專利名稱：壓力平衡式的密封方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種密封方法，特別是涉及一種壓力平衡式的密封方法及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
目前所使用的傳感器等測(cè)量工具一般都是采用機(jī)械和膠封等密封方法，將敏感元件和電器元件密封在傳感器的腔體內(nèi)或待測(cè)物體的表面。但是在深水中或高壓容器等測(cè)量環(huán)境下，機(jī)械密封的腔體內(nèi)部與外部的壓差較大，而膠封界面又容易出現(xiàn)水力劈裂現(xiàn)象，在一定的壓力下，密封裝置將會(huì)失效。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的就是要提供一種使敏感元件的密封腔體內(nèi)部壓力與外部環(huán)境壓力隨時(shí)保持基本一致的壓力平衡式的密封方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的就是提供一種采用壓力平衡式的密封方法的傳感器。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種壓力平衡式的密封方法，在測(cè)量環(huán)境下，通過(guò)減少測(cè)量工具的內(nèi)部與外部的壓差的方法，實(shí)現(xiàn)測(cè)量工具的密封。
進(jìn)一步，所述測(cè)量工具為敏感元件，測(cè)量工具的密封步驟如下1、將敏感元件固定于傳感器的腔體內(nèi)壁或被測(cè)物體的感應(yīng)位置；2、用不透水的具有彈性的高分子材料制成的密封膜覆蓋在敏感元件上；3、在密封膜的遠(yuǎn)離敏感元件的一側(cè)表面設(shè)置有金屬網(wǎng)；4、將密封膜的邊緣與傳感器的腔體內(nèi)壁或被測(cè)物體的接觸面用機(jī)械方式密封壓緊。
其中，在進(jìn)行上述步驟2之前，用防水油脂將所述敏感元件油封在所述傳感器的腔體內(nèi)壁或被測(cè)物體的感應(yīng)位置。
進(jìn)一步，所述密封膜的邊緣與所述傳感器的腔體內(nèi)壁或被測(cè)物體的接觸面可以進(jìn)行膠密封。
進(jìn)一步，所述機(jī)械方式密封壓緊的方法為利用墊圈將所述的密封膜的邊緣壓緊，在該墊圈上安裝有彈簧，彈簧上設(shè)置有壓片，壓片通過(guò)螺釘固定在傳感器的腔體內(nèi)壁或被測(cè)物體的接觸面上。
進(jìn)一步，所述密封膜為防水橡膠或聚氨酯薄膜等。
本發(fā)明一種采用壓力平衡式的密封方法密封敏感元件的傳感器，包括傳感器的腔體和設(shè)置在腔體內(nèi)壁上的敏感元件，在所述敏感元件的外表面上覆蓋有不透水的具有彈性的高分子材料制成的密封膜，該密封膜的表面帶有金屬網(wǎng)，通過(guò)密封裝置將密封膜的邊緣密封固定在所述腔體的內(nèi)壁上。
進(jìn)一步，所述敏感元件與密封膜之間設(shè)置有油脂層。
進(jìn)一步，所述密封裝置包括墊圈、彈簧和壓片，該墊圈將所述的密封膜的周邊壓緊，彈簧設(shè)置在該墊圈上，壓片設(shè)置在彈簧上，壓片通過(guò)螺釘固定在傳感器的腔體內(nèi)壁上，在密封膜的邊緣與內(nèi)腔壁之間采用膠密封。
進(jìn)一步，所述密封膜為防水橡膠或聚氨酯薄膜等。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)防水的柔性材料制成的保護(hù)膜，將測(cè)量環(huán)境下的不同于測(cè)量工具的壓力，傳遞給測(cè)量工具的保護(hù)腔體，保證了腔體的內(nèi)部壓力與外界環(huán)境的壓力的基本一致性，有效解決了因存在內(nèi)外壓差而產(chǎn)生的密封界面的滲漏問(wèn)題，使用該方法密封的測(cè)量工具，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不僅提高了敏感元件和傳感器的使用壽命，而且保證了測(cè)量的精度。


