CN216012547U - 船用压力变送器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉一种船用压力变送器。船用压力变送器包括外壳、电器接头及本体总成。外壳由耐蚀性铝合金制成，具有第一连接端及第二连接端。本体总成包括耐酸不锈钢制成的引压座及敏感芯体。引压座安装于第一连接端，以盖合第一连接口。敏感芯体包括由耐酸不锈钢制成的弹性体及沉积在弹性体上的纳米薄膜应变栅。弹性体安装于引压座位于外壳内的一端，并与引压座一端的端面之间形成引压空间。引压座上形成有与引压空间连通的引压通孔。转接板收容于外壳内，并与纳米薄膜应变栅电连接。电器接头安装于第二连接端，并密封第二连接口。电器接头位于外壳内的一端与转接板电连接。上述船用压力变送器在具有很高的长期稳定性的同时，还兼顾较长的使用寿命。

Description

船用压力变送器

技术领域

本实用新型涉及压力变送器技术领域，特别是涉及一种船用压力变送器。

背景技术

船用压力变送器作为一种将压力转换成启动信号或电动信号进行控制盒远传的设备，能够将侧压元件感受到的气体、液体等物理压力参数转换成标准的电信号，以供给指示报警仪、记录仪、调节其等二次仪器进行测量、指示和过程调节，适用于船舶、军工、科研、航天、石油、化工、电力、海洋等领域。

传统的船用压力变动器一般采用扩散硅芯体或者粘贴应变片工艺，芯体工艺复杂、体积太大、大量程产品及复杂工况下密封不良、蠕变、迟滞、容易老化等缺陷，导致船用压力变送器存在产品长期稳定性查、使用寿命短的问题。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统的船用压力变送器存在长期稳定性差、使用寿命短的问题，提供一种长期稳定性好且使用寿命较长的船用压力变送器。

一种船用压力变送器，包括外壳、电器接头及本体总成；

所述外壳由耐蚀性铝合金制成，具有第一连接端及第二连接端；所述第一连接端设有第一连接口；所述第二连接端设有第二连接口；

所述本体总成包括敏感芯体、由耐酸不锈钢制成的引压座及转接板；所述引压座安装于所述第一连接端，以盖合所述第一连接口；

所述敏感芯体包括由耐酸不锈钢制成的弹性体及沉积在所述弹性体上的纳米薄膜应变栅；所述弹性体安装于所述引压座位于所述外壳内的一端，并与所述引压座一端的端面之间形成引压空间；所述引压座上形成有与所述引压空间连通的引压通孔；

所述转接板收容于所述外壳内，并与所述纳米薄膜应变栅电连接；所述电器接头安装于所述第二连接端，并密封所述第二连接口；所述电器接头位于外壳内的一端与所述转接板电连接。

在其中一些实施例中，所述本体总成还包括安装于所述引压通孔内的脉冲缓冲器；所述脉冲缓冲器上形成有用于缓冲被检测高压介质冲击的压力缓冲通道。

在其中一些实施例中，所述引压通孔包括大径段、第一变径段、中径段、第二变径段及小径段；所述大径段、所述第一变径段、所述中径段、所述第二变径段及所述小径段沿所述第一连接口指向所述敏感芯体的方向依次连通；所述中径段的内径小于所述大径段的内径，并大于所述小径段的内径；所述第一变径段的内径沿所述大径段指向所述中径段的方向逐渐减小；所述第二变径段的内径沿所述中径段指向所述小径段的方向逐渐减小；所述脉冲缓冲器安装于所述中径段内。

在其中一些实施例中，所述引压座的侧壁开设有与所述引压通孔连通的阻断测试压力孔；所述阻断测试压力孔用于安装阻断测试阀。

在其中一些实施例中，所述引压座包括具有所述引压通孔的引压嘴及呈筒状的固定支架；所述引压嘴包括依次连接的固定部、连接部及安装部；所述固定部、所述连接部及所述安装部的横截面尺寸沿所述第一连接口指向所述弹性体的方向依次递减；

所述固定部与所述第一连接端连接；所述固定支架套设于所述连接部，并与所述固定部连接；所述安装部位于所述固定支架内；所述弹性体安装于所述安装部，并位于所述固定支架内；所述转接板安装于所述固定支架背离所述固定部一端的端部。

