本发明专利技术涉及一种压力传感器，属于超高压力测量领域。一种高精度静态超高压力传感器，其特征在于包括传感器壳体，所述传感器壳体以壳盖密封封闭，壳体内为耐超高压力的内腔，所述内腔内设置有传感元件和从传感元件中引出电信号的引线座，所述传感元件包括充满传感介质用于感应压力的密闭腔室，在密闭腔室内有传感构件，所述传感构件为缠绕有传感金属丝的杆件，所述传感金属丝通过设置在引线座内的两个引线锥引出电信号，引线锥与引线座之间设有绝缘层，两个引线锥分别连接有引出电线，所述引线座封闭传感构件，所述引线锥连接的引出电线从壳盖中间引出。本发明专利技术的超高压力传感器能保证高精度的测量，而且响应迅速，体积轻便。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种压力传感器，尤其涉及一种具有高精度的静态超高压力传感器及采用超高压力传感器测量压力的方法。
技术介绍
压力计量所涉及的压力范围从几Pa到2000多MPa，通常将其划分为微压(<10kPa)、低压(O. OlMPa-O. 25MPa)、中压(O. 25MPa_100MPa)、高压OlOOMPa)、超高压(>600MPa)。测量压力的仪器就其原理来说有液体压力计、活塞式压力计、弹性式压力表及电测式压力计。目前用于超高压力测量的电测式压力计有锰铜电阻压力计，其结构有薄膜式、箔式和丝式。专利CN1303005A、CN1595084A介绍了一种薄膜式超高压力传感器，见图I所示，该 压力传感器能测量50GPa以上的压力，主要用于动态压力测量，具有非常快的响应能力，其测量准确度可能在1%左右。专利CN1789940A介绍了一种箔式锰铜压力传感器，见图2所示，也用于动态压力的测量，其测量压力高，响应快，准确度也不是非常高。国内外也制作过锰铜丝结构的压力计，其结构见图3所示，主要用于静态压力测量，测量压力可达数GPa，准确度约为1%-0· 5%。目前，超高压力测量最为准确的为可控间隙活塞式压力计，见图4所示，其最高可测量3GPa的压力，准确度最高可达到O. 02%-0· 1%，是目前超高压力的基准压力计。但这种结构的压力计，是通过帕斯卡原理和流体静力学平衡原理来测量压力的，测量时通过加载在活塞上面的砝码来平衡未知压力，因此响应非常慢；另外，超高压力可控间隙活塞式压力计体积庞大，无法移动，因此其使用受到很大的限制。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供，解决现在的超高压力测量仪器在压力测量时要么精度不高，要么响应慢，体积庞大因此使用受限的缺陷。技术方案一种高精度静态超高压力传感器，其特征在于包括传感器壳体，所述传感器壳体以壳盖密封封闭，壳体内为耐超高压力的内腔，所述内腔内设置有传感元件和从传感元件中引出电信号的引线座，所述传感元件包括充满传感介质用于感应压力的密闭腔室，在密闭腔室内有传感构件，所述传感构件为缠绕有传感金属丝的杆件，所述传感金属丝通过设置在引线座内的两个引线锥引出电信号，在引线座和引线锥之间设置有密封绝缘层，两个引线锥分别连接有引出电线，所述引线座封闭传感构件，所述引线锥连接的引出电线从壳盖中间引出。所述传感器壳体内部的内腔壁上设置有多层环形台阶，所述引线座上部直径大下部直径小，上部直径与所安装的内腔的内径相同，所述引线座下部外与内腔壁之间环绕设置有密封圈组件，所述密封圈组件设置在下方的台阶上。所述传感器壳体顶部内凹，壳盖通过压紧螺母压紧密封圈组件进行密封。所述传感元件的传感金属丝采用锰铜丝。所述传感介质采用白汽油。所述传感构件的杆件外圈上设置有螺旋式槽沟，所述传感金属丝固定在所述螺旋式槽沟内，所述杆件采用铝合金制作，并通过致密阳极氧化，在杆件表面形成一层致密的氧化铝薄膜层。所述传感元件的密闭腔室的腔体包括波纹管段腔体。 所述引线锥包括上中下三部分，上部分和下部分为圆柱体，中间部分为上小下大的圆锥体，上部分和下部分的圆柱体的直径小于中间圆锥体的底部直径，下部分伸进传感元件的密闭腔室内。采用如权利要求I所述的高精度静态超高压力传感器测量压力的方法，其特征在于包括以下步骤I)超高压力通过被测压力的液体传压介质和传感器壳体的下端接口传递到传感器壳体的内腔；2)内腔中液体传压介质被壳盖压紧的密封圈组件密封，内腔内压力升高，压力同时通过密闭腔室的波纹管段腔体作用在密闭腔室内的传感介质上；3)传感介质再将压力传递到作为传感金属丝的锰铜丝，从而引起锰铜丝电阻的变化，利用数字多用表通过引线锥和电线的传导测量电阻值；4)测量电阻值的同时通过计算机通讯来监控和实时处理锰铜丝的电阻相对变化量，并将电阻相对变化量表征为压力值。