CN216349335U - 压力传感器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及压力传感器，其用于测量流体压力，所述压力传感器包括：壳体，所述壳体形成有容纳腔室，并且在一个端部处具有开口；以及感测组件，所述感测组件设置在所述容纳腔室中，所述感测组件的用于进行感测的感测表面面向所述开口，以通过所述开口暴露于待测量流体；抗冻层，所述抗冻层附着到所述感测表面，以覆盖所述感测表面，所述抗冻层能够将接收到的压力传递到所述感测表面。

Description

压力传感器

技术领域

本公开总体上涉及压力传感器。

背景技术

压力传感器是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置，被广泛用于测量各种介质的压力。压力传感器通常由感测元件和信号处理单元组成。压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。

在实践中，压力传感器所应用的环境可能会对压力传感器的操作造成一定的影响。例如，当压力传感器用于测量流体压力时，待测量的流体可能处于较低环境温度下，使得压力传感器的感测元件的感测表面可能会受到结冰的影响而导致测量精度下降，甚至造成感测元件的损坏。

实用新型内容

本公开的目的之一是提供一种能够克服现有技术中至少一个缺陷的压力传感器。

本公开的一个目的是提供一种能够在低温环境下测量流体压力的压力传感器。

本公开的另一个目的在于提供一种压力传感器，其能够抑制感测组件的感测表面上液体的凝结和冻结。

根据本公开的一个方面，提供一种压力传感器，其用于测量流体压力，所述压力传感器包括：

壳体，所述壳体形成有容纳腔室，并且在一个端部处具有开口；以及

感测组件，所述感测组件设置在所述容纳腔室中，所述感测组件的用于进行感测的感测表面面向所述开口，以通过所述开口暴露于待测量流体；

抗冻层，所述抗冻层附着到所述感测表面，以覆盖所述感测表面，所述抗冻层能够将接收到的压力传递到所述感测表面。

抗冻层可以由液体(水分)不易附着的材料构成，防止液体附着到感测表面，并防止液体在感测表面上冻结，从而确保测量精度。同时，抗冻层能够将接收到待测量流体的压力传递到感测表面，而不影响压力传感器的操作。

在压力传感器的一个实施例中，所述感测表面由陶瓷材料形成。由于根据本公开的压力传感器的上述构造，其可以清除残留在感测表面上的液体，防止液体结冰，因而根据本公开的压力传感器的感测组件可以由陶瓷材料构成而不存在上述问题。

在压力传感器的一个实施例中，所述感测表面为大致平坦表面。

在压力传感器的一个实施例中，所述抗冻层由凝胶构成。

在压力传感器的一个实施例中，所述抗冻层由固态氟硅弹性体构成。

在压力传感器的一个实施例中，在所述壳体的所述开口处形成有感测腔体，所述感测腔体从所述开口向外延伸。

在压力传感器的一个实施例中，所述压力传感器经由所述感测腔体进行安装。

在压力传感器的一个实施例中，所述感测腔体的外周部分形成有外螺纹。

在压力传感器的一个实施例中，所述感测腔体设置有用于接纳密封件的凹槽。

在压力传感器的一个实施例中，所述开口的直径小于所述容纳腔室的直径，使得在所述开口处形成凸台。

在压力传感器的一个实施例中，在所述感测表面与所述凸台之间设置有垫圈，所述垫圈围绕所述抗冻层。

附图说明

在结合附图阅读下文的具体实施方式后，将更好地理解本公开的多个方面，在附图中：

图1是根据本实用新型的一个实施例的压力传感器的分解透视图；

图2是根据本实用新型的一个实施例的压力传感器的透视图；

图3是根据本实用新型的一个实施例的压力传感器沿图2中的线3-3截取的剖视透视图；

图4是根据本实用新型的一个实施例的压力传感器沿图2中的线4-4截取的剖视透视图；

图5是根据本实用新型的一个实施例的压力传感器沿图2中的线4-4截取的截面图；以及

图6是根据本实用新型的一个实施例的压力传感器的前视图。

具体实施方式

以下将参照附图描述本公开，其中的附图示出了本公开的若干实施例。然而应当理解的是，本公开可以以多种不同的方式呈现出来，并不局限于下文描述的实施例；事实上，下文描述的实施例旨在使本公开的公开更为完整，并向本领域技术人员充分说明本公开的保护范围。还应当理解的是，本文公开的实施例能够以各种方式进行组合，从而提供更多额外的实施例。

