CN2169129Y - 液体压力传感器 - Google Patents

Abstract

液体压力传感器属液体压力敏感元件类。硅压 力传感器制造困难、价格高，本实用新型其特征是把 传感器外壳(1)用玻璃制成薄底瓶状，瓶底很薄为受 力敏感部分，在瓶底的内面上蒸镀金属层(2-1)作为 电容器(2)可移动极，另一极板(2-2)固定在瓶内瓶 底的上面，与瓶底留有一定间隙，两极板接在瓶外电 容检测电路中。把传感器放入被测液中，因敏感部分 受压，改变电容器极板间隙引起电容量变化，在检测 线路上显示出压力及液位变化。它构造简单，使用可 靠。

Description

本实用新型属液体压力敏感元件类。

目前，国外力学仪器上采用的压力传感器较为普遍使用的是硅压力传感器，其技术特征是：硅精蚀技术（微型切削加工），硅晶片叠合技术和集成电路技术制做而成。美国MOTORLA公司、ICSENSORS公司、英国DRUCK公司等已大量生产各种规格型号的IC硅压力传感器，我国也在加紧开发此类传感器，但由于加工技术条件限制，产品的性能指标还有一定的差距。就硅压力传感器本身来说，在腐蚀性液体中使用时，还需要用耐腐蚀性强的金属隔离膜片把传感器本体和腐蚀性液体隔离，压力通过金属隔离膜片传递给液状硅油，再传递给硅压力传感器的敏感部分，这样，不但难制作，同时精度很难达到，如零漂指标很难保证。

本发明的目的针对硅压力传感器在国内目前制造上的困难及在腐蚀性液体中直接使用的不足而设计出一种结构简单，受压敏感部分不怕各种化学腐蚀，可直接与被测液体接触的传感器。

实现本实用新型目的的具体方法是：采用耐化学腐蚀玻璃及熔凝石英玻璃材料制成瓶状的传感器外壳，瓶底作为感受压力的敏感部分，在瓶内装制可变电容器，以瓶底的内平面上蒸镀金属层作为电容的可移动极，固定极装在瓶内靠近瓶底部分，组成可变电容器。将电容器的两极接入从瓶中引出的电容检测电路中，然后将瓶口密封，制成液体压力传感器。该传感器在放入被测液体中工作时：当被测液体压力发生变化时，如压力加大，因瓶底受压而向内凹，使电容两极间间隙变小，电容量增大，在电容检测电路系统中经转换可显示出压力增大值，由压力增大值确定出液位变化情况。瓶状传感器的敏感部分——瓶底。它的厚度t、瓶底半径为R，在压力P的作用下产生位移f，可按下式确定：

P· (R)/(Ef) ＝ 16/(3（1－V²）) (f)/(t) 〔 2/21 (23－9v)/(1－v) ( (f)/(t) )³〕

P——压力kn／mm²

R——玻璃瓶底半径m／m

E——玻璃弹性模量。

V——玻璃泊松比

t——玻璃瓶底厚度m／m

f——玻璃瓶底受力后中心位移量

本实用新型的优点：结构简单，便于制造，成本低。在使用过程中不用加防腐蚀保护壳，直接接触被测液体，测出数值精度高。

本实用新型具体结构由以下实施例及其附图给出。

图1是本实用新型具有可变电容器的结构图。

图2是本实用新型具有插入式可变电容器的结构图

下面结合图1、图2详细说明依据本实用新型提出的具体结构的细节及工作情况。

实施例1：瓶状的石英玻璃质的传感器外壳①由瓶口部分（1－1）和瓶底部分（1－2）组成。在瓶口部分（1－1）和瓶底部分（1－2）对接处制有直扣台，瓶状传感器外壳的圆柱状部分的壁厚一般在2－5m／m，而在靠近瓶底部分加厚，在瓶内底部形成一个圆环凸台，瓶底厚度取0.5－1m／m。在瓶底部分（1－2）制成后，在瓶底的内面上蒸镀上金属层（2－1）作为电容器②的可移动极，电容器②的另一固定极板（2－2）固定在瓶底上面的圆环凸台上，电容器②的两极引线连通电子线路板③。防水套管④内装有电容检测线路电缆⑤，通过瓶口接通在电子线路板③上，然后将瓶状传感器外壳的瓶口部分（1－1）与瓶底部分（1－2）对接处对好直扣，粘接在一起保证接口处的密封性，最后防水套管④插在瓶状传感器外壳①的瓶口上并粘结密封好。在瓶底感受压力敏感部分再装上中间有孔的塑料保护罩⑥，这时，传感器制造装配完成。

实施例2：石英玻璃质瓶状的传感器外壳①由瓶状部分（1－1）和瓶底部分（1－2）组成。在瓶口部分（1－1）和瓶底部分（1－2）对接处制有直扣台，传感器外壳①的圆柱状部分的壁厚一般在2－5m／m，在靠近瓶底部分加厚。瓶底厚度取0.5－1m／m，瓶底中央向瓶口方向伸出一个小圆柱，长度一般在2－10m／m，在小圆柱的端头粘接上一个圆形的电容器极片（2－1a），电容器的固定极板（2－2）粘接在上下可微动极板（2－1a）的上面和下面的瓶壁上，要保证上下两固定极板（2－2）和中间可上下微动极板（2－1a）平行和有一定的间隙。电容器②的两极板引线连通电子线路板③，装入防水套管④内的电容检测线路电缆⑤通过瓶口接通在电子线路板③上，然后将瓶状传感器外壳①的瓶口部分（1－1）和瓶底部分（1－2）对接处的直扣部分涂上粘结剂，将两直扣部分对好粘结，保证接口的密封性。最后将防水套管④插在瓶状传感器外壳①的瓶口上，由密封胶密封严密。在瓶底受力敏感部分再装上中间有孔的塑料保护罩⑥，传感器制造装配完成。

传感器的工作是这样进行的：如防震方面测水井压力变化，将本实用新型放入深井中，正常情况下的井水压力给传感器底敏感部分一个压力，使瓶底向内凹，电容器②可移动极板（2－1）向瓶口方向移动，电容器②两极（2－1）、（2－2）之间的间隙变小，电容量增大，在电容检测电路上，经转换电路可产生相应的电压或频率信号输出，由标定数据可定出压力P，再依据压力P确定液位。当水压发生变化时，就可随时了解井水变化情况，为地震预报提供一个方面的资料。

Claims (2)

1、一种由敏感探头、电子转换显示系统组成的新型液体压力传感器，其特征在于传感器的外壳(1)由玻璃制成瓶状，瓶底厚度在0.5-1m/m之间，在瓶内装有可变电容器(2)，以瓶底的内平面上蒸镀金属层(2-1)作为可变电容器(2)的可移动极，电容器(2)的固定极板(2-2)装在瓶内可移动极板(2-1)的上面，固定在瓶壁上，电容器(2)两极板(2-1)、(2-2)通过瓶中电子线路板(3)接通在瓶外的电容检测线路中，引出瓶外的线路电缆(5)装入防水套管(4)内，防水套管(4)插在瓶状外壳(1)的瓶口上，用密封胶密封，瓶底还装有中间带孔的保护罩(6)。

2、依据权利要求1所述的液体压力传感器，其特征在于所述的瓶状传感器的外壳（1）由瓶口部分（1－1）和瓶底部分（1－2）两部分组成，对接处有直扣台，瓶壁在近瓶底处加厚，在瓶内形成一个圆环台。

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