压力平衡式的密封方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种压力平衡式的密封方法，在测量环境下，通过减少测量工具的内部与外部的压差的方法，实现测量工具的密封。本发明专利技术还公开了一种采用压力平衡式的密封方法的传感器，包括传感器的腔体和设置在腔体内壁上的敏感元件，在敏感元件的外表面上覆盖有不透水的具有弹性的高分子材料制成的密封膜，密封膜的表面带有金属网，通过密封装置将密封膜的边缘密封固定在腔体的内壁上。本发明专利技术通过防水的柔性材料制成的保护膜，保证了测量工具的腔体内部压力与测量环境的压力的基本一致性，有效解决了因存在内外压差而产生的密封界面的渗漏问题，使用该方法密封的测量工具，结构简单，不仅寿命长，而且保证了测量的精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种密封方法，特别是涉及一种压力平衡式的密封方法及其应用。
技术介绍
目前所使用的传感器等测量工具一般都是采用机械和胶封等密封方法，将敏感元件和电器元件密封在传感器的腔体内或待测物体的表面。但是在深水中或高压容器等测量环境下，机械密封的腔体内部与外部的压差较大，而胶封界面又容易出现水力劈裂现象，在一定的压力下，密封装置将会失效。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的就是要提供一种使敏感元件的密封腔体内部压力与外部环境压力随时保持基本一致的压力平衡式的密封方法。本专利技术的另一个目的就是提供一种采用压力平衡式的密封方法的传感器。为实现上述目的，本专利技术一种压力平衡式的密封方法，在测量环境下，通过减少测量工具的内部与外部的压差的方法，实现测量工具的密封。进一步，所述测量工具为敏感元件，测量工具的密封步骤如下1、将敏感元件固定于传感器的腔体内壁或被测物体的感应位置；2、用不透水的具有弹性的高分子材料制成的密封膜覆盖在敏感元件上；3、在密封膜的远离敏感元件的一侧表面设置有金属网；4、将密封膜的边缘与传感器的腔体内壁或被测物体的接触面用机械方式密封压紧。其中，在进行上述步骤2之前，用防水油脂将所述敏感元件油封在所述传感器的腔体内壁或被测物体的感应位置。进一步，所述密封膜的边缘与所述传感器的腔体内壁或被测物体的接触面可以进行胶密封。进一步，所述机械方式密封压紧的方法为利用垫圈将所述的密封膜的边缘压紧，在该垫圈上安装有弹簧，弹簧上设置有压片，压片通过螺钉固定在传感器的腔体内壁或被测物体的接触面上。进一步，所述密封膜为防水橡胶或聚氨酯薄膜等。本专利技术一种采用压力平衡式的密封方法密封敏感元件的传感器，包括传感器的腔体和设置在腔体内壁上的敏感元件，在所述敏感元件的外表面上覆盖有不透水的具有弹性的高分子材料制成的密封膜，该密封膜的表面带有金属网，通过密封装置将密封膜的边缘密封固定在所述腔体的内壁上。进一步，所述敏感元件与密封膜之间设置有油脂层。进一步，所述密封装置包括垫圈、弹簧和压片，该垫圈将所述的密封膜的周边压紧，弹簧设置在该垫圈上，压片设置在弹簧上，压片通过螺钉固定在传感器的腔体内壁上，在密封膜的边缘与内腔壁之间采用胶密封。进一步，所述密封膜为防水橡胶或聚氨酯薄膜等。与现有技术相比，本专利技术通过防水的柔性材料制成的保护膜，将测量环境下的不同于测量工具的压力，传递给测量工具的保护腔体，保证了腔体的内部压力与外界环境的压力的基本一致性，有效解决了因存在内外压差而产生的密封界面的渗漏问题，使用该方法密封的测量工具，结构简单，不仅提高了敏感元件和传感器的使用寿命，而且保证了测量的精度。附图说明图1为本专利技术传感器的敏感元件部分的密封结构的剖视图；图2为敏感元件安装在传感器内壁上时的结构示意图。具体实施例方式本专利技术是在测量环境下，通过在测量工具上设置防水的柔性材料制成的薄膜，将测量工具外部的压差传递给测量工具，通过减少测量工具的内部与外部的压差的方法，来实现测量工具的密封。图1和2中，敏感元件1的一侧位于压力平衡式传感器内腔的内壁8上，在敏感元件1的另一侧的表面涂有凡士林4，该凡士林4对敏感元件1进行了油封。在凡士林4的外表面上，覆盖了一层防水橡胶2，该防水橡胶2具有较好的弹性，在防水橡胶2表面还设置有金属丝网3。