專利名稱：高溫壓力變送器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于化纖、橡塑等機(jī)械設(shè)備或者其他設(shè)備中的高溫過程流體壓力 測量與控制的變送器。
背景技術(shù)：
過程監(jiān)視和控制系統(tǒng)用于監(jiān)視和控制工業(yè)過程的操作，工業(yè)工程中用于制造化纖、橡 膠、塑料等，或者是其他有流體過程的各種產(chǎn)品的生產(chǎn)中，為了在期望的參數(shù)范圍內(nèi)操作， 這些工程是必須得到監(jiān)控的。
變送器已經(jīng)成為用于描述連接到過程設(shè)備并用于傳感過程變量的設(shè)備術(shù)語。示例過程 變量包括壓力、溫度、流量和其它。通常，變送器位于遠(yuǎn)程位置(即在現(xiàn)場)。并將傳感 的過程變量通過若干過程送回到中央控制室，包括有線和無線通信的多種技術(shù)皆被用于發(fā) 送的過程變量。
目前業(yè)界常用的壓力變送器是測量過程的流體壓力，壓力變送器能夠直接測量包括壓 差、絕對(duì)壓力和表面壓力等，典型的壓力變送器包括經(jīng)隔離系統(tǒng)連接到過程流體的壓力傳 感器，該隔離系統(tǒng)包括可與過程流體物理接觸的隔離膜；在隔離膜和壓力傳感器之間延 伸的隔離填充流體。該隔離填充流體優(yōu)選的包括諸如油等實(shí)質(zhì)上不能壓縮的流體，當(dāng)過程 流體對(duì)隔離膜施加壓力時(shí)，所施加的壓力經(jīng)填充流體傳遞并到達(dá)壓力傳感器，再從壓力傳 感器經(jīng)由壓力變送器以外的信號(hào)放大設(shè)備、信號(hào)轉(zhuǎn)換設(shè)備等對(duì)信號(hào)做進(jìn)一步的整合處理， 并最終輸出到中央控制室的電腦或PLC系統(tǒng)中。
然而，這種常用的壓力變送器一來耐高溫性能差，隔離膜、填充流體及壓力傳感器所 傳送的信號(hào)由于熱效應(yīng)或隨外界溫度的變化而變化等經(jīng)常性不準(zhǔn)確；再者，由于該壓力變 送器本身沒有相應(yīng)的信號(hào)處理系統(tǒng)，而是要通過變送器以外的設(shè)備來完成，因此信號(hào)經(jīng)過 多次不同途徑的傳送，錯(cuò)誤率大大上升，而信號(hào)強(qiáng)度卻大大減弱，而且遲滯誤差比較大， 穩(wěn)定性能差，不利于信號(hào)的整合處理及最終的監(jiān)控。

實(shí)用新型內(nèi)容
為解決前述背景技術(shù)中常用的壓力變送器存在的問題，本實(shí)用新型提供一種用于測量 和監(jiān)控高溫過程流體的高溫壓力變送器，包括處于高溫過程流體中的感壓膜片，位于感 壓膜片上端與感壓膜片相連接的毛細(xì)管、位于毛細(xì)管上端的彈性體及位于彈性體上端與彈 性體相連接的應(yīng)變計(jì)，其所述應(yīng)變計(jì)上端連接有一可將所得信號(hào)直接放大并與遠(yuǎn)程監(jiān)控系 統(tǒng)相兼容的多運(yùn)放放大電路芯片，而且所述感壓膜片采用經(jīng)應(yīng)力釋放和硬度提升并經(jīng)過真 空熱處理和真空鈦碳化物鍍膜處理的15-5PH的不銹鋼Armoloy涂層膜片，所述毛細(xì)管是 直徑為0.3mm的金屬毛細(xì)管，所述彈性體由高彈性的合金材料構(gòu)成，且所述感壓膜片、金 屬毛細(xì)管、彈性體、應(yīng)變計(jì)等共同組成應(yīng)變電橋并通過多運(yùn)放放大電路芯片對(duì)信號(hào)進(jìn)行直 接的整和處理，不僅降低了由于熱效應(yīng)或隨外界溫度的變化而變化等經(jīng)常性不準(zhǔn)確的問 題；而且信號(hào)不用經(jīng)過多次不同途徑的傳送，大大降低了錯(cuò)誤率，信號(hào)強(qiáng)度也大大增強(qiáng)。本實(shí)用新型的有益效果是，具有良好的耐高溫性能，長期穩(wěn)定性好，遲滯誤差小，重 復(fù)性好，功耗低，抗干擾性好，體積小。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的說明。

圖1為本實(shí)用新型高溫壓力變送器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型高溫壓力變送器中如圖1所示的感壓膜片與毛細(xì)管的局部放大圖。 圖3為本實(shí)用新型高溫壓力變送器中如圖1所示的彈性體及應(yīng)變計(jì)等的局部放大圖。 圖4為本實(shí)用新型高溫壓力變送器中如圖1所示的多運(yùn)放放大電路芯片的放大圖
