CN104122029B - 新结构的气压压差传感器总成 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新结构的气压压差传感器总成，包括具有内容腔的壳体、收容在内容腔内的传感器集成；其特征在于，传感器集成包括有控制电路板、敷设在控制电路板上的气压敏感元件、从控制电路板上引出的电信号线及连接到传感器集成上的一对气管；还包括具有中空气道的一对金属管接头，在壳体的壁体上还设置有与金属管接头适配的一对通孔，金属管接头的尾段穿过通孔延伸到内容腔；在金属管接头的尾段与气管之间设置有过渡引气管。根据上述技术方案，气压压差传感器总成具有非常好的密封结构，从而具有高准的测量精度，而且还能够便于更换、维修易损件。

Description

新结构的气压压差传感器总成

技术领域

本发明涉及一种气压传感器，特别涉及一种具有新结构的气压压差传感器总成。

背景技术

气压传感器是一种气压测试装置，已广泛应用于众多领域。目前常用的所述气压传感器都包括能够将气压信号转换为电信号的气压敏感元件，当外部被测气体的压强降低或升高时会引起所述气压敏感元件产生电信号，电信号经过气压压差传感器总成完成A/D转换后由数据采集器接受，然后数据采集器以适当的形式把结果传送给中央控制器。为了保证所述气压测试装置的准确度必须对所述敏感元件放置在密封的空间中，通过气管将外部的气压引入到该密封空间。例如，申请日为2009年08月11日，申请号为200920227502.2的中国实用新型专利，披露了一种空气压力传感器,包括具有内腔的连接件2，在所述内腔中收容有敏感元件组成6和由所述敏感元件总成6引出的导线5，在所述连接件2的一端设置有开口部，另一端设置有被测气体输入孔9，所述被测气体输入孔9与所述内腔相连通；所述空气压力传感器还包括设置有3个插头的端钮1，所述导线5与所述3个插头电信号连接。而为了使所述连接件2与所述端钮1可靠连接，把所述连接件2的端部放入所述内腔后，需要对所述连接件2进行翻边处理从而将所述端钮1卡在所述连接件2内。

发明内容

上述第200920227502.2号专利申请披露的空气压力传感器，是把所述敏感元件总成设置在所述端钮和连接件形成的相对密封的空间中，通过一个气体通道将外部的一个气压测试点的气压引入其中，其是一个为了实现对所述敏感元件予以密封而设计的一个总成装置，该种结构是气压测试中的一种实施方式，我们也可以称之为一次密封结构；如果相关的一次密封结构稍有损坏，其测量值将大幅度地漂移不能可靠地使用。为此此种结构的压力传感器一般仅仅适用于测量要求比粗放的场合，而且也仅仅用于单点位置的测量。其实对于电子式的压力传感器，其将电子式的敏感元件直接敷设在控制电路板上，敏感元件与电路板之间直接形成密封空间，则直接省去了第200920227502.2号专利申请所披露的连接件所形成的一次密封结构。

一般来说，当人手在空气中晃动时就能产生10pa(帕)以上的气压，当说话时也能产生60pa以上的气压。为此，测量静止或流动的空气中的气压值，或者对比测量不同空气环境中的气压差，就如何提高其测量精度，就如何在使用和维修中不易破坏气压测试装置的密封结构，也使拆装结构简单易于更换维修易损件例如所述传感器集成或其敏感元件，是需要本领人员技术人员不断思考的问题。

针对现有技术的不足，本发明提出一种新结构的气压压差传感器总成，包括具有密封内容腔的壳体、收容在所述内容腔内的传感器集成；其特征在于，所述传感器集成包括有控制电路板、敷设在所述控制电路板上的气压敏感元件、从所述控制电路板上引出的电信号线、连接到所述传感器集成上的一对气管、以及与所述一对气管相互连通从而向所述气压敏感元件传递压差信号的密封气腔；还包括具有中空气道的一对金属管接头，在所述壳体的壁体上还设置有与所述金属管接头适配的一对通孔，所述金属管接头的尾段穿过所述通孔延伸到所述内容腔；在所述金属管接头的尾段与所述气管之间设置有过渡引气管；在所述壳体上设置有第一螺纹连接部，所述第一螺纹连接部具有连通所述内容腔的中空的通道，所述第一螺纹连接部上旋接有第二螺纹连接件，所述第二螺纹连接件的底部具有过线孔，在所述第二螺纹连接件与所述第一螺纹连接部之间设置有第一信号连接器，所述第一信号连接器堵封住所述第一螺纹连接部的通道，从所述传感器集成上引出的所述电信号线接至所述第一信号连接器。

