CN215865608U - 压力感应模块及装配结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压力感应模块及装配结构，其中压力感应模块包括膜片式压力传感器，该膜片式压力传感器包括圆形的两个膜座和一个测量膜片，两个膜座左右对焊连接，并将测量膜片固定夹持，以形成外壁呈圆盘状的膜片式压力传感器，测量膜片分别与两个膜座之间围成传压腔体，两个传压腔体分别连接有引压管，两个引压管分别从两个膜座的中心轴向伸出，测量膜片的两侧分别引出有信号引线，两根信号引线也分别从两个膜座密封引出，两根信号引线沿着平行于两个膜座轴线的方向设置。本实用新型的有益效果：由于引压管和信号引线需要穿过膜片式压力传感器外部的稳压盒，两者的伸出方向便于将膜片式压力传感器与稳压盒装配到一起。

Description

压力感应模块及装配结构

技术领域

本实用新型涉及一种压力测量装置，具体涉及一种压力感应模块及装配结构。

背景技术

一类用于检测流体流量的流量计，其检测原理是通过检测流体流动路径上两个不同位点的压力值，由于这两处压力值不同，可以计算得到流体流量。这类流量计的主体为流体压力检测装置，而流体压力检测装置的核心检测元件是膜片式压力传感器。膜片式压力传感器将流体不同位置的两个压力信号转换为电容信号的变化，接着后端的检测电路对电容信号的变化进行处理，得到外加压力的差压值。

膜片式压力传感器包括两个圆饼状的膜座，两个膜座之间设有测量膜片，两个膜座对焊连接，将测量膜片夹紧。测量膜片与两个膜座之间分别设有用于容纳液体传压介质的传压腔体，两个传压腔体分别连接有压力传输通道，其将外部待测压力引入测量膜片两侧，测量膜片变形量的大小反映为电容信号的变化。

将膜片式压力传感器与取压模块连接，流体压力通过取压模块传递给测量膜片。由于液体受压时体积变化极其微小的特点，在测量高压流体时，传压腔体内压显著增大，两个膜座具有向外膨胀变形和相互分离的趋势，高压状态下长时间工作可能使焊缝开裂，导致膜片式压力传感器加速失效。为此，专利文献CN112595450A公开了一种压力传感器密封稳压结构，将膜片式传感器安装在引压座上后，使用罩体扣罩膜片式传感器，罩体与引压座密封连接，形成密封的稳压腔，稳压腔内同样填充硅油，并且稳压腔与其中一个传压腔体连接同一个外部压力源，从而形成压力平衡体系。这样，外加压力同时作用于膜片式压力传感器的内部和外部，从而使传感器工作时内外部压力得到平衡，对传感器起到保护作用。然而，这种结构还存在一些问题。首先，稳压腔体积较大，消耗硅油较多，增加成本，同时给罩体与引压座之间的装配、密封带来挑战。更重要的是，为简化结构，实际设计时直接将稳压腔与其中一个传压腔体连通，以确保传感器内外压力同步变化，但由于硅油较多，受热膨胀时体积变化不可忽视，会导致连接稳压腔的一侧传压腔体内硅油对测量膜片的压力变化显著，也影响传感器精度。为此，必须进一步改进传感器内外的压力平衡体系及相应的结构。

实用新型内容

有鉴于此，作为上述问题的整体解决方案的一部分，本实用新型首先提供了一种压力感应模块。

其技术方案如下：

一种压力感应模块，包括膜片式压力传感器，该膜片式压力传感器包括圆形的两个膜座和一个测量膜片，其中两个所述膜座左右对焊连接，并将所述测量膜片固定夹持，以形成外壁呈圆盘状的所述膜片式压力传感器，所述测量膜片分别与两个所述膜座之间围成传压腔体，两个所述传压腔体分别连接有引压管，所述测量膜片的两侧分别引出有信号引线，其关键在于，

两个所述引压管分别从两个所述膜座的中心轴向伸出，两个所述引压管分别与两个所述膜座密封；

两根所述信号引线也分别从两个所述膜座密封引出，两根所述信号引线沿着平行于两个所述膜座轴线的方向设置。

作为优选技术方案，上述膜座外侧面上设有至少两个定位凸台，位于同一所述膜座上的所有所述定位凸台绕相应的所述引压管环向均匀分布。

作为优选技术方案，上述定位凸台呈弧形，同一所述膜座上的所述定位凸台位于同一个圆环上；

同一所述膜座上的所述定位凸台之间的缺口将所有所述定位凸台围成的圆环内部区域和外部区域连通。

本实用新型还提供了一种压力感应模块的装配结构。其技术方案为：

一种装配结构，包括如上所述的压力感应模块，其关键在于，还包括罩设在所述膜片式压力传感器外的封闭的稳压盒，该稳压盒为空心圆柱状，所述稳压盒包括圆筒，所述圆筒套设在所述膜片式压力传感器外，所述圆筒的两端分别扣盖有一个圆形端板，所述圆筒与两个所述圆形端板分别焊接连接；

