微小壓力測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種微小壓力測(cè)量裝置，該裝置包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、通信模塊、測(cè)量控制模塊、微型壓力傳感器、微小壓力接口模塊。采用超小型壓力傳感器，將傳感器安裝在定制的微小壓力接口模塊，與采集、控制、顯示模塊通過(guò)電纜連接，被測(cè)液體通過(guò)微小壓力接口模塊，壓力傳感器感應(yīng)到壓力，通過(guò)連接電纜將信號(hào)傳遞給數(shù)據(jù)采集模塊，根據(jù)控制模塊設(shè)定基線，鎖定采樣值，并顯示采集的數(shù)據(jù)，上傳采集的數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、使用方便等特點(diǎn)，可在對(duì)兩種互不相溶液體間的微小壓力測(cè)量中應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】微小壓力測(cè)量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是關(guān)于微小壓力的測(cè)量技術(shù)，具體涉及一種微小壓力測(cè)量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]壓力是和我們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)的一種物理量，不論是航空航天等軍工行業(yè)，還是熱力儀表等工業(yè)領(lǐng)域都離開不壓力信號(hào)的測(cè)量。壓力檢測(cè)在工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)中的流行程度僅次于溫度檢測(cè)，是排名第二位的測(cè)量技術(shù)。例如通過(guò)壓力測(cè)量可以分析材料的特性，可以確保設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，是現(xiàn)代測(cè)量中必不可少的一種測(cè)量。
[0003]壓力測(cè)量可以采用多種方式的傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，石英原理的壓力傳感器可以測(cè)量高動(dòng)態(tài)壓力信號(hào)，壓阻原理的傳感器可以測(cè)量低頻的壓力信號(hào)。傳感器的輸出方式也是多種多樣，數(shù)字輸出，小信號(hào)輸出，放大輸出等。根據(jù)不同的被測(cè)對(duì)象，選擇專用的壓力傳感器。
[0004]微小壓力測(cè)量是一種科研中常用的測(cè)量。微小壓力的測(cè)量不僅和壓力傳感器的精度有關(guān)，還和測(cè)量裝置的設(shè)計(jì)有很大關(guān)系。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的微小壓力測(cè)量裝置的壓力接口模塊采用聚甲基丙烯酸甲酯，雙接口設(shè)計(jì)減少壓力傳感器本身帶來(lái)的誤差，提高整個(gè)微小壓力測(cè)量裝置的精度。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是，利用現(xiàn)代高精度壓力傳感器和結(jié)構(gòu)加工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)兩種液體接觸時(shí)微小壓力的測(cè)量。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0007]—種液體微小壓力測(cè)量裝置，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、通信模塊、測(cè)量控制模塊、微型壓力傳感器、微小壓力接口模塊。所述數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、通信模塊、測(cè)量控制模塊集中安裝在殼體內(nèi)，微型壓力傳感器安裝在特制的PCB板上，與殼體內(nèi)部數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)數(shù)據(jù)線相連，微型壓力傳感器敏感部與微小壓力接口模塊固連用于感應(yīng)外部被測(cè)壓力。
[0008]所述數(shù)據(jù)采集模塊由24位高速6通道同步A/D轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)調(diào)理電路和片外存儲(chǔ)器構(gòu)成。所述24位高速6通道同步A/D轉(zhuǎn)換電路在于將傳感器感應(yīng)的壓力信號(hào)進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，高采樣率保證了瞬間的油膜破裂時(shí)壓力的采集數(shù)據(jù)不丟失，同步采集可同時(shí)反映兩種液體的壓力變化情況。信號(hào)調(diào)理電路用于將壓力傳感器的小信號(hào)放大，濾波處理后輸入A/D轉(zhuǎn)換電路。片外存儲(chǔ)器用于保存采集的壓力數(shù)據(jù)。
[0009]所述數(shù)據(jù)顯示模塊由與MCU微控制器連接的顯示信號(hào)處理電路，液晶顯示屏構(gòu)成。所述顯示信號(hào)處理電路用于將微控制器的顯示內(nèi)容信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的液晶顯示屏可接受的信號(hào)；所述液晶顯示屏用于實(shí)時(shí)顯示處理后的采集數(shù)據(jù)，控制信息等。
[0010]所述通信模塊由與MCU微控制器連接的信號(hào)轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成。所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路用于將微控制器的TTL電平信號(hào)轉(zhuǎn)換位串口 RS-232的12V電平信號(hào)，將采集的壓力數(shù)據(jù)按約定的數(shù)據(jù)幀格式傳遞給上位機(jī)。
[0011]所述測(cè)量控制模塊由與MCU微控制器連接的控制開關(guān)和指示燈。所述控制開關(guān)用于設(shè)定采樣壓力基線、鎖定采樣壓力數(shù)據(jù)、清除鎖定信號(hào)；所述指示燈用亮和滅來(lái)反映控制開關(guān)當(dāng)前的狀態(tài)。
[0012]所述微型壓力傳感器是高精度、小尺寸、板載式敏感器件，可分辨1.2mbar的壓力。6.2*6.4毫米尺寸便于安裝在小尺寸壓力接口處；2.2V低電壓供電即可工作、極低功耗。
[0013]所述微小壓力接口模塊用于將液體的微小壓力通過(guò)特制的連接孔傳遞給壓力傳感器，微小壓力接口模塊采用聚甲基丙烯酸甲酯制作，內(nèi)部開細(xì)微十字交叉通道，分別是注水通道和注油通道，在每個(gè)通道垂直方向上開孔安裝一個(gè)微型壓力傳感器用于測(cè)量每個(gè)通道的壓力
