专利名称：双腔双介质压力传感及动态显示一体化应用技术的制作方法
技术领域：
本发明属于压力传感及显示应用技术领域。在已有的各种压力传感及显示应用技术方案中，本发明为一新颖独特、简单易行的方案。
本发明包括一种压力传感测量及动态直观显示的一体化应用技术原理以及相关的应用结构模型。根据本结构原理，可开发设计出一系列应用压力传感并直接动态显示的测量工具设备。如应用于质量称量用途的台式称量设备、手提式称量设备以及各种需要随时测量并直接读出压力变化以至进行压力控制的设备的传感系统。
背景技术：
当前，各类压力传感技术方案繁多，应用范围日趋广泛，传感技术越来越精细化、复杂化。高端应用多与数码技术结合，在满足应用需求的同时，也使器件选用、系统集成等技术复杂程度、使用维护难度随之提高。从应用的角度看，对新型压力传感技术的需求多多益善。
双腔双介质压力传感及动态显示一体化应用技术方案能够灵敏地感知压力变化，并同时予以直观显示。在压力传感及显示的过程中，不需要任何能源及其它技术设备支持。结构简单，材料便宜，制作方便，在各种需要进行压力传感并直观显示的民用、工业设备领域，有较大的应用前途及开发价值。
例如，目前广泛应用于工业、商业及家用的质量计量工具，即各种磅称，多应用杠杆重力平衡原理，其产品制造基础精度要求较高，结构笨重使用不便，容易被使用者故意制造称量偏差。另外一种基于弹簧压力传感的指针式弹簧称，也存在类似问题。如采用本技术方案制造各种磅称用于工业、商业计量，能够使产品造价、体积、重量均大幅减小，称量精度稳定提高，同时能够有效避免人为制造称量偏差的可能。
另外，目前大部分正压容器都需要配置压力传感、显示及控制器件，如空气压缩机的气压显示表等。这些器件制作材料以金属类为主，制造工艺复杂，使用保养不便。为实现压力动态控制，还需要另外配合压感继电器等传感控制器件。如采用本技术方案开发的压力传感及显示、控制一体化器件，则不论在使用方便性、性能可靠性、器件牢固性、耐腐蚀性、总体结构紧凑合理、造价低廉等方面都有更大优势。
发明内容
双腔双介质压力传感及动态显示一体化应用技术是一种简单有效的动态压力传感及显示技术方案。本技术方案实现条件现实，工艺技术简单，使用原料可根据应用需要广泛选择配伍，应用时(不包括数据记录)不需任何能源及其它技术支持，应用双腔双介质压力传感及动态显示一体化应用技术的计量、称量产品使用环境下不易被恶意改变传感及显示精度及性能，能适应不同的压力环境及传感要求。根据本技术方案，可开发设计出各种需要直接显示的压力传感产品，如各种计量、称量工具等，因此，本技术应视为一种新型的压力传感及动态直观显示应用的原理级技术。
双腔双介质压力传感及动态显示一体化应用技术方案的特点在于，采用弹性材料制作连通器的两个腔体；连接两个腔体的连通管为所需长度的透明管作为显示器；在这个连通器中的两个腔体中分别装填根据需要选定的两种不同颜色的工作介质；装填工作介质后将此连通器与外部环境完全密封。如此，即实现了本技术方案传感和显示器件的基本配置(见附图1-A)。
双腔双介质压力传感及动态显示一体化应用技术同时还是一种具有开放性的基础结构，在本技术方案的基础上进行延伸，例如在靠近两个腔体的某一端显示管的一个或多个指定位置导出旁路传感通道，在这一个或多个旁路通道的末端连接压感电磁阀及泄压安全阀。这样，传感压力一旦达到这一指定值时，旁路出来的传感压力将驱动压感电磁阀或泄压安全阀，对正压容器内的压力进行控制。
技术方案一、基本原理双腔双介质压力传感及动态显示一体化应用技术的理论依据为普通物理学中的连通器原理两个腔体，中间由一段导管连接构成一个连通器，在该连通器中注入除固体形态之外的介质(介质的物理形态一般为液体)。则不论提高连通器两个腔体中的任何一个，通过导管沟通的两个腔体中的介质液面自动保持同一水平。
