[发明专利]用于腐蚀性或爆炸性气体的压力传感设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于腐蚀性或爆炸性气体的压力传感设备。 

更具体而言，这种设备可装配在流体振荡器型气体或液体流量计上，但也可用于其它类型的压力传感器，包括例如麦克风中的声压传感器。 

背景技术

在文献FR 2746147A中以示例的方式描述了在本发明范围内的静态流体振荡器类型。 

在这种流量计中，待测流体流过外壳(enclosure)，在外壳中产生湍流并且生成周期性压力振荡，其振荡频率与流体流量成比例。 

这些压力振荡与发生在乐器、特别是管乐器中的现象基本相似。 

实际上，在这样的乐器中，演奏者在呼吸时生成表示压力和流量变化的音频信号。 

这些信号的频率是可听的且具有较高振幅，这些信号具有由清晰的基频与许多谐频叠加产生的复杂波形。 

演奏者可以根据他所听到的来控制呼吸的流量和压力，进而使上述信号被自动调节以获得期望的音频。 

使静态流体振荡器型流量计在外壳中获得周期性压力振荡，其频率在较宽的频率范围上尽可能精确地与流过外壳的流体流量成比例。 

因此，测量和利用表示这些周期性压力变化的信号就能确定流过振荡器的流体流量。 

为了测量该流量，已经提出可以装备有热温度探测器的流体振荡器。 

实际上，流过振荡器的流体将这些温度探测器冷却，冷却速度与流体流速成比例，因此，对温度进行测量就能确定所探求的流量。 

然而，这种测量仅在液体的情况下可行，而不适用于气体，因为在气体情况下热变化太小。 

为了弥补这个缺陷并且使液体和气体的流量都能得到测量，已经提出可以装备有压力传感器，特别是定位在流体振荡器入口的两侧上的差压传感器的流体振荡器。 

所述压力传感设备示例性地包括： 

压力孔，其与测量电路连接，将表示待测压力变化的音频信号发送至测量膜上，具体来说，发送至固定在测量腔中的金属膜上，该膜在施加于其上的音频信号的作用下发生变形； 

变形传感器，其感应这些机械变形并且能够将它们转换为电信号；以及 

电子放大器，其与所述变形传感器相关联。 

在这种压力传感设备中，测量膜的一侧上没有任何元件能够被到达其高度的流体扰动；然而，该膜的第二侧装备有电气部件且电流流过所述电气部件，因此，所述膜不能与爆炸性或化学侵蚀性产品相容。 

因此，这种类型的压力传感设备能够用作相对压力传感器，用以测量施加在测量膜的无任何危险元件侧上的压力；然而，其不能用作差压传感器，因为在测量膜的两侧中的一侧上有电流流过，从而可能产生腐蚀现象以及更重要的是爆炸。 

为了克服此难点，已经提出可以背对背地安装两个相同的压力传感器，使得两个测量膜相对且仅仅使它们的无任何电气部件的表面与待测流体接触。 

然而，这样安装难以平衡两种压力测量，并且主要是难以获得稳定的零点和对称的信号。 

此外，在有爆炸性或者化学侵蚀性流体的情况下，这种系统变得非常复杂且因此昂贵和庞大。 

发明内容

本发明的目的在于，通过提出上述类型的压力传感设备来克服这些缺陷，这种压力传感设备能被用作解决平衡和零点稳定性问题的差压传感器。 

根据本发明，此设备还必须足够敏感，使其能够检测到1毫巴(mbar)量级的压力变化，然而，它体积较小且与传统的传感器相比其价格具有竞争力。 

出于这个目的，本发明提出一种适用于腐蚀性或爆炸性气体的压力传感设备，其特征在于，测量电路包括防腐蚀和防爆炸保护装置和用来过滤音频信号的过滤装置。 

由于通常在流体振荡器中压力变化的幅值非常小，其量级大约为1mbar，并且如在乐器中一样，在压力孔处获得并传输到测量电路中的信号由于清晰的基频与许多与扰动频率相应的谐频叠加而具有复杂的波形，在将信号施加到测量膜上之前必须尽可能地滤除扰动频率，因此，有必要通过这种过滤装置使得向变形传感器发送的音频信号精确且“清晰”，所述精确且“清晰”的信号随后能被容易地利用。 

根据本发明的一个优选技术方案，防腐蚀和防爆炸保护装置包括非常薄的保护膜，该保护膜可发生轻微弹性变形且由耐强腐蚀的材料制成。 

该膜被阻隔(block)在狭窄的保护腔内。