应当理解的是，在所有附图中，相同的附图标记表示相同的元件。在附图中，为清楚起见，某些特征的尺寸可以进行变形。

应当理解的是，说明书中的用辞仅用于描述特定的实施例，并不旨在限定本公开。说明书使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)除非另外定义，均具有本领域技术人员通常理解的含义。为简明和/或清楚起见，公知的功能或结构可以不再详细说明。

说明书使用的单数形式“一”、“所述”和“该”除非清楚指明，均包含复数形式。说明书使用的用辞“包括”、“包含”和“含有”表示存在所声称的特征，但并不排斥存在一个或多个其它特征。说明书使用的用辞“和/或”包括相关列出项中的一个或多个的任意和全部组合。说明书使用的用辞“在X和Y之间”和“在大约X和Y之间”应当解释为包括X和Y。本说明书使用的用辞“在大约X和Y之间”的意思是“在大约X和大约Y之间”，并且本说明书使用的用辞“从大约X至Y”的意思是“从大约X至大约Y”。

在说明书中，称一个元件位于另一元件“上”、“附接”至另一元件、“连接”至另一元件、“耦合”至另一元件、或“接触”另一元件等时，该元件可以直接位于另一元件上、附接至另一元件、连接至另一元件、联接至另一元件或接触另一元件，或者可以存在中间元件。相对照的是，称一个元件“直接”位于另一元件“上”、“直接附接”至另一元件、“直接连接”至另一元件、“直接耦合”至另一元件或、或“直接接触”另一元件时，将不存在中间元件。在说明书中，一个特征布置成与另一特征“相邻”，可以指一个特征具有与相邻特征重叠的部分或者位于相邻特征上方或下方的部分。

在说明书中，诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“高”、“低”等的空间关系用辞可以说明一个特征与另一特征在附图中的关系。应当理解的是，空间关系用辞除了包含附图所示的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，在附图中的装置倒转时，原先描述为在其它特征“下方”的特征，此时可以描述为在其它特征的“上方”。装置还可以以其它方式定向(旋转90度或在其它方位)，此时将相应地解释相对空间关系。

以下参考附图，详细描述根据本公开的压力传感器1的实施例。根据本公开的压力传感器1可以用于极端温度环境，用以测量流体(例如液体)的压力，可实现对例如冷却液、燃料或润滑油等流体的压力测量和监控。

如图1所示，根据本公开的压力传感器1包括电气组件100、壳体200和感测组件300。感测组件300容纳在壳体200中，与电气组件100通信地和电气地联接。在压力传感器1的操作过程中，感测组件300感测到的压力经由电气组件100转换为表示该压力的信号，该信号经由电气组件100发送到相关的设备，例如控制单元等。

在图1所示的实施例中，电气组件100包括电路110、密封圈(也称为环境密封胶)120和连接机构130。电路110用于与感测组件300通信地和电气地联接，密封圈120用于密封电气组件100，连接机构130一方面用于固定到壳体200，另一方面容纳和固定与电路110电连接的引线。电气组件100可以采用本领域中各种形式的构造，在此不再详细描述。

壳体200可以采用各种形式的构造，例如在图示实施例中，壳体200为大致圆柱形构造，但本领域技术人员应当理解，壳体200可以采用其它的构造，例如横截面为六边形的构造等。以下为了简要起见，以大致圆柱形构造为例来描述壳体200，但这些描述同样适用于其它形式的壳体200。

