CN215865632U - 压差传感器膜座稳压结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压差传感器膜座稳压结构，包括两个圆形的膜座和一个测量膜片，两个所述膜座左右对焊连接，并将测量膜片固定夹持，以形成外壁呈圆盘状的所述膜片式压力传感器，测量膜片分别与两个膜座之间围成传压腔体，膜片式压力传感器外罩设有封闭的稳压盒，稳压盒呈空心圆柱状，稳压盒的圆周部贴合套设在膜片式压力传感器的外壁圆周面上，稳压盒的两端部分别正对膜片式压力传感器的端面，稳压盒的端部与相应的膜座相分隔，二者之间的圆柱状空间形成封闭的稳压腔，两个稳压腔连接同一个外部压力源。本实用新型的有益效果在于通过环向的抵靠约束和端面的液压保持作用，防止传感器膜座焊接处因为传感器内部压力而开裂。

Description

压差传感器膜座稳压结构

技术领域

本实用新型涉及一种压力测量装置，具体涉及一种压差传感器膜座稳压结构。

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，作为上述问题整体解决方案的一部分，本实用新型提供了一种压差传感器膜座稳压结构。

其技术方案如下：

一种压差传感器膜座稳压结构，包括两个圆形的膜座和一个测量膜片，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，其关键在于，

所述膜片式压力传感器外罩设有封闭的稳压盒，所述稳压盒呈空心圆柱状，所述稳压盒的圆周部贴合套设在所述膜片式压力传感器的外壁圆周面上，所述稳压盒的两端部分别正对所述膜片式压力传感器的端面，所述稳压盒的端部与相应的所述膜座相分隔，二者之间的圆柱状空间形成封闭的稳压腔；

两个所述稳压腔连接同一个外部压力源。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：稳压盒的圆周部对膜片式压力传感器的圆周面外壁起到抵靠约束作用，以防止传压腔体内压力增大时两个膜座径向向外变形而使焊接处裂开；同时，两个所述稳压腔内的液体压力分别作用于膜片式压力传感器的两端面，起到液压顶推作用，防止焊接处开裂。

附图说明

图1为稳压结构的示意图；

图2为图1中a部放大图；

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。

如图1所示，一种压差传感器膜座稳压结构，包括两个圆形的膜座110和一个测量膜片120，两个所述膜座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，所述膜片式压力传感器100外罩设有封闭的稳压盒200，所述稳压盒200呈空心圆柱状，所述稳压盒200的圆周部贴合套设在所述膜片式压力传感器100的外壁圆周面上，所述稳压盒200的圆周部内壁与所述膜片式压力传感器100的圆周面外壁密封，所述稳压盒200的两端部分别正对所述膜片式压力传感器100的端面，所述稳压盒200的端部与相应的所述膜座110相分隔，二者之间的圆柱状空间形成封闭的稳压腔230。为提高稳压腔230的密封效果，在膜片式压力传感器100的圆周面外壁两端处分别设置密封圈，从而实现膜片式压力传感器100圆周面外壁与稳压盒200的圆周部内壁之间的密封。两个所述稳压腔230连接同一个外部压力源。

本领域技术人员可以认识到，稳压腔230可以直接连接被测流体，假若被测流体无腐蚀性，这样，具有本实用新型的稳压结构的流量计在工作时，被测流体的压力直接作用于膜片式压力传感器100的两端面外，从而起到增大外压的作用。

在一种实施方式中，两个所述稳压腔230分别连接有外部增压通道，所述稳压腔230以及外部增压通道内均充满有液体传压介质。每个所述外部增压通道的一端与相应的所述稳压腔230连接，另一端连接所述外部压力源。

在另一种实施方式中，两个所述稳压腔230之间通过互通流道211相连通，其中一个所述稳压腔230连接有外部增压通道，两个所述稳压腔230以及外部增压通道内均充满有液体传压介质。所述外部增压通道的一端与相应的所述稳压腔230连接，另一端连接所述外部压力源。

两个所述传压腔体分别连接有引压管130，两个所述引压管130分别向外穿出所述稳压盒200，两个所述引压管130的管壁外侧分别与所述膜座110和稳压盒200密封。本实施例中，两个所述稳压腔230之间通过互通流道211相连通，并与其中任意一个所述引压管130连通，该引压管130形成所述外部增压通道。一种简单的连接方式如图1所示，该引压管130位于其穿过的所述稳压腔230内的部分断开，以形成流体连通口140，该流体连通口140将稳压腔230与引压管130连通。

在一种实施方式中，如图2，所述互通流道211可以是开设在所述稳压盒200的圆周部室壁内部的孔道，所述互通流道211的两端分别开口于所述稳压盒200的圆周部内表面上，所述互通流道211的两端开口分别靠近所述稳压盒200的圆周部两端，并分别与相应的所述稳压腔230连通。

