專(zhuān)利名稱(chēng)：一種差壓傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種壓力測(cè)量裝置，特別是涉及一種用于壓力差 控制的差壓傳感器。
背景技術(shù)：
在電工、儀器儀表等行業(yè)中，經(jīng)常要求對(duì)容器、設(shè)備的壓力差進(jìn) 行控制，這時(shí)，常常會(huì)使用到差壓傳感器。目前，在制備差壓傳感 器時(shí)，其內(nèi)的彈性敏感元件大都采用波登管、波紋管和膜片。對(duì)于 波登管型和波紋管型差壓傳感器，正負(fù)壓腔為同一彈性元件，壓力 作用在彈性元件的單側(cè)，因此在使用中存在著靜壓不高的問(wèn)題。而 膜片型差壓傳感器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)部需要充油并抽真空，因而使得 成本較高。同時(shí)，這些差壓傳感器只有機(jī)械表頭顯示，不能進(jìn)行電 信號(hào)輸出，無(wú)法與自動(dòng)控制系統(tǒng)相連，由此不能有效地控制容器、 設(shè)備的內(nèi)外壓力變化速率及壓力差的大小，大大制約了差壓傳感器 的應(yīng)用。
因此，需要研制開(kāi)發(fā)出一種既有高靜壓，又有機(jī)械表頭顯示和電 信號(hào)輸出兩種輸出方式的新型的差壓傳感器，以滿(mǎn)足日益發(fā)展的需 要進(jìn)行自動(dòng)控制的壓力測(cè)量?jī)x器的需要。

實(shí)用新型內(nèi)容
為克服上述缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種如下所述的新穎 的差壓傳感器，該差壓傳感器不僅具有機(jī)械表頭的指針顯示，而且 具有電信號(hào)輸出，可以將被測(cè)容器、設(shè)備的壓力差反饋至電控系統(tǒng)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型通過(guò)如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
根據(jù)本實(shí)用新型提供了一種差壓傳感器，包括封裝外殼；第一和第二傳感元件及其分別形成的第 一和第二腔室，該第 一腔室具有與
外界連通的第一壓力口 ，第二腔室具有與外界連通的第二壓力口 ； 用于將傳感元件的變形傳輸、放大的變形傳輸和放大組件；用于指 示壓力變化的指針；以及用于使指針復(fù)位的彈簧，其中，第一和第 二傳感元件的末端分別與長(zhǎng)連桿的兩端鉸接，該差壓傳感器進(jìn)一步 包括用于感應(yīng)第一傳感元件或第二傳感元件的變形的形變感應(yīng)裝 置，該形變感應(yīng)裝置與外部電控系統(tǒng)相連接，可向外部電控系統(tǒng)傳 輸電信號(hào)。
在根據(jù)本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，形變感應(yīng)裝置為如下
所述的壓力應(yīng)變片，即，該壓力應(yīng)變片能夠隨第一傳感元件或第二
傳感元件的形變而產(chǎn)生形狀改變。
在根據(jù)本實(shí)用新型的另一種優(yōu)選實(shí)施方式中，壓力應(yīng)變片可以設(shè)
置在如下位置上傳感元件的側(cè)壁上、傳感元件的側(cè)壁上。
在根據(jù)本實(shí)用新型的另外一種優(yōu)選實(shí)施方式中，壓力應(yīng)變片為從 如下所述的組中選耳又的元件半導(dǎo)體應(yīng)變片、金屬應(yīng)變片、陶瓷應(yīng) 變片。
在根據(jù)本實(shí)用新型的再一種優(yōu)選實(shí)施方式中，形變感應(yīng)裝置為能 夠檢測(cè)到第 一傳感元件或第二傳感元件的形變并產(chǎn)生電信號(hào)的霍爾 元件。
在根據(jù)本實(shí)用新型的 一種優(yōu)選實(shí)施方式中，霍爾元件可以設(shè)置在 如下所述的位置上第一傳感元件與長(zhǎng)連桿之間、第二傳感元件與 長(zhǎng)連桿之間、以及第二傳感元件與短連桿之間。
在根據(jù)本實(shí)用新型的另一種優(yōu)選實(shí)施方式中，形變感應(yīng)裝置為安
裝在中心齒輪上的電位器，該電位器的電阻調(diào)節(jié)部件與中心齒輪連 接并可由中心齒輪帶動(dòng)而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，從而使電位器的電阻發(fā)生變化。
