CN103105216A - 一种磁敏传感器及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁敏传感器及其制造工艺，包括外壳、磁敏元件、浮子，其中，所述外壳设置成单端封闭式管状，所述磁敏元件置于外壳内部，磁敏元件外接电线，所述外壳开口端设有固定电线的旋转滑套，所述外壳通过树脂填充；所述浮子设有永磁铁，所述浮子与磁敏元件配合动作。本发明所述的磁敏传感器的稳定性高，使用寿命长，可靠性高，有利于生产推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种传感器以及制造工艺，尤其涉及的是一种磁敏传感器及其制造工艺。
背景技术
日常生活中的设备需要监测水位，例如洗衣机、空调机等。现有技术中的磁敏水位监测器寿命短，浸水耐压性差，长期浸泡在水中容易出现灵敏性降低，甚至无法工作等问题；现有的磁敏水位监测器结构复杂，维修不方便；由于这类磁敏水位监测器在制作过程中缺少通断测试、绝缘测试、浸水耐压测试等检测手段，而且现有的磁敏水位检测器普遍存在绝缘不良，通断不良等问题。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种磁敏传感器及其制造工艺，旨在解决现有的磁敏水位监测器结构复杂，浸水耐压性和稳定性差等技术问题。
本发明的技术方案如下：一种磁敏传感器，包括外壳、磁敏元件、浮子，其中，所述外壳设置成单端封闭式管状，所述磁敏元件置于外壳内部，磁敏元件外接电线，所述磁敏元件与电线焊接处置于外壳内部，所述外壳通过树脂填充；所述浮子设有永磁铁，所述浮子与磁敏元件配合动作。
所述的磁敏传感器，其中，所述磁敏元件为干簧管。
所述的磁敏传感器，其中，所述磁敏元件为MR磁阻。
所述的磁敏传感器，其中，所述浮子设置成环状，永磁体设置在浮子内侧面，所述外壳穿过浮子，外壳上端设置限位块，外壳内的磁敏元件与浮子内侧面的永磁体配合动作，所述外壳下端设有限位环。
所述的磁敏传感器，其中，所述浮子设置在外壳外侧，所述永磁体设置在浮子靠近外壳的侧面上，所述永磁体与外壳中的磁敏元件配合动作。
一种所述的磁敏传感器的制造工艺，其中，包括以下步骤：
A.制作浮子：利用聚丙烯材料发泡制作浮子，将永磁体嵌入浮子中；
B.制作外壳；
C. 设置磁敏元件：焊接电线和磁敏元件，向外壳内添加树脂，添加树脂的高度小于1/2外壳高度，在树脂凝固前把磁敏元件垂直放进外壳中，磁敏元件下端与电线的焊接处浸入树脂中固定，磁敏元件与电线的焊接处置于外壳内部，利用树脂完全填充外壳内部，并且在外壳开口端与电线的连接处添加树脂封闭外壳开口端和固定电线，组装浮子和外壳得到磁敏传感器；
D.对所述磁敏传感器进行通断测试；
E. 对所述磁敏传感器进行浸水耐压测试。
所述的磁敏传感器的制造工艺，其中，所述步骤A中的永磁体通过铁氧体材料两面一次性充磁制作而成，所述永磁体表面磁束密度大于80mT，永磁体厚度小于6mm，所述浮子与永磁体组成的整体的密度小于0.7g/m3。
所述的磁敏传感器的制造工艺，其中，所述步骤C中，当磁敏元件为干簧管时，干簧管竖直设置，干簧管的玻璃管下端与干簧管下端电线焊接处的距离不小于4mm，干簧管的玻璃管上端的引线长度不小于8mm，在干簧管下端电线的焊接处干簧管的引线长度至少保留1mm。
所述的磁敏传感器的制造工艺，其中，所述步骤C中，当磁敏元件为干簧管时，干簧管竖直设置，干簧管的玻璃管上端与干簧管上端电线焊接处的距离不小于4mm，干簧管的玻璃管下端的引线长度不小于8mm，在干簧管下端电线的焊接处干簧管的引线长度至少保留1mm。
所述的磁敏传感器的制造工艺，其中，所述步骤E包括以下步骤：
E1：设置两个装满水的水箱，以一个或多个磁敏传感器每组为单位进行测试，一次测试一组，将所述磁敏传感器一端浸入一个水箱中，使永磁体接触水，磁敏传感器连接的电线的另一端浸入另一个水箱中，浸泡时间至少为10分钟；
