用于泄漏检测的压力参考装置、装配方法及压力传感器

专利名称：用于泄漏检测的压力参考装置、装配方法及压力传感器

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202111675116.1

专利申请（专利权）人：中国电子科技集团公司第四十八研究所
权利人地址：湖南省长沙市天心区新开铺路1025号

专利发明（设计）人：谢贵久,金忠,蒋超,曾庆平

专利摘要：本发明公开了一种用于泄漏检测的压力参考装置，包括压力参考腔、外壳、顶针、调节块、壳套和柱塞；压力参考腔的一端开口，外壳的一端开口与压力参考腔的开口部对接，外壳的另一端设有小孔，调节块位于外壳内部且设有通气孔，顶针的一端与调节块相连，另一端则位于小孔内，顶针于小孔的一端设置有凸环，调节块与凸环之间的顶针上套设有弹簧，凸环与小孔之间的顶针上套设有密封件；壳套与外壳连接，柱塞的一端密封设于外壳内部，另一端则经壳套伸出；柱塞的中部设有柱塞孔，柱塞于外壳内部的一端设置有凸台，凸台的端部与顶针的另一端相抵，凸台的周侧设置与柱塞孔相连通的导气孔。本发明具有结构简单、操作简便、加压精度高且密封效果好等优点。

主权利要求：
1.一种用于泄漏检测的压力参考装置，其特征在于，包括压力参考腔(1)、进压组件和加压组件；所述压力参考腔(1)的一端开口，所述进压组件包括外壳(2)、顶针(6)和调节块(5)，所述外壳(2)的一端开口与所述压力参考腔(1)的开口部对接，所述外壳(2)的另一端设有小孔，所述调节块(5)位于所述外壳(2)内部且设有通气孔，所述顶针(6)的一端与所述调节块(5)相连，另一端则位于所述小孔内，所述顶针(6)于小孔的一端设置有凸环，所述调节块(5)与凸环之间的顶针(6)上套设有弹簧(7)，所述凸环与小孔之间的顶针(6)上套设有密封件(8)；所述加压组件包括壳套(3)和柱塞(4)，所述壳套(3)与所述外壳(2)连接，所述柱塞(4)的一端密封设于外壳(2)内部，另一端则经壳套(3)伸出；所述柱塞(4)的中部设有柱塞孔，所述柱塞(4)于外壳(2)内部的一端设置有凸台，所述凸台的端部与所述顶针(6)的另一端相抵，所述凸台的周侧设置与所述柱塞孔相连通的导气孔；
所述外壳(2)另一端的外侧设置有外螺纹，所述壳套(3)的内侧与所述外壳(2)的外螺纹螺纹连接；
所述外壳(2)另一端的外侧设置有坡口；
所述外壳(2)的内部设置有内螺纹，所述调节块(5)与所述内螺纹螺纹连接，用于调节所述弹簧(7)的压力；
所述调节块(5)的中部设置有通孔，所述顶针(6)的一端位于所述通孔内。
2.根据权利要求1所述的用于泄漏检测的压力参考装置，其特征在于，所述柱塞(4)位于所述外壳(2)的一端的周侧设置有密封圈(9)，用于与所述外壳(2)的内壁相密封。
3.根据权利要求1或2所述用于泄漏检测的压力参考装置，其特征在于，所述外壳(2)的一端开口与所述压力参考腔(1)的开口通过焊接方式对接。
4.一种压力传感器，其特征在于，包括如权利要求1～3中任意一项所述的用于泄漏检测的压力参考装置。
5.一种如权利要求1～3中任意一项所述的用于泄漏检测的压力参考装置的装配方法，其特征在于，包括步骤：进压组件的装配：先在顶针(6)的另一端套上密封件(8)，然后整体放入外壳(2)内，顶针(6)另一端插入外壳(2)前部的小孔中；接着在顶针(6)中部套上弹簧(7)，最后拧入调节块(5)，调节好压力；
进压组件的焊接：进压组件整体装配完成后，通过激光焊接或者电子束焊接的方式将外壳(2)一端开口焊接在压力参考腔(1)的开口部；
加压组件的装配：将壳套(3)与外壳(2)相连，从而使得柱塞(4)伸入至外壳(2)内部并与顶针(6)的端部相抵；
