井下仪器用压力传感器的制造方法
【专利摘要】本发明实施例公开的井下仪器用压力传感器，涉及传感器技术，能够解决井下石油环境下的高温高可靠性工作用的压力传感器的难题。传感器电路包括零偏调整电路和温度平衡电路，零偏调整电路调节零偏输出，与桥式电路匹配，保证传感器的输出零偏较小，温度平衡电路调整温度传感器输出受温度的影响；井下仪器压力测量。
【专利说明】井下仪器用压力传感器
【技术领域】
[0001]本发明涉及传感器技术，尤其涉及一种井下仪器用压力传感器。
【背景技术】
[0002]压力传感器是工业实践、仪器仪表控制中最为常用的一种传感器。并广泛应用于油井行业，压力传感器用于测量井况的具体压力情况，是石油井下必不可少的测量设备，由于井下环境复杂，并且每次井下仪器下井工作时间较长，因此对压力传感器的温度、精度和可靠性有很高的要求。目前的压力传感器有的单独在精度上满足要求，有的单独在温度上满足要求，但是在可靠性上找不到满足要求的压力传感器。
【发明内容】
[0003]为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种井下仪器用压力传感器，能够解决井下石油环境下的高温高可靠性工作用的压力传感器的难题。
[0004]具体解决方案如下:
[0005]一种井下仪器用压力传感器，包括传感器接头、传感器芯体、传感器壳体、第一密封圈和第二密封圈；
[0006]其中，传感器接头大致呈圆筒状，传感器一端通过螺纹和被测仪器相接，传感器另一端焊接在传感器壳体上，传感器接头外圆周设有至少一个密封圈，密封圈使得传感器接头与被测仪器之间密封；传感器芯体固定在传感器壳体内，传感器芯体内部集成有桥式电路，设置在传感器芯外周的密封圈将传感器芯体和传感器壳体之间密封，传感器芯体一端设有敏感压力膜片，敏感压力膜片是不锈钢材料，另一端设有信号输出器件，敏感压力膜片与传感器接头圆筒状内孔的末端相接，信号输出器件与固定在传感器壳体内部的传感器电路连接；
[0007]传感器电路包括零偏调整电路和温度平衡电路，零偏调整电路调节零偏输出，与桥式电路匹配，保证传感器的输出零偏较小，温度平衡电路调整温度传感器输出受温度的影响；
[0008]井下油液进入传感器内部，传感器芯体上的敏感压力膜片受到油液的挤压，内部桥式电路发生不平衡，传感器电路敏感到不平衡，输出电压。
[0009]本发明实施例提供的井下仪器用压力传感器，传感器电路包括零偏调整电路和温度平衡电路，零偏调整电路调节零偏输出，与桥式电路匹配，保证传感器的输出零偏较小，温度平衡电路调整温度传感器输出受温度的影响，减小传感器受温度影响的输出，这两个功能保证了传感器的功耗小和高温特性，从而保证了压力传感器的高可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1为本发明实施例提供的井下仪器用压力传感器结构示意图；
[0012]图2为本发明实施例中电路图。
【具体实施方式】
[0013]下面将结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。在下面的描述中，出于解释而非限制性的目的，阐述了具体细节，以帮助全面地理解本发明。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是，也可以在脱离了这些具体细节的其它实施例中实践本发明。
[0014]在此需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
[0015]一种井下仪器用压力传感器，如图1所示，包括传感器接头1、传感器芯体2、传感器壳体3、第一密封圈4、第二密封圈5和传感器电路6 ；
[0016]其中，传感器接头I大致呈圆筒状，起到固定传感器芯的作用。传感器一端通过螺纹和被测仪器相接，传感器另一端焊接在传感器壳体3上，传感器接头I外圆周设有至少一个密封圈，密封圈使得传感器接头I与被测仪器之间密封；传感器芯体2固定在传感器壳体3内，传感器芯体2内部集成有桥式电路，设置在传感器芯外周的密封圈将传感器芯体2和传感器壳体3之间密封，传感器芯体2 —端设有敏感压力膜片，敏感压力膜片是不锈钢材料，另一端设有信号输出器件，敏感压力膜片与传感器接头I圆筒状内孔的末端相接，信号输出器件与固定在传感器壳体3内部的传感器电路6连接；传感器壳体后端与接头端共同起到保护和固定传感器芯的作用，并且传感器壳体后端起到固定传感器电路的作用。
[0017]传感器电路3包括零偏调整电路和温度平衡电路，零偏调整电路调节零偏输出，与桥式电路匹配，保证传感器的输出零偏较小，温度平衡电路调整温度传感器输出受温度的影响；
[0018]井下油液进入传感器内部，传感器芯体I上的敏感压力膜片受到油液的挤压，内部桥式电路发生不平衡，传感器电路敏感到不平衡，输出电压。
