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CN113945320A - 一种压力传感器模块 - Google Patents

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李华凯
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Abstract

本发明涉及传感器技术领域，特别涉及一种压力传感器模块，包括壳体，壳体的前端开设有高压进气口，壳体的后端开设有低压进气口，壳体的内壁且靠近高压进气口的一端固定连接有硅环，硅环远离高压进气口的一侧内壁固定连接有硅膜片，硅环靠近硅膜片的一端且位于壳体的两侧对称设置有引线，引线的另一端贯穿壳体的内壁并延伸至壳体外，高压进气口内设置有缓冲机构，本发明中，当空压机刚启动时，由于管道内处于非真空状态，导致气体的流动压力不稳定使得气流脉动频率激发的应力幅值不同，当气体从高压进气口进入到压力传感器内时会造成不同程度的振动，通过设置缓冲机构可以减缓气流对硅膜片的直接冲压，从而减小对硅膜片的冲压损伤，提高使用寿命。

Description

一种压力传感器模块
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，特别涉及一种压力传感器模块。
背景技术
压力传感器是工业实践、仪器仪表控制中最为常用的一种传感器，并广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。
力学传感器的种类繁多，如电阻应变压力传感器、半导体应变压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。
现有的空压机在刚启动的过程中，由于管道内处于非真空状态，导致气体的流动压力不稳定，使得气流脉动频率激发的应力幅值不同，造成不同程度的振动，从而增大对硅膜片表面的冲击损伤，降低使用寿命。
为此，提出一种压力传感器模块。
发明内容
本发明的目的在于提供一种压力传感器模块，主要解决了现有的空压机在刚启动的过程中，由于管道内处于非真空状态，导致气体的流动压力不稳定，使得气流脉动频率激发的应力幅值不同，造成不同程度的振动，从而增大对硅膜片表面的冲击损伤，降低使用寿命的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种压力传感器模块，包括壳体，所述壳体的前端开设有高压进气口，所述壳体的后端开设有低压进气口，所述壳体的内壁且靠近高压进气口的一端固定连接有硅环，所述硅环远离高压进气口的一侧内壁固定连接有硅膜片，所述硅环靠近硅膜片的一端且位于壳体的两侧对称设置有引线，所述引线的另一端贯穿壳体的内壁并延伸至壳体外，所述高压进气口内设置有缓冲机构；
所述缓冲机构包括固定环、十字架、弹簧、绷紧带和固定块，所述高压进气口的内壁固定连接有固定环，所述固定环靠近硅膜片的一端环形均匀固定连接有多个绷紧带，多个所述绷紧带的另一端固定连接有固定块，所述固定环的内壁固定连接有十字架，所述十字架靠近固定块的一端环形均匀固定连接有多个弹簧，多个所述弹簧的另一端与固定块的外表面固定连接。
当空压机刚启动时，由于管道内处于非真空状态，导致气体的流动压力不稳定，使得气流脉动频率激发的应力幅值不同，当气体从高压进气口进入到压力传感器内时会造成不同程度的振动，从而开始间歇的撞击固定块，然后固定块开始往复拉伸弹簧和绷紧带，使得气流从固定块的四周分散开，可以减缓气流对硅膜片的直接冲压，从而减小对硅膜片的冲压损伤，提高使用寿命。
优选的，所述硅环和硅膜片组合形成高压区，所述高压区内设置有弹性环，所述弹性环的一端与高压进气口靠近固定环的一端固定连接，所述弹性环的另一端与硅环靠近硅膜片的一端固定连接。
当硅膜片所承受的压力值快接近上限值的时候，气体会挤压弹性环发生一定的形变，来减小高压区内的压力值，防止压力过大将硅膜片击穿，可以进一步提高使用寿命。
优选的，所述弹性环发生形变所能承受的压力值小于硅膜片的上限值。
能够保证弹性环在硅膜片被击穿前发生一定的形变，可以起到一定的缓冲作用。
优选的，所述绷紧带与弹簧设置于十字架的同一侧。
可以减小对气流流动的阻碍，提高检测精度。
