悬浮式压差传感器外压保持机构的制作方法

1.本实用新型涉及一种压力测量装置，具体涉及一种悬浮式压差传感器外压保持机构。


背景技术：

2.一类用于检测流体流量的流量计，其检测原理是通过检测流体流动路径上两个不同位点的压力值，由于这两处压力值不同，可以计算得到流体流量。这类流量计的主体为流体压力检测装置，而流体压力检测装置的核心检测元件是膜片式压力传感器。膜片式压力传感器将流体不同位置的两个压力信号转换为电容信号的变化，接着后端的检测电路对电容信号的变化进行处理，得到外加压力的差压值。
3.膜片式压力传感器包括两个圆饼状的膜座，两个膜座之间设有测量膜片，两个膜座对焊连接，将测量膜片夹紧。测量膜片与两个膜座之间分别设有用于容纳液体传压介质的传压腔体，两个传压腔体分别连接有压力传输通道，其将外部待测压力引入测量膜片两侧，测量膜片变形量的大小反映为电容信号的变化。
4.将膜片式压力传感器与取压模块连接，流体压力通过取压模块传递给测量膜片。由于液体受压时体积变化极其微小的特点，在测量高压流体时，传压腔体内压显著增大，两个膜座具有向外膨胀变形和相互分离的趋势，高压状态下长时间工作可能使焊缝开裂，导致膜片式压力传感器加速失效。为此，专利文献cn112595450a公开了一种压力传感器密封稳压结构，将膜片式传感器安装在引压座上后，使用罩体扣罩膜片式传感器，罩体与引压座密封连接，形成密封的稳压腔，稳压腔内同样填充硅油，并且稳压腔与其中一个传压腔体连接同一个外部压力源，从而形成压力平衡体系。这样，外加压力同时作用于膜片式压力传感器的内部和外部，从而使传感器工作时内外部压力得到平衡，对传感器起到保护作用。然而，这种结构还存在一些问题。首先，稳压腔体积较大，消耗硅油较多，增加成本，同时给罩体与引压座之间的装配、密封带来挑战。更重要的是，为简化结构，实际设计时直接将稳压腔与其中一个传压腔体连通，以确保传感器内外压力同步变化，但由于硅油较多，受热膨胀时体积变化不可忽视，会导致连接稳压腔的一侧传压腔体内硅油对测量膜片的压力变化显著，也影响传感器精度。为此，必须进一步改进传感器内外的压力平衡体系及相应的结构。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型提供了一种悬浮式压差传感器外压保持机构。
6.其技术方案如下：
7.一种悬浮式压差传感器外压保持机构，包括膜片式压力传感器，其关键在于，该膜片式压力传感器外罩设有封闭的稳压盒，所述稳压盒的内壁形状与所述膜片式压力传感器外壁的形状相匹配，所述稳压盒与所述膜片式压力传感器之间形成稳压腔，该稳压腔用于容纳液体传压介质，并连接外部压力源；
8.所述膜片式压力传感器外壁呈圆盘状，所述稳压盒为空心圆柱形，所述稳压盒的
两端部分别正对所述膜片式压力传感器的两端，所述稳压盒的圆周部围绕所述膜片式压力传感器的圆周面外壁。
9.作为优选技术方案，上述稳压盒包括圆筒，所述圆筒套设在所述膜片式压力传感器外，所述圆筒的两端分别扣盖有一个圆形端板，所述圆筒与两个所述圆形端板分别焊接连接。
10.作为优选技术方案，上述稳压盒下方设置有引压座，所述引压座上表面开设有定位槽，所述定位槽的槽底为凹面向上的圆弧面，所述定位槽内设置有所述稳压盒，所述稳压盒的下部位于所述定位槽内，其中所述圆筒靠近所述定位槽的槽底，两个所述圆形端板分别靠近所述定位槽的两侧槽壁。
11.作为优选技术方案，上述膜片式压力传感器包括两个膜座和一个测量膜片，其中两个所述膜座左右对焊连接，并将所述测量膜片固定夹持，以形成外壁呈圆盘状的所述膜片式压力传感器。
12.作为优选技术方案，上述测量膜片分别与两个所述膜座之间围成传压腔体，两个所述传压腔体分别连接有引压管，两个所述引压管分别与两个所述膜座密封，两个所述引压管分别向外穿出所述稳压盒并与其密封；
13.任意一个所述引压管与所述稳压腔连通。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：由稳压盒与膜片式压力传感器之间的薄层空腔作为稳压腔，大大缩小了稳压腔的体积，节省液体传压介质的用量，并使整个结构紧凑。
附图说明
15.图1为本实用新型的结构示意图；
16.图2为测量模块的剖面结构示意图；
17.图3为测量模块的整体结构示意图；
18.图4为图3中a-a剖视图；
19.图5为图3的左视图；
20.图6为图5中c-c剖视图。
具体实施方式
21.以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。
22.实施例1
23.如图1所示，一种悬浮式压差传感器外压保持机构，包括膜片式压力传感器100，该膜片式压力传感器100外罩设有封闭的稳压盒200，所述稳压盒200与所述膜片式压力传感器100之间的空间形成稳压腔230，该稳压腔230用于容纳连接外部压力源的液体传压介质，所述稳压盒200的内壁形状与所述膜片式压力传感器100外壁的形状相匹配，所述稳压盒200的内壁处处靠近与其正对的所述膜片式压力传感器100外壁局部，从而形成包绕所述膜片式压力传感器100的所述稳压腔230。