圖中1、高溫壓力變送器，101、感壓膜片，102、毛細(xì)管，104、螺紋桿，105、彈性體， 106、應(yīng)變計(jì)，107、多運(yùn)放放大電路芯片
具體實(shí)施方式
如圖所示，本實(shí)用新型提供一種用于測量和監(jiān)控高溫過程流體的高溫壓力變送器1， 該高溫壓力變送器1從下向上依次包括與流動(dòng)的高溫過程流體相接觸的感壓膜片101， 所述感壓膜片101采用經(jīng)應(yīng)力釋放和硬度提升并經(jīng)過真空熱處理和真空鈦碳化物鍍膜處 理的15-5PH的不銹鋼Armoloy涂層膜片，其具有良好的耐高溫性能；連接于感壓膜片 101并位于感壓膜片101上端的毛細(xì)管102，所述毛細(xì)管是直徑為0.3mm的金屬毛細(xì)管， 其具有長期穩(wěn)定性好，不易損壞等優(yōu)點(diǎn)，且所述毛細(xì)管102外部被螺紋桿104包裹，即 毛細(xì)管102貫穿于螺紋桿104內(nèi)部；位于毛細(xì)管102上端與毛細(xì)管102相連接的感壓頭； 在所述感壓頭上端用利于信號(hào)傳遞的等離子焊機(jī)焊接在感壓頭上的彈性體105，所述彈 性體105由高彈性的合金材料構(gòu)成；位于彈性體105上端并粘貼于其上的耐高溫、高精 度的應(yīng)變計(jì)106，所述毛細(xì)管102上端的感壓頭、彈性體105、應(yīng)變計(jì)106等元件皆容置 于一封閉的殼體內(nèi)；與應(yīng)變計(jì)106電性連接的多運(yùn)放放大電路芯片107，所述多運(yùn)放放 大電路芯片107內(nèi)包括有將應(yīng)變計(jì)106轉(zhuǎn)換來的電信號(hào)和數(shù)字信號(hào)放大為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)和數(shù) 字通訊信號(hào)并輸出到遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的CMOS集成電路，其中采用的放大電路為共?？垢?擾放大電路，其可將所得信號(hào)直接放大并與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)相兼容，直接輸出放大的0/5V、 0/10V、 4/20MA和Hart協(xié)議信號(hào)到電腦或者PLC系統(tǒng)以進(jìn)行遠(yuǎn)程的測量和監(jiān)控。
本實(shí)用新型的工作過程是，當(dāng)被測的流動(dòng)的高溫過程流體的壓強(qiáng)，通過感壓膜片101， 以1: 1傳遞并通過填充滿傳遞介質(zhì)(通常是油類等實(shí)質(zhì)上不能壓縮的流體)的毛細(xì)管102， 并通過與毛細(xì)管102相連接的感壓頭傳遞到貼有應(yīng)變計(jì)106的彈性體105上，貼在彈性體 105上的應(yīng)變計(jì)106由于應(yīng)變電阻，組成惠斯登電橋，即所述處于高溫過程流體中的感壓 膜片101，位于感壓膜片101上端與感壓膜片相連接的毛細(xì)管102、位于毛細(xì)管102上端 的彈性體105及位于彈性體上端與彈性體相連接的應(yīng)變計(jì)106共同組成應(yīng)變電阻隨機(jī)械形 變而產(chǎn)生阻值變化的應(yīng)變電橋。基于虎克定律在彈性限度內(nèi)，物體的形變跟引起形變的 外力成正比的原理將壓力通過彈性體105上的金屬應(yīng)變計(jì)106轉(zhuǎn)換成線形的電信號(hào)，即在 壓力作用下，感壓膜片101產(chǎn)生變形，彈性體105上端的應(yīng)變計(jì)106感受其形變后，產(chǎn)生 電阻效應(yīng)并輸出與作用壓力大小成正比的電信號(hào)，再經(jīng)由與應(yīng)變計(jì)106電性連接的多運(yùn)放 放大電路芯片107對(duì)該電信號(hào)進(jìn)行放大整合，即CMOS集成電路將應(yīng)變計(jì)106轉(zhuǎn)換的電信 號(hào)放大為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)和數(shù)字通訊信號(hào)，直接輸出放大標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)于電腦或PLC系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)傳過 程控制。
