(12)发明专利申请
(10)申请公布号(10)申请公布号 CN 103968995 A(43)申请公布日 2014.08.06
(21)申请号 201410109372.8(22)申请日 2014.03.21
(71)申请人刘剑飚
地址130062 吉林省长春市绿园区龙胜胡同
11-3号(72)发明人刘剑飚(51)Int.Cl.
G01L 9/04(2006.01)
权利要求书1页 说明书3页 附图5页权利要求书1页 说明书3页 附图5页
(54)发明名称
基于弹性测压的流体压力传感器(57)摘要
本发明公开了一种基于弹性测压的流体压力传感器，包括由上壳和下壳组成的壳体，所述上壳的上端设有引线孔，所述上壳的内腔中设有电路板，所述电路板的电源信号电缆穿设于引线孔中；所述下壳的下端设有流体通道，所述流体通道与下壳的内腔连通，所述流体通道的内腔中设有金属弹片组件，所述金属弹片组件由边框和固定于边框上的弹性变形片构成，所述弹性变形片的上部设有电阻应变片，所述电阻应变片与电路板电连接，所述下壳内位于金属弹片组件、流体通道之间设有弹性膜片。本发明具有压力检测精度高、应用范围广、结构简单、成本低廉、使用寿命长的的优点。
CN 103968995 ACN 103968995 A
权 利 要 求 书
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1.一种基于弹性测压的流体压力传感器，包括由上壳（11）和下壳（12）组成的壳体（1），其特征在于：所述上壳（11）的上端设有引线孔（111），所述上壳（11）的内腔中设有电路板（2），所述电路板（2）的电源信号电缆（21）穿设于引线孔（111）中；所述下壳（12）的下端设有流体通道（121），所述流体通道（121）与下壳（12）的内腔连通，所述流体通道（121）的内腔中设有金属弹片组件（3），所述金属弹片组件（3）由边框（31）和固定于边框（31）上的弹性变形片（32）构成，所述弹性变形片（32）的上部设有电阻应变片（33），所述电阻应变片（33）与电路板（2）电连接，所述下壳（12）内位于金属弹片组件（3）、流体通道（121）之间设有弹性膜片（4）。
2.根据权利要求1所述的基于弹性测压的流体压力传感器，其特征在于：所述下壳（12）的内腔中还设有用于限制弹性变形片（32）行程的限位压盖（5）。
3.根据权利要求2所述的基于弹性测压的流体压力传感器，其特征在于：所述限位压盖（5）呈桶状，所述限位压盖（5）上设有沿下壳（12）的轴向布置的多个第一安装孔（51），所述边框（31）上设有沿下壳（12）的轴向布置的多个第二安装孔（311），所述弹性膜片（4）上设有多个第三安装孔（41），所述第一安装孔（51）、第二安装孔（311）、第三安装孔（41）三者一一对应，所述限位压盖（5）的桶沿紧贴边框（31）的边缘，所述边框（31）的边缘紧贴弹性膜片（4）的边缘，且所述限位压盖（5）、边框（31）、弹性膜片（4）三者通过多个依次穿过第一安装孔（51）、第二安装孔（311）、第三安装孔（41）的连接件与下壳（12）内腔的底部相连。
4.根据权利要求3所述的基于弹性测压的流体压力传感器，其特征在于：所述弹性变形片（32）的上部设有两个电阻应变片（33），所述电路板（2）上包括两个采集电阻（22）和一个放大器（23），所述两个电阻应变片（33）作为两个电阻与所述两个采集电阻（22）构成一个用于采集弹性变形片（32）形变量的电阻桥，所述电阻桥的输出端与放大器（23）的输入端相连。
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CN 103968995 A
说 明 书
基于弹性测压的流体压力传感器
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技术领域
[0001]
本发明涉及传感器设备领域，具体涉及一种基于弹性测压的流体压力传感器。
背景技术
流体压力传感器是一种用于检测流体压力的专业检测设备，结构通常包括壳体和
设于壳体内的压力敏感模块、放大电路。但是，现有技术的流体压力传感器的压力敏感模块结构复杂，导致现有技术的流体压力传感器的成本较高，而且容易损坏。
[0002]
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种压力检测精度高、应用范围广、结构简单、成本低廉、使用寿命长的基于弹性测压的流体压力传感器。[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：[0005] 一种基于弹性测压的流体压力传感器，包括由上壳和下壳组成的壳体，所述上壳的上端设有引线孔，所述上壳的内腔中设有电路板，所述电路板的电源信号电缆穿设于引线孔中；所述下壳的下端设有流体通道，所述流体通道与下壳的内腔连通，所述流体通道的内腔中设有金属弹片组件，所述金属弹片组件由边框和固定于边框上的弹性变形片构成，所述弹性变形片的上部设有电阻应变片，所述电阻应变片与电路板电连接，所述下壳内位于金属弹片组件、流体通道之间设有弹性膜片。
[0006] 所述下壳的内腔中还设有用于限制弹性变形片行程的限位压盖。[0007] 所述限位压盖呈桶状，所述限位压盖上设有沿下壳的轴向布置的多个第一安装孔，所述边框上设有沿下壳的轴向布置的多个第二安装孔，所述弹性膜片上设有多个第三安装孔，所述第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔三者一一对应，所述限位压盖的桶沿紧贴边框的边缘，所述边框的边缘紧贴弹性膜片的边缘，且所述限位压盖、边框、弹性膜片三者通过多个依次穿过第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔的连接件与下壳内腔的底部相连。
[0008] 所述弹性变形片的上部设有两个电阻应变片，所述电路板上包括两个采集电阻和一个放大器，所述两个电阻应变片作为两个电阻与所述两个采集电阻构成一个用于采集弹性变形片形变量的电阻桥，所述电阻桥的输出端与放大器的输入端相连。[0009] 本发明基于弹性测压的流体压力传感器具有下述优点：本发明的流体通道的内腔中设有金属弹片组件，金属弹片组件由边框和固定于边框上的弹性变形片构成，弹性变形片的上部设有电阻应变片，电阻应变片与电路板电连接，下壳内位于金属弹片组件、流体通道之间设有弹性膜片，通过弹性膜片接收流体通道中的流体压力，通过弹性膜片的压力来引起弹性变形片形变，通过弹性变形片的形变带动电阻应变片，进而通过电路板采集电阻应变片的电阻变化来实现对流体通道中的流体压力的检测，具有压力检测精度高、应用范围广、结构简单、成本低廉、使用寿命长的优点。
