高可靠多余度壓差傳感器的制造方法
【專利摘要】高可靠多余度壓差傳感器，屬于傳感器領(lǐng)域，本發(fā)明為解決現(xiàn)有壓差傳感器因偶發(fā)性傳感器輸出超差、異常甚至無輸出等失效現(xiàn)象，導(dǎo)致影響壓力參數(shù)測量的問題。本發(fā)明方案：基座的端部設(shè)置有電連接器，基座的上方設(shè)置有電路板，并通過多個支柱支撐；還包括n個第一、第二油路壓力敏感芯體、n個第一、第二油路引入管路和異常提醒單元，異常提醒單元設(shè)置在電路板上；基座內(nèi)部設(shè)置有n個第一、第二油路壓力敏感芯體；每個壓力敏感芯體均通過一個管路與外界連通；每個壓力敏感芯體的電信號輸出端均與電路板進(jìn)行電連接，電路板的n路差壓信號通過電連接器輸出；電路板的n路差壓信號還輸出給異常提醒單元，異常提醒單元用于監(jiān)測是否有異常數(shù)據(jù)輸出。
【專利說明】高可靠多余度壓差傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多冗余的傳感器結(jié)構(gòu)，屬于傳感器領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]測量設(shè)備油路正反方向壓力差的雙向壓差傳感器。現(xiàn)有的傳感器主要由基座101、壓力敏感芯體102、連線部分103、支柱104、電路組件105和電連接器106等組成。
[0003]該類傳感器用于測量航天、航空、石油管路等設(shè)備油路正反方向壓力差的雙向壓差傳感器，傳感器長時間處于溫度、壓力、電等各種應(yīng)力的綜合作用，會出現(xiàn)偶發(fā)性傳感器輸出超差、異常甚至無輸出等失效現(xiàn)象。直接影響參數(shù)測量與信號控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有壓差傳感器因偶發(fā)性傳感器輸出超差、異常甚至無輸出等失效現(xiàn)象，導(dǎo)致影響壓力參數(shù)測量的問題，提供了一種高可靠多余度壓差傳感器。
[0005]本發(fā)明所述高可靠多余度壓差傳感器共有兩個技術(shù)方案。
[0006]第一個技術(shù)方案:高可靠多余度壓差傳感器包括基座、電路板、電連接器和多個支柱，基座的端部設(shè)置有電連接器，基座的上方設(shè)置有電路板，并通過多個支柱支撐；
[0007]還包括η個第一油路壓力敏感芯體、η個第二油路壓力敏感芯體、η個第一油路引入管路、η個第二油路引入管路和異常提醒單元，η為大于或等于2的正整數(shù)；異常提醒單元設(shè)置在電路板上；
[0008]基座內(nèi)部設(shè)置有η個第一油路壓力敏感芯體和η個第二油路壓力敏感芯體；每個第一油路壓力敏感芯體均通過一個第一油路引入管路與外界連通，每個第二油路壓力敏感芯體均通過一個第二油路引入管路與外界連通；
[0009]每個第一油路壓力敏感芯體的電信號輸出端均與電路板進(jìn)行電連接，每個第二油路壓力敏感芯體的電信號輸出端均與電路板進(jìn)行電連接，電路板的η路差壓信號通過電連接器輸出；電路板的η路差壓信號還輸出給異常提醒單元，異常提醒單元用于監(jiān)測是否有異常數(shù)據(jù)輸出。
[0010]第二個技術(shù)方案:高可靠多余度壓差傳感器包括基座、電路板、電連接器和多個支柱，基座的端部設(shè)置有電連接器，基座的上方設(shè)置有電路板，并通過多個支柱支撐；
[0011 ] 還包括η個第一油路壓力敏感芯體、η個第二油路壓力敏感芯體、η個第一油路引入管路、η個第二油路引入管路、第一油路引入總管路、第二油路引入總管路和異常提醒單元，η為大于或等于2的正整數(shù)；異常提醒單元設(shè)置在電路板上；
[0012]基座內(nèi)部設(shè)置有η個第一油路壓力敏感芯體和η個第二油路壓力敏感芯體；每個第一油路壓力敏感芯體均通過一個第一油路引入管路與第一油路引入總管路，第一油路引入總管路具有第一油路外界連通口 ；每個第二油路壓力敏感芯體均通過一個第二油路引入管路與第二油路引入總管路連通，第二油路引入總管路具有第二油路外界連通口 ；
[0013]每個第一油路壓力敏感芯體的電信號輸出端均與電路板進(jìn)行電連接，每個第二油路壓力敏感芯體的電信號輸出端均與電路板進(jìn)行電連接，電路板的η路差壓信號通過電連接器輸出；電路板的η路差壓信號還輸出給異常提醒單元，異常提醒單元用于監(jiān)測是否有異常數(shù)據(jù)輸出。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明可輸出多個冗余的壓差信號，本發(fā)明技術(shù)方案著力解決了測量航天、航空、石油管路等設(shè)備油路管道內(nèi)兩腔壓力差的壓差傳感器在溫度、壓力、電等各種應(yīng)力的綜合長時作用下偶發(fā)性故障問題。
