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      一種新型差力(電容)式流量傳感器及其加工工藝、以及應用的制作方法

      文檔序號:6147862閱讀:271來源:國知局
      專利名稱:一種新型差力(電容)式流量傳感器及其加工工藝、以及應用的制作方法
      技術領域
      本發(fā)明涉及一種差力(電容)式傳感器,特別是對其電容結(jié)構(gòu)的改進。
      背景技術
      現(xiàn)有的電容式力傳感器,其定電極部分采用的是PVC板上粘接金屬片的結(jié)構(gòu), 這樣的結(jié)構(gòu)在測量時往往會出現(xiàn)測量精度不高,粘接的金屬片易脫落等問題。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明的目的在于,克服現(xiàn)有技術的不足,對電容式力傳感器的定電極部分作 出改進。 本發(fā)明采用的技術方案如下
      差力(電容)式流量傳感器,包括 上端固定不動的彈性管;裝在彈性管內(nèi),從彈性管的下端伸出,且固定不動的 定電極;以及,固定裝在彈性管下端且可隨彈性管彈性位移的動電極;所述定電極和動 電極相互面對,并分別通過導線與轉(zhuǎn)換電路連接; 其特征在于所述定電極從彈性伸出的部分為一陶瓷片,在陶瓷片的至少一個 面上鍍有金屬,構(gòu)成定電極片,與套在定電極外的動電極構(gòu)成電容。
      具體的,在陶瓷片上鍍的金屬為銀粉。 具體的,所述動電極為一金屬柱體,其中心開有供定電極伸入的空腔,空腔內(nèi) 壁與定電極陶瓷片構(gòu)成電容。 作為改進,彈性管第二端上固設有密封蓋,將動電極與定電極罩住密封。
      本發(fā)明的技術方案還包括一種差力(電容)式流量計,包括依次連接的阻流件、 測桿、力傳感器以及信號轉(zhuǎn)換、積算顯示、輸出電路,其特征在于,所述力傳感器為前 面技術方案中所述的差力(電容)式流量傳感器。 作為對上述方案的改進,彈性管第二端上固設有密封蓋,將動電極與定電極罩 住密封;測桿與密封蓋固定連接。 本發(fā)明技術方案還包括所述的差力(電容)式流量傳感器的加工工藝,包括下述 步驟 l)用工業(yè)修補劑均勻的涂在定電極陶瓷片的兩側(cè),厚度不超過0.2mm,室溫8小 時或8(TC高溫3小時回溫后將已干固的多余的修補劑刮掉; 2)將定電極從彈性管第一端放入,并保持電極片下部與彈性管之間有l(wèi)mm間 距,然后在彈性管與定電極之間分別放入數(shù)量相等,厚度相同的銅片,使之不能晃動, 然后將彈性管與定電極的接觸點焊接;轉(zhuǎn)焊,電流一般在40A左右,回溫后拿出銅片;
      3)將動電極套裝在定電極外,使動電極的空腔內(nèi)壁與定電極各個面的空間距離 大致相等,然后在動電極內(nèi)壁與定電極陶瓷片鍍金屬面之間的間隙同時放入數(shù)量相等,
      3厚度相同的銅片,固定后使其不再晃動,然后點焊將動電極固定在彈性管上,回溫后拔 掉銅片; 4)將動電極放入密封蓋中,然后轉(zhuǎn)動焊接。 在所述的每個步驟結(jié)束之后,用兆歐表測導線與外殼間的絕緣強度,淘汰絕緣 強度為50MQ以下者。 本發(fā)明的有益效果在于它利用陶瓷代替了原來的PVC材料,使得產(chǎn)品的測量 精度大為提高,而且質(zhì)量更加穩(wěn)定可靠,測量介質(zhì)的溫度大大提供,可高達500°C,解 決了許多流量計高溫介質(zhì)無法測量的難題。


      圖1為本發(fā)明實施例的流量計結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本發(fā)明實施例的力傳感器剖視圖;圖3為力傳感器的彈性管剖視圖;圖4為力傳感器的定電極剖視圖;圖5為力傳感器的動電極剖視圖;圖6為力傳感器的動電極俯視圖;圖7為力傳感器的密封蓋剖視圖。圖中各標號對應部件名稱為1、信號轉(zhuǎn)換、積算顯示、輸出電路;2、差力(電容)式流量傳感器;3、
      管(外殼);4、測桿;5、阻流件;21、電極導線;22、彈性管;23、定電極;24、定 電極片;25、動電極;26、密封蓋;27、定電極片。
      具體實施例方式
      本發(fā)明的實施例參見圖l,差力(電容)式流量計,主要由測量管、力傳感器、
