專利名稱：一種差壓傳感器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種壓力測量裝置，特別是涉及一種用于壓力差控制 的差壓傳感器。
背景技術：
在電工、儀器儀表等行業(yè)中，經(jīng)常要求對容器、設備的壓力差進 行控制，這時，常常會使用到差壓傳感器。目前，在制備差壓傳感 器時，其內(nèi)的彈性敏感元件大都采用波登管、波紋管和膜片。對于 波登管型和波紋管型差壓傳感器，正負壓腔為同一彈性元件，壓力 作用在彈性元件的單側，因此在使用中存在著靜壓不高的問題。而 膜片型差壓傳感器的結構復雜，內(nèi)部需要充油并抽真空，因而使得 成本較高。同時，這些差壓傳感器只有機械表頭顯示，不能進行電 信號輸出，無法與自動控制系統(tǒng)相連，由此不能有效地控制容器、 設備的內(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 的應用。
因此，需要研制開發(fā)出一種既有高靜壓，又有機械表頭顯示和電 信號輸出兩種輸出方式的新型的差壓傳感器，以滿足日益發(fā)展的需 要進行自動控制的壓力測量儀器的需要。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述缺陷，本發(fā)明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械表頭的指針顯示，而且具有 電信號輸出，可以將被測容器、設備的壓力差反饋至電控系統(tǒng)。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過如下的技術方案實現(xiàn) 根據(jù)本發(fā)明提供了一種差壓傳感器，包括封裝外殼；第一和第二
4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；以及用于使指針復位的彈簧，其中，第二和第二傳 感元件的末端分別與長連桿的兩端鉸接，該差壓傳感器進一步包括 用于感應第 一傳感元件或第二傳感元件的變形的形變感應裝置，該 形變感應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
—，
在根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式中，形變感應裝置為如下所述 的壓力應變片，即，該壓力應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)本發(fā)明的另 一種優(yōu)選實施方式中，壓力應變片可以設置在 如下位置上傳感元件的側壁上、傳感元件的側壁上。
在根據(jù)本發(fā)明的另外一種優(yōu)選實施方式中，壓力應變片為從如下 所述的組中選取的元件半導體應變片、金屬應變片、陶瓷應變片。
在根據(jù)本發(fā)明的再一種優(yōu)選實施方式中，形變感應裝置為能夠檢 測到第 一傳感元件或第二傳感元件的形變并產(chǎn)生電信號的霍爾元 件。
在根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式中，霍爾元件可以設置在如下 所述的位置上第一傳感元件與長連桿之間、第二傳感元件與長連 桿之間、以及第二傳感元件與短連桿之間。
在根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式中，形變感應裝置為安裝在 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 可由中心齒輪帶動而產(chǎn)生運動，從而使電位器的電阻發(fā)生變化。
在根據(jù)本發(fā)明的另外一種優(yōu)選實施方式中，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)本發(fā)明的再一種優(yōu)選實施方式中，變形傳輸和放大組件包 括長連桿、短連桿、擺桿和齒輪組，該齒^^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。
本發(fā)明的有益效果在于該發(fā)明通過在 一 個傳感器內(nèi)設置兩個傳
使靜壓得到了提高；同時，其封裝外殼對密封度要求不高，使該差 壓傳感器的制備工藝簡單；另外，該差壓表同時具有機械表頭顯示 和電信號輸出兩種輸出方式，可以將被測容器、設備的內(nèi)外壓力變 化速率及壓力差的大小反饋至電控系統(tǒng)，有利于進行工業(yè)控制。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的差壓傳感器的結構示意圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實施例的差壓傳感器的結構示意圖； 以及
圖3是根據(jù)本發(fā)明第三優(yōu)選實施例的差壓傳感器的結構示意圖。 附圖標記
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壓力感應裝置；201壓力應變片；202霍爾元件；203電 位器。
