CS230452B1

CS230452B1 - Fluid Pressure Sensor Housing

Info

Publication number: CS230452B1
Application number: CS794881A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Zapletal; Antonin Krapa; Josef Cihak; Frantisek Machala
Original assignee: Zdenek Zapletal; Antonin Krapa; Josef Cihak; Frantisek Machala
Priority date: 1981-10-29
Filing date: 1981-10-29
Publication date: 1984-08-13

Abstract

Vynález šppdá do oboru měřící a regulační techniky. Účelem vynálezu je odstranění nebezpečí nekontrolovatelného uzavření vnitřního průchodu odvzduánovací hadičky, možnosti utrženi výstupních vodičů snímače tlaku a potíží s navrhováním a výrobou tělesa pouzdra snímače tlaku, vhodného zejména pro dlouhodobá měření ve vlhkém prostředí nebo pro měření ve styku s kapalinou, například při diagnostice čerpadel, ve vodohospodářství nebo v lékařství, sestávajícího z dutého tělesa, v jehož výstupním otvoru je uloženo víko s odvzduánovacl hadičkou, v niž jsou uloženy vodiče pro připojeni snímače tlaku. Uvedeného účelu se dosahuje tím, že těleso (1) jo celistvé, přičemž odvzduánovaoi hadička (13) je uložena ve velkoplošné těsníci vložce (7) umístěné s výhodou na nosné desce (9) uložené ve výstupním otvoru (4) a upevněné k tělesu (1) víkem (8).The invention relates to the field of measurement and control technology. The purpose of the invention is to eliminate the risk of uncontrolled closure of the internal passage of the venting tube, the possibility of tearing off the output wires of the pressure sensor and the difficulties with designing and manufacturing the body of the pressure sensor housing, suitable in particular for long-term measurements in a humid environment or for measurements in contact with a liquid, for example in the diagnosis of pumps, in water management or in medicine, consisting of a hollow body, in the outlet of which a lid with a venting tube is placed, in which wires for connecting the pressure sensor are placed. The stated purpose is achieved by the body (1) being integral, while the venting tube (13) is placed in a large-area sealing insert (7) preferably placed on a support plate (9) placed in the outlet hole (4) and fixed to the body (1) by a lid (8).

Description

Vynález se týká pouzdra snímače tlaku tekutin, vhodného zejména pro dlouhodobá měření ve vlhkém prostředí nebo pro měření ve styku s kapalinou, například při diagnostice čerpadel, ve vodohospodářství nebo v lékařství.The present invention relates to a fluid pressure sensor housing suitable particularly for long-term measurements in humid environments or for measurements in contact with a liquid, for example in pump diagnostics, water management or medicine.

