專利名稱：新型管壓傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油管內(nèi)動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量?jī)x器，特別是一種測(cè)量柴油機(jī)高壓 油管和液壓油管壓力波的新型管壓傳感器。
背景技術(shù)：
眾所周知，燃油噴射系統(tǒng)工作過(guò)程的好壞直接影響著柴油機(jī)的功率、排 放、燃油經(jīng)濟(jì)性和工作可靠性等性能，其嚴(yán)重故障會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)失去工作能
力。因此，從上世紀(jì)70年代開(kāi)始，科研人員就在柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)故障
診斷方面開(kāi)展了大量的工作。通過(guò)分析高壓油管壓力波形識(shí)別燃油噴射系統(tǒng) 故障和計(jì)算供油相關(guān)參數(shù)是一種比較直觀的方法。另外，隨著液壓技術(shù)的迅
猛發(fā)展，液壓系統(tǒng)故障診斷工作也日益重要，不解體測(cè)量液壓管路壓力變化 是識(shí)別液壓系統(tǒng)工作狀態(tài)的一種重要方法。當(dāng)前，對(duì)于管壓測(cè)試的需求曰益 增加，要求也日益提高。因此，研制使用方便、性能可靠、測(cè)試準(zhǔn)確的新型 管壓傳感器具有重要的實(shí)際意義。目前，管壓的測(cè)試方法主要有以下幾種 接頭法、粘貼法、小孔法、外卡法等。由于打孔和接三通的方法在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè) 中無(wú)法實(shí)現(xiàn)，所以采用外卡法間接測(cè)取管壓已成為一種簡(jiǎn)單實(shí)用的方法。目 前常見(jiàn)的一種外卡式壓力傳感器，采用了壓電薄膜探測(cè)技術(shù)，直接夾在管外 壁上，配上前置放大顯示儀，顯示壓力值，輸出4-20mA、 1-5VDC、 0-5VDC的 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。從結(jié)構(gòu)上看，該傳感器所測(cè)油管管徑必須與傳感器完全一致，對(duì) 油管外表面的光潔度和形狀要求較高，而且由于自身體積較大，對(duì)安裝空間 有一定的要求，不利于實(shí)車測(cè)試。另外，需要配備電荷放大器和濾波器使用。 綜合分析，目前的管壓傳感器一般存在的問(wèn)題是1、卡持不夠方便， 對(duì)被測(cè)油管要求較高；缺乏靈活性 一種傳感器只能測(cè)試一種管徑的油管， 柴油機(jī)常用管徑為06、 07、 08，液壓油管管徑則從①6 035各種尺寸 都有，這樣，就需要大量不同型號(hào)的傳感器，造成極大浪費(fèi)。2、外形尺寸 較大，不適合空間狹小處油管壓力的測(cè)試。傳感器需要配備高性能電荷放大 器和濾波器才能使用，而且參數(shù)調(diào)節(jié)比較復(fù)雜，不具有普及性，也不利于實(shí)車現(xiàn)場(chǎng)使用。由于外置濾波器的設(shè)置存在一定局限，導(dǎo)致測(cè)試波形濾波不夠完
善，會(huì)影響到后續(xù)數(shù)據(jù)的分析與特征提取。3、在緊固方式上，有的傳感器緊 固方式不合理，傳感器易松動(dòng)、脫落；有的傳感器對(duì)鎖緊拉桿的剛度要求較 高，剛度過(guò)高過(guò)低都會(huì)影響傳感器的使用。4、卡持定位不具有唯一性，油管 變形的徑向力就不能直接作用在傳感器的受力面上，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的偏差。 針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)合理、安裝方便可靠、體積小巧， 適合于現(xiàn)場(chǎng)空間緊湊的油管壓力測(cè)試的外卡式ICP (Integrated Circuit Piezoelectric)型管壓傳感器。傳感器的基本工作原理為壓電效應(yīng)，內(nèi)置 有微型放大電路，采用二線的方式工作，傳感器適用于動(dòng)態(tài)壓力測(cè)試。

發(fā)明內(nèi)容
一種新型管壓傳感器，由傳感器體、傳感器殼體、調(diào)理模塊組成，所述 傳感器體主要由壓電晶體、內(nèi)置放大電路、信號(hào)輸出端、傳感器受力面組成； 傳感器殼體由兩個(gè)緊固螺栓、鎖緊螺帽、定位壓塊和殼體組成；傳感器體與 傳感器殼體之間由螺紋連接，并用膠粘接，調(diào)理模塊包括恒流源和外部放大 電路。
所述傳感器殼體上的緊固螺栓上有兩個(gè)螺栓頭。 所述傳感器殼體上的緊固螺栓上有一個(gè)鎖緊螺帽。
所述傳感器殼體上的緊固螺栓有一個(gè)與之滑動(dòng)連接的定位壓塊，定位壓 塊的底面呈人字形。