[0015]通過將壓差傳感器設(shè)計成相互獨(dú)立，互不影響的多個余度，保證傳感器在長時間處于溫度、壓力、電等各種應(yīng)力的綜合作用下，即使各別余度出現(xiàn)偶發(fā)失效現(xiàn)象，也不影響其他余度的輸出，保證了傳感器輸出的準(zhǔn)確。該發(fā)明能夠有效提高壓差類傳感器在使用過程中的穩(wěn)定性與可靠性，提高傳感器的使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是【背景技術(shù)】中涉及的現(xiàn)有壓差傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是實(shí)施方式一所述高可靠多余度壓差傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是圖3的后視圖；
[0019]圖4是實(shí)施方式一原理框圖；
[0020]圖5是實(shí)施方式二所述高可靠多余度壓差傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖，連通口位于底座下表面；
[0021]圖6是圖5的后視圖；
[0022]圖7是實(shí)施方式二所述高可靠多余度壓差傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖，連通口位于底座側(cè)面；；
[0023]圖8是圖7的后視圖；
[0024]圖9是實(shí)施方式二原理框圖；
[0025]圖10是異常提醒單元的原理框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]【具體實(shí)施方式】一:下面結(jié)合圖2?圖4和圖10說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述高可靠多余度壓差傳感器，包括基座1、電路板2、電連接器4和多個支柱3，基座I的端部設(shè)置有電連接器4，基座I的上方設(shè)置有電路板2，并通過多個支柱3支撐；
[0027]還包括η個第一油路壓力敏感芯體5、η個第二油路壓力敏感芯體6、η個第一油路引入管路7、η個第二油路引入管路8和異常提醒單元13，η為大于或等于2的正整數(shù)；異常提醒單元13設(shè)置在電路板2上；
[0028]基座I內(nèi)部設(shè)置有η個第一油路壓力敏感芯體5和η個第二油路壓力敏感芯體6 ；每個第一油路壓力敏感芯體5均通過一個第一油路引入管路7與外界連通，每個第二油路壓力敏感芯體6均通過一個第二油路引入管路8與外界連通；
[0029]每個第一油路壓力敏感芯體5的電信號輸出端均與電路板2進(jìn)行電連接，每個第二油路壓力敏感芯體6的電信號輸出端均與電路板2進(jìn)行電連接，電路板2的η路差壓信號通過電連接器4輸出；電路板2的η路差壓信號還輸出給異常提醒單元13，異常提醒單元13用于監(jiān)測是否有異常數(shù)據(jù)輸出。
[0030]η個第一油路壓力敏感芯體5和η個第二油路壓力敏感芯體6按兩行、η列排布。
[0031]異常提醒單元13包括單片機(jī)13-1、語音芯片13-2和揚(yáng)聲器13_3，單片機(jī)13_1接收η路差壓信號，單片機(jī)13-1的異常數(shù)據(jù)提醒信號輸出端與語音芯片13-2的異常數(shù)據(jù)提醒信號輸入端相連，語音芯片13-2的語音驅(qū)動信號輸出端與揚(yáng)聲器13-3的語音始能信號輸入端相連。
[0032]η = 4的具體實(shí)施例，并進(jìn)行原理說明，4個第一油路引入管路7和4個第二油路弓丨入管路8作為獨(dú)立的八個引壓腔，4個第一油路引入管路7引入待測的第一油路的油性介質(zhì)，而4個第二油路引入管路8引入待測的第二油路的油性介質(zhì)，引入的油性介質(zhì)被引入后接觸第一油路壓力敏感芯體5或第二油路壓力敏感芯體6的不銹鋼膜片，使每個膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，由壓力敏感芯體將壓力變化轉(zhuǎn)換成電壓信號變化，然后再通過支柱3固定的電路板2將壓力信號調(diào)理成滿足要求的標(biāo)準(zhǔn)信號，進(jìn)而得到所需要兩路油性介質(zhì)壓力信號的差值，最終通過連線部分由電連接器4輸出，因有4個第一油路壓力敏感芯體5、4個第二油路壓力敏感芯體6，因此，最終會形成4路冗余的壓差信號，從電連接器4輸出。敏感芯體與基座I采用電子束焊接方式連接在一起。
