一种管式压力传感器制造技术

一种管式压力传感器，包括平面弹性体、外壳、引出线、引线端子；所述外壳为管状；所述平面弹性体为阶梯形柱状，平面弹性体内设有通孔，用于被测液体流通，平面弹性体包括液体流入端、测量部、液体流出端；所述测量部上设有平台，平台上设有薄膜状应变片，薄膜状应变片用于测量被测液体流过测量部时测量部的应变；所述液体流入端与外壳的一端连接，所述液体流出端与外壳的另一端连接；所述引线端子安装在测量部上，引线端子与薄膜状应变片连接；所述引出线与引线端子连接。

A tube type pressure sensor

A tube pressure sensor, including a plane elastic body, an outer shell, a lead wire, and a lead terminal; the shell is tubular, the plane elastic body is a staircase columnar, and the plane elastic body has a hole in the body, which is used for the flow of the measured liquid, and the plane elastic body includes the liquid inflow, measuring part and liquid outflow end; the measurement is measured. A platform is provided with a thin film strain gauge on the platform, and a thin film strain gauge is used to measure the strain of the measuring unit when the measured liquid flows through the measuring part; the liquid inflow end is connected to the end of the shell, the liquid outflow end is connected with the other end of the shell; the lead terminal is installed on the measuring unit, the lead terminal and the thinner. The lead wire is connected with the lead terminal.