双腔双介质压力传感及动态显示一体化应用技术是在此原理的基础上加以改进并获得压力传感及动态显示的功能1、至少两个腔体(需要多点测量时可任意增加N多个腔体)，其中至少有一个腔体使用弹性材料制作，腔体的形状及尺寸可根据应用产品的需要进行灵活设计。
2、两个腔体及其连通管(尽可能选择能够一次成型的制作工艺方案)。在装填工作介质后，进行完全密封处理。
3、连通管(或至少其中一部分)为透明材料制作，以实现显示器功能。
4、两个腔体中分别装填两种不同的传感介质，传感介质可以是除固体形态以外的任何物理形态的物质。根据应用需要可以选择多种材料配方。其中一种介质应该是自身具有颜色或者经过染色处理的材料，以实现传感压力动态显示功能。
5、根据应用设计的具体环境，设计一个对腔体施加压力的传感杆。传感杆的结构可以是直接加压式，也可以是通过杠杆作用增量、减量加压式，或者采用其它直接、间接感压方式。
6、双腔双介质压力传感及动态显示一体化应用技术为一种开放性的技术方案，在此基础上可进行技术延伸，可与其它传感、记录、取样、控制技术及设备相衔接，构成一个完整的压力传感、取样控制及全程记录系统。
根据连通器原理，如果对上述密封连通器中的任一腔体施加压力，这一腔体内压力增高，其中的工作介质就会通过透明导管向另一压力平衡腔体流动(见附图1-B)；如果向两个腔体同时施加压力，则所施压力较大的一个腔体中的介质亦会向所施压力较小的腔体中流动(见附图1-D)；如果向两个腔体施加的压力相同，则两个腔体中的介质处于等压下的动态平衡状态，不发生互相流动(见附图1-D)。
在附图1-C中，表示如果同时对两个腔体各自施加相等的压力时的状况向两个腔体分别施加压力H。由于施加在两个腔体两端的压力相等，从连接两个腔体的透明显示管中两种介质的接合点作为游标显示的变化值来看，其指示的位置仍然保持在始初的中间位置。如果将这时的压力状态作为预设的始初状态，此时由于腔体内部的预加压力提高至2H，如果想使游标向+或-的方向移动，则需要对相应腔体施加更大的压力H+n(见附图1-D)。
归纳以上可以得出如下结论1、利用附图1-A的原理，能够实现压力传感及动态显示功能。
2、利用附图1-B的原理，改变两个腔体之间内部的压力差，作为显示游标的工作介质接合点即相应改变位置，据此能够调整游标的零点位置。
3、利用附图1-C，附图1-D的原理，对两个腔体同时施加一个相等的预压力，此时需要对另一个腔体施加更大的压力才能使游标出现位移，据此，能够改变传感器灵敏度，并能够调整传感压力的总量程。
二、核心部件1、双腔双介质压力传感及动态显示一体化应用技术中至少需要两个腔体。工作状态时接受感应压力的腔体称之为感压腔，接受从感压腔流入工作介质的腔体称之为平衡腔。平衡腔通常采用弹性材料(如橡胶、塑料、金属等)制作。除非选择的两种装填工作介质中有一种为弹性介质(如气体)，承载这种弹性介质的腔体可以使用非弹性材料制作。腔体的外形无特别限制。
2、接两个腔体的连通管为所需长度的透明管(如透明塑料管、玻璃管等，可根据所需传感的压力要求选用)。透明显示管的通径，根据感压腔感应压力时受到挤压排出的工作介质的总量k计算，即显示管的有效工作容积K应当大于感压腔体排出总量k，即K＞k。
3、这个连通器中的两个腔体中装填根据需要选定的两种不同工作介质(如两种颜色不同且互不溶合的液体等；)。装填工作介质后将此连通器与外部环境完全密封。
4、腔体内的两种工作介质如果是等量装填，装填后两种工作介质的接合点应位于连接两个腔体的透明显示管的中央。可以根据设计要求采用不等量装填方案，使装填后两种介质的接合点靠近连接两个腔体的透明显示管的某一侧。由于在静止状态时两个腔体中的压力平衡，因此两种介质接合点也处于相对稳定状态。
5、由于该连通器已经与环境完全密封，因此对该封闭式连通器结构中的任一腔体施加相应的压力都不会导致工作介质逸出。对该连通器的任一腔体外部施加压力，该腔体中的介质就会通过透明连通管向另一腔体流动(见附图1-B)。由于两种介质具有不同的颜色(例如红色与白色)，因此连通器两个腔体的压力变化能够通过这个接合点直观显示观察。
