CN216925887U - 隔离传力装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隔离传力装置，包括传感器模块和块状的引压座，所述传感器模块与所述引压座分隔设置；所述传感器模块内设有感应腔，所述感应腔内设置有压力敏感元件；所述引压座上开设有引压通道，所述引压通道的两端分别为入口和出口；所述引压通道的入口为喇叭口，所述喇叭口上密封覆盖有弹性的隔离膜片；所述引压通道的出口通过引压管与所述感应腔连通，所述引压通道、引压管与所述感应腔内充满液体传压介质。本实用新型的有益效果：传感器模块与引压座之间不直接接触，而是依靠液体传压体系实现压力传递，避免现有技术中二者紧固式安装可能导致的传感器模块应力变形，从而避免这种安装方式影响传感器测量精度。

Description

隔离传力装置

技术领域

本实用新型涉及一种压力测量装置，具体涉及一种隔离传力装置。

背景技术

压差变送器的核心部件是膜片式差压传感器和取压装置，取压装置将外部流体的压力传递给膜片式差压传感器，膜片式差压传感器包括两个圆盘状的膜座，两个膜座的边缘焊接，两个膜座之间设有膜片变形腔体，并在两个膜座之间设有测量膜片，两个膜座分别贯穿有压力传输通道，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即反映出差压大小。对于电容式差压传感器，测量膜片变形使得输出的电容信号变化，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。

膜片式差压传感器对应力变化极其敏感，在安装和使用过程中，外部作用力可能使膜座产生微弱变形，导致测量膜片发生偏离正常位置的形变，微小的形变也将对测量精度产生较大影响。现有的压差变送器在装配时，如图1 所示，膜片式差压传感器一般紧固安装在引压座上，引压座上开设两个引压通道，引压座上在两个引压通道之间开设有安装腔，膜片式差压传感器通过螺钉安装在安装腔底面上。差压传感器引出有两根引压管，两根引压管与两个引压通道一一对应并连通，两个引压通道位于引压座表面的开口上密封覆盖有隔离膜片。两个隔离膜片外分别罩设有用于与外部压力源连接的取压座。两个取压座分别位于引压座的一对相对侧壁上，并通过螺栓连接从而将引压座夹持。然而由于制造公差、装配应力的存在，不可避免地使膜片式差压传感器的膜座产生应力变形，影响测量精度。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种隔离传力装置。

其技术方案如下：

一种隔离传力装置，其关键在于，包括传感器模块和块状的引压座，所述传感器模块与所述引压座分隔设置；

所述传感器模块内设有感应腔，所述感应腔内设置有压力敏感元件；

所述引压座上开设有引压通道，所述引压通道的两端分别为入口和出口；

所述引压通道的入口为喇叭口，所述喇叭口上密封覆盖有弹性的隔离膜片；

所述引压通道的出口通过引压管与所述感应腔连通，所述引压通道、引压管与所述感应腔内充满液体传压介质。

作为优选技术方案，上述引压座上开设有两个所述引压通道，所述引压通道的出口均开设于所述引压座的上表面，两个所述引压通道的入口分别开设于所述引压座的两个侧面上；

所述传感器模块内设有由所述压力敏感元件分隔而成的两个所述感应腔，两个所述感应腔分别通过一根所述引压管与对应的所述引压通道的出口连通；

所述引压管为硬质管，两根所述引压管支撑所述传感器模块以使其悬空设置在所述引压座上方。

作为优选技术方案，上述引压座包括圆柱部，所述圆柱部的端面位于竖向面上，所述圆柱部的圆周面上设有传感器安装块，该传感器安装块位于所述圆柱部上方；

两个所述引压通道的入口分别开设于所述圆柱部的两个端面上；

所述圆柱部的两个端面上分别设有取压座，所述取压座扣罩在相应的所述隔离膜片上，两个所述取压座分别抵靠所述圆柱部的两端面并密封。

作为优选技术方案，上述取压座朝向所述隔离膜片的面上开设有取压孔，所述取压孔为盲孔，所述取压孔与所述隔离膜片正对以形成取压区，该取压区与开设在所述取压座上的取压流道连通。