在其中一些实施例中，所述弹性体朝向所述固定部的一侧表面向内凹设形成储压腔；

所述弹性体套设并固定在所述安装部上；所述储压腔的内壁与所述安装部的轴向端面间隔设置，以围成所述引压空间。

在其中一些实施例中，还包括收容于所述外壳内的调理板总成；所述调理板总成包括信号调理板及与所述信号调理板电连接的导电柱；所述转接板与所述导电柱对应的位置开设有导电孔；所述导电柱远离所述信号调理板的一端插入所述导电孔内，并与所述导电孔的内壁电连接；所述电器接头位于所述外壳内的一端与所述信号调理板电连接。

在其中一些实施例中，所述固定部朝向所述弹性体一侧的轴向端面开设有沿所述连接部的周向设置的环形槽；所述固定支架远离所述弹性体的一端插入所述环形槽内。

在其中一些实施例中，还包括堵头；所述堵头可拆卸地安装于所述引压座的底部，以封堵所述引压通孔；和/或

所述船用压力变送器还包括弹性密封件；所述弹性密封件安装于所述外壳与所述引压座之间的连接处；所述弹性密封件为沿所述第一连接口的周向设置的环形结构。

在其中一些实施例中，所述电器接头为赫斯曼电气连接器；和/或

所述外壳为表面经阳极氧化处理的结构。

上述船用压力变送器，在本体总成中，利用纳米薄膜沉积技术将纳米薄膜应变栅沉积在弹性体上，可提高敏感芯体的稳定性，即使在高压力下，船用压力变送器的漂移量都极小；即使在高工作温度下，敏感芯体也具有很高的稳定性和极小的零点漂移。另外，外壳由耐蚀性铝合金支撑，引压座及弹性体均有耐酸不锈钢制成，可提高介质兼容性和抗腐蚀性能，有利于船用压力变送器使用寿命的延长。因此，上述船用压力变送器在具有很高的长期稳定性的同时，兼顾较长的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例中船用压力变送器的结构示意图；

图2为图1所示船用压力变送器的局部剖视图；

图3为图2所示船用压力变送器中外壳的结构示意图；

图4为图2所示船用压力变送器中引压嘴的结构示意图；

图5为图2所示船用压力变送器中弹性体的结构示意图。

标号说明：10、船用压力变送器；100、外壳；110、第一连接端；111、第一连接口；120、第二连接端；121、第二连接口；200、电器接头；300、本体总成；310、引压座；311、引压通孔；3111、大径段；3112、第一变径段；3113、中径段；3114、第二变径段；3115、小径段；312、阻断测试压力孔；313、引压嘴；3131、固定部；3132、连接部；3133、安装部；3134、环形槽；314、固定支架；320、敏感芯体；321、弹性体；3213、储压腔；330、引压空间；340、脉冲缓冲器；341、压力缓冲通道；350、转接板；400、弹性密封件；500、调理板总成；510、信号调理板；520、导电柱；600、堵头。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在描述位置关系时，除非另有规定，否则当一元件被指为在另一元件“上”时，其能直接在其他元件上或亦可存在中间元件。亦可以理解的是，当元件被指为在两个元件“之间”时，其可为两个元件之间的唯一一个，或亦可存在一或多个中间元件。

在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”、“由……组成”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。

图1及图2示出了本实用新型一实施例中船用压力变送器的结构。为了便于说明，附图仅示出了与实施例相关的结构。

请参阅图1及图2，本实用新型较佳实施例中的船用压力变送器10包括外壳100、电器接头200及本体总成300。

请一并参阅图3，外壳100由耐蚀性铝合金制成，具有第一连接端110及第二连接端120。第一连接端110设有第一连接口111。第二连接端120设有第二连接口121(图未示)。其中，外壳100可以为长条形、矩形等形状的壳体结构，具体在本实施例中，外壳100为矩形结构。将外壳100的材质设置为耐蚀性铝合金，不但可提高外壳100的耐腐蚀性能，而且还使得外壳100较为轻便，有利于船用压力变送器10使用寿命的延长和重量的减轻。

具体地，外壳100为表面经阳极氧化处理的结构。如此，对外壳100的表面进行阳极氧化处理后，可有效地提高外壳100的强度，从而可进一步延长船用压力变送器10的使用寿命。

请再次参阅图2，本体总成300包括敏感芯体320、由耐酸不锈钢制成的引压座310及转接板350。引压座310安装于第一连接端110，以盖合第一连接口111。具体地，引压座310的一端位于外壳100内，另一端穿过第一连接口111并与第一连接口111的边缘部位固定连接。