在根據(jù)本實(shí)用新型的另外一種優(yōu)選實(shí)施方式中，兩傳感元件分別 為一根彎成圓弧形且末端逐漸變細(xì)的管子，其截面呈橢圓形，橢圓 的短軸方向與管子彎曲的徑向方向一致。
在根據(jù)本實(shí)用新型的再一種優(yōu)選實(shí)施方式中，變形傳輸和放大組件包括長(zhǎng)連桿、短連桿、擺桿和齒輪組，該齒輪組固定于第二傳感 元件圍成的區(qū)域內(nèi)，與擺桿的一端連接，其中心齒輪位于第二傳感
元件圍成的區(qū)域中央，在該中心齒輪上安裝有指針；短連桿兩端分
別與第二傳感元件和擺桿絞接；彈簧的一端與中心齒輪連接，另一
端與指針相接觸。
本實(shí)用新型的有益效果在于該實(shí)用新型通過(guò)在一個(gè)傳感器內(nèi)設(shè)
上，從而使靜壓得到了提高；同時(shí)，其封裝外殼對(duì)密封度要求不高， 使該差壓傳感器的制備工藝簡(jiǎn)單；另外，該差壓表同時(shí)具有機(jī)械表 頭顯示和電信號(hào)輸出兩種輸出方式，可以將被測(cè)容器、設(shè)備的內(nèi)外 壓力變化速率及壓力差的大小反饋至電控系統(tǒng)，有利于進(jìn)行工業(yè)控制。


圖1是根據(jù)本實(shí)用新型第一優(yōu)選實(shí)施例的差壓傳感器的結(jié)構(gòu)示 意圖2是根據(jù)本實(shí)用新型第二優(yōu)選實(shí)施例的差壓傳感器的結(jié)構(gòu)示 意圖；以及
圖3是根據(jù)本實(shí)用新型第三優(yōu)選實(shí)施例的差壓傳感器的結(jié)構(gòu)示 意圖。
附圖標(biāo)記
l第一傳感元件；2第一壓力口； 3第二傳感元件；4第二壓 力口； 5長(zhǎng)連桿；6短連桿；7擺桿；8齒輪組；9中心齒輪；10 指針；ll彈簧；12第一腔室；13第二腔室；15封裝外殼；
20壓力感應(yīng)裝置；201壓力應(yīng)變片；202霍爾元件；203電位器。
具體實(shí)施方式
下面將根據(jù)附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
6圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的第一優(yōu)選實(shí)施例的差壓傳感器的
結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施方式中，差壓傳感器包括封裝外殼15;第一 和第二傳感元件l、 3及其分別形成的第一和第二腔室12、 13，該第 一腔室12具有與外界連通的第一壓力口 2,該第二腔室13具有與外 界連通的第二壓力口 4;用于將傳感元件l、 3的變形傳輸、放大的 變形傳輸和放大組件；用于指示壓力變化的指針10;以及用于使指 針10復(fù)位的彈簧11。另外，第一和第二壓力口2、 4分別用于與被 測(cè)容器的一個(gè)測(cè)試端相連，第一腔室2與第二腔室4之間不相連通， 保證纟皮測(cè)容器兩測(cè)試端的氣體進(jìn)入差壓表后不混合。
如圖1所示，第一傳感元件1和第二傳感元件3分別為一根彎成 圓弧形且末端逐漸變細(xì)的管子，其截面呈橢圓形，橢圓的短軸方向 與管子彎曲的徑向方向一致。在本實(shí)施方式中，在第二傳感元件3 的側(cè)壁上設(shè)置有壓力應(yīng)變片201,但該壓力應(yīng)變片201亦可設(shè)置在第 一傳感元件1的側(cè)壁上。該壓力應(yīng)變片201可以是半導(dǎo)體應(yīng)變片、 金屬應(yīng)變片、陶瓷應(yīng)變片，它與外部電控系統(tǒng)相連接，用于向外部 電控系統(tǒng)傳輸電信號(hào)。
此外，上述差壓傳感器的變形傳輸和放大組件包括長(zhǎng)連桿5、短 連桿6、擺桿7和齒輪組8，其中，長(zhǎng)連桿5兩端分別與兩傳感元件 1、 3的末端鉸接。當(dāng)兩個(gè)傳感元件1、 3的形變不同時(shí)，長(zhǎng)連桿5 的兩端分別受到傳感元件1和傳感元件3的不同的作用力，致使長(zhǎng) 連桿5產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。
