專利名稱：一種油田用載荷傳感器的彈性體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于測(cè)力傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于油田采油機(jī)上測(cè)量載荷的傳感器部件。
背景技術(shù)：
載荷傳感器是用于油田采油機(jī)示工圖單元的主要傳感器之一。目前測(cè)量載荷的傳感器普遍使用的彈性體有兩種結(jié)構(gòu)0型結(jié)構(gòu)和U型結(jié)構(gòu)，其基本形式均為柱式結(jié)構(gòu)。其中，0型彈性體結(jié)構(gòu)整體采用柱式結(jié)構(gòu)，可以焊接密封，防護(hù)性能好，但該結(jié)構(gòu)形式彈性體在安裝及拆卸過程中需要把抽油桿從懸繩器上拆下來，然后將彈性體套在抽油桿上再安裝好懸繩器，傳感器的安裝及拆卸特別不方便。另一種U型彈性體結(jié)構(gòu)采用分體組合式結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中，A為受力點(diǎn)、B為彈性體、C為支撐座。此種彈性體采用U型開口式結(jié)構(gòu)，安裝時(shí)裝在懸繩器的上下壓板之間，安裝、拆卸方便。但該種傳感器采用雙柱式結(jié)構(gòu)，兩個(gè)柱式彈性體通過螺釘固定在支撐座上， 該結(jié)構(gòu)彈性體存在以下主要缺點(diǎn)組合式結(jié)構(gòu)，容易松動(dòng)；密封靠0型圈和膠，容易老化，出現(xiàn)密封不嚴(yán)的情況。由于存在以上不足，目前，使用這兩種彈性體的傳感器精度在0. 3% FS左右。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的技術(shù)解決問題克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封性好、測(cè)量精度高的油田用載荷傳感器的彈性體。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案一種油田用載荷傳感器的彈性體，包括兩個(gè)受力點(diǎn)、 兩根應(yīng)變梁和支撐座；應(yīng)變梁與支撐座采用一體化設(shè)計(jì)；所述兩根應(yīng)變梁沿受力軸線對(duì)稱平行分布局，采用剪切式結(jié)構(gòu)，與支撐座組成并聯(lián)式雙懸臂梁結(jié)構(gòu)；所述兩個(gè)受力點(diǎn)分別位于兩根應(yīng)變梁上表面的前端。所述兩根應(yīng)變梁的外側(cè)分別開有應(yīng)變孔。所述應(yīng)變孔的直徑范圍18 25mm，深5 8mm。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是1.本實(shí)用新型采用應(yīng)變梁和支撐座的一體化設(shè)計(jì)，使整個(gè)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單、緊湊，彈性體的體積減小了 30%。2.本實(shí)用新型的兩根應(yīng)變梁平行布局，使傳感器的受力更加均勻。同時(shí)，剪切式應(yīng)變梁的形式使焊接、密封更容易。3.本實(shí)用新型應(yīng)變梁采用剪切式結(jié)構(gòu)，同時(shí)在兩根應(yīng)變梁的外側(cè)分別開有應(yīng)變孔，使傳感器的線性、滯后、重復(fù)性等技術(shù)指標(biāo)有較大的提高，均優(yōu)于0. 1% FS0

圖1為U型傳感器示意圖；[0015]圖2為本實(shí)用新型的示意圖；圖3為本實(shí)用新型粘貼應(yīng)變計(jì)后的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。如圖2所示，本實(shí)用新型的一種油田用載荷傳感器的彈性體，包括兩個(gè)受力點(diǎn)1、 兩根應(yīng)變梁2和支撐座3 ；應(yīng)變梁2與支撐座3采用一體化設(shè)計(jì)。兩根應(yīng)變梁2沿受力軸線對(duì)稱平行分布，采用剪切式結(jié)構(gòu)，與支撐座3組成并聯(lián)式雙懸臂梁結(jié)構(gòu)，兩個(gè)受力點(diǎn)1分別位于兩根應(yīng)變梁2上表面的前端。本實(shí)施例中，兩個(gè)受力點(diǎn)1為應(yīng)變梁2上表面前端的弧形突起。