一种紧凑型压力感应模块的制作方法

1.本发明涉及一种压力测量装置，具体涉及一种紧凑型压力感应模块。


背景技术：

2.一类用于检测流体流量的流量计，其检测原理是通过检测流体流动路径上两个不同位点的压力值，由于这两处压力值不同，可以计算得到流体流量。这类流量计的主体为流体压力检测装置，而流体压力检测装置的核心检测元件是膜片式压力传感器。膜片式压力传感器将流体不同位置的两个压力信号转换为电容信号的变化，接着后端的检测电路对电容信号的变化进行处理，得到外加压力的差压值。
3.膜片式压力传感器包括两个圆饼状的膜座，两个膜座之间设有测量膜片，两个膜座对焊连接，将测量膜片夹紧。测量膜片与两个膜座之间分别设有用于容纳液体传压介质的传压腔体，两个传压腔体分别连接有压力传输通道，其将外部待测压力引入测量膜片两侧，测量膜片变形量的大小反映为电容信号的变化。
4.将膜片式压力传感器与取压模块连接，流体压力通过取压模块传递给测量膜片。由于液体受压时体积变化极其微小的特点，在测量高压流体时，传压腔体内压显著增大，两个膜座具有向外膨胀变形和相互分离的趋势，高压状态下长时间工作可能使焊缝开裂，导致膜片式压力传感器加速失效。为此，专利文献cn112595450a公开了一种压力传感器密封稳压结构，将膜片式传感器安装在引压座上后，使用罩体扣罩膜片式传感器，罩体与引压座密封连接，形成密封的稳压腔，稳压腔内同样填充硅油，并且稳压腔与其中一个传压腔体连接同一个外部压力源，从而形成压力平衡体系。这样，外加压力同时作用于膜片式压力传感器的内部和外部，从而使传感器工作时内外部压力得到平衡，对传感器起到保护作用。然而，这种结构还存在一些问题。首先，稳压腔体积较大，消耗硅油较多，增加成本，同时给罩体与引压座之间的装配、密封带来挑战。更重要的是，为简化结构，实际设计时直接将稳压腔与其中一个传压腔体连通，以确保传感器内外压力同步变化，但由于硅油较多，受热膨胀时体积变化不可忽视，会导致连接稳压腔的一侧传压腔体内硅油对测量膜片的压力变化显著，也影响传感器精度。为此，必须进一步改进传感器内外的压力平衡体系及相应的结构。


