[发明专利]环保型高温熔体压力传感器

说明书

技术领域

本发明压力传感器技术领域，具体涉及一种环保型高温熔体压力传感器。

背景技术

高温熔体压力传感器主要用于高温条件下熔融物质的压力测量与控制。高温熔体压力传感器广泛应用于化纤塑料、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。高温熔体压力传感器的工作原理是介质的压力直接作用在传感器的膜片上，使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻发生变化和用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这个压力的标准信号。

现有技术中的高温熔体压力传感器(变送器)都是采用隔离膜片和压力检测元件之间用毛细管连接，并在毛细管中抽真空并填充水银这种剧毒物质，因要保证测量压力的准确性，隔离膜片的厚度只有0.12毫米厚度，隔离膜片极度容易破裂，从而造成水银泄漏，造成重金属污染。

为避免重金属污染和安全事故的发生，本领域技术人员一直致力于开发安全环保的高温熔体压力传感器。使用安全环保的水银替代物作为填充介质来代替水银，是解决污染问题的最直接有效的方法。然而在一些使用水银作为传压介质的工作温度范围广和在低温环境测量的仪器仪表和传感器中，水银替代物必须严格满足下列条件：

不能溶于油和水；

本身无毒，对不锈钢材质无腐蚀性、不易燃、不易爆；

比重尽可能大；

在常温甚至低温下(零下-22.4℃)还为液体状态，具有可流动性，粘度不能过大，沸点尽可能高；

饱和蒸汽压要小，气体溶解度越小越好；

在-25℃～500℃之间，技术指标中温度系数越小越好，比重随温度的变化不变化；

润湿性，对不锈钢壁上的粘附要小。

除了满足上述技术要求较为不易，水银替代物往往容易被氧化，填充与封装时要求也较高。

目前市面上的水银替代物多为镓基合金，在许多仪器中可以替代水银，但考虑到北方寒冷天气，温度甚至会达到-18℃左右。市面上的镓基合金熔点最多达到0℃。且各项性能指标随着温度的变化而变化，如用现成的镓基合金无法达到测量介质的准确性。

发明内容

因此，本发明针对现有技术中高温熔体压力传感器易出现水银泄露污染的技术问题，目的在于提供一种环保型高温熔体压力传感器。

本发明的环保型高温熔体压力传感器包括膜片、毛细管和压力检测元件，还包括螺杆、基座、外壳和航空插件；所述膜片连接于所述螺杆的前端并将所述螺杆前端封闭，所述螺杆的后端与所述基座的前端连接，所述基座安装于所述外壳的前端，所述压力检测元件连接在所述基座后端，所述毛细管贯穿所述螺杆和所述基座并将所述膜片与所述压力检测元件连通，所述航空插件安装在所述外壳上并与所述压力检测元件电连接；

所述毛细管内填充有低熔点合金，按重量百分比计，所述的低熔点合金包括：镓55～65％、铟16～22％、锡10～15％、铅2～5％和铊1～3％。

所述的低熔点合金包括：镓58～65％、铟16～22％、锡10～15％、铅3～5％和铊2～3％。

所述的低熔点合金外覆盖有覆盖剂氟碳，覆盖剂氟碳的量为镓、铟、锡、铅和铊总质量的1～5％，优选2～3％。

较佳的，所述毛细管为不锈钢材质且内壁镀有一层TiAlN覆膜，TiAlN覆膜化学稳定性好，具有高热硬性、极佳抗氧化性、耐磨耗等特点，可进一步避免所述的低熔点合金对所述毛细管的润湿。

较佳的，所述压力检测元件为由应变压力计和弹性体烧结的一体成型结构。

较佳的，所述压力检测元件与所述基座通过氩弧焊机焊接。

较佳的，所述压力检测元件与所述基座之间留有腔室，所述腔室用于扩大毛细管内的液体与压力检测元件的接触面积。

较佳的，所述基座和所述航空插件的周围分别设有一圈凹槽并配设有密封圈，所述基座和所述航空插件分别与所述外壳密封配合将所述压力检测元件封装。

本发明的积极进步效果在于：一方面本发明的所述高温熔体压力传感器采用了绿色无毒的低熔点合金作为传压介质，所述的低熔点合金具有以下优点：1、熔点可低至-20℃，较佳的可低至-22.4℃；2、表面张力大，对不锈钢毛细管润湿性差，在较低温度下也能保持较佳的流动性；3、工作温度范围广，在-20℃～500℃范围内，随着温度的变化，密度、粘度、热导率和表面张力等技术指标不发生变化；4、沸点高不易挥发、安全无毒、不易燃、不易爆，即使泄露不会造成重金属污染；以所述低熔点合金作为传压介质，可保证高温熔体压力传感器的安全性、稳定性和准确性。