[发明专利]一种耐辐射耐高温压力传感器

说明书

技术领域

本发明涉及核反应堆电源系统压力参数测量领域，特别是一种耐辐射耐高温压力传感器。 

背景技术

高温强辐射等环境中的压力测量是测控技术的重点、难点之一。核反应等领域常常需要在高温强辐射等环境中进行压力测量与控制，高性能的耐辐射耐高温小型压力传感器是上述领域中的关键器件之一。   

目前，高温压力传感器主要有合金薄膜高温压力传感器、扩散硅高温压力传感器和SOI、SiC高温压力传感器等。其中，合金薄膜高温压力传感器输出信号较小，同时在高温环境下，因弹性元件存在热膨胀从而产生附件的热应力，影响了合金薄膜高温压力传感器的精度；扩散硅高温压力传感器高温条件下器件特性下降明显，超过125℃时，传感器的性能会严重恶化以至失效，在600℃时会发生较大的电流泄漏，导致信号处理系统和电路的极度失调；基于SOI、SiC材料制备的高温压力传感器结构小巧，使用温度能达300℃或更高，在辐射、耐腐蚀等环境中优势明显，但是SOI、SiC压力传感器高温环境中引线的退化问题成为制约其高温环境应用的瓶颈。由于高温环境下供电和导线连接困难，信号处理电路也难以正常工作，常规高温压力传感器的使用受到极大限制。

专利CN 1514219提供了一种固态压阻式耐高温压力传感器，实现了200℃以上恶劣环境的温度测量，但是难以胜任测量介质温度高达600℃要求；专利CN 102169036提供了一种高温(600℃)压力测量无源无线声表面波传感器，可工作于600℃高温，但是硅酸镓镧(LGS)是一种新型材料，基于这种材料的声表面波(SAW)器件的加工工艺并不像传统压电材料如石英、铌酸锂等成熟，因此器件的制作难以完全达到设计要求，无法在空间高温强辐射等环境中可靠使用。因此，研究适合高温强辐射等环境中可靠应用的传感技术具有重要的现实意义。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种耐辐射耐高温压力传感器，解决现有传感器不能测量核反应系统中的600℃高温金属液体和气体压力的问题，实现压力传感器在高温强辐射等环境中的可靠应用。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种耐辐射耐高温压力传感器，包括外壳，所述外壳一侧固定连接有螺纹管接头，所述外壳另一侧固定连接有基座，所述螺纹管接头内水平设置有压力导管，所述压力导管通过活塞与可在所述外壳内水平移动的活动板连接；所述外壳上底面内侧和下底面内侧各开设有一个用于限制所述活动板位移距离的限位槽；所述活动板与靠近所述基座一侧的外壳之间的空间内固定有一根水平波纹管，所述波纹管外套有一根弹簧管，所述弹簧管一端与所述活动板连接，所述弹簧管另一端与所述外壳内侧壁连接；所述活动板中部连接有一根水平设置并延伸到所述基座内腔中的滑杆，所述滑杆上套有电磁感应装置。 

 

作为优选方案，所述限位槽宽度为0～12mm，限位槽对活动板的位移距离进行限制，起过压保护作用。

作为优选方案，所述活塞与所述活动板上部或下部接触，防止活动板转动（活塞与活动板中部接触时，由于活动板是圆形的，活动板容易转动）。

作为优选方案，所述弹簧管通过垫块与所述活动板连接，垫块一侧可以与活动板固定连接，弹簧管一端可以与垫块另一侧固定连接，使活动板与波纹管、外壳之间更好地密封，从而更好地推动滑杆。

所述电磁感应装置包括套在所述滑杆上且能与所述滑杆一起水平移动的导磁体、套在所述非导磁材料管上的线圈导磁罩，所述非导磁材料管上缠绕有电感线圈。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明的传感器体积小，结构精密，能在高温强辐射等复杂环境中可靠测量压力，不仅在高温压力测量领域具有非常大的应用潜力，而且特别适用于核反应堆电源系统压力参数的测量，为保障我国未来核技术的发展具有重要意义。

附图说明

图1为本发明一实施例整体结构示意图；

图2为本发明一实施例压力传感器压力-位移转换结构示意图；

图3为本发明一实施例压力传感器桥式差动电感转换器结构示意图。

具体实施方式

如图1-图3所示，本发明一实施例压力传感器外形尺寸为Φ70mm×160mm，主要由两个部分组成：第一级压力-位移转换机构和第二级桥式差动电感转换器。