[0033]這4路壓差信號輸出給異常提醒單元13，由單片機(jī)13-1對這4路數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，進(jìn)行兩兩比較，若判斷其中有某路數(shù)據(jù)異常，則基本認(rèn)定為某個壓力敏感芯片有異常，則單片機(jī)13-1通過語音芯片13-2驅(qū)動揚(yáng)聲器13-3進(jìn)行聲音提醒，這時的冗余數(shù)據(jù)可以利用，里面還有正確的數(shù)據(jù)，但也人為的提醒有異常的壓力敏感芯片，為進(jìn)一步維修作準(zhǔn)備。
[0034]【具體實(shí)施方式】二:下面結(jié)合圖5?圖9和圖10說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式對實(shí)施方式一作進(jìn)一步說明，包括基座1、電路板2、電連接器4和多個支柱3，基座I的端部設(shè)置有電連接器4，基座I的上方設(shè)置有電路板2，并通過多個支柱3支撐；
[0035]還包括η個第一油路壓力敏感芯體5、η個第二油路壓力敏感芯體6、η個第一油路引入管路7、η個第二油路引入管路8、第一油路引入總管路9、第二油路引入總管路10和異常提醒單元13，η為大于或等于2的正整數(shù)；異常提醒單元13設(shè)置在電路板2上；
[0036]基座I內(nèi)部設(shè)置有η個第一油路壓力敏感芯體5和η個第二油路壓力敏感芯體6 ；每個第一油路壓力敏感芯體5均通過一個第一油路引入管路7與第一油路引入總管路9，第一油路引入總管路9具有第一油路外界連通口 11 ;每個第二油路壓力敏感芯體6均通過一個第二油路引入管路8與第二油路引入總管路10連通，第二油路引入總管路10具有第二油路外界連通口 12 ；
[0037]每個第一油路壓力敏感芯體5的電信號輸出端均與電路板2進(jìn)行電連接，每個第二油路壓力敏感芯體6的電信號輸出端均與電路板2進(jìn)行電連接，電路板2的η路差壓信號通過電連接器4輸出；電路板2的η路差壓信號還輸出給異常提醒單元13，異常提醒單元13用于監(jiān)測是否有異常數(shù)據(jù)輸出。
[0038]η個第一油路壓力敏感芯體5和η個第二油路壓力敏感芯體6按兩行、η列排布。
[0039]第一油路外界連通口 11和第二油路外界連通口 12的布局有兩種方式:
[0040]第一油路外界連通口 11和第二油路外界連通口 12位于基座I的下表面。參見圖5和圖。
[0041]第一油路外界連通口 11和第二油路外界連通口 12位于基座I的一個側(cè)面。參見圖7和圖8。
[0042]異常提醒單元13包括單片機(jī)13-1、語音芯片13-2和揚(yáng)聲器13_3，單片機(jī)13_1接收η路差壓信號，單片機(jī)13-1的異常數(shù)據(jù)提醒信號輸出端與語音芯片13-2的異常數(shù)據(jù)提醒信號輸入端相連，語音芯片13-2的語音驅(qū)動信號輸出端與揚(yáng)聲器13-3的語音始能信號輸入端相連。
[0043]以η = 4為例進(jìn)行說明工作原理:本實(shí)施方式中第一油路引入總管路9和第二油路引入總管路10作為兩個引壓腔，這兩個引壓腔分別引入第一油路和第二油路的油性介質(zhì)，在傳感器內(nèi)部進(jìn)行分流，并分別作用于每個壓力敏感芯體的不銹鋼膜片上。該傳感器內(nèi)部由4個第一油路壓力敏感芯體5、4個第二油路壓力敏感芯體6組成，保證每個通道均相當(dāng)于一個單余度壓差傳感器，四個通道均相互獨(dú)立，互不影響。該發(fā)明可有效降低由于傳感器偶發(fā)失效而造成的測量失真，保證待測壓力的測量準(zhǔn)確。
【權(quán)利要求】
1.高可靠多余度壓差傳感器，包括基座(1)、電路板(2)、電連接器(4)和多個支柱(3)，基座⑴的端部設(shè)置有電連接器(4)，基座⑴的上方設(shè)置有電路板(2)，并通過多個支柱⑶支撐； 其特征在于，還包括η個第一油路壓力敏感芯體(5)、η個第二油路壓力敏感芯體(6)、η個第一油路引入管路(7)、η個第二油路引入管路(8)和異常提醒單元(13)，η為大于或等于2的正整數(shù)；異常提醒單元(13)設(shè)置在電路板(2)上； 基座(I)內(nèi)部設(shè)置有η個第一油路壓力敏感芯體(5)和η個第二油路壓力敏感芯體(6);每個第一油路壓力敏感芯體(5)均通過一個第一油路引入管路(7)與外界連通，每個第二油路壓力敏感芯體(6)均通過一個第二油路引入管路(8)與外界連通； 