CN108872481B - 一种氮氧传感器及封装方法 - Google Patents

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Abstract

一种氮氧传感器及封装方法,陶瓷芯片中部套装有扣帽和探头基座,探头基座的尾端固设在扣帽上,位于探头基座的空腔内陶瓷芯片上依次装有第一瓷环、密封填料、第二瓷环,探头基座的头部端安装有内护罩,陶瓷芯片的一端位于内护罩内,内护罩外设置有外护罩,内护罩和外护罩上均加工有通气孔,探头基座外中部套设有螺母、尾部设置有外套管,外套管内陶瓷芯片的另一端通过夹持件与外套管端部设置的导线相连,外套管的尾部与导线之间设置有防水密封件。本发明密封结构较为简单,生产工艺简洁,生产效率高,密封填料在压碎压实后形成厚度较大,提高了产品密封性能,产品封装后性能可靠,成品率高,节约成本,减少资源浪费。

Description

一种氮氧传感器及封装方法
技术领域
本发明属于测量或测试技术领域,具体涉及到一种氮氧传感器及其封装方法。
背景技术
《中国机动车环境管理年报(2017)》显示,我国已连续8年成为世界机动车产销第一大国,汽车尾气污染已成为业界高度关注的一大焦点问题。汽车尾气中含有碳氢化物(HC)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、粉尘颗粒物(PM)等多种对人体健康有害以及对大气造成严重污染的物质,其中柴油车所产生的氮氧化物,颗粒物(PM)分别超过汽车总排放量的70%、90%。
针对日趋严重的环境污染,我国自2015年1月1日起,全国开始执行柴油车“国Ⅳ”排放标准,从2018年1月1日起,已开始执行柴油车“国Ⅴ”排放标准,预计从2020年开始,还将逐步执行“国Ⅵ”排放标准。
为提高汽车燃油的燃烧效率和减少尾气污染,研发生产尾气选择性催化还原系统,改变汽车排放方式,控制尾气有害气体排放已成为必由之路,用于检测有害气体浓度的NOx传感器产业应运而生。
目前,市场上氮氧传感器的生产过程中,其组装密封件的基座是由两部分组成,两部分经过焊接后组成一整体,再将密封组件装入内腔压合,进行缩口,这种封装方法太过于繁琐,且易于出错,对设备自动化程度及精度要求苛刻,无形中增加了设备以及人工成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有氮氧传感器的缺点,提供一种测试灵敏度高、生产工艺简洁、性能可靠、生产效率高的氮氧传感器。
解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种氮氧传感器,陶瓷芯片中部套设有扣帽和探头基座,探头基座的尾端固设在扣帽上,位于探头基座的空腔内陶瓷芯片上依次设置有第一瓷环、密封填料、第二瓷环,探头基座的头部端设置有内护罩,陶瓷芯片的一端位于内护罩内,内护罩外设置有外护罩,内护罩和外护罩上均加工有通气孔,探头基座外中部套设有螺母、尾部设置有外套管,外套管内陶瓷芯片的另一端通过夹持件与外套管端部设置的导线相连,外套管的尾部与导线之间设置有防水密封件。
作为一种优选的技术方案,所述的探头基座的尾端为锥形管并插入扣帽内与扣帽铆接连接,探头基座外中部加工有用于装配外套管的卡槽和凸台以及用于固定螺母的轴肩。
作为一种优选的技术方案,所述的外护罩的结构为小端封闭大端开口的两阶台阶管,外护罩的侧壁上沿圆周方向加工有均匀分布且直径相同的第一通气孔。
作为一种优选的技术方案,所述的第一通气孔是2行,每行4~8个,第一通气孔的直径为0.6~1.4mm。
作为一种优选的技术方案,所述的内护罩为小端封闭大端开口的三阶台阶管,内护罩小端端部为锥形且顶部加工有1个第二通气孔、中部圆周方向加工有均匀分布的6~8个百叶窗式通气孔。
作为一种优选的技术方案,所述的密封填料为粉末状、填充高度为10~18mm。
作为一种优选的技术方案,所述的夹持件的结构为弹簧体内设置有两个陶瓷夹片,每个陶瓷夹片上设置有4根接线柱。
本发明还提供了一种氮氧传感器的封装方法,包括如下步骤:
(1)将陶瓷芯片、扣帽、第一瓷环、密封填料、第二瓷环、探头基座依次放入安装工装内进行压合,使扣帽压合到探头基座上;
(2)将扣帽与探头基座铆接固定,完成探头主体的封装;
(3)检测探头主体的气密性,气体泄露率低于0.2cc/min,则为合格;
(4)将内护罩、外护罩依次套装在探头基座的头部并焊接固定;
(5)将陶瓷芯片裸露端插入到夹持件中,使陶瓷芯片的引线与夹持件中接线柱的金属凸起相连通,夹持件的接线柱与不同颜色的导线一一对应相连接,检测陶瓷芯片与导线之间的通断;
(6)套入螺母及外套管并将外套管压入到探头基座上;
(7)将外套管焊接在探头基座上,防水密封件穿在导线上并放置在外套管尾端,对外套管尾端进行缩口处理,保证防水性,则封装完毕。
作为一种优选的技术方案,所述的步骤(1)中密封填料被压碎成粉末状,高度为10~18mm。
本发明的有益效果如下:
相比于现有技术,本发明密封结构较为简单,生产工艺简洁,生产效率高,密封填料在压碎压实后形成厚度较大,提高了产品密封性能,产品封装后性能可靠,成品率高,节约成本,减少资源浪费。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中夹持件11的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明,但本发明不限于下述的实施方式。