其中，所述传感器集成包括有控制电路板、敷设在所述控制电路板上的气压敏感元件、从所述控制电路板上引出的电信号线及连通到所述气压敏感元件的一对气管；为此所述传感器集成本身不仅包括有敏感元件而且也包括有密封的气腔，所述一对气管连通所述气腔从而向敏感元件传递压差信号。而所述敏感元件产生的电信号输送给控制电路板上的中央控制器，让所述中央控制器对压力信号予以处理后再输出与气压对应的电信号。

其中，所述壳体是一种中空的构件从而在内侧形成有内容腔，所述内容腔用于收容传感器集成、电信号线、过渡引气管等内部构件；其中所述过渡引气管可以是塑料软管。

其中，所述第一信号连接器是一种电信号连接接头，用于从所述控制电路板上引出的所述电信号线与外信号引线之间可拆卸地过渡连接。

其中，所述第一螺纹连接部是一种设置有连接螺纹的构件，它可以是内螺纹孔结构，也可以进一步的技术方案是，所述第一螺纹连接部呈圆管状突出于所述壳体即呈外螺纹管的结构。

其中，所述第二螺纹连接件是独立于所述第一螺纹连接部构件，但能够通过螺纹连接旋接在第一螺纹连接部上。这样，当所述第二螺纹连接件旋合到所述第一螺纹连接部后，能够把所述第一信号连接器固定到所述壳体上。

其次，由于所述第二螺纹连接件的底部具有过线孔，这样能够让设置在所述第一信号连接器上的插头穿过所述第二螺纹连接件连接到下面将要提及的所述第二信号连接器上设置的插孔中；或者能够让所述第二信号连接器上的插头穿过所述第二螺纹连接件连接到所述第一信号连接器上设置的插孔中。

根据上述技术方案，本发明的有益效果在于：

1．由于在所述传感器集成的外围设置有所述壳体，所述壳体能够给电子式的所述传感器集成提供一种外在的保护，使其能够在不同的应用环境中不易受到腐蚀气体的损坏，也让其不易老化，从而提高耐用性和检测精度的稳定性；其次在所述壳体是金属壳体的情况下还能屏蔽外部电磁对所述控制电路板及其所述气压敏感元件的干扰。

2．由于在所述传感器集成的外围设置有所述壳体，为此在将所述壳体设置为大致密封的情况下，如果所述传感器集成本身所具有的密封气腔存在任何制造上和使用上的瑕疵，如果所述气管在所述传感器集成上的连接部位也存在任何制造上和使用上的瑕疵，也能够借助于所述壳体形成对所述敏感元件的密封气腔、气管的二次屏蔽，减少在所述传感器集成外部的扰动信号对所述敏感元件的干扰，进而使所述敏感元件的输出信号、所述传感器集成的输出信号不会明显失真，从而提高检测精度以及使用的稳定性。

3．由于设置有一对金属管接头，这样在多次安装或拆卸外输气管时不易损坏所述金属管接头本身，也能够让所述金属管接头在穿过所述壳体时不易变形而影响气压的传输，从而提高所述传感器总成的使用寿命，也能够进一步提高其测量精度。

4．由于所述金属管接头的尾段穿过所述通孔延伸到所述内容腔；在所述金属管接头的尾段与所述气管之间设置有过渡引气管。这样即使所述过渡引气管与述金属管接头的尾段、所述气管之间的连接部位存在任何制造上和使用上的瑕疵，也能够借助于所述壳体形成对所述过渡引气管的二次屏蔽进而提高检测精度。

