高温高压压力变送器的制作方法

1.本发明涉及压力变送器技术领域，特别是涉及一种高温高压压力变送器。


背景技术：

2.压力变送器作为一种将压力转换成启动信号或电动信号进行控制盒远传的设备，能够将侧压元件感受到的气体、液体等物理压力参数转换成标准的电信号，以供给指示报警仪、记录仪、调节其等二次仪器进行测量、指示和过程调节，适用于船舶、军工、科研、航天、石油、化工、电力、海洋等领域。
3.传统的压力变送器，特别是高温高压压力传送器一般采用散热片式的散热结构，以对压力变送器中被测高温液体进行散热，且随着压力变送器散热需求的增加，散热片的数量也会随之增加。但是这种散热片式的散热结构，结构复杂，加工成本较高。而且长期使用很容易堆积油污灰尘等，不但不易清理，而且还会导致降温性能下降。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对传统的压力变送器存在加工成本较高、使用可靠性较低的问题，提供一种加工成本较低且可靠性较高的高温高压压力变送器。
5.一种高温高压压力变送器，包括外壳、散热导流组件、敏感芯体、转接板及电器接头；
6.所述外壳为具有第一连接口及第二连接口的中空结构；
7.所述散热导流组件包括第一导流件及第二导流件；所述第一导流件安装于所述外壳的一端，并密封所述第一连接口；所述第一导流件背离所述外壳的一端开设有散热凹槽；所述散热凹槽的底部开设有与所述外壳的内部连通的第一导流孔；
8.所述第二导流件安装于所述第一导流件上，并密封所述散热凹槽的开口；所述第二导流件的一端伸入至所述散热凹槽内，并与所述散热凹槽的内壁间隔设置以形成散热间隙；所述第二导流件位于所述外壳外部的一端设有与外界连通的第二导流孔；所述散热间隙分别与所述第一导流孔及所述第二导流孔连通；
9.所述敏感芯体安装于所述第一导流件位于所述外壳内的一端，并覆盖所述第一导流孔；所述转接板收容于所述外壳内，并与所述敏感芯体电连接；
10.所述电器接头安装于所述外壳背离所述第一导流件的一端，并密封所述第二连接口；所述电器接头与所述转接板电连接。
11.在其中一些实施例中，所述第二导流孔与所述散热间隙远离所述第一导流孔的一端连通。
12.在其中一些实施例中，所述第二导流孔包括与外界连通的第一导流段及与所述第一导流段连通的第二导流段；所述第二导流段的延伸方向与所述第一连接口指向所述第二连接口的方向交叉设置。
13.在其中一些实施例中，所述第一导流段的延伸方向与所述第一连接口指向所述第
二连接口的方向一致；所述第一导流段的延伸方向与所述第二导流段的延伸方向相互垂直。
14.在其中一些实施例中，所述第二导流段的两端均与所述散热间隙连通；所述第一导流段与所述第二导流段的中部连通。
15.在其中一些实施例中，所述散热凹槽的开口处设有内螺纹；所述第二导流件与所述内螺纹对应的部位设有外螺纹；所述外螺纹能够与所述内螺纹螺纹配合。
16.在其中一些实施例中，所述第二导流件包括依次连接的引压部、限位部及散热部；
17.在与所述第一连接口指向所述第二连接口的方向垂直的方向上，所述限位部的尺寸分别大于所述引压部的尺寸及所述散热部的尺寸；
18.所述散热部靠近所述限位部一端的外壁设有所述外螺纹；所述外螺纹与所述内螺纹螺纹配合时，所述散热凹槽的开口边缘部位与所述限位部朝向外壳一端的轴向端面抵持，所述散热部的表面与所述散热凹槽的内壁间隔设置以形成所述散热间隙。
19.在其中一些实施例中，还包括第一保护套及第二保护套；所述第一保护套及所述第二保护套均为一端开口的中空结构；所述第一保护套可拆卸地套设于所述外壳设有所述第二连接口的一端，以覆盖所述第二连接口；所述第二保护套可拆卸地套设于所述引压部，以覆盖所述第二导流孔。
20.在其中一些实施例中，还包括第一弹性密封圈及第二弹性密封圈；
21.所述电器接头收容并安装于所述外壳内；所述电器接头朝向所述第二连接口的一端具有用于与外界引线电连接的电器插口；所述第一弹性密封圈套设于所述电器插口上，并夹持于所述外壳的内壁与所述电器插口的外壁之间；
22.所述第二弹性密封圈套设于所述引压部，并安装于所述限位部背离所述外壳一端的端部；所述第一保护套的开口端与所述第二弹性密封圈抵持。