壳体200可以是两端开口的，其包括第一端部211和第二端部212，在第一端部211处形成有第一开口221，在第二端部处212形成有第二开口222，在第一端部211和第二端部212之间限定出容纳腔室230。

在图示实施例中，电路110被放置在容纳腔室230中，靠近第一端部211，连接机构130的下部部分填充第一开口221，并从第一端部211内侧与第一开口221的边缘配合而进行固定，密封圈120从第一端部211外侧与第一开口221的边缘和连接机构130配合而进行密封，如图2-6所示。

感测组件300可以设置在壳体200的容纳腔室230内，靠近第二端部212。感测组件300具有感测表面311，感测表面311面向第二开口221，以通过该第二开口221而暴露于待测量流体，由此能够接收来自待测量流体的压力。在一个实施例中，感测表面311可以是大致平坦的表面，以便与第二开口222齐平。

根据本公开的压力传感器通常还可以设置有感测腔体400，该感测腔体400可以设置在壳体200的第二开口222(第二端部212)处，从该第二开口222向外延伸，即朝向远离壳体200的方向延伸。

感测腔体400可以为大致圆筒形形状，具有贯穿的连通通道410，以用于感测组件300与待测量流体的连通，即来自待测量流体的压力可以经由该感测腔体400的连通通道410而传递到感测表面311，以便于测量流体的压力。

此外，感测腔体400可以用于压力传感器1的安装。在一个实施例中，感测腔体400的外周部分上可以形成有外螺纹，以便与装有待测量流体的容器的孔口上的内螺纹配合而将压力传感器1安装到该容器上，来测量其中的流体的压力。本领域技术人员可以理解，通过感测腔体400的安装并不限于上述形式，而是可以采用本领域中已知的任何合适的方式，例如通过卡扣配合或压配合等方式。

为了确保安装的密封性，可以采用密封件。感测腔体400的外周部分上可以形成有优选环形的凹槽421，该凹槽421可以用来接纳密封件422，例如密封圈、密封环等。当压力传感器1通过感测腔体400安装到容器上时，该密封件422可以确保压力传感器与容器的孔口之间的密封。

在压力传感器的操作过程中，可能会遇到极端操作条件，例如低温环境。例如，在测量燃料的压力的情况下，由于燃料或氧化气体湿度大，感测表面311上可能会残留一些液体，而在低温环境下，残留在感测表面311上的液体可能会结冰，从而影响压力传感器的测量精度。而即便残留在感测表面311上的液体没有结冰，一旦感测表面311被这些液体完全覆盖，也会对压力传感器的测量精度造成不利的影响。

在具有感测腔体400的情况下，感测表面311经由感测腔体400与待测量流体连通，使得感测组件300的感测表面311不处于待测量流体与感测组件300之间的气体流动路径中，气体流动路径中的气体流动难以到达感测表面311，从而难以清楚残留在感测表面311上的液体并防止液体结冰。

在根据本公开的实施例中，为了有效地避免液体凝结或冻结在感测组件300上，感测组件300的感测表面311上可以设置有抗冻层320。抗冻层320可以由液体(水分)不易附着的材料构成，例如可以由凝胶构成，也可以由固态氟硅弹性体构成，从而防止液体附着到感测表面311而确保测量精度。然而，本领域技术人员可以理解，抗冻层320并不限于上述示例，而是可以由本领域中任何合适的材料构成。

抗冻层320附着到感测组件300的用于接收待测量流体压力的感测表面311，以覆盖感测表面311。优选地，抗冻层320完全覆盖感测表面311，以将感测表面311与待测量流体隔开，使得液体无法附着到感测表面311上。

在这种情况下，抗冻层320将暴露于待测量流体并接收待测量流体的压力，同时，抗冻层320能够将接收到待测量流体的压力传递到感测表面311，而不影响压力传感器1的操作。