5．由于所述金属管接头的尾段穿过所述通孔延伸到所述内容腔，为此克服了柔软的外输气管从所述壳体中直接引出时容易出现的变形问题和不便于更换外输气管的问题。

6．由于设置有一对金属管接头及一对气管，这样不仅能够测试外部单点位置的气压而且也可以检测外部两个点位置的气压差。

这样，当所述第二螺纹连接件拧紧到所述第一信号连接器上，所述第一信号连接器定位其中并堵封住所述第一螺纹连接部的通道，进而提高所述壳体内的气压稳定性，也能便于安装外信号引线。

进一步的技术方案还可以是，所述通孔上设置有内螺纹，所述金属管接头的尾段部设置有外螺纹，所述金属管接头旋接在所述通孔中。这样，所述金属管接头能够非常方便地连接到所述外壳上，还能够非常方便地从所述壳体上拆卸下来进行更换或维护。

进一步的技术方案还可以是，所述金属管接头的大致中下部位置设置有一圈定位凸起，所述外螺纹设置在所述定位凸起的后段。这样，所述定位凸起不仅能够定位所述金属管接头的旋入深度，还能够大致地密封所述通孔。

而为了加强所述金属管接头的尾段与所述壳体之间的密封性，进一步地，在所述金属管接头延伸出所述壳体的交界部位设置有密封胶，即在所述壳体外内面或内侧面的与所述金属管接头交界的位置（也可以是说是在它们之间的非连接部位之间）设置所述密封胶，这样能够借助所述密封胶进一步提高所述壳体内部的气密性，进一步避免外部扰动气压进入到所述壳体内影响所述传感器集成的检测精度。由于所述密封胶是一种软性物质，为此所述密封胶并不会形成把所述金属管接头拆离所述壳体的障碍。

进一步的技术方案还可以是，所述过渡引气管分别与所述金属管接头、所述气管之间的连接部位设置有密封胶。这样能够进一步提高气路的气密性。

进一步的技术方案还可以是，所述过渡引气管的外径小于所述金属管接头的内径，所述过渡引气管延伸到所述金属管接头的中空气道中。这样不仅便于安装和定位所述过渡引气管，而且也能够让气压传递平缓，避免在连接部位出现突兀的湍流。其中所述过渡引气管延伸到所述中空气道中的长度，可以适量地确定。

进一步的技术方案还可以是，在所述传感器集成与所述壳体之间设置有绝缘垫层。这样，能够增大所述传感器集成与所述壳体之间的爬电距离和绝缘距离，防止所述壳体所带的电荷对所述传感器集成造成影响。

进一步的技术方案还可以是，所述壳体上还有具有一开口部，一盖体盖封在所述开口部上。不仅能够通过所述开口部安装内部的所述传感器集成及所述过渡引气管，而且也便于更换损坏的所述传感器集成或其所述过渡引气管。所述盖体可以粘结、旋接或嵌装在所述壳体的开口部上。

进一步的技术方案还可以是，所述壳体是呈矩形的金属壳体。这样，不仅能够在所述壳体上能够形成多个具有独立方向的外表外立面从而便于在不同外立面上设置所述金属管接头、所述盖体以及下面将要提及的第一螺纹连接部等，在操作或安装这些不同的构件时让它们之间能够相互避让，也便于定位所述壳体到其它设备上。

进一步的技术方案还可以是，所述壳体呈矩形，所述第一螺纹连接部与所述金属管接头分置在所述壳体的两个不同的外表立面上。

进一步的技术方案还可以是，还包括外信号引线，所述外信号引线的端部设置有能够接到所述第一信号连接器上的第二信号连接器，所述第一信号连接器与所述第二信号连接器之间还设置有密封圈。这样能够大大减少所述第一信号连接器与所述第二信号连接器之间的电连接器件（插头、插口）被氧化的进度。