本實(shí)用新型的應(yīng)變梁2與支撐座3采用優(yōu)質(zhì)合金鋼加工成平行梁剪切式結(jié)構(gòu)，經(jīng)過熱處理，強(qiáng)度高、性能穩(wěn)定。兩根應(yīng)變梁2的外側(cè)分別開有應(yīng)變孔21，用于粘貼應(yīng)變片。應(yīng)變孔21的尺寸決定了傳感器的靈敏度(傳感器加載后輸出信號(hào)大小)。本實(shí)施例中，傳感器的靈敏度為1 anV/Vo如果應(yīng)變孔21的直徑一定，通過改變應(yīng)變孔21的深度可以改變傳感器的量程范圍。本實(shí)用新型中，應(yīng)變孔21的直徑范圍18 25mm，深5 8mm。本實(shí)施例中，應(yīng)變孔21的直徑20mm，深8mm。四片應(yīng)變計(jì)4分別粘貼在兩根應(yīng)變梁2外側(cè)的應(yīng)變孔21內(nèi)，兩片感受正應(yīng)變，兩片感受負(fù)應(yīng)變，四片應(yīng)變計(jì)4組成惠斯頓電橋。經(jīng)過溫度補(bǔ)償、零點(diǎn)補(bǔ)償、焊接密封、檢定后成為用于壓力測(cè)試的傳感器。當(dāng)受力點(diǎn)1受到壓向載荷時(shí)，應(yīng)變梁2發(fā)生變形，同時(shí)粘貼在應(yīng)變孔21內(nèi)的四片應(yīng)變計(jì)4的電阻值發(fā)生變化，此時(shí)，惠斯頓電橋失去平衡，輸出的毫伏信號(hào)與施加在受力點(diǎn)1處的載荷大小成正比，從而測(cè)得載荷的大小，經(jīng)過標(biāo)定及數(shù)據(jù)計(jì)算，傳感器的最終精度優(yōu)于0. 1%FS。此外，使用本實(shí)用新型彈性體的傳感器抗偏載能力強(qiáng)，其原理在于當(dāng)傳感器受到偏載載荷時(shí)，組成惠斯頓電橋的橋臂電阻同時(shí)發(fā)生變化，從而保證電橋的輸出不變。當(dāng)然，對(duì)本實(shí)用新型的各組成部件、位置關(guān)系及連接方式在不改變其功能的情況下，進(jìn)行的等效變換或替代，也落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。本實(shí)用新型說明書未公開的技術(shù)屬本領(lǐng)域公知技術(shù)。
權(quán)利要求1.一種油田用載荷傳感器的彈性體，其特征在于包括兩個(gè)受力點(diǎn)(1)、兩根應(yīng)變梁 (2)和支撐座(3) ’應(yīng)變梁( 與支撐座( 采用一體化設(shè)計(jì)；所述兩根應(yīng)變梁( 沿受力軸線對(duì)稱平行分布局，采用剪切式結(jié)構(gòu)，與支撐座(3)組成并聯(lián)式雙懸臂梁結(jié)構(gòu)；所述兩個(gè)受力點(diǎn)(1)分別位于兩根應(yīng)變梁( 上表面的前端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種油田用載荷傳感器的彈性體，其特征在于所述兩根應(yīng)變梁 ⑵的外側(cè)分別開有應(yīng)變孔01)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的一種油田用載荷傳感器的彈性體，其特征在于所述應(yīng)變孔的直徑范圍18 25mm，深5 8mm。
專利摘要本實(shí)用新型的一種油田用載荷傳感器的彈性體，包括兩個(gè)受力點(diǎn)(1)、兩根應(yīng)變梁(2)和支撐座(3)；應(yīng)變梁(2)與支撐座(3)采用一體化設(shè)計(jì)；兩根應(yīng)變梁(2)沿受力軸線對(duì)稱平行分布局，采用剪切式結(jié)構(gòu)，與支撐座(3)組成并聯(lián)式雙懸臂梁結(jié)構(gòu)；兩個(gè)受力點(diǎn)(1)分別位于兩根應(yīng)變梁(2)上表面的前端。本實(shí)用新型采用應(yīng)變梁和支撐座的一體化設(shè)計(jì)，使整個(gè)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單、緊湊，彈性體的體積減小了30％。同時(shí)，兩根應(yīng)變梁平行布局，使傳感器的受力更加均勻，剪切式應(yīng)變梁的形式使焊接、密封更容易。
文檔編號(hào)G01L1/22GK202339237SQ201120513060
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者嵇治剛 申請(qǐng)人:中國航天空氣動(dòng)力技術(shù)研究院