压力加注：通过柱塞(4)将顶针(6)推离初始位置，保证外壳(2)内部和柱塞(4)的气路相通；然后进行压力加注，当压力稳定后，将壳套(3)与外壳(2)松开，在松开的过程中，柱塞(4)对顶针(6)的推力减小，顶针(6)在弹簧(7)的反作用力下向外部移动，最终顶针(6)头部的密封件(8)受弹簧(7)的反作用力密封住小孔，压力加注完成；
在压力加注后，再进行小孔的焊接：对顶针(6)端头与小孔之间进行激光焊接或者电子束焊接。 说明书 : 用于泄漏检测的压力参考装置、装配方法及压力传感器技术领域[0001] 本发明主要涉及压力检测技术领域，具体涉及一种用于泄漏检测的压力参考装置、装配方法及压力传感器。背景技术[0002] 微泄漏检测的压力传感器测量的压力范围在±133Pa，压力较小，必须使用量程较小的压力芯片。对于大压力腔体的泄漏，使用压力参考腔进行差压的测量是一种很好的方法。现有的压力加注精度不高，容易泄露。如轮胎加压，加注压力虽有压力表监控，但是误差大，在拔出压力加注接口时会有气体泄漏，最终的加注压力未知，对于泄漏检测用的20kPa左右的压力芯片，输出影响非常大，这种加压方式不适用。另外，密封接口由于采用密封圈，容易泄漏，时间长，加注的压力会逐渐减小，压力减小会使20kPa的压力芯片破裂。另外，气瓶压力加注接口的原理在阀关闭的过程中存在压力波动，使得加注的压力不精准，而且阀存在一定的漏率，长时间高压的压力同样会泄漏。发明内容[0003] 本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种结构简单、操作简便、密封效果好的用于泄漏检测的压力参考装置、装配方法及压力传感器。[0004] 为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：[0005] 一种用于泄漏检测的压力参考装置，包括压力参考腔、进压组件和加压组件；所述压力参考腔的一端开口，所述进压组件包括外壳、顶针和调节块，所述外壳的一端开口与所述压力参考腔的开口部对接，所述外壳的另一端设有小孔，所述调节块位于所述外壳内部且设有通气孔，所述顶针的一端与所述调节块相连，另一端则位于所述小孔内，所述顶针于小孔的一端设置有凸环，所述调节块与凸环之间的顶针上套设有弹簧，所述凸环与小孔之间的顶针上套设有密封件；所述加压组件包括壳套和柱塞，所述壳套与所述外壳连接，所述柱塞的一端密封设于外壳内部，另一端则经壳套伸出；所述柱塞的中部设有柱塞孔，所述柱塞于外壳内部的一端设置有凸台，所述凸台的端部与所述顶针的另一端相抵，所述凸台的周侧设置与所述柱塞孔相连通的导气孔。[0006] 作为上述技术方案的进一步改进：[0007] 所述外壳的内部设置有内螺纹，所述调节块与所述内螺纹螺纹连接，用于调节所述弹簧的压力。[0008] 所述调节块的中部设置有通孔，所述顶针的一端位于所述通孔内。[0009] 所述柱塞位于所述外壳的一端的周侧设置有密封圈，用于与所述外壳的内壁相密封。[0010] 所述外壳另一端的外侧设置有外螺纹，所述壳套的内侧与所述外壳的外螺纹螺纹连接。[0011] 所述外壳另一端的外侧设置有坡口。[0012] 所述外壳的一端开口与所述压力参考腔的开口通过焊接方式对接。[0013] 本发明还公开了一种压力传感器，包括如上所述的用于泄漏检测的压力参考装置。[0014] 本发明进一步公开了一种如上所述的用于泄漏检测的压力参考装置的装配方法，包括步骤：[0015] 进压组件的装配：先在顶针的另一端套上密封件，然后整体放入外壳内，顶针另一端插入外壳前部的小孔中；接着在顶针中部套上弹簧，最后拧入调节块，调节好压力；[0016] 进压组件的焊接：进压组件整体装配完成后，通过激光焊接或者电子束焊接的方式将外壳一端开口焊接在压力参考腔的开口部；[0017] 加压组件的装配：将壳套与外壳相连，从而使得柱塞伸入至外壳内部并与顶针的端部相抵；[0018] 压力加注：通过柱塞将顶针推离初始位置，保证外壳内部和柱塞的气路相通；然后进行压力加注，当压力稳定后，将壳套与外壳松开，在松开的过程中，柱塞对顶针的推力减小，顶针在弹簧的反作用力下向外部移动，最终顶针头部的密封件受弹簧的反作用力密封住小孔，压力加注完成。