优选的，所述绷紧带的形状设置为波浪形结构。
能够保证绷紧带在固定块拉伸的状态下发生一定的形变，防止固定块在拉伸时将绷紧带扯断。
优选的，所述绷紧带的材料采用尼龙6制成。
尼龙6具有很好的弹性，便于拉伸后恢复原状，并且具有较好的消振和降噪的作用，能够减少一定的噪音。
优选的，所述固定块靠近固定环的一侧设置为弧形凸起结构。
便于将气流分散到固定块的四周，减小对气流的抵消。
优选的，所述壳体的外表面且靠近引线的一侧固定连接有报警器，所述报警器与引线和控制器电性相连。
当压力值快达到硅膜片的上限值时，报警器会发出警报，可以提醒使用者对压力值进行调节，防止压力持续增大将硅膜片击穿，进一步提高使用寿命。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过设置缓冲机构，当空压机刚启动时，由于管道内处于非真空状态，导致气体的流动压力不稳定，使得气流脉动频率激发的应力幅值不同，当气体从高压进气口进入到压力传感器内时会造成不同程度的振动，从而开始间歇的撞击固定块，然后固定块开始往复拉伸弹簧和绷紧带，使得气流从固定块的四周分散开，可以减缓气流对硅膜片的直接冲压，从而减小对硅膜片的冲压损伤，提高使用寿命。
2、本发明中，通过设置弹性环，当硅膜片所承受的压力值快接近上限值的时候，气体会挤压弹性环发生一定的形变，来减小高压区内的压力值，防止压力过大将硅膜片击穿，可以进一步提高使用寿命。
3、本发明中，通过设置报警器，当压力值快达到硅膜片的上限值时，报警器会发出警报，可以提醒使用者对压力值进行调节，防止压力持续增大将硅膜片击穿，进一步提高使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明的内部结构示意图；
图2为本发明中图1的A处局部放大图；
图3为本发明的固定环、十字架、绷紧带和弹簧的配合结构示意图；
图4为本发明处于正常工作状态的结构示意图；
图5为本发明处于报警状态的结构示意图。
图中：壳体1、高压进气口2、低压进气口3、硅环4、硅膜片5、引线6、缓冲机构7、固定环71、十字架72、弹簧73、绷紧带74、固定块75、弹性环8、报警器9。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图5，本发明提供一种技术方案：
一种压力传感器模块，包括壳体1，壳体1的前端开设有高压进气口2，壳体1的后端开设有低压进气口3，壳体1的内壁且靠近高压进气口2的一端固定连接有硅环4，硅环4远离高压进气口2的一侧内壁固定连接有硅膜片5，硅环4靠近硅膜片5的一端且位于壳体1的两侧对称设置有引线6，引线6的另一端贯穿壳体1的内壁并延伸至壳体1外，高压进气口2内设置有缓冲机构7；
缓冲机构7包括固定环71、十字架72、弹簧73、绷紧带74和固定块75，高压进气口2的内壁固定连接有固定环71，固定环71靠近硅膜片5的一端环形均匀固定连接有多个绷紧带74，多个绷紧带74的另一端固定连接有固定块75，固定环71的内壁固定连接有十字架72，十字架72靠近固定块75的一端环形均匀固定连接有多个弹簧73，多个弹簧73的另一端与固定块75的外表面固定连接。
当空压机刚启动时，由于管道内处于非真空状态，导致气体的流动压力不稳定，使得气流脉动频率激发的应力幅值不同，当气体从高压进气口2进入到压力传感器内时会造成不同程度的振动，从而开始间歇的撞击固定块75，然后固定块75开始往复拉伸弹簧73和绷紧带74，使得气流从固定块75的四周分散开，可以减缓气流对硅膜片5的直接冲压，从而减小对硅膜片5的冲压损伤，提高使用寿命。
作为本发明的一种实施方式，硅环4和硅膜片5组合形成高压区，高压区内设置有弹性环8，弹性环8的一端与高压进气口2靠近固定环71的一端固定连接，弹性环8的另一端与硅环4靠近硅膜片5的一端固定连接。
当硅膜片5所承受的压力值快接近上限值的时候，气体会挤压弹性环8发生一定的形变，来减小高压区内的压力值，防止压力过大将硅膜片5击穿，可以进一步提高使用寿命。
作为本发明的一种实施方式，弹性环8发生形变所能承受的压力值小于硅膜片5的上限值。
能够保证弹性环8在硅膜片5被击穿前发生一定的形变，可以起到一定的缓冲作用。
作为本发明的一种实施方式，绷紧带74与弹簧73设置于十字架72的同一侧。
可以减小对气流流动的阻碍，提高检测精度。
