CN108489630A - 一种小径热感部汽车尾气温度传感器 - Google Patents

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倪立
周洋
李明亚
倪婷
苏东
姜胜林
张超
张光祖
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Abstract

本发明公开一种小径热感部汽车尾气温度传感器，热敏电阻芯片与铠装电缆一端相连，热敏电阻芯片和铠装电缆的连接处外部以及热敏电阻芯片外部套有芯片保护罩；定位环套在头部套管外部，六角螺母套在定位环上并沿定位环轴向活动；尾罩套于定位环与六角螺母之间，焊接过渡端子一端与铠装电缆引脚连接，绝缘套管包裹于焊接过渡端子和铠装电缆的连接处，密封塞在尾罩末端缩口固定密封；高温导线与焊接过渡端子的另一端固定，硅胶玻纤管套于高温导线外周。本发明能用于检测柴油发动机车辆尾气温度并转化为可用输出信号，与铂电阻汽车尾气温度传感器相比其热响应速度快、高耐震动性、部件小型化、轻量化、成本低。

Description

一种小径热感部汽车尾气温度传感器
技术领域
本发明涉及温度检测技术，具体涉及一种小径热感部汽车尾气温度传感器。
背景技术
随着国四排放标准强制执行，以及即将推出的国五、国六排放标准，汽车每隔一段时间必须做尾气排放环保检测，通过更好的催化转化器的活性层、带有冷却装置的排气再循环系统以及二次空气喷射等技术的应用，控制和减少汽车排放污染物，以达到规定数值以下的标准。
以上方案都需要对汽车尾气温度进行检测，汽车尾气温度通常是采用温度传感器进行检测并反馈给ECU，由ECU按照对应方案对尾气进行处理以达到排放标准。
目前国内外生产的汽车尾气温度传感器以PT200铂电阻温度传感器为主，虽然能够满足温度检测功能，但是由于该传感器中零部件多且每个零部件尺寸也大，导致温度检测部分尺寸大，适用车型有限，且零部件多，工序繁杂，成本较高。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种小径热感部汽车尾气温度传感器，用于检测异常温度或者检测催化剂的劣化，检测的最高温度可以达1000℃。
技术方案：本发明一种小径热感部汽车尾气温度传感器，包括依次连接的探头区域、安装区域、尾罩区域、线缆区域和连接器区域，以及铠装电缆，铠装电缆的一端从探头区域延伸出经过安装区域，另一端安装于尾罩区域，所述铠装电缆外周套有头部套管；所述探头区域包括热敏电阻芯片和芯片保护罩，热敏电阻芯片与铠装电缆一端相连，热敏电阻芯片和铠装电缆的连接处外部以及热敏电阻芯片外部套有芯片保护罩，热敏电阻芯片的引脚与铠装电缆一端的引脚之间填充有耐高温绝缘导热填充物；所述安装区域包括定位环和六角螺母，定位环套在头部套管外部，六角螺母套在定位环上并沿定位环轴向活动；所述尾罩区域包括尾罩和设置于尾罩内的焊接过渡端子、密封塞和绝缘套管，尾罩套于定位环与六角螺母之间，焊接过渡端子一端与铠装电缆引脚连接，绝缘套管包裹于焊接过渡端子和铠装电缆的连接处，所述密封塞在尾罩末端缩口固定密封；所述线缆区域包括高温导线和硅胶玻纤管，高温导线与焊接过渡端子的另一端固定(例如通过端子机压接)，硅胶玻纤管套于高温导线外周；所述连接器区域包括插头，插头一端与高温导线通过与插头配套的端子连接，另一端与汽车接插件连接。
其中，所述耐高温绝缘导热填充物包括氧化铝、有机硅树脂和甲醇，氧化铝、有机硅树脂和甲醇的质量百分比为1:1.5:0.6，由此组份以及比例制成的耐高温绝缘导热填充物，既能够到达较好的填充效果，又可以防止在芯片和铠装电缆之间出现渗漏现象。
进一步的，所述热敏电阻芯片的引脚与铠装电缆一端的引脚通过激光焊接连接。
进一步的，所述芯片保护罩的内壁涂覆有耐高温绝缘层，该耐高温绝缘层的厚度为25～34μm，这样能够防止热敏电阻芯片)与芯片保护罩内壁直接接触进而影响阻值和绝缘性能。
进一步的，所述所述芯片保护罩的内径为1.8～2.1mm(例如可以是2mm)，外径为2.2～2.8(例如可以是2.65mm)，芯片保护罩内壁靠近铠装电缆一端设有限位槽，极细的热感部设计可确保快速的热响应性能，且铠装电缆与芯片保护罩采用嵌入式连接，铠装电缆的一端端部通过限位槽定位固定。