防水橡胶2的边缘上设置有垫圈6，防水橡胶2的边缘被垫圈6挤压在传感器内壁8上，在垫圈6上安装有弹簧7，在弹簧7上安装有压片10，压片10通过压迫弹簧7将防水橡胶3的边缘挤压在传感器的内壁8上，压片10通过若干个螺钉9也被固定在内壁8上。因此，防水橡胶2与内壁8紧密连接在一起，将油封的敏感元件1密闭在防水橡胶2内。敏感元件1带有引出线5，引出线5穿过凡士林4和防水橡胶2，然后经过垫圈5后引出。当传感器被置于深水中工作时，该深水处的压强通过防水橡胶2将压力传递到敏感元件1腔体内，使得敏感元件1的压强与该处深水的压强相同，避免了因传感器的内外压差而产生的渗漏现象。而设置在防水橡胶2表面的金属丝网3不仅对防水橡胶2起到机械保护作用，同时也对敏感元件1起到屏蔽作用，防止外界对该传感器的干扰。为了保证敏感元件1与外界压力一致，金属丝网3与防水橡胶2的抗弯刚度要尽可能的小。在敏感元件1上覆盖一层凡士林4后，不仅可以达到密封敏感元件1的效果，还可以防止防水橡胶2在外界压力的变形过程中，对敏感元件1的损坏。采用弹簧7通过垫圈6的机械方式对防水橡胶2与传感器内壁8实行密封，通过弹簧7保持压力，保证了防止防水橡胶2与传感器内壁8之间的接触界面密封。另外，凡士林4也可以用其它具有相同功效的油脂例如黄油等替代，防水橡胶2还可以用具备能够传递压力的高弹性不透水的高分子材料，例如聚氨酯等替代，防水橡胶2与传感器的内壁8相接触的边缘表面还可以先用密封胶密封后，再采用机械密封方式加固。防水橡胶2固定在传感器内壁8上的机械方式还可以采用常用的其它机械密封形式。本压力平衡式的密封方法可以应用于深水(海)及高压容器内等测量领域，采用该密封方法可以应用于制作各种传感器，同时也可以采用该方法直接将敏感元件密封固定在待测物体的感应位置来进行测量。权利要求1.一种压力平衡式的密封方法，其特征在于，在测量环境下，通过减少测量工具的内部与外部的压差的方法，实现测量工具的密封。2.根据权利要求1所述的密封方法，其特征在于，所述测量工具为敏感元件，测量工具的密封步骤如下(1)将敏感元件固定于传感器的腔体内壁或被测物体的感应位置；(2)用不透水的具有弹性的高分子材料制成的密封膜覆盖在敏感元件上；(3)在密封膜的远离敏感元件的一侧表面设置有金属网；(4)将密封膜的边缘与传感器的腔体内壁或被测物体的接触面用机械方式密封压紧。3.根据权利要求2所述的密封方法，其特征在于，在进行所述步骤(2)之前，用防水油脂将所述敏感元件油封在所述传感器的腔体内壁或被测物体的感应位置。4.根据权利要求3所述的密封方法，其特征在于，所述密封膜的边缘与所述传感器的腔体内壁或被测物体的接触面进行胶密封。5.根据权利要求4所述的密封方法，其特征在于，所述机械方式密封压紧的方法为利用垫圈将所述的密封膜的边缘压紧，在该垫圈上安装有弹簧，弹簧上设置有压片，压片通过螺钉固定在传感器的腔体内壁或被测物体的接触面上。6.根据权利要求5所述的密封方法，其特征在于，所述密封膜为防水橡胶或聚氨酯薄膜。7.一种采用权利要求1所述压力平衡式的密封方法的传感器，包括传感器的腔体和设置在腔体内壁上的敏感元件，其特征在于，在所述敏感元件的外表面上覆盖有不透水的具有弹性的高分子材料制成的密封膜，该密封膜的表面带有金属网，通过密封装置将密封膜的边缘密封固定在所述腔体的内壁上。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述敏感元件与密封膜之间设置有油脂层。9.根据权利要求8所述的密封方法，其特征在于，所述密封装置包括垫圈、弹簧和压片，该垫圈将所述的密封膜的周边压紧，弹簧设置在该垫圈上，压片设置在弹簧上，压片通过螺钉固定在传感器的腔体内壁上，在密封膜的边缘与内腔壁之间采用胶密封。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述密封膜为防水橡胶或聚氨酯薄膜。全文摘要本专利技术公开了一种压力平衡式的密封方法，在测量环境下，通过减本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压力平衡式的密封方法，其特征在于，在测量环境下，通过减少测量工具的内部与外部的压差的方法，实现测量工具的密封。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁桦，时忠民，杨兵，郭馗，申仲翰，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]