CN103868641A

CN103868641A - 一种微压差传感器

Info

Publication number: CN103868641A
Application number: CN201410109373.2A
Authority: CN
Inventors: 刘剑飚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-03-21
Filing date: 2014-03-21
Publication date: 2014-06-18

Abstract

本发明公开了一种微压差传感器，包括带有内置弹性膜片（2）的外壳（1），弹性膜片（2）将外壳（1）的内腔分隔为第一腔体（11）和第二腔体（12），外壳（1）上分别设有第一腔体连接接口（111）和第二腔体连接口（121），弹性膜片（2）上设夹片（3），夹片（3）上设第一弹簧柱（31），第一弹簧柱（31）与第一腔体（11）的内壁之间设有第一弹簧（311），第一腔体（11）的内壁上设金属弹片（4），金属弹片（4）的端部与第一弹簧柱（31）相连，金属弹片（4）上设有用于采集金属弹片（4）形变量的电阻应变片（41）。本发明具有能够实现微压差采集电子化、检测准确可靠、结构简单、成本低廉、应用范围广的优点。

Description

一种微压差传感器

技术领域

本发明涉及流体传感器，具体涉及一种微压差传感器。

背景技术

微压差传感器是一种用来测量两个流体压力之间差值的传感器，通常用于测量某一设备或部件前后两端的流体之间的压差。现有技术的微压差传感器包括带有内置弹性膜片的外壳，弹性膜片将外壳的内腔分隔为第一腔体和第二腔体，外壳上分别设有第一腔体连接接口和第二腔体连接口，弹性膜片上设夹片，夹片上设连接柱，通过连接柱将弹性膜片的形变量转换为机械行程输出。但是，现有技术的微压差传感器均为机械式微压差传感器，不能够满足通过传感器智能控制壁挂炉热水器、燃气锅炉、以及壁挂炉取暖设备的开关的需要，使得微压差传感器的应用受到限制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够实现微压差采集电子化、检测准确可靠、结构简单、成本低廉、应用范围广的微压差传感器。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种微压差传感器，包括带有内置弹性膜片的外壳，所述弹性膜片将外壳的内腔分隔为第一腔体和第二腔体，所述外壳上分别设有第一腔体连接接口和第二腔体连接口，所述弹性膜片上设夹片，所述夹片上设第一弹簧柱，所述第一弹簧柱与第一腔体的内壁之间设有第一弹簧，所述第一腔体的内壁上设金属弹片，所述金属弹片的端部与第一弹簧柱相连，所述金属弹片上设有用于采集金属弹片形变量的电阻应变片。

所述外壳的外壁上设有电路板安装盒，所述电路板安装盒内安装有电路板，所述电阻应变片与电路板安装盒内的电路板相连，所述电路板安装盒上设有输出连接端子，所述电路板与输出连接端子相连。

所述金属弹片的两侧各安装有一个电阻应变片，所述电路板上设有放大电路和两个信号采集电阻，所述两个信号采集电阻、安装在金属弹片上的两个电阻应变片作为四个电阻连接组成电阻桥，所述电阻桥的输出端与放大电路相连，所述放大电路的输出端与输出连接端子相连。

所述外壳上位于第一腔体侧的位置设有第一内螺孔管，所述第一内螺孔管中设有螺纹转动配合的第一调节螺柱，所述第一弹簧一端套设在第一弹簧柱的端部、另一端插设定位于第一内螺孔管中。

所述金属弹片的端部设有定位孔，所述定位孔套设于第一弹簧柱的端部，且所述金属弹片与第一弹簧之间设有垫片。

所述夹片上设第二弹簧柱，所述外壳上位于第二腔体侧的位置设有第二内螺孔管，所述第二内螺孔管中设有螺纹转动配合的第二调节螺柱，所述第二弹簧柱与第二腔体的内壁之间设有第二弹簧，所述第二弹簧一端套设在第二弹簧柱的端部、另一端插设定位于第二内螺孔管中。

本发明微压差传感器具有下述优点：本发明的第一腔体的内壁上设金属弹片，金属弹片的端部与第一弹簧柱相连，金属弹片上设有用于采集金属弹片形变量的电阻应变片，由于电阻应变片具有形变会导致电阻值变化的特性，从而能够采集金属弹片的形变量并将其转换为电阻应变片所在电路的电压变化，从而能够实现将金属弹片的机械行程转换为电阻应变片所在电路的电信号输出，从而能够实现微压差采集电子化，能够广泛应用于各类壁挂炉热水器、燃气锅炉以及壁挂炉取暖设备的微压差检测，具有检测准确可靠、结构简单、成本低廉、应用范围广的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例在负压状态（第二腔体压力较大）的剖视结构示意图。

