專利名稱：一種差壓傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種壓力測量裝置，特別是涉及一種用于壓力差 控制的差壓傳感器。
背景技術：
在電工、儀器儀表等行業中，經常要求對容器、設備的壓力差進 行控制，這時，常常會使用到差壓傳感器。目前，在制備差壓傳感 器時，其內的彈性敏感元件大都采用波登管、波紋管和膜片。對于 波登管型和波紋管型差壓傳感器，正負壓腔為同一彈性元件，壓力 作用在彈性元件的單側，因此在使用中存在著靜壓不高的問題。而 膜片型差壓傳感器的結構復雜，內部需要充油并抽真空，因而使得 成本較高。同時，這些差壓傳感器只有機械表頭顯示，不能進行電 信號輸出，無法與自動控制系統相連，由此不能有效地控制容器、 設備的內外壓力變化速率及壓力差的大小，大大制約了差壓傳感器 的應用。
因此，需要研制開發出一種既有高靜壓，又有機械表頭顯示和電 信號輸出兩種輸出方式的新型的差壓傳感器，以滿足日益發展的需 要進行自動控制的壓力測量儀器的需要。
實用新型內容
為克服上述缺陷，本實用新型的目的是提供一種如下所述的新穎 的差壓傳感器，該差壓傳感器不僅具有機械表頭的指針顯示，而且 具有電信號輸出，可以將被測容器、設備的壓力差反饋至電控系統。
為實現上述目的，本實用新型通過如下的技術方案實現
根據本實用新型提供了一種差壓傳感器，包括封裝外殼；第一和第二傳感元件及其分別形成的第 一和第二腔室，該第 一腔室具有與
外界連通的第一壓力口 ，第二腔室具有與外界連通的第二壓力口 ； 用于將傳感元件的變形傳輸、放大的變形傳輸和放大組件；用于指 示壓力變化的指針；以及用于使指針復位的彈簧，其中，第一和第 二傳感元件的末端分別與長連桿的兩端鉸接，該差壓傳感器進一步 包括用于感應第一傳感元件或第二傳感元件的變形的形變感應裝 置，該形變感應裝置與外部電控系統相連接，可向外部電控系統傳 輸電信號。
在根據本實用新型的一種優選實施方式中，形變感應裝置為如下
所述的壓力應變片，即，該壓力應變片能夠隨第一傳感元件或第二
傳感元件的形變而產生形狀改變。
在根據本實用新型的另一種優選實施方式中，壓力應變片可以設
置在如下位置上傳感元件的側壁上、傳感元件的側壁上。
在根據本實用新型的另外一種優選實施方式中，壓力應變片為從 如下所述的組中選耳又的元件半導體應變片、金屬應變片、陶瓷應 變片。
在根據本實用新型的再一種優選實施方式中，形變感應裝置為能 夠檢測到第 一傳感元件或第二傳感元件的形變并產生電信號的霍爾 元件。
在根據本實用新型的 一種優選實施方式中，霍爾元件可以設置在 如下所述的位置上第一傳感元件與長連桿之間、第二傳感元件與 長連桿之間、以及第二傳感元件與短連桿之間。
在根據本實用新型的另一種優選實施方式中，形變感應裝置為安
裝在中心齒輪上的電位器，該電位器的電阻調節部件與中心齒輪連 接并可由中心齒輪帶動而產生運動，從而使電位器的電阻發生變化。
在根據本實用新型的另外一種優選實施方式中，兩傳感元件分別 為一根彎成圓弧形且末端逐漸變細的管子，其截面呈橢圓形，橢圓 的短軸方向與管子彎曲的徑向方向一致。
在根據本實用新型的再一種優選實施方式中，變形傳輸和放大組件包括長連桿、短連桿、擺桿和齒輪組，該齒輪組固定于第二傳感 元件圍成的區域內，與擺桿的一端連接，其中心齒輪位于第二傳感
元件圍成的區域中央，在該中心齒輪上安裝有指針；短連桿兩端分
別與第二傳感元件和擺桿絞接；彈簧的一端與中心齒輪連接，另一
端與指針相接觸。
本實用新型的有益效果在于該實用新型通過在一個傳感器內設
