專利名稱：新型管壓傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種油管內(nèi)動態(tài)壓力測量儀器，特別是一種測量柴油機 高壓油管和液壓油管壓力波的新型管壓傳感器。
背景技術：
眾所周知，燃油噴射系統(tǒng)工作過程的好壞直接影響著柴油機的功率、排 放、燃油經(jīng)濟性和工作可靠性等性能，其嚴重故障會導致柴油機失去工作能
力。因此，從上世紀70年代開始，科研人員就在柴油機燃油噴射系統(tǒng)故障 診斷方面開展了大量的工作。通過分析高壓油管壓力波形識別燃油噴射系統(tǒng) 故障和計算供油相關參數(shù)是一種比較直觀的方法。另外，隨著液壓技術的迅
猛發(fā)展，液壓系統(tǒng)故障診斷工作也日益重要，不解體測量液壓管路壓力變化 是識別液壓系統(tǒng)工作狀態(tài)的一種重要方法。當前，對于管壓測試的需求曰益 增加，要求也日益提高。因此，研制使用方便、性能可靠、測試準確的新型 管壓傳感器具有重要的實際意義。目前，管壓的測試方法主要有以下幾種 接頭法、粘貼法、小孔法、外卡法等。由于打孔和接三通的方法在現(xiàn)場檢測 中無法實現(xiàn)，所以采用外卡法間接測取管壓已成為一種簡單實用的方法。目 前常見的一種外卡式壓力傳感器，采用了壓電薄膜探測技術，直接夾在管外 壁上，配上前置放大顯示儀，顯示壓力值，輸出4-20mA、 1-5VDC、 0-5VDC的 標準信號。從結構上看，該傳感器所測油管管徑必須與傳感器完全一致，對 油管外表面的光潔度和形狀要求較高，而且由于自身體積較大，對安裝空間 有一定的要求，不利于實車測試。另外，需要配備電荷放大器和濾波器使用。 綜合分析，目前的管壓傳感器一般存在的問題是1、卡持不夠方便， 對被測油管要求較高；缺乏靈活性 一種傳感器只能測試一種管徑的油管， 柴油機常用管徑為06、 07、 08，液壓油管管徑則從06 0 35各種尺寸 都有，這樣，就需要大量不同型號的傳感器，造成極大浪費。2、外形尺寸 較大，不適合空間狹小處油管壓力的測試。傳感器需要配備高性能電荷放大 器和濾波器才能使用，而且參數(shù)調(diào)節(jié)比較復雜，不具有普及性，也不利于實
車現(xiàn)場使用。由于外置濾波器的設置存在一定局限，導致測試波形濾波不夠
完善，會影響到后續(xù)數(shù)據(jù)的分析與特征提取。3、在緊固方式上，有的傳感 器緊固方式不合理，傳感器易松動、脫落；有的傳感器對鎖緊拉桿的剛度要 求較高，剛度過高過低都會影響傳感器的使用。4、卡持定位不具有唯一性， 油管變形的徑向力就不能直接作用在傳感器的受力面上，導致測試結果的偏差。
針對上述問題，本實用新型提供一種結構合理、安裝方便可靠、體積小 巧，適合于現(xiàn)場空間緊湊的油管壓力測試的外卡式ICP( Integrated Circuit Piezoelectric)型管壓傳感器。傳感器的基本工作原理為壓電效應，內(nèi)置 有微型放大電路，采用二線的方式工作，傳感器適用于動態(tài)壓力測試。
實用新型內(nèi)容
一種新型管壓傳感器，由傳感器體、傳感器殼體、調(diào)理模塊組成，所述 傳感器體主要由壓電晶體、內(nèi)置放大電路、信號輸出端、傳感器受力面組成； 傳感器殼體由兩個緊固螺栓、鎖緊螺帽、定位壓塊和殼體組成；傳感器體與 傳感器殼體之間由螺紋連接，并用膠粘接，調(diào)理模塊包括恒流源和外部放大 電路。
所述傳感器殼體上的緊固螺栓上有兩個螺栓頭。 所述傳感器殼體上的緊固螺栓上有一個鎖緊螺帽。
所述傳感器殼體上的緊固螺栓有一個與之滑動連接的定位壓塊，定位壓 塊的底面呈人字形。 '
本實用新型的新型管壓傳感器采用高靈敏度壓電晶體作為彈性元件，可 以測取油管管壁的微小變形；采用內(nèi)裝集成電路放大器的方式設計傳感器， 省去電荷放大器，具有抗干擾能力強、安裝方便、使用簡單的特點;采用24V。c、 4mA恒流源給傳感器供電，恒流源供電取自車載電瓶，便于現(xiàn)場使用；傳感 器采用外卡方式測量管壓，無需破壞被測部件結構，實現(xiàn)了不解體檢測；卡 持定位采用三角形內(nèi)切油管的定位方式，定位具有唯一性，而且適合不同管 徑的油管或者表面光潔度差的油管；在緊固方式上，主要采取兩項措施一 是緊固螺紋采用0.75的細牙，二是增加鎖緊螺帽。另外，為了方便使用， 緊固方式設計成手擰和扳手均可的結構；采用了數(shù)字濾波技術，這樣不僅節(jié)
