一种压力变送器及其制造方法技术

本发明专利技术涉及压力变送器技术领域，提供由弹性材料制成且具有微应变的压力膜片，压力膜片内设有膜片引压孔，膜片引压孔的延伸端设有平面圆膜片；应变计，固化于平面圆膜片的表面，平面圆膜片的形变引起应变计的电阻变化；放大电路板，与应变计电连接，放大电路板用于对电阻信号进行采集、对应变计进行温度补偿运算、输出放大电压信号；信号转换电路板，与放大电路板电连接，信号转换电路板用于将输入的放大电压信号转换成压力变送器的标准信号，并输出至与信号转换电路板电连接的外部设备。本发明专利技术还提供一种压力变送器的制造方法。本发明专利技术最高测量压力高达1000Mpa，承受1000万次1.5倍满量程压力循环加载，大幅降低温漂系数。

【技术实现步骤摘要】
一种压力变送器及其制造方法
本专利技术涉及压力变送器
，尤其涉及一种压力变送器及其制造方法。
技术介绍
压力变送器是一种将压力转换成电动信号进行控制和远传的设备，它能将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号(如4～20mADC等)，以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节，压力变送器的测量精度直接影响到控制系统的稳定性和安全性。现有技术中的各类压力变送器存在以下常见问题：1、耐压能力较低，无法稳定测量300MPa以上的超高压力，过载能力低，在受到压力过载影响后，会出现压力元件损坏，输出信号异常；2、测量机构如膜片等元件的运动幅度过大，容易疲劳变形，工作寿命短，长期稳定性差；3、温漂系数高，受温度变化影响，会产生较大温度漂移，测量精度下降。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的问题，提供了一种压力变送器及其制造方法，用于解决现有技术中压力变送器存在的耐压能力较低、膜片容易疲劳变形、以及温漂系数高的技术问题。本专利技术就上述技术问题而提出的技术方案如下：一种压力变送器，包括：由弹性材料制成且具有微应变的压力膜片，所述压力膜片内设有膜片引压孔，所述膜片引压孔的延伸端设有平面圆膜片；应变计，固化于所述平面圆膜片的表面，所述平面圆膜片的形变引起所述应变计的电阻变化；放大电路板，与所述应变计电连接，所述放大电路板用于对电阻信号进行采集、对所述应变计进行温度补偿运算、输出放大电压信号；信号转换电路板，与所述放大电路板电连接，所述信号转换电路板用于将输入的放大电压信号转换成压力变送器的标准信号，并输出至与所述信号转换电路板电连接的外部设备。根据上述所述的压力变送器，所述膜片引压孔的开口处设有缓冲塞，所述缓冲塞设于所述膜片引压孔的开口处并通过所述膜片引压孔与所述压力膜片可拆卸连接；所述缓冲塞上设有贯通整个所述缓冲塞的缓冲塞引压孔，所述缓冲塞引压孔与所述膜片引压孔连通。根据上述所述的压力变送器，所述压力膜片的外侧壁设有应力阻断槽，所述应力阻断槽用于阻断安装应力向平面圆膜片传递。根据上述所述的压力变送器，所述压力膜片的外侧壁设有过程接口，所述过程接口与所述压力膜片为一体式结构。根据上述所述的压力变送器，所述应变计通过连接层烧结固化于所述平面圆膜片的表面，所述连接层由硅酸盐材料制成。根据上述所述的压力变送器，所述压力变送器还包括壳体，所述压力膜片与所述壳体固定连接，所述壳体的内部设有电路板支架，所述压力膜片与所述电路板支架固定连接；所述电路板支架上设有邦定电路板，所述邦定电路板固定连接于所述电路板支架上，且所述邦定电路板与所述电路板支架之间设有绝缘垫片，所述绝缘垫片用于保护邦定电路板，防止所述邦定电路板与所述电路板支架产生短路。根据上述所述的压力变送器，所述应变计通过导线与所述邦定电路板连接，所述导线用于在应变计和所述邦定电路板之间传递信号，所述邦定电路板与所述放大电路板通过第一插针连接，所述放大电路板与所述信号转换电路板通过第二插针连接，所述信号转换电路板通过电气接插件与外部设备连接；所述电气接插件的外部固定连接有电气接头，所述电气接头与所述壳体连接。根据上述所述的压力变送器，所述邦定电路板上设有将所述应变计和所述导线罩起来的保护罩，所述保护罩与所述邦定电路板固定连接。本专利技术的另一个目的还在于提供一种上述所述的压力变送器的制造方法，包括：步骤S100：加工压力膜片，具体为：按照设计图纸加工压力膜片，并将加工完成的压力膜片放入真空炉中进行热处理，对热处理后的压力膜片进行研磨，确保压力膜片的平行度满足预设要求；步骤S200：硅酸盐丝印，具体为：将加工合格的压力膜片固定于基座上，将制备好的钢网覆于压力膜片上，并将呈乳状的硅酸盐放置于钢网上，用刮刀沿钢网表面将硅酸盐刮刷均匀，然后取出钢网，并从基座上取下压力膜片；步骤S300：应变计定位，具体为：在压力膜片表面的硅酸盐覆盖区域内放置应变计；步骤S400：硅酸盐烧结固化，具体为：将完成丝印的压力膜片分批装入固定夹具，将固定夹具依次放入多温区真空隧道炉进行硅酸盐烧结，完成硅酸盐烧结后，硅酸盐将应变计固化在压力膜片表面；步骤S500，安装邦定电路板，具体为：将电路板支架与压力膜片焊接，然后将邦定电路板通过高温粘胶固定于电路板支架上，并进行烘烤固化；步骤S600，电路装配，具体为：采用超声波邦线机将导线的两端分别与应变计和邦定电路板焊接，并采用保护罩将导线和应变计罩起来；采用第一插针将邦定电路板和放大电路板连接，采用第二插件将放大电路板和信号转换电路板连接，采用电气接插件将信号转换电路板和外部设备连接；步骤S700，壳体与电气接头装配，具体为：在电气接插件的外部置入电气接头，并加胶固定，然后将电气接头与壳体焊接。根据上述所述的压力变送器的制造方法，在步骤S700之后，还包括步骤S800，压力循环冲击，具体为：对装配完成的压力变送器进行压力加载卸载循环冲击。根据上述方案的本专利技术，其有益效果至少在于：(1)本专利技术提供的压力变送器，最高测量压力高达1000Mpa，标准产品的过载能力达到3倍满量程压力，爆破压力最大可达20倍。(2)本专利技术提供的压力变送器，采用压力膜片微应变的压力传感模式，避免材料疲劳变形的风险，延长了压力膜片的工作寿命，可以承受1000万次1.5倍满量程压力循环加载。(3)本专利技术提供的压力变送器，用压力传感全桥等效电阻充当测温元件，测量出更为准确的介质温度，进行多阶温度补偿，大幅降低变送器温漂系数，提高测量精度。(4)本专利技术提供的压力变送器，应变计可以采集压力信号和温度信号，降低了温度采集数据误差，温度补偿效果更好。(5)本专利技术提供的压力变送器，结构简单，生产过程自动化程度高，生产效率高，实现了批量化生产，单套生产设备日产量可达3000台。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，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。图1为本专利技术实施例提供的压力变送器的剖面结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的压力变送器中的压力膜片与应变计连接处的放大结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的压力变送器中的压力膜片结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的压力变送器中辅助硅酸盐涂敷于压力膜片上的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的压力变送器中辅助硅酸盐涂敷于压力膜片上的另一视角结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的压力变送器的制造方法流程图一；图7为本专利技术实施例提供的压力变送器中的应变计定位结构示意图；图8为本专利技术实施例提供压力变送器的制造方法流程图二。其中，图中各附图标记：...