上，從而使靜壓得到了提高；同時，其封裝外殼對密封度要求不高， 使該差壓傳感器的制備工藝簡單；另外，該差壓表同時具有機械表 頭顯示和電信號輸出兩種輸出方式，可以將被測容器、設備的內外 壓力變化速率及壓力差的大小反饋至電控系統，有利于進行工業控制。
圖1是根據本實用新型第一優選實施例的差壓傳感器的結構示 意圖2是根據本實用新型第二優選實施例的差壓傳感器的結構示 意圖；以及
圖3是根據本實用新型第三優選實施例的差壓傳感器的結構示 意圖。
附圖標記
l第一傳感元件；2第一壓力口； 3第二傳感元件；4第二壓 力口； 5長連桿；6短連桿；7擺桿；8齒輪組；9中心齒輪；10 指針；ll彈簧；12第一腔室；13第二腔室；15封裝外殼；
20壓力感應裝置；201壓力應變片；202霍爾元件；203電位器。
具體實施方式
下面將根據附圖對本實用新型的優選實施方式進行詳細說明。
6圖1示出了根據本實用新型的第一優選實施例的差壓傳感器的
結構示意圖。在本實施方式中，差壓傳感器包括封裝外殼15;第一 和第二傳感元件l、 3及其分別形成的第一和第二腔室12、 13，該第 一腔室12具有與外界連通的第一壓力口 2,該第二腔室13具有與外 界連通的第二壓力口 4;用于將傳感元件l、 3的變形傳輸、放大的 變形傳輸和放大組件；用于指示壓力變化的指針10;以及用于使指 針10復位的彈簧11。另外，第一和第二壓力口2、 4分別用于與被 測容器的一個測試端相連，第一腔室2與第二腔室4之間不相連通， 保證纟皮測容器兩測試端的氣體進入差壓表后不混合。
如圖1所示，第一傳感元件1和第二傳感元件3分別為一根彎成 圓弧形且末端逐漸變細的管子，其截面呈橢圓形，橢圓的短軸方向 與管子彎曲的徑向方向一致。在本實施方式中，在第二傳感元件3 的側壁上設置有壓力應變片201,但該壓力應變片201亦可設置在第 一傳感元件1的側壁上。該壓力應變片201可以是半導體應變片、 金屬應變片、陶瓷應變片，它與外部電控系統相連接，用于向外部 電控系統傳輸電信號。
此外，上述差壓傳感器的變形傳輸和放大組件包括長連桿5、短 連桿6、擺桿7和齒輪組8，其中，長連桿5兩端分別與兩傳感元件 1、 3的末端鉸接。當兩個傳感元件1、 3的形變不同時，長連桿5 的兩端分別受到傳感元件1和傳感元件3的不同的作用力，致使長 連桿5產生運動。
齒輪組8固定于第二傳感元件3圍成的區域內，與擺桿7的一端 連接，其中心齒輪9位于第二傳感元件3圍成的區域中央，在該中 心齒輪9上安裝有指針10。短連桿6的兩端分別與傳感元件3的末 端和擺桿7絞接，而擺桿7的另一端與齒輪組8連接。當傳感元件1、 3產生的形變不同時，便會推動長連桿5運動，從而帶動短連桿6 運動，進而使擺桿7轉動，帶動齒輪組8轉動，齒輪組8將擺桿7 的微量轉動放大，并帶動安裝在其中心齒輪9上的指針IO轉動。另 外，彈簧11的一端與中心齒輪9連接，另一端與指針10相接觸，用于指針10的自動復位。
在進行壓力測試時，首先將第一壓力口 2和第二壓力口 4分別與 測試容器的兩測試端之一連接。當第一傳感元件1和第二傳感元件3 內的氣壓相同時，兩傳感元件l、 3的變形一致，長連桿5不產生運 動，指針10的位置不變，指示為零。當兩腔室12、 13中的壓力不 相同時，在第一腔室12中的壓力大于第二腔室13中的壓力的情況 下，傳感元件1的變形大于傳感元件3的變形，從而推動長連桿5 向下運動，進而推動短連桿6使擺杵7作微量轉動，并通過齒輪組8 將運動放大并帶動指針IO逆時針轉動。反之，當第一腔室12中的 壓力小于第二腔室13中的壓力時，指針10將順時針轉動。當傳感 元件3產生形變時，設置在其側壁上的壓力應變片201產生形狀變 化，其電阻率也會隨之發生變化，因此可以向外界輸出不同的電信 號，達到自動控制的目的。當測試停止時，彈簧ll儲存的機械能可 使指針10歸零。