省了硬件費用，而且濾波范圍更寬，使得波形更加準確。

圖l是新型管壓傳感器結構圖； '
圖2是傳感器及恒流源信號調(diào)理模塊電路圖。 '
圖1中，1、 2緊固螺栓頭，3鎖緊螺帽，4緊固螺栓，5定位壓塊，6
被測油管，7傳感器受力面，8殼體，9傳感器體，IO信號輸出端。
圖2中，ll恒流源，12壓電晶體，13內(nèi)置放大電路，14外部放大電路。
具體實施方式
如圖l所示，傳感器殼體8為"匚"形，上端有一個可以旋入緊固螺栓 4的螺孔。緊固螺栓4有一個緊固螺栓六方螺栓頭1和一個外圓滾花的緊固 螺栓圓形螺栓頭2，緊固螺栓上還有一個六方鎖緊螺帽3。緊固螺栓4的底 端有一個深孔，倒"T"形的定位壓塊5滑配合裝在其中。定位壓塊5的"人" 字形底面與傳感器受力面7構成三角形定位卡在被測油管6上。傳感器體裝 在殼體8的下部，傳感器體9與傳感器殼體8之間由螺紋連接，并用膠粘接。 信號輸出端10將測試信號輸出。使用時，首先將管壓傳感器卡持在被測油 管6的合適位置(比如柴油機高壓油管噴油泵端或者噴油器端)上，擰緊 緊固螺栓4，然后擰緊六方鎖緊螺帽3，連接信號線到恒流源11 (參見圖2)， 將恒流源11輸出連接到數(shù)據(jù)采集卡，打開電源即可開始測試。
新型管壓傳感器的工作原理被測油管6管壁在動態(tài)壓力作用下發(fā)生徑 向變形，該變形經(jīng)由傳感器受力面7作用在壓電晶體12上，根據(jù)壓電效應 產(chǎn)生電荷增量。電荷增量直接由傳感器內(nèi)置放大電路13轉(zhuǎn)換為電壓信號。' 內(nèi)置放大電路13的工作電壓由電源E供給，通過恒流源11方式供電路工作。 同時A點也是信號輸出端IO，直接輸出為電壓信號，以二線的方式工作。外 部放大電路14，可以根據(jù)需要將相應的信號增大。
本實用新型提供的新型管壓傳感器，靈敏度為1000mV/N、 100mV/N;量 程為5N、 50N;激勵電壓為12 30VDe;持續(xù)工作時間》10小時；傳感器體長 度《50油管；測試管徑柴油機高壓油管用傳感器為①6 ①8，液壓油管 用傳感器為《①22、《cD35。
權利要求1、一種新型管壓傳感器，由傳感器體(9)、傳感器殼體(8)、調(diào)理模塊組成，其特征在于傳感器體(9)主要由壓電晶體(12)、內(nèi)置放大電路(13)、信號輸出端(10)、傳感器受力面(7)組成；傳感器殼體由緊固螺栓(4)，鎖緊螺帽(3)，定位壓塊(5)和殼體(8)組成；傳感器體(9)與傳感器殼體(8)之間由螺紋連接，并用膠粘接；調(diào)理模塊包括恒流源(11)和外部放大電路(14)。
2、 如權利要求1所述的新型管壓傳感器，其特征在于傳感器殼體(8) 上的緊固螺栓(4)上有兩個螺栓頭(1)和(2)。
3、 如權利要求1所述的新型管壓傳感器，其特征在于傳感器殼體(8) 上的緊固螺栓(4)上有一個鎖緊螺帽(3)。
4、 如權利要求1所述的新型管壓傳感器，其特征在于傳感器殼體(8) 上的緊固螺栓(4)有一個與之滑動連接的定位壓塊(5)，定位壓塊的底面 呈人字形。
專利摘要本實用新型提供一種結構合理、安裝方便可靠、體積小巧，適合于現(xiàn)場空間緊湊的油管壓力測試的外卡式ICP型管壓傳感器。傳感器的基本工作原理為壓電效應，傳感器適用于動態(tài)壓力測試。所述的新型管壓傳感器，由傳感器體、外殼、調(diào)理模塊組成；傳感器體主要由壓電晶體、集成電路放大器、信號輸出端、受力面組成；傳感器殼體由殼體，緊固螺栓，鎖緊螺帽，定位壓塊組成；調(diào)理模塊由恒流源和外部放大電路組成。本實用新型提供的新型管壓傳感器，靈敏度為1000mV/N、100mV/N；量程為5N、50N；測試管徑為柴油機高壓油管用傳感器為Φ6～Φ8，液壓油管用傳感器為≤Φ22、≤Φ35。
文檔編號F02M65/00GK201184833SQ20082007944
公開日2009年1月21日 申請日期2008年3月18日 優(yōu)先權日2008年3月18日
發(fā)明者喬新勇, 劉建敏, 鋼 安, 張小明 申請人:張小明