井下儀器用壓力傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開的井下儀器用壓力傳感器，涉及傳感器技術(shù)，能夠解決井下石油環(huán)境下的高溫高可靠性工作用的壓力傳感器的難題。傳感器電路包括零偏調(diào)整電路和溫度平衡電路，零偏調(diào)整電路調(diào)節(jié)零偏輸出，與橋式電路匹配，保證傳感器的輸出零偏較小，溫度平衡電路調(diào)整溫度傳感器輸出受溫度的影響；井下儀器壓力測(cè)量。
【專利說明】井下儀器用壓力傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)，尤其涉及一種井下儀器用壓力傳感器。

【背景技術(shù)】
[0002]壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐、儀器儀表控制中最為常用的一種傳感器。并廣泛應(yīng)用于油井行業(yè)，壓力傳感器用于測(cè)量井況的具體壓力情況，是石油井下必不可少的測(cè)量設(shè)備，由于井下環(huán)境復(fù)雜，并且每次井下儀器下井工作時(shí)間較長(zhǎng)，因此對(duì)壓力傳感器的溫度、精度和可靠性有很高的要求。目前的壓力傳感器有的單獨(dú)在精度上滿足要求，有的單獨(dú)在溫度上滿足要求，但是在可靠性上找不到滿足要求的壓力傳感器。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種井下儀器用壓力傳感器，能夠解決井下石油環(huán)境下的高溫高可靠性工作用的壓力傳感器的難題。
[0004]具體解決方案如下:
[0005]一種井下儀器用壓力傳感器，包括傳感器接頭、傳感器芯體、傳感器殼體、第一密封圈和第二密封圈；
[0006]其中，傳感器接頭大致呈圓筒狀，傳感器一端通過螺紋和被測(cè)儀器相接，傳感器另一端焊接在傳感器殼體上，傳感器接頭外圓周設(shè)有至少一個(gè)密封圈，密封圈使得傳感器接頭與被測(cè)儀器之間密封；傳感器芯體固定在傳感器殼體內(nèi)，傳感器芯體內(nèi)部集成有橋式電路，設(shè)置在傳感器芯外周的密封圈將傳感器芯體和傳感器殼體之間密封，傳感器芯體一端設(shè)有敏感壓力膜片，敏感壓力膜片是不銹鋼材料，另一端設(shè)有信號(hào)輸出器件，敏感壓力膜片與傳感器接頭圓筒狀內(nèi)孔的末端相接，信號(hào)輸出器件與固定在傳感器殼體內(nèi)部的傳感器電路連接；
[0007]傳感器電路包括零偏調(diào)整電路和溫度平衡電路，零偏調(diào)整電路調(diào)節(jié)零偏輸出，與橋式電路匹配，保證傳感器的輸出零偏較小，溫度平衡電路調(diào)整溫度傳感器輸出受溫度的影響；
[0008]井下油液進(jìn)入傳感器內(nèi)部，傳感器芯體上的敏感壓力膜片受到油液的擠壓，內(nèi)部橋式電路發(fā)生不平衡，傳感器電路敏感到不平衡，輸出電壓。
[0009]本發(fā)明實(shí)施例提供的井下儀器用壓力傳感器，傳感器電路包括零偏調(diào)整電路和溫度平衡電路，零偏調(diào)整電路調(diào)節(jié)零偏輸出，與橋式電路匹配，保證傳感器的輸出零偏較小，溫度平衡電路調(diào)整溫度傳感器輸出受溫度的影響，減小傳感器受溫度影響的輸出，這兩個(gè)功能保證了傳感器的功耗小和高溫特性，從而保證了壓力傳感器的高可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]所包括的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步的理解，其構(gòu)成了說明書的一部分，用于例示本發(fā)明的實(shí)施例，并與文字描述一起來闡釋本發(fā)明的原理。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0011]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的井下儀器用壓力傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。在下面的描述中，出于解釋而非限制性的目的，闡述了具體細(xì)節(jié)，以幫助全面地理解本發(fā)明。然而，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，也可以在脫離了這些具體細(xì)節(jié)的其它實(shí)施例中實(shí)踐本發(fā)明。