E2：打开测试仪电源开关，漏电电流设置为5mA，电压设置为2000V，时间设置为3S，利用测试枪接触浸有电线的另一端的水；
E3：观察漏电指示灯和报警器，漏电指示灯不亮并且报警器不工作证明被检测的磁敏传感器浸水耐压测试合格。
本发明的有益效果：本发明通过利用树脂填充外壳，有利于稳定和保护外壳内的磁敏元件，避免磁敏元件和电线接触水，提高磁敏传感器的稳定性，延长其使用寿命；本发明通过设置表面磁束密度大于80mT并且厚度小于6mm的永磁体与磁敏元件配合，有利于增加磁敏传感器的灵敏度；本发明通过合理设置磁敏元件在外壳中的位置以及磁敏元件和电线的焊接位置，有利于提高磁敏传感器的稳定性，避免树脂影响磁敏元件和电线连接的可靠性；本发明通过在制作磁敏传感器的过程中设置通断测试、绝缘测试、浸水耐压测试等检测方法，保证磁敏传感器成品的可靠性。
附图说明
图1是本发明中磁敏传感器中浮子套在外壳上的结构示意图。
图2是本发明中磁敏传感器中外壳内设干簧管的内部剖视图。
图3是本发明中磁敏传感器中外壳内设MR磁阻的内部剖视图。
图4是本发明中磁敏传感器中浮子设置在外壳外侧的结构示意图。
图5是本发明中磁敏传感器中外壳内设干簧管的内部剖视图。
图6是本发明中磁敏传感器中外壳内设MR磁阻的内部剖视图。
图7a是本发明中磁敏传感器中干簧管焊接电线的结构示意图。
图7b是本发明中磁敏传感器中干簧管焊接电线的结构示意图。
图8是本发明中磁敏传感器的制造工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。
如图1和图4所示，本发明所述的磁敏传感器包括外壳100、磁敏元件（图中未画出）、浮子300，其特征在于，所述外壳100设置成单端封闭式管状，所述磁敏元件置于外壳100内部，磁敏元件外接电线800，所述外壳100通过树脂填充；所述浮子300设有永磁铁400，所述浮子300内的永磁体400与外壳100中的磁敏元件配合动作。
实施例1
如图2所示，本实施例中，磁敏元件设定为干簧管210。
所述的磁敏传感器包括外壳100、干簧管210、浮子300、永磁体400、限位环500、限位块600、旋转滑套700；外壳100设置成单端封闭式管状，干簧管210与电线800焊接后竖直放入外壳100中；本实施例中，所述浮子300设置成环状，永磁体400设置在浮子300内侧面，具体的，永磁体400设置成圆环状，永磁体400与浮子300同圆心；所述外壳100穿过浮子300，为了避免在实际工作中浮子300脱离外壳100，外壳100上端设置限位块600以限制浮子300向上运动的距离，外壳100内的干簧管210与浮子300内侧面的永磁体400配合动作：浮子300在外壳100上滑动，从而带动永磁体400在外壳100表面滑动，当永磁体400经过外壳100内的干簧管210所在的位置时，干簧管210受到永磁体400的磁场影响，干簧管210闭合；当永磁体400滑动离开外壳100内的干簧管210所在的位置时，干簧管210没有受到永磁体400的磁场影响，干簧管210断开。
为了增加本发明所述的磁敏传感器的灵敏性，所述永磁体400通过铁氧体材料两面一次性充磁制作而成，所述永磁体400表面磁束密度大于80mT，永磁体400厚度小于6mm。
本实施例中，所述干簧管210与电线800焊接如图7a所示，干簧管210置于外壳100内部的上部，图7a中h1表示干簧管210的玻璃管顶端与干簧管210上端和电线800焊接处之间的距离，h2表示干簧管210下端的引线长度，h3表示干簧管210底端和电线800的焊接处与干簧管210下端引线的最低端之间的距离。本发明所述的磁敏传感器在制作过程中需要利用树脂填充外壳100，达到保护和稳定干簧管210的作用，为了保证干簧管210稳定固定在外壳100内部，并且确保磁敏传感器成品在碰撞时不容易造成干簧管210下端引线和电线800的焊接处松动，在生产中h1大于4mm，h2不小于8mm，h3大于1mm，具体可以根据实际使用需要设置h1、h2、h3的大小。