图2为本发明实施例在正压状态（第一腔体压力较大）的剖视结构示意图。

图3为本发明实施例的电路原理示意图。

图例说明：1、外壳；11、第一腔体；111、第一腔体连接接口；12、第二腔体；121、第二腔体连接口；13、第一内螺孔管；14、第一调节螺柱；15、第二内螺孔管；16、第二调节螺柱；2、弹性膜片；3、夹片；31、第一弹簧柱；311、第一弹簧；312、第二弹簧；32、第二弹簧柱；4、金属弹片；41、电阻应变片；42、定位孔；43、垫片；5、电路板安装盒；51、电路板；511、放大电路；512、信号采集电阻；52、输出连接端子。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1和图2所示，本实施例的微压差传感器包括带有内置弹性膜片2的外壳1，弹性膜片2将外壳1的内腔分隔为第一腔体11和第二腔体12，外壳1上分别设有第一腔体连接接口111和第二腔体连接口121，弹性膜片2上设夹片3，夹片3上设第一弹簧柱31，第一弹簧柱31与第一腔体11的内壁之间设有第一弹簧311，第一腔体11的内壁上设金属弹片4，金属弹片4的端部与第一弹簧柱31相连，金属弹片4上设有用于采集金属弹片4形变量的电阻应变片41。由于本实施例第一腔体11的内壁上设金属弹片4，金属弹片4的端部与第一弹簧柱31相连，金属弹片4上设有用于采集金属弹片4形变量的电阻应变片41，电阻应变片41具有形变会导致电阻值变化的特性，从而能够采集金属弹片4的形变量并将其转换为电阻应变片41所在电路的电压变化，从而能够实现将金属弹片4的机械行程转换为电阻应变片41所在电路的电信号输出，从而能够实现微压差采集电子化，能够广泛应用于各类壁挂炉热水器、燃气锅炉以及壁挂炉取暖设备的微压差检测，具有检测准确可靠、结构简单、成本低廉、应用范围广的优点。

如图1和图2所示，外壳1的外壁上设有电路板安装盒5，电路板安装盒5内安装有电路板51，电阻应变片41与电路板安装盒5内的电路板51相连，所述电路板安装盒5上设有输出连接端子52，电路板51与输出连接端子52相连。本实施例内置电路板51，通过电路板51直接将电阻应变片41的电阻变化转换为电压变化值输出，能够简化后续的处理电路。除了本实施例内置电路板51的方式以外，也可以根据需要直接将电阻应变片41与输出连接端子52相连，直接将本实施例作为可变电阻接入微压差传感器的电路，同样也可以实现微压差检测。

如图1、图2和图3所示，金属弹片4的两侧各安装有一个电阻应变片41，电路板51上设有放大电路511（基于AD820集成运算放大芯片实现）和两个信号采集电阻512（参见图3中的电阻R3和R4），两个信号采集电阻512（R3和R4）、安装在金属弹片4上的两个电阻应变片41（R1和R2）作为四个电阻连接组成电阻桥，电阻桥的输出端与放大电路511相连，放大电路511的输出端与输出连接端子52相连。本实施例通过电阻桥将电阻应变片41的电阻变化转换为电压信号，并通过放大电路511进行放大输出，电路结构简单，而且能够实现电阻应变片41的电阻变化的高精度检测，确保流体的微压差检测的准确度。

如图1和图2所示，外壳1上位于第一腔体11侧的位置设有第一内螺孔管13，第一内螺孔管13中设有螺纹转动配合的第一调节螺柱14，第一弹簧311一端套设在第一弹簧柱31的端部、另一端插设定位于第一内螺孔管13中。本实施例通过上述结构，一方面通过转动调节第一调节螺柱14，能够实现第一调节螺柱14、第一弹簧柱31之间的行程调节，从而能够方便调节夹片3的零位，能够方便地实现本实施例的调零设置，而且第一弹簧311两端都能够得到定位，能够确保第一弹簧311的稳定，从而能够提高微压差检测的准确度。

如图1和图2所示，金属弹片4的端部设有定位孔42，定位孔42套设于第一弹簧柱31的端部，且金属弹片4与第一弹簧311之间设有垫片43，由于在工作过程中第一弹簧311的端部会随着形变有轻微的运动，如果直接与金属弹片4接触会导致金属弹片4磨损，本实施例通过在金属弹片4与第一弹簧311之间设有垫片43，垫片43能够隔离金属弹片4与第一弹簧311，防止第一弹簧311磨损金属弹片4，能够提高金属弹片4的使用寿命。