[0019] 作为上述技术方案的进一步改进：[0020] 在压力加注后，再进行小孔的焊接：对顶针端头与小孔之间进行激光焊接或者电子束焊接。[0021] 与现有技术相比，本发明的优点在于：[0022] 本发明的用于泄漏检测的压力参考装置，通过在压力参考腔上设置进压组件，再在进压组件上设置有加压组件，在加压组件经进压组件向压力参考腔加注标准压力后，进压组件的弹簧弹力和压力参考腔内的压力会驱使顶针的凸环将密封件压实在小孔的周侧，从而实现压力的稳定，保证压力参考腔中密封一个精准的压力，并保证该压力不泄露；上述整体装置结构简单、操作简便、密封效果好。附图说明[0023] 图1为本发明的在实施例的结构示意图。[0024] 图2为本发明中的加压组件在实施例的结构示意图。[0025] 图例说明：1、压力参考腔；2、外壳；3、壳套；4、柱塞；5、调节块；6、顶针；7、弹簧；8、密封件；9、密封圈。具体实施方式[0026] 以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。[0027] 如图1所示，本发明实施例的用于泄漏检测的压力参考装置，包括压力参考腔1、进压组件和加压组件；压力参考腔1的一端开口，进压组件包括外壳2、顶针6和调节块5，外壳2的一端开口，且与压力参考腔1的开口部通过焊接而对接，外壳2的另一端设有小孔，调节块5位于外壳2内部且设有通气孔，顶针6的一端与调节块5相连，另一端则位于小孔内，顶针6于小孔的一端设置有凸环，调节块5与凸环之间的顶针6上套设有弹簧7，凸环与小孔之间的顶针6上套设有密封件8；加压组件包括壳套3和柱塞4，壳套3与外壳2连接，柱塞4的一端密封设于外壳2内部，另一端则经壳套3伸出；柱塞4的中部设有柱塞孔，柱塞4于外壳2内部的一端设置有凸台，凸台的端部与顶针6的另一端相抵，凸台的周侧设置与柱塞孔相连通的导气孔。[0028] 本发明的用于泄漏检测的压力参考装置，通过在压力参考腔1上设置进压组件，再在进压组件上设置有加压组件，在加压组件经进压组件向压力参考腔1加注标准压力后，进压组件的弹簧7弹力和压力参考腔1内的压力会驱使顶针6的凸环将密封件8压实在小孔的周侧，从而实现压力的稳定，保证压力参考腔1中密封一个精准的压力，并保证该压力不泄露；上述整体装置结构简单、操作简便、密封效果好。[0029] 在一具体实施例中，外壳2的内部设置有内螺纹，调节块5与内螺纹螺纹连接，通过对调节块5的位置进行调整，从而实现对弹簧7压力的调节。其中调节块5的中部设置有通孔，顶针6的一端位于通孔内，其中通孔用来约束顶针6，防止其左右晃动。[0030] 在一具体实施例中，柱塞4位于外壳2的一端的周侧设置有密封圈9，用于与外壳2的内壁相密封。外壳2另一端的外侧设置有外螺纹，壳套3的内侧与外壳2的外螺纹螺纹连接，连接简便可靠。另外外壳2另一端的外侧设置有坡口，具有导向作用。[0031] 本发明实施例还提供了一种压力传感器，包括如上所述的用于泄漏检测的压力参考装置，同样具有如上所述的用于泄漏检测的压力参考装置的优点。