專利名稱：膜式靜水壓力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及測試靜水壓力的傳感裝置，具體的說是膜式靜水壓力傳感器。
背景技術(shù)：
目前通常采用液柱式、彈性式、電氣式壓力計(jì)測試液體壓力。液柱式壓力計(jì)是采用玻璃管與刻度，以人工讀數(shù)測試方式；彈性式壓力計(jì)是采用壓力表、彈簧管等測壓方式；電氣式壓力計(jì)是采用應(yīng)變計(jì)、電容、電感等測試方式。已有的這些壓力計(jì)普遍存在著測試精度不高、不適應(yīng)水下測試環(huán)境、因體積較大影響水流流態(tài)或無法直接輸出電信號實(shí)施自動控制等問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種膜式靜水壓力傳感器，以期獲得體積小、安裝方便、適應(yīng)水下環(huán)境、并且能夠直接輸出電信號以便與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)實(shí)時聯(lián)機(jī)的實(shí)用新型目的。本實(shí)用新型解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案本實(shí)用新型膜式靜水壓力傳感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于由相互之間采用螺紋連接的機(jī)帽、機(jī)身和底蓋構(gòu)成一筒體，機(jī)帽的頂部開設(shè)有通孔；所述筒體在沿軸向上由設(shè)置在機(jī)身橫斷面上的彈性膜分隔為兩個腔室，一個是與被測壓力環(huán)境相通的受壓腔，另一個是與大氣相通的檢測腔，在所述檢測腔內(nèi)、與彈性膜相間隔設(shè)置一調(diào)制板，所述調(diào)制板上設(shè)有通氣孔；在所述彈性膜的中央設(shè)有一磁鋼塊，對應(yīng)位置的調(diào)制板上設(shè)置有霍爾元件，以所述霍爾元件與磁鋼塊構(gòu)成霍爾傳感器，以所述霍爾傳感器的霍爾檢測信號作為靜水壓力傳感器輸出信號。本實(shí)用新型膜式靜水壓力傳感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于在所述受壓腔內(nèi)，位于機(jī)身的端面上設(shè)置有防護(hù)網(wǎng)罩。在所述底蓋的中心設(shè)置電纜固定頭，信號傳輸電纜從電纜固定頭中引出。在所述機(jī)身的外周，位于中段設(shè)有六角臺肩，兩端設(shè)置為外螺紋段。所述磁鋼塊為圓形塊，圓形塊的直徑為5mm，所述磁鋼塊粘貼于彈性膜的磁鋼面為 S極。設(shè)置在所述調(diào)制板上的霍爾元件與設(shè)置在所述彈性膜上的磁鋼塊的間距為4mm。所述彈性膜是以IPR樹脂為材質(zhì)。與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有益效果體現(xiàn)在1、本實(shí)用新型膜式靜水壓力傳感器能夠用于檢測湖泊、水庫、江河及模型水槽等不同水深的靜水壓力2、本實(shí)用新型采用彈性膜材料，以及以霍爾元件為傳感元件的構(gòu)造，具有精度高、分辨率好、靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、體積小、重量輕、造價低、安裝簡便、便于自動控制、能與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理等綜合技術(shù)效果。

圖1為本實(shí)用新型膜式靜水壓力傳感器使用時的狀態(tài)設(shè)置示意圖；圖2A為本實(shí)用新型內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視圖； 圖2B為圖2A的右視示意圖；圖2C為圖2A的俯視示意圖；圖3A為本實(shí)用新型中彈性膜主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖;3B為本實(shí)用新型中彈性膜側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4A為本實(shí)用新型中調(diào)制板主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4B為本實(shí)用新型中調(diào)制板側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；圖中標(biāo)號1機(jī)帽；2機(jī)身；3底蓋；4防護(hù)網(wǎng)罩；5六角臺肩；6止水橡膠圈；7螺帽； 8彈性膜；9嵌固圈；10磁鋼塊；11調(diào)制板；12通氣孔；13霍爾元件；14電路板；15電纜固定頭；16電纜；21盛水容器側(cè)壁；22盛水容器底板；23水；對膜式靜水壓力傳感器。
