[实用新型]高准确度振弦式压力传感器

说明书

技术领域

本实用新型属于液体压力传感器。

背景技术

目前的振弦式压力传感器的构造如图5所示，是在传感器外壳9的一端装有工作膜，工作膜的结构是，在一个圆柱体的一端进刀加工出环槽，中间形成一个小的凸台14形成工作膜本体2，本体2的底部作为变形膜13，本体2两端圆周面上加工有外螺纹，在变形膜的一端通过外螺纹与液压接头1连接，工作膜的另一端通过外螺纹和传感器外壳9连接，外壳9内安装有弦架3、弦柱4、钢弦6、磁头板7、弦夹5和弦夹8，传感器外壳9的另一端装有后盖10和电缆接头11，凸台14上加工有螺孔，弦柱4螺纹连接在小凸台14的螺孔中。

这种振弦式传感器适用于潮湿环境，长期稳定性好，寿命10年以上，输出频率信号抗干扰能力强，适合远距离传输，可接长电缆。由于上述优点，已在岩土工程监测中大量应用，同时也在煤矿、交通(动态汽车称重)等行业中应用。但目前的振弦式压力传感器有以下不足：1、原变形膜中心的小凸台是为连接弦柱而设计的，由于直径很小(一般为变形膜直径的30％以下)，仅起到连接弦柱的作用，因此变形膜工作时可视为一个两面平行的平膜，在施加液体压力时，平膜的变形复杂且中心部分变形较大，所以准确度低。2、变形膜一端的螺纹段的高度极小，仅有几道丝扣，所以造成与液压接头的密封难度大和液体平面压力大，高压液体容易进入螺纹缝隙产生横向胀力，严重影响准确度。一般来说，这种结构的误差约为1％FS，且回程的滞后较大。所以在大压力高准确度的场合大都采用传感器误差为0.1％FS的电阻应变式压力传感器。但电阻应变式压力传感器不适用于潮湿环境(它对绝缘要求太高)，长期稳定性较差、寿命短，输出为mV级电压信号易受干扰不宜接长电缆；特种(如镀膜)电阻应变式压力变送器(压力传感器加电流环输出电路)解决了这些问题，但价格太贵。因此有必要研发一种应用于恶劣环境下的成本低、准确度高、滞后小、长期稳定性好和信号远距离传输场合的振弦压力传感器。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种高准确度的振弦式压力传感器。

本实用新型的技术方案是：一种高准确度振弦式压力传感器，它的构造是在传感器的外壳一端装有工作膜，工作膜上加工有变形膜，工作膜本体与外壳螺纹连接，壳内安装有弦架、弦柱、弦夹、钢弦和磁头板，外壳的另一端设有后盖和电缆接头，弦柱螺纹连接在变形膜凸台的螺孔中，其特征在于，所述的变形膜上的凸台直径为变形膜直径的60％-90％，使实际变形的部分形成一个环形的变形膜；所述的工作膜本体向液压接头方向有一延长段，延长段上加工有至变形膜的盲孔，盲孔壁上加工有内螺纹或者在延长段的圆周面上加工有外螺纹，通过内螺纹或外螺纹实现液压接头与延长段的螺纹连接；而且在液压接头和延长段的螺纹连接处涂有密封胶。

为了加强密封，在盲孔的退刀槽处再加放O形密封圈，然后旋入液压接头并拧紧，进一步阻止高压液体进入螺纹连接缝隙中。

本实用新型获得的积极效果是：

1、实用新型人之一邓铁六1981年提出的振弦传感器精确数学模型为二次抛物线式：

P=A(f2-f02)+B(f-f0)]]>

式中：A、B——传感器常数，可将校准数据输入最小二乘法数据处理程序求出；

f——压力为P时的输出频率；

f₀——P＝0时的频率，称为初频或零频。

实践证明，应用该式拟合不仅便于应用电脑快速准确地由f计算P值，显著提高振弦传感器的准确度，而且对于经过老化已达到稳定的传感器，当温度变化不太大(例如±50℃)时，仍可将A、B当作常数，将该温度下传感器的初频输入作为f₀，由f计算P值，无需另加温度补偿。而电阻应变式传感器则必须加硬件、软件温度补偿，比较麻烦。