CN104406733B - 一种无引线压力传感器结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于高温振动环境下压力测量技术，涉及一种耐高温高强度的无引线压力传感器结构。本发明无引线压力传感器结构包括插座(1)，端盖(2)，焊柱(3)，支架(4)，电路板(5)，支柱(6)，接管嘴(7)。其中，所述插座(1)、端盖(2)、支架(4)、接管嘴(7)通过激光焊接和螺钉紧固，构成了传感器主体结构，电路板通过螺钉和支柱(6)固定在支架上。本发明用焊柱(3)代替所有电路板间连线和电路板对外连线，同时用高温胶对连接螺钉进行加固，从而有效提高结构稳定性和可靠性，能够在高温振动环境下进行长期的压力测量工作，其测量结果真实、精确。

Description

一种无引线压力传感器结构

技术领域

本发明属于高温振动环境条件下的压力测量技术，涉及一种无引线一体化的小型高温高强度压力传感器结构。

背景技术

为了更加准确测量高温环境中的介质压力，压力传感器的工作环境需要逐步深入到严酷的高温环境，并伴随强烈振动。通常传感器无法在200℃以上高温下持续工作，并且由于高温下材质的软化，导致导线、焊接等环节振动后发生损伤，无法实现有效测量。

通常采用了引压管的方式，将高温介质通过一定的散热结构，引至普通传感器可耐受环境中进行测试，基本实现了等压力的传递。但温度场的不同会使压力解算发生误差，不能保证解算后压力的精度。并且振动环境会造成压力介质的波动，导压管中随之引入压力波动，且强度和频率均不同于实际待测压力介质环境，导致传感器采集到压力并非实时真实值。最终测量效果难以达到要求。

发明内容

本发明的目的是：提供一种无引线一体化的小型高温高强度压力传感器结构，以满足在高温振动环境下进行长期的压力测量工作。

本发明的技术方案是：一种无引线压力传感器结构，其特征包括插座1、端盖2、焊柱3、支架4、电路板5、支柱6和接管嘴7，其中，插座1固定在端盖2上，端盖2固定在支架4上，支架4为镂空结构，其固定在接管嘴7上，所述电路板5为两块，分别对称设置在支架两侧，且二者由贯穿其间的支柱6固定，且两块电路板5之间、电路板5与插座1之间、电路板5与接管嘴7之间均设置有用于传导电信号的焊柱3。

电路板之间的五根焊柱3分布于电路板5三个角，分担支柱6所受外力，并靠近支柱6。

电路板5与插座1连接的焊柱3、电路板5与接管嘴7连接的焊柱3均经过预成型加工，在电路板5、插座1、接管嘴7先固定的前提下，定位各接点。

各焊柱3均经过耐高温绝缘材料保护，然后安装在相应部位。

焊柱3均选用铜棒材料，镀银处理。

支架4由不锈钢棒材加工，侧面为镂空双工字型结构，分担外部压力；两端为三角结构。

所述支架4与端盖2、支架4与接管嘴7之间的连接螺钉螺纹内均灌注有高温胶。

接管嘴7内灌封有用于固定焊柱3的高温胶。

本发明的优点是：本发明在电路板间和电路板对外连接处使用焊柱，既替代了导线的作用，简化结构，减少体积，又进一步加强结构强度，使得整个传感器能够承受很大振动量值。通过元器件选用使传感器能够在高温下稳定工作。最终实现在高温振动环境下进行长期的压力测量工作。

附图说明

图1是本发明无引线压力传感器结构的结构示意图。

图中1是插座，2是端盖，3是焊柱，4是支架，5是电路板，6是支柱，7是接管嘴。

图2是本发明无引线压力传感器电路板5的平面示意图，图中注明焊柱3的引出位置。

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细说明。

请参阅图1，其是本发明无引线压力传感器结构的结构示意图。本发明无引线压力传感器结构包括插座1、端盖2、焊柱3、支架4、电路板5、支柱6和接管嘴7。其中，插座1固定在端盖2上，二者通过激光焊完全熔接在一起；端盖2由三颗螺钉固定在支架4上，螺纹内均灌有高温胶。

支架4由不锈钢棒机械加工而成，为一体化结构，其侧面为镂空双工字型结构，有效分担外界冲击和压力，同时用于安装放置电路板5；支架4两端为三角结构，通过精密机械配合，一端用螺钉与接管嘴7连接固定，一端固定端盖，使整个传感器结构呈圆柱形结构，在各方向上具备很好的结构稳定性，有效提高抗振性能。