齒輪組8固定于第二傳感元件3圍成的區(qū)域內(nèi)，與擺桿7的一端 連接，其中心齒輪9位于第二傳感元件3圍成的區(qū)域中央，在該中 心齒輪9上安裝有指針10。短連桿6的兩端分別與傳感元件3的末 端和擺桿7絞接，而擺桿7的另一端與齒輪組8連接。當(dāng)傳感元件1、 3產(chǎn)生的形變不同時(shí)，便會(huì)推動(dòng)長(zhǎng)連桿5運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)短連桿6 運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而使擺桿7轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)齒輪組8轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪組8將擺桿7 的微量轉(zhuǎn)動(dòng)放大，并帶動(dòng)安裝在其中心齒輪9上的指針I(yè)O轉(zhuǎn)動(dòng)。另 外，彈簧11的一端與中心齒輪9連接，另一端與指針10相接觸，用于指針10的自動(dòng)復(fù)位。
在進(jìn)行壓力測(cè)試時(shí)，首先將第一壓力口 2和第二壓力口 4分別與 測(cè)試容器的兩測(cè)試端之一連接。當(dāng)?shù)谝粋鞲性?和第二傳感元件3 內(nèi)的氣壓相同時(shí)，兩傳感元件l、 3的變形一致，長(zhǎng)連桿5不產(chǎn)生運(yùn) 動(dòng)，指針10的位置不變，指示為零。當(dāng)兩腔室12、 13中的壓力不 相同時(shí)，在第一腔室12中的壓力大于第二腔室13中的壓力的情況 下，傳感元件1的變形大于傳感元件3的變形，從而推動(dòng)長(zhǎng)連桿5 向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)短連桿6使擺杵7作微量轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)齒輪組8 將運(yùn)動(dòng)放大并帶動(dòng)指針I(yè)O逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。反之，當(dāng)?shù)谝磺皇?2中的 壓力小于第二腔室13中的壓力時(shí)，指針10將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)傳感 元件3產(chǎn)生形變時(shí)，設(shè)置在其側(cè)壁上的壓力應(yīng)變片201產(chǎn)生形狀變 化，其電阻率也會(huì)隨之發(fā)生變化，因此可以向外界輸出不同的電信 號(hào)，達(dá)到自動(dòng)控制的目的。當(dāng)測(cè)試停止時(shí)，彈簧ll儲(chǔ)存的機(jī)械能可 使指針10歸零。
圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的第二優(yōu)選實(shí)施例的差壓傳感器的結(jié)構(gòu) 示意圖，在本實(shí)施方式中，形變感應(yīng)裝置20為霍爾元件202,其可 以位于第二傳感元件3與短連桿6之間，也可以位于第一傳感元件1 與長(zhǎng)連桿5之間，還可以位于第二傳感元件3與長(zhǎng)連桿5之間，在 本實(shí)施方式中，將該霍爾元件202設(shè)置于第二傳感元件3與短連桿6 之間。在本實(shí)施方式中，霍爾元件202采用將霍爾器件、磁性材料 和變換電路 一 體化封裝的方式，其能夠?qū)⑽灰屏哭D(zhuǎn)化為霍爾電勢(shì)輸 出。其信號(hào)輸出端與外部電控系統(tǒng)相連接，可將電信號(hào)傳輸給外部 電控系統(tǒng)。
在進(jìn)行壓力測(cè)試時(shí)，首先將第一壓力口 2和第二壓力口 4分別與 測(cè)試容器的兩測(cè)試端之一連接。當(dāng)?shù)谝粋鞲性?和第二傳感元件3 內(nèi)的氣壓相同時(shí)，兩傳感元件l、 3的變形一致，長(zhǎng)連桿5不產(chǎn)生運(yùn) 動(dòng)，指針10的位置不變，指示為零。當(dāng)兩腔室12、 13中的壓力不 相同時(shí)，在第一腔室12中的壓力大于第二腔室13中的壓力的情況 下，傳感元件1的變形大于傳感元件3的變形，從而推動(dòng)長(zhǎng)連桿5