由于本发明具有上述特点和优点，为此可以应用到气压压差传感器总成中。

附图说明

图1是应用本发明技术方案的新结构的气压压差传感器总成的立体结构示意图

图2是图1所示的气压压差传感器总成的分解结构示意图；

图3 所述气压压差传感器总成的仰视方向的结构示意图，图中已经楸开盖体9；

图4是所述传感器集成的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对应用本发明技术方案的气压压差传感器总成的结构作进一步的说明。

如图所示，一种新结构的气压压差传感器总成，包括具有内容腔11的壳体1、收容在所述内容腔11内的传感器集成2；所述传感器集成2包括有控制电路板202、敷设在所述控制电路板202上的气压敏感元件201、从所述控制电路板202上引出的电信号线24及连通到所述气压敏感元件201上的一对气管（22、23）；还包括分别具有中空气道53的一对金属管接头（51、52），在所述壳体1的壁体上还设置有与所述金属管接头（51、52）适配的一对通孔13，所述金属管接头（51、52）的尾段穿过所述通孔13延伸到所述内容腔11内；在所述金属管接头（51、52）的尾段（511、521）与所述气管（22、23）之间分别设置有过渡引气管（61、62）。其中，所述金属管接头（51、52）分别连接不同的外输气管（54、55），从而输入外部空间区域不同位置的气压（P1、P2）。其次，所述气压敏感元件201与所述控制电路板202之间具有密封的气腔，从而通过所述一对气管（22、23）能够将外部不同区域的气压分别引入到所述气腔内。所述气压敏感元件201感应这种气压后形成电信号，输送给所述控制电路板202上的中央控制器。为此，由于在所述传感器集成2的外围设置有所述壳体1，为此如果所述传感器集成2本身所具有的密封气腔存在任何制造上和使用上的瑕疵，如果气管（22、23）在所述传感器集成2上的连接部位也存在任何制造上和使用上的瑕疵，也能够借助于所述壳体1形成对所述敏感元件201的密封气腔、气管（22、23）的二次屏蔽进而减少外部扰动信号的干扰进而提高检测精度；其次所述壳体1也能够给所述传感器集成2提供一种外在的保护，让其不易老化和防止对其检测精度的影响。

如图2所示，所述壳体1具有内容腔11并在底部设置有与所述内容腔11相通的一开口部15。在所述开口部15处设置有一盖体9，所述盖体9粘结盖封在所述开口部15上。这样，所述传感器集成2、过渡引气管（61、62）等内部构件能够通过所述开口部15安放到所述内容腔11内。优选地，所述壳体1为金属壳体，并且为矩形的金属壳体，从而能够具有多个安装外立面。

所述金属管接头（51、52）也是金属接头，当在所述金属管接头（51、52）上插上或卸去所述外输气管（54、55）时，所述金属管接头（51、52）不会在多次拆装使用时被折断或破损，而且所述金属管接头（51、52）本身在穿过所述壳体1时也不会变形；所述金属管接头（51、52）的大致中下部位置分别设置有一圈定位凸起（512、522），在所述定位凸起（512、522）的后段（511、521）设置有外螺纹。所述定位凸起（512、522）能够定位所述金属管接头（51、52）旋入深度和大致密封所述通孔13。

所述壳体1的一个侧边立面上设置有两个所述通孔13，在所述通孔13上设置有内螺纹，所述金属管接头（51、52）的尾段（511、521）相应地旋接在所述通孔13中，并且所述金属管接头（51、52）的尾段（511、521）穿过所述通孔13延伸到所述内容腔11内。根据上述方案，由于所述金属管接头（51、52）是独立于所述壳体1的构件，并且所述金属管接头（51、52）与所述壳体1之间采用螺纹连接，为此所述金属管接头（51、52）不仅能够非常方便地安装到所述壳体1上，而且还能够非常方便地从所述壳体1上拆卸下来进行更换或维护，特别是当所述金属管接头（51、52）出现损坏时，仅仅需要把所述金属管接头（51、52）拆卸下来进行更换，而无需更换整个所述气压压差传感器总成。