[0014]所述壓力傳感器為MEAS公司的MS5401 ；
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0016]采用高精度壓力傳感器可以有效的保證微小壓力信號(hào)的準(zhǔn)確性，自行設(shè)計(jì)的微小壓力接口模塊可以保證采集油與水的瞬間分離壓的可靠性，通過(guò)控制按鍵鎖定，可以由微控制器自行采集數(shù)據(jù)，防止人為的干擾，提高了采集效率。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的硬件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型系統(tǒng)原理的框圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型MCU微控制器處理的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0021]根據(jù)圖1和圖2所示，本實(shí)用新型包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、通信模塊、測(cè)量控制模塊、微型壓力傳感器、微小壓力接口模塊。首先，微小壓力接口模塊的兩條測(cè)量通道分別與裝有兩種互不相溶的被測(cè)液體的容器相連，啟動(dòng)微小壓力測(cè)量裝置，鎖定沒(méi)有未加壓力情況下，兩條測(cè)量通道的壓力值設(shè)置為壓力基準(zhǔn)。對(duì)兩條測(cè)量通道的液體施加壓力，觀察兩條測(cè)量通道的交匯處的液體變化情況，當(dāng)含油通道的液體瞬間破裂時(shí)，按下鎖定控制鍵，此時(shí)的壓力數(shù)據(jù)即為液體的分離壓。
[0022]根據(jù)圖3所述，本實(shí)用新型的工作流程如下:
[0023]I)系統(tǒng)上電自檢初始化
[0024]2)被測(cè)液體接入測(cè)量通道
[0025]3)設(shè)定未加壓力的基準(zhǔn)
[0026]4)啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集
[0027]5)給測(cè)量通道施加壓力
[0028]6)在油膜破裂時(shí)，鎖定壓力
[0029]7)上位機(jī)讀取采集數(shù)據(jù)
[0030]8)解除鎖定，更換被測(cè)液體，進(jìn)行下一組測(cè)量
[0031] 以上通過(guò)詳細(xì)實(shí)施例描述了本實(shí)用新型所提供的微小壓力測(cè)量裝置，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)質(zhì)的范圍內(nèi)，可以對(duì)本實(shí)用新型做一定的變形或修改。
【權(quán)利要求】
1.微小壓力測(cè)量裝置，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、通信模塊、測(cè)量控制模塊、微型壓力傳感器、微小壓力接口模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、通信模塊、測(cè)量控制模塊集中安裝在殼體內(nèi)，微型壓力傳感器安裝在特制的PCB板上，與殼體內(nèi)部數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)數(shù)據(jù)線相連，微型壓力傳感器敏感部與微小壓力接口模塊固連用于感應(yīng)外部被測(cè)壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的微小壓力測(cè)量裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括與MCU微控制器連接的A/D轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)調(diào)理電路和片外存儲(chǔ)器；所述信號(hào)調(diào)理電路，用于將傳感器的輸出的壓力電信號(hào)進(jìn)行噪聲過(guò)濾等調(diào)理；所述A/D轉(zhuǎn)換電路，用于將所述微型壓力傳感器的模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并輸入MCU微控制器；所述片外存儲(chǔ)器，用于保存采集的壓力數(shù)據(jù)，具備掉電不丟失的功能。
3.如權(quán)利要求1所述的微小壓力測(cè)量裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)顯示模塊包括與MCU微控制器連接的顯示信號(hào)處理電路，液晶顯示屏；所述顯示信號(hào)處理電路用于將微控制器的顯示內(nèi)容信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的液晶顯示屏可接受的信號(hào)；所述液晶顯示屏用于實(shí)時(shí)顯示處理后的采集數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求1所述的微小壓力測(cè)量裝置，其特征在于，所述通信模塊包括與MCU微控制器連接的信號(hào)轉(zhuǎn)換電路；所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路用于將微控制器的TTL電平信號(hào)轉(zhuǎn)換RS-232的12V電平信號(hào)，將采集的壓力數(shù)據(jù)按約定的數(shù)據(jù)幀格式傳遞給上位機(jī)。
5.如權(quán)利要求1所述的微小壓力測(cè)量裝置，其特征在于，所述測(cè)量控制模塊包括與MCU微控制連接的控制開關(guān)和指示燈；所述控制開關(guān)用于設(shè)定采樣壓力基線、鎖定采樣壓力數(shù)據(jù)、清除鎖定信號(hào)；所述指示燈用亮和滅來(lái)反映控制開關(guān)當(dāng)前的狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求1所述的微小壓力測(cè)量裝置，其特征在于，所述微型壓力傳感器是高精度、小尺寸、板載式敏感器件，可分辨1.2mbar的壓力；6.2*6.4毫米尺寸便于安裝在小尺寸壓力接口處；2.2V低電壓供電即可工作、極低功耗。
7.如權(quán)利要求1所述的微小壓力測(cè)量裝置，其特征在于，所述微小壓力接口模塊用于將液體的微小壓力通過(guò)特制的連接孔傳遞給壓力傳感器，微小壓力接口模塊采用聚甲基丙烯酸甲酯制作，內(nèi)部開細(xì)微十字交叉通道，分別是注水通道和注油通道，在每個(gè)通道垂直方向上開孔安裝一個(gè)微型壓力傳感器用于測(cè)量每個(gè)通道的壓力。
【文檔編號(hào)】G01L15/00GK204007984SQ201420464480
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】田世斌 申請(qǐng)人:北京七維航測(cè)科技股份有限公司