專利名稱：高溫熔體壓力表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于化纖、橡塑等機(jī)械設(shè)備或者其他設(shè)備中的高溫流體壓力、溫 度的測量與控制的流體壓力表。
背景技術(shù)：
目前業(yè)界常用的流體壓力表是測量過程的流體壓力，用于化纖、橡塑等擠出機(jī)械設(shè)備 中高溫流體壓力和溫度的測量與控制的高溫熔體壓力表，存在的主要缺點(diǎn)是，只能單獨(dú)的 測量壓力，對(duì)安裝位置要求苛刻(如要求阻尼安裝)，耐高溫性能差，溫度漂移大，抗干擾 能力，穩(wěn)定性能差，遲滯誤差大，使用壽命短,產(chǎn)品體積大等。
而且，這種常用的流體壓力表耐高溫性能差，隔離膜、填充流體及壓力傳感器所傳送 的信號(hào)由于熱效應(yīng)或隨外界溫度的變化而變化等經(jīng)常性不準(zhǔn)確；再者，由于該壓力表本身 沒有相應(yīng)的信號(hào)處理系統(tǒng)，而是要通過變送器以外的設(shè)備來完成，因此信號(hào)經(jīng)過多次不同 途徑的傳送，錯(cuò)誤率大大上升，而且信號(hào)強(qiáng)度也大大減弱，而且遲滯誤差比較大，穩(wěn)定性 能差，不利于信號(hào)的整合處理及最終的監(jiān)控。

實(shí)用新型內(nèi)容
為解決前述背景技術(shù)中常用的流體壓力表存在的問題，本實(shí)用新型提供一種用于測量 和監(jiān)控高溫過程流體的高溫熔體壓力表，該高溫熔體壓力表，包括表頭和表?xiàng)U，其 所述表?xiàng)U下端設(shè)有處于高溫過程流體中的感壓膜片，所述表頭設(shè)有受壓會(huì)產(chǎn)生彈性形 變的敏感元件、連桿機(jī)構(gòu)及通過連桿機(jī)構(gòu)與敏感元件相連接的機(jī)芯，所述感壓膜片將 被測的高溫過程流體中壓力經(jīng)由介質(zhì)傳遞給敏感元件，敏感元件產(chǎn)生彈性形變并通過 連桿機(jī)構(gòu)傳遞給機(jī)芯，即該高溫熔體壓力表通過感壓膜片受壓經(jīng)由介質(zhì)傳遞到另一端 即其上端的敏感元件(波登管、膜盒、波紋管等)受壓(正負(fù)壓)產(chǎn)生彈性形變(相 對(duì)線性位移)，再由表頭內(nèi)的連桿機(jī)構(gòu)將敏感元件的彈性形變(相對(duì)線性位移)傳遞給 機(jī)芯，通過放大將線性位移轉(zhuǎn)為表頭的顯示盤指針旋轉(zhuǎn)來顯示壓力，這樣指針隨著敏 感元件(波登管、膜盒、波紋管)受壓的變化而變化， 一般壓力表測量的壓力是全壓; 此外，所述表?xiàng)U下端還設(shè)有可以同點(diǎn)測量溫度的通過介質(zhì)與感壓膜片相連接的溫度傳 感器，所述表?xiàng)U上端還設(shè)有與溫度傳感器相配合的溫度輸出或顯示裝置，且處于高溫 過程流體中的感壓膜片上端還設(shè)有與感壓膜片相連接的毛細(xì)管，所述介質(zhì)位于毛細(xì)管 內(nèi)、位于毛細(xì)管上端的彈性體及位于彈性體上端與彈性體相連接的應(yīng)變計(jì)，其共同組 成應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的應(yīng)變電橋即同時(shí)將組成全橋的應(yīng)變計(jì)粘貼在 毛細(xì)管的一端彈性體上,測量時(shí),一端膜片受壓通過介質(zhì)傳遞到另一端粘貼好應(yīng)變計(jì)的 彈性體上，應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。成應(yīng) 變電橋，并通過后續(xù)的儀表放大器進(jìn)行放大，再傳輸給處理電路(通常是A/D轉(zhuǎn)換和 CPU)顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)最終的監(jiān)控；在測量點(diǎn)內(nèi)置一個(gè)高精度的溫度傳感器， 同時(shí)實(shí)現(xiàn)了壓力與溫度同點(diǎn)測量。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，具有良好的耐高溫性能，可以壓力溫度同點(diǎn)測量，安裝方便，長期穩(wěn)定性好，遲滯誤差小，重復(fù)性好，功耗低，抗干擾性好,體積小，表頭的顯 示表盤可270度旋轉(zhuǎn)，指針帶調(diào)整零點(diǎn)功能，可帶變送輸出信號(hào)，便于最終監(jiān)控。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的說明。

