CN109724669A - 一种用于汽车油位传感器及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于汽车油位传感器及其制备工艺，所述油位传感器包括密封外壳和密封安装在密封外壳内的安装壳体、电阻器本体和磁性导电指针，所述电阻器本体安装在安装壳体内，在安装壳体腔内水平设置有转动轴，该磁性导电指针的固定端设置在磁体转动轴上，磁性导电指针的自由端的延伸至传感器本体的表面上且与传感器本体滑动接触；其制备工艺为将电阻器本体定模成方形结构的基板；在方形陶瓷基板上印刷绝缘介质层和其他功能层并进行高温烧结烘干，将制作好的电阻器本体安装在安装壳体在安装壳体内。本发明的油位传感器结构简单，易于加工，能够实时检测油位情况，提高检测精度，克服了电阻本体浸泡在油中被氧化的缺陷问题，提高了使用寿命。

Description

一种用于汽车油位传感器及其制备工艺

技术领域

本发明属于油位传感器技术领域，尤其涉及一种用于汽车油位传感器及其制备工艺。

背景技术

车用油位传感器安装在汽车油箱中，油位传感器与汽车电源系统、油位表连接，用于感应燃油箱燃油液面变化转变为电流(或电压)变化而检测油在燃油箱内位置或高度，并为位油表提供电流(或电压)信号，通过油位表将油位情况显示出来，以供人们查看。作为车用油位检测的核心部件，其原理在于：当汽车油位在油箱内部高度变化时，电位器的触点在一个电阻体上滑动，接触到不同的位置，就能输出不同的电阻值，达到测试油位的高低即油量的变化的目的，由于传感器长期浸泡在油中，其工作环境恶劣，电阻容易被氧化，传感器在使用过程中往往接触不好，阻值测量不稳定的缺陷，容易导致指示不准确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于汽车油位传感器及其制备工艺，本发明的油位传感器结构简单，易于加工，能够实时检测油位升降情况，提高检测精度，克服了电阻本体浸泡在油中被氧化的缺陷问题，提高了使用寿命。为了实现上述目的，本发明采用以下技术效果：

根据本发发明的一个方面，提供了一种用于汽车油位传感器，包括密封外壳和密封安装在密封外壳内的安装壳体、电阻器本体和磁性导电指针，所述电阻器本体安装在安装壳体内，在安装壳体腔内水平设置有转动轴，该磁性导电指针的固定端设置在磁体转动轴上，所述磁性导电指针的自由端的延伸至传感器本体的表面上且与传感器本体滑动接触。

上述方案进一步优选的，所述电阻器本体包括方形陶瓷基板和印制在方形陶瓷基板上的电阻层、导电带、导体层和电极层，所述导体层包括第一导体层和第二导体层，所述第一导体层和第二导体层沿方形陶瓷基板的两条长边边缘印制并形成印制区域，在导体层的两端分别印制所述电极层，所述电阻层印制在导电带的内边缘或外边缘，从而形成电气连接，在导电带的外边缘且按顺时针方向依次等间距设置有高位检测电极、中位检测电极和低位检测电极，所述磁性导电指针的自由端延伸至所述导电带内且与导电带滑动接触连接。

上述方案进一步优选的，所述导电带由多条等间距的导电片排布形成扇环面，每条导电片通过激光印刷技术印制在印制区域内，所述电阻层沿导电片形成的内环边缘呈弧形印制，所述磁性导电指针的自由端延伸至所述导电片外环边缘且与导电片的整个表面滑动接触连接。

上述方案进一步优选的，每条导电片之间的间隙距宽度与导电片的宽度相同，且所述磁性导电指针的宽度与导电片的宽度相同。

上述方案进一步优选的，在低位检测电极与靠近所述低位检测电极一侧的第二导体层的端部之间设置由固定电阻片，该固定电阻片的两端分别与所述第二导体层的端部和低位检测电极电气连接。