如图所示，在设置有抗冻层320的情况下，感测表面311可以相对于第二开口222稍稍向内凹入，使得抗冻层320能够与第二开口222齐平。

根据本公开的实施例，感测组件300可以至少部分地由陶瓷材料制成，例如至少感测组件300的感测表面311由陶瓷材料制成。陶瓷材料用作传感器的感测元件具有众多的优点，但是在用于压力传感器时，尤其是用于测量流体压力的传感器时，存在明显的缺陷，即陶瓷材料所制成的部件的表面易于附着诸如水分的液体，这样就会产生如上所述的问题，即在低温环境下，残留在陶瓷表面上的液体可能会结冰，从而影响压力传感器的测量精度，而即便残留的液体没有结冰，一旦感测表面被这些液体完全覆盖，也会对压力传感器的测量精度造成不利的影响。

然而，由于根据本公开的压力传感器1的上述构造，其可以清除残留在感测表面上的液体，防止液体结冰，因而根据本公开的压力传感器1的感测组件可以由陶瓷材料构成而不存在上述问题。

如图3-5所示，根据本公开的一个实施例，第二开口222的尺寸可以小于容纳腔室230的尺寸，例如，对于圆柱形构造而言，第二开口222的直径可以小于容纳腔室230的直径，从而壳体200在第二开口222(或第二端部212)处可以形成有凸台223。

感测组件300的感测部分310可以搁置在该凸台223上，即感测表面311抵靠在该凸台223上，而抗冻层320则处于第二开口222中，附着到感测表面311并覆盖感测表面311。

或者，在图示的实施例中，在感测部分310的感测表面311与凸台之间还可以设置有垫圈234。同样，抗冻层320则处于第二开口222中，附着到感测表面311并覆盖感测表面311。在这种情况下，垫圈234可以环绕或围绕抗冻层320。

感测腔体400的连通通道410的尺寸可以小于、等于或大于第二开口222的尺寸。在图3-5所示的实施例中，连通通道410的直径稍小于第二开口222的直径，使得在第二开口222与连通通道410之间形成锥形过渡。

虽然已经描述了本公开的示范实施例，但是本领域技术人员应当理解的是，在本质上不脱离本公开的精神和范围的情况下能够对本公开的示范实施例进行多种变化和改变。因此，所有变化和改变均包含在权利要求所限定的本公开的保护范围内。本公开由附加的权利要求限定，并且这些权利要求的等同物也包含在内。

Claims (11)

1.一种压力传感器，其用于测量流体压力，其特征在于，所述压力传感器包括：

壳体，所述壳体形成有容纳腔室，并且在一个端部处具有开口；以及

感测组件，所述感测组件设置在所述容纳腔室中，所述感测组件的用于进行感测的感测表面面向所述开口，以通过所述开口暴露于待测量流体；

抗冻层，所述抗冻层附着到所述感测表面，以覆盖所述感测表面，所述抗冻层能够将接收到的压力传递到所述感测表面。

2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述感测表面由陶瓷材料形成。

3.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述感测表面为大致平坦表面。

4.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述抗冻层由凝胶构成。

5.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述抗冻层由固态氟硅弹性体构成。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的压力传感器，其特征在于，在所述壳体的所述开口处形成有感测腔体，所述感测腔体从所述开口向外延伸。

7.根据权利要求6所述的压力传感器，其特征在于，所述压力传感器经由所述感测腔体进行安装。

8.根据权利要求7所述的压力传感器，其特征在于，所述感测腔体的外周部分形成有外螺纹。

9.根据权利要求6所述的压力传感器，其特征在于，所述感测腔体设置有用于接纳密封件的凹槽。

10.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述开口的直径小于所述容纳腔室的直径，使得在所述开口处形成凸台。

11.根据权利要求10所述的压力传感器，其特征在于，在所述感测表面与所述凸台之间设置有垫圈，所述垫圈围绕所述抗冻层。

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