实施例1
在图1中,本实施例的氮氧传感器由外护罩1、内护罩2、探头基座3、螺母4、陶瓷芯片5、第一瓷环6、密封填料7、第二瓷环8、扣帽9、外套管10、夹持件11、防水密封件12、导线13连接构成。
陶瓷芯片5中部套装有扣帽9和探头基座3,探头基座3的尾端为锥形管插入扣帽9内并与扣帽9铆接连接,探头基座3外中部加工有用于装配外套管10的卡槽和凸台以及用于固定螺母4的轴肩,位于探头基座3的空腔内陶瓷芯片5上依次套装有第一瓷环6、密封填料7、第二瓷环8,密封填料7为粉末状、填充高度为15mm,探头基座3的头部端焊接有内护罩2,陶瓷芯片5的一端位于内护罩2内,内护罩2的结构为小端封闭大端开口的三阶台阶管,内护罩2小端端部为锥形且顶部加工有1个第二通气孔、中部沿圆周方向加工有均匀分布的7个百叶窗式通气孔,内护罩2外焊接有外护罩1,外护罩1的结构为小端封闭大端开口的两阶台阶管,外护罩1的侧壁上沿圆周方向加工有2行、每行6个第一通气孔,第一通气孔的直径为0.8mm,气体依次从外护罩1的第一通气孔、内护罩2的第二通气孔和百叶窗式通气孔进入与陶瓷芯片5充分接触,探头基座3外中部套装有螺母4、尾部焊接有外套管10,螺母4前端卡在探头基座3的轴肩上、后端卡在外套管10上,螺母4在探头基座3上自由转动,外套管10内陶瓷芯片5的另一端通过夹持件11与外套管10尾端安装的8根不同颜色的耐高温的导线13相连,夹持件11的结构为弹簧体11-2内安装有两个陶瓷夹片11-1,弹簧体11-2用于固定陶瓷夹片11-1,每个陶瓷夹片上安装有4根接线柱11-3,如图2,陶瓷芯片5的另一端插入夹持件11内与接线柱的金属凸起接触相连,接线柱与不同颜色的导线一一对应相连接,外套管10尾端与导线13之间安装有防水密封件12,防水密封件12具有耐温、防水和透气性,对外套管10尾端进行缩口处理,保证其防水性。
上述氮氧传感器的封装方法,包括如下步骤:
(1)将陶瓷芯片5、扣帽9、第一瓷环8、密封填料7、第二瓷环6、探头基座(3)依次放入安装工装内应用压装设备进行压合,使密封填料7被压碎成粉末状,高度为15mm,扣帽9压合到探头基座3上;
(2)应用锁口机将扣帽9与探头基座3铆接固定,完成探头主体的封装;
(3)检测探头主体的气密性,气体泄露率低于0.2cc/min,则为合格;
(4)将内护罩2和外护罩1依次套装在探头基座3的头部并应用激光焊接机焊接固定;
(5)将陶瓷芯片5引线端插入到夹持件11中,使陶瓷芯片5的引线与夹持件11中接线柱11-3的金属凸起相连通,夹持件11的接线柱11-3与不同颜色的导线13一一对应相连接,检测陶瓷芯片5与导线13之间的通断;
(6)套入螺母4及外套管10,应用压装机将外套管10压装到探头基座3上;
(7)将外套管10与探头基座3焊接固定,防水密封件12穿在导线13上并放置在外套管10尾端,对外套管10尾端进行缩口处理,保证防水性,则封装完毕。
实施例2
在本实施例中,陶瓷芯片5中部套装有扣帽9和探头基座3,探头基座3的尾端为锥形管插入扣帽9内并与扣帽9铆接连接,探头基座3外中部加工有用于装配外套管10的卡槽和凸台以及用于固定螺母4的轴肩,位于探头基座3的空腔内陶瓷芯片5上依次套装有第一瓷环6、密封填料7、第二瓷环8,密封填料7为粉末状、填充高度为10mm,探头基座3的头部端焊接有内护罩2,陶瓷芯片5的一端位于内护罩2内,内护罩2的结构为小端封闭大端开口的三阶台阶管,内护罩2小端端部为锥形且顶部加工有1个第二通气孔、中部沿圆周方向加工有均匀分布的6个百叶窗式通气孔,内护罩2外焊接有外护罩1,外护罩1的结构为小端封闭大端开口的两阶台阶管,外护罩1的侧壁上沿圆周方向加工有2行、每行4个第一通气孔,第一通气孔的直径为0.6mm,气体依次从外护罩1的第一通气孔、内护罩2的第二通气孔和百叶窗式通气孔进入与陶瓷芯片5充分接触。其他零部件及零部件的连接关系与实施例1相同。
上述氮氧传感器的封装方法的步骤(1)中密封填料7被压碎成粉末状,高度为10mm,其他操作步骤与实施例1相同。
实施例3
在本实施例中,陶瓷芯片5中部套装有扣帽9和探头基座3,探头基座3的尾端为锥形管插入扣帽9内并与扣帽9铆接连接,探头基座3外中部加工有用于装配外套管10的卡槽和凸台以及用于固定螺母4的轴肩,位于探头基座3的空腔内陶瓷芯片5上依次套装有第一瓷环6、密封填料7、第二瓷环8,密封填料7为粉末状、填充高度为18mm,探头基座3的头部端焊接有内护罩2,陶瓷芯片5的一端位于内护罩2内,内护罩2的结构为小端封闭大端开口的三阶台阶管,内护罩2小端端部为锥形且顶部加工有1个第二通气孔、中部沿圆周方向加工有均匀分布的8个百叶窗式通气孔,内护罩2外焊接有外护罩1,外护罩1的结构为小端封闭大端开口的两阶台阶管,外护罩1的侧壁上沿圆周方向加工有2行、每行8个第一通气孔,第一通气孔的直径为1.4mm,气体依次从外护罩1的第一通气孔、内护罩2的第二通气孔和百叶窗式通气孔进入与陶瓷芯片5充分接触。其他零部件及零部件的连接关系与实施例1相同。
上述氮氧传感器的封装方法的步骤(1)中密封填料7被压碎成粉末状,高度为18mm,其他操作步骤与实施例1相同。