具体地，外壳100与引压座310之间的连接处还设置有弹性密封件400。弹性密封件400沿第一连接口111的周向设置。由此，弹性密封件400为沿第一连接口111周向设置的环形密封结构。弹性密封件400用于对外壳100与引压座310之间的接触位置进行密封，提高了船用压力变送器10的密封性，从而可降低外界液体等经外壳100与引压座310之间的连接处进入外壳100内的概率，有效地降低可外壳100内电气元件损坏的概率，有利于船用压力变送器10使用寿命的延长。

敏感芯体320包括由耐酸不锈钢制成的弹性体321及沉积在弹性体321上的纳米薄膜应变栅(图未示)。其中，纳米薄膜应变栅通过纳米薄膜沉积技术在弹性体321上沉积。弹性体321安装于引压座310位于外壳100内的一端，并与引压座310一端的端面之间形成引压空间330。引压座310上形成有与引压空间330连通的引压通孔311。当船用压力变送器10置于液体中时，液体经过引压孔进入引压空间330内，以使引压空间330内的压强增大，从而使得弹性体321在该压力作用下发生弹性形变，此时沉积在弹性体321上的纳米薄膜应变栅就会根据弹性体321的变形量来获取测量信号。

转接板350收容于外壳100内，并与纳米薄膜应变栅电连接。其中，纳米薄膜应变栅可以通过金属丝、软金属片等柔性结构与转接板350电连接，也可以通过其他具有导电性能的刚性结构与转接板350电连接。

电器接头200安装于第二连接端120，并密封第二连接口121。电器接头200位于外壳100的一端转接板350电连接。具体地，电器接头200为赫斯曼电气连接器，如此使得电器接头200与外壳100之间密封良好，提高船用压力变送器10的密封可靠性。

上述利用纳米薄膜沉积工艺将纳米薄膜应变栅沉积在弹性体321上的加工方式，不但简化了敏感芯体320的加工工艺，减小了敏感芯体320的体积，而且还使得测量过程中的漂移量较小，即使在高工作温度下还能够保持很高的稳定性和极小的零点温度漂移，故上述船用压力变送器10具有宽温区、宽量程的优点，根据实践可知，上述船用压力变送器10的工作温度范围为零下40摄氏度至150摄氏度，压力量程范围为0MPa至200MPa。因此，上述敏感芯体320的设置，大大提高了船用压力变送器10的长期稳定性。需要说明的是，根据压力测试，上述船用压力变送器10经过1000万次压力循环，其漂移量≤±0.1％FS/年。

另外，与现有技术中的硅弹性体321，将弹性体321的材质设置为耐酸不锈钢，可提高弹性体321的形变量，有利于船用压力变送器10的量程的增大。而且将外壳100的材质设置为耐蚀性铝合金材料，将弹性体321及引压座310的材质均设置为耐酸不锈钢，不但使得弹性体321具有较好的介质兼容性，而且还使得弹性体321、引压座310及外壳100都具有很强的抗腐蚀性能，使得船用压力变送器10的使用寿命更长。因此，上述船用压力变送器10具有很高的长期稳定性及较长的使用寿命。

在一些实施例中，本体总成300还包括安装于引压通孔311内的脉冲缓冲器340。脉冲缓冲器340上形成有用于缓冲被检测高压介质冲击的压力缓冲通道341。由此，脉冲缓冲器340的设置，使得上述船用压力变送器10适用于介质影响严重(例如气蚀、液锤或者压力峰值等)的海事活动中，即使在极端环境下也能达到可靠性压力测试结果。

请一并参阅图4，进一步地，在一些实施例中，引压通孔311包括大径段3111、第一变径段3112、中径段3113、第二变径段3114及小径段3115。大径段3111、第一变径段3112、中径段3113、第二变径段3114及小径段3115沿第一连接口111指向敏感芯体320的方向依次连通。中径段3113的内径小于大径段3111的内径，并大于小径段3115的内径。第一变径段3112的内径沿大径段3111指向中径段3113的方向逐渐减小。第二变径段3114的内径沿中径段3113指向小径段3115的方向逐渐减小。脉冲缓冲器340安装于中径段3113内。

在船用压力变送器10使用状态时，由于敏感芯体320位于外壳100内，故第一连接口111指向敏感芯体320的方向为竖直向上的方向，故大径段3111、第一变径段3112、中径段3113、第二变径段3114及小径段3115自下而上设置，所以引压通孔311为下大上小的通孔结构。