23.在其中一些实施例中，还包括呈套筒状的固定支架；所述固定支架套设并固定于所述第一导流件位于所述外壳内的一端；所述转接板安装于所述固定支架背离所述第一连接口的一端；所述敏感芯体位于所述固定支架内；和/或
24.所述高温高压压力变送器还包括信号调理板、第一导电柱及第二导电柱；所述信号调理板上形成有第一导电孔及第二导电孔；所述第一导电柱的一端与所述电器接头朝向所述敏感芯体的一端电连接，另一端插入所述第一导电孔内并与所述第一导电孔的内壁电性接触；所述转接板开设有第三导电孔；所述第二导电柱的一端穿设于所述第二导电孔并与所述第二导电孔的内壁电性接触，另一端插入所述第三导电孔并与所述第三导电孔的内壁电性接触；和/或
25.所述高温高压压力变送器还包括安装于所述第二导流孔内的缓冲塞；所述缓冲塞上形成有用于缓冲被检测高压介质冲击的压力缓冲通道。
26.上述高温高压压力变送器，根据公式：q＝a(tw
‑
to)f，其中q为散热量，a为综合热换算系数，f为散热面积，可知散热量q分别与综合热换算系数a及散热面积f之间成正比例关系。被测高温液体经第二导流孔流入散热间隙后，被测高温液体与第一导流件的侧壁之间的接触面积会突增，有效增大了散热面积；在现有技术中设有散热片结构的压力变送器中，被测高温液体的接触方式为直通式接触，而在本技术中被测高温液体在散热间隙内的接触方式为面接触，可增大综合热换算系数，故而散热面积和综合热换算系数的增大，可大
大提高上述高温高压压力变送器的散热效果。由此，上述高温高压压力变送器不需要在散热导流组件的外壁额外设置散热片等散热结构，也可以具有较高的散热效果，有利于高温高压压力变送器加工成本的降低，同时还降低了油污灰尘等物质在散热导流组件的外壁堆积以导致散热效果下降的概率，提高了使用可靠性。
附图说明
27.图1为本发明较佳实施例中高温高压压力变送器的结构示意图；
28.图2为图1所示高温高压压力变送器的剖视图；
29.图3为图2所示高温高压压力变送器中外壳的结构示意图；
30.图4为图2所示高温高压压力变送器中第一导流件的结构示意图；
31.图5为图2所示高温高压压力变送器中第二导流件的结构示意图。
32.标号说明：10、高温高压压力变送器；100、外壳；110、第一连接口；120、第二连接口；200、散热导流组件；210、第一导流件；211、散热凹槽；212、第一导流孔；213、内螺纹；220、第二导流件；221、第二导流孔；2211、第一导流段；2212、第二导流段；222、引压部；223、限位部；224、散热部；225、外螺纹；230、散热间隙；300、敏感芯体；400、转接板；500、电器接头；510、电器插口；610、第一保护套；620、第二保护套；710、第一弹性密封圈；730、第二弹性密封圈；800、固定支架；910、信号调理板；920、第一导电柱；930、第二导电柱；101、缓冲塞；1011、压力缓冲通道。
具体实施方式
33.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
34.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
35.在描述位置关系时，除非另有规定，否则当一元件被指为在另一元件“上”时，其能直接在其他元件上或亦可存在中间元件。亦可以理解的是，当元件被指为在两个元件“之间”时，其可为两个元件之间的唯一一个，或亦可存在一或多个中间元件。
36.在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”、“由
……
组成”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。
37.正如背景技术所述，传统的压力变送器通常采用散热片结构进行散热，以保证压力变送器的测量性能。随着压力变送器散热需求的增加，散热片的数量也会随之增加。这种散热片结构存在结构复杂、加工成本高的问题，而且长期使用很容易堆积油污灰尘等，不但不易清理，而且还会导致散热效果的下降。为此，本技术提出了一种兼顾散热效果较好、加工成本较低且使用可靠性较高的高温高压压力变送器。
38.图1及图2示出了本发明一实施例中高温高压压力变送器的结构。为了便于说明，附图仅示出了与实施例相关的结构。
39.请参阅图1及图2，本发明较佳实施例中的高温高压压力变送器10包括外壳100、散热导流组件200、敏感芯体300、转接板400及电器接头500。