8向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)短連桿6使擺桿7作微量轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)齒輪組8 將運(yùn)動(dòng)放大并帶動(dòng)指針I(yè)O逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。反之，當(dāng)?shù)谝磺皇?2中的 壓力小于第二腔室13中的壓力時(shí)，指針10將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)傳感 元件3產(chǎn)生形變時(shí)，與其相連的霍爾元件202隨之產(chǎn)生位移，其內(nèi) 的變換電路將位移量轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，其信號(hào)輸出端與外部電控系統(tǒng) 相連接，可將電信號(hào)傳輸給外部電控系統(tǒng)，達(dá)到自動(dòng)控制的目的。 當(dāng)測(cè)試停止時(shí)，彈簧11儲(chǔ)存的機(jī)械能可使指針10歸零。
圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的第三優(yōu)選實(shí)施例的差壓傳感器的結(jié)構(gòu) 示意圖，在本實(shí)施方式中，形變感應(yīng)裝置20為安裝在中心齒輪9上 的電位器203,該電位器203的電阻調(diào)節(jié)部件與中心齒輪9連接，可 由中心齒輪9帶動(dòng)而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，從而使電位器203的電阻發(fā)生變化， 該電位器203的輸出端與外部電控系統(tǒng)相連接，可向外部電控系統(tǒng) 傳輸電信號(hào)。
在進(jìn)行壓力測(cè)試時(shí)，首先將第一壓力口 2和第二壓力口 4分別與 測(cè)試容器的兩測(cè)試端之一連接。當(dāng)?shù)谝粋鞲性?和第二傳感元件3 內(nèi)的氣壓相同時(shí)，兩傳感元件l、 3的變形一致，長(zhǎng)連桿5不產(chǎn)生運(yùn) 動(dòng)，指針10的位置不變，指示為零。當(dāng)兩腔室12、 13中的壓力不 相同時(shí)，在第一腔室12中的壓力大于第二腔室13中的壓力的情況 下，傳感元件1的變形大于傳感元件3的變形，從而推動(dòng)長(zhǎng)連桿5 向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)短連桿6使擺桿7作微量轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)齒輪組8 將運(yùn)動(dòng)放大，指針I(yè)O逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。反之，當(dāng)?shù)谝磺皇?2中的壓力 小于第二腔室13中的壓力時(shí)，指針10將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。隨著中心齒 輪9的轉(zhuǎn)動(dòng)，與其相連的電位器203的電阻調(diào)節(jié)部件在中心齒輪9 的帶動(dòng)下產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，使電位器203的電阻發(fā)生變化，從而使輸出的 電信號(hào)發(fā)生變化。該電位器203的輸出端與外部電控系統(tǒng)相連接， 可向外部電控系統(tǒng)傳輸電信號(hào)，達(dá)到自動(dòng)控制的目的。當(dāng)測(cè)試停止 時(shí)，彈簧11儲(chǔ)存的機(jī)械能可使指針10歸零。
在本實(shí)用新型中，傳感元件l和傳感元件3可以采用銅制備而成， 但亦可實(shí)施為具有一定厚度并且在壓力作用下能夠發(fā)生形變的其他材料，例如不銹鋼、白銅、尼龍、有機(jī)聚合物、碳纖維。
以上所披露的僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，當(dāng)然不能以此來(lái)限 定本實(shí)用新型的權(quán)利保護(hù)范圍。可以理解，依據(jù)本實(shí)用新型所附權(quán)
利要求中限定的實(shí)質(zhì)和范圍所作的等同變化，仍屬于本實(shí)用新型所 涵蓋的范圍。