[0014]在此需要說明的是，為了避免因不必要的細(xì)節(jié)而模糊了本發(fā)明，在附圖中僅僅示出了與根據(jù)本發(fā)明的方案密切相關(guān)的設(shè)備結(jié)構(gòu)和/或處理步驟，而省略了與本發(fā)明關(guān)系不大的其他細(xì)節(jié)。
[0015]一種井下儀器用壓力傳感器，如圖1所示，包括傳感器接頭1、傳感器芯體2、傳感器殼體3、第一密封圈4、第二密封圈5和傳感器電路6 ；
[0016]其中，傳感器接頭I大致呈圓筒狀，起到固定傳感器芯的作用。傳感器一端通過螺紋和被測(cè)儀器相接，傳感器另一端焊接在傳感器殼體3上，傳感器接頭I外圓周設(shè)有至少一個(gè)密封圈，密封圈使得傳感器接頭I與被測(cè)儀器之間密封；傳感器芯體2固定在傳感器殼體3內(nèi)，傳感器芯體2內(nèi)部集成有橋式電路，設(shè)置在傳感器芯外周的密封圈將傳感器芯體2和傳感器殼體3之間密封，傳感器芯體2 —端設(shè)有敏感壓力膜片，敏感壓力膜片是不銹鋼材料，另一端設(shè)有信號(hào)輸出器件，敏感壓力膜片與傳感器接頭I圓筒狀內(nèi)孔的末端相接，信號(hào)輸出器件與固定在傳感器殼體3內(nèi)部的傳感器電路6連接；傳感器殼體后端與接頭端共同起到保護(hù)和固定傳感器芯的作用，并且傳感器殼體后端起到固定傳感器電路的作用。
[0017]傳感器電路3包括零偏調(diào)整電路和溫度平衡電路，零偏調(diào)整電路調(diào)節(jié)零偏輸出，與橋式電路匹配，保證傳感器的輸出零偏較小，溫度平衡電路調(diào)整溫度傳感器輸出受溫度的影響；
[0018]井下油液進(jìn)入傳感器內(nèi)部，傳感器芯體I上的敏感壓力膜片受到油液的擠壓，內(nèi)部橋式電路發(fā)生不平衡，傳感器電路敏感到不平衡，輸出電壓。
[0019]如圖2所示，橋式電路包括第一電阻Rl、第二電阻R2、第三電阻R3和第四電阻R4。溫度平衡電路包括第五電阻R5、第六電阻R6和第七電阻R7，采集電阻要與傳感器芯橋式電路的電阻匹配使用，使得傳感器輸出穩(wěn)定，并在高溫時(shí)調(diào)節(jié)零偏和穩(wěn)定性，提高傳感器高溫的精度、非線性度、穩(wěn)定性和對(duì)稱性。通過電路的調(diào)整，使得此傳感器能夠在150°C高溫的情況下，精度達(dá)到0.1%。，非線性度達(dá)到0.1%。，對(duì)稱性達(dá)到0.1%。，長(zhǎng)期穩(wěn)定性達(dá)到0.1%。，起到調(diào)節(jié)電路高溫性能的作用；零偏調(diào)整電路包括第八電阻R8和第九電阻R9，根據(jù)傳感器芯橋式電路各個(gè)端點(diǎn)之間的電阻，調(diào)配電路上的電阻，使得傳感器輸出零偏達(dá)到最小化，提高壓力傳感器的精度和對(duì)稱性，起到調(diào)節(jié)零偏的作用。
[0020]各電阻連接方式如圖2所示，串聯(lián)在一起的第二電阻和第九電阻一端連接負(fù)輸出端，另一端連接負(fù)輸入端；串聯(lián)在一起的第三電阻和第八電阻一端連接正輸出端，另一端連接負(fù)輸入端；串聯(lián)在一起的第一電阻和第四電阻一端連接負(fù)輸出端，另一端連接正輸出端；第五電阻、第六電阻和第七電阻一端連接在第一電阻和第四電阻之間，第五電阻另一端連接負(fù)輸出端，第六電阻另一端連接正輸入端，第七電阻另一端連接正輸出端。
[0021]本發(fā)明實(shí)施例提供的井下儀器用壓力傳感器，傳感器電路包括零偏調(diào)整電路和溫度平衡電路，零偏調(diào)整電路調(diào)節(jié)零偏輸出，與橋式電路匹配，保證傳感器的輸出零偏較小，溫度平衡電路調(diào)整溫度傳感器輸出受溫度的影響，減小傳感器受溫度影響的輸出，這兩個(gè)功能保證了傳感器的功耗小和高溫特性，從而保證了壓力傳感器的高可靠性。