40.请一并参阅图3，外壳100为具有第一连接口110及第二连接口120的中空结构。其中，外壳100可以为长条形、矩形等形状的壳体结构。具体在本实施例中，外壳100为长筒性结构，第一连接口110及第二连接口120分别位于外壳100的相对两端。当高温高压压力变送器10处于工作状态时，第一连接口110及第二连接口120分别位于外壳100的下端及上端，第一连接口110与第二连接口120的连线方向为竖直方向。
41.请一并参阅图4及图5，散热导流组件200包括第一导流件210及第二导流件220。第一导流件210安装于外壳100的一端，并密封第一连接口110。第一导流件210背离外壳100的一端开设有散热凹槽211。散热凹槽211的底部开设有与外壳100的内部连通的第一导流孔212。具体地，散热凹槽211为圆形凹槽或椭圆形凹槽。
42.第二导流件220安装于第一导流件210上，并密封散热凹槽211的开口。第二导流件220的一端伸入至散热凹槽211内，并与散热凹槽211的内壁间隔设置以形成散热间隙230。由此，散热间隙230的轮廓为环形柱状结构。第二导流件220位于外壳100外部的一端设有与外界连通的第二导流孔221。散热间隙230分别与第一导流孔212及第二导流孔221连通。由此，第二导流孔221、散热间隙230及第一导流孔212依次连通，以构成被测高温液体在高温高压压力变送器10内的流通通路。
43.具体地，散热凹槽211为圆形凹槽或椭圆形凹槽，第二导流件220位于散热凹槽211内的一端形状为与散热凹槽211形状一致的柱状结构，故散热间隙230为圆形或椭圆形的环形柱状结构，以使被测高温液体在散热间隙230内的流动更为顺畅。
44.敏感芯体300安装于第一导流件210位于外壳100内的一端，并覆盖第一导流孔212。转接板400收容于外壳100内，并与敏感芯体300电连接。具体地，转接板400通过金丝球焊接、点焊或者其他连接方式与敏感芯体300实现电性连接。电器接头500安装于外壳100背离第一导流件210的一端，并密封第二连接口120。电器接头500与转接板400电连接。
45.具体地，电器接头500收容并安装于外壳100内。电器接头500具有用于与穿过第二连接口120的外界引线电连接的电器插口510。高温高压压力变送器10还包括套设于电器插口510的第一弹性密封圈710。第一弹性密封圈710夹持于外壳100的内壁与电器插口的外壁之间。由此，第一弹性密封圈710用于密封电器接头500与外壳100的连接处，避免外界的水、灰尘、杂质等经电器接头500与外壳100之间的连接处进入外壳100内的概率。
46.在实际使用过程中，当外界的被测高温液体经上述流通通路进入敏感芯体300与第一导流件210之间后，敏感芯体300立即获取被测高温液体的压力信息，之后通过转接板400对压力信息进行信号转换，并将信号转换后的电信号通过电器接头500输送至外部的指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪器。
47.外界的被测高温液体在上述流通通路内流动的过程中，被测高温液体的热量会通过第二导流件220的侧壁及第一导流件210的侧壁传递至外界的空气等介质中，以降低被测高温液体的温度，以将被测高温液体的温度降低至敏感芯体300等电子元器件可以承受的工作温度以下，以保证敏感芯体300等电器元器件的使用性能较为稳定，使得高温高压压力
变送器10具有较高的使用可靠性。因此，高温高压压力变送器10的使用可靠性与其散热效果相关联。
48.根据公式：q＝a(tw
‑
to)f，其中q为散热量，a为综合热换算系数，f为散热面积，可知散热量q分别与综合热换算系数a及散热面积f之间成正比例关系。而在本技术中，当被测高温液体由第二导流孔221流入散热间隙230内时，被测高温液体会在散热间隙230内形成环形柱状的水流，导致被测高温液体与第二导流件220之间的接触面积突增，有效增大了散热面积；在现有技术中设有散热片结构的压力变送器中，被测高温液体的接触方式为直通式接触，而在本技术中被测高温液体在散热间隙230内的接触方式为面接触，相较于直通式的接触方式，面接触的综合热换算系数更大。因此，根据上述热学公式，在散热面积和综合热换算系数较大的前提下，上述高温高压压力变送器10具有较大的散热效果。