具體實施例方式
下面將根據(jù)附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行詳細說明。 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的差壓傳感器的結構 示意圖。在本實施方式中，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I(yè)O 復位的彈簧ll。另外，第一和第二壓力口 2、 4分別用于與被測容器 的一個測試端相連，第一腔室2與第二腔室4之間不相連通，保證 被測容器兩測試端的氣體進入差壓表后不混合。
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。在本實施方式中，在第二傳感元件3 的側壁上設置有壓力應變片201,但該壓力應變片201亦可設置在第 一傳感元件1的側壁上。該壓力應變片201可以是半導體應變片、 金屬應變片、陶瓷應變片，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。
此外，上述差壓傳感器的變形傳輸和放大組件包括長連桿5、短 連桿6、擺桿7和齒^r組8，其中，長連桿5兩端分別與兩傳感元件 1、 3的末端鉸接。當兩個傳感元件1、 3的形變不同時，長連桿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 連桿5產(chǎn)生運動。
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。當傳感元件1、 3產(chǎn)生的形變不同時，便會推動長連桿5運動，從而帶動短連桿6 運動，進而使擺桿7轉動，帶動齒輪組8轉動，齒輪組8將擺桿7 的微量轉動放大，并帶動安裝在其中心齒輪9上的指針I(yè)O轉動。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的自動復位。
在進行壓力測試時，首先將第一壓力口 2和第二壓力口 4分別與 測試容器的兩測試端之一連接。當?shù)谝粋鞲性?和第二傳感元件3 內(nèi)的氣壓相同時，兩傳感元件l、 3的變形一致，長連桿5不產(chǎn)生運動，指針10的位置不變，指示為零。當兩腔室12、 13中的壓力不 相同時，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，從而推動長連桿5 向下運動，進而推動短連桿6使擺桿7作微量轉動，并通過齒輪組8 將運動放大并帶動指針10逆時針轉動。反之，當?shù)谝磺皇?2中的 壓力小于第二腔室13中的壓力時，指針10將順時針轉動。當傳感 元件3產(chǎn)生形變時，設置在其側壁上的壓力應變片201產(chǎn)生形狀變 化，其電阻率也會隨之發(fā)生變化，因此可以向外界輸出不同的電信 號，達到自動控制的目的。當測試停止時，彈簧ll儲存的機械能可 使指針10歸零。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例的差壓傳感器的結構示意 圖，在本實施方式中，形變感應裝置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 長連桿5之間，還可以位于第二傳感元件3與長連桿5之間，在本 實施方式中，將該霍爾元件202設置于第二傳感元件3與短連桿6 之間。在本實施方式中，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，其能夠將位移量轉化為霍爾電勢輸 出。其信號輸出端與外部電控系統(tǒng)相連接，可將電信號傳輸給外部 電控系統(tǒng)。
在進行壓力測試時，首先將第一壓力口 2和第二壓力口 4分別與 測試容器的兩測試端之一連接。當?shù)谝粋鞲性?和第二傳感元件3 內(nèi)的氣壓相同時，兩傳感元件l、 3的變形一致，長連桿5不產(chǎn)生運 動，指針10的位置不變，指示為零。當兩腔室12、 13中的壓力不 相同時，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，從而推動長連桿5 向下運動，進而推動短連桿6使擺桿7作微量轉動，并通過齒輪組8 將運動放大并帶動指針I(yè)O逆時針轉動。反之，當?shù)谝磺皇?2中的 壓力小于第二腔室13中的壓力時，指針I(yè)O將順時針轉動。當傳感 元件3產(chǎn)生形變時，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化為電信號，其信號輸出端與外部電控系統(tǒng) 相連接，可將電信號傳輸給外部電控系統(tǒng)，達到自動控制的目的。 當測試停止時，彈簧11儲存的機械能可使指針10歸零。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實施例的差壓傳感器的結構示意 圖，在本實施方式中，形變感應裝置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帶動而產(chǎn)生運動，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。