[0003]
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说 明 书
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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。
[0011] 图1为本发明实施例在工作状态的剖视结构示意图。[0012] 图2为本发明实施例在非工作状态的剖视结构示意图。[0013] 图3为本发明实施例在非工作状态的剖视分解结构示意图。[0014] 图4为本发明实施例中金属弹片组件的主视结构示意图。[0015] 图5为本发明实施例中弹性膜片的主视结构示意图。[0016] 图6为本发明实施例中限位压盖的立体结构示意图。[0017] 图7为本发明实施例的电路部分的电路原理示意图。[0018] 图例说明：1、壳体；11、上壳；111、引线孔；12、下壳；121、流体通道；2、电路板；21、电源信号电缆；22、采集电阻；23、放大器；3、金属弹片组件；31、边框；311、第二安装孔；32、弹性变形片；33、电阻应变片；4、弹性膜片；41、第三安装孔；5、限位压盖；51、第一安装孔。
[0010]
具体实施方式
[0019] 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。[0020] 如图1、图2和图3所示，本实施例基于弹性测压的流体压力传感器包括由上壳11和下壳12组成的壳体1，上壳11的上端设有引线孔111，上壳11的内腔中设有电路板2，电路板2的电源信号电缆21穿设于引线孔111中；下壳12的下端设有流体通道121，流体通道121与下壳12的内腔连通，流体通道121的内腔中设有金属弹片组件3，金属弹片组件3由边框31和固定于边框31上的弹性变形片32构成，弹性变形片32的上部设有电阻应变片33，电阻应变片33与电路板2电连接，下壳12内位于金属弹片组件3、流体通道121之间设有弹性膜片4。本实施例通过弹性膜片4接收流体通道121中的流体压力，通过弹性膜片4的压力来引起弹性变形片32形变，通过弹性变形片32的形变带动电阻应变片33，进而通过电路板2采集电阻应变片33的电阻变化来实现对流体通道121中的流体压力的检测，具有压力检测精度高、应用范围广、结构简单、成本低廉、使用寿命长的优点。[0021] 如图1、图2和图3所示，本实施例中下壳12的内腔中还设有用于限制弹性变形片32行程的限位压盖5。本实施例的限位压盖5具体设于弹性变形片32的上方，从而能够实现限制弹性变形片32行程，进而能够防止流体压力（澎涨）过大把弹性膜片4、弹性变形片32损坏无法复位而影响精度，从而能够确保弹性膜片4、弹性变形片32的使用寿命，确保压力检测精确度。[0022] 如图4、图5和图6所示，本实施例中限位压盖5呈桶状，限位压盖5上设有沿下壳12的轴向布置的多个第一安装孔51，边框31上设有沿下壳12的轴向布置的多个第二安装孔311，弹性膜片4上设有多个第三安装孔41，第一安装孔51、第二安装孔311、第三安装孔41三者一一对应，限位压盖5的桶沿紧贴边框31的边缘，边框31的边缘紧贴弹性膜片
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说 明 书
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4的边缘，且限位压盖5、边框31、弹性膜片4三者通过多个依次穿过第一安装孔51、第二安装孔311、第三安装孔41的连接件与下壳12内腔的底部相连。通过上述结构，能够确保限位压盖5、边框31、弹性膜片4三者之间的可靠连接，能够确保弹性膜片4与下壳12之间密封连接，防止流体通道121中的压力内泄，从而确保弹性膜片4能够精确地检测到流体通道121中的流体压力值。
[0023] 如图4和图7所示，本实施例中弹性变形片32的上部设有两个电阻应变片33（R1和R2），电路板2上包括两个采集电阻22（R3和R4）和一个放大器23（本实施例中放大器23基于集成运算放大芯片AD820实现），两个电阻应变片33作为两个电阻（R1和R2）与两个采集电阻22（R3和R4）构成一个用于采集弹性变形片32形变量的电阻桥（R1、R2、R3、R4），电阻桥（R1、R2、R3、R4）的输出端与放大器23的输入端相连。本实施例采用电阻桥（R1、R2、R3、R4）和一个放大器23来实现信号采集和放大，结构简单、成本低廉，体积紧凑。[0024] 本实施例的工作过程如下：流体进入流体通道121，流体的压力顶压弹性膜片4，弹性膜片4向边框31上侧发生形变，推动顶压弹性变形片32，弹性变形片32带动电阻应变片33发生变形，电阻应变片33的电阻值发生变化，电阻桥（R1、R2、R3、R4）采集电阻应变片33的电阻值变化的电压量输入给集成运算放大芯片AD820，集成运算放大芯片AD820将电压量进行放大，然后通过电源信号电缆21输出。[0025] 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。
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说 明 书 附 图
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图1
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说 明 书 附 图
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图2
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说 明 书 附 图
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图3
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说 明 书 附 图
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图4
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说 明 书 附 图
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图6
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