CN214667347U - 智能压力表 - Google Patents

Abstract

本实用新型设计了一种智能压力表，包括表头和压力模块，表头内置有一控制模块，控制模块和压力模块信号连接，控制模块被配置为从压力模块读取压力测量信号；表头正面设有一触摸显示屏，触摸显示屏和控制模块信号连接，触摸显示屏被配置为可在同一位置接收压力控制信息并显示压力测量信息，克服了现有技术中存在的压力表显示部分和输入部分布局矛盾的问题，使压力表在正向具备尽可能大的显示空间和尽可能大的操作空间，给予了操作人员更好的使用体验，使计量检测人员可以更容易地获取压力测量信息并更方便地进行计量检测操作，同时，全屏（近似全屏）的显示和控制方案为压力表设计的进一步智能终端化提供了硬件保障和支持。

Description

智能压力表

技术领域

本发明涉及压力计量的技术领域，具体说是一种可应用于智能制造场景的压力表。

背景技术

压力表被大量且广泛地应用在工业过程中的各个环节，在传统的压力测量需求基础上，智能制造环境对压力表提出了新的需求；例如，在使用压力表进行测量作业时，可能期望于输入一个基准值，并在压力测量过程关注当前压力值和基准值的差距变化；再例如，在使用压力表作为标准器进行校准作业时，可能需要实现校准信息的实时和便捷交互；以上情况下都要求压力表同时具备良好的显示能力和优秀的操作支持能力。

现有技术中压力表包括机械式压力表和数字压力表，机械压力表功能相对简单，虽然可能满足压力测量的基本功能，但基本不具备压力测量控制或者类似的功能；现有的数字压力表通常会配置若干按键以及数字显示屏，可以在一定程度上满足压力测量控制，但其控制手感较差，比较典型的，为了尽可能满足控制功能，需要在数字压力表上布置足够的控制按键，从操作便利角度，控制按键需要尽可能设置在表头正面，这就会挤占显示屏的空间，使显示效果较差，为了保证显示空间，控制按键可设置在表头的侧面，这样的控制手感非常不好，而且在对按键位置不熟悉的情况下，用户需要频繁在表头侧面和表头正面之间来回查看。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，在压力表表头大小不变的情况下，发明人旨在设计一种智能压力表，不仅具备良好的控制操作手感，还能实现尽可能充分的信息显示，从而使压力表具备更强大的硬件能力，满足智能制造的需要。

一种智能压力表，包括设置于表头正面的触摸显示屏、设置于表头内的控制模块和设置于表头下部的压力模块，控制模块和压力模块信号连接，控制模块被配置为从压力模块读取压力测量信号，触摸显示屏和控制模块信号连接，触摸显示屏被配置为可在同一位置接收压力控制信息并显示压力测量信息。

所述同一位置接收压力控制信息并显示压力测量信息是在触摸显示屏展示在表头表面并使操作人员可视并可触摸的位置，控制模块可将压力测量数据传输至触摸显示屏并在上述可视位置显示，用户也可在上述可触摸位置进行点击/滑动等触摸操作产生输入指令。

表头正面投影近似圆形，触摸显示屏为一近似圆形的显示屏，即二者轮廓变化相同（也包括非常接近的相似，例如，二者间非同心而是存在小尺寸偏离，再例如，二者轮廓整体相同，仅在边缘变化上有较小区分），表头正面无按键设置，从而使触摸显示屏可被配置在表头正面尽可能大的区域。

表头内设有电源模块，电源模块和控制模块电连接；控制模块被配置为从电源模块读取电量信息并投射于触摸显示屏。

表头内设有通讯模块，通讯模块和控制模块信号连接；控制模块被配置为从通讯模块读取信息并投射于触摸显示屏。

表头内设有电测模块，电测模块在表头表面设有电测接口，电测模块和控制模块信号连接；控制模块被配置为从电测模块读取信息并投射于触摸显示屏。

在表头正面且位于触摸显示屏周围设有前壳，前壳向前部凸起使触摸显示屏位于前壳前端面后侧。

在表头正面且位于触摸显示屏和前壳之间的设有防水环，防水环和触摸显示屏以及前壳液密密封。

有益效果：

本实用新型设计了一种显示并触摸控制的压力表方案，克服了现有技术中存在的压力表显示部分和输入部分布局矛盾的问题，使压力表在正向具备尽可能大的显示空间和尽可能大的操作空间，给予了操作人员更好的使用体验，使计量检测人员可以更容易地获取压力测量信息并更方便地进行计量检测操作，同时，全屏（近似全屏）的显示和控制方案为压力表设计的进一步智能终端化提供了硬件保障和支持。

