CN104696606A - 一种密封传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种密封传感器，包括密封在密封外壳(3)内的处理电路(2)、穿过密封端口(4)与处理电路(2)连接的电气导线(5)，其特征在于：在所述密封端口(4)与密封外壳(3)之间还设有隔离片(6)，所述隔离片(6)中心设有过线孔(61)供电气导线(5)穿过，所述隔离片(6)一面与密封端口(4)紧密接触，另一另与密封外壳(3)紧密接触。本发明的密封传感器，结构简单、密封性能好，使用寿命长。

Description

一种密封传感器

技术领域

本发明属于传感器技术领域，特别是一种结构简单、密封性能好的密封传感器。

背景技术

如图1所示，建立在各种物理或化学原理基础上、用于测量各种待测变量的传感器通常包括敏感元件1、处理电路2、密封外壳3、密封端口4和电气导线5等部分。其中，敏感元件1依据特定物理或化学原理，以接触或非接触方式感知现实世界的特定性质(例如：空气温度、空气相对湿度、土壤水分含量、土壤电导、水pH...)并将其转换为电信号；处理电路2通常由安装在PCB(印刷电路板)上的分立或集成电子元器件构成，主要功能是将敏感元件1输出的电信号加以处理(例如：模拟放大整形、滤波、A/D转换、DSP...)，并以合适的模拟电信号(电压、电流...)或数字电信号(RS232、RS485...)输出；密封外壳3将处理电路2与外界隔离，处理电路2通过密封端口4与外界发生联系，密封外壳3是保护处理电路2电子元器件正常工作的必要屏障，对于需要在水中或潮湿环境下工作的传感器尤其如此；电气导线5的主要功能是给传感器提供电能和电信号输出。电气导线5一般采用护套多芯电缆，包括护套51和线芯52，护套51材料一般为塑料或橡胶。电气导线5线芯52的接线端通过接插件或直接焊接方式与处理电路2电连接。

在正常产品生命周期内，由于故障导致传感器不能使用的最大可能来源于传感器处理电路2的故障或失效。剔除不恰当使用、电器元件概率性失效引起的处理电路2故障或失效，因传感器处理电路2密封失效，水汽侵入处理电路2，引起PCB板短路或腐蚀损坏，是导致传感器处理电路2故障或失效的主要原因。

电气导线5受环境影响而产生破损，是导致传感器密封失效的主要故障点。目前市场上商品传感器的密封方式如图2所示。密封外壳3采用一次性(如采用固化密封胶)或多次拆卸形式(如螺口+橡胶密封圈)密封。电气导线5通常随同其塑料外套51一起通过符合IP68标准的过桥接口、或是直接密封胶灌封形式密封。在日常使用过程中，受到长时间太阳紫外线照射、经常性季节性大范围温差变化(最低温度低于橡胶塑料材料失塑温度)、密封胶与电导线塑料外套膨胀系数差异导致的张力变化等因素的影响，电气导线5的外套51可能由于失去塑性而产生龟裂失效(如图2上A点所示)或者灌封口失效(如图2上B点所示)，随后的风雨事件带来水汽就有可能侵入失效点，并顺着电气导线流入密封外壳，导致密封失效，水汽侵入处理电路2，引起PCB板短路或腐蚀损坏。

因此，现有技术存在的问题是：传感器的密封性能不够好，容易密封失效，从而影响传感器使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种密封传感器，结构简单、密封性能好，使用寿命长。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种密封传感器，包括密封在密封外壳内的处理电路、穿过密封端口与处理电路连接的电气导线，在所述密封端口与密封外壳之间还设有隔离片，所述隔离片中心设有过线孔供电气导线穿过，所述隔离片一面与密封端口紧密接触，另一另与密封外壳密接触。

