CN207423427U - 一种硅应变计压阻式传感模块及应用该模块的传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种硅应变计压阻式传感模块及应用该模块的传感器，传感模块包括压力感应座和信号转换模块，压力感应座的前端设置有引压孔，压力感应座的后端设置有弹性薄膜，信号转换模块设置于弹性薄膜之上并背向于引压孔的一面，压力感应座的前端环绕设置有弹性密封机构；由于弹性密封机构的作用，使传感器模块既实现密封封装的性能，又起到悬浮传感器模块的作用，避免与安装传感器模块内壁的硬性连接，降低了外部封装应力的制约，从而能够提高压力测量的精度和稳定性，也便于安装，增加互换性和适用性。

Description

一种硅应变计压阻式传感模块及应用该模块的传感器

技术领域

本实用新型涉及压阻式传感器技术领域，尤其是一种硅应变计压阻式传感模块及应用该模块的传感器。

背景技术

压阻式传感器是一种通过敏感元件受压变形产生相应的阻值变化，将压力信号转变为电信号的压力传感器，因其价格低、线性特性好，被广泛应用于航天航空、石油化工、水利水电、船舶、生产自控等领域。现有的压阻式传感器的结构，一般包括一体成型的基座，基座的前端开设有供流体通入的引压源孔，引压源孔的底端封闭并与传感头连接，使用时将基座与外部压力导入源螺纹连接，气体或者液体通过外部压力导入源流进引压源孔，引压源孔的底端受气体或液体作用而产生形变，从而使得紧贴于引压源孔底端的传感头发生形变，并产生相应的阻值变化传递，通过电信号输出测量气体或者液体的压力。但该结构存在如下缺陷：由于基座与传感器一体成型，因此传感器受到了基座的制约，当把基座螺纹拧紧于压力导入器时，基座受拧紧力作用而产生应力，而基座产生的应力会传递给传感头，从而使传感器的测量精度受到影响。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种硅应变计压阻式传感模块及应用该模块的传感器，传感模块和传感器基座分离，因此传感模块不会受到外部封装应力的制约，从而能够提高压力测量的精度和稳定性，也便于安装，增加互换性和适用性。

本实用新型解决其问题所采用的技术方案是：

一种硅应变计压阻式传感模块，包括安装于传感器基座之中用于测量流体压力值的模块主体，模块主体包括由弹性金属构成的用于感应流体的压力值的压力感应座和用于把感应到的压力值转换成电信号的信号转换模块；压力感应座的前端设置有沿其内部延伸的用于供外部流体流入的引压孔，压力感应座的后端设置有用于封闭引压孔的弹性薄膜，弹性薄膜背向于引压孔的一面设置有信号转换模块；压力感应座的前端环绕设置有用于与传感器基座内壁密封连接的弹性密封机构。

进一步，信号转换模块为能够感应压力变化的应变电桥，应变电桥由两个或以上的硅应变计组合而成。

进一步，弹性密封机构包括沿着压力感应座的前端端面进行设置的橡胶密封圈，橡胶密封圈的中间设置有与引压孔对应的通孔，通孔的直径不小于引压孔的直径。

进一步，弹性密封机构包括设置于压力感应座的前端侧面的密封槽和设置于密封槽之中由橡胶制作而成的侧面密封圈。

进一步，压力感应座的中部设置有凹槽，凹槽之中设置有用于避免外应力传递的应力槽或应力环。

一种应用硅应变计压阻式传感模块的传感器，还包括由硬性金属构成的传感器基座，传感器基座的前端开设有供外部流体流入的引压源孔，传感器基座的后端设置有与引压孔连通用于安装压力感应座的内腔和与内腔连通的安装孔；引压源孔、内腔和安装孔呈阶梯状。

进一步，引压源孔的直径、内腔的直径和安装孔的直径依次增大，引压源孔和内腔之间形成用于与压力感应座的前端相连接的安装面，内腔和安装孔之间形成用于固定压力感应座的固定面；压力感应座安装于内腔时，弹性密封机构与内腔的内壁或与安装面相接触。