6、这样，这段连接两个腔体的透明连通管就构成了压力变化的显示器，而处于连接两个腔体的透明连通管中的两种工作介质的接合点，就成为显示压力变化值的游标。将这一游标在透明显示管中的行程进行分划刻度，即可将压力变化参数量化并使之可读——此即双腔双介质压力传感及动态显示一体化应用技术——双腔双介质压力传感及动态显示技术的基本内容。
二、基本结构为了便于说明具体应用时的情况，这里提供五个的模拟应用结构模型。
模型1显示了一种利用杠杆增量、减量加压式压力传感及动态显示的应用技术方案将连通器的两个腔体相对平行放置，连接两个腔体的透明连通管盘过刻度盘以直观显示度量。在制作工艺中，事先已经将两个工作介质腔中的液体进行有差别装填，即感压腔内的介质装填量正好比平衡腔体的装填量少一个量值，这个量值相当于感压腔受到压力时工作介质排出总量k。这样，在始初的平衡状态下，两种介质的液面接合点，处于靠感压腔的一侧(见附图2)。
两个腔体的形状与安装它们的槽并不完全吻合，这是因为液体不具有压缩性，所以给两个腔体预留一些向外部膨胀的空间。两个腔体装入安装槽后，底面各自与槽底贴紧，相对的两面互相贴合，但此时不预加压力(由于是两面直接贴合，即使产生一些压力，对两个腔体而言也会自动达到动态压力平衡)。
传感杆为杠杆式，接触感压腔体的一端称之为传导端，用来探测压力来源的一端称之为感压端。杠杆的传导端与感压端中间通过一个支点，传导端与支点之间的一段称之为被动臂B，感压端与支点之间的一段称之为主动臂Z。两端距支点的距离如果相同，即B＝Z，则此传感杆不对传感压力进行增量或者减量，如果需要改变传导端的压力，则可按照杠杆结构的基本原理，对两端至支点的距离进行计算并调整。
传感杆的传导端插入互相并列的两个腔体之间，由于传导端的体积占位，给两个腔体同时施加了一定的预压力，传导端与腔体的接触面两面完全相同的物理设计以及安装位置均匀的结构设计，使此时两个腔体所受和压力仍然相同，仍然保持两边的动态压力平衡。
两个腔体安装槽下方各有一个压力调节钮，为该装置量程及零点调整的基本原理示意。通过两个调整钮，能够对连通腔体施加额外的压力，以此可以调整整个传感系统的有效量程。同样，利用调整钮调整两个腔体的压力差，则可以调整两种介质接合点(作为可视测量游标)在刻度盘上处于零点位置。
传感杆的中段部分，即在插入两腔体之前的被动臂，与两个腔体安装槽之间预留的间隙，作为传感腔体的结构限位设计。在此更靠前端，使用一个轴结构与腔体安装槽连结。传感杆主动臂的最前端，即称量传感的接触部分。
当感压端的接触部分感应到压力时，这个压力通过传感杆杠杆轴作用到传导端上，使传导端对上侧的感压腔施加压力，同时，又释放了平衡腔的压力，导致两个腔体之间原有的压力平衡被改变，形成一个动态压力平衡。此时，感压腔中的工作介质被压向平衡腔，连接两个腔体的透明显示管中处于刻度盘“零”位置的介质接合点作为显示游标被推向刻度上方，到达与感压端感受到的压力相匹配的刻度位置，刻度所标示的数值即所测量的力的数量值。
刻度盘上从零点至最大量程之间，均匀刻有分度细线。分度的方法，使用标准砝码，通过调整量程调整钮与零点调整钮，确定出零点与最大量程点的位置，然后对两点间的长度进行均匀分划并予以标注。
模型2显示了一种直接加压式压力传感及动态显示的应用方案在两个互相重叠放置并用透明显示管连通的腔体中间安置传感杆。传感杆的感应端与传导端直接连接为一体，之间没有杠杆结构的支点。在实际应用时，传感杆的感压端直接承受垂直方向的感应压力，这个压力的施加点，可以作用于传感杆的底部(见附图3-A)，也可以作用于传感杆的顶部(见附图3-B)。
由于进行量程及零点调整的原理与模型1相同，此图中不再另行出现。应用模型2提供了用于制造台座式磅称和手提式磅称的基本应用模式。直接加压式压力传感及显示方案技术结构简单，由于关键部件为一个密闭的连通器，对于零点及量程的细微调整都会直接被显示管反映出来，使用者很难故意制造恶意称量误差。