      測桿、阻流件和信號轉(zhuǎn)換、積算顯示、輸出電路組成, 測量流速時,將測桿和阻流件探入流體中,阻流件所受的力F和流體流速存在 下面的關系F^丄戸2j…….,.,..……….....,…….,…,……(1) ,2廣 F是流體對阻流件的作用力;l是阻尼系數(shù),當雷諾數(shù)達到一定值時,將趨于 常數(shù);A是阻流件的迎流面積(A= < , d為靶徑);V是阻流件和管壁間環(huán)形截面處流
      4
      體的平均流速,p是流體密度。 從上面公式可以得到流體的流速大小,從而根據(jù)公式2推導出一定管道下的流
      體流量的大小。 "3600…—……………………………….《2)
      4 其中Q為流體流量(m3/h), D為管道直徑,v為流體流速。
      每小時3600秒,計算出體積流量大小Q。[OO37] 為了精確計算出阻流件所受的力F,力傳感器采用本發(fā)明中的差力(電容)式 流量傳感器,主要由以下幾部分構(gòu)成動電極、定電極、陶瓷電極片、彈性管、密封蓋 等。定電極主要由一整體陶瓷構(gòu)成兩個電容的兩個極片,陶瓷片兩邊鍍銀粉,兩邊銀粉
      分別和外邊的動電極構(gòu)成兩個電容Cl和C2。 彈性管上端固定不動,管內(nèi)裝有定電極,定電極上端固定,從彈性管的下端伸 出。
      動電極固定裝在彈性管下端,且可隨彈性管彈性位移; 所述定電極和動電極相互面對,并分別通過導線與信號轉(zhuǎn)換、積算顯示、輸出 部分電路連接; 定電極主要由一整體陶瓷構(gòu)成兩個電容的兩個極片,陶瓷片兩邊鍍銀粉,構(gòu)成 定電極片,分別和外邊的動電極構(gòu)成兩個電容Cl和C2。 所述動電極為一金屬柱體,其中心開有供定電極伸入的空腔,空腔內(nèi)壁與定電 極陶瓷片構(gòu)成電容。 彈性管底端上固設有密封蓋,將動電極與定電極罩住密封。 當流體流動時給阻流件一個作用力F,此作用力F使彈性管動作,從而帶動動電 極動作,使動電極和定電極片之間的發(fā)生微小的位移,即d的變化,從而使得電容C1和 C2電容量發(fā)生變化,電容計算公式見公式3所示Cl和C2之差為A C, AC與阻流件的 力F之間存在下面的關系式,見公式4所示。
      ,《 公式3 : C = ^ .....................…...................................................(3 ) 其中C為電容值,e為電介質(zhì)常量,S為電容極板的面積, k為靜電力常量,d為極板間的距離。 公式4 : A C = KF................................................(4) 其中AC為電容的變化量,K是比例常數(shù),F(xiàn)是阻流件所受的力。
      傳感器的加工工藝步驟如下
      傳感器加工工藝流程 l.檢測加工件工藝是否合格,線切割是否平整,電極片引線是否牢靠。用清洗 劑,醫(yī)用棉花對彈性管,密封蓋,動電極進行徹底的清洗,用刀片將電極片引線根部的 雜質(zhì)清除干凈,將引線上的絕緣套管拿出來保存好。在記錄單上記錄定電極上部,下部 及方板厚度的尺寸,數(shù)值精確到0.01mm。 2.用修補劑均勻的涂在定電極方板的兩側(cè),厚度不宜超過0.2mm,然后放入電 極片的方孔中進行粘合,而兩根弓I線則分別寄過兩側(cè)小孔伸出來,室溫8小時(或80°C高 溫3小時)回溫后將已干固的多余的修補劑刮掉。 3.將定電極從彈性管凹槽方向放入,并保持電極片下部與彈性管之前有l(wèi)mm間 距,然后在彈性管與定電極之間分別放入數(shù)量相等,厚度相同的銅片,使之不能晃動, 然后焊接彈性管凸起處與定電極的接觸點。轉(zhuǎn)焊,電流一般在40A左右,回溫后拿出銅
      片,并用標準銅片測試并記錄。 4.將彈性管放入焊接座的凹槽中,使電極片與焊接座螺絲孔上下方向一致,并 且彈性管不能有太大的晃動,然后焊接。(焊接座上下都要焊)
      5.將先前去除的絕緣套管分別套在引線上,并保證其一直插入到電極片處,用 兆歐表測引線與外殼之前的絕緣強度,50MQ以下淘汰。用修補劑按一定比例填充定電 極上部,使其密封,室溫下8小時。(或高溫8(TC下3小時)回溫后用兆歐表測引線與外 殼間的絕緣強度,50MQ以下淘汰。 6.將動電極通過電極片放在彈性管的凹槽中,使其上和下,左和右的空間距離 大致相等,然后在上,下兩側(cè)同時放入數(shù)量相等,厚度相同的銅片,固定后使其不再晃 動,然后點焊8點,回溫后拔掉銅片,用標準銅片測試并記錄。之后用兆歐表測引線與 外殼間或絕緣強度,50MQ以下淘汰。 7.將動電極放入密封蓋中,注意電極片和密封蓋上螺絲孔的方向與位置,并且 使密封蓋和彈性管接觸緊湊。兩者都不能有大的晃動,然后轉(zhuǎn)動焊接,回溫后用兆歐表 測引線與外殼之間的絕緣強度。50MQ以下淘汰。 8.將做好的傳感器沿著高一低一高一低一高的順序依次做溫度循環(huán)測試,最后 以高溫后的狀態(tài)晾涼。 9.用精密電容表檢測兩引線與外殼間的電容值, 一般為25PF左右,兩邊一般差 別4PF左右,如單邊差值誤差較大時,淘汰。合格的再用兆歐表測引線與外殼間的絕緣 強度,50MQ以下淘汰,對于最后測試合格的做記錄。