进一步，为了限制浮子300向下运动的距离，所述外壳100下端设有限位环500，外壳100下端设有凹槽，限位环500卡在凹槽中固定。
进一步，为了固定电线，增加本发明所述的磁敏传感器的稳定性，在外壳100开口端设置旋转滑套700。实际使用中，综合考虑成本和适用性的问题，选择是否采用所述旋转滑套700。本实施例中采用旋转滑套700。
本发明所述的磁敏传感器工作时，电线800连接控制电路，磁敏传感器垂直放置，磁敏传感器下端浸入液体中，设置好磁敏传感器的位置，静置后，浮子300处于限位环500的上面，与限位环500紧贴，由于干簧管210置于外壳100内部的上部，干簧管210没有受到永磁体400的影响，干簧管210处于断开状态，浮子300受到液体的浮力，浮子300浮在液面上并随液面上升或下降而上升或下降；当液面上升时，浮子300随液面上升而上升，置于浮子300内的永磁体400上升，当永磁体400上升到干簧管210的位置时，干簧管210受到永磁体400的磁场的影响，干簧管210闭合，电线800连接的控制电路导通。
为了让浮子300可以随液面上升或下降而上升或下降，浮子300和永磁体400的组合体密度小于0.7g/m3。
实施例2
本实施例除了干簧管210与电线800的焊接位置与实施例1中所述不同，其他结构均与实施例1中所述相同。
本实施例中，干簧管210与电线800的连接方式如图7b所示，图7b中h4表示干簧管210上端引线的长度，h5表示干簧管210的玻璃管底端与干簧管210底端和电线800焊接处之间的距离，h6表示干簧管210底端和电线800焊接处与干簧管210下端引线的最低端之间的距离。本发明所述的磁敏传感器在制作过程中需要利用树脂填充外壳100，达到保护和稳定干簧管210的作用，为了保证干簧管210稳定固定在外壳100内部，并且确保磁敏传感器成品在碰撞时不容易造成干簧管210下端引线和电线800的焊接处松动，在生产中h4不小于8mm，h5大于4mm，h6大于1mm，具体可以根据实际使用需要设置h4、h5、h6的大小。本实施例中干簧管210设置在外壳100内部的下端，本实施例中所述的磁敏传感器在静置时，干簧管210处于连接状态，电线800连接的控制电路需要根据实际使用需要而设置。
实施例3
如图3所示，本实施例中的磁敏元件为MR（Magneto Resistance）磁阻220，其他结构均与实施例1中所述相同。
实施例4
如图5所示，本实施例中，磁敏元件设定为干簧管210。
所述的磁敏传感器包括外壳100、干簧管210、浮子300、永磁体400、限位块600、旋转滑套700；外壳100设置成单端封闭式管状，干簧管210与电线800焊接后竖直放入外壳100中；本实施例中，所述浮子300设置在外壳100的外侧，浮子300设置为空心长方体状，实际使用时可以根据需要把浮子300设置成空心多面体状或者是空心球状；永磁体400置于浮子300内部，具体设置在浮子300内部靠近外壳100的外侧，设置在浮子300内的永磁体400与设置在外壳100内的干簧管210配合工作。
本实施例中，干簧管210与导线800的焊接位置可以设置成如图7a所示，h1大于4mm，h2不小于8mm，h3大于1mm（其中本实施例中的h1、h2和h3与实施例1中的h1、h2和h3概念相同），或者设置成如图7b所示，h4不小于8mm，h5大于4mm，h6大于1mm（其中本实施例中的h4、h5和h6与实施例2中的h4、h5和h6概念相同），具体可以根据实际使用需要设置h4、h5、h6的大小。本实施例中，干簧管210与导线800的焊接位置设置成如图7a所示，h1大于4mm，h2不小于8mm，h3大于1mm。
为了增加本发明所述的磁敏传感器的灵敏性，所述永磁体400通过铁氧体材料两面一次性充磁制作而成，所述永磁体400表面磁束密度大于80mT，永磁体400厚度小于6mm。