附图说明

图1为本实用新型的智能压力表的正向立体示意图。

图2为本实用新型的智能压力表的在表头部分的侧剖示意图。

图3为本实用新型的智能压力表内部件连接示意图。

图4为本实用新型的智能压力表另一示例的正向立体示意图。

图5为本实用新型的智能压力表另一示例的背向立体示意图。

附图标记：

1、表头，11、触摸显示屏，12、壳体，121、前壳，122、中壳，123、后壳，124、壳内支架，125、密封圈，126、前壳前凸部，128、支撑板，13、控制模块，14、通讯模块，141、第一接线插口，142、第二接线插口，143、PIN脚连接器，144、通讯补偿端，145、接线插头，15、电池模块；161、电测模块，162、开关按键，163、功能按键；

2、压力模块。

具体实施方式

具体实施例一

如图1所示，智能压力表，包括表头1和压力模块2。

压力模块2固定于表头1的下部，压力模块2内设有压力传感器和模数转换元件，压力传感器和模数转换元件电连接，工作时，压力模块2的下部和被测压力端连接，压力传感器采集被测压力端的压力测量信号（模拟信号）并将之传递至模数转换元件，模数转换元件对压力信号进行转换，产生压力测量数据（数字信号）。

设置于表头1正面的为一触摸显示屏11，触摸显示屏11可在同一位置接收触摸控制指令并显示信息（例如压力测量数据），表头1的正面近似于圆形，触摸显示屏11同样为圆屏且二者的正面轮廓变化大体相当，表头1正面没有按键分布。

设置于表头1上部的有开关按键162，开关按键162用于控制压力表的开/关机，本实施例的设计特色在于整个设备仅布置有开关按键162一个按键，在替代方案中，开关按键162的位置还可以设置在表头1的两侧、下部甚至后侧。

对于现有技术的数字压力表或智能压力表，由于其采用的是一般的液晶显示屏不具备触摸输入功能，因此，为了实现相应功能，需要在表上配置多个按键。

对于现有技术中的压力表，如果按键设置在表盘正面即和显示屏设置于同一面，为了保证人员操作可能性以及按键周围的防水密封，这些按键不仅本身需要占据一定平面空间，按键之间还要相互有一定间隔平面空间，显而易见的会挤占显示屏的布置空间。考虑到常用压力表表盘尺寸（可知的，常用压力表表盘直径包括60mm、100mm、150mm、200mm等多种），本实施例的方案在排除正面按键后，可以为显示屏带来明显的布置空间扩张（例如，对于较小尺寸的压力表，这一扩张幅度可达到50%-100%），从而允许压力表在同时显示更多信息，显示效果更清楚。

对于现有技术中的压力表，如果按键中的全部或者部分设置于表头侧面，虽然一定程度上解放了表盘正面空间，但同时也为操作带来了不便，因为这样不可避免的需要操作人员在操作时将视线偏离显示屏所在面，操作体验差且容易发生操作失误。相比之下，本实施例中功能性操作输入由触摸显示屏11承担，使工作过程中操作人员无需转换视线角度和视线位置，符合人体工程学设计要求，同时，可预期的，开关按键162的应用发生在用户在准备工作阶段按键开机，在完成工作后按键关机，由于不涉及具体操作而且使用频率非常低，因此，无论是本实施例还是其替代方案，开关按键162的位置不在表头1正面但不影响其操作。

更进一步的，本实施例的开关按键162上置方案还符合一般的使用环境下的习惯要求，即通常情况下，在工作准备阶段（即将压力表和被测压力端配置阶段），被测压力端的压力接口插上，压力表向下安装，此时，操作人员的视角一般为正面俯视，开关按键162正好处于其视线正对范围内，操作人员在安装完成后可顺手按下开关按键162启动压力表，工作完成后操作同理。

在一些特殊工况下，本实施例压力表还有额外优势，示例的，在对一段时间的压力值进行检测时，压力表会采集多个压力值进而拟合呈压力值曲线，此时如果期望查看某一点的压力值，对于一般的数字压力表的按键操作而言，是很不方便的，而本实施例通过点击触摸显示屏11中曲线的相应位置即可实现快速选择。

