微差压变送器的制作方法

本申请涉及变送器的领域，尤其是涉及一种微差压变送器。

背景技术：

微差压变送器是测量液体液位的一种重要手段，通常应用于罐式液化天然气、液氢以及液氧等液体液位的测量，目前的微差压变送器具有平衡膜片和用于稳定平衡膜片的平衡弹簧，为了达到较佳的测量效果，平衡弹簧处于自然状态，在实际测量的过程中，平衡膜片因两侧所受气压不同而发生位移，但是由于弹簧完全处于自然状态，这就会导致平衡膜片的位移不仅是左右移动，还会出现上下移动，这样会极易出现对平衡膜片的拉扯，使得平衡膜片在压力作用下倾斜、或随着气体的冲击随机的摆动，甚至造成平衡膜片的破损，并且这种平衡膜片的不平稳、晃动会导致测量结果不准确。

技术实现要素：

为了提高检测精度以及减少平衡膜片破损，本申请提供一种微差压变送器。

本申请提供的一种微差压变送器采用如下的技术方案：

一种微差压变送器，包括：

中空的壳体，在其相对的内侧壁上均设置有套筒，且相对的套筒的轴线重合、相互靠近的端部之间具有空隙，所述空隙的间距可调节；

平衡膜片，设置在所述空隙处；

平衡弹簧，部分设置在所述套筒内，露出套筒的部分与所述平衡膜片连接。

通过采用上述技术方案，平衡膜片通过平衡弹簧连接于壳体的内壁，平衡膜片在两侧受力不想等时向气压低的一侧移动，通过平衡膜片的位移差能够换算得到检测液体的液位，平衡弹簧设置在套筒内，套筒能够对平衡弹簧起到支撑作用，在平衡膜片受到气体冲击时，套筒能够通过限定平衡弹簧的活动范围来减小平衡膜片的摆动范围，并且能够减小平衡膜片摆动，提高测量精度，同时可以减少平衡膜片因为摆动幅度过大出现破损的情况。相对的套筒之间的空隙可以调节，使得套筒能够调节平衡膜片的运动范围，进而调节测压范围。

可选的，所述壳体相对的内侧壁上设置有底座，所述套筒与所述底座螺纹连接，通过转动所述套筒来改变所述空隙的间距。

通过采用上述技术方案，能够通过调节套筒旋入底座的深度调节相对的两个套筒之间空隙的间距。

可选的，在所述壳体的一个内侧壁上，所述套筒与所述一个内侧壁的连接点分布在一个圆上。

通过采用上述技术方案，使得套筒内的平衡弹簧能够稳定地支撑平衡膜片。

可选的，所述平衡膜片上套设有橡胶波纹圈，所述橡胶波纹圈与所述壳体的内侧壁连接。

通过采用上述技术方案，橡胶波纹圈起到连接平衡膜片和壳体的作用，并且柔软的特性使其对平衡膜片的阻力较小，使得平衡膜片能够在壳体内自由的移动。

可选的，所述套筒内设置有垫片，所述垫片用于调节所述平衡弹簧伸出所述套筒的长度。

通过采用上述技术方案，能够通过垫片的数量调整平衡弹簧伸出套筒的长度，使得多个平衡弹簧与平衡膜片连接的一端能够处于同一平面，平衡膜片受到多个平衡弹簧的力相同，方便平衡弹簧将平衡膜片限制在预设位置。

可选的，所述壳体开设有通孔，所述通孔内穿设有位移连杆，所述位移连杆一端与所述平衡膜片连接，另一端连接有显示装置。

通过采用上述技术方案，位移连杆能够将平衡膜片的位移量传输至显示装置，便于直观的得到检测液体的液位值。

可选的，在所述位移连杆与所述壳体的连接处设置有密封装置。

通过采用上述技术方案，密封装置能够防止在位移连杆与输出孔之间出现相对位移时，壳体内的气压泄露，影响检测精度。

可选的，所述套筒上套设有锁紧螺母，所述锁紧螺母旋紧以抵接于所述底座

通过采用上述技术方案，锁紧螺母能够增加套筒与底座之间的预紧力，加固套筒与底座之间的连接。

本申请公开的一种微差压变送器，平衡膜片通过平衡弹簧连接于壳体的内壁，平衡膜片在两侧受力不想等时向气压低的一侧移动，通过平衡膜片的位移差能够换算得到检测液体的液位，平衡弹簧设置在套筒内，套筒能够对平衡弹簧起到支撑作用，在平衡膜片受到气体冲击时，套筒能够通过限定平衡弹簧的活动范围来减小平衡膜片的摆动范围，并且能够减小平衡膜片摆动，提高测量精度，同时可以减少平衡膜片因为摆动幅度过大出现破损的情况。相对的套筒之间的空隙可以调节，使得套筒能够调节平衡膜片的运动范围，进而调节测压范围。