进一步，为了固定电线，增加本发明所述的磁敏传感器的稳定性，在外壳100开口端设置旋转滑套700。
本实施例中所述的磁敏传感器工作时，电线800连接控制电路，磁敏传感器垂直放置，磁敏传感器下端浸入液体中，设置好磁敏传感器的位置，浮子300浮于液面上，置于外壳100外侧；具体的，可以在盛液容器中设置一个用于限制浮子300的限位导通槽，限位导通槽形状与浮子300匹配，限位导通槽内液面与被监测液面同高，外壳100紧贴限位导通槽表面放置；静置后，浮子300静止在液面上，干簧管210位置高于浮子300的位置，干簧管210没有受到永磁体400的影响，干簧管210处于断开状态，浮子300受到液体的浮力，浮子300浮在液面上并随液面上升或下降而上升或下降；当被监测的液面上升时，限位导通槽中的液面上升，浮子300随限位导通槽中的液面上升而上升，置于浮子300内的永磁体400上升，当永磁体400上升到干簧管210的位置时，干簧管210受到永磁体400的磁场的影响，干簧管210闭合，电线800连接的控制电路导通。
实施例5
如图6所示，本实施例中的磁敏元件为MR磁阻220，其他结构均与实施例4中所述相同。
本发明所述的磁敏传感器的制造工艺流程如图8所示，包括以下步骤：
A.制作浮子300：利用聚丙烯材料发泡制作浮子300，将永磁体400嵌入浮子中；
B.制作外壳100；
C. 设置磁敏元件：焊接电线和磁敏元件，向外壳内添加树脂，添加树脂的高度小于1/2外壳高度，在树脂凝固前把磁敏元件垂直放进外壳中，磁敏元件下端与电线的焊接处浸入树脂中固定，磁敏元件与电线的焊接处置于外壳内部，利用树脂完全填充外壳内部，并且在外壳开口端与电线的连接处添加树脂封闭外壳开口端和固定电线，组装浮子和外壳得到磁敏传感器；
D.对所述磁敏传感器进行通断测试；
E. 对所述磁敏传感器进行浸水耐压测试。
为了增加本发明所述的磁敏传感器的灵敏度和保证其稳定性，所述步骤A中的永磁体400通过铁氧体材料两面一次性充磁制作而成，所述永磁体400表面磁束密度大于80mT，永磁体400厚度小于6mm，所述浮子300与永磁体400组成的整体的密度小于0.7g/m3。
所述步骤C中，当磁敏元件为干簧管210时，干簧管210下端与电线的焊接处与干簧管210下端引线的最低点之间的距离不小于1mm，这种焊接方式一方面可以保证干簧管210稳定固定在外壳100内部，另一方面可以确保磁敏传感器成品在碰撞时不容易造成干簧管210下端引线和电线800的焊接处松动，有利于提高本发明所述的磁敏传感器的安全性和可靠性，符合电气要求。
所述步骤C中，竖直放入磁敏元件后，利用树脂把电线800固定并完全封闭外壳100的开口端，在外壳100的开口端与电线800的连接处，再涂上一层树脂确保磁敏传感器的绝缘性和耐水性。
所述步骤E包括以下步骤：
E1：设置两个装满水的水箱，以一个或多个磁敏传感器每组为单位进行测试，一次测试一组，将所述磁敏传感器一端浸入一个水箱中，使永磁体接触水，磁敏传感器连接的电线的另一端浸入另一个水箱中，浸泡时间至少为10分钟；
E2：打开测试仪电源开关，漏电电流设置为5mA，电压设置为2000V，时间设置为3S，利用测试枪接触浸有电线800的另一端的水；
E3：观察漏电指示灯和报警器，漏电指示灯不亮并且报警器不工作证明被检测的磁敏传感器浸水耐压测试合格。
实际生产时，工作人员还通过绝缘电阻仪检测本发明所述的磁敏传感器的绝缘性。
本发明所述的磁敏传感器可用于水位监测或油位监测，具体的本发明所述的磁敏传感器可用于洗衣机水位监测，汽车冷却水缸水位监测，空调扇用水位监测等。