两块所述圆形端板分别正对所述膜片式压力传感器的两端，两块所述圆形端板上分别设置有一个引线接线器，每个引线接线器内分别穿设有所述信号引线。

作为优选技术方案，每个所述圆形端板外壁一体成型有接线器管，所述接线器管垂直于所述圆形端板设置，所述接线器管的内端与所述圆形端板连接，所述圆形端板上贯穿有引线过孔，所述引线过孔与相应的所述接线器管共孔心线，所述引线过孔与相应的所述接线器管连通，二者内部穿设有所述信号引线；

所述引线过孔的孔径小于所述接线器管的内径，所述接线器管内嵌设有所述引线接线器，所述引线接线器与所述引线过孔密封。

作为优选技术方案，每个所述圆形端板中心分别开设有引压管过孔，所述引压管过孔内固定穿设有引压管套管，所述引压管套管内穿设有所述引压管，所述引压管套管与所述引压管和所述稳压盒均密封。

作为优选技术方案，上述引压管套管的长度大于所述圆形端板的厚度，所述引压管套管的外端伸出所述稳压盒。

作为优选技术方案，上述引压管过孔为内端孔径较大的台阶孔，所述引压管套管的内端管壁径向增厚以形成管壁台阶，该管壁台阶与所述台阶孔配合。

作为优选技术方案，每个所述圆形端板的内壁上开设有定位凹陷，所述定位凹陷与相应的所述膜座上的所述定位凸台一一对应，所述定位凸台的顶部抵靠与其正对的所述定位凹陷底部。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：由于引压管和信号引线需要穿过膜片式压力传感器外部的稳压盒，引压管和信号引线均沿着膜座的轴向或与其平行的方向伸出，方便将膜片式压力传感器与稳压盒装配到一起。

附图说明

图1为压力感应模块与稳压盒的装配结构示意图；

图2为膜片式压力传感器端面定位凸台的示意图，图中隐藏了稳压盒的部分结构；

图3为测量模块的剖面结构示意图；

图4为测量模块的整体结构示意图；

图5为图4中A-A剖视图；

图6为图4的左视图；

图7为图6中C-C剖视图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。

实施例1

如图1所示，一种压力感应模块，包括膜片式压力传感器100，该膜片式压力传感器100包括圆形的两个膜座110和一个测量膜片120，其中两个所述膜座110左右对焊连接，并将所述测量膜片120固定夹持，以形成外壁呈圆盘状的所述膜片式压力传感器100，所述测量膜片120分别与两个所述膜座110之间围成传压腔体，两个所述传压腔体分别连接有引压管130，所述测量膜片120的两侧分别引出有信号引线150，两个所述引压管130分别从两个所述膜座110的中心轴向伸出，两个所述引压管130分别与两个所述膜座110密封。两根所述信号引线150也分别从两个所述膜座110密封引出，两根所述信号引线150沿着平行于两个所述膜座110轴线的方向设置。

如图1和2，所述膜座110外侧面上设有至少两个定位凸台111，位于同一所述膜座110上的所有所述定位凸台111绕相应的所述引压管130环向均匀分布。

本实施例中，所述定位凸台111呈弧形，同一所述膜座110上的所述定位凸台111位于同一个圆环上。同一所述膜座110上的所述定位凸台111之间的缺口将所有所述定位凸台111围成的圆环内部区域和外部区域连通。

实施例2

如图1和3，一种压力感应模块的装配结构，包括如上所述的压力感应模块，还包括罩设在所述膜片式压力传感器100外的封闭的稳压盒200，该稳压盒200为空心圆柱状，所述稳压盒200包括圆筒210，所述圆筒210套设在所述膜片式压力传感器100外，所述圆筒210的两端分别扣盖有一个圆形端板220，所述圆筒210与两个所述圆形端板220分别焊接连接。稳压盒200与所述膜片式压力传感器100之间的空间形成稳压腔230，稳压腔230与其中一个传压腔体连通。稳压腔230和两个传压腔体以及引压管130内均盛满液体传压介质。两个引压管130内的液体传压介质分别用于传递外部的流体压力，流体压力传导至传压腔体内和稳压腔230内，使得膜片式压力传感器100内外的压力被平衡，从而起到保护作用，防止在内压的作用下两个膜座110从焊接处相对分离。

