專利名稱：高精度粘流壓力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測量流體壓力的傳感器，特別涉及一種高精度粘流壓力傳感器，可廣泛適用于國防工業(yè)、石油、化工、造紙等領(lǐng)域。
現(xiàn)有技術(shù)中，采用應(yīng)變式壓力傳感器測量流體壓力較為普遍，但這些傳感器均存在壓力腔，需要毛細(xì)管將被測介質(zhì)引入壓力腔后進(jìn)行壓力測量，因此，這些傳感器在測量高粘度或含顆粒的粘滯介質(zhì)壓力時(shí)，易產(chǎn)生阻塞，導(dǎo)致測不準(zhǔn)或不能測量。
本實(shí)用新型的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種特別適用于測量粘性流體或稠性流體壓力的高精度傳感器。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種高精度粘流壓力傳感器，包括4個(gè)應(yīng)變片，其特征是還包括彈性體3、有中心穿孔11的彈性體過渡段4、一端有外螺紋的傳力桿5、以及膜片2；彈性體3的一端有孔13，另一端與彈性體過渡段4螺紋聯(lián)接、螺栓聯(lián)接或連為一體；傳力桿5位于中心穿孔11中，有外螺紋的一端穿過彈性體3的孔13并用螺母6緊固，另一端與膜片2密集點(diǎn)焊或滾焊聯(lián)接；膜片2周邊與彈性體過渡段4密集點(diǎn)焊或滾焊聯(lián)接后進(jìn)行密封焊；膜片2一端的彈性體過渡段4有空隙10；4個(gè)應(yīng)變片設(shè)置在彈性體3表面。
本實(shí)用新型技術(shù)解決方案中，膜片2一端的彈性體過渡段4上有外螺紋9，以便與管道或容器壁聯(lián)接。
本實(shí)用新型技術(shù)解決方案中，傳力桿5上可以有凸臺(tái)11，使傳力桿5與彈性體3緊密聯(lián)接。
本實(shí)用新型技術(shù)解決方案中，所述的密封焊可以是等離子焊、電子束焊或亞弧焊。
本實(shí)用新型技術(shù)解決方案中，彈性體3還可以與傳力桿5連為一體，整體加工。
本實(shí)用新型技術(shù)解決方案中，彈性體過渡段4上可以有環(huán)形凹槽14，用于隔溫散熱，以保證傳感器有良好的溫度性能。
本實(shí)用新型技術(shù)解決方案中，膜片2表面可以是平面，也可以呈波紋狀或鋸齒狀，較佳的是正弦波紋狀。
本實(shí)用新型具有下列特點(diǎn)(1)彈性體采用S形變形結(jié)構(gòu)，當(dāng)被測壓力恒定時(shí)，無論集中力作用點(diǎn)向左或向右偏移，彈性體的彎曲力矩圖只平行于原有位置作直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，應(yīng)變片粘貼處兩彎矩總和不變，即集中力作用點(diǎn)偏移不大時(shí)，傳感器輸出靈敏度不變；(2)無壓力腔，彈性體過渡段的外螺紋段可直接與管道或容器壁聯(lián)接，壓力感受面大，從而克服了壓力腔需要毛細(xì)導(dǎo)管的弱點(diǎn)，不會(huì)阻塞，因此，本實(shí)用新型除可適用于測量普通液體、氣體及蒸汽的壓力外，還能很好實(shí)現(xiàn)其它傳感器所不便于測量或測不準(zhǔn)的稠粘流體或熔融體壓力測量，工作后易于清洗；(3)作為敏感元件的膜片同時(shí)兼有隔離功能，使被測介質(zhì)不與彈性體直接接觸，從而增加了彈性元件的工作壽命；(4)生產(chǎn)中彈性體與彈性體過渡段可整體加工，也可分開加工，過渡段材料采用不銹鋼等時(shí)，即可滿足抗腐蝕等特殊要求，適當(dāng)延長過渡段，還可擴(kuò)大傳感器的允許工作溫度范圍；(5)彈性體采用S形懸臂梁變形結(jié)構(gòu)，有線性好，精度高、易于貼片等優(yōu)點(diǎn)；傳感器直接插入管道或容器工作，不需導(dǎo)管，從而可縮短響應(yīng)時(shí)間；(6)膜片與彈性體過渡段及傳力桿面接觸部分采用密集點(diǎn)焊或滾焊，可消除接觸部分間隙，保證膜片有效面積不變，使傳感器線性、滯后、重復(fù)性三項(xiàng)指標(biāo)大大提高。
附圖
是本實(shí)用新型實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1－應(yīng)變片，2－膜片，3－彈性體，4－彈性體過渡段，5－傳力桿，6－緊固螺母，7－彈簧墊圈，8－膜片周邊，9－外螺紋，10－空隙，11－中心穿孔，12－凸臺(tái)，13－孔，14－環(huán)形凹槽。
下面是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例參見附圖。一種高精度粘流壓力傳感器，由彈性體3，與彈性體3一端加工成一體的有中心穿孔11的彈性體過渡段4，一端有外螺紋的傳力桿5，膜片2，平行間隔粘貼在彈性體3表面較薄位置的2對應(yīng)變片1等組成。彈性體3的另一端有孔13，傳力桿5位于中心穿孔11中，有外螺紋的一端穿過彈性體3的孔13并用螺母6緊固，另一端與膜片2密集點(diǎn)焊或滾焊聯(lián)接，螺母6與孔13之間還設(shè)置有彈簧墊圈7，與孔13接觸處的傳力桿5上有凸臺(tái)12，使聯(lián)接更牢固；膜片2周邊與彈性體過渡段4密集點(diǎn)焊或滾焊聯(lián)接后再等離子密封焊；膜片2一端的彈性體過渡段4有空隙10；彈性體過渡段4上有環(huán)形凹槽14。
設(shè)計(jì)中限制膜片位移量在傳感器滿量程時(shí)不大于膜片總位移的1／5。
該傳感器經(jīng)國家二級(jí)計(jì)量站測試，結(jié)果如下量程0～0.8MPa工作溫度范圍－30℃～80℃供橋電壓12.0000D.C.V滿量程輸出值20mV非線性0.033％F.S.
