压容式压力传感器制造技术

本发明专利技术提供一种压容式压力传感器，包括壳体，该壳体围成一个一端敞口的腔体，腔体的一个侧壁上设有流体进口，腔体的敞口端设有电容器，电容器具有密闭腔体的弹性金属片，一片刚性金属片与弹性金属片平行且相对地设置，一夹持件穿过并夹持刚性金属片与弹性金属片，弹性金属片与刚性金属片之间设有绝缘膜，绝缘膜与刚性金属片平行地设置，一对信号输出端口分别与弹性金属片及刚性金属片电连接。本发明专利技术提供的压容式压力传感器生产成本低，其使用范围广，可用于检测强酸性或强碱性等腐蚀性气体或液体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种压力传感器，尤其是逆向压容式流体压力传感器。
技术介绍
工程机械中需要使用大量的压力传感器，现有常见的压力传感器 是滑动电位器式压力传感器，但这种压力传感器使用寿命较短， 一般 只有几个月到1年左右，需要经常更换压力传感器，给工程机械的使 用带来极大的不便。因此，现有工程机械转而使用寿命较长的硅压阻式压力传感器或 陶资压阻式压力传感器，上述两种传感器设有硅片或陶瓷电阻，应用 硅片或陶瓷电阻形成一个平衡电桥，平衡电桥的输出端作为压力传感 器的信号输出端。硅压阻式压力传感器工作时，气体或液体等流体直接作用在硅片 上，硅片受到气体或液体的压力后发生形变，其电阻值发生变化，从 而使平衡电桥失去平衡，压力传感器输出端输出的电信号发生变化。 硅压阻式压力传感器外的检测电路接收到传感器输出的电信号，根据 电信号的变化计算流体压力大小。虽然硅压阻式压力传感器使用寿命较长， 一般可使用3~5年， 但是，由于该种压力传感器使用硅片、陶瓷电阻等制成，其生产成本 较高， 一般是滑动电位式压力传感器的2~3倍。并且，由于硅片对 工作温度要求较高，在-2(TC ~ 80。C之间，超出该工作温度后，硅片 会出现漏电等情况，导致硅压阻式压力传感器的检测结果不准确。另外，硅压阻式压力传感器工作时，被检气体或液体直接与硅片 接触，因此该种压力传感器不能用于检测具有腐蚀性或导电性的气体 或液体，也就是硅压阻式压力传感器不能在恶劣环境下工作，从而限 制的压力传感器的使用范围
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种使用寿命较长且制造成本较低的压 容式压力传感器；本专利技术的另 一 目的是提供一种可在恶劣环境下使用的压容式压力传感器。为实现上述的主要目的，本专利技术提供的压容式压力传感器包括壳 体，该壳体围成一个一端敞口的腔体，腔体的一个侧壁上设有流体进 口，腔体的敞口端设有电容器，电容器具有密闭腔体的弹性金属片， 一片刚性金属片与弹性金属片平行且相对地设置， 一夹持件穿过并夹 持刚性金属片与弹性金属片，弹性金属片与刚性金属片之间设有绝缘 膜，绝缘膜与刚性金属片平行地设置， 一对信号输出端口分别与弹性 金属片及刚性金属片电连接。由上述方案可见，弹性金属片与刚性金属片形成电容器的两片极 板。检测流体压力时，被测气体或液体从流体进口进入腔体内，位于 腔体敞口端的弹性金属片在气体或液体的压力下发生弹性变化，弹性 金属片自中部向外凸起，使弹性金属片与刚性金属片之间的距离增 大，即电容器两极板的间距增大，电容器的电容值减少，信号输出端 输出的电容值也就减少，压力传感器外的检测电路通过检测信号输出可见，压容式l力传感器::个壳体及电容器构成，生产时不需 要使用硅片、陶瓷电阻等，生产成本较低。并且，电容器可长时间使 用，增长压容式压力传感器的使用寿命。一个优选的方案是，壳体及弹性金属片由耐腐蚀金属材料制成， 特别是由耐腐蚀的不锈钢或镍铜合金或镍钼铬系镍基耐腐合金制成。 这样，压容式压力传感器可用于检测腐蚀性气体或液体，扩大压力传 感器的检测范围。并且，压容式压力传感器并不设有硅片，其工作温 度不受硅片工作温度限制，也扩大压力传感器的使用范围。附图说明图1是本专利技术实施例的结构示意图2是本专利技术实施例使用状态下的结构示意图；图3是应用本专利技术实施例的外围电路结构框图。 以下结合附图及实施例对本专利技术作进 一 步说明。具体实施例方式参见图1，本实施例具有壳体11,壳体11围成一个一端敞口的腔体12。本实施例中，腔体12的横截面为圆形，图1中腔体12的 右端敞口。在腔体12的侧壁13上设有一个流体进口 14，流体进口 14为圆环柱状体，其中心为流道15,被测流体可/人流道15进入腔体 12内。