圖1為本實(shí)用新型高溫熔體壓力表的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本實(shí)用新型高溫熔體壓力表又一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為本實(shí)用新型高溫熔體壓力表如圖2所示的表頭的局部放大示意圖。
圖中1、高溫熔體壓力表，101、感壓膜片，102、毛細(xì)管，104、螺紋桿，105、彈性體， 106、應(yīng)變計(jì)，107、多運(yùn)放放大電路芯片，201、敏感元件，202、連桿機(jī)構(gòu)，203、機(jī)芯， 204、顯示盤，301、溫度輸出或顯示裝置，108、信號(hào)輸出電氣連接器。
具體實(shí)施方式
如圖所示，本實(shí)用新型提供一種高溫流體壓力、溫度的測量和監(jiān)控高溫熔體壓力表 1，該高溫熔體壓力表1包括表?xiàng)U、表頭，即從下向上依次包括表?xiàng)U下端的與流動(dòng)的高 溫過程流體相接觸的感壓膜片101,所述感壓膜片101采用經(jīng)應(yīng)力釋放和硬度提升并經(jīng) 過真空熱處理和真空鈦碳化物鍍膜處理的15-5PH的不銹鋼Armoloy涂層膜片，其具有 良好的耐高溫性能；連接于感壓膜片101并位于感壓膜片101上端的毛細(xì)管102，所述 毛細(xì)管102是直徑為0.3mm的金屬毛細(xì)管，其內(nèi)充斥著傳遞介質(zhì)(通常是油類等實(shí)質(zhì)上 不能壓縮的流體)，其具有長期穩(wěn)定性好，不易損壞等優(yōu)點(diǎn)，且所述毛細(xì)管102外部被螺 紋桿104包裹，即毛細(xì)管102貫穿于螺紋桿104內(nèi)部；位于毛細(xì)管102上端連接有表頭 和(或)溫度輸出或顯示裝置301，艮P， 一方面，毛細(xì)管102與表頭內(nèi)的敏感元件201 (通常包括波登管、膜盒、波紋管等)，該敏感元件201受壓(正負(fù)壓)產(chǎn)生彈性形變(相 對(duì)線性位移)，再由表頭內(nèi)的連桿機(jī)構(gòu)202將敏感元件201的彈性形變(相對(duì)線性位移) 傳遞給機(jī)芯203，通過放大將線性位移轉(zhuǎn)為表頭的顯示盤204的指針旋轉(zhuǎn)來顯示壓力， 這樣指針隨著敏感元件201 (波登管、膜盒、波紋管)受壓的變化而變化， 一般壓力表 測量的壓力是全壓；且與毛細(xì)管102相連接的還有位于表頭內(nèi)的感壓頭，在所述感壓頭 上端用利于信號(hào)傳遞的等離子焊機(jī)焊接在感壓頭上的彈性體105，所述彈性體105由高 彈性的合金材料構(gòu)成;位于彈性體105上端并粘貼于其上的耐高溫、高精度的應(yīng)變計(jì)106， 與應(yīng)變計(jì)106電性連接的多運(yùn)放放大電路芯片107，所述多運(yùn)放放大電路芯片107內(nèi)包 括有將應(yīng)變計(jì)106轉(zhuǎn)換來的電信號(hào)和數(shù)字信號(hào)放大為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)和數(shù)字通訊信號(hào)并輸出到 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的CMOS集成電路，其中采用的放大電路為共模抗干擾放大電路，其可將 所得信號(hào)直接放大并與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)相兼容，直接輸出放大的0/5V、 0/10V、 4/20MA和 Hart協(xié)議信號(hào)到電腦或者PLC系統(tǒng)以進(jìn)行遠(yuǎn)程的測量和監(jiān)控；另一方面，毛細(xì)管102上 端連接有溫度輸出或顯示裝置301，在測量點(diǎn)可內(nèi)置一個(gè)高精度的溫度傳感器，同時(shí)實(shí) 現(xiàn)了壓力與溫度同點(diǎn)測量，并通過該溫度輸出或顯示裝置將有關(guān)溫度的信息進(jìn)行輸出， 或者該功能也可以另外通過單獨(dú)的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，此處將其同設(shè)于壓力表內(nèi)是創(chuàng)新性的表 現(xiàn)，且節(jié)約材料，使用方便。
