一种环保型高温熔体压力变送器的制作方法

本发明涉及压力变送器的技术领域，更具体地说，它涉及一种环保型高温熔体压力变送器。

背景技术：

高温熔体压力变送器主要用于高温条件下熔融物质的压力测量与控制，主要应用于化纤塑料、纺丝、聚酯、橡塑机械等设备的高温流体介质的压力测量与控制。其工作原理通常为：采用毛细管连接隔离膜片和压力感应元件，并在毛细管中抽真空并填充水银(剧毒物质)，介质压力直接作用在隔离膜片上，使隔离膜片产生与介质压力成正比的微位移，进而使变送器的电阻发生变化，利用电子线路检测位移变化并转换输出一个对应于压力的标准信号。

目前高温熔体压力变送器存在几点缺点：

1、内部填充介质为水银、存在剧毒。对生产厂商员工和消防者存在健康威胁

2、隔离膜片厚度只有0.12mm厚度，隔离膜片非常脆弱。需要严格保护且使用寿命不长

3、只能在400℃下测量熔体介质的压力，无法满足高分子材料的发展所需更高的温度

4、国内外厂曾尝试使用高温硅油或钠钾合金作为填充介质、高温硅油存在高温下、油膨胀系数太大、导致产品的温度漂移大，测量值失真，且最大只能在280℃以下工作，且使用寿命极短，国内外厂商已经摈弃了这种介质。钠钾合金有存在易燃易爆的隐患，一旦发生泄漏、危险很大

技术实现要素：

针对实际运用中这一问题，本发明目的在于提出一种环保型高温熔体压力变送器，具体方案如下：

一种环保型高温熔体压力变送器，包括壳体、长杆、毛细管、膜片、压力检测组件，所述壳体包括呈中空状的通壳、基座、顶板，所述基座及所述顶板通过螺钉固定于所述通壳两端以密封所述通壳形成封闭空间，所述基座背离所述封闭空间一侧固定设有连接件，所述连接件背离所述基座一侧呈凸台状以形成定位头，所述长杆端部开设有与所述定位头相适配的定位槽，所述定位头固定安装于所述定位槽内以连接所述长杆与所述连接件，所述长杆中部开设有通槽，所述毛细管置于所述通槽内且所述毛细管一端依次贯穿所述连接件、基座置于所述封闭空间内，所述膜片安装于所述长杆背离所述连接件一端以密封所述通槽设置，所述压力检测组件包括接收端和发送端，所述接收端及所述发送端分别安装于所述基座及所述顶板靠近所述封闭空间的一侧，且所述接收端与所述发送端电连接。

进一步优选地，所述膜片边沿弯折延伸安装于所述长杆外侧壁处以包裹所述长杆端头设置。

进一步优选地，所述基座、所述顶板与所述通壳之间设有密封圈。

进一步优选地，所述通槽侧壁上设置有限位环，所述毛细管穿设于所述限位环内以与所述长杆同轴设置。

进一步优选地，所述基座背离所述连接件的一侧设有弹性层，所述压力检测组件安装于所述弹性层上。

进一步优选地，所述毛细管中填充有镓基合金液体，按重量百分比计，所述的镓基合金液体包括：镓50～60％、铟13～20％、锡8～10％、铅2～5％和铊1～3％。

进一步优选地，所述毛细管采用铂铑合金材料制成，且所述毛细管内孔尺寸为0.25mm。

进一步优选地，所述膜片采用航空材料inconel718，且所述膜片厚度为0.5mm。

进一步优选地，所述弹性层与所述基座之间采用激光焊接方式连接，且所述弹性层背离所述基座一侧进行喷砂处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

利用镓基合金液体替代原现有技术中的水银，镓基合金液体在高温下热膨胀系数小、高压下不会发生性能变化、且在高达400℃及更高的温度下性能稳定。通过膜片及焊接工艺杜绝泄漏现象，不仅有效避免了重金属污染及水银泄漏危害人体的风险，且本变送器能在高于750℃高温下正常测量熔体的压力。

