[发明专利]一种用于监测水下小型航行器表面压力的传感器有效

专利信息
申请号: 201910024495.4 申请日: 2019-01-10
公开(公告)号: CN109855789B 公开(公告)日: 2021-12-24
发明(设计)人: 杨晓波;周中岳;黄磊;何春涛;彭雪明 申请(专利权)人: 北京机械设备研究所
主分类号: G01L9/04 分类号: G01L9/04;G01L19/06
代理公司: 北京天达知识产权代理事务所(普通合伙) 11386 代理人: 和欢庆;胡时冶
地址: 100854 北京市海淀区永*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 监测 水下 小型 航行 表面 压力 传感器
【说明书】:

发明涉及一种用于监测水下小型航行器表面压力的传感器,属于传感器技术领域,用于解决现有压力传感器结构尺寸、防水性及安装方式无法满足小型航行器性能要求的技术问题。该传感器包括第一和第二压力探头以及传感器外壳体,传感器外壳体为具有一向外凸出曲面的长方体结构,曲面上设有结构相同的第一和第二探头孔结构,第一和第二探头孔结构内对应的设有结构相同的第一和第二压力探头;第一压力探头包括第一PCB板、第一感压环和第一压力芯体,第一PCB板设于第一探头孔内,第一感压环和第一压力芯体均设于第一PCB板上;小型航行器上设有与传感器外部形状相同的凹槽,传感器嵌于凹槽内。本发明的压力传感器与信号调理电路配合使用,精确监测水下小型航行器表面的压力。

技术领域

本发明涉及传感器结构设计技术领域,尤其涉及一种用于监测水下小型航行器表面压力的传感器。

背景技术

压力传感器是一种测量液体或气体压强的传感器,广泛应用于小型航行器领域,它是监测与控制小型航行器的必备元件,不仅可以测量压力,还可间接测量流量、流速。

水下航行器在设计过程中经常使用缩比模型进行水动力试验,在试验过程中由于水下小型航行器的模型结构较小,因此要求与其配合使用的压力传感器的在结构尺寸上、防水性上以及安装方式上都有严格要求。

常规的压力传感器结构尺寸都比较大,很难应用于水下小型航行器;有些压力传感器虽然尺寸合适,但是当将其用于水下小型航行器时,由于其带来的阻力大而影响航行器的运行速率;还有些压力传感器的航行器的防水性能差,难于应用到水下小型航行器上,还有些压力传感器采用螺纹连接的方式,不便于在小结构上进行安装,因此,普通的压力传感器难以应用在水下小型航行器的模型结构上。

发明内容

鉴于上述的分析,本发明实施例旨在提供一种用于监测水下小型航行器表面压力的传感器,用于解决现有压力传感器结构尺寸、防水性及安装方式无法满足小型航行器性能要求的技术问题。

本发明提供了一种用于监测水下小型航行器表面压力的传感器,包括第一和第二压力探头以及传感器外壳体,传感器外壳体为具有一向外凸出曲面的长方体结构,曲面上设有结构相同且对称设于传感器外壳体的上、下两端的第一探头孔结构和第二探头孔结构,第一和第二探头孔结构内对应的设有结构相同的第一和第二压力探头;

第一压力探头包括第一PCB板、第一感压环和第一压力芯体,第一PCB板设于第一探头孔内,第一感压环和第一压力芯体均设于第一PCB板上;且第一感压环设于第一压力芯体外侧;小型航行器上设有与传感器外部形状相同的凹槽,传感器嵌于凹槽内。

进一步地,第一探头孔结构包括第一孔和第二孔,第一孔和第二孔的端面连通且均与第一压力芯体同轴,第一孔的孔径小于第二孔的孔径。

进一步地,第一和第二压力探头与传感器外壳体间均采用环氧胶固定和密封。

进一步地,传感器外壳体后侧设有后盖板,后盖板与传感器外壳体间采用激光焊接固定,后盖板上设有出线孔,用于电缆出线。

进一步地,传感器外壳体的两端设有安装孔,凹槽内设有通孔和螺纹孔,通孔与传感器出线孔连接,螺纹孔与安装孔对应连接。

进一步地,第一感压环靠近第一PCB板的一端设于第一孔中,另一端为自由端,第一感应环形成的空腔为流体的感压腔体。

进一步地,第一压力芯体内部具有绝压腔体,绝压腔体为绝对压力为零的真空腔,用于为感压腔体提供绝对压力为零的参照标准。

进一步地,第一PCB板设于第二孔上且靠近第一孔的一侧,第二孔上还设有限位卡槽,限位卡槽内设有弹性卡环,弹性卡环将第一PCB板卡紧在限位卡槽与第一孔之间。

进一步地,第一压力芯体表面设有惠斯通电桥,惠斯通电桥采用MEMS工艺制成;第一PCB板还设有四个正面焊盘,四个正面焊盘分别对应焊接惠斯通电桥的电源正极、电源负极、输出正极和输出负极。

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