Claims (2)

1.一种氮氧传感器,其特征在于:陶瓷芯片(5)中部套设有扣帽(9)和探头基座(3),探头基座(3)的尾端固设在扣帽(9)上,位于探头基座(3)的空腔内陶瓷芯片(5)上依次设置有第一瓷环(6)、密封填料(7)和第二瓷环(8),探头基座(3)的头部端设置有内护罩(2),陶瓷芯片(5)的一端位于内护罩(2)内,内护罩(2)外设置有外护罩(1),内护罩(2)和外护罩(1)上均加工有通气孔,探头基座(3)外中部套设有螺母(4)、尾部设置有外套管(10),外套管(10)内陶瓷芯片(5)的另一端通过夹持件(11)与外套管(10)端部设置的导线(13)相连,外套管(10)的尾部与导线(13)之间设置有防水密封件(12);所述的内护罩(2)为小端封闭大端开口的三阶台阶管,内护罩(2)小端端部为锥形且顶部加工有1个第二通气孔、中部圆周方向加工有均匀分布的6~8个百叶窗式通气孔,外护罩(1)的结构为小端封闭大端开口的两阶台阶管,外护罩(1)小端管壁和大端管壁上沿圆周方向各加工有一行均匀分布且直径相同的第一通气孔,所述第一通气孔每行是4~8个,第一通气孔的直径为0.6~1.4mm,内护罩(2)的小端伸入到外护罩(1)小端管内且与外护罩(1)的小端管过盈配合,所述的探头基座(3)的尾端为锥形管并插入扣帽(9)内与扣帽(9)铆接连接,探头基座(3)外中部加工有用于装配外套管(10)的卡槽和凸台以及用于固定螺母(4)的轴肩,所述的夹持件(11)的结构为弹簧体(11-2)内设置有两个陶瓷夹片(11-1),弹簧体(11-2)卡在陶瓷夹片(11-1)的凹槽中,每个陶瓷夹片(11-1)上设置有4根接线柱(11-3)。
2.根据权利要求1所述的氮氧传感器,其特征在于:所述的密封填料(7)为粉末状、填充高度为10~18mm。
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