[發明專利]一種可變管徑夾持式壓力傳感器

有效

• 申請號: 200810145264.0
• 申請日: 2008-08-04
• 公開（公告）號: CN101644615A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: 湯世友;劉姜伶;李宗賢;黃澤森;潘玉芬;張明;鄧先志;梁春光
• 申請（專利權）人: 綿陽市奇石緣科技有限公司
• 主分類號: G01L9/08
• 分類號: G01L9/08;F02M65/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種壓力傳感器，更具體地說，本發明涉及一種壓電式可變管徑夾持式壓力傳感器。

背景技術：

本發明的壓電式可變管徑夾持式壓力傳感器采用壓電效應原理，工作時，傳感器以一定的預緊力卡夾在燃油發動機噴油泵與噴嘴之間的高壓油管上，油管在高壓油脈沖的作用下產生微小膨脹，從而擠壓傳感器敏感體產生電荷輸出。現有技術中，可以采用環形式壓電壓力傳感器和應變式壓力傳感器進行該壓力的測量，專利ZL200630027325.5描述了一種環形壓電夾持式壓力傳感器，該傳感器采用壓電效應原理，主要由夾持環、敏感體、基座、夾緊裝置、信號輸出裝置五部分組成，分為兩個上下對稱的壓力敏感單元，它的優點是動態特性較好，也具有較高的穩定性和靈敏度，但由于該類傳感器結構設計上的特點，存在以下幾方面的不足：傳感器對測量管徑的尺寸規格及配合公差要求嚴格，否則會導致較大的測量誤差；一種規格只能匹配一種管徑，對用戶而言，非常不經濟；對橫向、縱向振動干擾補償不夠完善。應變式壓力傳感器是由彈性元件、應變計、外殼及其各補償電阻等部件組成，它具有精度高、價格便宜等優點，而其缺點是非線性較大，輸出信號微弱，抗干擾能力差。隨著我國軍事訓練的日益頻繁和軍工事業的不斷發展，一些已經裝備部隊多年的艦船、坦克都面臨年久失修和更新換代的問題，如何發揮現有裝備的剩余價值、減小事故發生率，客觀準確的檢測與及時維修必須先行。本發明所涉及的可變管徑夾持式壓力傳感器通過創新結構與外卡式安裝，徹底解決了上述現有技術的不足，可方便實現多規格管徑的內燃機噴射動態壓力及轉速測量。

發明內容：

本發明的目的是克服現有技術中的不足，采用高穩定壓電陶瓷材料的正壓電效應技術，提供一種高頻響與小體積結構、大過載、量程線性范圍寬、抗振動、抗沖擊干擾的測量燃油發動機噴射壓力傳感器。

本發明通過下述技術方案予以實現。

本發明的壓電式可變管徑夾持式壓力傳感器采用高穩定壓電陶瓷材料的正壓電效應制作而成，主要由傳感器主體、夾持片、敏感體、基座、夾緊裝置、信號輸出裝置六部分組成，分為兩個上下對稱的壓力敏感單元；粘合劑的配制是采用將環氧樹脂與銀粉按一定比例配制而成，它具有粘接力強、導電率高(電阻0.03Ω～0.05Ω)的特點；方形壓電材料產生的電荷通過電極和被測高壓油管引出；傳感器主體的外形可根據需要加工成多種形狀。

將環氧樹脂摻銀粉膠均勻涂于一塊方形壓電材料的兩面，將壓電材料的負極面與傳感器上壓塊的V形槽一面對齊粘合；按上述的方法，將其它三塊壓電材料的負極面與傳感器上壓塊、傳感器下壓塊的V形槽的其它面對齊粘合。

將夾持片粘貼于傳感器上壓塊已形成V形槽的壓電材料的內面位置；并按同樣的方法將另一塊夾持片粘貼于傳感器下壓塊已形成V形槽的壓電材料的內面位置。

將螺栓絕緣帽內孔涂上環氧樹脂摻銀粉膠，并與螺栓一端緊密貼合。

利用螺栓、夾塊、鉚釘、專用夾具將粘膠后的兩個傳感器壓塊進行組合，將螺栓旋緊，并放入老化試驗箱進行固化處理，固化完畢后，待實驗箱內的溫度冷卻至室溫時取出，并將傳感器與夾具分離。

將彈簧套入螺栓，再將螺栓旋入夾塊螺紋孔內，使螺紋頭旋出夾塊孔面0.5～1.0mm；將專用模具套上螺紋頭，用釘錘輕輕敲擊模具，使螺紋頭發生輕微物理變形，形成螺紋反扣，使螺桿不能從夾塊孔中旋出；并按上述同樣的方法，將另一側對應的彈簧、螺栓、夾塊裝配好。按正反方向及配合順序，先將鉚釘穿入夾塊上孔、傳感器上壓塊孔內，置于鉚釘工具上，將二者鉚接；按同樣的方法，將另一鉚釘、夾塊下孔、傳感器下壓塊裝配好；再將鉚釘穿入卡帽并套入彈簧，再穿入夾塊、傳感器下壓塊孔內，用同樣的方法裝配好。

本發明利用電荷可以疊加的原理，以一定的預緊力將傳感器夾持在柴油發動機噴油泵與噴嘴之間的高壓油管上，當發動機點火燃燒時，油管在高壓油脈沖的作用下產生微小膨脹，從而擠壓傳感器敏感體產生電荷輸出，其輸出電荷經特制的差分電荷放大器轉換放大后供二次儀表采集分析；兩個制作完全一致的壓力敏感單元伴隨高壓油管一起振動時，因振動導致壓電敏感元件與高壓油管之間的預緊力將一個增大，另一個減小，兩者輸出電荷大小相同，極性相反，電并聯輸出為零，即傳感器的輸出與發動機的振動干擾無關，其輸出只與噴射壓力成唯一線性關系；采用這種結構及工作原理制作的壓電夾持式壓力傳感器結構簡單、安裝方便，適應管徑范圍寬(Ф6～Ф10)，本發明可廣泛應用于軍用柴油發動機噴射壓力及轉速無損檢測測量。

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明。

附圖說明：

圖1為本發明壓電式可變管徑夾持式壓力傳感器的結構示意圖。