本实施例中，流体进口 14设在与敞口相对的侧壁上。若腔体 12为一圆柱体，则流体进口 14所在侧壁与敞口所在侧壁分别为圓柱 体的上、下表面。在腔体12的敞口端设有一个电容器16,电容器16包括有一片 弹性金属片17，弹性金属片17为一片圆形的柔性金属片，其受压时 可发生弹性变形，并在压力消失后恢复原状。由图1可见，弹性金属 片17的边缘与敞口的周边对接，并将腔体12的敞口密闭。优选地， 弹性金属片17的边缘可通过焊接、粘接等方式与敞口的周边连接。电容器16还设有与弹性金属片17相对设置的刚性金属片18, 刚性金属片18也为圆形金属片，并且大小与弹性金属片17相等，弹 性金属片17以及刚性金属片18的圆心均在腔体12的轴线上。在弹性金属片17与刚性金属片18之间具有间隙，在该间隙中设 有绝缘膜19,优选地，绝缘膜19也为圆形，且大小与刚性金属片18 相等，其圆心在腔体12的轴线上。电容器16还具有作为本实施例夹持件的铆钉20,铆钉2G由绝 缘材料制成，用于夹持弹性金属片17及刚性金属片18。由图1可 见，铆钉20穿过弹性金属片17及刚性金属片18的中心，且铆钉20 的两端延伸至弹性金属片17及刚性金属片18外。这样，弹性金属片 17中心与刚性金属片18中心之间的距离固定。电容器16的弹性金属片17与刚性金属片18之间的压降稳定， 例如具有稳定的5伏电压，弹性金属片17未发生弹性形变时，电容器16的电容值保持稳定。可见，弹性金属片17与刚性金属片18分别形成电容器16的两片极板。本实施例中，弹性金属片17与壳体11均由耐腐蚀的材料制成， 优选地，可使用耐腐蚀的不锈钢材料、镍铜合金或镍钼铬系镍基耐腐 合金制成，使弹性金属片17以及壳体11具有较好的耐腐蚀性，以便 于用压容式压力传感器检测强酸性或强碱性的流体压力。弹性金属片17及刚性金属片18分别与一个信号输出端子连接， 如图1所示的，弹性金属片17与信号输出端子22电连接，刚性金属 片18与信号输出端子21电连接。弹性金属片17未发生弹性形变时，如图1所示，弹性金属片17 与刚性金属片18的间距为Ll,即电容器16两极板之间的距离为 Ll。此时，电容器16的电容值固定，信号输出端子21、 22输出的电 容值也固定。本实施例工作时，被测流体从流体进口 14进入腔体12内，弹性 金属片17在流体的压力作用下发生弹性形变，如图2所示，弹性金 属片17的中部向外凸起。由于刚性金属片18与弹性金属片17中部 距离被铆钉20固定，因此弹性金属片17边缘与刚性金属片18的间 距增大，如图2所示，弹性金属片17边缘与刚性金属片18的间距增 大至L2。由于电容器16两极板之间的电压稳定，电容器16的电容值与两 极板之间的距离成反比，因此，弹性金属片17与刚性金属片18间距 增大，电容器16的电容值减小，信号输出端子21、 22输出的电容值 也随之减小。并且，腔体12内气体或液体压力越大，弹性金属片17 发生弹性形变幅度越大，弹性金属片17边缘与刚性金属片18间距也 就越大，电容器16的电容值也就越小。因此，电容器16的电容值与 腔体12内气体或液体的压力形成一定比例关系，通过检测电容器16 的电容值即可计算一皮测气体或液体的压力。参见图3，应用本实施例的外围电路包括有电容数字转换电路 31、稳压电路32、计算处理转换电路33、驱动电路34以及指示仪表 35。其中，稳压电i 各32接收交流电源或直流电源，并将直流或交流电源转换为 一定电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
压容式压力传感器，其特征在于：　壳体，所述壳体围成一个一端敞口的腔体；　流体进口，设置在腔体的一个侧壁上；　电容器，设置在腔体的敞口上，所述电容器具有　密闭所述敞口的弹性金属片；　刚性金属片，与所述弹性金属片平 行且相对地设置，一夹持件穿过并夹持所述刚性金属片与弹性金属片；　绝缘膜，与刚性金属片平行地设置在弹性金属片与刚性金属片之间；　一对信号输出端口，分别与所述弹性金属片及刚性金属片电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉成，宋丽娟，杜永刚，
申请(专利权)人：珠海晶富电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]