作为本发明的一种实施方式，绷紧带74的形状设置为波浪形结构。
能够保证绷紧带74在固定块75拉伸的状态下发生一定的形变，防止固定块75在拉伸时将绷紧带74扯断。
作为本发明的一种实施方式，绷紧带74的材料采用尼龙6制成。
尼龙6具有很好的弹性，便于拉伸后恢复原状，并且具有较好的消振和降噪的作用，能够减少一定的噪音。
作为本发明的一种实施方式，固定块75靠近固定环71的一侧设置为弧形凸起结构。
便于将气流分散到固定块75的四周，减小对气流的抵消。
作为本发明的一种实施方式，壳体1的外表面且靠近引线6的一侧固定连接有报警器9，报警器9与引线6和控制器电性相连。
当压力值快达到硅膜片5的上限值时，报警器9会发出警报，可以提醒使用者对压力值进行调节，防止压力持续增大将硅膜片5击穿，进一步提高使用寿命。
工作原理：当空压机刚启动时，由于管道内处于非真空状态，导致气体的流动压力不稳定，使得气流脉动频率激发的应力幅值不同，当气体从高压进气口2进入到压力传感器内时会造成不同程度的振动，从而开始间歇的撞击固定块75，然后固定块75开始往复拉伸弹簧73和绷紧带74，使得气流从固定块75的四周分散开，可以减缓气流对硅膜片5的直接冲压，从而减小对硅膜片5的冲压损伤，提高使用寿命；
当硅膜片5所承受的压力值快接近上限值的时候，气体会挤压弹性环8发生一定的形变，来减小高压区内的压力值，同时，报警器9会发出警报，提醒使用者对压力值进行调节，防止压力持续增大将硅膜片5击穿，进一步提高了使用寿命；
当压力值调节小后解除警报，弹性环会随着压力减小而恢复到原状，压力传感器继续进行正常工作。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种压力传感器模块，包括壳体(1)，其特征在于：所述壳体(1)的前端开设有高压进气口(2)，所述壳体(1)的后端开设有低压进气口(3)，所述壳体(1)的内壁且靠近高压进气口(2)的一端固定连接有硅环(4)，所述硅环(4)远离高压进气口(2)的一侧内壁固定连接有硅膜片(5)，所述硅环(4)靠近硅膜片(5)的一端且位于壳体(1)的两侧对称设置有引线(6)，所述引线(6)的另一端贯穿壳体(1)的内壁并延伸至壳体(1)外，所述高压进气口(2)内设置有缓冲机构(7)；
所述缓冲机构(7)包括固定环(71)、十字架(72)、弹簧(73)、绷紧带(74)和固定块(75)，所述高压进气口(2)的内壁固定连接有固定环(71)，所述固定环(71)靠近硅膜片(5)的一端环形均匀固定连接有多个绷紧带(74)，多个所述绷紧带(74)的另一端固定连接有固定块(75)，所述固定环(71)的内壁固定连接有十字架(72)，所述十字架(72)靠近固定块(75)的一端环形均匀固定连接有多个弹簧(73)，多个所述弹簧(73)的另一端与固定块(75)的外表面固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种压力传感器模块，其特征在于：所述硅环(4)和硅膜片(5)组合形成高压区，所述高压区内设置有弹性环(8)，所述弹性环(8)的一端与高压进气口(2)靠近固定环(71)的一端固定连接，所述弹性环(8)的另一端与硅环(4)靠近硅膜片(5)的一端固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种压力传感器模块，其特征在于：所述弹性环(8)发生形变所能承受的压力值小于硅膜片(5)的上限值。
4.根据权利要求1所述的一种压力传感器模块，其特征在于：所述绷紧带(74)与弹簧(73)设置于十字架(72)的同一侧。
5.根据权利要求4所述的一种压力传感器模块，其特征在于：所述绷紧带(74)的形状设置为波浪形结构。
6.根据权利要求5所述的一种压力传感器模块，其特征在于：所述绷紧带(74)的材料采用尼龙6制成。
7.根据权利要求1所述的一种压力传感器模块，其特征在于：所述固定块(75)靠近固定环(71)的一侧设置为弧形凸起结构。
8.根据权利要求1所述的一种压力传感器模块，其特征在于：所述壳体(1)的外表面且靠近引线(6)的一侧固定连接有报警器(9)，所述报警器(9)与引线(6)和控制器电性相连。
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