模型3显示了一种用于工业空气压缩机储压罐的压力传感、显示及控制一体化应用方案，以说明以本技术方案作为基础技术进行延伸开发的一种途径。
本应用模型仍然依据双腔双介质压力传感及动态显示一体化应用技术原理，但与前两个应用模型不同，进行了两点技术延伸。
1、感压腔直接借用空气压缩机的储压罐，而感压腔中的工作介质也利用了储压罐内的压缩空气本身。
2、在透明显示管的两处开出了两个旁路，分别连通压感电磁阀和泄压安全阀。
调整平衡腔的压力，能够进行零点校正。储压罐中的压缩空气对处于零点位置的工作介质施加压力，迫使透明显示管中的工作介质向平衡腔方向收缩，平衡腔也因此出现膨胀变形以平衡这个压力。
当压缩空气达到事先设定的压力时，通过旁路1导出的工作介质压力启动压感电磁阀，停止向储压罐中加压。如果压力继续异常升高，达到旁路2时，导出的工作介质压力将启动泄压安全阀使储压罐强制泄压。反之，当储压罐内压力下降，低于旁路2时(亦即泄压安全阀的设定压力)，泄压安全阀关闭；如果压力继续下降，低于旁路1时(亦即压感电磁阀的设定压力)，压感电磁阀启动，向储气罐中加压。
提供这样一个应用模型的目的仅在于讨论气体工作介质应用于双腔双介质压力传感及动态显示一体化应用技术的可能性，以及在基本原理的基础上进行技术延伸的可能性。
模型4示意一种多点压力感应及显示的结构方案(见附图5)。其中显示方式又可以分为并列显示(见附图5-A)与集中显示两种(见附图5-B)。
附图5-A示意的多点压力感应并列显示模式，是将N个测量点的感压腔测出的压力变化，亦即各测量点感压腔排挤出的工作介质通过导管共同输送到透明显示管内，显示各测量点的压力值的总和并予以量化。
当N个感压腔在受到不同压力压时，一方面它们排挤出的工作介质共同流向同一个透明显示管，以显示经过累加的压力值；另一方面由于各感压腔受到的压力不同，感受压力较大的感压腔中的工作介质不但会向共同的透明显示管中流动，同时也会向其它感受压力较低的感压腔流动，这样，将使透明显示管显示出来的压力值出现误差。如果有必要，还需采用其它的技术手段去消除这个误差，以保证达到可用的测量精度。附图5-A示意的只是一个结构模型，并不是一个完整的可以直接应用的技术方案。基于此结构模型用以消除显示误差的技术方案现实中有多种选择，但不在本发明的讨论范围之内。
附图5-B示意的多点压力感应集中显示模式，只是将N个独立的双腔双介质压力传感及动态显示结构的感压腔进行多点分布，而将平衡腔集中安置在一个位置，同时透明显示管并列安放，使用共同的刻度盘以便进行观察比较。
模型5示意一种气压测定工具的原理方案(见附图6)。这是一种可以直读用于测定大气压力的便携式工具，结构简单轻便。
依据双腔双介质压力传感及动态显示一体化应用技术原理，透明显示管连通着两个用不同材料制作的腔体。其中平衡腔使用金属、工程塑料等硬质材料制成，为不具弹性的刚性结构。通过透明显示管导通至感压腔。感压腔为使用弹性材料制作的弹性腔体。
刚性的平衡腔中装填的工作介质为经过抽湿处理的气体(如氮气)，装填工况保持一个大气压力。弹性的感压腔中装填的工作介质为有色的耐低温液体。为减少感压腔受到外力变形产生的误差，可对其进行悬挂处理等方式进行结构安排。其测量精度主要靠平衡腔内气体压力预装时的工艺保证。其读出的刻度盘带有微量调节装置，在使用中需要对其测量精度进行校准时，调整微量调节装置改变刻度盘的位置，以进行精度校正。
事实上，双腔双介质压力传感及动态显示一体化应用技术还能够在许多应用方向进行再开发，在此不再一一例举。
有益效果双腔双介质压力传感及动态显示一体化应用技术与既有的各种压力传感及显示技术方案相比较，具有以下独特的有益效果。
1、结构简单，材料便宜，制作方便，在压力传感及显示的过程中，不需要任何能源及其它技术设备支持。
2、具有宽泛的传感灵敏度适用范围，并可同时予以直观显示，应用范围广泛。