附图说明

图1是本申请实施例系统结构示意图。

图2是本申请实施例微差压变送器剖视图。

图3是本申请实施例垫片结构示意图。

附图标记说明：1、罐体；21、第一压力传送管路；211、第一隔离阀；22、第二压力传送管路；221、第二隔离阀；3、壳体；31、第一压力输入接头；32、第二压力输入接头；4、平衡膜片；5、橡胶波纹圈；6、平衡弹簧；7、套筒；8、底座；9、位移连杆；10、显示装置；11、垫片；12、橡胶圈；13、锁紧螺母；14、第一腔室；15、第二腔室。

具体实施方式

下面将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

微差压变送器是检测液位的一种重要手段，微差压变送器通常应用于测量封闭罐体中液体的液位，例如罐式液化天然气、液氢以及液氧等。参照图1，罐体1内盛放有待检测液位的液体，以天然气为例，罐内的液态天然气为气态天然气低温液化而成，由于环境温度远高于罐内温度，环境温度不断向罐内传导，使得罐内温度升高，液态天然气不断气化并凝聚于罐体1的上半部分。由于罐体1具有密封和保温的特性，如果罐体1内上半部分的气体不能向外输出，则会在罐体1内的上半部分形成作用于液体表面的气体压力。另外，在使用过程中，随着罐体1气体的不断输出、泄放也会造成罐内压力的波动，上述情况均会对罐内液体液位测量造成影响。

在通过压力测量法测量罐内液位时，为了克服上述影响，可以采用差压测量法，也就是通过差压测量法抵消罐内上半部分气体压力对液位检测所带来的影响和误差。

罐体1上半部分连接有第一压力传送管路21，在第一压力传送管路21和罐体1的连接处设置有第一隔离阀211，第一压力传送管路21能够将隔离后的气体压力传送至微差压变送器，罐体1底部连接有第二压力传送管路22，在第二压力传送管路22与罐体1之间也设置有第二隔离阀221，第二压力传送管路22同于将液体压力传送至微差压变送器。

目前的微差压变送器具有平衡膜片4和用于稳定平衡膜片4的平衡弹簧6，为了达到较佳的测量效果，平衡弹簧6处于自然状态，在实际测量的过程中，平衡膜片4因两侧所受气压不同而发生位移，但是由于弹簧完全处于自然状态，这就会导致平衡膜片4的位移不仅是左右移动，还会出现上下移动，这样会极易出现对平衡膜片4的拉扯，使得平衡膜片4在压力作用下倾斜、或随着气体的冲击随机的摆动，甚至造成平衡膜片4的破损，并且这种平衡膜片4的不平稳、晃动会导致测量结果不准确。

本申请公开一种微差压变送器，参照图2，包括中空的壳体3、平衡膜片4和平衡弹簧6，在壳体3相对的内侧壁上设置有套筒7，且相对的套筒7轴线重合、相互靠近的端部之间具有空隙，空隙的间距可调节，平衡膜片4设置在空隙处，平衡弹簧6部分设置在套筒7内，平衡弹簧6露出套筒7的部分与平衡膜片4连接。

壳体3可以是圆柱形的中空壳体3，由于待检测液位的液体处于低温环境，壳体3可以采用密度较高的金属铜材料，用以减少壳体3低温环境下出现裂纹而产生泄露的情况。平衡膜片4上套设有橡胶波纹圈5，橡胶波纹圈5和平衡膜片4可以是一体成型的圆形片状，橡胶波纹圈5固定连接于腔体的内侧壁，橡胶波纹圈5呈圆形的波纹形状，并且其柔软的特性使其对平衡膜片4的阻力较小，使得平衡膜片4能够在壳体3内自由的移动。

平衡膜片4与橡胶波纹圈5组成的屏障将壳体3的腔室分隔为第一腔室14和第二腔室15，第一腔室14内设置有第一压力输入接头31，第一压力输入接头31用于与待检测罐体1的第一压力传送管路21连接，使得罐体1内的气体压力能够通过第一传送管路传送至第一腔室14；第二腔室15内设置有第二压力输入接头32，第二压力输入接头32用于与第二压力传送管路22连接，使得罐体1内的液体压力能够通过第二传送管路传送至第二腔室15。

在检测过程中，第一压力输入接头31接入待检测罐体1内的气体气压，第二压力输入接头32接入罐体1内的液体气压，由于液体压力等于气体压力与液体实际压力的和，液体气压大于气体气压，平衡膜片4的两侧受到不平衡的气压并向气压低的一侧移动，微差压变送器能够通过平衡膜片4的位移量换算得到检测液体的液位，由于平衡膜片4在气体的冲击下会出现晃动而影响测量结果，套筒7能够对平衡弹簧6起到支撑作用，在平衡膜片4受到气体冲击时，套筒7能够通过限定平衡弹簧6的活动范围来减小平衡膜片4的摆动范围，在平衡膜片4受到气体冲击时，能够减小平衡膜片4摆动，提高测量精度，同时可以减少平衡膜片4因为摆动幅度过大出现破损的情况。相对的套筒7之间的空隙可以调节，使得套筒7能够在限定平衡膜片4位移的同时，可以调节平衡膜片4位移的范围，并且使得套筒7可以适应不同尺寸的壳体3和平衡弹簧6，提高了套筒7的适应性。

