專利名稱：能耐高單向過載壓力的差壓變送器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種能耐高單向過載壓力的工業(yè)自動化檢測儀表差壓變送器，尤其涉及一種能耐高單向過載壓力的擴散硅型差壓電變送器。
目前用于工業(yè)中測量的電氣儀表很多，最常用的是從國外引進的<1151DP型>電容式差壓電變送器，近十多年來已占據(jù)國內(nèi)的儀表市場，具有一定的壟斷地位。
<1151DP型>電容式差壓電變送器的主要結構是，測量室中隔離膜片焊接在金屬制成的堅固剛體上，隔離膜片和剛體的表面都做有相同尺寸形狀的波紋圖形，測量時，兩者之間的縫隙內(nèi)充有液體，當一側過載時的巨大壓力把極薄的膜片(0 05mm-0.10mm)緊貼在形狀相吻合一致的波形面剛體上，保護隔離膜片不損傷。在管道中用<1151DP型>電容式差壓電變送器測量壓差時，儀表中常會發(fā)生一側壓力大大地高于另一側壓力的過載現(xiàn)象，其過載的壓力是常測壓差值幾個KPa或幾十個KPa的數(shù)十倍，數(shù)百倍或上千倍。必須有上述保護結構，否則在極短的時間內(nèi)會造成測量儀表的永久性破壞。但這種結構在制造時有嚴格的加工要求，過大的加工誤差會使膜片損傷或破裂，導致儀表無法正常工作，而且這種結構加工要求高，費工費時，制造成本高。
現(xiàn)有的擴散硅差壓變送器，是一種更先進的儀表，結構上也采用極薄的隔離膜片，但無堅固的金屬剛體作其支撐。由于硅片的變形的允許位移極小，基本上無變形量，又不能采用波紋相緊靠的技術來解決，因此根本無法抵抗巨大的過載壓力，甚至在一定過載壓力時發(fā)生破裂，只能用于差壓和壓力比很小的場合，如測量常壓空氣的壓差，而無法在工業(yè)中廣泛應用。
本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術存在的缺陷，提供一種能耐高單向過載壓力的工業(yè)自動化檢測儀表壓差變送器，尤其提供一種能耐高單向過載壓力的擴散硅型差壓電變送器。
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用一種能耐高單向過載壓力的差壓變送器，由正壓引管、負壓引管、測量室和儀表電器連接組成，其特征在于，所述的擴散硅測量室包括主體架1，主體架左側面上沿中心線自左至右水平開有一個貫通的孔a，右側面上開有一個通孔b，主體架的側面的頂部和底部處開有兩個貫穿于主體架的通孔c和d；一個擴散硅座8，固定放置在上述主體架1中間右側的通孔b內(nèi)，擴散硅座8的中間有一個擴散硅片13，兩根引線7從擴散硅片13中間引出，穿過主體架1中開設的小孔，引出測量室之外；兩個旁路閥，設置在上述的主體架1底部和頂部開設的兩個貫通孔c和d內(nèi)，兩個旁路閥均為單向導通，并且方向相反；兩個隔離膜片5，主體架1兩側面上分別設置有隔離膜片5，隔離膜片5內(nèi)裝有灌充油。
本發(fā)明的差壓變送器，可以為，所述隔離膜片5與主體架1焊接密封，隔離膜片5的直徑與主體架1在該處凹陷的壁面直徑大小相等，隔離膜片5的面可以為波紋面，也可以為平面。
本發(fā)明的差壓變送器，還可以為，所述旁路閥由調整螺母2，彈簧3，閥桿11和“O”型橡膠圈12組成。
本發(fā)明的差壓變送器，正常測試時，F(xiàn)正-F負＜F,ΔP*S硅＞F，閥門封閉；單向過載時，F(xiàn)正-F負＞F，閥門打開；其中F正=P正*S正，F(xiàn)負=P負*S負，F(xiàn)正為閥桿11在正壓室處所受的壓力，P正為正壓室的壓強，S正為閥桿11在正壓室處的受力面積，F(xiàn)負為閥桿11在負壓室處所受的壓力，P負為負壓室的壓強，S負為閥桿11在負壓室處的受力面積，F(xiàn)為彈簧3的彈力，ΔP為擴散硅片8允許受到的極限壓強差，S硅為擴散硅片8的受力面積。
本發(fā)明的差壓變送器，還可以為，所述擴散硅座8，通孔b在擴散硅座8外側處的內(nèi)徑，大于放置所述擴散硅座8處的內(nèi)徑，通孔b在擴散硅座8外側處設有螺紋，以便將一固定螺絲10擰入該通孔b，固定擴散硅座8。