[0032] 本发明实施例还公开了一种如上所述的用于泄漏检测的压力参考装置的装配方法，包括步骤：[0033] 进压组件的装配：先在顶针6的另一端套上密封件8，然后整体放入外壳2内，顶针6另一端插入外壳2前部的小孔中；接着在顶针6中部套上弹簧7，最后拧入调节块5，调节好压力；[0034] 进压组件的焊接：进压组件整体装配完成后，通过激光焊接或者电子束焊接的方式将外壳2一端开口焊接在压力参考腔1的开口部；[0035] 加压组件的装配：将壳套3与外壳2相连，从而使得柱塞4伸入至外壳2内部并与顶针6的端部相抵；[0036] 压力加注：通过柱塞4将顶针6推离初始位置，保证外壳2内部和柱塞4的气路相通；然后进行压力加注，当压力稳定后，将壳套3与外壳2松开，在松开的过程中，柱塞4对顶针6的推力减小，顶针6在弹簧7的反作用力下向外部移动，最终顶针6头部的密封件8受弹簧7的反作用力密封住小孔，压力加注完成。[0037] 在一具体实施例中，在压力加注后，再进行小孔的焊接：对顶针6端头与小孔之间进行激光焊接或者电子束焊接，进一步保证密封效果。[0038] 下面结合一具体完整实施例来对本发明做进一步说明：[0039] 第一步：进压组件的设计制作[0040] 进压组件的外壳2外部靠近进气的部位设置的外螺纹，用来锁扣加压组件的壳套3(也称螺纹套，下同)；外壳2前部内壁的坡口，具有导向的作用，前部内壁粗糙度优于1.6，用来密封加压组件的密封圈9。[0041] 外壳2前部的小孔用来限位顶针6，小孔和顶针6之间的间隙小于0.1mm。在压力加注完成后，顶针6端面和小孔进行焊接。其中顶针6头部套有密封圈9或者密封垫，顶针6中部套有弹簧7，弹簧7的作用力由调节块5来进行调节。调节块5固定在外壳2内部的内螺纹上，中心开有通孔，通孔用来约束顶针6，防止左右晃动。[0042] 进压组件装配时，先在顶针6头部套上密封件8，然后整体放入外壳2内，顶针6端头插入外壳2前部的小孔中。接着在顶针6中部套上弹簧7，最后拧入调节块5，调节好压力，该压力大小一方面使密封垫压缩，起到密闭气体的作用；另一方面可以在加压接口柱塞4的推力下压缩，使密封件8失去密封效果。[0043] 第二步：进压组件的焊接[0044] 进压组件整体装配完成后，通过激光焊接或者电子束焊接的方式焊接在压力参考腔1的开口部。[0045] 第三步：加压组件的设计制作[0046] 螺纹套带内螺纹，用来拧扣在进压接口的外螺纹上，利用螺纹的旋入力将柱塞4塞入外过壳前部。柱塞4中心的柱塞孔与前部凸台的导气孔相通；凸台直径小于进压接口顶针6端头外径；其中柱塞4上套设的密封圈9，用来在压力加注过程中起到密封作用，防止压力泄漏。[0047] 第四步：压力加注[0048] 压力加注前，将加压组件安装在进压组件上，保证加压组件的柱塞4的密封面和进压组件的密封面密封良好，且加压组件的柱塞4将进压组件的顶针6推离初始位置，保证进压组件内部和柱塞4气路相通。其中压力加注装置是高精度的压力控制器，压力控制精度在0.02％FS，有效保证压力参考腔1加注的压力精准。当压力控制器显示压力稳定后，将螺纹套旋离外壳2，在螺纹套旋离的过程中，柱塞4对顶针6头的推力减小，顶针6在弹簧7的反作用力下向外部移动，最终顶针6头部的密封件8受弹簧7的反作用力密封住进气口，顶针6头部端面和进气口端面处于同一平面。此时压力控制器泄压，压力加注完成。[0049] 第五步：进气口的焊接[0050] 当压力加注完成后，顶针6头部的密封件8一方面在弹簧7的作用下密封进气口(小孔)，另一方面在压力参考腔1压力的作用下进一步密封进气口，但是微泄漏难免，为了保证参考腔压力的稳定性，对顶针6端头进行激光焊接或者电子束焊接。焊接过程如下：首先对环缝进行点焊，点焊至少三个焊点，对顶针6起到初始固定的作用，点焊热量小，对密封影响小；然后对环缝进行整体焊接，最终实现高稳定高精度压力参考腔1的制作。[0051] 以上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，应视为本发明的保护范围。

专利地区：湖南

专利申请日期：2021-12-31

专利公开日期：2024-07-26

专利公告号：CN114264431B