在另一种实施方式中，所述互通流道211还可以是稳压腔连接管，该稳压腔连接管位于所述稳压盒200外部，该稳压腔连接管的两端分别与两个所述稳压腔230连通。

本实施例的稳压结构的原理为：稳压盒200的圆周部对膜片式压力传感器100的圆周面外壁起到约束作用，以防止传压腔体内压力增大时两个膜座110径向向外变形而使焊接处裂开；同时，两个所述稳压腔230内的液体压力分别作用于膜片式压力传感器100的两端面，从而使两个膜座110被轴向抵紧，防止焊接处开裂。

本实施例中，所述稳压盒200为空心圆柱形，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，两个所述圆形端板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，两个所述引压管130分别穿过对应的所述圆形端板220并与其密封。

本实施例的稳压结构用于一种流量计的测量模块，该测量模块包括上述稳压结构，还包括引压座300和取压座400。如图3所示，引压座300上开设有两个引压通道320，所述引压通道320的一端与相应的所述引压管130连通，所述引压通道320的另一端连接有开设在所述引压座300外壁的引压口330，该引压口330外端口上密封覆盖有隔离膜片340。一个传压腔体和与其连通的引压管130、引压通道320、引压口330以及隔离膜片340形成一个封闭的盛液腔体；另一个传压腔体和与其连通的稳压腔230、引压管130、引压通道320、引压口330以及隔离膜片340形成另一个封闭的盛液腔体。

结合图3～5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。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4～7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，从而与传感器模块组成流量计的测量模块。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。

如图1和3所示，所述测量膜片120的两侧分别引出有信号引线150，两根所述信号引线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沿着平行于所述膜座110轴线的方向设置。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内嵌设有引线接线器260，所述引线接线器260与所述引线过孔内穿设有所述信号引线150，所述引线接线器260将所述引线过孔密封。

稳压盒200的装配结构与膜片式压力传感器100相适应。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和水平段131上，并逐渐向圆筒210的相应端部移动并与其贴靠焊接。将信号引线150设计为与膜座110轴线的方向平行，就是为了方便将稳压盒200装配在膜片式压力传感器100外。

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，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 (6)

1.一种压差传感器膜座稳压结构，包括两个圆形的膜座(110)和一个测量膜片(120)，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，其特征在于：

所述膜片式压力传感器(100)外罩设有封闭的稳压盒(200)，所述稳压盒(200)呈空心圆柱状，所述稳压盒(200)的圆周部贴合套设在所述膜片式压力传感器(100)的外壁圆周面上，所述稳压盒(200)的两端部分别正对所述膜片式压力传感器(100)的端面，所述稳压盒(200)的端部与相应的所述膜座(110)相分隔，二者之间的圆柱状空间形成封闭的稳压腔(230)；

两个所述稳压腔(230)连接同一个外部压力源。

2.根据权利要求1所述的压差传感器膜座稳压结构，其特征在于：两个所述稳压腔(230)分别连接有外部增压通道，所述稳压腔(230)以及外部增压通道内均充满有液体传压介质；

每个所述外部增压通道的一端与相应的所述稳压腔(230)连接，另一端连接所述外部压力源。

3.根据权利要求1所述的压差传感器膜座稳压结构，其特征在于：两个所述稳压腔(230)之间通过互通流道(211)相连通，其中一个所述稳压腔(230)连接有外部增压通道，两个所述稳压腔(230)以及外部增压通道内均充满有液体传压介质；

所述外部增压通道的一端与相应的所述稳压腔(230)连接，另一端连接所述外部压力源。

4.根据权利要求1所述的压差传感器膜座稳压结构，其特征在于：两个所述传压腔体分别连接有引压管(130)，两个所述引压管(130)分别向外穿出所述稳压盒(200)，两个所述引压管(130)的管壁外侧分别与所述膜座(110)和稳压盒(200)密封；

两个所述稳压腔(230)之间通过互通流道(211)相连通，并与其中任意一个所述引压管(130)连通，该引压管(130)形成所述外部增压通道。

5.根据权利要求3或4所述的压差传感器膜座稳压结构，其特征在于：所述互通流道(211)为稳压腔连接管，该稳压腔连接管位于所述稳压盒(200)外部，该稳压腔连接管的两端分别与两个所述稳压腔(230)连通。

6.根据权利要求3或4所述的压差传感器膜座稳压结构，其特征在于：所述互通流道(211)开设在所述稳压盒(200)的圆周部室壁内部，所述互通流道(211)的两端分别开口于所述稳压盒(200)的圆周部内表面上，所述互通流道(211)的两端开口分别靠近所述稳压盒(200)的圆周部两端，并分别与相应的所述稳压腔(230)连通。

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