附图说明

图1为本发明实施例的整体示意图。

附图标记：1、壳体；101、通壳；102、基座；103、顶板；2、长杆；3、毛细管；4、膜片；5、连接件；6、定位头；7、定位槽；8、通槽；9、接收端；10、发送端；11、封闭空间；12、密封圈；13、限位环；14、弹性层。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。

如图1所示，一种环保型高温熔体压力变送器，包括壳体1、长杆2、毛细管3、膜片4、压力检测组件。具体的，壳体1包括呈中空状通壳101、基座102、顶板103，基座102及顶板103通过螺钉固定于通壳101两端以密封通壳101，使通壳101内部形成封闭空间11。为确保封闭空间11的密封性，在基座102、顶板103与通壳101之间均设有密封圈12。同时，基座102背离封闭空间11一侧固定焊接设有连接件5，连接件5背离基座102一侧呈凸台状以形成定位头6，长杆2端部开设有与定位头6相适配的定位槽7，定位头6固定焊接安装于定位槽7内以将长杆2与连接件5固定连接。其中，长杆2中部开设有通槽8，毛细管3安装于通槽8内且毛细管3一端依次贯穿连接件5、基座102置于封闭空间11内。为使毛细管3与长杆2始终保持同轴状态，在通槽8侧壁上设置有限位环13，毛细管3穿设抵接于限位环13内侧壁，利用限位环13对毛细管3进行限位，避免毛细管3倾斜，影响工作效率。

压力检测组件包括接收端9和发送端10，接收端9及发送端10分别安装于基座102及顶板103靠近封闭空间11的一侧，且接收端9与发送端10电连接。优选地，基座102背离连接件5的一侧通过激光焊接设有弹性层14，且弹性层14背离基座102一侧进行喷砂处理，以消除加工应力、增强产品整体稳定性，压力检测组件安装于弹性层14上。

进一步的，膜片4安装于长杆2背离连接件5一端以密封通槽8，且膜片4边沿弯折延伸安装于长杆2外侧壁处以包裹长杆2端头，提高膜片4对通槽8的密封性能。为提高膜片4使用寿命，膜片4采用航空材料inconel718，且膜片4厚度为0.5mm。以最大限度消除加工中的残余应力、膜片4经过锻造、固溶处理、初加工、消除加工应力、精加工、镀耐磨镀层等工序损耗。

本实施例中，毛细管3中填充有镓基合金液体，按重量百分比计，的镓基合金液体包括：镓50～60％、铟13～20％、锡8～10％、铅2～5％和铊1～3％。利用镓基合金液体替代原现有技术中的水银，镓基合金液体在高温下热膨胀系数小、高压下不会发生性能变化、且在高达400℃及更高的温度下性能稳定。

然而，镓基合金液体为金属材料，金属材料长时间储存可能会存在细微的湿润性，为解决湿润性问题。本实施例毛细管3采用铂铑合金材质制成，替代原现有技术总的不锈钢材质，解决湿润性问题。且毛细管3内孔尺寸为0.25mm，以便于向毛细管3中填充液体。

同时，由于镓基合金液体存在流动性不强、难以填充、空气接触易氧化等技术问题，本实施例在填充前，对镓基合金液体先进行加热搅拌及抽正空处理，确保镓基合金液体不与空气接触，再对毛细管3进行抽真空处理后进行填充。填充时可优选增加稀有气体氩气，使其有一定的压力作用于镓基合金液体表面，确保填充更充分，且氩气隔绝空气，进而避免镓基合金液体发生氧化反应。

利用镓基合金液体替代原现有技术中的水银，镓基合金液体在高温下热膨胀系数小、高压下不会发生性能变化、且在高达400℃及更高的温度下性能稳定。通过膜片4及焊接工艺杜绝泄漏现象，不仅有效避免了重金属污染及水银泄漏危害人体的风险，且本变送器能在高于750℃高温下正常测量熔体的压力。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。