【技术实现步骤摘要】
一种管式压力传感器
本技术涉及一种管式压力传感器，属于传感器

技术介绍
压力传感器作为最基本的测量单元而被广泛应用于工业自动化生产、军事武器装备、航空航天航海等各个领域中，为这些领域提供最基本的数据支持。目前较为广泛使用的传统的压力传感器为直接测量式，需要安装固定在管道某一位置，这时传感器的安装固定就需要在管道上进行打孔操作，该方法在高压超高压测量、小液体流量领域一方面增加了操作的难度，另一方面降低了管道的安全性能。特别是在高精度超高压液相泵中，工作压力高达50-120MPa，流量范围在2mL/min以下，微升级死体积，主缸与副缸之间的压力一致性等要求高，且会影响流量精度和压力稳定性。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种管式压力传感器，在弹性体上通过薄膜溅射工艺设置应变片，待弹性体内部腔体通入被测液体后弹性体发生相应形变，同时应变片丝栅发生相应拉伸或压缩，应变片组成惠斯通全桥后将会有相应的信号输出，从而实现对被测液体的压力的测量。本技术目的通过以下技术方案予以实现：一种管式压力传感器，包括平面弹性体、外壳、引出线、引线端子；所述外壳为管状；所述平面弹性体为阶梯形柱状，平面弹性体内设有通孔，用于被测液体流通，平面弹性体包括液体流入端、测量部、液体流出端；所述测量部上设有平台，平台上设有薄膜状应变片，薄膜状应变片用于测量被测液体流过测量部时测量部的应变；所述液体流入端与外壳的一端连接，所述液体流出端与外壳)的另一端连接；所述引线端子安装在测量部上，引线端子与薄膜状应变片连接；所述引出线与引线端子连接。上述管式压力传感器，所述测量部上平台表面的粗糙度为Ra≤0.02μm。上述管式压力传感器，所述薄膜状应变片组成惠斯通电桥。上述管式压力传感器，所述测量部为圆筒状，当被测液体的压力为P时，测量部的最小壁厚h为：上述管式压力传感器，所述外壳的侧壁上设有穿线孔，所述引出线通过外壳的穿线孔穿出。上述管式压力传感器，所述液体流入端与外壳的连接采用激光焊接或者电子束焊接；所述液体流出端与外壳的连接采用激光焊接或者电子束焊接。上述管式压力传感器，所述引线端子与薄膜状应变片采用胶粘连接。上述管式压力传感器，所述液体流入端的通孔内设有螺纹，与外部的设备螺纹密封连接；所述液体流出端的通孔内设有螺纹，与外部的设备螺纹密封连接。上述管式压力传感器，所述外壳的一端的外表面设有六方，用于管式压力传感器的安装。上述管式压力传感器，所述管式压力传感器测量的压力范围为50MPa～500MPa。本技术相比于现有技术具有如下有益效果：(1)本技术管式结构压力传感器的死体积极小，由于内腔为管式，在满足流量要求下，做到最小，减少了流路中的死体积，有利于减少液相泵在超高压下介质的压缩量，从而提高高压下的流量精度；(2)本技术管式结构压力传感器量程大，量程覆盖范围广，可以做到50MPa～500MPa，传感器测量综合精度高，综合精度达到0.1～0.2％FS，该管式压力传感器应用范围广；(3)本技术管式结构压力传感器采用弹性体作为过流元件，不额外增加机构负担，整体结构尺寸较小，精度高，有利于精密仪器的应用和设备小型化应用；(4)本技术管式结构压力传感器采用薄膜状应变片，相比于现有技术，应变片体积大幅减小，对于较小的平面弹性体发生变形区域，其更便于安装；同时对于较大的平面弹性体发生变形区域，其更有利于变形区域将形变传导到薄膜状应变片，测量精度更高；(5)本技术管式结构压力传感器采用薄膜状应变片，其阻抗范围为2.5kΩ～4kΩ，功耗为50mW～60mW，相比于现有技术，功耗下降了90％。附图说明图1为本技术一种管式压力传感器的组成示意图；图2为本技术的平面弹性体的结构示意图；图3为本技术测量部的侧视图；图4为本技术实施例平面弹性体的应变分布图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的实施方式作进一步详细描述。图1为本技术一种管式压力传感器的组成示意图。一种管式压力传感器，包括平面弹性体1、外壳2、引出线3、引线端子4；平面弹性体1包括液体流入端11、测量部12、液体流出端13，如图2所示。其中信号引出线3以及引线端子4均采用行业标准协议与标准元件，有利于大规模生产时降低生产成本，同时采用行业标准协议与标准元件降低了产品生产、装配、维修过程中的难度。外壳2为管状；平面弹性体1为阶梯形柱状，平面弹性体1内设有通孔，用于被测液体流通；测量部12上设有平台，平台表面的粗糙度为Ra≤0.02μm，平台上设有薄膜状应变片14，薄膜状应变片14贴于测量部12上采用但不局限于溅射薄膜工艺或粘贴工艺。薄膜状应变片14组成惠斯通电桥，用于测量被测液体流过测量部12时测量部12的应变。液体流入端11与外壳2的一端采用激光焊接或者电子束焊接，液体流出端13与外壳2的另一端采用激光焊接或者电子束焊接。引线端子4安装在测量部12上，引线端子4与薄膜状应变片14采用胶粘连接；引出线3的一端与引线端子4连接；外壳2的侧壁上设有穿线孔，引出线3的另一端通过外壳2的穿线孔穿出，传感器直接输出的信号形式为mV级的电压信号。引出线3接入到相应的检测或者调理电路系统，从而实现了本技术测量数据的采集和读取功能。液体流入端11和液体流出端13的通孔内设有螺纹，用于与外部的设备螺纹密封连接。外壳2的一端的外表面设有六方，用于管式压力传感器的安装。本技术管式压力传感器的整体外形尺寸小巧，满足精密仪器以及小型化设备的尺寸要求。平面弹性体1采用17-4PH沉淀硬化不锈钢材料0Cr17Ni4Cu4Nb，加工前1040℃固溶处理，加工后需要在490℃±5℃真空环境下沉淀硬化，洛氏硬度HRC达到39～43范围。外壳2同样采用采用17-4PH沉淀硬化不锈钢材料0Cr17Ni4Cu4Nb。当被测液体的压力为P时，测量部12的最小壁厚h为：式中，h的单位为mm，P的单位为MPa。本实施例中，被测液体的压力P为150MPa，测量部12上设有的平台，平台的形状为圆形，圆形直径d为2mm，测量部12的最小壁厚h为0.5mm，H为测量部12的直径，如图3所示。在满足至少1mV/V信号输出灵敏度的情况下，应变量需达到700微应变以上，该平台内达到700微应变以上的区域宽度范围约为1.6mm，其应变分布图如图4所示，图4中横坐标为距离，单位mm，纵坐标为应变，无量纲。而本实施例中薄膜状应变片14的应变丝栅有效应变尺寸为1mm×1.5mm，上述平台内达到700微应变以上的区域宽度范围能够满足该薄膜状应变片14的应变丝栅的分布。管式压力传感器测量的阻抗范围为2.5～4kΩ，传感器桥路电流在常规12V供电的情况下约为4mA左右，功耗范围为50～60mW。一种管式压力传感器的加工方法，包括如下步骤：步骤一、利用17-4PH沉淀硬化不锈钢材料0Cr17Ni4Cu4Nb，采用车床加工管状外壳2，外壳2的侧壁上加工穿线孔。步骤二、利用17-4PH沉淀硬化不锈钢材料0Cr17Ni4Cu4Nb，采用车床加工平面弹性体1；首先加工平面弹性体1内部的通孔，然后加工平面弹性体1的阶梯形外表面，形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管式压力传感器，其特征在于：包括平面弹性体(1)、外壳(2)、引出线(3)、引线端子(4)；所述外壳(2)为管状；所述平面弹性体(1)为阶梯形柱状，平面弹性体(1)内设有通孔，平面弹性体(1)包括液体流入端(11)、测量部(12)、液体流出端(13)；所述测量部(12)上设有平台，平台上设有薄膜状应变片(14)；所述液体流入端(11)与外壳(2)的一端连接，所述液体流出端(13)与外壳(2)的另一端连接；所述引线端子(4)安装在测量部(12)上，引线端子(4)与薄膜状应变片(14)连接；所述引出线(3)与引线端子(4)连接。

【技术特征摘要】
1.一种管式压力传感器，其特征在于：包括平面弹性体(1)、外壳(2)、引出线(3)、引线端子(4)；所述外壳(2)为管状；所述平面弹性体(1)为阶梯形柱状，平面弹性体(1)内设有通孔，平面弹性体(1)包括液体流入端(11)、测量部(12)、液体流出端(13)；所述测量部(12)上设有平台，平台上设有薄膜状应变片(14)；所述液体流入端(11)与外壳(2)的一端连接，所述液体流出端(13)与外壳(2)的另一端连接；所述引线端子(4)安装在测量部(12)上，引线端子(4)与薄膜状应变片(14)连接；所述引出线(3)与引线端子(4)连接。2.根据权利要求1所述的一种管式压力传感器，其特征在于：所述测量部(12)上平台表面的粗糙度为Ra≤0.02μm。3.根据权利要求1所述的一种管式压力传感器，其特征在于：所述薄膜状应变片(14)组成惠斯通电桥。4.根据权利要求1所述的一种管式压力传感器，其特征在于：所述测量部(12)为圆筒状，当被测液体的压力为P时，测量部(12)的最小壁厚h为：5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷参，左晓军，杨辉，胡紫阳，苗利蕾，田忠涛，邹丹，常文博，
申请(专利权)人：北京卫星制造厂，中国航天空气动力技术研究院，北京星达科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11