24.所述膜片式压力传感器100外壁呈圆盘状，所述稳压盒200为空心圆柱形，所述稳压盒200的两端部分别正对所述膜片式压力传感器100的两端，所述稳压盒200的圆周部围
绕所述膜片式压力传感器100的圆周面外壁。
25.具体地，所述稳压盒200包括圆筒210，所述圆筒210套设在所述膜片式压力传感器100外，所述圆筒210的两端分别扣盖有一个圆形端板220，所述圆筒210与两个所述圆形端板220分别焊接连接。
26.所述膜片式压力传感器100包括两个膜座110和一个测量膜片120，其中两个所述膜座110左右对焊连接，并将所述测量膜片120固定夹持，以形成外壁呈圆盘状的所述膜片式压力传感器100。所述测量膜片120分别与两个所述膜座110之间围成传压腔体，两个所述传压腔体分别连接有引压管130，两个所述引压管130分别与两个所述膜座110密封，两个所述引压管130分别向外穿出所述稳压盒200并与其密封。
27.稳压腔230内的液体传压介质可以与外部压力源连接，对膜片式压力传感器100进行外部保压。
28.此外，由于两个引压管130与相应的传压腔体内也盛装有液体传压介质，用于将待测压力传递到传压腔体内，因此也可以将任意一个所述引压管130与所述稳压腔230连通，这样保持其中一个传压腔体内的压力与稳压腔230内压力一致，也可以实现外部保压。如图1，本实施例中，其中一个引压管130对应稳压腔230的节段的管壁上开设有连通口140，这个引压管130即通过该连通口140与所述稳压腔230连通。
29.所述稳压盒200下方设置有引压座300，所述引压座300上表面开设有定位槽310，所述定位槽310的槽底为凹面向上的圆弧面，所述定位槽310内设置有所述稳压盒200，所述稳压盒200的下部位于所述定位槽310内，其中所述圆筒210靠近所述定位槽310的槽底，两个所述圆形端板220分别靠近所述定位槽310的两侧槽壁。由于膜片式压力传感器100与引压座300不直接接触，并且稳压腔230内盛满液体传压介质，因此可以认为膜片式压力传感器100相对引压座300处于悬浮状态。
30.实施例2
31.如图2，一种流量计测量模块，包括上述的膜片式压力传感器100、稳压盒200和引压座300，还包括取压座400。其中，引压座300上还开设有两个引压通道320，两个所述引压通道320分别位于所述定位槽310两侧，两个引压通道320与两个引压管130一一对应并连接。
32.结合图3～6可以看到，引压通道320包括水平引压段和竖向引压段，其中竖向引压段的上端与相应的引压管130连接，竖向引压段的下端与水平引压段的一端连接，水平引压段的另一端开口于引压座300外侧壁。引压座300外壁上对应两个水平引压段分别开设有引压口330，引压口330为变径孔，其孔径由外到内逐渐缩小，引压口330内端与水平引压段外端连通。引压口330外端覆盖有隔离膜片340，该隔离膜片340将引压口330外端封闭，从而使得其中一个传压腔体、以及与其连接的引压管130、引压通道320、引压口330形成一个封闭的盛液腔体，另一个传压腔体、以及与其连接的引压管130、引压通道320、引压口330和稳压腔230形成另一个封闭的盛液腔体。每个引压通道320连接有注液孔，注液孔的一端与相应的引压通道320连通，另一端开口于引压座300表面，注液孔的外端设有可拆卸堵头。注液孔用于分别向相应的盛液腔体内注满液体传压介质，液体传压介质可以是硅油。
33.结合图4和6可以看到，两个引压口330的开口相对开设在引压座300的一对相对平行的侧壁上，在引压口330所在的引压座300侧壁上分别设置有一个取压座400，两个取压座
400与引压座300通过螺栓连接。每个取压座400上还开设有取压通道410和取压孔420，其中取压通道410与取压孔420连通，取压孔420开设在取压座400朝向引压座300的侧壁上，取压孔420与相应的引压口330正对，取压孔420与相应的隔离膜片340之间的区域形成取压区。
34.本实施例中，如图1和2所示，其中一个引压管130在稳压腔230内的节段管壁上具有开口，使得传压腔体与稳压腔230连通，从而对膜片式压力传感器100进行外部保压。
35.如图1和2，所述测量膜片120的两侧分别引出有信号引线150，两根所述信号引线150也分别从两个所述膜座110密封引出，每个所述圆形端板220上对应相应的所述信号引线150开设有引线过孔。每个所述圆形端板220外壁一体成型有接线器管250。所述引线过孔与相应的所述接线器管250共孔心线，所述引线过孔的孔径小于所述接线器管250的内径。所述接线器管250内嵌设有引线接线器260，所述引线接线器260与所述引线过孔内穿设有所述信号引线150，所述引线接线器260将所述引线过孔密封。两个信号引线150将电容变化信号传导至检测电路，从而检测传压腔体内的压力变化。
36.测量时，两个取压通道410分别连接流体流动路径上的两个位点，两个不同位点的流体进入相应的取压区，流体压力作用于相应的隔离膜片340，并经液体传压介质传导至测量膜片120，从而测量两处的流体压力，来计算流体流量。
37.最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。