[发明专利]液柱式压力敏感装置

说明书

本发明涉及对作用于其上的气体或液体的压力敏感的压力敏感装置。

水银气压计和水银真空计是利用灌装在玻璃管中的水银柱的高度或两水银柱的高度之差来测量气体的压力的，是一种液柱式压力计，亦是一种对气体的压力敏感的压力敏感装置，这种测量压力的技术是一种上个世纪就已公知的技术，如Phil，Mag.，48，110，1874记载的Mcleod真空计就是这种液柱式压力计中的一种，这类液柱式压力敏感装置有许多缺点，如只能测量气体的压力而不能测量液体的压力;只能测量真空度和低压气体的压力，不能测量中压或高压气体的压力;除了测量的气压的压力变动范围极小的情况除外，这种压力敏感装置中必须采用水银作为工作液，而水银蒸汽是有毒的气体;没有传感器功能，不能进行遥测。由于存在这些缺点，因此这类液柱式压力敏感装置历来只能用作真空计或专门压力计使用，从来未能进入家庭成为普及型气象仪表，从未用于液体压力的测量，从未用于稍高的压力的测量，并且随着技术的进步，这类液柱式压力敏感装置中的水银真空计已从真空测量中被淘汰，另一种水银气压计也已基本上被淘汰。

实际上，液柱式压力敏感装置仍有一些很好的优点，如结构比较简单，指示是直接的等。为使这些优点得以保留和发展，使液柱式压力敏感装置获得新的生命，本实用新型给出了一类新型的液柱式压力敏感装置，并在此基础上进一步发展出能作为压力传感器的液柱式压力敏感装置、既可直观又兼有压力传感器功能的液柱式压力敏感装置以及对液位高低敏感的液柱式压力敏感装置。这类新型的液柱式压力敏感装置保留了已有过的液柱式压力敏感装置的基本特点-将压力变换成液柱的变化，并可根据需要将其制成适合于从低真空、大气压、低压到中压或更高些的压力等各种压力范围内对气体或/和液体的压力进行测量或控制的真空计、真空压力计、压力计、压力传感器、液位计，而且其中的工作液体还可采用范围宽广得多的各种液体而不一定要用水银。

本发明的对气体或液体的压力敏感但不能用作压力传感器的液柱式压力敏感装置由一根透明的管子，一个压力-容积变换器和适量的液体或适量的液体和填充物组成。透明管子可以是两端开口的管子，也可以是一端开口一端封闭的管子。压力-容积变换器是一个有一个孔口的弹性空腔装置，在一侧压力的作用下其空腔容积能发生变化。管子的开口端和压力-容积变换器的孔口通过焊接或粘结紧密连接成一体，液体或液体和填充物就灌装在由管子和压力-容积变换器围成的空腔中。其具体结构可以有多种形式，图1至图9给出了一些最基本的能测量气体或液体的压力的液柱式压力敏感装置的结构图。

图1所示的液柱式压力敏感装置由一根透明的管子1，一个波纹管2，一个堵头4和适量的液体或适量的液体和填充物3组成。波纹管一端与堵头紧密焊接成一体，另一端与管子紧密焊接或紧密粘接成一体。管子、波纹管和堵头围成了一个空腔，液体或液体和填充物3就灌装在这个空腔中。堵头4上一般地制有一个台阶，供波纹管和堵头焊接时彼此定位之用。

图2所示的液柱式压力敏感装置由一根透明的管子1，一个波纹管2，一个堵头4，一个接口5和适量的液体或适量的液体和填充物3组成。接口5中有一个通孔6，通孔6的一端与管子1的一端紧密焊接或紧密粘结成一体。波纹管2的一端与接口5上的通孔6之另一端所在的表面紧密焊接，波纹管的另一端则与堵头4紧密焊接成一体。管子1、接口5、波纹管2和堵头4围成了一个空腔，液体或液体和填充物3就灌装在这个空腔内。

图3所示的液柱式压力敏感装置由一根透明的管子1，一个接头5，多个彼此可以套合的波纹管2，一个堵头4和适量的液体或适量的液体和填充物3组成。接头5中有一个通孔6，通孔的一端与管子1的一端紧密焊接或紧密粘结成一体。各波纹管2的一端与接口5上的通孔6之另一端所在的表面焊接成一体，各波纹管的另一端则与堵头4焊接成一体。通孔6还可以有一些支孔，以与各波纹管之间的空间夹层相通。各波纹管中至少最外面的波纹管与接口5、波纹管2和堵头4围成一个空腔，液体或液体和填充物3就灌装在这个空腔内。

图4所示的液柱式压力敏感装置由一根透明的管子1，一个波纹管2，一个堵头4，一个接头5，一个或多个彼此可以套合的压缩弹簧7和适量的液体或适量的液体和填充物3组成。接口5中有一个通孔6，通孔6的一端与管子的一端紧密焊接或紧密粘结成一体。波纹管2的一端与接口5上的通孔之另一端所在的表面紧密焊接成一体，波纹管的另一端则与堵头4紧密焊接成一体。弹簧7在波纹管内，其轴线一般与波纹管的轴线平行或重合。管子、波纹管，接口和堵头围成一个空腔，液体或液体和填充物3就灌装在这个空腔内。