每個第一油路壓力敏感芯體(5)的電信號輸出端均與電路板(2)進(jìn)行電連接，每個第二油路壓力敏感芯體(6)的電信號輸出端均與電路板(2)進(jìn)行電連接，電路板(2)的η路差壓信號通過電連接器(4)輸出；電路板(2)的η路差壓信號還輸出給異常提醒單元(13)，異常提醒單元(13)用于監(jiān)測是否有異常數(shù)據(jù)輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高可靠多余度壓差傳感器，其特征在于，η個第一油路壓力敏感芯體(5)和η個第二油路壓力敏感芯體(6)按兩行、η列排布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述高可靠多余度壓差傳感器，其特征在于，異常提醒單元(13)包括單片機(jī)(13-1)、語音芯片(13-2)和揚(yáng)聲器(13-3)，單片機(jī)(13_1)接收η路差壓信號，單片機(jī)(13-1)的異常數(shù)據(jù)提醒信號輸出端與語音芯片(13-2)的異常數(shù)據(jù)提醒信號輸入端相連，語音芯片(13-2)的語音驅(qū)動信號輸出端與揚(yáng)聲器(13-3)的語音始能信號輸入端相連。
4.所述高可靠多余度壓差傳感器，其特征在于，包括基座(1)、電路板(2)、電連接器(4)和多個支柱(3)，基座⑴的端部設(shè)置有電連接器(4)，基座⑴的上方設(shè)置有電路板(2)，并通過多個支柱(3)支撐； 其特征在于，還包括η個第一油路壓力敏感芯體(5)、η個第二油路壓力敏感芯體(6)、η個第一油路引入管路(7)、η個第二油路引入管路(8)、第一油路引入總管路(9)、第二油路引入總管路(10)和異常提醒單元(13)，η為大于或等于2的正整數(shù)；異常提醒單元(13)設(shè)置在電路板⑵上； 基座(I)內(nèi)部設(shè)置有η個第一油路壓力敏感芯體(5)和η個第二油路壓力敏感芯體(6);每個第一油路壓力敏感芯體(5)均通過一個第一油路引入管路(7)與第一油路引入總管路(9)，第一油路引入總管路(9)具有第一油路外界連通口(11);每個第二油路壓力敏感芯體(6)均通過一個第二油路引入管路⑶與第二油路引入總管路(10)連通，第二油路引入總管路(10)具有第二油路外界連通口(12); 每個第一油路壓力敏感芯體(5)的電信號輸出端均與電路板(2)進(jìn)行電連接，每個第二油路壓力敏感芯體(6)的電信號輸出端均與電路板(2)進(jìn)行電連接，電路板(2)的η路差壓信號通過電連接器(4)輸出；電路板(2)的η路差壓信號還輸出給異常提醒單元(13)，異常提醒單元(13)用于監(jiān)測是否有異常數(shù)據(jù)輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述高可靠多余度壓差傳感器，其特征在于，η個第一油路壓力敏感芯體(5)和η個第二油路壓力敏感芯體(6)按兩行、η列排布。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述高可靠多余度壓差傳感器，其特征在于，第一油路外界連通口(11)和第二油路外界連通口(12)位于基座(I)的下表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述高可靠多余度壓差傳感器，其特征在于，第一油路外界連通口(11)和第二油路外界連通口(12)位于基座(I)的一個側(cè)面。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述高可靠多余度壓差傳感器，其特征在于，異常提醒單元(13)包括單片機(jī)(13-1)、語音芯片(13-2)和揚(yáng)聲器(13-3)，單片機(jī)(13_1)接收η路差壓信號，單片機(jī)(13-1)的異常數(shù)據(jù)提醒信號輸出端與語音芯片(13-2)的異常數(shù)據(jù)提醒信號輸入端相連，語音芯片(13-2)的語音驅(qū)動信號輸出端與揚(yáng)聲器(13-3)的語音始能信號輸入端相連。
【文檔編號】G01L13/02GK104483062SQ201410810836
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月23日
【發(fā)明者】丁鐘凱, 崔宏敏, 劉寶偉, 寧金明, 孫志成, 孫光巖, 石婷婷, 王元委, 駱文鵬, 劉岳, 劉冬, 王永鵬, 潘明 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第四十九研究所