[0019]如图2所示，桥式电路包括第一电阻Rl、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4。温度平衡电路包括第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7，采集电阻要与传感器芯桥式电路的电阻匹配使用，使得传感器输出稳定，并在高温时调节零偏和稳定性，提高传感器高温的精度、非线性度、稳定性和对称性。通过电路的调整，使得此传感器能够在150°C高温的情况下，精度达到0.1%。，非线性度达到0.1%。，对称性达到0.1%。，长期稳定性达到0.1%。，起到调节电路高温性能的作用；零偏调整电路包括第八电阻R8和第九电阻R9，根据传感器芯桥式电路各个端点之间的电阻，调配电路上的电阻，使得传感器输出零偏达到最小化，提高压力传感器的精度和对称性，起到调节零偏的作用。
[0020]各电阻连接方式如图2所示，串联在一起的第二电阻和第九电阻一端连接负输出端，另一端连接负输入端；串联在一起的第三电阻和第八电阻一端连接正输出端，另一端连接负输入端；串联在一起的第一电阻和第四电阻一端连接负输出端，另一端连接正输出端；第五电阻、第六电阻和第七电阻一端连接在第一电阻和第四电阻之间，第五电阻另一端连接负输出端，第六电阻另一端连接正输入端，第七电阻另一端连接正输出端。
[0021]本发明实施例提供的井下仪器用压力传感器，传感器电路包括零偏调整电路和温度平衡电路，零偏调整电路调节零偏输出，与桥式电路匹配，保证传感器的输出零偏较小，温度平衡电路调整温度传感器输出受温度的影响，减小传感器受温度影响的输出，这两个功能保证了传感器的功耗小和高温特性，从而保证了压力传感器的高可靠性。
[0022]如上针对一种实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，和/或与其它实施例中的特征相结合或替代其它实施例中的特征使用。
[0023]应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤、组件或其组合的存在或附加。
[0024]这些实施例的许多特征和优点根据该详细描述是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施例的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施例限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。
[0025]本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。
【权利要求】
1.一种井下仪器用压力传感器，其特征在于，包括传感器接头、传感器芯体、传感器壳体、第一密封圈和第二密封圈； 其中，传感器接头大致呈圆筒状，传感器一端通过螺纹和被测仪器相接，传感器另一端焊接在传感器壳体上，传感器接头外圆周设有至少一个密封圈，密封圈使得传感器接头与被测仪器之间密封；传感器芯体固定在传感器壳体内，传感器芯体内部集成有桥式电路，设置在传感器芯外周的密封圈将传感器芯体和传感器壳体之间密封，传感器芯体一端设有敏感压力膜片，敏感压力膜片是不锈钢材料，另一端设有信号输出器件，敏感压力膜片与传感器接头圆筒状内孔的末端相接，信号输出器件与固定在传感器壳体内部的传感器电路连接； 传感器电路包括零偏调整电路和温度平衡电路，零偏调整电路调节零偏输出，与桥式电路匹配，保证传感器的输出零偏较小，温度平衡电路调整温度传感器输出受温度的影响； 井下油液进入传感器内部，传感器芯体上的敏感压力膜片受到油液的挤压，内部桥式电路发生不平衡，传感器电路敏感到不平衡，输出电压。
2.如权利要求1所述的井下仪器用压力传感器，其特征在于，桥式电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，温度平衡电路包括第五电阻、第六电阻和第七电阻，零偏调整电路包括第八电阻和第九电阻； 其中，串联在一起的第二电阻和第九电阻一端连接负输出端，另一端连接负输入端；串联在一起的第三电阻和第八电阻一端连接正输出端，另一端连接负输入端；串联在一起的第一电阻和第四电阻一端连接负输出端，另一端连接正输出端；第五电阻、第六电阻和第七电阻一端连接在第一电阻和第四电阻之间，第五电阻另一端连接负输出端，第六电阻另一端连接正输入端，第七电阻另一端连接正输出端。
【文档编号】E21B47/06GK104198111SQ201410415116
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月21日 优先权日:2014年8月21日
【发明者】郭秋芬, 张晓丽, 游学 , 吕伟, 李玮燕, 张龙, 岳步江, 郭双红 申请人:航天科工惯性技术有限公司