一种传感器的制作方法

1.本发明涉及流体检测控制技术领域，具体而言，涉及一种传感器。


背景技术：

2.传感器是工业自动化控制系统中的一种重要部件，用于感受被测量的信息并将被测量的信息按照一定规律，转换为电信号或其它所需形式的输出信息，随着科学技术的不断发展，传感器在日常生活中的运用领域越来越广泛。
3.图8为背景技术给出的一种传感器结构简图。该结构中，传感器壳体5包括介质传输孔6，芯体部件位于传感器壳体5的内腔，压力芯片4朝向介质传输孔6。芯体部件通过设置压环(密封部件)3纵向抵接传感器壳体5，密封部件密封介质传输孔6的上端口以隔绝流体介质进入上腔1。
4.由于传感器需要适合复杂的流体检测环境，而且在复杂的流体检测环境下要求达到一定的流体检测精度要求，所以密封部件在流体内腔的密封可靠性是本领域技术人员所研究的课题。


技术实现要素：

5.本发明给出了一种传感器，包括壳体部件和芯体部件，所述壳体部件包括流体端口部和配合部，所述壳体部件具有引流腔，定义所述引流腔的一侧为第一端口、所述引流腔的另一侧为第二端口，所述第一端口位于所述流体端口部，
6.所述传感器还包括环形密封件，所述环形密封件在自由状态的纵截面大致为圆形,所述配合部包括环形槽和所述第二端口，所述第二端口位于所述环形槽的径向内侧，所述环形密封件至少部分位于所述环形槽，所述芯体部件抵接所述环形密封件；
7.如定义，在所述传感器的横向投影面上，所述环形槽的投影轮廓的中心环线直径为r1，所述环形密封件在自由状态的径向中心环线的直径为r2，所述环形密封件在自由状态的纵截面轮廓直径为w2，所述环形槽的径向宽度为w1，则满足：r2-r1＞0.2mm、1.1≤w1/w2≤1.3。
8.本发明给出的传感器，通过将环形密封件的径向中心环线直径大于环形槽投影轮廓的中心环线的直径的设置，使环形密封件在密封侧向受力相对均匀,其结构方案得到优化，提高了传感器密封可靠性。
附图说明
9.图1：本发明给出的一种传感器结构的主剖面示意图；
10.图2：图1中传感器结构的侧剖面示意图；
11.图3：图1中传感器的壳体的结构示意图；
12.图4：图3中壳体的台阶部的立体结构图；
13.图5：图1中传感器的密封圈的结构示意图；
14.图6：图2中q区域在芯体部件安装前的局部放大示意图；
15.图7：图2中q区域在芯体部件安装后的局部放大示意图；
16.图8：背景技术给出的一种传感器结构简图。
17.图1-图7中符号说明：
18.10-传感器；
19.100-壳体部件；
20.110-壳体；
21.111-管体部；
22.112-台阶部；
23.113-壁部；
24.114-铆压部；
25.120-环形槽；
26.121-外侧壁、122-内侧壁；
27.123-外端口面、124-内端口面；
28.130-引流腔；
29.131-第一端口、132-第二端口；
30.140-配合部；
31.141-上配合面；
32.150-流体端口部；
33.200-芯体部件；
34.210-基座；
35.211-下配合；
36.212-电路板；
37.220-芯体/压力芯片；
38.300-罩体部件；
39.310-罩体；
40.311-信号连接部；
41.312-基部；
42.313-电信号引出件；
43.400-密封部件；
44.410-环形密封件；
45.500-温度敏感元件；
46.600-转接体；
47.610-本体、620-导电体；
48.700-弹性电连接体。
具体实施方式
49.为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一
些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。本文中所涉及的上、下等方位词是附图中所示的零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便，应当理解，本文所采用的方位词不应限制本技术请求保护的范围；同样应当理解，本文所述的连接、固定、抵接等结构关系，除特别说明以体现其发明思想外，应包括直接和间接的方法。
50.图1为本发明给出的一种传感器结构的主剖面示意图，图2为图1中传感器结构的侧剖面示意图，图3为图1中传感器的壳体的结构示意图，图4为该壳体的台阶部的立体结构图。
51.如图1、图2、图3及图4所示。传感器10主要包括壳体部件100、芯体部件200及罩体部件300。
52.壳体部件100包括壳体110，壳体110通过金属材料加工制成。壳体110大致包括管体部111、台阶部112及壁部113三个部分。壳体具有引流腔130。