具體實(shí)施方式
參見圖2A、圖2B和圖2C，本實(shí)施例中的膜式靜水壓力傳感器M的結(jié)構(gòu)形式為機(jī)帽1、機(jī)身2和底蓋3位于同一中心軸線，相互之間螺紋連接，構(gòu)成一筒體；其中，機(jī)帽1為圓蓋形狀、內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)、頂部開設(shè)有通孔；在機(jī)身2的外周，位于中段設(shè)有六角臺肩5，以便于安裝傳感器M，機(jī)身2的兩端設(shè)置為外螺紋段，在近機(jī)帽1所在一端的機(jī)身 2外周配合設(shè)置有止水橡膠圈6和用于固定傳感器M的螺帽7。筒體在沿軸向上由設(shè)置在機(jī)身橫斷面上的彈性膜8分隔為兩個腔室，一個是與被測壓力環(huán)境相通的受壓腔，另一個是與大氣相通的檢測腔，在檢測腔內(nèi)、與彈性膜8相間隔設(shè)置一調(diào)制板11，調(diào)制板11上設(shè)有通氣孔12 ；彈性膜8與調(diào)制板11相互平行，且與筒體的中心軸線相垂直；在彈性膜8的中央迎水面?zhèn)仍O(shè)有一磁鋼塊10，對應(yīng)位置的調(diào)制板11上設(shè)置有霍爾元件13，以霍爾元件13與磁鋼塊10構(gòu)成霍爾傳感器，以霍爾傳感器的霍爾檢測信號作為靜水壓力傳感器輸出信號。參見圖3A和圖3B，彈性膜8為圓形，直徑為5mm，邊緣設(shè)置有嵌固圈9，嵌固圈9與機(jī)身2的接合處設(shè)有止水；參見圖4A和圖4B，調(diào)制板11為固定于機(jī)身2內(nèi)側(cè)壁的圓形板， 板的厚度為1mm，通氣孔12靠圓形板的邊緣處，直徑為1mm。具體實(shí)施中，在受壓腔內(nèi)，位于機(jī)身的端面上設(shè)置防護(hù)網(wǎng)罩4，以保護(hù)彈性膜8 ；在底蓋3的中心設(shè)置電纜固定頭15，信號傳輸電纜16從電纜固定頭15中引出，電路板14設(shè)置在檢測腔內(nèi)；磁鋼塊10為圓形塊，圓形塊的直徑為5mm，磁鋼塊10粘貼于彈性膜8的磁鋼面為S極；設(shè)置在調(diào)制板11上的霍爾元件13與設(shè)置在彈性膜8上的磁鋼塊10的間距為 4mm ο彈性膜8的材質(zhì)為熱塑性彈性體IPR樹脂；嵌固圈9和調(diào)制板11的材質(zhì)為工程塑料；機(jī)帽1、機(jī)身2、防護(hù)網(wǎng)罩4、螺帽7、底蓋3、電纜固定頭15的材質(zhì)為不銹鋼。參見圖1，本實(shí)施例的傳感器測試靜水壓力方法具體是按如下工序進(jìn)行[0035]1、在盛水容器側(cè)壁21或盛水容器底板22的測試水壓力位置上鉆出測試孔；2、若對水流流動的影響無要求時，直接把膜式靜水壓力傳感器M穿入測試孔，將傳感器M中心軸線對準(zhǔn)所需測試水壓力位置高度，擰緊螺帽7固定安裝；若有不能影響水流流動要求時，在測試孔內(nèi)預(yù)埋測試管，將盛水容器內(nèi)的測試管管端與盛水容器側(cè)壁21或盛水容器底板22平齊，伸出水槽等盛水容器外的測試管與橡膠管連接，橡膠管另一管端與安裝在測試位置同高度的膜式靜水壓力傳感器M連接。3、膜式靜水壓力傳感器M安裝后，其電纜與靜水壓力儀聯(lián)接；4、打開閥門，水23流進(jìn)盛水容器；5、靜水壓力儀開機(jī)，進(jìn)行靜水壓力的測試。靜水壓力ρ與水深Z的關(guān)系水內(nèi)的任意一點(diǎn)，在不同方位各作用面上的壓強(qiáng)大小彼此相等，且靜止的水內(nèi)任意一點(diǎn)對于某一水平基準(zhǔn)面的位置高度ζ與該點(diǎn)的壓強(qiáng)高P/ Y之和，等于同一常數(shù)C，即Ζ+ρ/γ =C0在重力作用下的均質(zhì)液體中，任一點(diǎn)壓強(qiáng)為ρ = Yh0式中h為該點(diǎn)處于液面下的深度，γ為液體容重，Yh就是從該點(diǎn)到液面的單位面積上的液柱重量。所以，測試出的值經(jīng)換算，可以得出水壓力P，也可以得出水深Z。在水壓力作用下，彈性膜帶著磁鋼塊向霍爾元件處推動，則利用霍爾元件接受強(qiáng)或弱磁鋼磁場時輸出電壓改變的特性，達(dá)到靜水壓力傳感的目的。將彈性膜設(shè)置于彈性變形范圍，有水作用時膜產(chǎn)生變形，無水作用時恢復(fù)原來形狀，使膜始終保持良好工作狀態(tài)。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)的技術(shù)性能指標(biāo)為1、量程分0 30cm、0 60cm、0 IOOcm等水深的多種；2、分辨率與相應(yīng)的量程為0. lmm、0. 5mm、1. Omm等；3、精度與相應(yīng)的量程為士0. 1_、士 1.0_、士5. Omm等；4、工作溫度1 60°C ；5、尺寸Φ;35Χ50(直徑 X 長)謹(jǐn)；6、重量20g。
