所述壳体还包括基座，所述基座内开设有安装腔，所述腔套的下端插设于该安装腔内，所述膜瓣位于安装腔的底部与腔套的下端面之间。将腔套插设于安装腔内，可将膜瓣压紧，实现安装。

在上述的一种压力传感器中，所述腔套的下端与所述膜瓣之间还同轴设置有压环，所述压环的内径小于所述腔套的内径，所述活塞下端面的缘部能够与所述压环的上端面相抵靠。如上设计，压环可对活塞构成限位，当活塞下端面的缘部与压环相抵靠时，则说明移动至复位状态，避免活塞始终抵紧于膜瓣的中部而导致膜瓣失效。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本申请中，当活塞受到流体的压力时，压簧更易发生形变，活塞的行程更大，霍尔元件能够更加灵敏地检测到磁铁的位移，从而提高本压力传感器的检测精度；

2、设计有排气孔后，避免活塞移动时活塞腔因容积变小气压变大而影响检测精度，从而提高检测精度；

3、压环可对活塞构成限位，当活塞下端面的缘部与压环相抵靠时，则说明移动至复位状态，避免活塞始终抵紧于膜瓣的中部而导致膜瓣失效。

附图说明

图1是本压力传感器的剖视图。

图中，1、壳体；11、扣盖；111、排气孔；112、通孔一；12、腔套；121、活塞腔；13、压帽；131、通孔三；14、基座；141、进水腔；142、进水孔；143、安装腔；2、膜瓣；3、活塞；31、插槽二；32、插槽三；4、压簧；5、磁铁；6、霍尔元件；7、电路板；8、电路板外壳；81、凸起；82、插槽一；83、凸台；84、通孔二；9、线缆；10、压环。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

请参阅图1所示。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具备技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，本压力传感器包括壳体1、膜瓣2、进水孔142、活塞3、压簧4以及相对应的磁铁5和霍尔元件6。

具体来讲，壳体1开设有内腔；膜瓣2设置于壳体1的内腔中，且将该内腔分隔为进水腔141和活塞腔121；进水孔142与进水腔141相连通；活塞3设置于活塞腔121内，且与活塞腔121 的内壁滑动配合；压簧4的上端与壳体1相抵靠，压簧4的下端与活塞3相抵靠，活塞3在压簧4的作用力下与膜瓣2相抵靠；磁铁5设置于活塞3上，霍尔元件6固定于内腔中，且该磁铁5 和霍尔元件6均位于压簧4的弹簧圈内。

作为优选，如图1所示，为了实现霍尔元件6的安装，本实施例中，压力传感器还包括电路板7以及电路板外壳8，电路板外壳8固定于壳体1的内腔腔壁上，电路板外壳8的下端面具有凸起81，凸起81开设有插槽一82，电路板7和霍尔元件6均位于该插槽一82内。

作为进一步优选，活塞3的上端面开设有插槽二31和插槽三 32，电路板外壳8上的凸起81插设于插槽二31内且两者活动配合，磁铁5嵌接于插槽三32内。当压力传感器处于未运行状态时，磁铁5的上端所在的平面位于霍尔元件6的上端面和下端面之间。

需要注意的是，上述设计目的在于提高本压力传感器的检测精度、灵敏度，使得本压力传感器能够实现线性检测。作为其它方案，也可根据实际需要，对磁铁5和霍尔元件6的位置及安装方式进行改变，只需保证两者均在压簧4的弹簧圈内，保障压簧 4具有较大的中心直径即可。同样的，电路板外壳8等零件的形状，也不局限于本实施例以及说明书附图中所记载的方式，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，作为优选，壳体1包括扣盖11和腔套12，腔套12的上端与扣盖11相连接，本实施例中优选为螺纹连接，作为其它方案，也可采用卡接等方式。活塞3滑动设置于腔套12 内；扣盖11上开设有通孔一112，压力传感器还包括线缆9，线缆9穿过通孔一112延伸至插槽一82的开口处，且与电路板7 相连接，线缆9与插槽一82的开口之间通过密封胶进行密封。

如图1所示，为了保证活塞腔121中的气体能够顺畅地排出，壳体1上开设有与活塞腔121相连通的排气孔111。作为优选，本实施例中，排气孔111开设于扣盖11上，电路板外壳8的上端具有插接于排气孔111内的凸台83，凸台83沿竖直方向开设有通孔二84。

需要注意的是，本申请中描述的用于排气的排气孔111，与气体从通孔二84中排出，并不相互矛盾。通孔二84为了实现排出气体，也需要经过排气孔111。此外，排气孔111的位置，也可根据实际需要进行相应的改变。

