壓力傳感器及其制造方法與流程

本發明涉及壓力傳感器，具體涉及一種結構合理，密封性能優良的壓力傳感器結構。

背景技術：

近年來，壓力傳感器以其極高的穩定性和耐腐蝕性以及高線性精度、高靈敏度、低溫漂、低成本等特點，在汽車、空調、工業控制等領域中有著廣泛的應用前景。它的基本原理是利用壓力芯片感受到壓力發生變形，從而引起壓力芯片上的漿料燒結電阻的阻值發生變化，引起芯片上的惠斯通電橋的輸出電壓發生變化，再通過相應的轉換電路轉換成控制信號。

壓力傳感器主要是把氣體、液體的壓力、負壓和絕對壓力等參數轉變為電子信號從而實現對壓力的測量。

目前，壓力傳感器安裝在管路中時，普遍安裝結構為壓力傳感器與三通管相結合的結構安裝方式，即壓力傳感器殼體伸出的的外螺紋端，旋入相應的三通管垂直管路的內螺紋孔內，例如專利CN201510415530.7所示的三通管，這種結構密封性、可靠性較差，成本較高，同時安裝工序復雜，并且由于壓力傳感器與三通管安裝在一起，整體高度增加，不利于整體終端產品布局調整。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供了壓力傳感器及其制造方法，其解決了目前存在的結構密封性差、可靠性差、成本高、安裝工序復雜、整體高度影響終端產品布局等技術問題。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：壓力傳感器，其特征在于：包括殼體、密封圈、陶瓷感應芯體、電氣接插件；

所述殼體由金屬基座與管路接口兩部分組成，殼體分為上、下兩部分，所述殼體下部分伸出至少一個流通氣體或液體的管路接口；殼體下部分為規則或不規則的非圓柱體形狀，具體為帶有限制殼體圓周徑向旋轉的至少一處非圓柱體形狀；

所述殼體上部分為規則的圓柱體形狀，殼體上部分內腔為開設有容納密封圈、陶瓷感應芯體和電氣接插件的回轉體凹槽；

所述殼體上部分內腔的回轉體凹槽共開設有三個臺階槽；

所述殼體第一臺階槽為容納密封圈所設，密封圈的底平面與殼體第一臺階槽底平面相貼合，密封圈的徑向圓周面與殼體第一臺階槽的側壁相貼合，密封圈的上平面由陶瓷感應芯體的底平面緊密壓著，使密封圈具有密封性能；

所述殼體第二臺階槽為容納陶瓷感應芯體所設，陶瓷感應芯體的底平面與殼體第二臺階槽底平面相貼合，陶瓷感應芯體的徑向圓周面與殼體第二臺階槽的側壁相貼合，陶瓷感應芯體的上平面由電氣接插件的底平面緊密壓著，使密封圈具有密封性能；

所述殼體第三臺階槽為容納電氣接插件所設，電氣接插件的底平面與殼體第三臺階槽底平面相貼合，電氣接插件的徑向圓周面與殼體第三臺階槽的側壁相貼合，電氣接插件的圓環形臺階，由殼體上部分內腔、外徑圓周圍成的薄壁經過彎曲后壓著，以限制電氣接插件軸向、徑向位移，同時保證了傳感器的密封性能；

所述殼體分為上、下兩部分由垂直于殼體下部分伸出的管路接口的通孔相貫通。

所述殼體下部分伸出至少一個流通氣體或液體的管路接口，為金屬基座經過去除材料的方法加工后，放入到注塑模具內，通過注塑成型所得的管路接口。

所述管路接口為改性合金塑料材料制成；具體材料為PPE、PPO、PA6、PA66、PTT、PS、PC、PE、PBT、ABS、PET一種或任兩種以上的組合，再增加10%至50%比例的玻璃纖維和/或碳纖維，以加強管路接口處的溫度性能和結構強度性能。

所述電氣接插件為改性合金塑料材料制成；具體材料為PPE、PPO、PA6、PA66、PTT、PS、PC、PE、PBT、ABS、PET一種或任兩種以上的組合，再增加10%至50%比例的玻璃纖維和/或碳纖維，以加強電氣接插件處的溫度性能和結構強度性能。