      10.將傳感器裝上老化裝置和線路板,掛力老化,測試性能。
      權(quán)利要求
      一種新型差力(電容)式流量傳感器,包括上端固定不動的彈性管;裝在彈性管內(nèi),從彈性管的下端伸出,且固定不動的定電極;以及,固定裝在彈性管下端且可隨彈性管彈性位移的動電極;所述定電極和動電極相互面對,并分別通過導線與轉(zhuǎn)換電路連接;其特征在于所述定電極從彈性管伸出的部分為一陶瓷片,在陶瓷片的至少一個面上鍍有金屬,構(gòu)成定電極片,與套在定電極外的動電極構(gòu)成電容。
      2. 如權(quán)利要求1所述的傳感器,在陶瓷片上鍍的金屬為銀粉。
      3. 如權(quán)利要求1所述的傳感器,所述動電極為一金屬柱體,其中心開有供定電極伸入的空腔,空腔內(nèi)壁與定電極片構(gòu)成電容。
      4. 如權(quán)利要求1所述的差力(電容)式力傳感器,彈性管第二端上固設有密封蓋,將動電極與定電極罩住密封。
      5. 如權(quán)利要求4所述的傳感器,導線與密封蓋間的絕緣強度大于50MQ 。
      6. —種差力(電容)式流量計,包括依次連接的阻流件、測桿、力傳感器以及信號轉(zhuǎn)換、積算顯示、輸出電路,其特征在于,所述力傳感器為權(quán)利要求l中所述的差力(電容)式流量傳感器。
      7. 如權(quán)利要求6所述的差力(電容)式流量計,彈性管第二端上固設有密封蓋,將動電極與定電極罩住密封;測桿與密封蓋固定連接。
      8. 權(quán)利要求1所述的差力(電容)式流量傳感器的加工工藝,包括下述步驟1) 用高溫工業(yè)修補劑均勻的涂在定電極陶瓷片的兩側(cè),厚度不超過0.2mm,室溫8小時或8(TC高溫3小時回溫后將已干固的多余的修補劑刮掉;2) 將定電極從彈性管第一端放入,并保持電極片下部與彈性管之間有l(wèi)mm間距,然后在彈性管與定電極之間分別放入數(shù)量相等,厚度相同的銅片,使之不能晃動,然后將彈性管與定電極的接觸點焊接;轉(zhuǎn)焊,電流一般在40A左右,回溫后拿出銅片;3) 將動電極套裝在定電極外,使動電極的空腔內(nèi)壁與定電極各個面的空間距離大致相等,然后在動電極內(nèi)壁與定電極陶瓷片鍍金屬面之間的間隙同時放入數(shù)量相等,厚度相同的銅片,固定后使其不再晃動,然后點焊將動電極固定在彈性管上,回溫后拔掉銅片;4) 將動電極放入密封蓋中,然后轉(zhuǎn)動焊接。
      9. 如權(quán)利要求8所述的加工工藝,在所述的每個步驟結(jié)束之后,用兆歐表測導線與外殼間的絕緣強度,淘汰絕緣強度為50MQ以下者。
      全文摘要
      本發(fā)明新型公開了一種新型差力(電容)式流量傳感器,包括上端固定不動的彈性管;裝在彈性管內(nèi),從彈性管的下端伸出,且固定不動的定電極;以及,固定裝在彈性管下端且可隨彈性管彈性位移的動電極;所述定電極和動電極相互面對,并分別通過導線與轉(zhuǎn)換電路連接;其特征在于所述定電極從彈性管伸出的部分為一陶瓷片,在陶瓷片的至少一個面上鍍有金屬,構(gòu)成定電極片,與套在定電極外的動電極構(gòu)成電容。它利用陶瓷代替了原來的PVC材料,使得產(chǎn)品的測量精度大為提高,而且質(zhì)量更加穩(wěn)定可靠,測量介質(zhì)的溫度大大提供,可高達500℃,解決了許多流量計高溫介質(zhì)無法測量的難題。
      文檔編號G01F1/56GK101692004SQ20091004134
      公開日2010年4月7日 申請日期2009年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日
      發(fā)明者李始發(fā), 李慧寧, 李海旋 申請人:李海旋
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