本實(shí)用新型的詳細(xì)工作過程是，當(dāng)被測的流動(dòng)的高溫過程流體的壓強(qiáng)、壓力，通過 感壓膜片IOI，以l: 1傳遞并通過填充滿傳遞介質(zhì)(通常是油類等實(shí)質(zhì)上不能壓縮的流 體)的毛細(xì)管102，并傳遞給與毛細(xì)管102相連接的敏感元件201 (通常包括波登管、 膜盒、波紋管等)，該敏感元件201受壓(正負(fù)壓)產(chǎn)生彈性形變(相對(duì)線性位移)，再 由表頭內(nèi)的連桿機(jī)構(gòu)202將敏感元件201的彈性形變(相對(duì)線性位移)傳遞給機(jī)芯203，通過放大將線性位移轉(zhuǎn)為表頭的顯示盤204的指針旋轉(zhuǎn)來顯示壓力，這樣指針隨著敏感 元件201 (波登管、膜盒、波紋管)受壓的變化而變化，以不斷的顯示高溫過程流體的 壓力情況。
而且當(dāng)被測的流動(dòng)的高溫過程流體的壓強(qiáng)、壓力，通過感壓膜片IOI，以l: l傳遞 并通過填充滿傳遞介質(zhì)(通常是油類等實(shí)質(zhì)上不能壓縮的流體)的毛細(xì)管102，并通過 與毛細(xì)管102相連接的感壓頭傳遞到貼有應(yīng)變計(jì)106的彈性體105上，貼在彈性體105 上的應(yīng)變計(jì)106由于應(yīng)變電阻，組成惠斯登電橋，即所述處于高溫過程流體中的感壓膜 片101，位于感壓膜片101上端與感壓膜片相連接的毛細(xì)管102、位于毛細(xì)管102上端 的彈性體105及位于彈性體上端與彈性體相連接的應(yīng)變計(jì)106共同組成應(yīng)變電阻隨機(jī)械 形變而產(chǎn)生阻值變化的應(yīng)變電橋?；诨⒖硕稍趶椥韵薅葍?nèi)，物體的形變跟引起形 變的外力成正比的原理將壓力通過彈性體105上的金屬應(yīng)變計(jì)106轉(zhuǎn)換成線形的電信 號(hào)，即在壓力作用下，感壓膜片101產(chǎn)生變形，彈性體105上端的應(yīng)變計(jì)106感受其形 變后，產(chǎn)生電阻效應(yīng)并輸出與作用壓力大小成正比的電信號(hào)，再經(jīng)由與應(yīng)變計(jì)106電性 連接的多運(yùn)放放大電路芯片107對(duì)該電信號(hào)進(jìn)行放大整合，即CMOS集成電路將應(yīng)變計(jì) 106轉(zhuǎn)換的電信號(hào)放大為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)和數(shù)字通訊信號(hào)，直接輸出放大標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)于電腦或 PLC系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)傳過程控制。
再者，在感壓膜片101附近的測量點(diǎn)可以內(nèi)置一個(gè)高精度的溫度傳感器，同時(shí)實(shí)現(xiàn) 了壓力與溫度同點(diǎn)測量，并通過溫度輸出或顯示裝置301將有關(guān)溫度的信息進(jìn)行輸出， 以便于監(jiān)控和測量，且方便生產(chǎn)和操作，也節(jié)約了空間和成本。
本具體實(shí)施方式
中包括兩個(gè)實(shí)施例，實(shí)施例一是壓力、溫度同點(diǎn)測量，同步監(jiān)控，
且壓力的相關(guān)信息可通過處理直接輸出放大標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)于電腦或PLC系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程過程 控制的綜合性高溫熔體壓力表，另一實(shí)施例相對(duì)前述實(shí)施例則是沒有溫度測量的相關(guān)結(jié) 構(gòu)，其他結(jié)構(gòu)和功能完全相同，只是根據(jù)市場的不同需求，兩種產(chǎn)品在此都作了相關(guān)的 專利保護(hù)，但在上述具體描述時(shí)沒有刻意的對(duì)兩者作區(qū)分，請(qǐng)明確。