3、典型结构为密闭式结构，量程及零点调整方法简单明了。一旦按照工艺标准制作完成后，人为制造传感偏差的可能性极小。
4、本技术方案在进行应用设计时结构适应性强，产品造价低，体积小、重量轻。同时传感精度高，性能稳定。
本技术方案在各种需要进行压力传感并直观显示的民用及商业、工业设备领域，有较大的应用前途及开发价值。
附图1 传感显示原理示意附图2 模拟应用结构模型1附图3 模拟应用结构模型2附图4 模拟应用结构模型3
附图5 模拟应用结构模型4附图6 模拟应用结构模型具体实施例方式基于双腔双介质压力传感及动态显示一体化应用技术进行的实用开发设计，需要解决以下实际问题1、感压腔体材料根据需要应用的压力传感条件，可能需要在微量计量及重负载计量这样一个较大的应用范围内进行选择。感压腔体材料应该与这一选择的应用范围相符。一般情况，当需要进行微量称量应用时，制作感压腔体的材料需要使腔体自身具有较灵敏的感压能力，以提高称量的灵敏度；当称量当量较大时，则需要选择更坚固的材料制作腔体，以提高腔体的耐压能力。必要时，感压腔与平衡腔也可以考虑使用不同的材料制作，但两种制作材料应达到尽可能一致的疲劳强度、物理稳定性、耐气候性等性能要求。
2、结构限位设计使用任何一种材料制作感压腔体，均要求在应用条件下感压腔体具有一定的弹性变形及复位的能力，而弹性结构的弹性及复位能力都有一个极限值，一旦施加的压力大于这一极限值，感压腔体的弹性结构将出现不可复原的永久性变形。因此实际应用双腔双介质压力传感及动态显示一体化应用技术进行结构设计时，有必要加入结构性的限位保护方案。
3、连通管材料直接使用透明管做显示装置是一种最经济的方案，但并不一定能适应任何应用环境。需要选择具有达能使用要求的耐压能力的透明材料。如果没有这种透明材料能够满足应用条件，则应考虑采用并联分压、改变传感杆传导比例减压等的方法实现应用要求。
4、工作介质材料根据应用环境的要求，需要在选择介质材料时，考虑其化学稳定性、毒副作用、冰点、可挥发性、对腔体材料的腐蚀性、易燃性等因素。对于互相配伍的两种工作介质材料来说，应尽可能选择冷热膨胀系数接近，互相无相溶等反应，温度/粘度变化比率小，冰点低的方案，同时介质本身颜色的区别尽可能明显，也可考虑使用染色法加强颜色的区别。
5、增强游标的显示能力一般情况下，以两种不同颜色介质的接合点作为可视游标，已经基本具备符合观察要求的动态显示能力。为了观察方便，要求使用时游标应该具有一定的阻尼，因此介质材料本身的基础粘度应该有相应的选择要求。
如果应用产品的设计使用要求需要更强的游标显示能力，可结合某些其它辅助手段进一步增强。例如使用反射能力强的镜面材料、可自发光的材料作透明显示管的衬底。也可以尝试采用工艺手段将显示管内壁制成扁平形状、磨砂化或珠光化等。另外，在选择工作介质材料时，其中一种工作介质选择或制备为不透明的材料，另一种为透明材料，并且将显示管衬底材料涂以鲜明的标志色，当不透明介质与透明介质接合点的游标移动时，不透明介质部分遮住衬底的标志色，透明介质部分则露出衬底的标志色，观察时的视觉感觉如同标志色的色条在移动。
6、获取压力感应与两个腔体间的压力平衡应用双腔双介质压力传感及动态显示一体化应用技术实现压力传感及动态显示功能时，需要有一种合理的结构保证获取压力感应的可靠性。
传感杆结构可能是最容易应用的方式之一。传感杆类型可分为直接感应传导方式与间接感应传导方式两种。直接感应传导传感杆是指传感杆将感应到的压力变化直接传导至传感腔体的方法，间接感应传导传感杆是指利用杠杆原理传递感应压力，可以根据需要对传导到感压腔的力矩进行增量或减量的压力感应及传递方法。传感杆的结构形式，根据不同应用方案的使用要求，将会出现许多不同的设计方案。