圖2是根據本實用新型的第二優選實施例的差壓傳感器的結構 示意圖，在本實施方式中，形變感應裝置20為霍爾元件202,其可 以位于第二傳感元件3與短連桿6之間，也可以位于第一傳感元件1 與長連桿5之間，還可以位于第二傳感元件3與長連桿5之間，在 本實施方式中，將該霍爾元件202設置于第二傳感元件3與短連桿6 之間。在本實施方式中，霍爾元件202采用將霍爾器件、磁性材料 和變換電路 一 體化封裝的方式，其能夠將位移量轉化為霍爾電勢輸 出。其信號輸出端與外部電控系統相連接，可將電信號傳輸給外部 電控系統。
在進行壓力測試時，首先將第一壓力口 2和第二壓力口 4分別與 測試容器的兩測試端之一連接。當第一傳感元件1和第二傳感元件3 內的氣壓相同時，兩傳感元件l、 3的變形一致，長連桿5不產生運 動，指針10的位置不變，指示為零。當兩腔室12、 13中的壓力不 相同時，在第一腔室12中的壓力大于第二腔室13中的壓力的情況 下，傳感元件1的變形大于傳感元件3的變形，從而推動長連桿5
8向下運動，進而推動短連桿6使擺桿7作微量轉動，并通過齒輪組8 將運動放大并帶動指針IO逆時針轉動。反之，當第一腔室12中的 壓力小于第二腔室13中的壓力時，指針10將順時針轉動。當傳感 元件3產生形變時，與其相連的霍爾元件202隨之產生位移，其內 的變換電路將位移量轉化為電信號，其信號輸出端與外部電控系統 相連接，可將電信號傳輸給外部電控系統，達到自動控制的目的。 當測試停止時，彈簧11儲存的機械能可使指針10歸零。
圖3是根據本實用新型的第三優選實施例的差壓傳感器的結構 示意圖，在本實施方式中，形變感應裝置20為安裝在中心齒輪9上 的電位器203,該電位器203的電阻調節部件與中心齒輪9連接，可 由中心齒輪9帶動而產生運動，從而使電位器203的電阻發生變化， 該電位器203的輸出端與外部電控系統相連接，可向外部電控系統 傳輸電信號。
在進行壓力測試時，首先將第一壓力口 2和第二壓力口 4分別與 測試容器的兩測試端之一連接。當第一傳感元件1和第二傳感元件3 內的氣壓相同時，兩傳感元件l、 3的變形一致，長連桿5不產生運 動，指針10的位置不變，指示為零。當兩腔室12、 13中的壓力不 相同時，在第一腔室12中的壓力大于第二腔室13中的壓力的情況 下，傳感元件1的變形大于傳感元件3的變形，從而推動長連桿5 向下運動，進而推動短連桿6使擺桿7作微量轉動，并通過齒輪組8 將運動放大，指針IO逆時針轉動。反之，當第一腔室12中的壓力 小于第二腔室13中的壓力時，指針10將順時針轉動。隨著中心齒 輪9的轉動，與其相連的電位器203的電阻調節部件在中心齒輪9 的帶動下產生運動，使電位器203的電阻發生變化，從而使輸出的 電信號發生變化。該電位器203的輸出端與外部電控系統相連接， 可向外部電控系統傳輸電信號，達到自動控制的目的。當測試停止 時，彈簧11儲存的機械能可使指針10歸零。
在本實用新型中，傳感元件l和傳感元件3可以采用銅制備而成， 但亦可實施為具有一定厚度并且在壓力作用下能夠發生形變的其他材料，例如不銹鋼、白銅、尼龍、有機聚合物、碳纖維。
以上所披露的僅為本實用新型的優選實施例，當然不能以此來限 定本實用新型的權利保護范圍。可以理解，依據本實用新型所附權
利要求中限定的實質和范圍所作的等同變化，仍屬于本實用新型所 涵蓋的范圍。