圖1為本發(fā)明傳感器的敏感元件部分的密封結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖2為敏感元件安裝在傳感器內(nèi)壁上時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是在測(cè)量環(huán)境下，通過(guò)在測(cè)量工具上設(shè)置防水的柔性材料制成的薄膜，將測(cè)量工具外部的壓差傳遞給測(cè)量工具，通過(guò)減少測(cè)量工具的內(nèi)部與外部的壓差的方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量工具的密封。
圖1和2中，敏感元件1的一側(cè)位于壓力平衡式傳感器內(nèi)腔的內(nèi)壁8上，在敏感元件1的另一側(cè)的表面涂有凡士林4，該凡士林4對(duì)敏感元件1進(jìn)行了油封。在凡士林4的外表面上，覆蓋了一層防水橡膠2，該防水橡膠2具有較好的彈性，在防水橡膠2表面還設(shè)置有金屬絲網(wǎng)3。防水橡膠2的邊緣上設(shè)置有墊圈6，防水橡膠2的邊緣被墊圈6擠壓在傳感器內(nèi)壁8上，在墊圈6上安裝有彈簧7，在彈簧7上安裝有壓片10，壓片10通過(guò)壓迫彈簧7將防水橡膠3的邊緣擠壓在傳感器的內(nèi)壁8上，壓片10通過(guò)若干個(gè)螺釘9也被固定在內(nèi)壁8上。因此，防水橡膠2與內(nèi)壁8緊密連接在一起，將油封的敏感元件1密閉在防水橡膠2內(nèi)。敏感元件1帶有引出線5，引出線5穿過(guò)凡士林4和防水橡膠2，然后經(jīng)過(guò)墊圈5后引出。
當(dāng)傳感器被置于深水中工作時(shí)，該深水處的壓強(qiáng)通過(guò)防水橡膠2將壓力傳遞到敏感元件1腔體內(nèi)，使得敏感元件1的壓強(qiáng)與該處深水的壓強(qiáng)相同，避免了因傳感器的內(nèi)外壓差而產(chǎn)生的滲漏現(xiàn)象。而設(shè)置在防水橡膠2表面的金屬絲網(wǎng)3不僅對(duì)防水橡膠2起到機(jī)械保護(hù)作用，同時(shí)也對(duì)敏感元件1起到屏蔽作用，防止外界對(duì)該傳感器的干擾。為了保證敏感元件1與外界壓力一致，金屬絲網(wǎng)3與防水橡膠2的抗彎剛度要盡可能的小。在敏感元件1上覆蓋一層凡士林4后，不僅可以達(dá)到密封敏感元件1的效果，還可以防止防水橡膠2在外界壓力的變形過(guò)程中，對(duì)敏感元件1的損壞。采用彈簧7通過(guò)墊圈6的機(jī)械方式對(duì)防水橡膠2與傳感器內(nèi)壁8實(shí)行密封，通過(guò)彈簧7保持壓力，保證了防止防水橡膠2與傳感器內(nèi)壁8之間的接觸界面密封。
另外，凡士林4也可以用其它具有相同功效的油脂例如黃油等替代，防水橡膠2還可以用具備能夠傳遞壓力的高彈性不透水的高分子材料，例如聚氨酯等替代，防水橡膠2與傳感器的內(nèi)壁8相接觸的邊緣表面還可以先用密封膠密封后，再采用機(jī)械密封方式加固。防水橡膠2固定在傳感器內(nèi)壁8上的機(jī)械方式還可以采用常用的其它機(jī)械密封形式。本壓力平衡式的密封方法可以應(yīng)用于深水(海)及高壓容器內(nèi)等測(cè)量領(lǐng)域，采用該密封方法可以應(yīng)用于制作各種傳感器，同時(shí)也可以采用該方法直接將敏感元件密封固定在待測(cè)物體的感應(yīng)位置來(lái)進(jìn)行測(cè)量。
權(quán)利要求