作为优选技术方案，上述取压孔的开口所在的所述取压座面上开设有装配孔，所述装配孔的孔径大于所述取压孔孔径，所述装配孔与所述取压孔共孔心线以形成台阶孔，所述装配孔内壁套在所述圆柱部的相应端部。

作为优选技术方案，上述装配孔的孔底上开设有环槽，该环槽环绕所述取压孔，该环槽内设置有密封圈，该密封圈将所述装配孔的孔底与所述圆柱部的相应端面密封。

作为优选技术方案，上述取压座上贯穿有至少两个螺孔，所述螺孔平行于所述装配孔设置，所有所述螺孔环绕所述装配孔分布；

两个所述取压座上的对应螺孔内穿设螺栓，以使两个所述取压座夹紧所述圆柱部。

作为优选技术方案，上述取压座上贯穿有所述取压流道，所述取压流道与所述装配孔垂直相交并连通；

所述取压座对应所述取压流道的两端口的侧壁上分别一体成型有取压法兰，所述取压流道的两端口分别从相应的所述取压法兰穿出。

作为优选技术方案，上述传感器模块为差压传感器模块，所述差压传感器模块包括两个第一膜座，两个所述第一膜座之间夹设有作为所述压力敏感元件的膜片，两个所述第一膜座边缘对焊连接以将所述膜片固定，每个所述第一膜座与所述膜片之间形成密封的所述感应腔；

每个所述第一膜座外分别设置有稳压块，所述稳压块与相应的所述第一膜座外侧边缘密封固定连接，所述稳压块与相应的所述第一膜座之间围成稳压腔，所述稳压腔与位于所述膜片同侧的所述感应腔分居于相应的所述第一膜座两侧；

所述稳压腔与位于所述膜片同侧的所述引压管连通。

作为优选技术方案，上述引压管的内端开口于相应的所述感应腔，所述引压管向外先后密封穿过位于所述膜片同侧的所述第一膜座和稳压块，且在对应的所述稳压腔内开口，以与该稳压腔连通。

作为优选技术方案，上述引压管包括直管和弯管；

所述第一膜座中心穿设有所述直管，该直管的两端分别开口于所述第一膜座的内侧面和外侧面；

所述稳压块中心穿设有弯管，该弯管的内端开口于所述稳压块的内侧面，该弯管的内端与所述直管的外端正对，该弯管的外端向外穿出所述稳压块后插设在所述引压通道的出口端的插座内，该弯管的外壁与所述稳压块密封。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：传感器模块与引压座之间不直接接触，而是依靠液体传压体系实现压力传递，避免现有技术中二者紧固式安装可能导致的传感器模块应力变形，从而避免这种安装方式影响传感器测量精度。

附图说明

图1为现有技术中传感器模块与引压座的安装结构示意图；

图2为测量模块的分解结构示意图，图中传感器模块与引压座装配在一起；

图3为测量模块的第一个视角的结构示意图；

图4为图3中A-A剖视图；

图5为图3中B-B剖视图；

图6为测量模块的第二个视角的结构示意图；

图7为图6中C-C剖视图；

图8为传感器模块的结构示意图。

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2、3和6所示，一种隔离传力装置，包括传感器模块100和块状的引压座200，所述传感器模块100与所述引压座200分隔设置。所述传感器模块100内设有感应腔130，所述感应腔130内设置有压力敏感元件。所述引压座200上开设有引压通道210，所述引压通道210的两端分别为入口和出口；所述引压通道210的入口为喇叭口，所述喇叭口上密封覆盖有弹性的隔离膜片220；所述引压通道210的出口通过引压管160与所述感应腔130连通，所述引压通道210、引压管160与所述感应腔130内充满液体传压介质，如硅油。

这一隔离传力装置依靠隔离膜片220，以及引压通道210、引压管160和感应腔130内的硅油，组成传力体系，实现压力传递。但传感器模块100并不与块状的引压座200直接接触，从而避免装配应力影响测量精度。

本实施例中，如图3和4所示，所述引压座200上开设有两个所述引压通道210，所述引压通道210的出口均开设于所述引压座200的上表面，两个所述引压通道210的入口分别开设于所述引压座200的两个侧面上。所述传感器模块100内设有由所述压力敏感元件分隔而成的两个所述感应腔130，两个所述感应腔130分别通过一根所述引压管160与对应的所述引压通道210 的出口连通。所述引压管160为硬质管，两根所述引压管160支撑所述传感器模块100以使其悬空设置在所述引压座200上方。这种装配方式使得传感器模块100不再与引压座200产生紧固连接。