本发明通过利用树脂填充外壳100，有利于稳定和保护外壳100内的磁敏元件，避免磁敏元件和电线800接触水，提高磁敏传感器的稳定性，延长其使用寿命；本发明通过设置表面磁束密度大于80mT并且厚度小于6mm的永磁体400与磁敏元件配合，有利于增加磁敏传感器的灵敏度；本发明通过合理设置磁敏元件在外壳100中的位置以及磁敏元件和电线800的焊接位置，有利于提高磁敏传感器的稳定性，避免树脂影响磁敏元件和电线800的连接可靠性；本发明通过在制作磁敏传感器的过程中设置通断测试、绝缘测试、浸水耐压测试等检测方法，保证磁敏传感器成品的可靠性。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种磁敏传感器，包括外壳、磁敏元件、浮子，其特征在于，所述外壳设置成单端封闭式管状，所述磁敏元件置于外壳内部，磁敏元件外接电线，所述磁敏元件与电线焊接处置于外壳内部，所述外壳通过树脂填充；所述浮子设有永磁铁，所述浮子与磁敏元件配合动作。
2.根据权利要求1所述的磁敏传感器，其特征在于，所述磁敏元件为干簧管。
3.根据权利要求1所述的磁敏传感器，其特征在于，所述磁敏元件为MR磁阻。
4.根据权利要求2或3所述的磁敏传感器，其特征在于，所述浮子设置成环状，永磁体设置在浮子内侧面，所述外壳穿过浮子，外壳上端设置限位块，外壳内的磁敏元件与浮子内侧面的永磁体配合动作，所述外壳下端设有限位环。
5.根据权利要求2或3所述的磁敏传感器，其特征在于，所述浮子设置在外壳外侧，所述永磁体设置在浮子靠近外壳的侧面上，所述永磁体与外壳中的磁敏元件配合动作。
6.一种权利要求1-5任意一项所述的磁敏传感器的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A.制作浮子：利用聚丙烯材料发泡制作浮子，将永磁体嵌入浮子中；
B.制作外壳；
C. 设置磁敏元件：焊接电线和磁敏元件，向外壳内添加树脂，添加树脂的高度小于1/2外壳高度，在树脂凝固前把磁敏元件垂直放进外壳中，磁敏元件下端与电线的焊接处浸入树脂中固定，磁敏元件与电线的焊接处置于外壳内部，利用树脂完全填充外壳内部，并且在外壳开口端与电线的连接处添加树脂封闭外壳开口端和固定电线，组装浮子和外壳得到磁敏传感器；
D.对所述磁敏传感器进行通断测试；
E. 对所述磁敏传感器进行浸水耐压测试。
7.根据权利要求6所述的磁敏传感器的制造工艺，其特征在于，所述步骤A中的永磁体通过铁氧体材料两面一次性充磁制作而成，所述永磁体表面磁束密度大于80mT，永磁体厚度小于6mm，所述浮子与永磁体组成的整体的密度小于0.7g/m3。
8.根据权利要求6所述的磁敏传感器的制造工艺，其特征在于，所述步骤C中，当磁敏元件为干簧管时，干簧管竖直设置，干簧管的玻璃管下端与干簧管下端电线焊接处的距离不小于4mm，干簧管的玻璃管上端的引线长度不小于8mm，在干簧管下端电线的焊接处干簧管的引线长度至少保留1mm。
9.根据权利要求6所述的磁敏传感器的制造工艺，其特征在于，所述步骤C中，当磁敏元件为干簧管时，干簧管竖直设置，干簧管的玻璃管上端与干簧管上端电线焊接处的距离不小于4mm，干簧管的玻璃管下端的引线长度不小于8mm，在干簧管下端电线的焊接处干簧管的引线长度至少保留1mm。
10.根据权利要求6所述的磁敏传感器的制造工艺，其特征在于，所述步骤E包括以下步骤：
E1：设置两个装满水的水箱，以一个或多个磁敏传感器每组为单位进行测试，一次测试一组，将所述磁敏传感器一端浸入一个水箱中，使永磁体接触水，磁敏传感器连接的电线的另一端浸入另一个水箱中，浸泡时间至少为10分钟；
E2：打开测试仪电源开关，漏电电流设置为5mA，电压设置为2000V，时间设置为3S，利用测试枪接触浸有电线的另一端的水；
E3：观察漏电指示灯和报警器，漏电指示灯不亮并且报警器不工作证明被检测的磁敏传感器浸水耐压测试合格。
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Also Published As
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