上述方案进一步优选的，在所述中位检测电极和低位检测电极之间还设置有多个区位检测电极，该区位检测电极与导电片的外环边缘连接。

上述方案进一步优选的，在所述中位检测电极和低位检测电极之间的导电片的外环边缘设置有导体，且中位检测电极和低位检测电极之间的导电片的外环边缘通过导体连接。

上述方案进一步优选的，在靠近高位检测电极一侧的第一导体层的端部、第二导体层的端部分别印制有第一公共检测电极和第二公共检测电极。

上述方案进一步优选的，在所述方形陶瓷基板还印制有绝缘介质层，在该绝缘介质层表面印制所述电阻层、导电带、导体层和电极层。

根据本发明的另一个方面，提供了一种平板厚膜发热器的制备工艺，包括以下步骤：

步骤1：根据尺寸要求选取电阻器本体的方形陶瓷基板，并定模成方形结构的基板；

步骤2：在方形陶瓷基板上印刷绝缘介质层，并在800℃～850℃的高温烧结炉内进行烧结烘干处理，重复上述步骤3次；

步骤3：在绝缘介质层上印制电阻层、导电带、导体层和电极层，并在 800℃～850℃的高温烧结炉内进行烧结烘干处理，退出烧结并冷却至常温，然后在200℃～250℃进行预压处理，预压处理不超过20min，以形成常温干膜；

步骤4：将制作好的干膜进行清洗、打磨处理，在常温下印制各个检测电极和固定电阻片，并在380℃～420℃烘干处理形成电阻器本体，然后对电阻器本体中的导体层的电阻阻值进行测量，将当前测量的电阻阻值和与所需电阻阻值进行比较和修正；

步骤5：将制作好的电阻器本体安装在安装壳体在安装壳体内，并将磁性导电指针的自由端放置在导电带的低位检测电极的一端，并使磁性导电指针4 与导电带相互接触，并将磁性导电指针的固定端设置在磁体转动轴上，在各个检测电极的连接点接入导线，将导线依次从安装壳体和密封外壳穿出，并通过密封外壳将安装壳体和电阻器本体进行密封。

综上所述，由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下技术效果：

(1)、本发明的油位传感器克服了电阻本体浸泡在油中被氧化的缺陷问题，影响检测效果，导致工作性能不稳定，使用寿命短的缺陷，而且结构简单，易于加工，能够实时检测油位升降情况，提高检测精度。

(2)、本发明通过磁性导电指针在磁力的作用下转动的角度测量变化的电阻，以测量油位的高低，从而反应油量的多少，并将变化的电阻传输至采集单元和中央处理单元中，使得检测数据的传输和处理编的更简单，提高了检测和检测数据处理的精度。

附图说明

图1是本发明的一种用于汽车油位传感器的结构示意图；

图2是本发明的电阻器本体的结构爆炸示意图；

图3是本发明的电阻器本体的俯视图；

图4是本发明的电阻层和导电带的位置关系图；

图5是本发明一种用于汽车油位传感器的检测原理结构示意图；

图6是本发明的电阻层的等效电阻检测示意图；

附图中，密封外壳1，安装壳体2，电阻器本体3，磁性导电指针4，转动轴5，磁体浮子6，曲杆轴7，方形陶瓷基板30，电阻层31、导电带32、导体层33，电极层34，印制区域35，固定电阻片36，绝缘介质层37，中央处理单元100，第一采集单元101，第二采集单元102，高位检测电极300，中位检测电极301，低位检测电极302，导体303，导电片320，第一导体层 330，第二导体层331，第一公共检测电极330a，第二公共检测电极331a。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。