滯后0.008％F.S.
重復(fù)性±0.01％F.S.
零點(diǎn)熱漂移0.0028％CF.S精度±0.043％F.S過載能力150％F.S測量流體壓力時(shí)，傳感器直接與盛有流體的管道或容器壁聯(lián)接，線性壓力膜片2感受被測介質(zhì)壓力，并轉(zhuǎn)換成集中力作用于傳力桿5，傳力桿5又將集中力作用于S形變形彈性體3上，通過應(yīng)變片1感受彈性體3的應(yīng)變，應(yīng)變片1組成測量全橋后輸出與壓力成正比的電壓信號(hào)，即可準(zhǔn)確測出流體壓力。
本實(shí)用新型不限于該實(shí)施例，本實(shí)用新型內(nèi)容均可實(shí)施。
權(quán)利要求1.一種高精度粘流壓力傳感器，包括4個(gè)應(yīng)變片，其特征是還包括彈性體(3)、有中心穿孔(11)的彈性體過渡段(4)、一端有外螺紋的傳力桿(5)、以及膜片(2)；彈性體(3)的一端有孔(13)，另一端與彈性體過渡段(4)螺紋聯(lián)接，螺栓聯(lián)接或連為一體；傳力桿(5)位于中心穿孔(11)中，有外螺紋的一端穿過彈性體(3)的孔(13)并用螺母(6)緊固，另一端與膜片(2)密集點(diǎn)焊或滾焊聯(lián)接；膜片(2)周邊與彈性體過渡段(4)密集點(diǎn)焊或滾焊聯(lián)接后進(jìn)行密封焊；膜片(2)一端的彈性體過渡段(4)有空隙(10)；4個(gè)應(yīng)變片(1)設(shè)置在彈性體(3)表面。
2.按權(quán)利要求1所述的高精度粘流壓力傳感器，其特征是膜片(2)一端的彈性體過渡段(4)上有外螺紋(9)。
3.按權(quán)利要求1或2所述的高精度粘流壓力傳感器，其特征是傳力桿(5)上有凸臺(tái)(12)。
4.按權(quán)利要求1或2所述的高精度粘流壓力傳感器，其特征是所述的密封焊可以是等離子焊、電子束焊或亞弧焊。
5.按權(quán)利要求1或2所述的高精度粘流壓力傳感器，其特征是彈性體(3)還可以與傳力桿(5)連為一體。
6.按權(quán)利要求1或2所述的高精度粘流壓力傳感器，其特征是彈性體過渡段(4)上有環(huán)形凹槽(14)。
7.按權(quán)利要求3所述的高精度粘流壓力傳感器，其特征是彈性體過渡段(4)上有環(huán)形凹槽(14)。
8.按權(quán)利要求4所述的高精度粘流壓力傳感器，其特征是彈性體過渡段(4)上有環(huán)形凹槽(14)。
9.按權(quán)利要求5所述的高精度粘流壓力傳感器，其特征是彈性體過渡段(4)上有環(huán)形凹槽(14)。
專利摘要一種高精度粘流壓力傳感器，其特征是由彈性體及其過渡段，與彈性體一端螺栓聯(lián)接的傳力桿，與傳力桿和過渡段密集點(diǎn)焊或滾焊聯(lián)接的膜片，平行間隔粘貼在彈性體表面的兩對應(yīng)變片等組成。本實(shí)用新型無壓力腔，可以直接插入管道或容器工作，彈性體采用S形懸臂梁變形結(jié)構(gòu)，有線性好、精度高、易于貼片等特點(diǎn)，既適用于測量普通液體、氣體及蒸汽的壓力，也可準(zhǔn)確測量粘性流體或稠性流體的壓力。
文檔編號(hào)G01L9/08GK2164035SQ9323822
公開日1994年5月4日 申請日期1993年2月25日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月25日
發(fā)明者程應(yīng)輝 申請人:中國氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心設(shè)備設(shè)計(jì)與測試技術(shù)研究所