而为了加强所述金属管接头（51、52）的尾段（511、521）与所述壳体1之间的密封性，进一步地，在所述金属管接头（51、52）的尾段（511、521）延伸出所述壳体1内侧的交界位置17设置有密封胶（图中未画出）；当然也可以将所述密封胶设置在所述壳体1的外侧。这样，所述金属管接头（51、52）与所述壳体1之间的缝隙能够借助所述密封胶予以封堵，以免外界的扰动气压传输到所述壳体1内影响所述传感器集成2的检测精度。其中所述密封胶可以设置在所述壳体1的内侧面或外侧面，但所述尾段（511、521）与所述壳体1之间的螺纹连接段不一定需要设置所述密封胶。所述密封胶是一种软性物质，为此所述密封胶并不会形成把所述金属管接头（51、52）拆离所述壳体1的障碍。

如图3所示，为了增强所述传感器集成2与所述壳体1之间的爬电距离和绝缘距离，避免所述壳体1上的电荷感应影响所述传感器集成2，在所述传感器集成2与所述壳体1之间设置有绝缘垫层14。

如图4所示，所述传感器集成2还包括有数据优化处理用的电路板25，所述控制电路板202和电路板25之间通过电信号线24信号连接，在所述电路板25上还引出有电信号线21。一对气管（22、23）分别设置在所述控制电路板202上，一对所述气管（22、23）与所述金属管接头（51、52）的尾段（511、521）之间分别设置有过渡引气管（61、62）。这样，所述控制电路板202感测所述气管（22、23）内的被测气体的气压值并通过所述电信号线24输送给所述电路板25，所述电路板25对数据进行再次处理调整后通过所述电信号线21往外输送。

而为了增强所述过渡引气管（61、62）的两端分别与所述金属管接头（51、52）和所述气管（22、23）之间的密封性，在它们的连接部位也设置有密封胶。

进一步的技术方案是，所述过渡引气管（61、62）的外径小于所述金属管接头（51、52）的内径，所述过渡引气管（61、62）的一端分别延伸到（即插入到）所述金属管接头（51、52）的中空气道53中一定的长度，具体长度可以根据实际情况确定。

进一步地，所述电信号线21电连接到所述第一信号连接器4。所述第一信号连接器4形成信号的外部输出端。所述第一信号连接器4是一个独立的构件，如图2所示，它包括安装座41和设置在所述安装座41上的插头42，在所述安装座41的下部位置还设置有定位体43。

而为了能够把所述第一信号连接器4定位到所述壳体1上，在所述壳体1的上部位置还设置有第一螺纹连接部12，所述第一螺纹连接部12呈圆管状突出于所述壳体1，所述第一螺纹连接部12的外表面上设置有外螺纹，所述第一螺纹连接部12与所述开口部15、所述金属管接头（51、52）分置在所述壳体1的不同的外表立面上，其中述第一螺纹连接部12与所述开口部15上下对应地设置并上下贯通。

在所述第一螺纹连接部12具有中空的通道120，所述通道120连通所述壳体1的内容腔11。另外，还设置有第二螺纹连接件3，所述第二螺纹连接件3的侧壁内表面设置有内螺纹而在底壁上具有过线孔31。根据上述技术方案，所述第一信号连接器4通过所述安装座41封堵在所述通道120的顶端，所述定位体43插入到所述通道120内定位，然后再把所述第二螺纹连接件3旋接在第一螺纹连接部12上即能够完成所述第一信号连接器4的定位，而所述插头42穿过所述过线孔31延伸出来，所述电信号线21穿过所述通道120连接到所述第一信号连接器4上的所述插头42。所述插头42穿过所述第二螺纹连接件3的过线孔31裸露于所述第二螺纹连接件3外，以便与下面将论述到的外信号引线71进行信号连接。

当然，所述第一螺纹连接部12还可以进一步改为呈内螺纹孔状的结构，所述第二螺纹连接件3上设置外螺纹并可以旋接在呈螺孔状的所述第一螺纹连接部12上，皆是等同的实施方案。甚至还可以是，将所述第一螺纹连接部12直接设置为附设在所述壳体1上的内螺纹孔。