1.一種壓力平衡式的密封方法，其特征在于，在測(cè)量環(huán)境下，通過(guò)減少測(cè)量工具的內(nèi)部與外部的壓差的方法，實(shí)現(xiàn)測(cè)量工具的密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封方法，其特征在于，所述測(cè)量工具為敏感元件，測(cè)量工具的密封步驟如下(1)將敏感元件固定于傳感器的腔體內(nèi)壁或被測(cè)物體的感應(yīng)位置；(2)用不透水的具有彈性的高分子材料制成的密封膜覆蓋在敏感元件上；(3)在密封膜的遠(yuǎn)離敏感元件的一側(cè)表面設(shè)置有金屬網(wǎng)；(4)將密封膜的邊緣與傳感器的腔體內(nèi)壁或被測(cè)物體的接觸面用機(jī)械方式密封壓緊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的密封方法，其特征在于，在進(jìn)行所述步驟(2)之前，用防水油脂將所述敏感元件油封在所述傳感器的腔體內(nèi)壁或被測(cè)物體的感應(yīng)位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的密封方法，其特征在于，所述密封膜的邊緣與所述傳感器的腔體內(nèi)壁或被測(cè)物體的接觸面進(jìn)行膠密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的密封方法，其特征在于，所述機(jī)械方式密封壓緊的方法為利用墊圈將所述的密封膜的邊緣壓緊，在該墊圈上安裝有彈簧，彈簧上設(shè)置有壓片，壓片通過(guò)螺釘固定在傳感器的腔體內(nèi)壁或被測(cè)物體的接觸面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的密封方法，其特征在于，所述密封膜為防水橡膠或聚氨酯薄膜。
7.一種采用權(quán)利要求1所述壓力平衡式的密封方法的傳感器，包括傳感器的腔體和設(shè)置在腔體內(nèi)壁上的敏感元件，其特征在于，在所述敏感元件的外表面上覆蓋有不透水的具有彈性的高分子材料制成的密封膜，該密封膜的表面帶有金屬網(wǎng)，通過(guò)密封裝置將密封膜的邊緣密封固定在所述腔體的內(nèi)壁上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述敏感元件與密封膜之間設(shè)置有油脂層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的密封方法，其特征在于，所述密封裝置包括墊圈、彈簧和壓片，該墊圈將所述的密封膜的周邊壓緊，彈簧設(shè)置在該墊圈上，壓片設(shè)置在彈簧上，壓片通過(guò)螺釘固定在傳感器的腔體內(nèi)壁上，在密封膜的邊緣與內(nèi)腔壁之間采用膠密封。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述密封膜為防水橡膠或聚氨酯薄膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種壓力平衡式的密封方法，在測(cè)量環(huán)境下，通過(guò)減少測(cè)量工具的內(nèi)部與外部的壓差的方法，實(shí)現(xiàn)測(cè)量工具的密封。本發(fā)明還公開了一種采用壓力平衡式的密封方法的傳感器，包括傳感器的腔體和設(shè)置在腔體內(nèi)壁上的敏感元件，在敏感元件的外表面上覆蓋有不透水的具有彈性的高分子材料制成的密封膜，密封膜的表面帶有金屬網(wǎng)，通過(guò)密封裝置將密封膜的邊緣密封固定在腔體的內(nèi)壁上。本發(fā)明通過(guò)防水的柔性材料制成的保護(hù)膜，保證了測(cè)量工具的腔體內(nèi)部壓力與測(cè)量環(huán)境的壓力的基本一致性，有效解決了因存在內(nèi)外壓差而產(chǎn)生的密封界面的滲漏問(wèn)題，使用該方法密封的測(cè)量工具，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不僅壽命長(zhǎng)，而且保證了測(cè)量的精度。
文檔編號(hào)F16J15/02GK1749604SQ20051011729
公開日2006年3月22日 申請(qǐng)日期2005年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月2日
發(fā)明者丁樺, 時(shí)忠民, 楊兵, 郭馗, 申仲翰 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所