權(quán)利要求1. 一種高溫熔體壓力表，包括表頭和表?xiàng)U，其特征在于所述表?xiàng)U下端設(shè)有處于高溫過程流體中的感壓膜片，所述表頭設(shè)有受壓會(huì)產(chǎn)生彈性形變的敏感元件、連桿機(jī)構(gòu)及通過連桿機(jī)構(gòu)與敏感元件相連接的機(jī)芯，所述感壓膜片將被測的高溫過程流體中壓力經(jīng)由介質(zhì)傳遞給敏感元件，敏感元件產(chǎn)生彈性形變并通過連桿機(jī)構(gòu)傳遞給機(jī)芯。
2. 如權(quán)利要求1所述的高溫熔體壓力表，其特征在于所述表?xiàng)U下端還設(shè)有可以同點(diǎn) 測量溫度的通過介質(zhì)與感壓膜片相連接的溫度傳感器，所述表?xiàng)U上端還設(shè)有與溫度 傳感器相配合的溫度輸出或顯示裝置。
3. 如權(quán)利要求1所述的高溫熔體壓力表，其特征在于所述敏感元件可為波登管、膜 盒或波紋管。
4. 如權(quán)利要求1所述的高溫熔體壓力表，其特征在于所述處于高溫過程流體中的感 壓膜片上端還設(shè)有與感壓膜片相連接的毛細(xì)管，所述介質(zhì)位于毛細(xì)管內(nèi)、位于毛細(xì) 管上端的彈性體及位于彈性體上端與彈性體相連接的應(yīng)變計(jì)，其共同組成應(yīng)變電阻 隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的應(yīng)變電橋。
5. 如權(quán)利要求4所述的高溫熔體壓力表，其特征在于所述毛細(xì)管是直徑為0.3mm的金屬毛細(xì)管。
6. 如權(quán)利要求4所述的高溫熔體壓力表，其特征在于所述彈性體由高彈性的合金材料構(gòu)成。
7. 如權(quán)利要求4所述的高溫熔體壓力表，其特征在于所述毛細(xì)管上端設(shè)有一與毛細(xì)管相連接的感壓頭，所述彈性體用利于信號(hào)傳遞的等離子焊機(jī)焊接在感壓頭上的。
8. 如權(quán)利要求4所述的高溫熔體壓力表，其特征在于所述應(yīng)變計(jì)上端電性連接有可將所得信號(hào)直接放大并與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)相兼容的放大電路芯片。
9. 如權(quán)利要求8所述的高溫熔體壓力表，其特征在于所述放大電路芯片內(nèi)采用的放大電路為共模抗干擾放大電路，其包括有將應(yīng)變計(jì)轉(zhuǎn)換來的電信號(hào)和數(shù)字信號(hào)放大為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)和數(shù)字通訊信號(hào)并輸出到遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的CMOS集成電路。
10. 如權(quán)利要求1所述的高溫熔體壓力表，其特征在于所述感壓膜片采用經(jīng)應(yīng)力 釋放和硬度提升并經(jīng)過真空熱處理和真空鈦碳化物鍍膜處理的15-5PH的不銹鋼 Armoloy涂層膜片。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于測量和監(jiān)控高溫過程流體的高溫熔體壓力表，包括處于高溫過程流體中的感壓膜片，位于感壓膜片上端與感壓膜片相連接的受壓會(huì)產(chǎn)生彈性形變的敏感元件、連桿機(jī)構(gòu)及通過連桿機(jī)構(gòu)與敏感元件相連接的機(jī)芯，所述感壓膜片將被測的高溫過程流體中壓力經(jīng)由介質(zhì)傳遞給敏感元件，敏感元件產(chǎn)生彈性形變并通過連桿機(jī)構(gòu)傳遞給機(jī)芯并進(jìn)一步顯示壓力值，其優(yōu)點(diǎn)是，具有良好的耐高溫性能，可以壓力溫度同點(diǎn)測量，安裝方便，長期穩(wěn)定性好，遲滯誤差小，重復(fù)性好，功耗低，抗干擾性好，體積小，表頭的顯示表盤可270度旋轉(zhuǎn)，指針帶調(diào)整零點(diǎn)功能，可帶變送輸出信號(hào)，便于最終監(jiān)控。
文檔編號(hào)G01K13/00GK201289415SQ20082015219
公開日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2008年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月20日
發(fā)明者瑩 于, 浩 吳 申請(qǐng)人:上海皓鷹測控技術(shù)有限公司