所述密封圈材料為HNBR或EPDM制成，硬度為20至100邵氏硬度。

所述密封圈置于陶瓷感應芯體的底平面與殼體第一臺階槽底平面之間，并被陶瓷感應芯體的底平面緊密壓著，其高度壓縮量為10%至50%。

所述管路接口與金屬基座的結合處，設有與金屬基座凹槽處相吻合的凸臺，以限制管路接口位移及保證管路接口與金屬基座的密封性能。

所述管路接口的入口端具有導向錐度，其角度為5度至30度；所述導向錐度靠近金屬基座的末端，設有容納密封圈的凹槽。

所述壓力傳感器的量程為-300Kpa至100MPa。

所述壓力傳感器的原理：液體或氣體的壓力（如圖4箭頭所示方向）直接作用在陶瓷膜片的表面，使膜片產生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個惠斯通電橋(閉橋)。由于壓敏電阻的壓阻效應，使電橋產生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號，根據輸出電壓的大小，即可得知液體或氣體的壓力的大小。

所述壓力傳感器制造方法如下：

（a）選取一定長度的金屬棒料，采用機械加工去除材料的工藝，加工出殼體上部分內腔的的三個臺階槽；

（b）采用機械加工去除材料的工藝，加工出與殼體上部分內腔的的三個臺階槽軸線相垂直的通孔，并加工出兩端的凹槽；

（c）采用機械加工去除材料的工藝，加工出殼體上、下部分的通孔；即加工出金屬基座；

（d）將a、b、c所述的金屬基座，放入到注塑模具內，通過注塑成型所得的管路接口；即可制作出完整的殼體；

（e）將密封圈放入到殼體第一臺階槽，擺放平整；

（f）將陶瓷感應芯體放入到殼體第二臺階槽，擺放平整；

（g）將陶瓷感應芯體與相應的電路板一端焊接，并將電路板的另一端與電氣接插件的插針焊接；

(h) 將電氣接插件放入到殼體第三臺階槽，擺放平整；

(i) 通過包邊裝置，將殼體的薄壁通過卷曲變形的方式，使薄壁壓著在電氣接插件表面，以保證傳感器的密封性和結構強度。

本發明提供的壓力傳感器及其制造方法，具有結構密封性好、可靠性高、成本低、安裝工序簡單、結構緊湊、精度高、抗振性能好、穩定性高、制作容易等特點。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的壓力傳感器的立體圖。

圖2是本發明實施例提供的壓力傳感器的主視圖。

圖3是本發明實施例提供的壓力傳感器的仰視圖。

圖4是本發明實施例提供的圖3的A-A剖視圖。

圖5是本發明實施例提供的壓力傳感器的俯視圖。

圖6是本發明實施例提供的壓力傳感器的右視圖。

圖7是本發明實施例提供的壓力傳感器的左視圖。

圖8是本發明實施例提供的殼體的金屬基座的立體圖。

圖9是本發明實施例提供的殼體的金屬基座的左視圖。

圖10是本發明實施例提供的殼體的金屬基座的俯視圖。

圖11是本發明實施例提供的圖10的B-B剖視圖。

圖12是本發明實施例提供的圖10的C-C剖視圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

需要說明的是，當元件被稱為“固定于”或“設置于”另一個元件上時，它可以直接在另一個元件上或者可能同時存在居中元件。當一個元件被稱為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接另一個元件或者可能同時存在居中元件。

還需要說明的是，以下實施例中的左、右、上、下、頂、底等方位用語，僅是互為相對概念或是以產品的正常使用狀態為參考的，而不應該認為是具有限制性的。

結合參閱圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖11、圖12所示，本發明實施例提供壓力傳感器，其特征在于：包括殼體1、密封圈3、陶瓷感應芯體4、電氣接插件5；

所述殼體1由金屬基座13與管路接口2兩部分組成，殼體1分為上、下兩部分，所述殼體1下部分伸出至少一個流通氣體或液體的管路接口2；殼體1下部分為規則或不規則的非圓柱體形狀，具體為帶有限制殼體1圓周徑向旋轉的至少一處非圓柱體形狀；