技术实现要素：

5.有鉴于此，作为上述问题整体解决方案的一部分，本发明提供了一种紧凑型压力感应模块。
6.其技术方案如下：
7.一种紧凑型压力感应模块，包括膜片式压力传感器，该膜片式压力传感器包括两个膜座和一个测量膜片，其中两个所述膜座左右对焊连接，并将所述测量膜片固定夹持，以形成外壁呈圆盘状的所述膜片式压力传感器，其关键在于，
8.所述膜片式压力传感器外罩设有封闭的稳压盒，所述稳压盒为空心圆柱形，所述稳压盒的两端部分别正对所述膜片式压力传感器的两端，所述稳压盒的圆周壁围绕所述膜
片式压力传感器的圆周外壁，所述稳压盒与所述膜片式压力传感器之间的空间形成稳压腔；
9.所述稳压盒的两端内壁与所述膜片式压力传感器的相应端面外壁之间分别设有抵靠限位结构，该抵靠限位结构之外的所述稳压腔为连续腔体。
10.与现有技术相比，本发明的有益效果：通过简洁地结构将膜片式压力传感器方便地定位在稳压盒内，提高二者安装稳定性，同时稳压盒对膜片式压力传感器的两个膜座起到抵靠约束作用，防止二者从焊缝处相对分开。
附图说明
11.图1为本发明的结构示意图；
12.图2为膜片式压力传感器端面定位凸台的示意图，图中隐藏了稳压盒的部分结构；
13.图3为测量模块的剖面结构示意图；
14.图4为测量模块的整体结构示意图；
15.图5为图4中a
‑
a剖视图；
16.图6为图4的左视图；
17.图7为图6中c
‑
c剖视图。
具体实施方式
18.以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
19.实施例1
20.如图1所示，一种紧凑型压力感应模块，包括膜片式压力传感器100，该膜片式压力传感器100包括两个膜座110和一个测量膜片120，其中两个所述膜座110左右对焊连接，并将所述测量膜片120固定夹持，以形成外壁呈圆盘状的所述膜片式压力传感器100。所述膜片式压力传感器100外罩设有封闭的稳压盒200，所述稳压盒200为空心圆柱状，所述稳压盒200的两端部分别正对所述膜片式压力传感器100的两端，所述稳压盒200的圆周壁围绕所述膜片式压力传感器100的圆周外壁，所述稳压盒200与所述膜片式压力传感器100之间的空间形成稳压腔230。所述稳压盒200的两端内壁与所述膜片式压力传感器100的相应端面外壁之间分别设有抵靠限位结构，该抵靠限位结构之外的所述稳压腔230为连续腔体。
21.所述测量膜片120分别与两个膜座110之间围成传压腔体，两个所述传压腔体分别连接有引压管130，传压腔体和引压管130内盛装液体传压介质，用于将待测流体的压力传递给测量膜片120。两个引压管130分别穿出稳压盒 200，两个引压管130的管壁分别与稳压盒200的壁密封。稳压腔230用于容纳液体传压介质，由于其为连续腔体，因而液体传压介质可以充满整个稳压腔230。稳压腔230通过液体传压介质连接压力源，或与任意一个所述引压管 130连通。这样，待测流体的压力同时传递到膜片式压力传感器100的内部和外部，从而实现内外压力平衡。本实施采用了一种巧妙简洁的结构，即其中一个引压管130对应稳压腔230的节段管壁上开设有连通口140，该连通口 140将引压管130与稳压腔230连通。
22.为使膜片式压力传感器100两端面上受到的液体压力相同，所述抵靠限位结构占位之外的所述膜片式压力传感器100的两端面的面积相等。进一步地，位于所述膜片式压力传感器100两端的所述抵靠限位结构左右正对，并关于测量膜片120对称。这样，膜片式压力
传感器100两端面受到的液体压力以及来自稳压盒200的抵靠力均一致且对称。
23.所述抵靠限位结构包括相互配合的定位凸台111和定位凹陷221，二者其中一个位于所述膜片式压力传感器100的端面上，另一个位于所述稳压盒200 的端部内壁。
24.本实施例中，定位凸台111位于所述膜片式压力传感器100的端面上，所述膜片式压力传感器100的每个端面上设有至少两个所述定位凸台111，位于所述膜片式压力传感器100同一端面上的所有所述定位凸台111绕该端面中心环向均匀分布，所述稳压盒200的端部内壁上对应每个所述定位凸台111 分别设有定位凹陷221。
25.为使膜片式压力传感器100的端面上受到的稳压盒200的抵靠力尽可能分布均匀。如图2所示，所述膜片式压力传感器100的每个端面上设有至少两个弧形的所述定位凸台111，同一端面上的所述定位凸台111位于同一个圆环上，同一端面上的所述定位凸台111绕所述膜片式压力传感器100的柱心线环向均匀分布。本实施例中，同一端面上的所述定位凸台111有两个。同一端面上的所述定位凸台111之间的缺口将所有所述定位凸台111围成的圆环内部区域和外部区域连通，形成供液体传压介质流动的通道。这样，与该端面位于测量膜片120同侧的传压腔体所连接的引压管130从定位凸台111 围成的圆环内部穿出。
26.在一个实施例中，所述稳压盒200包括圆筒210，所述圆筒210套设在膜片式压力传感器100外，圆筒210的两端分别扣盖有一个圆形端板220，圆筒 210与两个圆形端板220分别焊接连接。两个圆形端板220的内侧面上分别开设有定位凹陷221。
27.上述紧凑型压力感应模块应用于如下的流量计的测量模块中。
28.实施例2
29.如图3，一种流量计的测量模块，包括上述的紧凑型压力感应模块，还包括引压座300和取压座400。其中，所述引压座300上表面开设有定位槽310，所述定位槽310的槽底为凹面向上的圆弧面，所述定位槽310内设置有所述稳压盒200，所述稳压盒200的下部位于所述定位槽310内，其中所述圆筒 210落在所述定位槽310的槽底上，两个所述圆形端板220分别靠近所述定位槽310的两侧槽壁。引压座300上还开设有两个引压通道320，两个所述引压通道320分别位于所述定位槽310两侧，两个引压通道320与两个引压管130 一一对应并连接。
30.结合图4和5可以看到，引压通道320包括水平引压段和竖向引压段，其中竖向引压段的上端与相应的引压管130连接，竖向引压段的下端与水平引压段的一端连接，水平引压段的另一端开口于引压座300外侧壁。引压座300外壁上对应两个水平引压段分别开设有引压口330，引压口330为变径孔，其孔径由外到内逐渐缩小，引压口330内端与水平引压段外端连通。引压口 330外端覆盖有隔离膜片340，该隔离膜片340将引压口330外端封闭，从而使得其中一个传压腔体、以及与其连接的引压管130、引压通道320、引压口 330形成一个封闭的盛液腔体，另一个传压腔体、以及与其连接的引压管130、引压通道320、引压口330和稳压腔230形成另一个封闭的盛液腔体。每个引压通道320连接有注液孔，注液孔的一端与相应的引压通道320连通，另一端开口于引压座300表面，注液孔的外端设有可拆卸堵头。注液孔用于分别向相应的盛液腔体内注满液体传压介质，液体传压介质可以是硅油。
31.结合图4～7可以看到，两个引压口330的开口相对开设在引压座300的一对相对平行的侧壁上，在引压口330所在的引压座300侧壁上分别设置有一个取压座400，两个取压座400与引压座300通过螺栓连接。每个取压座 400上还开设有取压通道410和取压孔420，其
中取压通道410与取压孔420 连通，取压孔420开设在取压座400朝向引压座300的侧壁上，取压孔420 与相应的引压口330正对，取压孔420与相应的隔离膜片340之间的区域形成取压区。
32.如图1，所述测量膜片120的两侧分别引出有信号引线150，两根所述信号引线150也分别从两个所述膜座110密封引出，每个所述圆形端板220上对应相应的所述信号引线150开设有引线过孔。每个所述圆形端板220外壁一体成型有接线器管250。所述引线过孔与相应的所述接线器管250共孔心线，所述引线过孔的孔径小于所述接线器管250的内径。所述接线器管250内嵌设有引线接线器260，所述引线接线器260与所述引线过孔内穿设有所述信号引线150，所述引线接线器260将所述引线过孔密封。两个信号引线150将电容变化信号传导至检测电路，从而检测传压腔体内的压力变化。
33.测量时，两个取压通道410分别连接流体流动路径上的两个位点，两个不同位点的流体进入相应的取压区，流体压力作用于相应的隔离膜片340，并经液体传压介质传导至测量膜片120，从而测量两处的流体压力，来计算流体流量。
34.最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。