进一步的，所述绝缘套管采用两根薄壁聚四氟乙烯圆管，并分别与铠装电缆底部和密封塞相靠，既安装简易、成本低，又能保证良好的绝缘性能。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)部件小型化，轻量化；
(2)小径芯片保护罩设计可确保快速的热响应性能；
(3)探头部分强度高；
(4)合理的绝缘措施保证产品良好的绝缘性能。
综上所述，本发明能用于检测柴油发动机车辆尾气温度并转化为可用输出信号，与铂电阻汽车尾气温度传感器相比其热响应速度快、高耐震动性、部件小型化、轻量化、成本低。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中保护罩结构示意图；
图3为本发明中探头区域的结构示意图；
图4为实施例中温度传感器阻值VS温度曲线图。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
如图1所示，本发明一种小径热感部汽车尾气温度传感器，包括依次连接的探头区域、安装区域、尾罩区域、线缆区域和连接器区域，以及铠装电缆4，铠装电缆4的一端从探头区域延伸出经过安装区域，另一端安装于尾罩11区域，所述铠装电缆4外周套有头部套管5；所述探头区域包括热敏电阻芯片1和芯片保护罩3，热敏电阻芯片1与铠装电缆4一端相连，热敏电阻芯片1和铠装电缆4的连接处外部以及热敏电阻芯片1外部套有芯片保护罩3；所述安装区域包括定位环6和六角螺母7，定位环6套在头部套管5外部(可通过激光焊接连接)，六角螺母7套在定位环6上并沿定位环6轴向活动；所述尾罩区域包括尾罩11和设置于尾罩11内的焊接过渡端子9、密封塞10和绝缘套管8，尾罩11套于定位环6与六角螺母7之间(尾罩11与定位环6之间通过激光焊接连接)，焊接过渡端子9一端与铠装电缆4引脚连接，绝缘套管8包裹于焊接过渡端子9和铠装电缆4的连接处，所述密封塞10在尾罩11末端缩口固定密封；所述线缆区域包括包括高温导线12和硅胶玻纤管13，高温导线12与焊接过渡端子9的另一端通过端子机压接固定，硅胶玻纤管13套于高温导线12外周；所述连接器区域包括插头14，插头14一端与高温导线12通过端子连接，另一端与汽车接插件连接。
如图2和图3所示，热敏电阻芯片1的芯片引脚15与铠装电缆4一端的引脚通过激光焊接连接，热敏电阻芯片1的芯片引脚15与铠装电缆4一端的引脚之间填充有耐高温绝缘导热填充物2。且芯片保护罩3的内壁涂覆有耐高温绝缘层31；防止热敏电阻芯片1与芯片保护罩3)内壁直接接触，影响阻值和绝缘性能。芯片保护罩3内壁靠近铠装电缆4一端设有限位槽32，极细的热感部设计可确保快速的热响应性能，且铠装电缆4)与芯片保护罩3采用嵌入式连接，铠装电缆4的一端端部通过限位槽32定位固定于芯片保护罩3内。
上述耐高温绝缘层的厚度为33μm，既能够达到最佳的耐高温绝缘效果，不至于厚度过大阻碍芯片的放置。
为了防止出现芯片保护罩内径小使得芯片装不进去，外径太大使得装车装不上，还要保证一定的壁厚，本实施例中的芯片保护罩3的内径为2mm，外径为2.65mm。
现有的PT200尾气温度传感器由于热感部尺寸大，所以一般填充物2是固体MgO粉末来进行绝缘处理，而本发明温度传感器热感部尺寸小，故采用的是耐高温绝缘导热填充物2和芯片保护罩3内壁的耐高温绝缘层31进行双重绝缘处理，绝缘效果比较好。且本实施例中的铠装电缆也相应缩小尺寸，以及定位环和六角螺母的尺寸也较小小，两根薄壁铁氟龙绝缘套管也保证了轻量化。
另外，传统的尾气温度传感器一般采用塑胶或者陶瓷对焊接过渡端子9焊接处进行绝缘处理，但是塑胶硬度低，耐高温能力差；陶瓷虽耐高温，但是易碎。本发明所述尾气温度传感器采用两根薄壁聚四氟乙烯圆管，能达到绝缘效果，且安装简易、成本低，其具体效果如图4。
表1为本发明温度传感器阻值VS温度参照表
如表1所示，本发明的小径热感部汽车尾气温度传感器的阻值使用干阱式温度校验炉和数字万用表测量，并用零度恒温器和标准热电偶校准，得出对应温度范围内传感器电阻最小值、最大值和平均值。