所述殼體1上部分為規則的圓柱體形狀，殼體1上部分內腔為開設有容納密封圈3、陶瓷感應芯體4和電氣接插件5的回轉體凹槽11；

所述殼體1上部分內腔的回轉體凹槽11共開設有三個臺階槽；

所述殼體1第一臺階槽111為容納密封圈3所設，密封圈3的底平面與殼體第一臺階槽111底平面相貼合，密封圈3的徑向圓周面與殼體第一臺階槽的側壁相貼合，密封圈3的上平面由陶瓷感應芯體4的底平面緊密壓著，使密封圈3具有密封性能；

所述殼體1第二臺階槽112為容納陶瓷感應芯體4所設，陶瓷感應芯體4的底平面與殼體1第二臺階槽112底平面相貼合，陶瓷感應芯體4的徑向圓周面與殼體1第二臺階槽112的側壁相貼合，陶瓷感應芯體4的上平面由電氣接插件5的底平面緊密壓著，使密封圈3具有密封性能；

所述殼體1第三臺階槽113為容納電氣接插件5所設，電氣接插件5的底平面與殼體1第三臺階槽113底平面相貼合，電氣接插件5的徑向圓周面與殼體1第三臺階槽113的側壁相貼合，電氣接插件5的圓環形臺階，由殼體1上部分內腔、外徑圓周圍成的薄壁經過彎曲后壓著，以限制電氣接插件5軸向、徑向位移，同時保證了傳感器的密封性能；

所述殼體1分為上、下兩部分由垂直于殼體1下部分伸出的管路接口2的通孔12相貫通。

所述殼體1下部分伸出至少一個流通氣體或液體的管路接口2，為金屬基座13經過去除材料的方法加工后，放入到注塑模具內，通過注塑成型所得的管路接口2。

所述管路接口2為改性合金塑料材料制成；具體材料為PPE、PPO、PA6、PA66、PTT、PS、PC、PE、PBT、ABS、PET一種或任兩種以上的組合，再增加10%至50%比例的玻璃纖維和/或碳纖維，以加強管路接口2處的溫度性能和結構強度性能。

所述電氣接插件5為改性合金塑料材料制成；具體材料為PPE、PPO、PA6、PA66、PTT、PS、PC、PE、PBT、ABS、PET一種或任兩種以上的組合，再增加10%至50%比例的玻璃纖維和/或碳纖維，以加強電氣接插件5處的溫度性能和結構強度性能。

所述密封圈3材料為HNBR或EPDM制成，硬度為20至100邵氏硬度。

所述密封圈3置于陶瓷感應芯體4的底平面與殼體1第一臺階槽111底平面之間，并被陶瓷感應芯體4的底平面緊密壓著，其高度壓縮量為10%至50%。

所述管路接口2與金屬基座的結合處，設有與金屬基座13凹槽131處相吻合的凸臺23，以限制管路接口2位移及保證管路接口2與金屬基座13的密封性能。

所述管路接口2的入口端（如圖4箭頭所示）具有導向錐度21，其角度為5度至30度；所述導向錐度21靠近金屬基座13的末端，設有容納密封圈3的凹槽22。

所述壓力傳感器的量程為-300Kpa至100MPa。

所述壓力傳感器制造方法如下：

（a）選取一定長度的金屬棒料，采用機械加工去除材料的工藝，加工出殼體1上部分內腔的的三個臺階槽111、112、113；

（b）采用機械加工去除材料的工藝，加工出與殼體1上部分內腔的的三個臺階槽111、112、113軸線相垂直的通孔14，并加工出兩端的凹槽131；

（c）采用機械加工去除材料的工藝，加工出殼體1上、下部分的通孔12；即加工出金屬基座；

（d）將a、b、c所述的金屬基座13，放入到注塑模具內，通過注塑成型所得的管路接口2；即可制作出完整的殼體1；

（e）將密封圈3放入到殼體1第一臺階槽111，擺放平整；

（f）將陶瓷感應芯體4放入到殼體1第二臺階槽112，擺放平整；

（g）將陶瓷感應芯體4與相應的電路板一端（圖中未示）焊接，并將電路板的另一端與電氣接插件5的插針51焊接；

(h) 將電氣接插件5放入到殼體1第三臺階槽113，擺放平整；

(i) 通過包邊裝置，將殼體1的薄壁15通過卷曲變形的方式，使殼體1的薄壁15壓著在電氣接插件5表面，以保證傳感器的密封性和結構強度。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換或改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。