如图1和图2所示，夹片3上设第二弹簧柱32，外壳1上位于第二腔体12侧的位置设有第二内螺孔管15，第二内螺孔管15中设有螺纹转动配合的第二调节螺柱16，第二弹簧柱32与第二腔体12的内壁之间设有第二弹簧312，第二弹簧312一端套设在第二弹簧柱32的端部、另一端插设定位于第二内螺孔管15中。本实施例通过上述结构，一方面通过转动调节第二调节螺柱16，能够实现第二调节螺柱16、第二弹簧柱32之间的行程调节，从而能够配合第一调节螺柱14一起共同调节夹片3的零位，能够方便地实现本实施例的调零设置，而且第二弹簧312两端都能够得到定位，能够确保第二弹簧312的稳定，使得夹片3只能沿着第一弹簧311、第二弹簧312的轴线方向运动，从而能够提高微压差检测的准确度。

本实施例的工作过程如下：参见图1，当本实施例在负压状态（第一腔体11压力较小、第二腔体12压力较大）时，第二腔体12内的流体推动弹性膜片2向右运动，弹性膜片2上的夹片3带着第一弹簧柱31向右运动挤压第一弹簧311、带动金属弹片4发生形变，电阻应变片41具有形变会导致电阻值变化的特性，从而能够采集金属弹片4的形变量并将其转换为电阻应变片41所在电阻桥的电压变化，且通过放大电路511将电压变化信号放大输出，通过后续的电路即可精确显示微压具体数值；参见图2，当本实施例在正压状态（第一腔体11压力较大、第二腔体12压力较小）时，第一腔体11内的流体推动弹性膜片2向左运动，弹性膜片2上的夹片3带着第一弹簧柱31向左运动挤压第一弹簧311、带动金属弹片4发生形变，电阻应变片41具有形变会导致电阻值变化的特性，从而能够采集金属弹片4的形变量并将其转换为电阻应变片41所在电阻桥的电压变化，且通过放大电路511将电压变化信号放大输出，通过后续的电路即可精确显示微压具体数值。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本发明原理的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理的前提下进行的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种微压差传感器，包括带有内置弹性膜片（2）的外壳（1），所述弹性膜片（2）将外壳（1）的内腔分隔为第一腔体（11）和第二腔体（12），所述外壳（1）上分别设有第一腔体连接接口（111）和第二腔体连接口（121），所述弹性膜片（2）上设夹片（3），所述夹片（3）上设第一弹簧柱（31），所述第一弹簧柱（31）与第一腔体（11）的内壁之间设有第一弹簧（311），其特征在于：所述第一腔体（11）的内壁上设金属弹片（4），所述金属弹片（4）的端部与第一弹簧柱（31）相连，所述金属弹片（4）上设有用于采集金属弹片（4）形变量的电阻应变片（41）。

2.根据权利要求1所述的微压差传感器，其特征在于：所述外壳（1）的外壁上设有电路板安装盒（5），所述电路板安装盒（5）内安装有电路板（51），所述电阻应变片（41）与电路板安装盒（5）内的电路板（51）相连，所述电路板安装盒（5）上设有输出连接端子（52），所述电路板（51）与输出连接端子（52）相连。

3.根据权利要求2所述的微压差传感器，其特征在于：所述金属弹片（4）的两侧各安装有一个电阻应变片（41），所述电路板（51）上设有放大电路（511）和两个信号采集电阻（512），所述两个信号采集电阻（512）、安装在金属弹片（4）上的两个电阻应变片（41）作为四个电阻连接组成电阻桥，所述电阻桥的输出端与放大电路（511）相连，所述放大电路（511）的输出端与输出连接端子（52）相连。

4.根据权利要求1或2或3所述的微压差传感器，其特征在于：所述外壳（1）上位于第一腔体（11）侧的位置设有第一内螺孔管（13），所述第一内螺孔管（13）中设有螺纹转动配合的第一调节螺柱（14），所述第一弹簧（311）一端套设在第一弹簧柱（31）的端部、另一端插设定位于第一内螺孔管（13）中。

5.根据权利要求4所述的微压差传感器，其特征在于：所述金属弹片（4）的端部设有定位孔（42），所述定位孔（42）套设于第一弹簧柱（31）的端部，且所述金属弹片（4）与第一弹簧（311）之间设有垫片（43）。

6.根据权利要求5所述的微压差传感器，其特征在于：所述夹片（3）上设第二弹簧柱（32），所述外壳（1）上位于第二腔体（12）侧的位置设有第二内螺孔管（15），所述第二内螺孔管（15）中设有螺纹转动配合的第二调节螺柱（16），所述第二弹簧柱（32）与第二腔体（12）的内壁之间设有第二弹簧（312），所述第二弹簧（312）一端套设在第二弹簧柱（32）的端部、另一端插设定位于第二内螺孔管（15）中。