Claims (5)

1.一种小径热感部汽车尾气温度传感器，包括依次连接的探头区域、安装区域、尾罩区域、线缆区域和连接器区域，以及铠装电缆，铠装电缆的一端从探头区域延伸出经过安装区域，另一端安装于尾罩区域，其特征在于：所述铠装电缆外周套有头部套管；所述探头区域包括热敏电阻芯片和芯片保护罩，热敏电阻芯片与铠装电缆一端相连，热敏电阻芯片和铠装电缆的连接处外部以及热敏电阻芯片外部套有芯片保护罩；热敏电阻芯片的引脚与铠装电缆一端的引脚之间填充有耐高温绝缘导热填充物；所述安装区域包括定位环和六角螺母，定位环套在头部套管外部，六角螺母套在定位环上并沿定位环轴向活动；所述尾罩区域包括尾罩和设置于尾罩内的焊接过渡端子、密封塞和绝缘套管，尾罩套于定位环与六角螺母之间，焊接过渡端子一端与铠装电缆引脚连接，绝缘套管包裹于焊接过渡端子和铠装电缆的连接处，所述密封塞在尾罩末端缩口固定密封；所述线缆区域包括高温导线和硅胶玻纤管，高温导线与焊接过渡端子的另一端固定，硅胶玻纤管套于高温导线外周；所述连接器区域包括插头，插头一端与高温导线连接，另一端与汽车接插件连接；
其中，所述耐高温绝缘导热填充物包括氧化铝、有机硅树脂和甲醇，氧化铝、有机硅树脂和甲醇的质量百分比为1:1.5:0.6。
2.根据权利要求1所述的小径热感部汽车尾气温度传感器，其特征在于：所述热敏电阻芯片的引脚与铠装电缆一端的引脚通过激光焊接连接。
3.根据权利要求1所述的小径热感部汽车尾气温度传感器，其特征在于：所述芯片保护罩的内壁涂覆有耐高温绝缘层，该耐高温绝缘层的厚度为25～34μm。
4.根据权利要求1所述的小径热感部汽车尾气温度传感器，其特征在于：所述所述芯片保护罩的内径为1.8～2.1mm，外径为2.2～2.8mm，芯片保护罩内壁靠近铠装电缆一端设有限位槽，且铠装电缆与芯片保护罩采用嵌入式连接，铠装电缆的一端端部通过限位槽定位固定于芯片保护罩内。
5.根据权利要求1所述的小径热感部汽车尾气温度传感器，其特征在于：所述绝缘套管采用两根薄壁聚四氟乙烯圆管，并分别与铠装电缆底部和密封塞相靠。
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