權利要求1.一種差壓傳感器，包括封裝外殼(15)；第一和第二傳感元件(1、3)及其分別形成的第一和第二腔室(12、13)，所述第一腔室(12)具有與外界連通的第一壓力口(2)，所述第二腔室(13)具有與外界連通的第二壓力口(4)；用于將傳感元件(1、3)的變形傳輸、放大的變形傳輸和放大組件；用于指示壓力變化的指針(10)；以及用于使指針(10)復位的彈簧(11)，其特征在于，所述第一和第二傳感元件(1、3)的末端分別與長連桿(5)的兩端鉸接，所述差壓傳感器進一步包括用于感應第一傳感元件(1)或第二傳感元件(3)的變形的形變感應裝置(20)，所述形變感應裝置(20)與外部電控系統相連接，可向外部電控系統傳輸電信號。
2. 如權利要求1所述的差壓傳感器，其特征在于，所述形變感 應裝置(20)為如下所述的壓力應變片(201)，即，所述壓力應變 片(201 )能夠隨第一傳感元件(1 )或第二傳感元件(3)的形變而 產生形狀改變。
3. 如權利要求2所述的差壓傳感器，其特征在于，所述壓力應 變片(201)可以設置在如下所述的位置上所述傳感元件(1)的 側壁上、所述傳感元件(3)的側壁上。
4. 如權利要求2或3所述的差壓傳感器，其特征在于，所述壓 力應變片(201 )為從如下所述的組中選取的元件半導體應變片、 金屬應變片、陶瓷應變片。
5. 如權利要求1所述的差壓傳感器，其特征在于，所述形變感 應裝置(20)為能夠檢測到第一傳感元件(1)或第二傳感元件(3) 的形變并產生電信號的霍爾元件(202 )。
6. 如權利要求5所述的差壓傳感器，其特征在于，所述霍爾元 件(202 )可以設置在如下所述的位置上所述第一傳感元件(1) 與長連桿(5)之間、所述第二傳感元件(3)與長連桿(5)之間、 以及所述第二傳感元件(3)與短連桿(6)之間。
7. 如權利要求1所述的差壓傳感器，其特征在于，所述形變感 應裝置(20)為安裝在中心齒輪(9)上的電位器(203 ),所述電 位器(203 )的電阻調節部件與中心齒輪(9)連接并可由中心齒輪(9)帶動而產生運動，從而使電位器(203 )的電阻發生變化。
8. 如權利要求1所述的差壓傳感器，其特征在于，所述兩傳感 元件(l、 3)分別為一根彎成圓弧形且末端逐漸變細的管子，其截 面呈橢圓形，橢圓的短軸方向與管子彎曲的徑向方向一致。
9. 如權利要求1所述的差壓傳感器，其特征在于，所述變形傳 輸和放大組件包括長連桿(5 )、短連桿(6 )、擺桿(7 )和齒輪組(8),所述齒輪組(8)固定于第二傳感元件(3)圍成的區域內， 與所述擺桿(7)的一端連接，其中心齒輪(9)位于所述第二傳感 元件(3 )圍成的區域中央，在所述中心齒輪(9 )上安裝有指針(10 ); 所述短連桿(6)兩端分別與第二傳感元件(3)和擺桿(7)絞接； 所述彈簧(11)的一端與中心齒輪(9)連接，另一端與指針(10) 相接觸。
專利摘要本實用新型公開了一種差壓傳感器，其包括封裝外殼，第一和第二傳感元件及其分別圍成的腔室，用于將傳感元件的變形傳輸、放大的長連桿、短連趕、擺桿和齒輪組，用于指示壓力變化的指針，用于使指針復位的彈簧，以及用于感應第一傳感元件或第二傳感元件變形的形變感應裝置。該差壓表同時具有機械表頭顯示和電信號輸出兩種輸出方式，可以將被測容器、設備的壓力差反饋至電控系統，有利于進行工業控制，而且可提高靜壓，同時制造工藝設備簡單。
文檔編號G01L13/02GK201331409SQ20092000047
公開日2009年10月21日 申請日期2009年1月8日 優先權日2009年1月8日
發明者丁東勝, 王生彪 申請人:丁東勝