[實用新型]一種用于特種爆破壓力測量的爆破壓力傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820678233.0
• 申請日: 2018-05-08
• 公開（公告）號: CN208383370U
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發(fā)明（設計）人: 趙新;焦峰;姜鑫;樊俊有;王文卷
• 申請（專利權(quán)）人: 西安航天三沃機電設備有限責任公司
• 主分類號: G01L5/14
• 分類號: G01L5/14;G01L1/20
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司 61100
• 代理人: 彭冬英

本實用新型公開了一種用于特種爆破壓力測量的爆破壓力傳感器，包括電連接器、防護殼、壓力蓋板、壓力腔、轉(zhuǎn)接頭、壓環(huán)和密封堵頭。在防護殼的內(nèi)部依次設有壓力敏感芯體、信號轉(zhuǎn)接板、支柱和信號調(diào)理板，并通過電連接器實現(xiàn)信號調(diào)理板與外部供電系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接。壓力敏感芯體的表面設有四個具有壓敏效應的薄膜電阻，四個薄膜電阻組成惠斯通電橋，并將惠斯通電橋的引出點焊接至信號轉(zhuǎn)接板上，當壓力敏感芯體內(nèi)腔受到壓力作用時，薄膜電阻阻值發(fā)生變化，并在惠斯通電橋的輸出端產(chǎn)生相應的電信號變化，并通過后續(xù)電路處理，實現(xiàn)爆破壓力測量。本實用新型測量精度高、靈敏度高、溫度特性優(yōu)異，同時具有良好的頻響特性。

技術(shù)領域

本實用新型涉及一種可以實現(xiàn)對特種爆破壓力測量的爆破壓力傳感器，主要用于火工品爆破壓力測量領域。

背景技術(shù)

電起爆器起爆瞬間產(chǎn)生的爆破壓力是評估電起爆器輸出能量大小的重要指標。電起爆器起爆過程耗時極短(μs級)，且起爆瞬間會產(chǎn)生非常大的輸出爆破壓力(GPa級)，因此要求測量設備具有極高的頻響特性和抗沖擊能力?，F(xiàn)有的爆破壓力測量領域通常采用錳銅壓阻式傳感器進行接觸式測量，利用錳銅材料的壓阻效應，實現(xiàn)非電學量的轉(zhuǎn)換測量?；谠搨鞲衅鞯谋茐毫y量結(jié)果較為準確，但由于爆破壓力過大，錳銅壓阻式傳感器僅能完成有限的幾次測量即被破壞。同時，為了滿足爆破壓力測量需求，所選取的壓阻元件和信號處理電路中的元器件也相應地具有很高頻響特性和抗沖擊能力，這在很大程度上增大了設計難度和測量成本。尤其在火工品研制階段，爆破壓力測量所帶來的成本壓力，對眾多科研院來說通常是難以承受的。因此，為了控制成本，通常會限制爆破壓力測量次數(shù)，這直接導致很難實現(xiàn)對電起爆器輸出能量的系統(tǒng)評估，進而影響電起爆器的最終技術(shù)狀態(tài)。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的設計難度大、無法多次測量、測量成本高等缺陷，進而提供一種易于設計、測量精度高、頻響特性優(yōu)異、成本低、可重復測量的一種用于特種爆破壓力測量的爆破壓力傳感器。

為實現(xiàn)上述實用新型目的而采用的技術(shù)解決方案如下所述：

一種用于特種爆破壓力測量的爆破壓力傳感器，主要包括電連接器(1)、防護殼(2)、壓力蓋板(4)、壓力腔(16)、轉(zhuǎn)接頭(5)、壓環(huán)(6)以及密封堵頭(10)，在防護殼(2)的內(nèi)部壓力蓋板(4)上依次設有壓力敏感芯體(15)、信號轉(zhuǎn)接板(12)、支柱(11)和信號調(diào)理板(3)，并通過電連接器(1)實現(xiàn)信號調(diào)理板(3)與外部供電系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接；

壓力敏感芯體(15)的表面采用離子束濺射法制作四個具有壓敏效應的薄膜電阻(21、22、23、24)，按照惠斯通電橋的組橋方式將四個薄膜電阻(21、22、23、24)進行組橋，并通過細金絲將惠斯通電橋的引出點焊接至信號轉(zhuǎn)接板(12)上，當壓力敏感芯體(15)內(nèi)腔受到壓力作用時，薄膜電阻(21、22、23、24)阻值發(fā)生變化，并在惠斯通電橋的輸出端產(chǎn)生相應的電信號變化，整個過程即壓力變化——薄膜電阻(21、22、23、24)阻值變化——電信號輸出，并通過后續(xù)電路處理，實現(xiàn)壓力信號測量；

信號轉(zhuǎn)接板(12)上設有零點調(diào)節(jié)電阻(19)、靈敏度調(diào)節(jié)電阻(18)以及溫度補償電阻(20)，用于實現(xiàn)壓力敏感芯體(15)輸出零點、靈敏度的調(diào)節(jié)及溫度特性的補償；

信號調(diào)理板(3)上設有濾波和信號放大功能模塊，分別實現(xiàn)對信號噪聲的濾除和信號放大；

壓力腔(16)側(cè)面和底部分別設有通孔，用于安裝轉(zhuǎn)接頭(5)和密封堵頭(10)。

所述壓力蓋板(4)的中心區(qū)域設有一個通孔，而壓力敏感芯體(15)通過激光焊接方式焊接至該通孔處。

所述壓力敏感芯體(15)表面所設置的惠斯通橋路采用開橋方式設計，便于更精準地對壓力敏感芯體(15)輸出零點和溫度特性補償。