權(quán)利要求1.一種差壓傳感器，包括封裝外殼(15)；第一和第二傳感元件(1、3)及其分別形成的第一和第二腔室(12、13)，所述第一腔室(12)具有與外界連通的第一壓力口(2)，所述第二腔室(13)具有與外界連通的第二壓力口(4)；用于將傳感元件(1、3)的變形傳輸、放大的變形傳輸和放大組件；用于指示壓力變化的指針(10)；以及用于使指針(10)復(fù)位的彈簧(11)，其特征在于，所述第一和第二傳感元件(1、3)的末端分別與長(zhǎng)連桿(5)的兩端鉸接，所述差壓傳感器進(jìn)一步包括用于感應(yīng)第一傳感元件(1)或第二傳感元件(3)的變形的形變感應(yīng)裝置(20)，所述形變感應(yīng)裝置(20)與外部電控系統(tǒng)相連接，可向外部電控系統(tǒng)傳輸電信號(hào)。
2. 如權(quán)利要求1所述的差壓傳感器，其特征在于，所述形變感 應(yīng)裝置(20)為如下所述的壓力應(yīng)變片(201)，即，所述壓力應(yīng)變 片(201 )能夠隨第一傳感元件(1 )或第二傳感元件(3)的形變而 產(chǎn)生形狀改變。
3. 如權(quán)利要求2所述的差壓傳感器，其特征在于，所述壓力應(yīng) 變片(201)可以設(shè)置在如下所述的位置上所述傳感元件(1)的 側(cè)壁上、所述傳感元件(3)的側(cè)壁上。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的差壓傳感器，其特征在于，所述壓 力應(yīng)變片(201 )為從如下所述的組中選取的元件半導(dǎo)體應(yīng)變片、 金屬應(yīng)變片、陶瓷應(yīng)變片。
5. 如權(quán)利要求1所述的差壓傳感器，其特征在于，所述形變感 應(yīng)裝置(20)為能夠檢測(cè)到第一傳感元件(1)或第二傳感元件(3) 的形變并產(chǎn)生電信號(hào)的霍爾元件(202 )。
6. 如權(quán)利要求5所述的差壓傳感器，其特征在于，所述霍爾元 件(202 )可以設(shè)置在如下所述的位置上所述第一傳感元件(1) 與長(zhǎng)連桿(5)之間、所述第二傳感元件(3)與長(zhǎng)連桿(5)之間、 以及所述第二傳感元件(3)與短連桿(6)之間。
7. 如權(quán)利要求1所述的差壓傳感器，其特征在于，所述形變感 應(yīng)裝置(20)為安裝在中心齒輪(9)上的電位器(203 ),所述電 位器(203 )的電阻調(diào)節(jié)部件與中心齒輪(9)連接并可由中心齒輪(9)帶動(dòng)而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，從而使電位器(203 )的電阻發(fā)生變化。
8. 如權(quán)利要求1所述的差壓傳感器，其特征在于，所述兩傳感 元件(l、 3)分別為一根彎成圓弧形且末端逐漸變細(xì)的管子，其截 面呈橢圓形，橢圓的短軸方向與管子彎曲的徑向方向一致。
9. 如權(quán)利要求1所述的差壓傳感器，其特征在于，所述變形傳 輸和放大組件包括長(zhǎng)連桿(5 )、短連桿(6 )、擺桿(7 )和齒輪組(8),所述齒輪組(8)固定于第二傳感元件(3)圍成的區(qū)域內(nèi)， 與所述擺桿(7)的一端連接，其中心齒輪(9)位于所述第二傳感 元件(3 )圍成的區(qū)域中央，在所述中心齒輪(9 )上安裝有指針(10 ); 所述短連桿(6)兩端分別與第二傳感元件(3)和擺桿(7)絞接； 所述彈簧(11)的一端與中心齒輪(9)連接，另一端與指針(10) 相接觸。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種差壓傳感器，其包括封裝外殼，第一和第二傳感元件及其分別圍成的腔室，用于將傳感元件的變形傳輸、放大的長(zhǎng)連桿、短連趕、擺桿和齒輪組，用于指示壓力變化的指針，用于使指針復(fù)位的彈簧，以及用于感應(yīng)第一傳感元件或第二傳感元件變形的形變感應(yīng)裝置。該差壓表同時(shí)具有機(jī)械表頭顯示和電信號(hào)輸出兩種輸出方式，可以將被測(cè)容器、設(shè)備的壓力差反饋至電控系統(tǒng)，有利于進(jìn)行工業(yè)控制，而且可提高靜壓，同時(shí)制造工藝設(shè)備簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)G01L13/02GK201331409SQ20092000047
公開(kāi)日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2009年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月8日
發(fā)明者丁東勝, 王生彪 申請(qǐng)人:丁東勝