[实用新型]改进的膜片张紧卡具

说明书

本发明涉及一种膜片张紧卡具，特别是用于测量流体压力的电容式差压变送器测量敏感元件中心膜片的张紧卡具。

目前，国内生产的电容式差压变送器是从国外引进的生产技术。它采用完全密封的电容型敏感元件，直接感测压力，以消除机械传递，减少冲击和振动带来的问题。这种敏感元件的工作原理是：由刚性绝缘体构成一个密封腔(称为δ室)，如附图1所示。过程压力(被测压力)通过一侧或两侧的隔离膜片经灌充液传至δ室中的中心膜片。中心膜片是一个张紧的弹性元件，它由作用其上的两侧压力差产生相应的变型位移，其位移与压差成正比，最大位移约为0.1mm。这个位移产生δ室两侧电容的变化，再由电路将差动电容变为两线制4～20mA的标准信号。由此可以看出中心膜片是最初始的也是最重要的测量敏感元件，它的各种性能对变送器的各项技术指标都有直接的影响。中低量程的变送器采用的是张紧膜片测量元件，其张紧的内应力均匀性、张紧度的大小和各传感器的张紧一致性对于电容原理的压力变送器是非常关键的。现在使用的张紧卡具在使用过程中发现张紧的数据不断漂移——即张紧的膜片在慢慢变松。经分析，问题产生于张紧卡具的压紧环上。为了在张紧过程中“咬住”膜片的边缘部分，现在使用的压紧环的端面上车了一条右旋阿基米德螺旋线(由普通车床自然形成的)。当两压紧环面对面将中心膜片边缘夹住时就出现了问题：从一方向上看，两个面对面的阿基米德螺旋槽变成一左一右。如图2。这样在0°和180°相位附近两螺线是重合的(即槽形峰对峰)。如图3所示。而在90°和270°相位附近，两条阿基米德线刚好差了180°相位(即槽形峰对谷，谷对峰)，如图4所示。因此，在0°和180°附近，中心膜片被上下环峰齿很好的“咬死”无法打滑。而在90°和270°附近，由于上下环齿峰对齿谷，因此中心膜片被压成波纹状，不能很好的夹紧，在张紧过程中会慢慢打滑，使膜片在不同方向上产生不同的张紧应力。这种现象在压紧环是新的时由于齿形较锋利，所以打滑现象不明显。而随着压紧环齿形的磨损，打滑现象愈加严重。操作者只能靠增加张紧压力来达到同样的积分电容读数，这就加剧了张紧应力的不均匀性，使得弹性滞后增加，生产出的传感器过载误差增加，非线性误差增加。

本发明的目的是制作一种改进的膜片张紧卡具，即针对上述存在的问题，对上下压紧环上的齿纹进行重新设计，使中心膜片在张紧的过程时，沿园周各个方向上张紧度完全对称，以克服现有卡具张紧应力不均匀对称的缺陷。

本发明是这样实现的：由上下压紧环对中心膜片边缘形成在园周各方向完全一致的中心对称的夹紧齿印花纹，从而实现被张紧的膜片具有均匀的内应力。使用本发明所提供的膜片张紧夹具生产传感器，其过载误差及非线性误差一直稳定，远低于技术条件要求的标准。

下面结合附图及一个实施例对本发明做更详细的描述。

附图1δ室结构示意图；

附图2阿基米德螺旋线两个相对时的示意；

附图3原有技术中，在0°和180°位置时，上下环齿峰示意；

附图4原有技术中，在90°和270°位置时，上下环齿峰示意；

附图5改进的膜片张紧卡具的齿印花纹；

附图6改进的膜片张紧卡具上压环齿纹形状；

附图7改进的膜片张紧卡具下压环齿纹形状。

附图1中，(1)是电容固定极板，(2)是中心膜片，(3)是刚性绝缘体，(4)灌充油，(5)密封焊接环，(6)隔离膜片，(7)是电信号引出导线。

附图5、6、7提供的一个实施例是，下压环的齿槽是同心环，(如图7所示)，上压环的齿槽是偏心辐射状的直齿槽形，(如图6所示)。上下压环组成的齿槽即是各方向均匀夹紧齿印花纹，如图5所示。由于这些齿印花纹均匀密布在被张紧膜片的边缘上，而且每个夹紧点与膜片中心的联线都是不重合的，因此彻底地消除了张紧过程中膜片打滑的可能性。经数年使用，所生产的膜头(传感器)过压精度一直保持在0.1％左右，远低于技术指标规定的0.5％。