權(quán)利要求1. 一種用于測量和監(jiān)控高溫過程流體的高溫壓力變送器，包括處于高溫過程流體中的感壓膜片，位于感壓膜片上端與感壓膜片相連接的毛細(xì)管、位于毛細(xì)管上端的彈性體及位于彈性體上端與彈性體相連接的應(yīng)變計(jì)，其特征在于所述應(yīng)變計(jì)上端電性連接有一可將所得信號(hào)直接放大并與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)相兼容的多運(yùn)放放大電路芯片。
2、 如權(quán)利要求1所述的高溫壓力變送器，其特征在于所述運(yùn)放放大電路芯片內(nèi)包括有 將應(yīng)變計(jì)轉(zhuǎn)換來的電信號(hào)和數(shù)字信號(hào)放大為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)和數(shù)字通訊信號(hào)并輸出到遠(yuǎn)程 監(jiān)控系統(tǒng)的CMOS集成電路。
3、 如權(quán)利要求1所述的高溫壓力變送器，其特征在于所述多運(yùn)放放大電路芯片中采用 的放大電路為共?？垢蓴_放大電路。
4、 如權(quán)利要求1所述的高溫壓力變送器，其特征在于所述經(jīng)多運(yùn)放放大電路芯片放大的信號(hào)為0/5V、 0/10V、 4/20MA和Hart協(xié)議信號(hào)。
5、 如權(quán)利要求1所述的高溫壓力變送器，其特征在于所述處于高溫過程流體中的感壓膜片，位于感壓膜片上端與感壓膜片相連接的毛細(xì)管、位于毛細(xì)管上端的彈性體及位 于彈性體上端與彈性體相連接的應(yīng)變計(jì)共同組成應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變 化的應(yīng)變電橋。
6、 如權(quán)利要求1所述的高溫壓力變送器，其特征在于所述感壓膜片采用經(jīng)應(yīng)力釋放和 硬度提升并經(jīng)過真空熱處理和真空鈦碳化物鍍膜處理的15-5PH的不銹鋼Armoloy涂層膜片。
7、 如權(quán)利要求1所述的高溫壓力變送器，其特征在于所述毛細(xì)管是直徑為0.3mm的 金屬毛細(xì)管。
8、 如權(quán)利要求1所述的高溫壓力變送器，其特征在于所述彈性體由高彈性的合金材料 構(gòu)成。
9、 如權(quán)利要求1所述的高溫壓力變送器，其特征在于所述毛細(xì)管上端設(shè)有一與毛細(xì)管相連接的感壓頭，所述彈性體用利于信號(hào)傳遞的等離子焊機(jī)焊接在感壓頭上的。
10、 如權(quán)利要求9所述的高溫壓力變送器，其特征在于所述毛細(xì)管上端的感壓頭、彈性體、應(yīng)變計(jì)等元件皆容置于一封閉的殼體內(nèi)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于測量和監(jiān)控高溫過程流體的高溫壓力變送器，包括處于高溫過程流體中的感壓膜片，位于感壓膜片上端與感壓膜片相連接的毛細(xì)管、位于毛細(xì)管上端的彈性體及位于彈性體上端與彈性體相連接的應(yīng)變計(jì)，其所述應(yīng)變計(jì)上端連接有一可將所得信號(hào)直接放大并與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)相兼容的多運(yùn)放放大電路芯片，其優(yōu)點(diǎn)是可以直接輸出放大標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)與電腦或PLC系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程過程控制，且具有良好的耐高溫性能，穩(wěn)定性好，遲滯誤差小，重復(fù)性好，功耗低，體積小。
文檔編號(hào)G01L9/04GK201289417SQ200820151920
公開日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2008年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月13日
發(fā)明者瑩 于, 浩 吳 申請(qǐng)人:上海皓鷹測控技術(shù)有限公司