在船用压力变送器10工作过程中，外界的液体经引压通孔311进入引压空间330内的过程中，由于引压通孔311的直径发生改变，所以液体在引压通孔311内流动过程中压力会逐级放大，使得弹性体321更容易发生弹性形变，有利于敏感芯体320的测量灵敏度的提升，进而使得船用压力变送器10的灵敏度更高。

在一些实施例中，引压座310的侧壁开设有与引压通孔311连通的阻断测试压力孔312。阻断测试压力孔312用于安装阻断测试阀。具体地，阻断测试压力孔312在引压通孔311内壁上的开口位于脉冲缓冲器340背离敏感芯体320的一侧。由此，阻断测试压力孔312为专用压力孔，可直接将船用压力变送器10安装到阻断测试阀上，使得船用压力变送器10的使用更为方便。当上述船用压力变送器10被安装在阻断测试阀上时，将电器接头200设置为赫斯曼电气连接器，可保证船用压力变送器10出线方向的一致性。

请再次参阅图2及图4，在一些实施例中，引压座310包括具有引压通孔311的引压嘴313及呈筒状的固定支架314。引压嘴313包括依次连接的固定部3131、连接部3132及安装部3133。固定部3131、连接部3132及安装部3133的横截面尺寸沿第一连接口111指向弹性体321的方向依次递减。其中，引压嘴313可以为一体成型的整体式结构，也可以为由固定部3131、连接部3132及安装部3133依次固定后形成的拼接结构。固定部3131与第一连接端110连接。固定支架314密封套设于连接部3132，并与固定部3131连接。安装部3133位于固定支架314内。弹性体321安装于安装部3133，并位于固定支架314内。转接板350安装于固定支架314背离固定部3131一端的端部。由此，将引压座310设置为引压嘴313及固定支架314，在降低引压座310加工难度的同时，还使得敏感芯体320、转接板350等零部件的安装更为简便，进而使得船用压力变送器10的装配更为简便。

请一并参阅图5，进一步地，在一些实施例中，弹性体321朝向固定部3131的一侧表面向内凹设形成储压腔3213。其中，弹性体321为整体结构，储压腔3213可以为通过机械加工获得的凹槽，也可以为通过其他一次性成型的工艺形成的凹槽。弹性体321套设并固定在安装部3133上。储压腔3213的内壁与安装部3133的轴向端面间隔设置，以围成引压空间330。由此，当需要将弹性体321安装于引压嘴313上时，只需要将弹性体321套到安装部3133上并进行固定连接即可，使得弹性体321的安装更为方便。而且，将储压腔3213的设置，有效地增大了弹性体321的可变形面积，有利于船用压力变送器10量程的提升。

请再次参阅图2，进一步地，在一些实施例中，船用压力变送器10还包括收容于外壳100内的调理板总成500。调理板总成500包括信号调理板510及与信号调理板510电连接的导电柱520。转接板350与导电柱520对应的位置开设有导电孔(图未示)。导电柱520远离信号调理板510的一端插入导电孔内，并与导电孔的内壁电连接。电器接头200位于外壳100内的一端与信号调理板510电连接。

由此，电器接头200通过调理板总成500与转接板350电连接，而信号调理板510可对纳米薄膜应变栅采集到的应变信号进行放大、滤波等处理，以提高船用压力变送器10的测量精度。

而在船用压力变送器10的加工过程中，将信号调理板510收容于外壳100内，并将导电柱520插入导电孔内，即可实现信号调理板510与转接板350之间的电连接，从而使得信号调理板510与转接板350之间的连接更方便，进而使得船用压力变送器10的加工更为方便。

请再次参阅图2及图4，进一步地，在一些实施例中，固定部3131朝向弹性体321一侧的轴向端面开设有沿连接部3132的周向设置的环形槽3134。固定支架314远离弹性体的一端插入环形槽3134内。由此，在船用压力变送器10加工过程中，将固定支架314的一端插入环形槽3134内，即可实现固定支架314在引压嘴313上的安装，省去了固定支架314安装时找准的时间，提高了船用压力变送器10的加工效率及加工精度。

