[发明专利]压容式压力传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种压力传感器，尤其是逆向压容式流体压力传感器。

背景技术

工程机械中需要使用大量的压力传感器，现有常见的压力传感器是滑动电位器式压力传感器，但这种压力传感器使用寿命较短，一般只有几个月到1年左右，需要经常更换压力传感器，给工程机械的使用带来极大的不便。

因此，现有工程机械转而使用寿命较长的硅压阻式压力传感器或陶瓷压阻式压力传感器，上述两种传感器设有硅片或陶瓷电阻，应用硅片或陶瓷电阻形成一个平衡电桥，平衡电桥的输出端作为压力传感器的信号输出端。

硅压阻式压力传感器工作时，气体或液体等流体直接作用在硅片上，硅片受到气体或液体的压力后发生形变，其电阻值发生变化，从而使平衡电桥失去平衡，压力传感器输出端输出的电信号发生变化。硅压阻式压力传感器外的检测电路接收到传感器输出的电信号，根据电信号的变化计算流体压力大小。

虽然硅压阻式压力传感器使用寿命较长，一般可使用3～5年，但是，由于该种压力传感器使用硅片、陶瓷电阻等制成，其生产成本较高，一般是滑动电位式压力传感器的2～3倍。并且，由于硅片对工作温度要求较高，在-20℃～80℃之间，超出该工作温度后，硅片会出现漏电等情况，导致硅压阻式压力传感器的检测结果不准确。

另外，硅压阻式压力传感器工作时，被检气体或液体直接与硅片接触，因此该种压力传感器不能用于检测具有腐蚀性或导电性的气体或液体，也就是硅压阻式压力传感器不能在恶劣环境下工作，从而限制的压力传感器的使用范围。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种使用寿命较长且制造成本较低的压容式压力传感器；

本发明的另一目的是提供一种可在恶劣环境下使用的压容式压力传感器。

为实现上述的主要目的，本发明提供的压容式压力传感器包括壳体，该壳体围成一个一端敞口的腔体，腔体的一个侧壁上设有流体进口，腔体的敞口端设有电容器，电容器具有密闭腔体的弹性金属片，一片刚性金属片与弹性金属片平行且相对地设置，一夹持件穿过并夹持刚性金属片与弹性金属片，弹性金属片与刚性金属片之间设有绝缘膜，绝缘膜与刚性金属片平行地设置，一对信号输出端口分别与弹性金属片及刚性金属片电连接。

由上述方案可见，弹性金属片与刚性金属片形成电容器的两片极板。检测流体压力时，被测气体或液体从流体进口进入腔体内，位于腔体敞口端的弹性金属片在气体或液体的压力下发生弹性变化，弹性金属片自中部向外凸起，使弹性金属片与刚性金属片之间的距离增大，即电容器两极板的间距增大，电容器的电容值减少，信号输出端输出的电容值也就减少，压力传感器外的检测电路通过检测信号输出端输出的电容值即可检测气体或液体的压力大小。

可见，压容式压力传感器由一个壳体及电容器构成，生产时不需要使用硅片、陶瓷电阻等，生产成本较低。并且，电容器可长时间使用，增长压容式压力传感器的使用寿命。

一个优选的方案是，壳体及弹性金属片由耐腐蚀金属材料制成，特别是由耐腐蚀的不锈钢或镍铜合金或镍钼铬系镍基耐腐合金制成。这样，压容式压力传感器可用于检测腐蚀性气体或液体，扩大压力传感器的检测范围。并且，压容式压力传感器并不设有硅片，其工作温度不受硅片工作温度限制，也扩大压力传感器的使用范围。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例使用状态下的结构示意图；

图3是应用本发明实施例的外围电路结构框图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参见图1，本实施例具有壳体11，壳体11围成一个一端敞口的腔体12。本实施例中，腔体12的横截面为圆形，图1中腔体12的右端敞口。在腔体12的侧壁13上设有一个流体进口14，流体进口14为圆环柱状体，其中心为流道15，被测流体可从流道15进入腔体12内。本实施例中，流体进口14设在与敞口相对的侧壁上。若腔体12为一圆柱体，则流体进口14所在侧壁与敞口所在侧壁分别为圆柱体的上、下表面。

在腔体12的敞口端设有一个电容器16，电容器16包括有一片弹性金属片17，弹性金属片17为一片圆形的柔性金属片，其受压时可发生弹性变形，并在压力消失后恢复原状。由图1可见，弹性金属片17的边缘与敞口的周边对接，并将腔体12的敞口密闭。优选地，弹性金属片17的边缘可通过焊接、粘接等方式与敞口的周边连接。

电容器16还设有与弹性金属片17相对设置的刚性金属片18，刚性金属片18也为圆形金属片，并且大小与弹性金属片17相等，弹性金属片17以及刚性金属片18的圆心均在腔体12的轴线上。