作为改进，所述穿过密封端口的电气导线包括护套和线芯，穿过过线孔的电气导线为线芯。

作为进一步改进，所述线芯与过线孔之间、各芯线之间在穿越过线孔处均以硅胶填实密封。

作为又进一步改进，在所述密封端口内还设有用于固定所述电气导线的固定支架，所述电气导线在密封端口内远离隔离片一端与所述固定支架固定。

作为再进一步改进，所述电气导线在密封端口内靠近隔离片一端去除护套，线芯与所述固定支架固定。所述去除护套的线芯之间、线芯与密封端口侧壁之间均以硅胶填实密封。

作为更进一步改进，密封端口内部余下空隙以环氧胶灌封填实。

优选地，所述固定支架的一端与隔离片固定连接。

作为改进，所述固定支架与隔离片固定连接的一端设有沿隔离片径向延伸的折边。

优选地，所述固定支架为L形折片。

优选地，所述密封端口与密封外壳通过螺纹套接。

优选地，所述密封端口为外螺纹，所述密封外壳为内螺纹，所述隔离片的外径介于密封外壳内径与密封端口外径之间。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

密封性能好：隔离片有效阻隔了由于电气导线龟裂失效或者灌封口失效而沿线芯侵入密封外壳损坏处理电路的水汽，提高了传感器的整体密封性能，可有效延长传感器使用寿命；电气导线在密封端口内双点固定，还能防止电气导线在使用过程中因受到纵向张力或拉力而对封闭胶密封效果及线芯与处理电路连接牢固性的影响；使用两种不同张力系数的软性硅胶和硬性环氧灌封胶分层封装，有效地防止由于恶劣环境造成密封失效导致水气侵入。

结构简单：隔离片、固定支架都是易于加工制作的部件，使整个装置结构简单，便于工业化生产。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

附图说明

图1是现有传感器的结构示意图。

图2是现有传感器的密封结构详图。

图3是本发明密封传感器的结构示意图。

图中，1敏感元件，2处理电路，3密封外壳，4密封端口，5电气导线，51护套，52线芯，6隔离片，61过线孔，7固定支架，81上坚固装置，82下紧固装置，9硅胶，10环氧胶。

具体实施方式

如图3所示，本发明密封传感器敏感元件1、处理电路2、密封外壳3、密封端口4和电气导线5，处理电路2密封在密封外壳3内，电气导线5穿过密封端口4与处理电路2连接，在所述密封端口4与密封外壳3之间还设有隔离片6，所述隔离片6中心设有供电气导线5穿过过线孔61，所述隔离片6一面与密封端口4紧密接触，另一另与密封外壳3紧密接触。

所述穿过密封端口4的电气导线5包括护套51和线芯52，穿过过线孔61的电气导线5为线芯52。

所述线芯52与过线孔(61)61之间、各芯线之间在穿越过线孔61处均以硅胶填实密封。

隔离片6的设置，有效阻隔了由于电气导线5护套51龟裂失效或者线芯52灌封口失效而沿线芯52侵入密封外壳3、损坏处理电路2的水汽，提高了传感器的整体密封性能，可有效延长传感器使用寿命。且结构简单。

作为进一步改进，在所述密封端口4内、密封端口4的电气导线5入口与隔离片6之间还设有用于固定所述电气导线5的固定支架7，所述电气导线5在密封端口4内远离隔离片6一端与所述固定支架7固定，也就是电气导线5刚进入密封端口4就与固定支架7固定。即带护套51的电气导线5被固定在固定支架7上。

所述固定支架7既可以固定连接在密封端口4内侧，也可固定连接在隔离片6上。

优选地，所述固定支架7的一端与隔离片6固定连接。

为增强稳定性，所述固定支架7与隔离片6固定连接的一端设有沿隔离片6径向延伸的折边。

为简化结构，所述固定支架7为L形折片。

作为进一步改进，所述电气导线5在密封端口4内靠近隔离片6一端去除护套51，即此时只有线芯52，将线芯52与所述固定支架7固定。

所述去除护套51的线芯52之间、线芯52与密封端口4侧壁之间均以硅胶填实密封。

密封端口4内部余下空隙以环氧胶灌封填实。

电气导线5在密封端口4沿纵向双点固定，从而防止电气导线5在使用过程中因受到纵向张力或拉力而对封闭胶密封效果的影响以及对线芯52与处理电路2连接牢固性的影响。

电气导线5在密封端口4内靠近隔离片6一端去除护套51，并在去除护套51的线芯52之间、线芯52与密封端口4侧壁之间均以硅胶填实密封，有效地阻断了水气顺着电气导线内股线侵入通路。即使使用过程中随着时间推移、电气导线塑料外套破损，顺着导线流入的水气也将止步于密封点附近。