有益效果本专利技术的高精度静态超高压力传感器不仅能在超高压力和高温下保证高精度的测量，而且响应迅速，体积小，携带方便，利于测量。附图说明图I为薄膜式锰铜压力传感器示意图。图2为箔式锰铜压力传感器示意图。图3为锰铜丝结构的压力传感器示意图。图4为可控间隙活塞式压力计示意图。图5为本专利技术示意图。其中1_传感器壳体，2-壳盖，3-内腔，4-传感元件，5-引线座，6-传感构件，7-引线锥，8-密闭腔室，9-密封圈组件，10-波纹管段腔体，11-不锈钢套管段腔体，12-接管段腔体，13-封头。具体实施例方式下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本专利技术。一种高精度静态超高压力传感器，如附图5所示，包括传感器壳体1，所述传感器壳体I以壳盖2密封封闭，壳体内为耐超高压力的内腔3，所述内腔3内设置有传感元件4和从传感元件4中引出电信号的引线座5，所述传感元件4包括充满传感介质用于感应压力的密闭腔室8，在密闭腔室8内有传感构件6，所述传感构件为缠绕有传感金属丝的杆件，所述传感金属丝通过设置在引线座5内的两个引线锥7引出电信号，两个引线锥7分别连接有引出电线，所述引线座5封闭传感构件6，所述引线锥7连接的引出电线从壳盖2中间引出。所述传感器壳体I内部的内腔3壁上设置有多层环形台阶，所述引线座5上部直径大下部直径小，上部直径与所安装的内腔3的内径相同，所述引线座5下部外与内腔3壁之间环绕设置有密封圈组件9，所述密封圈组件9设置在下方的台阶上。所述传感器壳体I顶部内凹，壳盖2采用压紧螺母密封。传感元件4整体通过密封圈组件9、引线座5的座体和压紧螺母被固定在第二个台阶的位置，压紧螺母主要是压紧引线座5的座体下面的密封圈组件9，保证壳体和传感元件4之间的密封，壳体内部提供了一个耐超高压力的内腔3。 所述传感元件4的传感金属丝采用锰铜丝，传感介质采用白汽油，传感元件4的传感构件6的杆件外圈上设置有螺旋式槽沟，锰铜丝固定在所述螺旋式槽沟内，所述杆件采用铝合金制作，并通过致密阳极氧化，在杆件表面形成一层致密的氧化铝薄膜层。所述传感元件4的密闭腔室的腔体包括波纹管段腔体10。将锰铜丝绕成细直径弹簧，然后再缠在有螺旋式槽沟的杆件上。所述传感元件4的密闭腔室的腔体包括与引线座5连接的不锈钢套管段腔体11、波纹管段腔体10、接管段腔体12和封头13，不锈钢套管段腔体11、接管段腔体12与波纹管段腔体10通过滚焊焊接密封，不锈钢套管段腔体11与引线座5通过激光焊焊接密封，封头13通过螺纹拧紧在接管段腔体12上，将整个传感元件4和传压介质密封隔离起来。所述传感元件4采用白汽油作为传压介质，不会引起超高压力下压阻测量时的旁路效应，不会给传感器测压产生系统误差；且在超高压力下，白汽油不会发生相变，因此能够各向同性的传递压力，密封体采用部分波纹管补偿了传压介质在超高压力作用下所产生的体积收缩量，从而解决了超高压力下无法检测及误差大，精度低的问题，通过改进的传压介质及结构上的改变，不仅使传感元件4在超高压力下正常工作，而且能保证检测的顺利和精度。所述引线锥7包括上中下三部分，上部分和下部分为圆柱体，中间部分为上小下大的圆锥体，上部分和下部分的圆柱体的直径小于中间圆锥体的底部直径，下部分伸进传感元件4的密闭腔室8内。引线锥7为传感构件6的电极。所述引线座5中间有锥孔，放置引线锥7，在锥孔内壁和引线锥7之间设置有密封绝缘层。引线本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高精度静态超高压力传感器，其特征在于：包括传感器壳体（1），所述传感器壳体（1）以壳盖（2）密封封闭，壳体内为耐超高压力的内腔（3），所述内腔（3）内设置有传感元件（4）和从传感元件（4）中引出电信号的引线座（5），所述传感元件（4）包括充满传感介质用于感应压力的密闭腔室（8），在密闭腔室（8）内有传感构件（6），所述传感构件为缠绕有传感金属丝的杆件，所述传感金属丝通过设置在引线座（5）内的两个引线锥（7）引出电信号，两个引线锥（7）分别连接有引出电线，在引线座（5）和引线锥（7）之间设置有密封绝缘层，所述引线座（5）封闭传感构件（6），所述引线锥（7）连接的引出电线从壳盖（2）中间引出。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：洪扁，潘征宇，张进明，胡央丽，葛振杰，冷莹莹，
申请(专利权)人：上海市计量测试技术研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。