此外，采用了本实施例触摸显示屏11设计的又一个优势在于：现有技术中的指针式压力表为了布置表盘和指针需要一定的厚度，同时为了保证防水等级，还要增加布置一层玻璃或者亚克力材料，这样就会导致显示部分压力表需要较大的厚度；现有技术中的一般液晶屏压力表，为了实现防水等级，同样需要在液晶屏外布置一层玻璃或者亚克力材料后才能和壳体密封，同样会增加厚度；本设计的触摸显示屏11由于其本身在对外显示一面就具有一定防水能力的玻璃层，因此不必要再加设防水玻璃层，因此从厚度上小于一般的液晶屏显示部分，更远小于指针式压力表的显示部分。

就本实施例的智能压力表，考虑到可能会在现场等比较严苛的工况下使用，对触摸显示屏11进行防磕碰设计以及防水设计，因此，在触摸显示屏11周围设置了一圈前壳121；前壳121为一环形金属结构，例如不锈钢、镁铝合金等具有较高强度的金属件，前壳121的环形中空部可用于触摸显示屏11显示部分的露出，前壳121和触摸显示屏11之间设有一密封圈125，密封圈125分别和触摸显示屏11以及前壳121液密密封设置，从而实现防水；此外，前壳121相对于触摸显示屏11有一环形前凸部126，环形前凸部126所在平面比触摸显示屏11略靠前，由于前壳121的材料以及结构选择，使前壳具有较高的表面强度和支撑强度，而触摸显示屏11和前壳121的相对位置使触摸显示屏11位于前壳121的保护范围内，即当智能压力表发生跌落或者正面朝地时，由前壳121和地面发生接触。

在本实施例的替换方案中，为了使显示空间尽可能大，可以减小乃至取消前壳121的设置，从而使触摸显示屏11以正向全屏或近乎正向全屏的形式设置在表头1正面。

设置于表头1上部的有电测模块161，本实施例中，电测模块在表头上侧表面设有三个电测接口，电测接口用于接收和输出电测信号，例如4-20mA电信号；在替代方案中，电测接口的数量可以是一个或者更多，其位置还可以设置在表头1的两侧、下部甚至后侧。

本实施例的电测模块161上置方案和开关按键162上置方案类似，也是基于一般压力表使用环境下习惯进行了人体工程学设计，在压力表被配置在被测压力端后，如果需要压力表接收或者输出电测信号，需要进行信号连接（将信号线插入电测接口），此时，操作人员的视角一般为正面俯视，电测接口正好处于其视线正对范围内，操作人员无需特意寻找或者变换角度即可将信号线顺利插入电测接口，完成测量后的拆解操作亦同理。

如图2所示，表头1包括壳体12，壳体12包括前壳121、中壳122、后壳123以及壳内支架124，前壳121、中壳122和后壳123将表头1除触摸显示屏11外的部分包裹，进一步的，前壳121和中壳122之间液密固定，中壳122和后壳123之间液密固定，前壳121、中壳122以及后壳123在下部和压力模块2之间液密连接，前壳121、中壳122和后壳123亦均为不透液材料并具有一定强度，例如铝合金、不锈钢以及一些符合需求的工程塑料等，从而使整个表头1符合防水等级要求。

中壳122中部设有一支撑板128，支撑板128可以和中壳122一体，中壳122、支撑板128和前壳121围成一不封闭的安装腔，安装腔的前部由前壳121形成一供触摸显示屏11显示部分露出的环形中空部，触摸显示屏11的背面固定于支撑板128上并适配固定于上述安装腔内，本实施例中，支撑板128上部设有通口可供触摸显示屏11的信号线通过。

本实施例的设计优势之一在于，通过前壳121、中壳122以及支撑板128的配合设计，在压力表尺寸不变的情况下，当用户期望于获得不同尺寸显示（例如更大的显示尺寸），只需调整前壳121以及密封圈125即可，中壳122以及触摸显示屏11均无需重新设计开模，此外，触摸显示屏11的形状和大小也可在满足实际显示尺寸的前提下放款要求；从而实现对于压力表触摸显示的模块化设计。