如图2所示，所述引压座200包括圆柱部201，所述圆柱部201的端面位于竖向面上，所述圆柱部201的圆周面上一体成型有传感器安装块202，该传感器安装块202位于所述圆柱部201上方。

两个所述引压通道210的入口分别开设于所述圆柱部201的两个端面上。所述引压通道210包括竖向段和水平段(图中未示出)，其中竖向段上端开口于引压座200上表面，竖向段下端连接水平段，水平段的一端与竖向段下端连通，水平段的另一端向外延伸至圆柱部201端面。两个喇叭口中心分别位于两个圆柱部201的端面中心，两个引压通道210的水平段相互错开，水平段的外端开口于喇叭口内壁，并偏离中心位置。

如图2、3、5～7所示，所述圆柱部201的两个端面上分别设有取压座300，所述取压座300扣罩在相应的所述隔离膜片220上，两个所述取压座300分别抵靠所述圆柱部201的两端面并密封。

所述取压座300朝向所述隔离膜片220的面上开设有取压孔310，所述取压孔310为盲孔，所述取压孔310与所述隔离膜片220正对以形成取压区，该取压区与开设在所述取压座300上的取压流道330连通。所述取压座300 上贯穿有所述取压流道330，所述取压流道330与所述装配孔320垂直相交并连通。

如图2，所述取压座300对应所述取压流道330的两端口的侧壁上分别一体成型有取压法兰340，所述取压流道330的两端口分别从相应的所述取压法兰340穿出。

所述取压孔310的开口所在的所述取压座300面上开设有装配孔320，所述装配孔320的孔径大于所述取压孔310孔径，所述装配孔320与所述取压孔310共孔心线以形成台阶孔，所述装配孔320内壁套在所述圆柱部201的相应端部。所述装配孔320的孔底上开设有环槽，该环槽环绕所述取压孔310，该环槽内设置有密封圈321，该密封圈321将所述装配孔320的孔底与所述圆柱部201的相应端面密封。

所述取压座300上贯穿有至少两个螺孔350，所述螺孔350平行于所述装配孔320设置，所有所述螺孔350环绕所述装配孔320分布。两个所述取压座300上的对应螺孔350内穿设螺栓，以使两个所述取压座300夹紧所述圆柱部201。

两个取压座300对称设置，其与圆柱部201之间的装配方式结构简单紧凑，也最大程度地降低了尺寸公差、装配应力对传力体系的影响，如装配应力可能带来的隔离膜片220变形。

如图8，本实施例中，所述传感器模块100为差压传感器模块，所述差压传感器模块包括两个第一膜座110，两个所述第一膜座110之间夹设有作为所述压力敏感元件的膜片120，两个所述第一膜座110边缘对焊连接以将所述膜片120固定，每个所述第一膜座110与所述膜片120之间形成密封的所述感应腔130。

每个所述第一膜座110外分别设置有稳压块140，所述稳压块140与相应的所述第一膜座110外侧边缘密封固定连接，所述稳压块140与相应的所述第一膜座110之间围成稳压腔150，所述稳压腔150与位于所述膜片120同侧的所述感应腔130分居于相应的所述第一膜座110两侧。所述稳压腔150与位于所述膜片120同侧的所述引压管160连通。

所述引压管160的内端开口于相应的所述感应腔130，所述引压管160向外先后密封穿过位于所述膜片120同侧的所述第一膜座110和稳压块140，且在对应的所述稳压腔150内开口，以与该稳压腔150连通。对于每个第一膜座110，由于其两侧的稳压腔150与感应腔130内液压始终一致，因此可以抑制高压状态下第一膜座110向外变形，从而提高测量精度。

本实施例中，所述稳压块140为第二膜座，所述第二膜座的结构与所述第一膜座110相同。所述第一膜座110呈圆盘状，所述第一膜座110包括玻璃材质的内圆盘111和金属材质的外圆盘112，所述内圆盘111的内侧面上开设有凹槽，所述内圆盘111与所述外圆盘112熔结，所述内圆盘111的外侧面和边缘被所述外圆盘112覆盖。所述膜片120由金属制成，两个所述第一膜座110的外圆盘112的边缘夹持所述膜片120的边缘并焊接连接，以将所述膜片120张紧。所述第二膜座上的凹槽朝向相应的所述第一膜座110外侧面。