本發(fā)明的新型管壓傳感器采用高靈敏度壓電晶體作為彈性元件，可以測(cè) 取油管管壁的微小變形；采用內(nèi)裝集成電路放大器的方式設(shè)計(jì)傳感器，省去 電荷放大器，具有抗干擾能力強(qiáng)、安裝方便、使用簡(jiǎn)單的特點(diǎn)；采用24Voc、 4mA恒流源給傳感器供電，恒流源供電取自車載電瓶，便于現(xiàn)場(chǎng)使用；傳感 器采用外卡方式測(cè)量管壓，無(wú)需破壞被測(cè)部件結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了不解體檢測(cè)；卡 持定位采用三角形內(nèi)切油管的定位方式，定位具有唯一性，而且適合不同管 徑的油管或者表面光潔度差的油管；在緊固方式上，主要采取兩項(xiàng)措施一 是緊固螺紋采用0.75的細(xì)牙，二是增加鎖緊螺帽。另外，為了方便使用， 緊固方式設(shè)計(jì)成手?jǐn)Q和扳手均可的結(jié)構(gòu)；采用了數(shù)字濾波技術(shù)，這樣不僅節(jié) 省了硬件費(fèi)用，而且濾波范圍更寬，使得波形更加準(zhǔn)確。


圖l是新型管壓傳感器結(jié)構(gòu)圖2是傳感器及恒流源信號(hào)調(diào)理模塊電路圖。
圖1中，1、 2緊固螺栓頭，3鎖緊螺帽，4緊固螺栓，5定位壓塊，6 被測(cè)油管，7傳感器受力面，8殼體，9傳感器體，IO信號(hào)輸出端。
圖2中，ll恒流源，12壓電晶體，13內(nèi)置放大電路，14外部放大電路。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例
如圖l所示，傳感器殼體8為"匚"形，上端有一個(gè)可以旋入緊固螺栓 4的螺孔。緊固螺栓4有一個(gè)緊固螺栓六方螺栓頭1和一個(gè)外圓滾花的緊固 螺栓圓形螺栓頭2，緊固螺栓上還有一個(gè)六方鎖緊螺帽3。緊固螺栓4的底 端有一個(gè)深孔，倒"T"形的定位壓塊5滑配合裝在其中。定位壓塊5的"人" 字形底面與傳感器受力面7構(gòu)成三角形定位卡在被測(cè)油管6上。傳感器體裝 在殼體8的下部，傳感器體9與傳感器殼體8之間由螺紋連接，并用膠粘接。 信號(hào)輸出端10將測(cè)試信號(hào)輸出。使用時(shí)，首先將管壓傳感器卡持在被測(cè)油 管6的合適位置(比如柴油機(jī)高壓油管噴油泵端或者噴油器端)上，擰緊 緊固螺栓4，然后擰緊六方鎖緊螺帽3，連接信號(hào)線到恒流源11 (參見(jiàn)圖2)， 將恒流源11輸出連接到數(shù)據(jù)采集卡，打開(kāi)電源即可開(kāi)始測(cè)試。
新型管壓傳感器的工作原理被測(cè)油管6管壁在動(dòng)態(tài)壓力作用下發(fā)生徑 向變形，該變形經(jīng)由傳感器受力面7作用在壓電晶體12上，根據(jù)壓電效應(yīng) 產(chǎn)生電荷增量。電荷增量直接由傳感器內(nèi)置放大電路13轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。 內(nèi)置放大電路13的工作電壓由電源E供給，通過(guò)恒流源11方式供電路工作。 同時(shí)A點(diǎn)也是信號(hào)輸出端IO，直接輸出為電壓信號(hào)，以二線的方式工作。外 部放大電路14，可以根據(jù)需要將相應(yīng)的信號(hào)增大。
本發(fā)明提供的新型管壓傳感器，靈敏度為1000mV/N、 100mV/N;量程為 5N、 50N;激勵(lì)電壓為12 30Voc;持續(xù)工作時(shí)間》10小時(shí)；傳感器體長(zhǎng)度《 50油管；測(cè)試管徑柴油機(jī)高壓油管用傳感器為①6 ①8，液壓油管用傳 感器為《①22、《①35。
權(quán)利要求
1、一種新型管壓傳感器，由傳感器體(9)、傳感器殼體(8)、調(diào)理模塊組成，其特征在于傳感器體(9)主要由壓電晶體(12)、內(nèi)置放大電路(13)、信號(hào)輸出端(10)、傳感器受力面(7)組成；傳感器殼體由緊固螺栓(4)，鎖緊螺帽(3)，定位壓塊(5)和殼體(8)組成；傳感器體(9)與傳感器殼體(8)之間由螺紋連接，并用膠粘接；調(diào)理模塊包括恒流源(11)和外部放大電路(14)。
2、 如權(quán)利要求1所述的新型管壓傳感器，其特征在于傳感器殼體(8) 上的緊固螺栓(4)上有兩個(gè)螺栓頭(1)和(2)。
3、 如權(quán)利要求1所述的新型管壓傳感器，其特征在于傳感器殼體(8)' 上的緊固螺栓(4)上有一個(gè)鎖緊螺帽(3)。
4、 如權(quán)利要求1所述的新型管壓傳感器，其特征在于傳感器殼體(8) 上的緊固螺栓(4)有一個(gè)與之滑動(dòng)連接的定位壓塊(5)，定位壓塊的底面 呈人字形。
全文摘要
本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)合理、安裝方便可靠、體積小巧，適合于現(xiàn)場(chǎng)空間緊湊的油管壓力測(cè)試的外卡式ICP型管壓傳感器。傳感器的基本工作原理為壓電效應(yīng)，傳感器適用于動(dòng)態(tài)壓力測(cè)試。所述的新型管壓傳感器，由傳感器體、外殼、調(diào)理模塊組成；傳感器體主要由壓電晶體、集成電路放大器、信號(hào)輸出端、受力面組成；傳感器殼體由殼體，緊固螺栓，鎖緊螺帽，定位壓塊組成；調(diào)理模塊由恒流源和外部放大電路組成。本發(fā)明提供的新型管壓傳感器，靈敏度為1000mV/N、100mV/N；量程為5N、50N；測(cè)試管徑為柴油機(jī)高壓油管用傳感器為Φ6～Φ8，液壓油管用傳感器為≤Φ22、≤Φ35。
文檔編號(hào)G01L9/08GK101241032SQ20081010210
公開(kāi)日2008年8月13日 申請(qǐng)日期2008年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月18日
發(fā)明者喬新勇, 劉建敏, 鋼 安, 張小明 申請(qǐng)人:張小明