權(quán)利要求1.一種膜式靜水壓力傳感器，其特征在于由相互之間采用螺紋連接的機(jī)帽(1)、機(jī)身 (2)和底蓋(3)構(gòu)成一筒體，機(jī)帽(1)的頂部開設(shè)有通孔；所述筒體在沿軸向上由設(shè)置在機(jī)身橫斷面上的彈性膜(8)分隔為兩個腔室，一個是與被測壓力環(huán)境相通的受壓腔，另一個是與大氣相通的檢測腔，在所述檢測腔內(nèi)、與彈性膜相間隔設(shè)置一調(diào)制板(11)，所述調(diào)制板 (11)上設(shè)有通氣孔(1 ；在所述彈性膜(8)的中央設(shè)有一磁鋼塊(10)，對應(yīng)位置的調(diào)制板 (11)上設(shè)置有霍爾元件(13)，以所述霍爾元件(13)與磁鋼塊(10)構(gòu)成霍爾傳感器，以所述霍爾傳感器的霍爾檢測信號作為靜水壓力傳感器輸出信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜式靜水壓力傳感器，其特征是在所述受壓腔內(nèi)，位于機(jī)身 (2)的端面上設(shè)置有防護(hù)網(wǎng)罩G)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜式靜水壓力傳感器，其特征是在所述底蓋(3)的中心設(shè)置電纜固定頭(15)，信號傳輸電纜(16)從電纜固定頭中引出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜式靜水壓力傳感器，其特征是在所述機(jī)身( 的外周，位于中段設(shè)有六角臺肩(5)，兩端設(shè)置為外螺紋段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜式靜水壓力傳感器，其特征是所述磁鋼塊(10)為圓形塊， 圓形塊的直徑為5mm，所述磁鋼塊(10)粘貼于彈性膜(8)的磁鋼面為S極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜式靜水壓力傳感器，其特征是設(shè)置在所述調(diào)制板(11)上的霍爾元件(13)與設(shè)置在所述彈性膜⑶上的磁鋼塊(10)的間距為4mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜式靜水壓力傳感器，其特征是所述彈性膜(8)是以IPR樹脂為材質(zhì)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種膜式靜水壓力傳感器，其特征在于由相互之間采用螺紋連接的機(jī)帽、機(jī)身和底蓋構(gòu)成一筒體，機(jī)帽的頂部開設(shè)有通孔；筒體在沿軸向上由設(shè)置在機(jī)身橫斷面上的彈性膜分隔為兩個腔室，一個是與被測壓力環(huán)境相通的受壓腔，另一個是與大氣相通的檢測腔，在檢測腔內(nèi)、與彈性膜相間隔設(shè)置一調(diào)制板，調(diào)制板上設(shè)有通氣孔；在彈性膜的中央設(shè)有一磁鋼塊，對應(yīng)位置的調(diào)制板上設(shè)置有霍爾元件，以霍爾元件與磁鋼塊構(gòu)成霍爾傳感器，以霍爾傳感器的霍爾檢測信號作為靜水壓力傳感器輸出信號。本實(shí)用新型適應(yīng)水下環(huán)境、能夠直接輸出電信號以便與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)實(shí)時聯(lián)機(jī)。
文檔編號G01L9/14GK202158924SQ20112018716
公開日2012年3月7日 申請日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者戴習(xí)民, 方炎松, 汪哲蓀, 許磊, 逄煥平 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)