引压管160的一种具体的结构为，引压管160包括直管161和弯管162。第一膜座110中心穿设有直管161，该直管161的两端分别开口于所述凹槽槽底面和外圆盘112外侧面，该直管161管壁与所述内圆盘111和外圆盘112 密封；第二膜座中心穿设有弯管162，该弯管162的内端开口于所述第二膜座的凹槽槽底面，该弯管162的内端与所述直管161的外端正对，该弯管162 的外端向外穿出所述第二膜座，该弯管162的外壁与所述第二膜座密封。

每个内圆盘111内侧面凹槽内壁加工有镀膜电极。每个第一膜座110内侧面的镀膜电极以及与其正对的膜片120相应侧面组成一个第一电容，即测量电容。每个所述第一膜座110的镀膜电极分别连接有第一信号引线170，所述第一信号引线170分别密封穿出所述第一膜座110。

每个第二膜座140的内侧面的镀膜电极与对应的第一膜座110外侧的金属面形成第二电容，即补偿电容。每个所述第二膜座140的镀膜电极连接有第二信号引线180，所述第二信号引线180分别密封穿出所述第二膜座140。

对于每个第一膜座110或第二膜座140，内圆盘111局部向外延伸出所述外圆盘112的外壁圆周面，从而形成延伸块113，所述第一信号引线170或第二信号引线180从所述内圆盘111内向外经所述延伸块113引出，从而使第一信号引线170或第二信号引线180以及镀膜电极均与外圆盘112绝缘。

所述第一信号引线170或第二信号引线180与相应镀膜电极的连接点靠近对应凹槽的边缘，以便于加工。

传感器组装完成后，金属材质的所有外圆盘112与膜片120焊接，形成一个导体，所有外圆盘112与膜片120连接同一电容引线，该电容引线与第一信号引线170形成测量电容的两个引线，该电容引线与第二信号引线180 形成补偿电容的两个引线。所有第一信号引线170、第二信号引线180以及电容引线均连接至外部信号处理电路。

在压力差存在的条件下，膜片120向压力较小侧变形，从而引起两个第一电容的电容大小改变，形成的电容变化信号分别从第一信号引线170传导至外部信号处理电路，从而用于计算差压。如前所述，对于每个第一膜座110，由于其两侧的稳压腔150与感应腔130内液压始终一致，因此可以抑制高压状态下第一膜座110向外变形，从而提高测量精度。这是从机械角度提高测量精度。

由于硅油是第二电容两极板之间的介质，当其温度发生变化时介电常数将发生变化，从而使补偿电容的电容大小改变。同时，虽然第一膜座110的向外变形被抑制，但第一膜座110受到的液体压力被传递至膜片120同侧的第二膜座140，于是第二膜座140发生微弱的向外变形，也使得补偿电容的电容大小改变。形成的电容变化信号分别从第二信号引线180传导至外部信号处理电路。这一信号可以用于检测硅油温度、静压等参数，也可以代入压力值的计算，用于修正基于测量电容测得的差压值，进一步从电学角度提高传感器的测量精度。

差压传感器模块、引压座200、取压座300装配后组成测量模块。

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 (10)

1.一种隔离传力装置，其特征在于：包括传感器模块(100)和块状的引压座(200)，所述传感器模块(100)与所述引压座(200)分隔设置；

所述传感器模块(100)内设有感应腔(130)，所述感应腔(130)内设置有压力敏感元件；

所述引压座(200)上开设有引压通道(210)，所述引压通道(210)的两端分别为入口和出口；

所述引压通道(210)的入口为喇叭口，所述喇叭口上密封覆盖有弹性的隔离膜片(220)；

所述引压通道(210)的出口通过引压管(160)与所述感应腔(130)连通，所述引压通道(210)、引压管(160)与所述感应腔(130)内充满液体传压介质。

2.根据权利要求1所述的隔离传力装置，其特征在于：所述引压座(200)上开设有两个所述引压通道(210)，所述引压通道(210)的出口均开设于所述引压座(200)的上表面，两个所述引压通道(210)的入口分别开设于所述引压座(200)的两个侧面上；