在一些实施例中，船用压力变送器10还包括堵头600。堵头600可拆卸地安装于引压座310的底部，以封堵引压通孔311。由此，当船用压力变送器10在未使用状态时，可将堵头600安装到引压座310上，并封堵引压通孔311，即可降低外界的杂质、水等经引压通孔311进入引压空间330内影响敏感芯体320等元器件使用性能概率，以进一步延长船用压力变送器10的使用寿命，提高使用可靠性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种船用压力变送器，其特征在于，包括外壳、电器接头及本体总成；

所述外壳由耐蚀性铝合金制成，具有第一连接端及第二连接端；所述第一连接端设有第一连接口；所述第二连接端设有第二连接口；

所述本体总成包括敏感芯体、由耐酸不锈钢制成的引压座及转接板；所述引压座安装于所述第一连接端，以盖合所述第一连接口；

所述敏感芯体包括由耐酸不锈钢制成的弹性体及沉积在所述弹性体上的纳米薄膜应变栅；所述弹性体安装于所述引压座位于所述外壳内的一端，并与所述引压座一端的端面之间形成引压空间；所述引压座上形成有与所述引压空间连通的引压通孔；

所述转接板收容于所述外壳内，并与所述纳米薄膜应变栅电连接；所述电器接头安装于所述第二连接端，并密封所述第二连接口；所述电器接头位于所述外壳内的一端与所述转接板电连接。

2.根据权利要求1所述的船用压力变送器，其特征在于，所述本体总成还包括安装于所述引压通孔内的脉冲缓冲器；所述脉冲缓冲器上形成有用于缓冲被检测高压介质冲击的压力缓冲通道。

3.根据权利要求2所述的船用压力变送器，其特征在于，所述引压通孔包括大径段、第一变径段、中径段、第二变径段及小径段；所述大径段、所述第一变径段、所述中径段、所述第二变径段及所述小径段沿所述第一连接口指向所述敏感芯体的方向依次连通；所述中径段的内径小于所述大径段的内径，并大于所述小径段的内径；所述第一变径段的内径沿所述大径段指向所述中径段的方向逐渐减小；所述第二变径段的内径沿所述中径段指向所述小径段的方向逐渐减小；所述脉冲缓冲器安装于所述中径段内。

4.根据权利要求1所述的船用压力变送器，其特征在于，所述引压座的侧壁开设有与所述引压通孔连通的阻断测试压力孔；所述阻断测试压力孔用于安装阻断测试阀。

5.根据权利要求1所述的船用压力变送器，其特征在于，所述引压座包括具有所述引压通孔的引压嘴及呈筒状的固定支架；所述引压嘴包括依次连接的固定部、连接部及安装部；所述固定部、所述连接部及所述安装部的横截面尺寸沿所述第一连接口指向所述弹性体的方向依次递减；

所述固定部与所述第一连接端连接；所述固定支架套设于所述连接部，并与所述固定部连接；所述安装部位于所述固定支架内；所述弹性体安装于所述安装部，并位于所述固定支架内；所述转接板安装于所述固定支架背离所述固定部一端的端部。

6.根据权利要求5所述的船用压力变送器，其特征在于，所述弹性体朝向所述固定部的一侧表面向内凹设形成储压腔；所述弹性体套设并固定在所述安装部上；所述储压腔的内壁与所述安装部的轴向端面间隔设置，以围成所述引压空间。

7.根据权利要求5所述的船用压力变送器，其特征在于，还包括收容于所述外壳内的调理板总成；所述调理板总成包括信号调理板及与所述信号调理板电连接的导电柱；所述转接板与所述导电柱对应的位置开设有导电孔；所述导电柱远离所述信号调理板的一端插入所述导电孔内，并与所述导电孔的内壁电连接；所述电器接头位于所述外壳内的一端与所述信号调理板电连接。

8.根据权利要求5所述的船用压力变送器，其特征在于，所述固定部朝向所述弹性体一侧的轴向端面开设有沿所述连接部的周向设置的环形槽；所述固定支架远离所述弹性体的一端插入所述环形槽内。

9.根据权利要求1所述的船用压力变送器，其特征在于，还包括堵头；所述堵头可拆卸地安装于所述引压座的底部，以封堵所述引压通孔；和/或

所述船用压力变送器还包括弹性密封件；所述弹性密封件安装于所述外壳与所述引压座之间的连接处；所述弹性密封件为沿所述第一连接口的周向设置的环形结构。

10.根据权利要求1所述的船用压力变送器，其特征在于，所述电器接头为赫斯曼电气连接器；和/或

所述外壳为表面经阳极氧化处理的结构。

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