罐内上半部分的气体压力为p1，罐内气体压力作用于液体表面的液体压力为p2，则实际液体压力为p，则p=p2-p1。

如果罐内液体液位为h，压力与液位的转换系数为k，则h=kp，使得在得知罐内液体压力后，即可通过计算得到罐内液体的液位。

在使用差压测量法测量罐内的液位高度时，罐内的气体压力p1第一压力输入接头31传输至第一腔室14，罐内液体压力p2第二压力输入接头32传输至第二腔室15。气体压力p1作用于平衡膜片4的一面，液体压力p2作用于平衡膜片4的另一面，由于气体压力p1与液体压力p2作用的方向相反，则通过平衡膜片4的位移量能够输出p=p2-p1的效果，并且，平衡膜片4在第一腔室14和第二腔室15之间的移动范围取决于气体压力p1和液体压力p2的大小。

在本申请实施例中，壳体3的内侧壁设置有底座8，底座8可以是铜底座，套筒7能够通过底座8连接于壳体3，套筒7呈圆筒形，其与底座8连接的一端具有外螺纹，套筒7能够通过外螺纹旋入底座8，并且通过调节套筒7旋入底座8的长度能够调节相对的两个套筒7之间的空隙，技术人员能够根据平衡膜片4的运动范围调节两个套筒7之间的间隙。这样在安装好平衡弹簧6后，能够进一步调节六个套筒7的高度一致性，并且通过调节间隙的间距，还可以调节压力的限制范围。当平衡膜片4向一个方向快速或大幅度移动时，套筒7可以支撑和限制平衡膜片4的动作的作用，避免了平衡膜片4大幅移动造成橡胶波纹圈5的撕裂。

在套筒7旋入底座8之后，为了进一步加固套筒7与底座8之间的连接，套筒7上还套设有锁紧螺母13，位于套筒7上的外螺纹在套筒7旋入底座8部分露出，锁紧螺母13与上述露出的外螺纹紧密连接，锁紧螺母13抵接于底座8的表面以增加套筒7与底座8之间的预紧力，使套筒7与底座8之间的连接更加牢固。

位于壳体3同一侧内侧壁上的底座8与壳体3的连接点分布在一个圆上，连接于底座8的套筒7以及设置在套筒7内的平衡弹簧6均分布在这个圆上，具体地，可以是在每个腔室内均设置有三个平衡弹簧6，三个平衡弹簧6等间距的分布在一个圆上，使得平衡弹簧6能够对平衡膜片4起到稳定的支撑作用。第一腔室14和第二腔室15内的平衡弹簧6对称设置，由于每个平衡弹簧6的弹性系数一样，安装位置对称，平衡膜片4两边的两组平衡弹簧6的总弹力相同，可以使得平衡膜片4平稳的处在腔体中间，也不会因为微小的压力干扰来回摆动。当然腔室内的平衡弹簧6的数量也可以是四个、五个，这里不对平衡弹簧6的数量做限制，具体可以根据壳体3的尺寸设置相应数量的平衡弹簧6，在壳体3的尺寸增大是，平衡弹簧6的数量可以适量增加。

参照图3，由于平衡弹簧6的长度不能完全一致，但是为了保证平衡膜片4受到每个平衡弹簧6的力是一致的，在平衡弹簧6与套筒7之间设置有垫片11，垫片11能够调节平衡弹簧6伸出套筒7的长度，即通过在弹簧与底座8之间设置不同数量的垫片11来调整自由状态下平衡弹簧6与平衡膜片4之间的距离，使得多个平横弹簧的自由端处于同一平面上，并且平衡弹簧6的自由端能够在自由状态下抵接于平衡膜片4。

在本申请实施例中，平衡膜片4连接有位移连杆9，壳体3上开设有可供位移连杆9穿过的输出孔，位移连杆9一端与平衡膜片4连接，另一端穿过输出孔与设置在壳体3外部的显示装置10连接，在位移连杆9和显示装置10之间设置有连接环，位移连杆9能够将平衡膜片4的位移量传递至腔体外部，并通过连接环传递至显示装置10。位移连杆9上与输出孔连接位置设置有密封装置，密封装置可以是一个橡胶圈12，橡胶圈12与位移连杆9固定连接，橡胶圈12的长度大于位移连杆9的位移长度，在位移连杆9发生位移时，橡胶圈12能够始终与输出孔保持紧密接触，以防止壳体3内的气压泄露。

显示装置10可以是位移显示器，位移显示器内设置有机械放大装置，机械放大装置能够将位移-液位转换系数与放大系数按照预设比例进行调节，使二者保持一致，使得罐内液体的液位在经过转换后能够通过位移显示器显示。

显示装置10还可以设置有输出装置，输出装置能够将位移连杆9的位移量转换成电信号，并将电信号远程传送至外部设备，便于对罐内液位远程监控。输出装置可以是一个非接触的磁性位移测量装置。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。