进一步，安装孔之中沿着安装孔的内壁设置有用于与外部模块相连接的接合机构，接合机构为连接螺纹、锁紧环和卡环中的任意一种，接合机构与固定面之间设置有用于提高压力感应座的承力均衡能力的垫圈，垫圈把压力感应座固定在内腔之中。

进一步，传感器基座的外周壁上设置有用于连接的外螺纹或橡胶圈。

进一步，传感器基座的外周壁上设置有便于其安装的六方座或扁位。

本实用新型的有益效果是：一种硅应变计压阻式传感模块及应用该模块的传感器，与传统一体成型的压阻式传感器相比较，采用了传感模块和传感器基座分离方式，并且传感模块中的压力感应座设置有用于与传感器基座内壁密封连接的弹性密封机构，因此传感模块和传感器基座之间属于相对没有硬性的连接，使得传感模块相对于传感器基座处于一个悬浮的状态，因此传感模块不会受到外部封装应力的制约，大大避免了由外应力、残余应力等传递的影响，从而能够提高压力测量的精度和稳定性，也便于安装，增加互换性和适用性。

附图说明

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。

图1是传感模块的结构示意图；

图2是传感器基座的结构示意图；

图3是传感器的安装结构示意图。

具体实施方式

参照图1－图3，本实用新型的一种硅应变计压阻式传感模块，包括安装于传感器基座4之中用于测量流体压力值的模块主体1，模块主体1包括由弹性金属构成的用于感应流体的压力值的压力感应座2 和用于把感应到的压力值转换成电信号的信号转换模块3；压力感应座2的前端设置有沿其内部延伸的用于供外部流体流入的引压孔21，压力感应座2的后端设置有用于封闭引压孔21的弹性薄膜22，弹性薄膜22背向于引压孔21的一面设置有信号转换模块3；压力感应座 2的前端环绕设置有用于与传感器基座4内壁密封连接的弹性密封机构23。具体地，本实用新型的硅应变计压阻式传感模块，与传统一体成型的压阻式传感器相比较，采用了传感模块和传感器基座4分离方式，并且传感模块中的压力感应座2设置有用于与传感器基座4内壁密封连接的弹性密封机构23，因此传感模块和传感器基座4之间属于相对没有硬性的连接，使得传感模块相对于传感器基座4处于一个悬浮的状态，因此传感模块不会受到传感器基座4的制约，大大避免了由传感器基座4带来的外应力传递影响，从而能够提高压力测量的精度和稳定性，也便于安装，增加互换性和适用性。

其中，参照图1－图3，信号转换模块3为能够感应压力变化的应变电桥，应变电桥由两个或以上的硅应变计组合而成。具体地，由两个或以上的硅应变计组合而成的应变电桥紧贴在弹性薄膜22的一面之上，而弹性薄膜22的另一面处于引压孔21之中，因此，当测量流体流进引压孔21之中时，测量流体会压迫弹性薄膜22从而使得弹性薄膜22产生形变，此时，应变电桥感受弹性薄膜22的形变程度，从而把测量流体对弹性薄膜22的压力信息转换成硅应变计的电阻变化值，从而准确输出测量流体对弹性薄膜22的压力值。

其中，参照图1－图3，弹性密封机构23包括沿着压力感应座2 的前端端面进行设置的橡胶密封圈24，橡胶密封圈24的中间设置有与引压孔21对应的通孔，通孔的直径不小于引压孔21的直径。具体地，弹性密封机构23有多种结构，弹性密封机构23的其中一种实施例，由设置于压力感应座2的前端端面的橡胶密封圈24组成。当压力感应座2安装于传感器基座4时，橡胶密封圈24既能起到密封封装的作用，又能够使压力感应座2避免与传感器基座4进行硬性接触，从而能够使压力感应座2相对于传感器基座4处于一个悬浮的状态，因此能够大大避免外应力传递所带来的影响。

