一种航空用灭火瓶探入式短悬臂温压复合传感器

技术领域

本发明涉及传感器结构技术领域，具体涉及一种航空用灭火瓶探入式短悬臂温压复合传感器。

背景技术

目前航空用灭火瓶上配套的传感器为机械压力仪表，需要人工读取数据，仅可测试压力。随着航空用传感器智能化重要程度越来越高，针对航空用灭火瓶温压复合传感器的智能化、安全性等要求提出更高的要求。为此采用探入式短悬臂温压复合传感器(可同时输出温度信号和压力信号)，使航空用灭火瓶温压复合传感器结构实现智能化的设计要求，因探入式短悬臂结构而大大提高了航空用灭火瓶的可靠性和安全性。

发明内容

本发明的目的是：提供了一种航空用灭火瓶探入式短悬臂温压复合传感器。本发明大大提高了航空用灭火瓶的可靠性和安全性。

本发明的技术方案是：一种航空用灭火瓶探入式短悬臂温压复合传感器，包括壳体，壳体内沿轴向设置有两个支架，两支架间分别设有电源处理印制电路板部件和信号处理印制电路板部件，靠近壳体末端的支架还与温压复合芯体头端连接，温压复合芯体末端沿壳体轴向伸出壳体末端；所述的温压复合芯体用于采集灭火瓶内的温度和压力信号。

前述的航空用灭火瓶探入式短悬臂温压复合传感器中，所述的温压复合芯体末端的端面上分布有感压孔，温压复合芯体的内部设有感压腔，感压孔和感压腔连通。

前述的航空用灭火瓶探入式短悬臂温压复合传感器中，所述的感压孔有3个，呈三角分布，每个感压孔的直径为1mm。

前述的航空用灭火瓶探入式短悬臂温压复合传感器中，温压复合芯体呈柱状体结构，柱状体的柱面上设有限位台阶，温压复合芯体伸入壳体后，壳体末端端面与限位台阶抵靠完成限位。

前述的航空用灭火瓶探入式短悬臂温压复合传感器中，温压复合芯体末端端面到限位台阶与壳体抵靠面间的距离为12.5mm。

前述的航空用灭火瓶探入式短悬臂温压复合传感器中，温压复合芯体头端端面设有台阶凹槽；支架靠近温压复合芯体一侧的端面设有凸台；所述的台阶凹槽与凸台配合。

前述的航空用灭火瓶探入式短悬臂温压复合传感器中，支架背离温压复合芯体一侧的端面上分布有2组连接组件，每组连接组件由一对带螺钉孔的支柱构成；电源处理印制电路板部件与信号处理印制电路板部件两端通过紧固件和绝缘垫片固定在对应连接组件上。

前述的航空用灭火瓶探入式短悬臂温压复合传感器中，所述的壳体沿轴向被划分为螺纹段和浸没段；螺纹段靠近壳体头端，用于将整个传感器安装于灭火瓶内；所述的浸没段浸入到灭火瓶液体中。

前述的航空用灭火瓶探入式短悬臂温压复合传感器中，所述的浸没段的长度为48mm～57mm，直径为18～22mm。

前述的航空用灭火瓶探入式短悬臂温压复合传感器中，所述的信号处理印制电路板部件，用于将温压复合芯体采集的表征压力和温度的电压信号转换为4mA～20mA电流信号。

本发明的优点是：本发明针对航空用灭火瓶探入式短悬臂温压复合传感器，采用探入式短悬臂结构，使温压复合传感器能承受由瓶体传递放大振动量值，并能准确、快速的输出瓶体内的温度和压力信号，提高了灭火瓶整体的耐振性以及性能测试的精准高效，从而大大提高了航空用灭火瓶的可靠性和安全性。

本发明所述航空用灭火瓶探入式短悬臂温压复合传感器基于灭火瓶的可靠性以及温度和压力智能化设计的。为此采用探入式短悬臂温压复合传感器(可同时输出温度信号和压力信号)，结合电源处理印制电路板部件和信号处理印制电路板部件的空间布置，选择设计42mm，振动量值约33g～37g，使航空用灭火瓶温压复合传感器结构实现智能化的设计要求，因探入式短悬臂结构而大大提高了航空用灭火瓶的可靠性和安全性。

附图说明

图1是本发明一种航空用灭火瓶探入式短悬臂温压复合传感器；

图2是本发明温压复合芯体的结构示意图；

图3是本发明支架的结构示意图；

图4是本发明电源处理印制电路板部件和信号处理印制电路板部件结构示意图；

图5是本发明壳体的结构示意图；

图6是本发明结构强度仿真示意图。

附图标记：1-温压复合芯体、11-感压孔、12-感压腔、13-限位台阶、14-台阶凹槽、2-支架、21-凸台、22-螺钉孔、23-支柱、3-电源处理印制电路板部件、4-信号处理印制电路板部件、5-绝缘垫片、6-紧固件、7-壳体、71-螺纹段、72-浸没段。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例1。一种航空用灭火瓶探入式短悬臂温压复合传感器，构成如图1-6所示：在温压复合芯体1头端端面设有台阶凹槽14；支架2靠近温压复合芯体1一侧的端面设有凸台21；所述的台阶凹槽14与凸台21配合，并采用焊接固定；电源处理印制电路板部件3和信号处理印制电路板部件4通过4个紧固件6和4个绝缘垫片5固定在支架2，电源处理印制电路板部件3和信号处理印制电路板部件4的另一端通过4个紧固件6和2个绝缘垫片固定在支架2，温压复合芯体1、电源处理印制电路板部件3、信号处理印制电路板部件4和支架2固定在壳体7中，温压复合芯体1呈柱状体结构，柱状体的柱面上设有限位台阶13，温压复合芯体1伸入壳体7后，壳体7末端端面与限位台阶13抵靠完成限位，并采用焊接固定；