两块所述圆形端板220分别正对所述膜片式压力传感器100的两端，两块所述圆形端板220上分别设置有一个引线接线器260，每个引线接线器260内分别穿设有所述信号引线150。

每个所述圆形端板220外壁一体成型有接线器管250，所述接线器管250垂直于所述圆形端板220设置，所述接线器管250的内端与所述圆形端板220连接，所述圆形端板220上贯穿有引线过孔，所述引线过孔与相应的所述接线器管250共孔心线，所述引线过孔与相应的所述接线器管250连通，二者内部穿设有所述信号引线150。所述引线过孔的孔径小于所述接线器管250的内径，所述接线器管250内嵌设有所述引线接线器260，所述引线接线器260与所述引线过孔密封。

每个所述圆形端板220中心分别开设有引压管过孔，所述引压管过孔内固定穿设有引压管套管240，所述引压管套管240内穿设有所述引压管130，所述引压管套管240与所述引压管130和所述稳压盒200均密封。

所述引压管套管240的长度大于所述圆形端板220的厚度，所述引压管套管240的外端伸出所述稳压盒200。长度较长的引压管套管240对引压管130起到更好的支撑和定位作用，防止引压管130晃动、移位，避免外力作用时引压管130与膜片式压力传感器100连接处发生拉扯损坏，有助于悬浮设置在稳压盒200内的膜片式压力传感器100保持稳定。

所述引压管过孔为内端孔径较大的台阶孔，所述引压管套管240的内端管壁径向增厚以形成管壁台阶241，该管壁台阶241与所述台阶孔配合。这样，提高了引压管套管240与稳压盒200之间的配合稳定性，防止引压管套管240在稳压盒200内的液体传压介质的压力作用下被压出，也提高了密封性。

组装时，将圆筒210套设在膜片式压力传感器100外，然后将两个圆形端板220分别套在相应的所述信号引线150和引压管130上，并逐渐向圆筒210的相应端部移动并与其贴靠焊接。

此外，为保持膜片式压力传感器100与稳压盒200相对固定。每个圆形端板220的内壁上开设有定位凹陷221，定位凹陷221与相应的膜座110上的定位凸台111一一对应，定位凸台111的顶部抵靠与其正对的定位凹陷221底部。这样，使膜片式压力传感器100稳定定位在稳压盒200内。

实施例3

如图3～7，一种流量计的测量模块，包括上述的压力感应模块，还包括引压座300和取压座400。其中，所述引压座300上表面开设有定位槽310，所述定位槽310的槽底为凹面向上的圆弧面，所述定位槽310内设置有所述稳压盒200，所述稳压盒200的下部位于所述定位槽310内，其中所述圆筒210落在所述定位槽310的槽底上，两个所述圆形端板220分别靠近所述定位槽310的两侧槽壁。引压座300上还开设有两个引压通道320，两个所述引压通道320分别位于所述定位槽310两侧，两个引压通道320与两个引压管130一一对应并连接。

结合图4和5可以看到，引压通道320包括水平引压段和竖向引压段，其中竖向引压段的上端与相应的引压管130连接，竖向引压段的下端与水平引压段的一端连接，水平引压段的另一端开口于引压座300外侧壁。引压座300外壁上对应两个水平引压段分别开设有引压口330，引压口330为变径孔，其孔径由外到内逐渐缩小，引压口330内端与水平引压段外端连通。引压口330外端覆盖有隔离膜片340，该隔离膜片340将引压口330外端封闭，从而使得其中一个传压腔体、以及与其连接的引压管130、引压通道320、引压口330形成一个封闭的盛液腔体，另一个传压腔体、以及与其连接的引压管130、引压通道320、引压口330和稳压腔230形成另一个封闭的盛液腔体。每个引压通道320连接有注液孔，注液孔的一端与相应的引压通道320连通，另一端开口于引压座300表面，注液孔的外端设有可拆卸堵头。注液孔用于分别向相应的盛液腔体内注满液体传压介质，液体传压介质可以是硅油。

结合图3、图5～7可以看到，两个引压口330的开口相对开设在引压座300的一对相对平行的侧壁上，在引压口330所在的引压座300侧壁上分别设置有一个取压座400，两个取压座400与引压座300通过螺栓连接。每个取压座400上还开设有取压通道410和取压孔420，其中取压通道410与取压孔420连通，取压孔420开设在取压座400朝向引压座300的侧壁上，取压孔420与相应的引压口330正对，取压孔420与相应的隔离膜片340之间的区域形成取压区。