所述去除护套51的线芯52之间、线芯52与密封端口4侧壁之间均以硅胶填实密封。密封端口4内部余下空隙以环氧胶灌封填实。使用两种不同张力系数的软性硅胶和硬性环氧灌封胶“分层封装”，有效地防止由于恶劣环境造成密封失效导致水气侵入。

为使用方便，所述密封端口4与密封外壳3通过螺纹套接。

优选地，所述密封端口4为外螺纹，所述密封外壳3为内螺纹，所述隔离片6的外径介于密封外壳3内径与密封端口4外径之间。以保证隔离片6由密封端口4旋进固定在密封外壳3上。

安装时，处理电路2PCB电路板连接电气导线5以后，将隔离片6安置到位；用两根2mm宽的塑料紧固扎带把电气导线在上紧固装置81和下紧固装置82两点固定在L形状固定支架7上，上紧固装置81处塑料紧固扎带扎紧整根电气导线(有护套51)，下紧固装置82处塑料紧固扎带仅扎紧电气导线5的线芯52；用软性硅胶在隔离片中心孔61处密封并同时将电气导线多股线芯52间空隙密封；将密封外壳3的螺口端口旋进固定；最后以环氧胶灌封形式密封端口。

Claims (12)

1.一种密封传感器，包括密封在密封外壳(3)内的处理电路(2)、穿过密封端口(4)与处理电路(2)连接的电气导线(5)，其特征在于：在所述密封端口(4)与密封外壳(3)之间还设有隔离片(6)，所述隔离片(6)中心设有过线孔(61)供电气导线(5)穿过，所述隔离片(6)一面与密封端口(4)紧密接触，另一另与密封外壳(3)紧密接触。

2.根据权利要求1所述的密封传感器，其特征在于：所述穿过密封端口(4)的电气导线(5)包括护套(51)和线芯(52)，穿过过线孔(61)的电气导线(5)为线芯(52)。

3.根据权利要求2所述的密封传感器，其特征在于：所述线芯(52)与过线孔(61)之间、各芯线之间在穿越过线孔(61)处均以硅胶填实密封。

4.根据权利要求2所述的密封传感器，其特征在于：在所述密封端口(4)内还设有用于固定所述电气导线(5)的固定支架(7)，所述电气导线(5)在密封端口(4)内远离隔离片(6)一端与所述固定支架(7)固定。

5.根据权利要求4所述的密封传感器，其特征在于：所述电气导线(5)在密封端口(4)内靠近隔离片(6)一端去除护套(51)，线芯(52)与所述固定支架(7)固定。

6.根据权利要求4所述的密封传感器，其特征在于：所述去除护套(51)的线芯(52)之间、线芯(52)与密封端口(4)侧壁之间均以硅胶填实密封。

7.根据权利要求6所述的密封传感器，其特征在于：密封端口(4)内部余下空隙以环氧胶灌封填实。

8.根据权利要求4至7之一所述的密封传感器，其特征在于：所述固定支架(7)的一端与隔离片(6)固定连接。

9.根据权利要求8所述的密封传感器，其特征在于：所述固定支架(7)与隔离片(6)固定连接的一端设有沿隔离片(6)径向延伸的折边。

10.根据权利要求9所述的密封传感器，其特征在于：所述固定支架(7)为L形折片。

11.根据权利要求1至7之一所述的密封传感器，其特征在于：所述密封端口(4)与密封外壳(3)通过螺纹套接。

12.根据权利要求11所述的密封传感器，其特征在于：所述密封端口(4)为外螺纹，所述密封外壳(3)为内螺纹，所述隔离片(6)的外径介于密封外壳(3)内径与密封端口(4)外径之间。