两个腔体中的工作介质，在使用准备的状态下，应该事先对其施加一个预压力，使整个连通器内预先即保持正压，这样，可以提高两个腔体内压力平衡的稳定性。这个预压力应该是对两个腔体同时施加并且保持压力相等。其次，在压力传感测量应用状态，当传感杆向感压腔施加感应力时，应该同时使平衡腔减小一个与此相等的力，也就是说，此时，传感杆在传递感应力时，如果使感压腔内的压力增加一个n的力，则同时需要使平衡腔减掉一个n的力。这样，在连接两个腔体的透明显示管构成的可视量程中，两种介质接合点的游标从低端至高端变化时，所行经的单位刻度可能比较均匀。
在某种情况下，设计者可能需要选择更具延伸性的设计方案，例如介质配伍可能选择液体/气体组合，利用气体的可压缩性取代弹性结构的腔体设计、向气体腔中预施压力等方案，甚至开放其中一个腔体(本质意义上仍然是两个相对密封的腔体，只不过将原来的压力传感腔体延伸为与被测目标的压力区合为一体)，使之直接与测量对象连通并取得压力感应等，只要具有双腔双介质压力传感及动态显示一体化应用技术所表述的双腔连通器特征，理论上都能在一定条件下实现压力传感及显示的要求，并不与本技术方案相悖。
7、显示管的减压方法有时候，选择制作显示管的透明材料时，会遇到透明显示管材料强度远低于传感腔体材料强度，从而成为水桶上最短的一块木板的情况，限制了整个压力传感及动态显示结构的量程范围，从而使整个压力传感及动态显示系统难以达到预期应用要求。这时，可以考虑采用为显示管减压的方法来弥补。
例如，采用间接感应传导传感杆，即指利用杠杆原理传递感应压力，调整传感杆的支点距离压力感应端与传导端的长度的比例，可以减弱或增强作用于感压腔体感应力。
例如，采用分流分压结构，从感压腔另外旁路导出一部分分流压力至平衡腔中，使作用于透明显示管中的压力得到减弱。
在双腔双介质压力传感及动态显示一体化应用技术应用的具体环境下，考虑对显示管减压的手段，大体不超出普通结构力学和流体力学的基本原理，存在许多种可以延伸开发的方案。在此不作过多说明。
8、动态流量与量程设计前面已经讨论过利用传感杆向腔体施加压力，使两个腔体之间产生压力差，导致感压腔中的介质通过透明显示管向平衡腔流动，从而显示压力值的原理。具体到一个现实的应用设计中，还需要解决动态流量与量程设计的问题。
传感杆向一个腔体施加压力时，设计中要首先考虑施加这个压力对腔体产生的最大许用变形量，在应用设计中，腔体的最大许用变形量，在使用条件、腔体制作材料及结构限位设计均需予以设定。最大许用变形量决定了允许传感杆施加的压力极限值，表现为从施加压力的腔体中压迫排出的工作介质的总量k。
感压腔排出工作介质总量k通过连接两个腔体的透明显示管流向平衡腔，同时要求总量k不能被排出透明显示管流进平衡腔内，否则会给这个传感显示装置带来很大麻烦。这就要求实现显示功能的透明显示管的内部容积K，应该大于工作介质总排量k。为了保证不出现两种介质混入一个腔体的麻烦，在腔体设计中可采用某些保护性结构实现，例如将透明显示管伸入平衡腔中一个相当的长度等。当然，这时在计算对平衡腔中工作介质装填量时，要适当减掉伸进平衡腔中的透明显示管实际占位的体积。
事实上并不是整个透明显示管都能够并且都有必要作为有效显示的部分。这里所说的有效显示部分的实际长度L，即为该传感显示装置的许用显示量程。相对于工作介质总排量k而言，应该等于或小于所选择使用的透明显示管的许用量程部分的有效容积K，即透明显示管内截面积乘以有效显示部分的实际长度。显示管的有效工作容积K的计算公式K＝(πR2)L，其中R为透明显示管的内半径，L为显示管的有效显示长度。
当所设计的称量装置能够提供足够的空间时，基于工作介质总排量k与量程有效容积K的相互关系，设计较长的许用显示量程，有助于提高观察精度。但也许事实上称量装置的体积、介质总排量k与许用量程有效容积K之间的关系并不总是正好恰当合适，因此最终解决这个问题，还需要对相关因素进行总体的综合考量才能够实现。
在双腔双介质压力传感及动态显示一体化应用技术原理的基础上，进行实际应用设计时，应根据设计目标的具体情况，进行量程及零点调整机构的安排与设计。在能够实现标准化工艺保证的批量生产的条件下，量程调整最好在总体装配前完成并预以相对固化，在成品中只需设置一个零点调整钮即可。