53.罩体部件300包括罩体310和电信号引出件313，罩体310一般通过非金属绝缘材料一次注塑成型，电信号引出件313的若干插针作为嵌件在注塑时与罩体310固定成型。罩体310的上部包括腔体结构的信号连接部311。罩体310的下部包括向外凸出成台阶结构的基部312，电信号引出件313部分位于信号连接部311的腔体内。基部312部分内插于壳体110的壁部113，壁部113的上端包括铆压部114。通过对铆压部114的外缘铆压，使壳体110与罩体310铆接固定。
54.芯体部件200包括基座210和芯体220，基座210可以通过绝缘玻璃材料烧结成型。基座210的上端面包括电路板212，基座210的下端面固定芯体220，芯体220与基座210可以通过胶接或焊接形式固定，当然也可是通过限位设置。
55.在本实施例中，芯体220具体包括压力芯片。芯体部件200置于壳体110内部，罩体310抵接基座210，基座210抵接台阶部112。
56.传感器10还包括密封部件400，密封部件400包括环形密封件410。环形密封件410抵接在基座210的下端面与壳体110之间。定义引流腔130下方的一侧为第一端口131、上方的一侧为第二端口132。
57.壳体110的管体部111包括流体端口部150，引流腔130的第一端口131位于流体端口部150。台阶部112包括配合部140，引流腔130的第二端口132位于配合部140。配合部140还包括环形槽120和上配合面141，环形密封件410位于环形槽120中。第二端口132位于环形槽120的径向内侧，基座210的下端面包括下配合面211，传感器10铆压安装后，下配合面211与上配合面141抵接配合，通过基座210抵接环形密封件410，使环形密封件410密闭第二端口132。
58.压力芯片220朝向引流腔130的第二端口132。这样，当通过第一端口131进入引流腔130的检测流体的压力发生变化，压力芯片220能检测该压力的变化并转化成电信号。
59.图5为图1中传感器的密封圈的结构示意图，图6为图2中q区域在芯体部件安装前的局部放大示意图，图7为图2中q区域在芯体部件安装后的局部放大示意图。
60.如图5、图6及图7所示，并参考图1、图2、图3。
61.在该技术方案中，通过对结构参数进行优化，以改善环形密封件410的受力环境，提高传感器的密封可靠性。
62.具体地，定义在传感器10的横向投影面上，环形槽120的投影轮廓的中心环线x1(参见图4)所确定的圆的直径为r1(参见图6)；环形密封件410在自由状态的径向中心环线x2(参见图4)所确定的圆的直径为r2(参见图6，即环形密封件410未压缩状态)，则满足r2-r1＞0.2mm。
63.上述技术方案的优点在于：在传感器10工作状态，环形密封件410除受到轴向压力(f1)产生变形外，还受到引流腔130内的流体径向向外施加的侧向力(f2)(见图7)。环形密封件410的径向中心环线向外偏离环形槽120的径向中心环线，使流体更容易进入环形槽120，进一步将环形密封件410径向向外抵接环形槽120的外侧壁121，提高了密封位置的稳定性。改善了环形密封件410的受力环境，提高传感器的密封可靠性。
64.下表是r2-r1设置相应的区间点参数,对环形密封件的影响。
[0065][0066]
作为技术方案的进一步延伸，环形槽120的纵截面大致为方形,环形密封件410在自由状态的纵截面大致为圆形。如定义：环形密封件410在安装状态的轴向最大高度为l1，环形密封件410在自由状态的纵截面轮廓直径为w2(见图6)，l1/w2即为环形密封件的轴向压缩率，则满足0.7≤l1/w2≤0.85。
[0067]
上述技术方案的优点在于，通过优化环形密封件在工作状态下的轴向压缩率关系，改善环形密封件在安装工作状态的变形和受力，能减缓环形密封件410的失效周期，提高传感器10的引流腔130密封的可靠性。
[0068]
附表为对本发明给出的技术参数进行的相关验证结果
[0069]
l1/w2密封合格率失效描述0.6097％高低温冲击失效0.6597％高低温冲击失效0.7100％ 0.75100％ 0.85100％ 0.998％常温高压失效198％常温高压失效
[0070]
作为技术方案的进一步延伸，如定义环形槽120的径向的宽度为w1(见图6)，则满足1.1≤w1/w2≤1.3。该技术方案限定了环形密封件410与环形槽120的比例关系，既有利于密封位置的稳定性又能使环形密封件410在正常范围内压缩保证密闭性。
[0071]