如图2所示，壳内支架124设置在中壳122、支撑板128以及后壳123围成的空间中并和后壳相固定。

如图2及图3所示，表头1内设有控制模块13、通讯模块14和电池模块15，控制模块13、通讯模块14和电池模块15均固定在壳内支架124上，控制模块13通过FPC连接线和触摸显示屏11信号连接，通讯模块14、压力模块2的模数转换元件以及电测模块161分别和控制模块13信号连接，电池模块15和控制模块13电连接，开关按键162可以和控制模块13信号连接，此时控制模块13上设有配电控制电路，另一示例中，开关按键162也可以和电池模块15信号连接，此时电池模块15上设有电源控制电路。

本实施例中，控制模块13包括一控制电路板和设置在控制电路板上的处理元件以及存储元件。

本实施例中，通讯模块14为一无线通信模块，例如NBLoT模块，WIFI模块或者其它类似通讯模块。

工作时，操作人员通过触摸显示屏11输入指令，触摸显示屏11将指令传递至控制模块13进行处理，控制模块13根据预置进行控制；模数转换元件从压力传感器读取压力信号（例如电流信号，模拟量）并根据基准电压进行模数转换，得到压力值信号（数字量）并将之传递至控制模块13，控制模块13将压力值数据发送至触摸显示屏11进行显示。

具体实施例二

如图4所示，智能压力表，包括表头1和压力模块2，压力模块2固定于表头1的下部。

设置于表头1正面的为一触摸显示屏11，触摸显示屏11可在同一位置接收触摸控制指令并显示信息（例如压力测量数据），表头1的正面近似于圆形，触摸显示屏11同样为圆屏且二者的正面轮廓变化大体相当，和具体实施例一相同的，表头1正面没有按键分布。

和具体实施例一区别的，在表头上部设有开关按键162以及功能按键163，开关按键162用于控制压力表的开/关机，功能按键163用于进行功能模式选择/切换，在替代方案中，开关按键162的位置还可以设置在表头1的两侧、下部甚至后侧。

和实施例一类似的，表头1内设有控制模块13、通讯模块和电池模块15，控制模块13、通讯模块和电池模块15均固定在壳内支架124上，控制模块13通过FPC连接线和触摸显示屏11信号连接，通讯模块、压力模块2的模数转换元件以及功能按键163分别和控制模块13信号连接，电池模块15和控制模块13电连接，开关按键162和电池模块15信号连接。

区别于现有技术中一般数字压力表的按键，本实施例中的功能按键163用于压力测量过程之前/之后的功能模式选择/切换，而不参与具体的压力测量或者校验过程，例如，输入压力值等操作由触摸显示屏11执行。

示例的，智能压力表配置有自校准模式，自校准模式下，智能压力表将作为被检表，同时由外界（例如另一精度等级更高的压力表）作为标准表，此模式下，如果智能压力表的测量误差超出允许误差，需要进行调校，例如修正测量参考。特定情况下，如果操作者对智能压力表操作不熟悉，如果自校准模式和正常测量模式可以通过触摸显示屏11随意选择切换，操作者可能误入自校准模式并对测量准确度正常的压力表进行误调校，导致压力表的测量参考发生偏移。基于这种特定情况的考虑，本实施例中，设计使功能按键163中的一个（例如正向左侧的一个，本实施例中有三个功能按键163）作为自校准模式的切换按键，使功能按键163中的另一个（例如正向右侧的一个）作为标准测量模式的切换按键。由于绝大部分情况下，使用的都是智能压力表的标准测量模式，因此，可以将该模式设为默认模式，此时，用户即使不熟悉压力表的触摸控制界面，也可以随意操作尝试而不会对压力表的功能造成影响；当定期（例如每月一次）对压力表进行校准时，在校准前和校准后各按一次功能按键163即可，这样的按键配置设计既不会影响用户的正常使用（因为使用频率非常低，而且不涉及具体的测量操作）保证了良好的操作体验，同时又能将不同模式进行大幅度区分，最大程度避免了人为操作失误带来的不利影响。

又一示例的，智能压力表包括休眠模式，休眠模式下，智能压力表可以停止某些元器件的使用（例如关闭触摸显示屏11）从而使设备进入低功耗状态。事实上，开关按键162同样可以实现这一功能，但在特定情况下，例如当在现场使用智能压力表对一定区域内分布的多个表进行测量校准时，操作者携带智能压力表到达一块被检表区域工作，完成后压力表休眠，操作者移动一段距离（时间）到达另一被检表区域工作，完成后压力表再恢复休眠，以此类推，开关机时间相对较长，不利于工作正常开展，因此，可以使功能按键163中的一个（例如正向中间的一个）作为休眠切换按键，可以使用户比较方便地快速在正常工作/低功耗状态下切换；显而易见的，休眠模式的切换势必发生在正常工作前/后，因此，这样的按键配置设计既不会影响用户的正常使用，又可以实现休眠模式的快速方便切换。

