專利名稱：一種可變管徑夾持式壓力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓力傳感器，更具體地說，本發(fā)明涉及一種壓電式可變管徑夾持式壓力傳感器。
背景技術(shù)：
本發(fā)明的壓電式可變管徑夾持式壓力傳感器采用壓電效應(yīng)原理，工作時(shí)，傳感器以一定的預(yù)緊力卡夾在燃油發(fā)動(dòng)機(jī)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(chǎn)生微小膨脹，從而擠壓傳感器敏感體產(chǎn)生電荷輸出。現(xiàn)有技術(shù)中，可以采用環(huán)形式壓電壓力傳感器和應(yīng)變式壓力傳感器進(jìn)行該壓力的測量，專利ZL200630027325. 5描述了一種環(huán)形壓電夾持式壓力傳感器，該傳感器采用壓電效應(yīng)原理，主要由夾持環(huán)、敏感體、基座、夾緊裝置、信號(hào)輸出裝置五部分組成，分為兩個(gè)上下對稱的壓力敏感單元，它的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)態(tài)特性較好，也具有較高的穩(wěn)定性和靈敏度，但由于該類傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的特點(diǎn)，存在以下幾方面的不足傳感器對測量管徑的尺寸規(guī)格及配合公差要求嚴(yán)格，否則會(huì)導(dǎo)致較大的測量誤差； 一種
規(guī)格只能匹配一種管徑，對用戶而言，非常不經(jīng)濟(jì)；對橫向、縱向振動(dòng)干擾補(bǔ)償不夠完善。
應(yīng)變式壓力傳感器是由彈性元件、應(yīng)變計(jì)、外殼及其各補(bǔ)償電阻等部件組成，它具有精度高、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，而其缺點(diǎn)是非線性較大，輸出信號(hào)微弱，抗干擾能力差。隨著我國軍事訓(xùn)練的日益頻繁和軍工事業(yè)的不斷發(fā)展， 一些已經(jīng)裝備部隊(duì)多年的艦船、坦克都面臨年久失修和更新?lián)Q代的問題，如何發(fā)揮現(xiàn)有裝備的剩余價(jià)值、減小事故發(fā)生率，客觀準(zhǔn)確的檢測與及時(shí)維修必須先行。本發(fā)明所涉及的可變管徑夾持式壓力傳感器通過創(chuàng)新結(jié)構(gòu)與外卡式安裝，徹底解決了上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，可方便實(shí)現(xiàn)多規(guī)格管徑的內(nèi)燃機(jī)噴射動(dòng)態(tài)壓力及轉(zhuǎn)速測量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，采用高穩(wěn)定壓電陶瓷材料的正壓電效應(yīng)技術(shù)，提供一種高頻響與小體積結(jié)構(gòu)、大過載、量程線性范圍寬、抗振動(dòng)、抗沖擊干擾的測量燃油發(fā)動(dòng)機(jī)噴射壓力傳感器。
本發(fā)明通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的壓電式可變管徑夾持式壓力傳感器采用高穩(wěn)定壓電陶瓷材料的正壓電效應(yīng)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(hào)輸出裝置六部分組成，分為兩個(gè)上下對稱的壓力敏感單元；粘合劑的配制是采用將環(huán)氧樹脂與銀粉按一定比例配制而成，它具有粘接力強(qiáng)、導(dǎo)電率高(電阻0.03Q 0.05Q)的特點(diǎn)；方形壓電材料產(chǎn)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(jù)需要加工成多種形狀。
將環(huán)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(fù)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(fù)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(nèi)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(nèi)面位置。
將螺栓絕緣帽內(nèi)孔涂上環(huán)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(gè)傳感器壓塊進(jìn)行組合，將螺栓旋緊，
并放入老化試驗(yàn)箱進(jìn)行固化處理，固化完畢后，待實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的溫度冷卻至室溫時(shí)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(nèi)，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(fā)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(cè)對應(yīng)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(nèi)，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(nèi)，用同樣的方法裝配好。
本發(fā)明利用電荷可以疊加的原理，以一定的預(yù)緊力將傳感器夾持在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)噴油泵與噴嘴之間的高壓油管上，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火燃燒時(shí)，油管在高壓油脈沖的作用下產(chǎn)生微小膨脹，從而擠壓傳感器敏感體產(chǎn)生電荷輸出，其輸出電荷經(jīng)特制的差分電荷放大器轉(zhuǎn)換放大后供二次儀表采集分析；兩個(gè)制作完全一致的壓力敏感單元伴隨高壓油管一起振動(dòng)時(shí)，因振動(dòng)導(dǎo)致壓電敏感元件與高壓油管之間的預(yù)緊力將一個(gè)增大，另一個(gè)減小，兩者輸出電荷大小相同，極性相反，電并聯(lián)輸出為零，即傳感器的輸出與發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)干擾無關(guān)，其輸出只與噴射壓
力成唯一線性關(guān)系；采用這種結(jié)構(gòu)及工作原理制作的壓電夾持式壓力傳感器結(jié)構(gòu)簡單、安裝
方便，適應(yīng)管徑范圍寬(06 010)，本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于軍用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)噴射壓力及轉(zhuǎn)速無損檢測測量。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