利用双腔双介质平衡式动态压力传感及显示技术基本配置实现所需的功能，主要在于如何设计向这一装置的两个腔体施加压力的方法和结构，以及恰当地完成关于工作介质总排量k与许用量程有效容积K的计算。事实上，能够实现这一要求的方案可以无限多。对于应用双腔双介质压力传感及动态显示一体化应用技术的开发目标而言，应该根据自己预期实现的功能及实现的方式，以及应用环境的要求进行开发设计和制作工艺设计。
9、各部件和加工制造工艺使用双腔双介质压力传感及动态显示一体化应用技术进行应用产品设计开发时，对产品材料、生产制作工艺并没有特殊的强制性的规定，设计者完全可以根据设定的应用要求及所选择的材料特性，以及现有的工艺装备因地制宜地进行。
密闭传感腔体及透明连通管组成的传感显示部件是双腔双介质压力传感及动态显示一体化应用技术中的核心部件，如果应用于传感压力较小(例如量程在5Kg左右)的产品，应考虑采用柔性透明塑料材料一次性注塑或吹塑完成。
(the end)
权利要求
1.一种压力传感及动态显示技术原理。典型结构的核心部件由两个(或者至少为其中一个)使用弹性材料制作的、由透明管连通的、中间装填除固体形态以外的两种不同工作介质、与外部环境完全密封的腔体构成。腔体的形状及尺寸没有限制，可根据应用产品的需要进行灵活设计。
2.根据权利要求1所述的压力传感及显示技术原理，其特征是两个腔体及其连通管在装填介质后，进行完全密封处理。
3.根据权利要求1所述的压力传感及显示技术原理，其特征是连接两个腔体的连通管(或至少其中一部分)为透明材料制作，以实现显示功能。
4.根据权利要求1所述的压力传感及显示技术原理，其特征是两个腔体中分别装填两种不同的传感介质，传感介质可以是除固体形态以外的任何物理形态的物质。根据应用需要可以选择多种材料配方。其中一种介质应该是自身具有颜色或者经过染色处理的材料，以实现传感压力动态显示功能。
5.根据权利要求1所述的压力传感及显示技术原理，其特征是根据应用设计的具体环境，配合不同的压力传感结构以感应、获取压力并传导至感压腔体。这种感应、获取并传导结构可以是直接加压式，也可以是通过杠杆作用增减加压式，或者采用其它直接、间接感应传导方式。
6.根据权利要求1所述的压力传感及显示技术原理，其特征是可以采用分压或传感杆杠杆减压等方法，降低显示透明管内部所承受的压力，使整个压力传感及动态显示系统能够具有对更高压力的感应及显示能力。
7.根据权利要求1所述的压力传感及显示技术原理，其特征是作为一种开放性的技术方案，在此基础上可进行技术延伸，包括应用概念腔体、概念工作介质、采用刚性腔体、一个腔体对外部环境开放等变例设计方案。可与其它传感、记录、取样、控制技术及设备相衔接，构成一个完整的压力传感、取样控制及全程记录系统。
全文摘要
一种压力传感测量及动态显示的一体化应用技术以及相关的应用结构原理模型。据此可开发设计出一系列需要压力传感并直接动态显示的测量工具设备，如应用于称量用途的固定称量设备、手提式称量设备以及各种需要随时测量并直接读出压力变化以至进行压力控制的设备的传感系统。它的典型结构由一个透明显示管连通的两个弹性腔体构成，两个腔体中各自装入不同颜色的两种工作介质并与外部环境密封，其相接处位于透明显示管的设定位置成为显示游标。当其中一个腔体受到外部压力并产生变形时，其中的工作介质被压向另一个腔体，导致显示游标在透明显示管内移动。将这一移动过程进行刻度分划，即可直接读出压力变化的相关数字量。在其典型结构的基础上，能够进行技术延伸并设计出各种变例结构，以适应于更加广泛的使用需求。
文档编号G01L7/02GK1493860SQ03137429
公开日2004年5月5日 申请日期2003年6月23日 优先权日2003年6月23日
发明者和近建 申请人:和近建