【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新型传感器领域，具体涉及一种用于压力传感器的弹性体组件、压力检测装置及方法。
技术介绍
1、压力传感器是一种检测压向力的装置。通过电路，压力传感器将压力变化转换为电信号输出，是自动化设备中最常见的一种传感器。根据压力传感器的结构、形状、原理以及使用场景的不同，压力传感器分多种，常见的型式有应变式、压阻式、电容式、压电式、振频式压力传感器。微型压力传感器旨在应用到空间有限或间隙紧密的系统，具有体积小、响应快、精度高、性能稳定等特点，在医疗器械、环境监测、自动化机器人等领域均有应用。
2、微型压力传感器的其中一类是采用电阻应变原理，在压力的作用下，弹性体产生变形，并导致安装在弹性体上的应变电阻薄膜形变，从而改变内置电阻栅的阻值。通过惠斯通电桥可精确地采集到阻值的变化，并进一步反映压力的大小。弹性体作为压力传感器的核心部件，其性能直接决定了传感器的尺寸、量程和精度，因此使用性能优越的材料作为弹性体来制备微型压力传感器具有重要意义。目前，压力传感器的弹性体主要采用17-4ph不锈钢、316不锈钢、630不锈钢、7075-t6铝合金等。但是，受限于这些材料的低强度和高弹性模量，使用其制备的微型压力传感器灵敏度低、精度差、量程小。虽然通过复杂热处理以及微量元素掺杂的方式可提高这些材料的性能，但是同时也导致加工难度高、生产成本高，并且仍难以满足微型压力传感器的需求，因此需要针对微型压力传感器的特性开发专用弹性体材料。
3、非晶合金又被称为金属玻璃，其内部原子排列无序，不具备晶体材料中长程有序的周期性。来源
技术实现思路
1、因此，本专利技术的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种基于块体非晶合金的用于微型压力传感器的弹性体组件、压力检测装置及方法。该非晶合金微型压力传感器可以极大地提高传感器的综合性能：相比其他微型压力传感器，对于同样的弹性体结构，本专利技术提出的传感器准确度能达到0.5级，尺寸上至少优化400％，测试量程范围至少提高了66％。同时本专利技术采用弹性体压铸技术以及应变电阻溅射技术，使得制造工艺自动化，生产成本更低，极大地降低了微型压力传感器的生产周期。
2、本专利技术的压力检测装置具有结构简单、采集频率高、采集精度高、性能稳定可靠的特点，解决了应变电阻式传感器在微型尺寸方面测量精度不高、量程不大的难题，同时模拟量输出变送器和可编程逻辑控制器可通过电子技术进一步集成在电路板上，实现压力检测装置的进一步微型化。
3、在阐述本专利技术之前，定义本文中所使用的术语如下：
4、术语“非晶合金”是指：由超急冷凝固，合金凝固时原子来不及有序排列结晶，得到的固态合金是长程无序结构，组成它物质的分子(或原子、离子)不呈空间有规则周期性，没有晶态合金的晶粒、晶界存在。
5、为实现上述目的，本专利技术的第一方面提供了一种用于压力传感器的弹性体组件，所述弹性体组件的材料为非晶合金或非晶合金的复合材料，所述非晶合金选自以下一种或多种：锆基非晶合金、钛基非晶合金、钇基非晶合金、铱基非晶合金、铜基非晶合金、钯基非晶合金、铂基非晶合金、金基非晶合金、铝基非晶合金、铁基非晶合金、镧基非晶合金、铈基非晶合金；优选选自以下一种或多种：锆基非晶合金、钛基非晶合金、钇基非晶合金、铱基非晶合金、铜基非晶合金、钯基非晶合金、金基非晶合金、铁基非晶合金；更优选选自以下一种或多种：锆基非晶合金、钛基非晶合金、钇基非晶合金、铱基非晶合金、铜基非晶合金、钯基非晶合金、铁基非晶合金；
6、优选地，所述锆基非晶合金选自以下一种或多种：zrcoal、zrcoaly、zrcunial、zrticunial、zrticunibe、zrcupdagal、zrcubeagal、zrnicualag、zraucualag、zrcualag、zrfecualag、zrnbcunibe、zrticualag；
7、优选地，所述钛基非晶合金选自以下一种或多种：tizrbenicu、tizrbeni、tizrbecr、ticuzr、tipdzrhfcunisisn、tizrcupd、tizrbe；