如图1所示，壳体1还包括压帽13，压帽13与腔套12的内壁相连接，本实施例中优选为螺纹连接，作为其它方案，也可采用卡接等方式。压簧4的上端抵靠于压帽13上，压帽13的中心还开设有通孔三131，电路板外壳8上的凸起81穿过该通孔三 131。

如图1所示，壳体1还包括基座14，基座14内开设有安装腔 143，腔套12的下端插设于该安装腔143内，膜瓣2位于安装腔 143的底部与腔套12的下端面之间。腔套12的下端与膜瓣2之间还同轴设置有压环10，压环10的内径小于腔套12的内径，以保证活塞3下端面的缘部能够与压环10的上端面相抵靠。

本实用新型的工作原理如下：使用时，将该压力传感器的进水孔142与待检测管路相连通，管路中的流体会通过进水孔142 流入进水腔141中，膜瓣2在水的压力作用下会发生形变，而活塞3也会在水压下克服压簧4的弹力开始滑动，使压簧4产生相应的形变，由于活塞3上设置有磁铁5，因此内腔中的霍尔元件6 能够对磁铁5运动时磁感应变化进行感应，进而能够对流体压力的动态变化进行检测。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。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，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种压力传感器，其特征在于，所述压力传感器包括：

壳体(1)，该壳体(1)开设有内腔；

膜瓣(2)，膜瓣(2)设置于壳体(1)的内腔中，且将该内腔分隔为进水腔(141)和活塞腔(121)；

进水孔(142)，该进水孔(142)与所述进水腔(141)相连通；

活塞(3)，该活塞(3)设置于活塞腔(121)内，且与活塞腔(121)的内壁滑动配合；

压簧(4)，该压簧(4)的上端与所述壳体(1)相抵靠，压簧(4)的下端与所述活塞(3)相抵靠，活塞(3)在压簧(4)的作用力下与所述膜瓣(2)相抵靠；

相对应的磁铁(5)和霍尔元件(6)，所述磁铁(5)设置于所述活塞(3)上，所述霍尔元件(6)固定于内腔中，且该磁铁(5)和霍尔元件(6)均位于所述压簧(4)的弹簧圈内。

2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述压力传感器还包括电路板(7)以及电路板外壳(8)，所述电路板外壳(8)固定于所述壳体(1)的内腔腔壁上，所述电路板外壳(8)的下端面具有凸起(81)，所述凸起(81)开设有插槽一(82)，所述电路板(7)和霍尔元件(6)均位于该插槽一(82)内。

3.根据权利要求2所述的压力传感器，其特征在于，所述活塞(3)的上端面开设有插槽二(31)和插槽三(32)，所述电路板外壳(8)上的凸起(81)插设于插槽二(31)内且两者活动配合，所述磁铁(5)嵌接于所述插槽三(32)内。

4.根据权利要求1或2或3所述的压力传感器，其特征在于，当所述压力传感器处于未运行状态时，所述磁铁(5)的上端所在的平面位于所述霍尔元件(6)的上端面和下端面之间。

5.根据权利要求2或3所述的压力传感器，其特征在于，所述壳体(1)上开设有与所述活塞腔(121)相连通的排气孔(111)。

6.根据权利要求2所述的压力传感器，其特征在于，所述壳体(1)包括扣盖(11)和腔套(12)，所述腔套(12)的上端与所述扣盖(11)相连接，所述活塞(3)滑动设置于所述腔套(12)内；所述扣盖(11)上开设有通孔一(112)，所述压力传感器还包括线缆(9)，所述线缆(9)穿过所述通孔一(112)延伸至所述插槽一(82)的开口处，且与所述电路板(7)相连接，所述线缆(9)与插槽一(82)的开口之间通过密封胶进行密封。

7.根据权利要求5所述的压力传感器，其特征在于，电路板外壳(8)的上端具有插接于所述排气孔(111)内的凸台(83)，所述凸台(83)沿竖直方向开设有通孔二(84)。

8.根据权利要求6所述的压力传感器，其特征在于，所述壳体(1)还包括压帽(13)，所述压帽(13)与所述腔套(12)的内壁相连接，所述压簧(4)的上端抵靠于所述压帽(13)上，所述压帽(13)的中心还开设有通孔三(131)，所述电路板外壳(8)上的凸起(81)穿过该通孔三(131)。

9.根据权利要求8所述的压力传感器，其特征在于，所述壳体(1)还包括基座(14)，所述基座(14)内开设有安装腔(143)，所述腔套(12)的下端插设于该安装腔(143)内，所述膜瓣(2)位于安装腔(143)的底部与腔套(12)的下端面之间。

10.根据权利要求8或9所述的压力传感器，其特征在于，所述腔套(12)的下端与所述膜瓣(2)之间还同轴设置有压环(10)，所述压环(10)的内径小于所述腔套(12)的内径，所述活塞(3)下端面的缘部能够与所述压环(10)的上端面相抵靠。

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