上述仅给出了两个可能的示例，总的来说，对于一些不参与具体操作输入（例如仅在工作准备阶段或者工作完成后使用），使用频率较低（例如较长时间才会使用，每次使用需要的次数有限）功能模式选择/切换均可由功能按键163承担，从而简化操作界面的显示层级数量。

如图5所示，本实施例中的通讯模块包括接口设置于表头1背面中部偏上位置的第一接线插口141和设置于表头1背面中部偏下位置的第二接线插口142，本实施例中，第一接线插口141为一通用PIN脚插口，第二接线插口142为一USB插口，这样的设计可以使压力表在现场根据不同的信号输出端选择合适的有线接口，第一接线插口141和第二接线插口142分别和控制模块13信号连接。

结合具体实施例一，第一接线插口141可以被替换为一无线通讯模块，一种较优的实施方式为，在壳内支架124第一接线插口141对应位置处设置一凹陷。

根据压力表腔内允许厚度（较薄），这一凹陷可以是通透的，即为一穿透壳内支架124安装口，此时，控制模块13在对应位置上设有接线插口131，当需要配置的通讯模块为第一接线插口141时，第一接线插口141包括PIN脚连接器本体143以及和PIN脚连接器143适配连接固定的通讯补偿端144，通讯补偿端144和控制模块13相对应的位置设有和接线插口131适配的接线插头145，从而实现第一接线插口141和控制模块13的适配连接；当需要替换为无线通讯模块时，类似的，选择相应的无线通讯模块并为其配置通讯补偿端144，借助通讯补偿端144实现无线通讯模块和控制模块13的适配连接。

根据压力表腔内允许厚度（较厚），这一凹陷可以是不通透的，即有一底，和上述凹陷通透情况区别的是，此时，接线插口131设置于凹陷的底部并和控制模块13信号连接，无论是，第一接线插口141还是无线通讯模块其插入深度均以通讯补偿端144到达凹陷底部为准。

上述的设计方式允许，用户在面对不同的工况下可以选择不同的通讯模块，此时，为了实现通讯模块的可替换，表头1的后壳123是可拆卸的，例如后壳123和表头1的其它部分（例如中壳122）为螺栓连接或其它可拆卸连接方式。

Claims (10)

1.一种智能压力表，包括表头和压力模块，其特征在于：

表头内置有一控制模块，控制模块和压力模块信号连接，控制模块被配置为从压力模块读取压力测量信号；

表头正面设有一触摸显示屏，触摸显示屏和控制模块信号连接。

2.根据权利要求1所述的智能压力表，其特征在于：所述表头正面无按键设置。

3.根据权利要求1所述的智能压力表，其特征在于：触摸显示屏和表头正面轮廓变化相同。

4.根据权利要求1所述的智能压力表，其特征在于：表头正面为圆形，触摸显示屏为圆形且设置于表头正面中部。

5.根据权利要求1所述的智能压力表，其特征在于：表头内置有电测模块，电测模块在表头上侧表面设有电测接口，电测模块和控制模块信号连接；控制模块被配置为从电测模块读取信息并投射于触摸显示屏。

6.根据权利要求1所述的智能压力表，其特征在于：表头上有且仅有一开关按键，开关按键置于表头上侧表面用于控制压力表开/关机。

7.根据权利要求1所述的智能压力表，其特征在于：表头上设有一开关按键和多个功能按键，开关按键和功能按键均置于表头上侧表面。

8.根据权利要求1所述的智能压力表，其特征在于：表头内置有通讯模块，通讯模块和控制模块电连接，控制模块被配置为从通讯模块读取信息并投射于触摸显示屏。

9.根据权利要求1所述的智能压力表，其特征在于：表头背面设有通讯接口，通讯接口和控制模块电连接，控制模块被配置为从通讯接口读取信息并投射于触摸显示屏。

10.根据权利要求1所述的智能压力表，其特征在于：表头内置有电源模块，电源模块和控制模块电连接。

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