[发明专利]一种称重传感器的弹性体及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及称重传感器技术领域，特别是涉及一种摩擦焊技术制作的弹性体，是称重传感器的核心部件。 

背景技术

目前的柱式称重传感器中的弹性体部件是一体式结构，根据使用材质的不同进行划分主要有两种形式，一种为弹性体整体采用不锈钢材料制作，另一种整体采用合金钢材料。其中采用不锈钢弹性体的柱式传感器具有容易进行焊接密封处理的特点，且耐腐性能优良，但是用不锈钢弹性体制作的传感器，因为弹性体采用不锈钢材料，不锈钢固有的正滞后特性，导致传感器的滞后指标偏正，不易达到国标中规定的C3级别，大多达到和C1级别。而采用合金钢的弹性体的滞后性能和蠕变性能较好，但是可焊性差，且耐腐蚀性能也较差，所以长期处于外露状态下，合金钢弹性体导入部分和膜片焊接处的焊缝极易生锈。因此，两种形式制作的柱式传感器分别存在耐腐蚀性差和计量性能低的问题。 

发明内容

我们目前的发明的目的是为了设计一种性能更好的传感器弹性体，设计一种核心部件，可适用于大多数类型的传感器的制作，使其不仅具有最佳的抗腐蚀性能，而且具有较好的计量性能。 

一种研发中的传感器弹性体，具有优良的抗腐蚀性能的外壳，其抗腐蚀性能和底部负荷导入部分一样，这些顶部和底部负荷导入部分和外壳焊接在一起，从而使得传感器具有独特的耐腐蚀质量。负荷导入部分不仅要有较好的性能指标，还必需有适合的硬度和焊接性能，同时还要有较好的抗腐蚀性能。 

目前发明的这种传感器，弹性体包括了第一负荷导入部分、第二负荷导入部分以及他们之间的应变测量部分（以下简称测量部分）。此外，本发明还包括了弹性体的制作方法，即传感器构成中的一个核心部件的制作，最上边的是第一负荷导入部分，接着是下边的测量部分，测量部分处于在第一负荷导入部分和第二负荷导入部分之间，通过摩擦焊的形式连接成一体。 

所述弹性体也涉及到了测量元素，传感器能够防腐蚀的原因是由于使用了不锈钢的材料的外壳，因此具有较高的耐腐蚀性的同时还具有有用的性能指标，如特定的线性、滞后等。其中传感器的内部，我们用了耐腐蚀性较小的合金钢材料或者铝合金代替耐腐蚀性高的钢材料，使耐腐蚀性低的材料充分发挥其低滞后的特性。 

背景技术中提到的柱式传感器弹性体材料整体上是一致的，即是一种毛坯件机加工形成的。本发明弹性体为分段结构，其测量部分和至少一个负荷导入部分在材料上是不同的。 

因为首先测量部分最好是完整的，另外一种材料是为顶部和底部的负荷导入部分准备的，这种材料不仅要存在装配的可能性，而且每一个部分的材料能够发挥出其最佳的作用，所以，选择测量部分的材料时，从测量部分能够很容易的得到外壳的保护后，不用考虑相邻的负荷导入部分，这种测量部分应具有最佳的滞后和蠕变性能。这种传感器弹性体中的顶部和底部的负荷导入部分，其负荷导入部分的尺寸只适合一种量程的传感器。而且负荷导入部分不必有特别的性能，其材料主要是要有较强的抗腐蚀性能和一定的强度，而其计量性能则可以不用考虑。 

换句话说，为弹性体各部分提供的材料要求是不一样的，一方面测量部分需要有最佳的计量性能，如滞后和蠕变性能，这个是测量部分的选择；另一方面负荷导入部分需要有最佳的抗腐蚀性能，抗腐蚀性能也受到外部环境的影响，如灰尘和湿度等。对于负荷导入部分要求应该是一种抗腐蚀性能很好的材料。同时，有些另外的部分如上下负荷导入部分的球面结构，为现有技术，会对传感器的线性、滞后性以及再现性有一定的影响，不再赘述。 

摩擦焊弹性体的结构是传感器的固有形式，包括测量部分和负荷导入部分，其中负荷导 入部分更适合圆周的焊接。负荷导入部分和测量部分之间的主体组成更适合用摩擦焊来制造。这样的优点是：负荷导入部分与测量部分以一定的焊口形式连接在一起，从而可以避免负荷导入部分与测量部分的接触面之间的相对运动。这样就可以使得力学效应的风险、测量的负面影响、尤其是线性和滞后性的影响减到最低的程度。 

换句话说，对于负荷导入部分和测量部分，虽然他们是不同的材料，但却可以通过摩擦焊的方式连接组成不可分割的整体。 

利用这种摩擦焊的方法，我们最初提到的传感器的准备形成的类型，就像之前描述的那样，符合我们想要的传感器类型。因此，测量部分和每一个负荷导入部分所表现出的不同材料这个区别在消失。所以可以为传感器提供简单的制作方式，以确保其耐腐蚀特性以及性能指标，使得测量的精度达到最佳。