[0022]如上針對(duì)一種實(shí)施例描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式在一個(gè)或更多個(gè)其它實(shí)施例中使用，和/或與其它實(shí)施例中的特征相結(jié)合或替代其它實(shí)施例中的特征使用。
[0023]應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，術(shù)語“包括/包含”在本文使用時(shí)指特征、整件、步驟或組件的存在，但并不排除一個(gè)或更多個(gè)其它特征、整件、步驟、組件或其組合的存在或附加。
[0024]這些實(shí)施例的許多特征和優(yōu)點(diǎn)根據(jù)該詳細(xì)描述是清楚的，因此所附權(quán)利要求旨在覆蓋這些實(shí)施例的落入其真實(shí)精神和范圍內(nèi)的所有這些特征和優(yōu)點(diǎn)。此外，由于本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易想到很多修改和改變，因此不是要將本發(fā)明的實(shí)施例限于所例示和描述的精確結(jié)構(gòu)和操作，而是可以涵蓋落入其范圍內(nèi)的所有合適修改和等同物。
[0025]本發(fā)明未詳細(xì)說明部分為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種井下儀器用壓力傳感器，其特征在于，包括傳感器接頭、傳感器芯體、傳感器殼體、第一密封圈和第二密封圈； 其中，傳感器接頭大致呈圓筒狀，傳感器一端通過螺紋和被測(cè)儀器相接，傳感器另一端焊接在傳感器殼體上，傳感器接頭外圓周設(shè)有至少一個(gè)密封圈，密封圈使得傳感器接頭與被測(cè)儀器之間密封；傳感器芯體固定在傳感器殼體內(nèi)，傳感器芯體內(nèi)部集成有橋式電路，設(shè)置在傳感器芯外周的密封圈將傳感器芯體和傳感器殼體之間密封，傳感器芯體一端設(shè)有敏感壓力膜片，敏感壓力膜片是不銹鋼材料，另一端設(shè)有信號(hào)輸出器件，敏感壓力膜片與傳感器接頭圓筒狀內(nèi)孔的末端相接，信號(hào)輸出器件與固定在傳感器殼體內(nèi)部的傳感器電路連接； 傳感器電路包括零偏調(diào)整電路和溫度平衡電路，零偏調(diào)整電路調(diào)節(jié)零偏輸出，與橋式電路匹配，保證傳感器的輸出零偏較小，溫度平衡電路調(diào)整溫度傳感器輸出受溫度的影響； 井下油液進(jìn)入傳感器內(nèi)部，傳感器芯體上的敏感壓力膜片受到油液的擠壓，內(nèi)部橋式電路發(fā)生不平衡，傳感器電路敏感到不平衡，輸出電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的井下儀器用壓力傳感器，其特征在于，橋式電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻，溫度平衡電路包括第五電阻、第六電阻和第七電阻，零偏調(diào)整電路包括第八電阻和第九電阻； 其中，串聯(lián)在一起的第二電阻和第九電阻一端連接負(fù)輸出端，另一端連接負(fù)輸入端；串聯(lián)在一起的第三電阻和第八電阻一端連接正輸出端，另一端連接負(fù)輸入端；串聯(lián)在一起的第一電阻和第四電阻一端連接負(fù)輸出端，另一端連接正輸出端；第五電阻、第六電阻和第七電阻一端連接在第一電阻和第四電阻之間，第五電阻另一端連接負(fù)輸出端，第六電阻另一端連接正輸入端，第七電阻另一端連接正輸出端。
【文檔編號(hào)】E21B47/06GK104198111SQ201410415116
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】郭秋芬, 張曉麗, 游學(xué) , 呂偉, 李瑋燕, 張龍, 岳步江, 郭雙紅 申請(qǐng)人:航天科工慣性技術(shù)有限公司