其中，参照图1－图3，弹性密封机构23包括设置于压力感应座 2的前端侧面的密封槽和设置于密封槽之中由橡胶制作而成的侧面密封圈26。具体地，弹性密封机构23的另一种实施例中，弹性密封机构23由密封槽和侧面密封圈26构成。侧面密封圈26设置于密封槽之中时，当压力感应座2安装于传感器基座4之中，橡胶密封圈26 既能起到密封封装的作用，又能够使压力感应座2避免与传感器基座 4进行硬性接触，且传感器基座4对侧面密封圈26的受力方向为径向，并且侧面密封圈26受力均匀，所以不会出现应变电桥受到传感器基座4所产生的外应力传递而影响测量性能的问题。

其中，参照图1－图3，压力感应座2的中部设置有凹槽，凹槽之中设置有用于避免外应力传递的应力槽27或应力环28。具体地，应力槽27和应力环28的数量并不受限制，可以在压力感应座2的中部设置多个应力槽27或应力环28，也可以在压力感应座2的中部设置多个应力槽27和应力环28的组合，所以压力感应座2能够进一步降低外应力传递对其的影响。

一种应用硅应变计压阻式传感模块的传感器，参照图2，还包括由硬性金属构成的传感器基座4，传感器基座4的前端开设有供外部流体流入的引压源孔41，传感器基座4的后端设置有与引压孔21连通用于安装压力感应座2的内腔42和与内腔42连通的安装孔43；引压源孔41、内腔42和安装孔43呈阶梯状。具体地，当压力感应座2安装于内腔42之中，引压源孔41与引压孔21匹配对应，因此测量流体能够通过引压源孔41流进引压孔21之中，从而保证了应变电桥对测量流体的压力检测。

其中，参照图1－图3，引压源孔41的直径、内腔42的直径和安装孔43的直径依次增大，引压源孔41和内腔42之间形成用于与压力感应座2的前端相连接的安装面44，内腔42和安装孔43之间形成用于固定压力感应座2的固定面45；压力感应座2安装于内腔42 时，弹性密封机构23与内腔42的内壁或与安装面44相接触。具体地，压力感应座2安装于内腔42之中时，弹性密封机构23与内腔 42的内壁或与安装面44相接触，而由于弹性密封机构23由设置于压力感应座2的前端端面的橡胶密封圈24组成，或者由密封槽和侧面密封圈26构成，并且橡胶密封圈24和侧面密封圈26分别与内腔 42的内壁或与安装面44相接触，所以，传感模块和传感器基座4之间处于相对没有硬性的连接状态，从而使得传感模块相对于传感器基座4处于一个悬浮的状态，因此传感模块不会受到传感器基座4的制约，大大避免了由传感器基座4带来的外应力传递影响，从而能够提高压力测量的精度和稳定性，也便于安装，增加互换性和适用性。

其中，参照图1－图3，安装孔43之中沿着安装孔43的内壁设置有用于与外部模块相连接的接合机构46，接合机构46为连接螺纹、锁紧环和卡环中的任意一种，接合机构46与固定面45之间设置有用于提高压力感应座2的承力均衡能力的垫圈47，垫圈47把压力感应座2固定在内腔42之中。具体地，设置于压力感应座2的中部的凹槽，形成有一个支撑面，当压力感应座2安装于内腔42之中时，支撑面会与固定面45平齐，而垫圈47会同时压在支撑面和固定面45 之上，因此压力感应座2能够固定在传感器基座4之中而不会出现松动的情况。

其中，参照图1－图3，传感器基座4的外周壁上设置有用于连接的外螺纹48或橡胶圈。具体地，传感器基座4与外部压力导入源通过外螺纹48连接，拆装方便，易于实现密封。此外，传感器基座4 也可以设置带内螺纹的的凹腔，用于与外部压力导入源螺纹连接；或者传感器基座4的外周壁上设置橡胶圈，传感器基座4通过橡胶圈与外部压力导入源卡装形成密封连接。

