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        新聞資訊

        一種大量程高精度壓力變送器

        來源:江蘇創輝自動化儀表有限公司 時間:2022-03-10
        一種大量程高精度壓力變送器
        技術領域
        本發明涉及傳感器技術領域,具體為一種大量程高精度壓力變送器。
        背景技術
        壓力變送器主要由測壓元件傳感器、測量電路和過程連接件三部分組成。由測壓元件傳感器感受到的氣體、液體等物理壓力參數轉變成標準的電信號,以供給指示報警儀、記錄儀、調節器等二次儀表進行測量、指示和過程調節。
        其種類包括電阻應變式壓力變送器和電容式壓力變送器,其中,硅油電容式壓力變送器參閱圖1所示,包括基座1、測量膜片2、玻璃底座3、弧形電極4、隔離膜片5和硅油6,測量膜片2的一側為高壓測量腔,一側為低壓測量腔,弧形電極4與測量膜片2形成兩個電容,在隔離膜片5受到壓力內凹,硅油6將內凹位移傳遞給測量膜片2變形,使得兩個電容極板間距變化,從而電容變化帶來的電壓變化,達到檢測結果。
        上述結構,由于采用的膜變化,其所檢測的壓力量程較小,若提高壓力檢測量程,當再檢測小壓力時,則精度就難以滿足,而,電阻應變式壓力變送器,同樣存在大量程下檢測小壓力時精度不夠的問題,因此,基于上述原理,本發明提出一種壓力變送器,旨在提供一種大量程高精度壓力變送器。
         
        發明內容
        針對背景技術中提出的現有壓力變送器在使用過程中存在的不足,本發明提供了一種大量程高精度壓力變送器,具備大量程、高精度、高安全性的優點,解決了上述背景技術中提出的問題。
        本發明提供如下技術方案:一種大量程高精度壓力變送器,包括基座、測量膜片和隔離膜片,所述隔離膜片至測量膜片的容腔通道內固定安裝有承臺,所述承臺的一側固定連接有應變元件,所述應變元件的另一端固定連接有連桿,所述連桿的另一端固定連接有傳力件,所述傳力件的另一側面與隔離膜片的形狀相適配,在所述傳力件的內部開設有若干個對稱分布的通孔,在所述應變元件的外壁和內壁均貼附有電阻應變片并組成惠斯通全橋式電路。
        優選的,所述承臺包括承環和開設于承環中環處的安全孔,所述承環將隔離膜片至測量膜片的中間通道封堵,所述安全孔連通該封堵處的兩側內腔,所述承環的一側固定連接于應變元件一端。
        優選的,所述應變元件由穩定棒和開設于穩定棒一端的應變管組成,所述應變管位于連桿的內部,且應變管的外壁與連桿的內壁存在間隙,所述間隙為應變元件允許的zui大形變量程,所述電阻應變片分別貼附于應變管的內部和穩定棒的外表面。
        優選的,所述傳力件的上下邊緣處均設有限位平臺,且限位平臺與基座的內壁初始間距為應變元件zui大形變位移量。
        本發明具備以下有益效果:
        1、本發明通過在原測量腔內增設承臺、應變元件、連桿和傳力件,在小壓力階段,仍由原電容式檢測,當隔離膜片與連桿接觸時,則隔離膜片受壓不產生位移,由連桿將壓力傳至應變元件處壓彎形變,進而由電容式檢測轉換為電阻應變式檢測,從而,將兩種方式的小量程串聯為大量程檢測,每層級的檢測亦具備高精度要求,同時,連桿與隔離膜片接觸時受面較大,可在大壓力下很好的保護隔離膜片以及測量膜片的安全性。
        2、本發明通過傳力件上的開孔以及承臺上開設的安全孔,一方面,兩孔均用于電容檢測階段的硅油通路,另一方面,多孔設計,可形成阻尼效應,在液體中若存在壓力波動時,其尖峰壓力沖擊隔離膜片時,因硅油通過傳力件和承臺的速度受到阻尼效果,瞬時壓力由傳力件和承臺承載,可有效防止測量膜片的沖擊安全。
         