【技术保护点】
1.一种压力变送器(10)，其特征在于：包括：/n由弹性材料制成且具有微应变的压力膜片(11)，所述压力膜片(11)内设有膜片引压孔(111)，所述膜片引压孔(111)的延伸端设有平面圆膜片(112)；/n应变计(12)，固化于所述平面圆膜片(112)的表面，所述平面圆膜片(112)的形变引起所述应变计(12)的电阻变化；/n放大电路板(13)，与所述应变计(12)电连接，所述放大电路板(13)用于对电阻信号进行采集、对所述应变计(12)进行温度补偿运算、输出放大电压信号；/n信号转换电路板(14)，与所述放大电路板(13)电连接，所述信号转换电路板(14)用于将输入的放大电压信号转换成压力变送器的标准信号，并输出至与所述信号转换电路板(14)电连接的外部设备。/n

【技术特征摘要】
1.一种压力变送器(10)，其特征在于：包括：
由弹性材料制成且具有微应变的压力膜片(11)，所述压力膜片(11)内设有膜片引压孔(111)，所述膜片引压孔(111)的延伸端设有平面圆膜片(112)；
应变计(12)，固化于所述平面圆膜片(112)的表面，所述平面圆膜片(112)的形变引起所述应变计(12)的电阻变化；
放大电路板(13)，与所述应变计(12)电连接，所述放大电路板(13)用于对电阻信号进行采集、对所述应变计(12)进行温度补偿运算、输出放大电压信号；
信号转换电路板(14)，与所述放大电路板(13)电连接，所述信号转换电路板(14)用于将输入的放大电压信号转换成压力变送器的标准信号，并输出至与所述信号转换电路板(14)电连接的外部设备。


2.根据权利要求1所述的压力变送器，其特征在于：所述膜片引压孔(111)的开口处设有缓冲塞(16)，所述缓冲塞(16)设于所述膜片引压孔(111)的开口处并通过所述膜片引压孔(111)与所述压力膜片(11)可拆卸连接；所述缓冲塞(16)上设有贯通整个所述缓冲塞(16)的缓冲塞引压孔(161)，所述缓冲塞引压孔(161)与所述膜片引压孔(111)连通。


3.根据权利要求1所述的压力变送器，其特征在于：所述压力膜片(11)的外侧壁设有应力阻断槽(113)，所述应力阻断槽(113)用于阻断安装应力向平面圆膜片(112)传递。


4.根据权利要求1所述的压力变送器，其特征在于：所述压力膜片(11)的外侧壁设有过程接口(17)，所述过程接口(17)与所述压力膜片(11)为一体式结构。


5.根据权利要求1所述的压力变送器，其特征在于：所述应变计(12)通过连接层(15)烧结固化于所述平面圆膜片(112)的表面，所述连接层(15)由硅酸盐材料制成。


6.根据权利要求1所述的压力变送器，其特征在于：所述压力变送器(10)还包括壳体(19)，所述压力膜片(11)与所述壳体(19)固定连接，所述壳体(19)的内部设有电路板支架(20)，所述压力膜片(11)与所述电路板支架(20)固定连接；
所述电路板支架(20)上设有邦定电路板(21)，所述邦定电路板(21)固定连接于所述电路板支架(20)上，且所述邦定电路板(21)与所述电路板支架(20)之间设有绝缘垫片(22)，所述绝缘垫片(22)用于保护邦定电路板(21)，防止所述邦定电路板(21)与所述电路板支架(20)产生短路。


7.根据权利要求6所述的压力变送器，其特征在于：所述应变计(12)通过导线(23)与所述邦定电路板(21)连接，所述导线(23)用于在应变计(12)和所述邦定电路板(21...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹海龙，
申请(专利权)人：深圳万讯自控股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44