其中，参照图1－图3，传感器基座4的外周壁上设置有便于其安装的六方座49或扁位。为了防止安装过程中传感器基座4无法拧紧于外部压力导入源上而出现流体泄漏的问题，传感器基座4的外周壁上设置有便于其安装的六方座49或扁位，安装时利用工具如扳手夹紧于六方座49或扁位上，即可轻松地拧紧传感器基座4，从而防止泄漏。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种硅应变计压阻式传感模块，其特征在于：包括安装于传感器基座(4)之中用于测量流体压力值的模块主体(1)，所述模块主体(1)包括由弹性金属构成的用于感应流体的压力值的压力感应座(2)和用于把感应到的压力值转换成电信号的信号转换模块(3)；所述压力感应座(2)的前端设置有沿其内部延伸的用于供外部流体流入的引压孔(21)，所述压力感应座(2)的后端设置有用于封闭所述引压孔(21)的弹性薄膜(22)，所述弹性薄膜(22)背向于引压孔(21)的一面设置有所述的信号转换模块(3)；所述压力感应座(2)的前端环绕设置有用于与传感器基座(4)内壁密封连接的弹性密封机构(23)。

2.根据权利要求1所述的一种硅应变计压阻式传感模块，其特征在于：所述信号转换模块(3)为能够感应压力变化的应变电桥，所述应变电桥由两个或以上的硅应变计组合而成。

3.根据权利要求1所述的一种硅应变计压阻式传感模块，其特征在于：所述弹性密封机构(23)包括沿着所述压力感应座(2)的前端端面进行设置的橡胶密封圈(24)，所述橡胶密封圈(24)的中间设置有与所述引压孔(21)对应的通孔，所述通孔的直径不小于所述引压孔(21)的直径。

4.根据权利要求1所述的一种硅应变计压阻式传感模块，其特征在于：所述弹性密封机构(23)包括设置于所述压力感应座(2)的前端侧面的密封槽和设置于所述密封槽之中由橡胶制作而成的侧面密封圈(26)。

5.根据权利要求1－4任一所述的一种硅应变计压阻式传感模块，其特征在于：所述压力感应座(2)的中部设置有凹槽，所述凹槽之中设置有用于避免外应力传递的应力槽(27)或应力环(28)。

6.应用权利要求1－5任一所述的一种硅应变计压阻式传感模块的传感器，其特征在于：还包括由硬性金属构成的所述传感器基座(4)，所述传感器基座(4)的前端开设有供外部流体流入的引压源孔(41)，所述传感器基座(4)的后端设置有与所述引压孔(21)连通用于安装所述压力感应座(2)的内腔(42)和与所述内腔(42)连通的安装孔(43)；所述引压源孔(41)、内腔(42)和安装孔(43)呈阶梯状。

7.根据权利要求6所述的传感器，其特征在于：所述引压源孔(41)的直径、内腔(42)的直径和安装孔(43)的直径依次增大，所述引压源孔(41)和内腔(42)之间形成用于与所述压力感应座(2)的前端相连接的安装面(44)，所述内腔(42)和安装孔(43)之间形成用于固定所述压力感应座(2)的固定面(45)；所述压力感应座(2)安装于所述内腔(42)时，所述弹性密封机构(23)与所述内腔(42)的内壁或与所述安装面(44)相接触。

8.根据权利要求7所述的传感器，其特征在于：所述安装孔(43)之中沿着安装孔(43)的内壁设置有用于与外部模块相连接的接合机构(46)，所述接合机构(46)为连接螺纹、锁紧环和卡环中的任意一种，所述接合机构(46)与固定面(45)之间设置有用于提高所述压力感应座(2)的承力均衡能力的垫圈(47)，所述垫圈(47)把所述压力感应座(2)固定在所述内腔(42)之中。

9.根据权利要求6所述的传感器，其特征在于：所述传感器基座(4)的外周壁上设置有用于连接的外螺纹(48)或橡胶圈。

10.根据权利要求6所述的传感器，其特征在于：所述传感器基座(4)的外周壁上设置有便于其安装的六方座(49)或扁位。