一种接口开放式溅射薄膜压力变送器的制作方法

本实用新型涉及压力变送器，具体涉及一种接口开放式溅射薄膜压力变送器，可广泛应用于各种流体的压力自动测控。

背景技术：

目前，全球传感器市场规模达到2000亿美元以上，其中压力传感器市场规模占到总市场规模的19%左右，并以每年20%以上的速度持续高速增长。随着使用量的增长，压力传感器的管路接口、电气接口形式越来越多，同时由于压力传感器密集化的发展趋势，对压力传感器的小型化、成本控制提出了更高要求。因此，开发接口开放且小型化低成本的新型压力传感器具有重要意义。

压力传感器是将压力信号转换为电信号的装置，由于压力传感器输出的电信号一般不是标准信号，因此现场使用时，一般先将传感器二次开发为输出为0.5～4.5V、4～20mA、modbus协议、CAN协议等标准输出形式的变送器或仪器仪表，管路接口方面，需根据现场需要设计各种接口形式、密封方式的管路接口。目前，传感器的终端用户不具备开发变送器、仪器仪表的技术、设备投入等条件，变送器、仪器仪表生产厂家又因输出形式、管路接口形式多种多样不适合批量化生产，导致生产成本高、效率低、性能不能保证等缺点。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题：针对传统溅射薄膜压力传感器输出信号小、信号不标准、无温度补偿或温度补偿效果差、无线性修正、不方便引压的缺点，拟解决传统溅射薄膜压力变送器成本高、体积大、电气输出形式及接口固定、管路接口固定的缺点，提供一种电气接口和管路接口开放，结构简单、集成度高、成本较低、适合大批量规模化生产、产品一致性高、通用性好、适应性强、小型化的接口开放式溅射薄膜压力变送器。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

本实用新型提供一种接口开放式溅射薄膜压力变送器，包括相互连接的转接头和溅射薄膜压敏元件，所述溅射薄膜压敏元件上安装有支撑架，所述支撑架上安装有相互连接的变送电路板和电连接器，所述变送电路板上设有信号放大调理电路，所述溅射薄膜压敏元件的输出端通过信号放大调理电路、电连接器相连。

优选地，所述转接头采用金属制成。

优选地，所述转接头为圆柱状。

优选地，所述转接头外壁上嵌设有密封圈。

优选地，所述变送电路板为轨对轨电压输出，电气输出形式为0.5V至供电电压，且输出电压最高不超过5V。

优选地，所述电连接器为插针或插座。

优选地，所述信号放大调理电路由单颗变送芯片及其外围电路构成。

优选地，所述变送电路板上靠溅射薄膜压敏元件的一侧还设有温度传感器，所述温度传感器和变送芯片相连。

和现有技术相比，本实用新型具有下述优点：

1、本实用新型结构简单、变送电路板设计巧妙，集成度高，大大降低了原材料成本。

2、本实用新型支撑架上安装有相互连接的变送电路板和电连接器，所述变送电路板上设有信号放大调理电路，所述溅射薄膜压敏元件的输出端通过信号放大调理电路、电连接器相连，通过电连接器提供开放的输出接口，由于接口开放，不受使用现场管路接口及电气接口要求的影响，可在工厂进行大批量规模化生产。

3、传统的压力变送器生产过程中，由于变送电路板单独布置，压力变送器、变送电路板属于不同的厂商，使得只能根据单个产品的不同性能进行标定、温度补偿和线性修正，需要采集不同压力、不同温度（高温、低温、室温）时的输出值，操作繁琐、效率底下；本实用新型产品由于采用了集成化设计，适合大批量规模化生产，通过总结分析相同生产工艺下制造的产品，便于针对产品进行统一的温度补偿及线性修正，而且生产时不需要依赖特定的高/低温环境，大大降低了生产成本、大大提高了生产效率、提高了产品一致性。

4、本实用新型的转接头可以根据需要选择焊接或者安装在目标管路中，具有通用性好、适应性强的优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例的主视结构示意图。

图2为本实用新型实施例的剖视结构示意图。

图例说明：1、转接头；11、密封圈；2、溅射薄膜压敏元件；3、支撑架；4、变送电路板；5、电连接器。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实施例的接口开放式溅射薄膜压力变送器包括相互连接的转接头1和溅射薄膜压敏元件2，溅射薄膜压敏元件2上安装有支撑架3，支撑架3上安装有相互连接的变送电路板4和电连接器5，变送电路板4上设有信号放大调理电路，溅射薄膜压敏元件2的输出端通过信号放大调理电路、电连接器5相连。