所述电路板5为两块，分别对称设置在支架两侧，且二者由贯穿其间的四根支柱6固定，并在电路板三个角处设置五根焊柱3贯穿连接两块电路板5，既导通两块电路板5间电信号，又分担支柱6所受外力。两块电路板5与插座1、两块电路板5与接管嘴7之间均设置有用于传导电信号的焊柱3，所有焊柱3都经过预成型处理，能够准确定位连接，避免了导线连接的不固定情况。

为防止各焊柱3因意外情况与其它部位短路或干涉，所有焊柱3外均由耐高温绝缘材料保护，即使发生断裂、弯折、剧烈形变，仍不会造成传感器其它部位短路。

为加强各焊柱3电信号传导效果，焊柱选择用铜棒材料制成，并在表面镀银处理，增加导电能力，保证电信号有效传导。经由焊柱3替代导线后，传感器内部无悬空导线，走线方式消除不确定性，并能够比导线承受更大的振动强度，简化了结构，提高了强度。

另外，本发明支架6与端盖2、支架6与接管嘴7之间的连接螺钉在拧入前，均在螺纹内部灌注高温胶确保螺钉紧固，在振动环境下仍不会松脱。接管嘴7内部焊柱长度较长，故在接管嘴7内部灌封高温胶，用于固定焊柱，进一步加强焊柱强度，提高抗振能力。

本发明是一种无引线一体化的高温压力传感器结构，其特征在于整个传感器通过激光焊接和螺钉，将插座1、端盖2、支架4、接管嘴7结合为一个一体化结构，同时在电路板5间和电路板5对外处使用焊柱3，既替代了导线的作用，又进一步加强结构强度，使得整个传感器能够承受很大振动量值。通过元器件选用使传感器能够在高温下稳定工作。最终实现在高温振动环境下进行长期的压力测量工作。

本发明无引线一体化的小型高温压力传感器结构其特征在于整个传感器内外无导线，能够承受至少30g的振动量值，且不在任何部位对振动量值进行放大。并通过高温元器件的选用和高温胶的保护，使传感器能够在200℃高温振动环境中长时间持续工作。电路板5上所有引出端均使用焊柱3替代导线引出，属于硬连接。整个传感器外形尺寸小于80mm×Ф30mm，能够整体安装在高温振动环境中，用于测量高温介质压力，全温区测量精度优于1％F.S.。

Claims (7)

1.一种无引线压力传感器结构，其特征在于，包括插座(1)、端盖(2)、焊柱(3)、支架(4)、电路板(5)、支柱(6)和接管嘴(7)，其中，插座(1)固定在端盖(2)上，端盖(2)固定在支架(4)上，支架(4)为镂空结构，其固定在接管嘴(7)上，所述电路板(5)为两块，分别对称设置在支架(4)两侧，且二者由贯穿其间的支柱(6)固定，且两块电路板(5)之间及电路板(5)与插座(1)和接管嘴(7)之间均设置有用于电导通的焊柱(3)，支架(4)由不锈钢棒材加工，侧面为镂空双工字型结构，分担外部压力；两端为三角结构。

2.根据权利要求1所述无引线压力传感器结构，其特征在于，电路板之间的五根焊柱(3)分布于电路板(5)三个角，分担支柱(6)所受外力，并靠近支柱(6)。

3.根据权利要求1所述无引线压力传感器结构，其特征在于，电路板(5)与插座(1)连接的焊柱(3)、电路板(5)与接管嘴(7)连接的焊柱(3)均经过预成型加工，在电路板(5)、插座(1)、接管嘴(7)先固定的前提下，定位各接点。

4.根据权利要求1所述无引线压力传感器结构，其特征在于，各焊柱(3)均经过耐高温绝缘材料保护，然后安装在相应部位。

5.根据权利要求4所述无引线压力传感器结构，其特征在于，焊柱(3)均选用铜棒材料，镀银处理。

6.根据权利要求5所述无引线压力传感器结构，其特征在于，所述支架(4)与端盖(2)、支架(4)与接管嘴(7)之间的连接螺钉螺纹内均灌注有高温胶。

7.根据权利要求6所述无引线压力传感器结构，其特征在于，接管嘴(7)内灌封有用于固定焊柱(3)的高温胶。