本發(fā)明的差壓變送器，還可以為，所述擴散硅座8用“O”型橡膠圈粘接、焊接密封等其它方式，使擴散硅座8二側隔離，防止兩側灌充油相通。
本發(fā)明的差壓變送器，還可以為，所述主體架(1)可以采用不銹鋼、碳素鋼、鎳鉻合金鋼或者其它耐腐蝕的金屬。
本發(fā)明的差壓變送器，還可以為所述用于穿出引出線(7)的小孔用合成樹脂等密封。
采用本發(fā)明的差壓變送器，就可以解決現(xiàn)有技術的這些缺陷，當工業(yè)管道中的儀表中發(fā)生一側壓力大大地高于另一側壓力的過載現(xiàn)象時，即過載的壓力是常測壓差值幾個KPa或幾十個KPa的數(shù)十倍，數(shù)百倍或上千倍時，由于本發(fā)明采用了旁路閥裝置，能夠將兩側的壓差導通，保護了擴散硅片這一測量元器件，避免造成測量儀表的永久性破壞。
此外，本發(fā)明的差壓變送器，有著如下優(yōu)點；1．技術先進，測量性能高，精度高，反映快。
2．結構簡單，無須安裝剛性緣體和電容固定極板，體積小。
3．制作工藝簡單、方便。
4．成本低，是現(xiàn)有的電容或差壓變送器成本的三分之一左右。
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述。


圖1為擴散硅差壓變送器的主視圖；圖2為擴散硅差壓變送器的左側視圖；圖3為擴散硅測量室的結構示意圖；圖4為A的局部放大圖，B處為間隙；圖5為擴散硅差壓變送器的電路方塊圖。
參見圖1，工業(yè)管道的正壓引管接正壓進口Ⅱ，進入正壓容室Ⅲ，負壓引管接負壓進口Ⅴ，進入負接負壓容室Ⅵ，在正壓容室Ⅲ與負壓容室Ⅵ之間為一個擴散硅測量室Ⅳ，擴散硅測量室Ⅳ的上端連接儀表電器。
參見圖3，擴散硅測量室包括主體架1，采用不銹鋼制作，主體架1左側面上沿中心線自左至右水平開有一個貫通的孔a，右側面上開有一個通孔b，主體架的側面的頂部和底部處開有兩個貫穿于主體架的通孔c和d，內(nèi)設兩個旁路閥，兩個旁路閥均為單向導通，并且方向相反，通孔c和d的中間各有一個凸環(huán)14，閥桿11呈“T”字型，在該“T”字型端部套入“O”型橡膠圈后12后，閥桿11伸入凸環(huán)14內(nèi)，在凸環(huán)14的另一側將彈簧3套入閥桿11，然后將調整螺母2擰到閥桿11的螺紋上，彈簧3在凸環(huán)14和調整螺母2的作用下產(chǎn)生了一個彈力F，此時，“O”型橡膠圈緊靠凸環(huán)14的凸肩，將兩室的通道堵塞；一個擴散硅座8，將擴散硅座8焊接在上述主體架1中間右側的通孔b的內(nèi)側，使擴散硅座8二側隔離，防止兩側灌充油相通。通孔b在擴散硅座8外側處的內(nèi)徑，大于放置所述擴散硅座8處的內(nèi)徑，在通孔b的擴散硅座8外側處設有螺紋，以便將一開設有中間通孔的固定螺絲10擰入該通孔b，固定擴散硅座8。擴散硅座8的中間有一個擴散硅片13，兩根引線7從擴散硅片13中間引出，穿過主體架1中開設的小孔，引出測量室之外，引出線7引出后，用合成樹脂將小孔密封；主體架1兩側面上分別設置有隔離膜片5，隔離膜片5的直徑與主體架1在該處凹陷的壁面直徑大小相等，隔離膜片5的面為平面，隔離膜片5與主體架1焊接密封，隔離膜片5內(nèi)裝有灌充油。
當儀器操作人員操作不當時，在操作時驟然打開了與正壓容室Ⅳ相通的氣體或液體的閥門，使正壓容室的壓強驟然變大，而負壓容室Ⅵ的壓力很小，甚至為零時，發(fā)生了高單向壓力過載，壓力向旁路閥傳遞，推動閥桿11向負壓容室Ⅵ處移動，使彈簧3壓縮，使置于閥桿11和主體架1間的“O”型橡膠圈12放松，介質通過間隙B從正壓容室Ⅲ向負壓容室Ⅵ流去，形成二室壓力平衡，這樣擴散硅二側所受壓力相通，不會發(fā)生變形彎曲和破裂的現(xiàn)象，當兩側壓力相等時，彈簧3恢復原狀，閥桿11又壓緊“O”型橡膠圈12，將二室間的通道封閉，測量室恢復正常工作。同理，當負壓室單向過載時，本裝置也提供保護。