所述传感器模块(100)内设有由所述压力敏感元件分隔而成的两个所述感应腔(130)，两个所述感应腔(130)分别通过一根所述引压管(160)与对应的所述引压通道(210)的出口连通；

所述引压管(160)为硬质管，两根所述引压管(160)支撑所述传感器模块(100)以使其悬空设置在所述引压座(200)上方。

3.根据权利要求2所述的隔离传力装置，其特征在于：所述引压座(200)包括圆柱部(201)，所述圆柱部(201)的端面位于竖向面上，所述圆柱部(201)的圆周面上设有传感器安装块(202)，该传感器安装块(202)位于所述圆柱部(201)上方；

两个所述引压通道(210)的入口分别开设于所述圆柱部(201)的两个端面上；

所述圆柱部(201)的两个端面上分别设有取压座(300)，所述取压座(300)扣罩在相应的所述隔离膜片(220)上，两个所述取压座(300)分别抵靠所述圆柱部(201)的两端面并密封。

4.根据权利要求3所述的隔离传力装置，其特征在于：所述取压座(300)朝向所述隔离膜片(220)的面上开设有取压孔(310)，所述取压孔(310)为盲孔，所述取压孔(310)与所述隔离膜片(220)正对以形成取压区，该取压区与开设在所述取压座(300)上的取压流道(330)连通。

5.根据权利要求4所述的隔离传力装置，其特征在于：所述取压孔(310)的开口所在的所述取压座(300)面上开设有装配孔(320)，所述装配孔(320)的孔径大于所述取压孔(310)孔径，所述装配孔(320)与所述取压孔(310)共孔心线以形成台阶孔，所述装配孔(320)内壁套在所述圆柱部(201)的相应端部。

6.根据权利要求5所述的隔离传力装置，其特征在于：所述装配孔(320)的孔底上开设有环槽，该环槽环绕所述取压孔(310)，该环槽内设置有密封圈(321)，该密封圈(321)将所述装配孔(320)的孔底与所述圆柱部(201)的相应端面密封。

7.根据权利要求5所述的隔离传力装置，其特征在于：所述取压座(300)上贯穿有至少两个螺孔(350)，所述螺孔(350)平行于所述装配孔(320)设置，所有所述螺孔(350)环绕所述装配孔(320)分布；

两个所述取压座(300)上的对应螺孔(350)内穿设螺栓，以使两个所述取压座(300)夹紧所述圆柱部(201)。

8.根据权利要求5所述的隔离传力装置，其特征在于：所述取压座(300)上贯穿有所述取压流道(330)，所述取压流道(330)与所述装配孔(320)垂直相交并连通；

所述取压座(300)对应所述取压流道(330)的两端口的侧壁上分别一体成型有取压法兰(340)，所述取压流道(330)的两端口分别从相应的所述取压法兰(340)穿出。

9.根据权利要求3所述的隔离传力装置，其特征在于：所述传感器模块(100)为差压传感器模块，所述差压传感器模块包括两个第一膜座(110)，两个所述第一膜座(110)之间夹设有作为所述压力敏感元件的膜片(120)，两个所述第一膜座(110)边缘对焊连接以将所述膜片(120)固定，每个所述第一膜座(110)与所述膜片(120)之间形成密封的所述感应腔(130)；

每个所述第一膜座(110)外分别设置有稳压块(140)，所述稳压块(140)与相应的所述第一膜座(110)外侧边缘密封固定连接，所述稳压块(140)与相应的所述第一膜座(110)之间围成稳压腔(150)，所述稳压腔(150)与位于所述膜片(120)同侧的所述感应腔(130)分居于相应的所述第一膜座(110)两侧；

所述稳压腔(150)与位于所述膜片(120)同侧的所述引压管(160)连通。

10.根据权利要求9所述的隔离传力装置，其特征在于：所述引压管(160)的内端开口于相应的所述感应腔(130)，所述引压管(160)向外先后密封穿过位于所述膜片(120)同侧的所述第一膜座(110)和稳压块(140)，且在对应的所述稳压腔(150)内开口，以与该稳压腔(150)连通。

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