作为前述技术方案的进一步延伸，环形槽120的纵截面大致为方形,环形槽120包括外侧壁121和内侧壁122。配合部140的上端面向外侧壁121的外端口延伸形成外端口面123，配合部140的上端面向内侧壁122的内端口延伸形成内端口面124。外端口面123作为上配合面141与基座210的下配合面211配合，内端口面124与基座210的下端面具有间隙。该技术方案在基座210与内端口面124之间设置间隙，便于引流腔130内的流体进入环形槽120对环形密封件410施加径向向外的压力。
[0072]
如图1和图2所示。作为前述技术方案的进一步延伸，传感器10还包括温度敏感元件500和转接体600。转接体600与壳体部件100限位连接，温度敏感元件500部分位于引流腔130，并与转接体600固定连接。转接体600与基座210之间设置有弹性电连接体700。电路板212与固定在基座210的下端部的压力芯片220电连接。电路板212与弹性电连接体700电连接。同样，罩体部件300的电信号引出件313与电路板212电连接。
[0073]
转接体600包括本体610和导电体620，本体610为绝缘材料制成，导电体620穿设固定在本体610上。导电体620的上段与弹性电连接体700抵接实现电连接，导电体620的下段与温度敏感元件500电连接。
[0074]
以上仅是本发明的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种传感器，包括壳体部件和芯体部件，所述壳体部件包括流体端口部和配合部，所述壳体部件具有引流腔，定义所述引流腔的一侧为第一端口、所述引流腔的另一侧为第二端口，所述第一端口位于所述流体端口部，其特征在于：所述传感器还包括环形密封件，所述环形密封件在自由状态的纵截面大致为圆形，所述配合部包括环形槽和所述第二端口，所述第二端口位于所述环形槽的径向内侧，所述环形密封件至少部分位于所述环形槽，所述芯体部件抵接所述环形密封件；如定义，在所述传感器的横向投影面上，所述环形槽的投影轮廓的中心环线直径为r1，所述环形密封件在自由状态的径向中心环线的直径为r2，所述环形密封件在自由状态的纵截面轮廓直径为w2，所述环形槽的径向宽度为w1，则满足：r2-r1＞0.2mm、1.1≤w1/w2≤1.3。2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述环形槽的纵截面大致为方形,所述环形密封件在安装状态的轴向最大高度为l1，则满足：0.7≤l1/w2≤0.85。3.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述芯体部件包括基座和芯体，所述基座与所述芯体固定连接或限位设置,所述芯体朝向所述第二端口,所述基座包括下配合面,所述配合部包括上配合面,所述下配合面与所述上配合面抵接。4.如权利要求3所述的传感器，其特征在于，所述环形槽的纵截面大致为方形,所述环形槽包括外侧壁和内侧壁，所述配合部包括向所述外侧壁延伸的外端口面、向所述内侧壁延伸的内端口面，所述外端口面作为所述上配合面，所述内端口面与所述基座之间具有间隙。5.如权利要求1-4任一项所述的传感器，其特征在于，所述壳体部件包括壳体，所述壳体包括管体部、台阶部及壁部，所述管体部包括所述流体端口部，所述台阶部包括所述配合部；所述传感器还包括罩体部件，所述罩体部件包括罩体和电信号引出件，所述罩体包括信号连接部和基部，所述电信号引出件设置于所述信号连接部；所述基部与所述壁部套设，所述壁部包括铆压部，所述壳体与所述罩体通过铆接固定，所述罩体部件直接或间接抵接所述芯体部件，所述芯体部件直接或间接抵接所述台阶部。6.如权利要求5所述的传感器，其特征在于，还包括温度敏感元件和转接体，所述温度敏感元件部分位于所述引流腔，所述温度敏感元件与所述转接体固定连接；所述芯体包括压力芯片，所述芯体与所述芯体部件的基座通过胶接或焊接固定，所述转接体与所述基座之间设置有弹性电连接体。7.如权利要求6所述的传感器，其特征在于，所述芯体部件包括电路板，所述电路板与所述压力芯片电连接；所述电路板与所述弹性电连接体电连接，所述弹性电连接体与所述转接体的导电体电连接，所述导电体与所述温度敏感元件电连接。

技术总结
本发明公开了一种传感器，包括壳体部件和芯体部件，所述壳体部件包括配合部，特征在于，所述传感器还包括环形密封件，所述配合部包括环形槽，所述环形密封件至少部分位于所述环形槽，所述芯体部件抵接所述环形密封件，如定义所述环形密封件在自由状态的径向中心环线的直径为R2，在所述传感器的横向投影面上，所述环形槽投影轮廓的中心环线直径为R1，则满足R2-R1＞0.2mm。本发明能够提高传感器的密封可靠性。靠性。靠性。


技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：浙江三花商用制冷有限公司
技术研发日：2022.11.11
技术公布日：2023/8/9