49.与现有技术中需要利用散热片结构进行散热的压力变送器相比，上述高温高压压力变送器10不需要在散热导流组件200的外壁额外设置散热结构也可以保证具有较高的散热效果，使得高温高压压力变送器10具有较小的体积及较低的加工成本，同时还降低了油污灰尘等物质在散热导流组件200的外壁堆积以导致散热效果下降的概率，提高了使用可靠性。因此，上述高温高压压力变送器10在具有较低的加工成本的同时，还兼顾较高的使用可靠性。
50.在一些实施例中，第二导流孔221与散热间隙230远离第一导流孔212的一端连通。由此，第一导流孔212及第二导流孔221分别位于散热间隙230的相对两端，如此可延长被测高温液体在散热间隙230内流动的路径长度，以进一步提高了被测液体在散热间隙230内的散热面积，进一步提高了高温高压压力变送器10的散热效果。
51.在一些实施例中，第二导流孔221包括与外界连通的第一导流段2211及与第一导流段2211连通的第二导流段2212。第二导流段2212远离第一导流段2211的一端与散热间隙230连通。具体地，第二导流段2212远离第一导流段2211的一端与散热间隙230靠近散热凹槽211开口的一端连通。第二导流段2212的延伸方向与第一连接口110指向第二连接口120的方向交叉设置。
52.由此，在高温高压压力变送器10工作过程中，被测高温液体从第二导流段2212内进入散热间隙230的方向为与竖直方向交叉的方向，以保证被测高温液体在散热间隙230内能够与散热凹槽211的侧壁充分接触，以保证高温高压压力变送器10的散热效果。而且，将第二导流孔221设置为由两段组成，以方便第二导流孔221在第二导流件220上的加工。
53.进一步地，在一些实施例中，第一导流段2211的延伸方向与第一连接口110指向第二连接口120的方向一致。第一导流段2211的延伸方向与第二导流段2212的延伸方向相互垂直。由此，当高温高压压力变动器处于工作状态时，第一导流段2211沿竖直方向延伸，第二导流段2212沿水平方向延伸，以保证第二导流段2212内的被测高温液体可以垂直进入散热间隙230内，有利于被测高温液体能够在散热间隙230内快速分散开来，以使被测高温液体能够快速散热。
54.进一步地，在一些实施例中，第二导流段2212的两端均与散热间隙230连通。第一导流段2211与第二导流段2212的中部连通。由此，第一导流段2211内的被测高温液体在第二导流段2212内分流成两股，并分别从两个方向进入散热间隙230内，以使被测高温液体能够更快地与散热间隙230的内壁充分接触，以更进一步提高高温高压压力变送器10的散热
效果。
55.具体地，第二导流段2212为直线形孔，并沿与第一导流段2211的延伸方向垂直的水平方向延伸。
56.在一些实施例中，散热凹槽230的开口处设有内螺纹213。第二导流件220与内螺纹213对应的部位设有外螺纹225。外螺纹225能够与内螺纹213螺纹配合。
57.在传统的压力变送器中，通常都是通过焊接等单一的连接方式实现引压嘴的固定，而在测量过程中，在被测高温液体在压力变送器内的流动势必会使该焊接处承受很大的轴向压力，从而影响压力变送器的使用寿命。而上述外螺纹225与内螺纹213螺纹配合，可承担一部分被测高温液体在上述流通通路内流动时第一导流件210与第二导流件220之间的连接处所承受的轴向压力，以提高第一导流件210与第二导流件220之间的连接可靠性，进一步提高了高温高压压力变送器10的使用寿命。
58.进一步地，在一些实施例中，第二导流件220包括依次连接的引压部222、限位部223及散热部224。具体地，引压部222、限位部223及散热部224为通过机械加工或浇铸等加工工艺形成的一体成型的整体结构。在与第一连接口110指向第二连接口120的方向垂直的方向上，限位部223的尺寸分别大于引压部222的尺寸及散热部224的尺寸。由此，限位部223的横截面尺寸分别大于引压部222的横截面尺寸及散热部224的横截面尺寸。