圖1為本發(fā)明壓電式可變管徑夾持式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明的壓電式可變管徑夾持式壓力傳感器由傳感器主體、夾持片、敏感體、基座、夾緊裝置、信號(hào)輸出裝置六部分組成，由上壓塊5、下壓塊10、壓電材料7、壓電材料07、夾持片6、夾持片16、夾塊3、夾塊ll和卡帽(電極)9構(gòu)成傳感器主體；其中所述的卡帽(電極)9和夾持片6、夾持片16構(gòu)成傳感器的信號(hào)輸出裝置，卡帽(電極)9為IH輸出，夾持片6和夾持片16為負(fù)輸出；方形壓電材料7、方形壓電材料07采用高穩(wěn)定壓電陶瓷，將環(huán)氧樹脂摻銀粉膠均勻涂于方形壓電材料7的兩面，將方形壓電材料7的負(fù)極面與上壓塊5的V形槽相粘合；按上述方法，將其它三塊方形壓電材料7、方形壓電材料07的負(fù)極面分別與上壓塊5、下壓塊10的V形槽的其它面相粘合；將夾持片6粘貼于上壓塊5已形成V形槽的方形壓電材料7的內(nèi)面位置，并按同樣的方法將另一塊夾持片16粘貼于下壓塊10已形成V形槽的方形壓電材料07的內(nèi)面位置。
將螺栓絕緣帽l內(nèi)孔涂上環(huán)氧樹脂摻銀粉膠，并與螺栓4一端緊密貼合。利用螺栓4、夾塊3、鉚釘8、專用夾具將粘膠后的兩個(gè)壓塊5進(jìn)行組合，將螺栓4旋緊，并放入老化試驗(yàn)箱進(jìn)行固化24小時(shí)，然后放入恒溫箱內(nèi)，溫度設(shè)定在60'C 8(TC，固化3 4小時(shí)處理，固化完畢后，待實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的溫度冷卻至室溫時(shí)取出，并將傳感器與夾具分離。
將彈簧2套入螺栓4，再將螺栓4旋入夾塊3的螺紋孔內(nèi)，使螺紋頭旋出夾塊3孔面0. 5 l.Omm，將專用模具套上螺紋頭，用釘錘輕輕敲擊模具，使螺紋頭發(fā)生輕微物理變形，形成螺紋反扣，使螺栓4不能從夾塊孔中旋出；以上述同樣的方法，將彈簧02、螺栓04、夾塊ll裝配好。
按正反方向及配合順序，先將鉚釘12穿入夾塊11上孔、上壓塊5孔內(nèi)，置于鉚釘工具上，將二者鉚接；按同樣的方法，將另一鉚釘13、夾塊11下孔、下壓塊10裝配好；再將鉚釘8穿入卡帽9并套入彈簧14，再穿入夾塊3、下壓塊10孔內(nèi)，用同樣的方法裝配好。
環(huán)氧樹脂摻銀粉膠的配制，即環(huán)氧樹脂中所摻入的銀粉的比例，是使其導(dǎo)電率電阻值在0. 03 Q 0. 05 Q ;方形壓電材料7和方形壓電材料07產(chǎn)生的電荷通過卡帽9和被測高壓油管引出；傳感器主體的外形可根據(jù)需要加工成多種形狀。
權(quán)利要求
一種壓電式可變管徑夾持式壓力傳感器，采用高穩(wěn)定壓電陶瓷材料的正壓電效應(yīng)原理，主要由傳感器主體、夾持片、敏感體、基座、夾緊裝置、信號(hào)輸出裝置六部分組成，分為兩個(gè)上下對稱的壓力敏感單元；粘合劑的配制是采用將環(huán)氧樹脂與銀粉按一定比例配制而成，它具有粘接力強(qiáng)、導(dǎo)電率高(電阻0.03Ω～0.05Ω)的特點(diǎn)；方形壓電材料產(chǎn)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(jù)需要加工成多種形狀；將環(huán)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(fù)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(fù)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(nèi)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(nèi)面位置；將螺栓絕緣帽內(nèi)孔涂上環(huán)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(gè)傳感器壓塊進(jìn)行組合，將螺栓旋緊，并放入老化試驗(yàn)箱進(jìn)行固化處理，固化完畢后，待實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的溫度冷卻至室溫時(shí)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(nèi)，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(fā)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(cè)對應(yīng)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(nèi)，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(nèi)，用同樣的方法裝配好。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種壓電式可變管徑夾持式壓力傳感器。它由傳感器主體、夾持環(huán)、敏感體、基座、夾緊裝置、信號(hào)輸出裝置六部分組成，所述中的感應(yīng)壓力的裝置利用電荷可以疊加的原理，傳感器以一定的預(yù)緊力卡夾在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)噴油泵與噴嘴之間的高壓油管上，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火燃燒時(shí)，油管在高壓油脈沖的作用下產(chǎn)生微小膨脹，從而擠壓傳感器敏感體產(chǎn)生電荷輸出，其輸出電荷經(jīng)特制的差分電荷放大器轉(zhuǎn)換放大后供二次儀表采集分析；兩個(gè)制作完全一致的壓力敏感單元伴隨高壓油管一起振動(dòng)時(shí)，因振動(dòng)導(dǎo)致壓電敏感元件與高壓油管之間的預(yù)緊力將一個(gè)增大，另一個(gè)減小，兩者輸出電荷大小相同，極性相反，電并聯(lián)輸出為零，即傳感器的輸出與發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)干擾無關(guān)其輸出只與噴射壓力成唯一線性關(guān)系。這樣就可以提高壓力傳感器的頻響、減小體積結(jié)構(gòu)、具有大過載、量程線性范圍寬、抗振動(dòng)、抗沖擊干擾的特點(diǎn)。該壓力傳感器可應(yīng)用于艦用、坦克燃油發(fā)動(dòng)機(jī)噴射壓力測量及轉(zhuǎn)速無損檢測測量。
文檔編號(hào)G01L9/08GK101644615SQ20081014526
公開日2010年2月10日 申請日期2008年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月4日
發(fā)明者劉姜伶, 明 張, 李宗賢, 梁春光, 湯世友, 潘玉芬, 鄧先志, 黃澤森 申請人:綿陽市奇石緣科技有限公司