转接头1在使用现场的管路上形成固定和密封。本实施例中转接头1采用金属制成，可方便地通过激光、氩弧焊等方式进行焊接，可根据现场需求焊接与使用现场的管路形成固定和密封，焊接处可耐400MPa压力。本实施例中转接头1具体采用不锈钢制成，此外也可以根据需要采用其他金属。本实施例中，转接头1为圆柱状，在安装时可以方便地转换为不同螺纹型号的管路接口。本实施例中，转接头1外壁上嵌设有两道密封圈11，不采用焊接方式时，可以方便地采用密封圈11侧面密封的方式转换为不同螺纹型号的管路接口，可方便快捷地满足不同使用现场需求，确保管路结构密封稳定可靠，不会发生泄漏。此外，密封圈11可以根据需要进行选择，例如采用一个密封圈11或者更多密封圈11等，其原理与本实施例相同，故在此不再赘述。

溅射薄膜压敏元件2为现有的压力敏感元件，起将压力信号转换为电压信号的作用。

支撑架3用于固定变送电路板4。

变送电路板4用于安装和固定信号放大调理电路等元器件。

本实施例中，信号放大调理电路由单颗变送芯片及其外围电路构成，本实施例中变送芯片具体采用JHM1101型变送芯片，该变送芯片内置信号放大调理电路，还具备温度补偿以及线性修正功能。将变送芯片及其外围电路布置在圆形的变送电路板4上，然后将变送电路板4上的所有元器件整体封装，变送电路板4大小仅Φ7.5mm，本实施例接口开放式溅射薄膜压力变送器的外形尺寸仅Φ14×20mm，远远小于传统溅射薄膜压力变送器，可方便地对本实施例接口开放式溅射薄膜压力变送器进行各种功能扩展，同时为植入式安装提供了便利。本实施例中，变送电路板4上靠溅射薄膜压敏元件2的一侧还设有温度传感器，温度传感器和变送芯片相连，从而可以根据温度传感器检测的温度来对溅射薄膜压敏元件2的输出信号进行温度补偿。温度传感器紧贴着溅射薄膜压敏元件2，压力管道内的温度可以通过溅射薄膜压敏元件2上厚度仅为0.05至1毫米的不锈钢膜片直接传导至温度传感器，温度测量没有延迟，能够快速准确感应温度变化，通过此温度传感器采集到的温度数据进行补偿，零点温漂≤0.005%FS/℃。

本实施例中，变送电路板4为轨对轨电压输出，电气输出形式为0.5V至供电电压，且输出电压最高不超过5V，可通过改变供电电压方便地将输出电压改变为0.5V～2.5V、0.5V～4.5V、0.5V～5V等输出形式。当输出为0.5V～4.5V时，本实施例的接口开放式溅射薄膜压力变送器为标准的电压输出变送器；当输出为0.5V～2.5V时，本实施例的接口开放式溅射薄膜压力变送器可以不需要任何压力设备即可方便地开发为4mA～20mA电流的输出变送器。

电连接器5起供电及信号传输作用，还可以在需要扩展新电路板时可起到固定电路板的作用。本实施例中，电连接器5为插针，可通过一块电路板方便地转接为直接引线输出、霍斯曼插头、航空插头等输出接口，也可以通过与对应型号插座的配合方便地进行功能扩展。此外，电连接器5也可以根据需要部分或者全部采用插座来替代插针，同样也能够方便地实现接口扩展功能。

本实施例接口开放式溅射薄膜压力变送器的工作过程如下：将转接头1直接或转接后安装在压力管路上，将不高于5V伏的直流电压通过电连接器5通入压力变送器。当管路上无压力时，溅射薄膜压敏元件2输出为0mV，经过变送电路4板处理后，通过电连接器5输出0.5V电压；随着压力的上升，溅射薄膜压敏元件2输出0mV～20mV左右的电压信号，经过变送电路板4放大处理后，输出与压力呈线性关系的电压信号，满量程时，输出与供电电压相同的输出电压（即轨对轨输出）。当介质温度或环境温度发生变化时，变送电路板4将自动进行补偿，当线性度误差过大时，变送电路板4将自动进行修正。比如:当供电电压为4.5V时，输出信号为0.5V～4.5V信号，当温度变化或线性度偏差时，通过自动补偿修正使综合精度误差≤0.1%FS。如果使用现场需要输出为4mA～20mA或数字信号时，可方便地在插针上扩展一块转换电路板，将电压信号转换为电流信号或数字信号。

综上，本实施例接口开放式溅射薄膜压力变送器具备传统溅射薄膜压力传感器体积小、稳定性可靠性好的特点，又具备传统溅射压力变送器可输出带放大的标准信号、带温度补偿、带线性修正的特点，在产品的成本上远远低于传统溅射薄膜压力变送器，是介于传统溅射薄膜压力传感器和传统溅射薄膜压力变送器之间的一种新产品。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型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实用新型的保护范围。