另外，如图1和图2所示，还设置有外信号引线71，所述外信号引线71的一端部设置有与所述第一信号连接器4适配使用的第二信号连接器72，所述第二信号连接器72上设置有与所述插头42适配的插孔。在所述第一信号连接器4和所述第二信号连接器72之间还设置有密封圈8，螺钉101穿过垫片102把所述第二信号连接器72连接到第一信号连接器4上。

在所述壳体1上还设置贯通的安装孔16，借助于所述安装孔16能够更加便利地定位到其它定位件上。

综上所述，本发明的新结构的气压压差传感器总成的结构非常简洁，不仅便于安装，还非常容易拆分，从而便于对零部件进行更换或维护，其次，所述外壳1对所述传感器集成2的密封性非常好，使所述气压压差传感器总成2具有非常好的感测准确度。由于本发明具有上述特点和优点，为此可以应用到气压压差传感器总成产品中。

Claims (11)

1.新结构的气压压差传感器总成，包括具有密封内容腔的壳体、收容在所述内容腔内的传感器集成；其特征在于，所述传感器集成包括有控制电路板、敷设在所述控制电路板上的气压敏感元件、从所述控制电路板上引出的电信号线、连接到所述传感器集成上的一对气管、以及与所述一对气管相互连通从而向所述气压敏感元件传递压差信号的密封气腔；还包括具有中空气道的一对金属管接头，在所述壳体的壁体上还设置有与所述金属管接头适配的一对通孔，所述金属管接头的尾段穿过所述通孔延伸到所述内容腔；在所述金属管接头的尾段与所述气管之间设置有过渡引气管；在所述壳体上设置有第一螺纹连接部，所述第一螺纹连接部具有连通所述内容腔的中空的通道，所述第一螺纹连接部上旋接有第二螺纹连接件，所述第二螺纹连接件的底部具有过线孔，在所述第二螺纹连接件与所述第一螺纹连接部之间设置有第一信号连接器，所述第一信号连接器堵封住所述第一螺纹连接部的通道，从所述传感器集成上引出的所述电信号线接至所述第一信号连接器。

2.根据权利要求1所述的气压压差传感器总成，其特征在于，所述通孔上设置有内螺纹，所述金属管接头的尾段部设置有外螺纹，所述金属管接头旋接在所述通孔中。

3.根据权利要求2所述的气压压差传感器总成，其特征在于，所述金属管接头的大致中下部位置设置有一圈定位凸起，所述外螺纹设置在所述定位凸起的后段。

4.根据权利要求1所述的气压压差传感器总成，其特征在于，在所述金属管接头延伸出所述壳体的交界部位设置有密封胶。

5.根据权利要求1所述的气压压差传感器总成，其特征在于，所述过渡引气管分别与所述金属管接头、所述气管之间的连接部位设置有密封胶。

6.根据权利要求1所述的气压压差传感器总成，其特征在于，所述过渡引气管的外径小于所述金属管接头的内径，所述过渡引气管延伸到所述金属管接头的中空气道中。

7.根据权利要求1到6任一所述的气压压差传感器总成，其特征在于，所述第一螺纹连接部呈圆管状突出于所述壳体。

8.根据权利要求7所述的气压压差传感器总成，其特征在于，所述壳体呈矩形，所述第一螺纹连接部与所述金属管接头分置在所述壳体的两个不同的外表立面上。

9.根据权利要求1到6任一所述的气压压差传感器总成，其特征在于，还包括外信号引线，所述外信号引线的端部设置有能够接到所述第一信号连接器上的第二信号连接器，所述第一信号连接器与所述第二信号连接器之间还设置有密封圈。

10.根据权利要求1到6任一所述的气压压差传感器总成，其特征在于，在所述传感器集成与所述壳体之间设置有绝缘垫层。

11.根据权利要求1到6任一所述的气压压差传感器总成，其特征在于，所述壳体上还有具有一开口部，一盖体盖封在所述开口部上。