結合圖1、圖3和圖5，本發(fā)明的擴散硅差壓變送器的工作原理為，在正常測試中正壓容室和負壓容室之間有幾KPa到幾十個KPa的差壓時，介質通過隔離膜片5和灌充液4，將差壓傳送到測量中央的擴散硅片13的測量元件上，擴散硅片上有四個電阻組成一個橋路，受壓時硅片上電阻值發(fā)生改變，當橋路加上電流電壓時，其輸出端引線上產(chǎn)生一個正比于差壓的直流電壓訊號被轉換成二線制的4-200mADC的訊號本發(fā)明的擴散硅座8，還可以用粘接的方式安裝在通孔b內(nèi)，省去固定螺絲10。此外，按照本發(fā)明權利要求書采用的其他實施方式，都落入本發(fā)明保護的范圍。
此種儀表可廣泛用于電力、冶金、化工、石油、天然氣、制藥及國防工業(yè)等。
權利要求
1.一種能耐高單向過載壓力的差壓變送器，由正壓引管、負壓引管、測量室和儀表電器連接組成，其特征在于，所述的擴散硅測量室包括主體架(1)，主體架左側面上沿中心線自左至右水平開有一個貫通的孔a，右側面上開有一個通孔b，主體架的側面的頂部和底部處開有兩個貫穿于主體架的通孔c和d；一個擴散硅座(8)，固定放置在上述主體架(1)中間右側的通孔b內(nèi)，擴散硅座(8)的中間有一個擴散硅片(13)，兩根引線(7)從擴散硅片(13)中間引出，穿過主體架(1)中開設的小孔，引出測量室之外；兩個旁路閥，設置在上述的主體架(1)底部和頂部開設的兩個貫通孔c和d內(nèi)，兩個旁路閥均為單向導通，并且方向相反；兩個隔離膜片(5)，主體架(1)兩側面上分別設置有隔離膜片(5)，隔離膜片(5)內(nèi)裝有灌充油。
2.如權利要求1所述的差壓變送器，其特征在于，所述隔離膜片(5)與主體架(1)焊接密封，隔離膜片(5)的直徑與主體架(1)在該處凹陷的壁面直徑大小相等，隔離膜片(5)的面可以為波紋面，也可以為平面。
3.如權利要求2所述的差壓變送器，其特征在于，所述旁路閥由調整螺母(2)，彈簧(3)，閥桿(11)和“O”型橡膠圈(12)組成。
4.如權利要求3所述的能耐高單向過載壓力的差壓變送器，其特征在于，正常測試時，F(xiàn)正-F負＜F，ΔP*S硅＞F，閥門封閉；單向過載時，F(xiàn)正-F負＞F，閥門打開；其中F正=P正*S正，F(xiàn)負=P負*S負，F(xiàn)正為閥桿(11)在正壓室處所受的壓力，P正為正壓室的壓強，S正為閥桿(11)在正壓室處的受力面積，F(xiàn)負為閥桿(11)在負壓室處所受的壓力，P負為負壓室的壓強，S負為閥桿(11)在負壓室處的受力面積，F(xiàn)為彈簧(3)的彈力，ΔP為擴散硅片(8)允許受到的極限壓強差，S硅為擴散硅片(8)的受力面積。
5.如權利要求4所述的差壓變送器，其特征在于，所述擴散硅座(8)，通孔b在擴散硅座(8)外側處的內(nèi)徑，大于放置所述擴散硅座(8)處的內(nèi)徑，通孔b在擴散硅座(8)外側處設有螺紋，以便將一固定螺絲(10)擰入該通孔b，固定擴散硅座(8)。
6.如權利要求5所述的差壓變送器，其特征在于，所述擴散硅座(8)用“O”型橡膠圈粘接、焊接密封等其它方式，使擴散硅座(8)二側隔離，防止兩側灌充油相通。
7.如權利要求6所述的差壓變送器，其特征在于，所述主體架(1)可以采用不銹鋼、碳素鋼、鎳鉻合金鋼或者其它耐腐蝕的金屬。
8.如權利要求7所述的差壓變送器，其特征在于，所述用于穿出引出線(7)的小孔用合成樹脂等密封。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能耐高單向過載壓力的差壓變送器,由正壓引管、負壓引管、測量室和儀表電器連接組成,其特征在于,所述的擴散硅測量室有一個主體架,一個擴散硅座,兩個隔離膜片和兩個旁路閥,兩個旁路閥均為單向導通,并且方向相反。采用本發(fā)明的差壓變送器,就可以解決現(xiàn)有技術的不能耐高單向壓力過載的缺陷,在高單向壓力過載時,能夠將兩側的壓差導通,保護了擴散硅片這一測量元器件,避免造成測量儀表的永久性破壞。本發(fā)明的差壓變送器有如下優(yōu)點:技術先進,測量性能高,精度高,反映快;結構簡單;體積小;制作工藝簡單、方便;成本低。
文檔編號G01L13/06GK1322945SQ0110544
公開日2001年11月21日 申請日期2001年2月27日 優(yōu)先權日2001年2月27日
發(fā)明者王國錚 申請人:王國錚