Dosud známá provedení pouzder snímačů tlaku jsou ve většině případů opatřena vícekolíkovým konektorem, který je do pouzdra snímače po obvodu vlepen nebo upevněn pomocí závitu o malém stoupání a zajištěn lakem nebo tmelem. Konektor umožňuje snadno rozpojitelné propojení snímače s vyhodnocovacím zařízením a uzavírá pouzdro snímače při současné možnosti vyrovnání tlaků uvnitř a vně pouzdra snímače tlaku. Nevýhodou tohoto řešení je omezená těsnost pouzdra snímače, které zabezpečuje ochranu vlastního snímače pouze před prachem a přímým mechanickým poškozením. Odolnost proti vniknutí kapalin je nepatrná a při styku s kapalinou nebo při umístění do vlhkého prostředí i aa omezenou dobu několika hodin dochází ke zničení snímače tlaku a to zvláště v případě použití choulostivých polovodičových snímačů. Dále jsou známa provedení, kde je pouzdro hermeticky uzavřeno pomocí lepeného nebo tmeleného spoje, případně zalitím plastickou hmotou. Tato provedení jsou nevýhodná především z důvodu nerozebíratelnosti, kdy jsou ztíženy nebo úplně znemožněny opravy poměrně drahých snímačů. Hermetickým utěsněním pouzdra je dále znemožněno vyrovnávání tlaků vně a uvnitř pouzdra při změnách teplot, což způsobuje zvýšenou nepřesnost snímače. Je známo i řešení, kdy je pouzdro opatřeno odvzdušňovací trubičkou nebo hadičkou pro vyrovnání tlaků vně a uvnitř pouzdra. Nevýhodou tohoto řešení je, že je znesnadněna manipulace se snímače®a výrobně je toto řešení značně náročné, přičemž dochází často ke zlomení odvzdušňovací trubičky nebo hadičky, nebo k jejich ucpání. Dále je známo řešení, kdy je těleso snímače z důvodu montáže dělené. Jeho horní část je ke spodní připevněna šrouby, přičemž mezi oběma díly je uloženo těsnění. Těleso je hermeticky uzavřeno pomocí 0-kroužku, který je přitažen speciální maticí do osazení výstupního otvoru tělesa, přičemž obepíná a stahuje výstupní kabel s elektrickými vodiči. Nevýhodou tohoto řešení je nekontrolovatelná možnost hermetického uzavření vnitřního průchodu kabelu, čímž se snižuje možnost rychlého vyrovnání tlaků vně a uvnitř pouzdra. Dále se u tohoto provedení může vyskytovat nebezpečí otáčení kabelu při závěrečné montáži i provozu snímače. Tím hrozí utržení vodičů kabelu od pomocného tištěného spoje nebo od konektoru. konstruk- 2 230 452 ční a výrobní nevýhody má i dělené těleso snímače, zvláště je-li sériově vyráběno z obtížně zpracovatelných nerezových materiálů.The known versions of the pressure sensor housings are in most cases provided with a multi-pin connector which is glued or fastened to the sensor housing circumferentially by means of a small pitch thread and secured with varnish or sealant. The connector allows an easily detachable connection of the sensor to the evaluation device and closes the sensor housing while allowing pressure equalization inside and outside the pressure sensor housing. The disadvantage of this solution is the limited tightness of the sensor case, which ensures protection of the actual sensor only from dust and direct mechanical damage. Resistance to liquid penetration is low and upon contact with liquid or when placed in a damp environment for a limited period of several hours, the pressure sensor is destroyed, especially when sensitive semiconductor sensors are used. Further, embodiments are known in which the housing is hermetically sealed by means of a glued or cemented joint or by plastic casting. These embodiments are disadvantageous in particular because of their non-detachability, where repairs of relatively expensive sensors are made difficult or impossible. Furthermore, the hermetically sealed housing makes it impossible to equalize the pressures outside and inside the housing during temperature changes, which causes increased sensor inaccuracy. A solution is also known in which the housing is provided with a venting tube or a hose for equalizing the pressures outside and inside the housing. The disadvantage of this solution is that it is difficult to handle the sensors and it is very difficult to manufacture, often causing breakage of the venting tube or tubing or clogging. Furthermore, a solution is known where the sensor body is split for mounting. Its upper part is fixed to the lower part by screws, and a gasket is placed between the two parts. The body is hermetically sealed by means of an O-ring, which is tightened by a special nut into the shoulder of the outlet opening of the body, while enclosing and tightening the output cable with electrical conductors. The disadvantage of this solution is the uncontrollable possibility of hermetically closing the inner passage of the cable, thereby reducing the possibility of rapid pressure equalization outside and inside the housing. Furthermore, in this embodiment, there may be a danger of cable rotation during final assembly and operation of the sensor. This may tear the cable wires from the auxiliary printed circuit or the connector. construction and manufacturing disadvantages are also caused by the split sensor body, especially if it is produced in series from difficult-to-process stainless materials.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje v podstatě vynález, kterým je pouzdro snímače tlaku tekutin, vhodné zejména pro dlouhodobé měření ve vlhkém prostředí nebo pro měření ve styku s kapalinou, například při diagnostice čerpadel, ve vodohospodářství nebo v lékařství, sestávající z dutého tělesa, jehož výstupní otvor je opatřen víkem s odvzdušňovací hadičkou, v níž jsou uloženy vodiče pro připojení snímače tlaku, a jeho podstata spočívá v tom, že vEssentially, the aforementioned disadvantages are overcome by the invention, which is a fluid pressure sensor housing suitable especially for long-term measurements in humid environments or for measurements in contact with liquid, for example in pump diagnostics, water management or medicine, consisting of a hollow body it is provided with a cover with a venting hose, in which the wires for connecting the pressure sensor are stored,

těleso je celistvé, přičemž odvzdušňovací hadička je uložena ve velkoplošné těsnící vložce.the body is integral, with the venting hose housed in a large-area sealing insert.

Další podstatou vynálezu je, že těsnící vložka je umístěna na nosné desce uložené ve výstupním otvoru a upevněné k tělesu víkem.It is a further object of the invention that the sealing insert is disposed on a support plate housed in an outlet opening and secured to the body by a lid.