测量时，两个取压通道410分别连接流体流动路径上的两个位点，两个不同位点的流体进入相应的取压区，流体压力作用于相应的隔离膜片340，并经液体传压介质传导至测量膜片120，引起电容变化，两个信号引线150将电容变化信号传导至检测电路，从而测量两处的流体压力，来计算流体流量。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种压力感应模块，包括膜片式压力传感器(100)，该膜片式压力传感器(100)包括圆形的两个膜座(110)和一个测量膜片(120)，其中两个所述膜座(110)左右对焊连接，并将所述测量膜片(120)固定夹持，以形成外壁呈圆盘状的所述膜片式压力传感器(100)，所述测量膜片(120)分别与两个所述膜座(110)之间围成传压腔体，两个所述传压腔体分别连接有引压管(130)，所述测量膜片(120)的两侧分别引出有信号引线(150)，其特征在于：

两个所述引压管(130)分别从两个所述膜座(110)的中心轴向伸出，两个所述引压管(130)分别与两个所述膜座(110)密封；

两根所述信号引线(150)也分别从两个所述膜座(110)密封引出，两根所述信号引线(150)沿着平行于两个所述膜座(110)轴线的方向设置。

2.根据权利要求1所述的压力感应模块，其特征在于：所述膜座(110)外侧面上设有至少两个定位凸台(111)，位于同一所述膜座(110)上的所有所述定位凸台(111)绕相应的所述引压管(130)环向均匀分布。

3.根据权利要求2所述的压力感应模块，其特征在于：所述定位凸台(111)呈弧形，同一所述膜座(110)上的所述定位凸台(111)位于同一个圆环上；

同一所述膜座(110)上的所述定位凸台(111)之间的缺口将所有所述定位凸台(111)围成的圆环内部区域和外部区域连通。

4.一种装配结构，包括如权利要求1～3任意一项所述的压力感应模块，其特征在于：还包括罩设在所述膜片式压力传感器(100)外的封闭的稳压盒(200)，该稳压盒(200)为空心圆柱状，所述稳压盒(200)包括圆筒(210)，所述圆筒(210)套设在所述膜片式压力传感器(100)外，所述圆筒(210)的两端分别扣盖有一个圆形端板(220)，所述圆筒(210)与两个所述圆形端板(220)分别焊接连接；

两块所述圆形端板(220)分别正对所述膜片式压力传感器(100)的两端，两块所述圆形端板(220)上分别设置有一个引线接线器(260)，每个引线接线器(260)内分别穿设有所述信号引线(150)。

5.根据权利要求4所述的装配结构，其特征在于：每个所述圆形端板(220)外壁一体成型有接线器管(250)，所述接线器管(250)垂直于所述圆形端板(220)设置，所述接线器管(250)的内端与所述圆形端板(220)连接，所述圆形端板(220)上贯穿有引线过孔，所述引线过孔与相应的所述接线器管(250)共孔心线，所述引线过孔与相应的所述接线器管(250)连通，二者内部穿设有所述信号引线(150)；

所述引线过孔的孔径小于所述接线器管(250)的内径，所述接线器管(250)内嵌设有所述引线接线器(260)，所述引线接线器(260)与所述引线过孔密封。

6.根据权利要求5所述的装配结构，其特征在于：每个所述圆形端板(220)中心分别开设有引压管过孔，所述引压管过孔内固定穿设有引压管套管(240)，所述引压管套管(240)内穿设有所述引压管(130)，所述引压管套管(240)与所述引压管(130)和所述稳压盒(200)均密封。

7.根据权利要求6所述的装配结构，其特征在于：所述引压管套管(240)的长度大于所述圆形端板(220)的厚度，所述引压管套管(240)的外端伸出所述稳压盒(200)。

8.根据权利要求7所述的装配结构，其特征在于：所述引压管过孔为内端孔径较大的台阶孔，所述引压管套管(240)的内端管壁径向增厚以形成管壁台阶(241)，该管壁台阶(241)与所述台阶孔配合。

9.根据权利要求4所述的装配结构，其特征在于：每个所述圆形端板(220)的内壁上开设有定位凹陷(221)，所述定位凹陷(221)与相应的所述膜座(110)上的所述定位凸台(111)一一对应，所述定位凸台(111)的顶部抵靠与其正对的所述定位凹陷(221)底部。

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