        附圖說明
        圖1為傳統電容式壓力變送器結構示意圖;
        圖2為本發明結構示意圖:
        圖3為本發明圖2的A處局部放大示意圖;
        圖4為本發明承臺側視圖。
        圖中:1、基座:2、測量膜片:3、玻璃底座;4、弧形電極:5、隔離膜片:6、硅油:7、承臺;71、承環;72、安全孔:8、應變元件:81、穩定棒:82、應變管:9、連桿:10、傳力件;10a、限位
        平臺。
         
        具體實施方式
        下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
        請參閱圖2-4,一種大量程高精度壓力變送器,包括基座1,基座1分為左右兩個半部,基座1左右兩個半部之間設有測量膜片2,在基座1的內腔且位于測量膜片2的左右兩側均設有玻璃底座3,玻璃底座3的內壁均設有弧形電極4,弧形電極4與測量膜片2的相對面均貼附有金屬薄膜形成電容腔,弧形電極4和測量膜片2上的金屬薄膜均由導電線密封引出外側檢測電路(圖中未示出),在基座1的左右兩端還設有隔離膜片5,由隔離膜片5和測量膜片2之間形成的內腔填充有硅油6,在隔離膜片5至測量膜片2的容腔通道內固定安裝有承臺7,承臺7的一側固定連接有應變元件8,應變元件8的另一端固定連接有連桿9,連桿9的另一端固定連接有傳力件10,傳力件10的另一側面與隔離膜片5的形狀相適配,在傳力件10的內部開設有若干個對稱分布的通孔,在應變元件8的外壁和內壁均貼附有電阻應變片,組成惠斯通全橋式電路。
        本發明的使用方法如下:
        將測量膜片2允許的zui大形變量設為一階量程,應變元件8允許的zui大形變量設為二階量程,壓力處于一階量程內,硅油經由隔離膜片5推動,作用于測量膜片2上,完成電容壓差式檢測:壓力處于二階量程內,測量膜片2的電容式檢測達到滿量程以上且處于允許波動的范圍內,隔離膜片5貼附于傳力件10的一側,將剩余壓力傳遞給傳力件10,由傳力件10傳遞至應變元件8處的應變片,應變元件8為薄壁圓筒,故而,二階量程完成電阻應變式檢測,zui終,檢測電路將兩階電壓變化量之和放大傳送出去即可。
        其中,承臺7包括承環71和開設于承環71中環處的安全孔72,承環71將隔離膜片5至測量膜片2的中間通道封堵,安全孔72連通該封堵處的兩側內腔,承環71的一側固定連接于應變元件8一端。安全孔72可用于導通硅油6的通路,還可將阻尼效應應用于保護測量膜片2的安全性,以應對液路系統中的壓力尖峰時刻。
        其中,應變元件8由穩定棒81和開設于穩定棒81一端的應變管82組成,應變管82位于連桿9的內部,且應變管82的外壁與連桿9的內壁存在間隙,該間隙為應變元件8允許的zui大形變量程,電阻應變片分別貼附于應變管82的內部和穩定棒81的外表面。將應變元件8分設為實心筒與薄壁管兩端,可使兩段分別用于承載和檢測,其中,穩定棒81用于承載穩定,應變管82用形變檢測,同時,將應變管82置于連桿9內,則考慮了系統壓力尖峰時刻,應變管82的形變過大而易產生壓桿失穩問題,故而以連桿9包括應變管82而將其保護,使得構件應對于系統壓力尖峰時刻時,具備高安全性能。
        其中,傳力件10的上下邊緣處均設有限位平臺10a,且限位平臺10a與基座1的內壁初始間距為應變元件8zui大形變位移量。即當應變元件8達到預設量程的zui大形變時,由限位平臺10a與基座1接觸,將超量程的力由傳力件10傳遞至基座1上,從而可進一步保護應變元件8的受壓安全性能。
        需要說明的是,在本文中,諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來,而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且,術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含,從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素,而且還包括沒有明確列出的其他要素,或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。
        盡管已經示出和描述了本實施例,對于本領域的普通技術人員而言,可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型,本發明的范圍由所附權利要求及其等同物限定。
         
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