在進行壓力測試時，首先將第一壓力口 2和第二壓力口 4分別與 測試容器的兩測試端之一連接。當?shù)谝粋鞲性?和第二傳感元件3 內(nèi)的氣壓相同時，兩傳感元件l、 3的變形一致，長連桿5不產(chǎn)生運 動，指針10的位置不變，指示為零。當兩腔室12、 13中的壓力不 相同時，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，從而推動長連桿5 向下運動，進而推動短連桿6使擺桿7作微量轉動，并通過齒輪組8 將運動放大，指針I(yè)O逆時針轉動。反之，當?shù)谝磺皇?2中的壓力 小于第二腔室13中的壓力時，指針I(yè)O將順時針轉動。隨著中心齒 輪9的轉動，與其相連的電位器203的電阻調(diào)節(jié)部件在中心齒輪9 的帶動下產(chǎn)生運動，使電位器203的電阻發(fā)生變化，從而使輸出的 電信號發(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，達到自動控制的目的。當測試停止 時，彈簧11儲存的機械能可使指針10歸零。
在本發(fā)明中，傳感元件1和傳感元件3可以采用銅制備而成，但 亦可實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、有機聚合物、碳纖維。
以上所披露的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，當然不能以此來限定本 發(fā)明的權利保護范圍?？梢岳斫猓罁?jù)本發(fā)明所附權利要求中限定 的實質(zhì)和范圍所作的等同變化，仍屬于本發(fā)明所涵蓋的范圍。
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權利要求
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)的末端分別與長連桿(5)的兩端鉸接，所述差壓傳感器進一步包括用于感應第一傳感元件(1)或第二傳感元件(3)的變形的形變感應裝置(20)，所述形變感應裝置(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。
2. 如權利要求1所述的差壓傳感器，其特征在于，所述形變感 應裝置(20)為如下所述的壓力應變片(201),即，所述壓力應變 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. 如權利要求2所述的差壓傳感器，其特征在于，所述壓力應 變片(201)可以設置在如下所述的位置上所述傳感元件(1)的 側壁上、所述傳感元件(3)的側壁上。
4. 如權利要求2或3所述的差壓傳感器，其特征在于，所述壓 力應變片(201 )為從如下所述的組中選取的元件半導體應變片、 金屬應變片、陶瓷應變片。
5. 如權利要求1所述的差壓傳感器，其特征在于，所述形變感 應裝置(20)為能夠檢測到第一傳感元件(1)或第二傳感元件(3) 的形變并產(chǎn)生電信號的霍爾元件(202 )。
6. 如權利要求5所述的差壓傳感器，其特征在于，所述霍爾元 件(202 )可以設置在如下所述的位置上所述第一傳感元件(1) 與長連桿(5)之間、所述第二傳感元件(3)與長連桿(5)之間、 以及所述第二傳感元件(3)與短連桿(6)之間。
7. 如權利要求1所述的差壓傳感器，其特征在于，所述形變感 應裝置(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)帶動而產(chǎn)生運動，從而使電位器(203 )的電阻發(fā)生變化。
8. 如權利要求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(li)的一端與中心齒輪(9)連接，另一端與指針(10)相接觸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種差壓傳感器，該差壓傳感器包括封裝外殼；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、放大的長連桿、短連趕、擺桿和齒輪組；用于指示壓力變化的指針；以及用于使指針復位的彈簧。該差壓傳感器進一步包括用于感應第一傳感元件或第二傳感元件變形的形變感應裝置。本發(fā)明的差壓表同時具有機械表頭顯示和電信號輸出兩種輸出方式，可以將被測容器、設備的壓力差反饋至電控系統(tǒng)，有利于進行工業(yè)控制，而且不僅提高了靜壓，還使制備工藝更簡單。
文檔編號G01L13/00GK101458141SQ20091000071
公開日2009年6月17日 申請日期2009年1月8日 優(yōu)先權日2009年1月8日
發(fā)明者丁東勝, 王生彪 申請人:丁東勝