Vyšší účinek vynálezu je dán zvýšením odolnosti odvzdušňovací trubičky a jednoduchou lehce rozebíratelnou konstrukcí, která umožňuje provádět velmi snadno případné opravy. Je dosaženo dokonalé těsnosti ve vlhkém prostředí. Snímač tlaku, uložený v pouzdru podle vynálezu může pracovat i v trvalém styku s kapalinou, například s vodou nebo s olejem, přičemž je zachováno rychlé a dokonalé vyrovnání tlaku uvnitř pouzdra s tlakem atmosférickým. Tím je zachována přesnost měření při minimální možnosti poškození nebo zničení tlakového snímače působením vlhkosti nebo kapaliny z vnitřní strany snímače. Je tak zvýšena spolehlivost měření a Životnost snímače. Provedení pouzdra s nosnou deskou řeší problémy děleného pouzdra, aniž by byl zúžen vnitřní průměr výstupního otvoru tělesa pouzdra. Toto řešení je zvláště vhodné pro snímače tlaku, které mají v tělese pouzdra umístěny kompenzační členy.The higher effect of the invention is due to the increase in the resistance of the venting tube and the simple, easily dismountable construction, which makes it possible to carry out possible repairs very easily. Perfect tightness in humid environments is achieved. The pressure sensor housed in the housing according to the invention can also operate in continuous contact with a liquid, for example water or oil, while maintaining a rapid and perfect equalization of the pressure inside the housing with atmospheric pressure. This maintains the accuracy of the measurement while minimizing the possibility of damage or destruction of the pressure sensor due to moisture or liquid from inside the sensor. This increases measurement reliability and sensor life. The housing design with the carrier plate solves the problems of the split housing without reducing the inner diameter of the outlet opening of the housing body. This solution is particularly suitable for pressure sensors having compensating members located in the housing body.

Příklad konkrétního provedení vynálezu je schematicky znázorněn na připojeném výkrese, představujícím částečný řez pouzdrem snímače tlaku s uplatněným vynálezem.An example of a particular embodiment of the invention is shown schematically in the accompanying drawing, representing a partial cross-section of the pressure sensor housing with the present invention.

Podle vynálezu sestává pouzdro snímače tlaku z dutého válcového tělesa i, na jehož čele je upevněn pomocí těsného spoje 2 tlakový snímač 2· ^v protilehlém čele tělesa i pouzdra je upraven výstupní otvor £ tělesa 1, opatřený válcovým osazením 2· ^Ve válcovém osazení 5 výstupního otvoru £ je umístěna nosná deska 2 velkoplošné těsnící vložky 7, přičemž mezi čelem osazení 2 a nosnou deskou 2 3^e uloženo těsnění 10. Nosná deska 2 3^e upevněna ve výstupním otvoru £ víkem 8 .uchyceným k tělesu i pomocí závitovéhoAccording to the invention, the casing consists pressure transducer from the hollow cylindrical body and on whose head is fastened by means of a sealed joint 2 pressure sensor 2 · ^{in the} opposite face of the body and the housing has an outlet opening £ body 1 having a cylindrical recess 2 · ^{In the} cylindrical recess 5 of the outlet opening £ is a support plate 2 large gasket 7, wherein between the fitting face of the supporting plate 2 and 2 ³ and sealing gasket 10. the housing plate ³ and 2 mounted in the outlet opening 8 of the lid £ .uchyceným to the body and via the threaded

230 452 spoje 11. Těsnící vložka X je opatřena průchozím otvorem 12. v němž je svým jedním koncem uložena těsně odvzdušňovací hadička 13 pouzdra. Na vnějším konci hadičky 13 je upevněn konektor 14 nebo vyrovnávací krabice 15« opatřená konektorem 14.230 452 of the connection 11. The sealing insert X is provided with a through hole 12 in which a tightly venting sleeve 13 of the housing is received at one end thereof. At the outer end of the tubing 13 a connector 14 or an alignment box 15 ' provided with a connector 14 is fastened.

V hadičce 13 jsou uloženy vodiče 6, spojující konektor 14 s neznázoraěnými kontakty tlakového snímače 2 umístěnými uvnitř tělesa 1 pouzdra.The tubing 13 accommodates the wires 6 connecting the connector 14 to the pressure sensor contacts 2 (not shown) located inside the housing body 1.