59.散热部224靠近限位部223一端的外壁设有外螺纹225。外螺纹225与内螺纹213螺纹配合时，散热凹槽211的开口边缘部位与限位部223朝向外壳100一端的轴向端面抵持。散热部224的表面与散热凹槽211的内壁间隔设置以形成散热间隙230。由此，限位部223主要起限位作用，故将第二导流件220设置为引压部222、限位部223及散热部224，可提高第二导流件220在第一导流件210上的安装精度。
60.更进一步地，在一些实施例中，高温高压压力变送器10还包括第一保护套610及第二保护套620。第一保护套610及第二保护套620均为一端开口的中空结构。第一保护套610可拆卸地套设于外壳100设有第二连接口120的一端，以覆盖第二连接口120。第二保护套620可拆卸地套设于引压部222，以覆盖第二导流孔221。
61.当高温高压压力变送器10处于非工作状态时，可将第一保护套610及第二保护套620分别套设在外壳100设有第二连接口120的一端及引压部222，以降低高温高压压力变送器10在运输、搬运懂过程中由于碰撞、磕碰等原因而造成电器插口510、引压部222损伤(例如电器插口510内的导电针若被损坏则会造成电器插口510无法连接外界的电器元件的情况)的情况发生的概率，有效地延长高温高压压力变送器10的使用寿命；
62.当高温高压压力变送器10处于工作状态时，将第一保护套610及第二保护套620分别从外壳100及第二导流件220上取下，即可进行正常的测量工作，使用方便。
63.更进一步地，在一些实施例中，高温高压压力变送器10还包括第二弹性密封圈730。第二弹性密封圈730套设于引压部222，并安装于限位部223背离外壳100一端的端部。第一保护套610的开口端与第二弹性密封圈730抵持，以使第二保护套620与限位部223柔性接触，不但可提高第一保护套610对第二导流孔221的密封性能，以在非工作状态下降低外界水、灰尘、杂质等堵塞流通通路的概率，而且还降低了限位部223及第二保护套620发生磨损的概率。
64.因此，第一弹性密封圈710、第二弹性密封圈720及第二弹性密封圈730的设置，更
进一步延长了高温高压压力变送器10的使用寿命。
65.在一些实施例中，高温高压压力变送器10还包括呈套筒状的固定支架800。固定支架800套设并固定于第一导流件210位于外壳100内的一端。转接板400安装于固定支架800背离第一连接口110的一端。敏感芯体300位于固定支架800内。由此，固定支架800的设置，使得转接板400及敏感芯体300在外壳100内的安装更为方便。
66.在一些实施例中，高温高压压力变送器10还包括信号调理板910、第一导电柱920及第二导电柱930。信号调理板910上形成有第一导电孔(图未示)及第二导电孔(图未示)。第一导电柱920的一端与电器接头500朝向敏感芯体300的一端电连接，另一端插入第一导电孔内并与第一导电孔的内壁电性接触。转接板400开设有第三导电孔(图未示)。第二导电柱930的一端穿设于第二导电孔并与第二导电孔的内壁电性接触，另一端插入第三导电孔并与第三导电孔的内壁电性接触。
67.由此，转接板400通过信号调理板910与电器接头500电连接，而信号调理板910可对敏感芯体300采集到的应变信号进行放大、滤波等处理，以提高高温高压压力变送器10的测量精度。
68.在高温高压压力变送器10加工过程中，只需要将与电器接头500电连接的第一导电柱920插入第一导电孔内，即可实现电器接头500与转接板400信号调理板910之间的电连接；将第二导电柱930的两端分别插入第二导电孔及第二导电孔，即可实现信号调理板910与转接板400之间的电连接，从而使得信号调理板910的安装更方便，进而使得高温高压压力变送器10的加工更为简单、方便。
69.在一些实施例中，高温高压压力变送器10还包括安装于第二导流孔221内的缓冲塞101。缓冲塞101上形成有用于缓冲被检测高压介质冲击的压力缓冲通道1011。具体地，缓冲塞101安装于第一导流段2211内。由此，脉冲缓冲塞101的设置，使得上述高温高压压力变送器10适用于介质影响严重(例如气蚀、液锤或者压力峰值等)的海事活动中，即使在极端环境下也能达到可靠性压力测试结果。
70.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
71.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。