8、优选地，所述钇基非晶合金为yscalco或yscalconi；
9、优选地，所述铱基非晶合金为irnita或irnitanb；
10、优选地，所述铜基非晶合金选自以下一种或多种：cuzralag、cuzraler、cuzralgd、cuzraly、cuzralnb、cuzragti、cuzrtisnsi、cuhfti、cuzrti；
11、优选地，所述钯基非晶合金选自以下一种或多种：pdcunip、pdzrcualag、pdnip、pdcuagsip；
12、优选地，所述铁基非晶合金选自以下一种或多种：fecocrmocby、fecrmowcby、fecrmocbera、femncrmoercb；和/或
13、优选地，所述压力传感器选自以下一种或多种：应变式压力传感器、压阻式压力传感器、电容式压力传感器、压电式压力传感器、振频式压力传感器；更优选选自以下一种或多种：应变式压力传感器、压阻式压力传感器、电容式压力传感器。
14、根据本专利技术第一方面的弹性体组件，其中，
15、所述非晶合金的弹性模量为40gpa～150gpa，优选为60gpa～150gpa，更优选为60gpa～100gpa；
16、所述非晶合金的屈服强度为600mpa～3400mpa，优选为1000mpa～2500mpa；
17、所述非晶合金的硬度为500hv～1400hv，优选为500hv～650hv；
18、所述弹性体组件的立体结构选自以下一种或多种：筒式、膜片式、平盒式；优选为筒式或平盒式；
19、所述弹性体组件的厚度为1.0mm～40.0mm，更优选为1.0mm～20.0mm；和/或
20、所述弹性体组件的横截面面积为1.0mm2～400.0mm2，更优选为1.0mm2～100.0mm2。
21、本专利技术的第二方面提供了一种压力检测装置，所述压力检测装置包括：压力传感器、模拟量输出变送器和可编程逻辑控制器；其中，所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于压力传感器的弹性体组件，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的弹性体组件，其特征在于：
3.一种压力检测装置，其特征在于，所述压力检测装置包括：压力传感器、模拟量输出变送器和可编程逻辑控制器；其中，所述压力传感器不包括应变梁，且自下而上依次包括：
4.根据权利要求3所述的压力检测装置，其特征在于：
5.根据权利要求3或4所述的压力检测装置，其特征在于：
6.根据权利要求3至5中任一项所述的压力检测装置，其特征在于，所述压力传感器还包括信号线，用于所述应变电阻薄膜与所述模拟量输出变送器之间的电性连接并将其转为模拟信号；和/或
7.一种基于块体非晶合金材料的压力检测方法，其特征在于，所述压力检测方法使用权利要求3至6中任一项所述的压力检测装置进行检测。
8.根据权利要求7所述的压力检测方法，其特征在于，所述压力检测方法包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的压力检测方法，其特征在于：
10.根据权利要求9所述的压力检测方法，其特征在于，所述步骤(1)中：
【技术特征摘要】
1.一种用于压力传感器的弹性体组件，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的弹性体组件，其特征在于：
3.一种压力检测装置，其特征在于，所述压力检测装置包括：压力传感器、模拟量输出变送器和可编程逻辑控制器；其中，所述压力传感器不包括应变梁，且自下而上依次包括：
4.根据权利要求3所述的压力检测装置，其特征在于：
5.根据权利要求3或4所述的压力检测装置，其特征在于：
6.根据权利要求3至5中任一项所述的压力检测装置，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁文灏，王超，柳延辉，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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