Při měření se činný konec pouzdra, to je čelo tělesa 1, opatřené tlakovým snímačem 2» umístí do neznázorněného měřeného prostředí, zatímco protilehlý konec pouzdra zůstane ve vnějším prostředí. Údaje o tlaku měřeného prostředí se přenáší do neznázoměného vyhodnocovacího zařízení vodiči 6 a konektorem 14. zasunutým do neznázoměná zásuvky vyhodnocovacího zařízení, ve kterém se tyto údaje dále zpracovávají. V případě, že se během měření teplota měřeného prostředí mění, dochází k výkyvům teplot i uvnitř tělesa 1 pouzdra. Teplotní výkyvy vzduchu, uzavřeného uvnitř tělesa 1, mají za následek změny jeho objemu. Znamená to tedy, že v případě zvyšování teploty měřeného prostředí přírůstek objemu vzduchu, uzavřeného v tělese 1 pouzdra uniká odvzdušnovací hadičkou 13 a konektorem 14 do vnějšího prostředí. Při snižování teploty měřeného prostředí je úbytek tohoto objemu vzduchu doplňován stejnou cestou zpět. V tělese 1 pouzdra je tak udržován tlak na úrovni vnějšího prostředí a přesnost snímače 2 není ovlivněna výkyvy teplot uvnitř tělesa 1. V případě rychlých změn teplot, kdy by mohlo dojít vlivem odporu konektoru 14. působícího jako clona, k tlakové hysterezi, je vhodná použít konektor 14 s vyrovnávací krabicí 15.During measurement, the active end of the housing, i.e. the face of the body 1 provided with the pressure sensor 2, is placed in the measurement environment (not shown), while the opposite end of the housing remains in the external environment. The data of the pressure of the measured environment is transmitted to an evaluation device (not shown) by a wire 6 and a connector 14 inserted into an evaluation device socket (not shown) in which the data are further processed. If the temperature of the measured environment changes during the measurement, temperature fluctuations also occur inside the housing body 1. Temperature fluctuations in the air enclosed within the body 1 result in changes in its volume. This means that in case of increasing the temperature of the measured environment, the increase in the volume of air enclosed in the housing body 1 escapes through the vent hose 13 and the connector 14 into the external environment. As the temperature of the measured environment decreases, the loss of this air volume is replenished in the same way back. Thus, the housing 1 maintains the pressure at the ambient level and the accuracy of the sensor 2 is not affected by temperature fluctuations inside the housing 1. In the event of rapid temperature changes where pressure hysteresis could occur due to the resistance of the diaphragm connector 14. connector 14 with alignment box 15.

Tím, že jsou vodiče £ uloženy přímo v odvzdušňovací hadičce 13. podstatně se zvyšuje její odolnost vůči poškození při aplikacích a manipulaci a ucpání. Pneumatickým a elektrickým propojením, tvořeným vlastně jediným kabelem je dále podstatně zjednodušena manipulace s pouzdrem. Zapojením konektoru 14 pouzdra přímo do zásuvky vyhodnocovacího zařízení se zajišťuje, že vnější konec odvzdušňovací hadičky 13 se nachází v prostředí bez nadměrné vlhkosti, agresivních výparů nebo kapalin a je tak prakticky odstraněno nebezpečí vniknutí těchto nečistot k choulostivým částem snímače 2·By placing the conductors 5 directly in the vent hose 13, its resistance to damage during application and handling and clogging is substantially increased. Furthermore, the pneumatic and electrical connection, consisting of a single cable, significantly simplifies the handling of the housing. By plugging the housing connector 14 directly into the evaluation device socket, it is ensured that the outer end of the vent hose 13 is located in an environment free from excessive moisture, aggressive vapors or liquids, thus practically eliminating the risk of such contaminants entering sensitive parts of the sensor.

Pouzdro snímače tlaku podle vynálezu je tedy vhodné zejména pro dlouhodobá měření ve vlhkém prostředí nebo pro měření ve styku s kapalinou, například při diagnostice čerpadel, ve vodohospodářství nebo v lékařství.The pressure sensor housing according to the invention is therefore particularly suitable for long-term measurements in humid environments or for measurements in contact with liquid, for example in pump diagnostics, water management or medicine.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

230 452

Fluid pressure sensor housing, suitable in particular for long-term measurements in humid environments or for measurement in contact with liquid, for example in the diagnosis of jaws, water or medicine, consisting of a hollow body having an outlet opening with a lid with a vent hose, wherein the pressure sensor connection wires are arranged, characterized in that the body (1) is integral, the vent hose (13) being housed in a large-area sealing insert (7).

Fluid pressure sensor housing according to Claim 1, characterized in that the sealing insert (7) is arranged on a support plate (9) housed in the outlet opening (4) and fixed to the body (1) by a cover (8).