如图2所示，温压复合芯体1是压力和温度的敏感元件，主要作用感受灭火瓶内的液体的温度信号和压力信号，并将压力信号传递给信号处理印制电路板部件4。

如图3所示，支架2采用4个紧固件6，通过螺钉穿过螺纹孔将电源处理印制电路板部件3和信号处理印制电路板部件4固定在支架2上；通过支架的台阶焊接固定在温压复合芯体1上。

如图4所示，信号处理印制电路板部件4将温压复合芯体1感受压力和温度信号输出的mV电压信号转换为4mA～20mA电流信号，通过螺钉将其固定在支架2。

图5所示，壳体7采用短悬臂、探入式的结构与温压复合芯体1焊接固定。

本发明所述航空用灭火瓶探入式短悬臂温压复合传感器基于灭火瓶的可靠性以及温度和压力智能化设计的。为此采用探入式短悬臂温压复合传感器可同时输出温度信号和压力信号，使航空用灭火瓶温压复合传感器结构实现智能化的设计要求，因探入式短悬臂结构而大大提高了航空用灭火瓶的可靠性和安全性。

实施例2。一种航空用灭火瓶探入式短悬臂温压复合传感器，构成如图1-6所示：包括壳体7，壳体7内沿轴向设置有两个支架2，两支架2间分别设有电源处理印制电路板部件3和信号处理印制电路板部件4，靠近壳体7末端的支架2还与温压复合芯体1头端连接，温压复合芯体1末端沿壳体7轴向伸出壳体7末端；所述的温压复合芯体1用于采集灭火瓶内的温度和压力信号。工作原理为：温压复合芯体将采集到的温度和压力信号传递到信号处理印制电路板部件4,通过V/I转换电路输出4～20mA电源处理印制电路板部件3，在电源处理印制电路板部件3将信号处理印制电路板部件4输出的温度和压力信号进行电磁兼容防护和供电兼容防护后，通过电连接器传输到控制系统。其中将电源处理印制电路板部件3和信号处理印制电路板部件4分开布置一是比单块空间利用率更高，高达61％，二是通过分开设计可以物理实现输出电压对采集信号的干扰，使采集信号更加准确。

前述的温压复合芯体1末端的端面上分布有感压孔11，温压复合芯体1的内部设有感压腔12，感压孔11和感压腔12连通。灭火瓶内的压力通过感压孔11传递到感压腔12内，使得温压复合芯体1采集到压力信号，通过感压孔11保护了感压腔12内的膜片，使得压力不会对感压腔12内的膜片产生大的冲击。

前述的感压孔11有3个，呈三角分布，每个感压孔11的直径为1mm。通过3个感压孔11既可以保证压力正常到达感压腔12内，又保证压力不会对感压腔12内的膜片产生大的冲击。

前述的温压复合芯体1呈柱状体结构，柱状体的柱面上设有限位台阶13，温压复合芯体1伸入壳体7后，壳体7末端端面与限位台阶13抵靠完成限位。

前述的温压复合芯体1末端端面到限位台阶13与壳体7抵靠面间的距离为12.5mm。

前述的温压复合芯体1头端端面设有台阶凹槽14；支架2靠近温压复合芯体1一侧的端面设有凸台21；所述的台阶凹槽14与凸台21配合。对内部的电源处理印制电路板部件3和信号处理印制电路板部件4进行固定，增加了线路板的抗耐振性。

前述的支架2背离温压复合芯体1一侧的端面上分布有2组连接组件，每组连接组件由一对带螺钉孔22的支柱23构成；电源处理印制电路板部件3与信号处理印制电路板部件4两端通过紧固件6和绝缘垫片5固定在对应连接组件上。

前述的壳体7沿轴向被划分为螺纹段71和浸没段72；螺纹段71靠近壳体7头端，用于将整个传感器安装于灭火瓶内；所述的浸没段72浸入到灭火瓶液体中。其中浸没段72浸入到灭火瓶液体中能使温压复合芯体1充分的、稳定的感受灭火瓶液体的温度和压力，进而将感受的压力信号和温度信号准确的传输到信号处理印制电路板部件4中。

前述的浸没段72的长度为48mm～57mm，直径为18～22mm。通过对图6(a)进行仿真分析，得到图6(b)的仿真结果。对图6(b)进行分析，在L＝43.5～46.5mm时,振动量值从45g突变到116g左右，因此结合电源处理印制电路板部件3和信号处理印制电路板部件4的空间布置，选择设计42mm，振动量值约33g～37g。

前述的信号处理印制电路板部件4，用于将温压复合芯体1采集的表征压力和温度的电压信号转换为4mA～20mA电流信号。在长距离传输信号中，导线电阻大，使用电压传输由于导线电阻的分压会导致采集信号误差偏大，而电流信号则不会随导线长度的变化而变化，并且最大电流20mA引起的火花能量不足以点燃气体，非常安全。