[发明专利]一种动态压力传感器

说明书

本发明公开的一种动态压力传感器，属于测量测试技术领域。包括动态力传感器、感压元件和导力元件，还包括外壳和力传感器工装。使用隔离膜片作为感压元件，周围有环状波纹。隔离膜片安装在外壳上，波纹隔离膜片一面感压，另一面连接传力杆。通过隔离膜片分隔被测流体和力传感器，使用隔离膜片和传力杆隔离被测流体和力传感器，将力传感器与腐蚀介质或高/低温环境隔离，实现复杂环境下动态压力的测量。通过隔离膜片感知被测流体的动态压力，通过传力杆把动态力传递至力传感器感压面，最终力传感器输出电信号，实现测量高/低温、腐蚀流体介质的动态压力变化。本装置结构合理，原理简单，将动态压力转换为动态力，能够完成高/低温动态压力测量。

技术领域

本发明属于测量测试技术领域，涉及一种动态压力传感器。

背景技术

风洞试验测试中动态压力传感器的工作温度一般比较低，如飞行器在平流层中飞行时温度可达-55℃，某些低温高雷诺数风洞工作温度低于-100℃，在低温下压力传感器的各项参数都会发生变化，尤其对传感器动态特性的影响会更加明显，由于传感器温度性能影响给测量带来的误差最高达10％。液体介质的压力传感器出于防锈、防腐蚀的考虑通常采用隔离膜片感压，并在敏感元件和隔离膜片之间填充硅油，由于硅油的物理性质在低温会凝结，且硅油的粘性会吸收一部分传递的能量，使其无法有效传递动态变化的压力信号，这种传感器仅适用于常温下的静态压力测量。

动态流体压力的获得通常使用专门的动态压力传感器，在不同温度、介质以及压力值下，需选用不同种类、型号的动态压力传感器。现有低温动态压力传感器、特殊介质动态压力传感器的成熟产品数量少，且原理结构复杂，稳定性差，容易损坏。

动态力传感器相比于动态压力传感器，一般具有更为简单的结构，因此价格低很多且适用性好。由压力的定义能推出压力与力通过受力面积可以相互转换。

当压力传感器测量腐蚀环境的压力时，常用一种隔离膜片来隔离传感器的敏感元件和待测量环境，并且在中间填充硅油来传递压力。这种结构能避免敏感元件被损坏、污染，防止传感器的性能被影响甚至毁坏传感器。隔离膜片具有耐腐蚀、厚度薄、弹性好等特点，实现了压力传感器的充油隔离封装。

发明内容

本发明的目的是提供一种动态压力传感器，能够测量高/低温环境下的动态压力，也可以测量腐蚀性流体的动态压力。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明公开的一种动态压力传感器，包括动态力传感器、感压元件和导力元件，还包括外壳和力传感器工装。使用隔离膜片作为感压元件，其中心平面度高，周围有一圈或多圈的环状波纹。隔离膜片安装在外壳上，波纹隔离膜片一面感压，另一面连接到传力杆。通过隔离膜片分隔被测流体和力传感器，使用隔离膜片和传力杆隔离被测流体和力传感器，将力传感器与腐蚀介质或高/低温环境隔离，因此能实现复杂环境下动态压力的测量。通过隔离膜片感知被测流体的动态压力，并转换成动态力，通过传力杆把动态力传递至力传感器感压面，最终力传感器输出电信号，进而实现测量高/低温、腐蚀流体介质的动态压力变化。

作为优选，所述的隔离膜片为一圆形金属薄片，膜片中心平整，用于与传力杆的一端完全贴合。在隔离膜片边缘加工出一圈或多圈波纹，进而提高隔离膜片的弹性。

作为优选，所述的外壳外形为圆筒状，两个孔处分别安装隔离膜片和力传感器工装。安装力传感器工装的孔为内螺纹孔。

作为优选，所述的传力杆外形为柱状，为直径较大、长度较短的陶瓷圆柱形杆，即使用高强度、低长径比的陶瓷杆做传力杆，进而提高传力杆的谐振频率，减少共振的发生。

作为优选，所述的力传感器工装上开有用来安装力传感器的螺纹孔，外侧有螺纹与外壳配合，力传感器工装通过螺纹副与外壳连接，通过旋转力传感器工装调整力传感器的预压力。所述的力传感器工装使用隔热性能好的陶瓷材料。