如图1、图2和3所示，根据本发发明的一种用于汽车油位传感器，包括密封外壳1和密封安装在密封外壳1内的安装壳体2、电阻器本体3和磁性导电指针4，所述电阻器本体3安装在安装壳体2内，在安装壳体2腔内水平设置有磁体转动轴5，该磁体转动轴5的一端或两端伸出密封外壳1外，该磁性导电指针4的固定端设置在磁体转动轴5上，所述磁性导电指针4的自由端的延伸至传感器本体3的表面上且与传感器本体3滑动接触，在磁体转动轴5 端部通过曲杆轴7连接一个磁体浮子6，汽车油箱内的油位升高或降低时，放置在汽车油箱内的磁体浮子6将会一起升高或降低，从而通过曲杆轴7带动磁体转动轴5转动，在磁体转动轴5转动的磁力作用下使磁性导电指针4的自由端在电阻器本体3的上滑动(转动)，整个电阻器本体3被密封在密封外壳 1内，防止了油污进入安装壳体2内，避免了电阻器本体3被腐蚀的风险；所述电阻器本体3包括方形陶瓷基板30和印制在方形陶瓷基板30上的电阻层 31、导电带32、导体层33和电极层34，所述方形陶瓷基板30的尺寸为 13.5mm(宽)*32mm(长)*0.6mm(厚)，所使用材料为96％三氧化二铝；所述导体层33包括第一导体层330和第二导体层331，所述第一导体层330和第二导体层331沿方形陶瓷基板30的两条长边边缘印制并形成印制区域35，在导体层33的两端分别印制所述电极层34，所述电阻层31印制在导电带32的内边缘或外边缘，从而使电阻层31与导电带32形成电气连接，在导电带32的外边缘且按顺时针方向依次等间距设置有高位检测电极300、中位检测电极301 和低位检测电极302，在靠近高位检测电极300一侧的第一导体层330的端部、第二导体层331的端部分别印制有第一公共检测电极330a和第二公共检测电极331a，所述磁性导电指针4的自由端延伸至所述导电带32内且与导电带 32滑动接触连接。在本法发明中，在所述方形陶瓷基板30还印制有绝缘介质层37，在该绝缘介质层表面印制所述电阻层31、导电带32、导体层33和电极层34，从而提高了电阻层31、导电带32、导体层33和电极层34在基板上的粘合度，也防止了导电带的短路问题，所述电阻层31由镍铬、镍铁、镍铬硅、镍铬硅铝、锰铜锡或氮化钽制成的厚膜电阻或薄膜电阻；电阻层31表面接触不到汽油，所以电阻层不会氧化；电阻层是合金电材料，与磁性导电指针4接触过程中不会产生磨损，可以延长电阻片的使用寿命。这样油位传感器不受汽油杂质污染，极大的提高了电阻片的耐磨次数。

在本发明中，所述导电带32由多条等间距的导电片320排布形成扇环面，每条导电片320通过激光印刷技术印制在印制区域35内，所述电阻层31沿导电片320形成的内环边缘呈弧形印制，所述磁性导电指针4的自由端延伸至所述导电片320外环边缘且与导电片320的整个表面滑动接触连接；每条导电片320之间的间隙距宽度与导电片320的宽度相同，或磁性导电指针4 的宽度大于每条导电片320之间的间隙距宽度，并且该磁性导电指针4的宽度与导电片320的宽度相同，从而保证了磁性导电指针4转动到导电带32内任何一个位置都能与导电片320接触，在低位检测电极302与靠近所述低位检测电极302一侧的第二导体层331的端部之间设置由固定电阻片36，该固定电阻片36的两端分别与所述第二导体层331的端部和低位检测电极302电气连接，所述电阻片36的阻值大小为1kΩ～3kΩ，磁性导电指针4在导电片 320上滑动接触过程中，检测到电阻层31的电阻只有几十欧姆，为此，需要在低位检测电极302一侧的第二导体层331的端部之间搭接固定电阻片36，以提高检测的准确度和检测的灵敏度。

在本发明中，不期望油位下降至磁性导电指针4指示在低位检测电极302 位置，才被检测到油位过低而报警，在所述中位检测电极301和低位检测电极302之间的导电片320的外环边缘设置有导体303，且中位检测电极301和低位检测电极302之间的导电片320的外环边缘通过导体302连接，导体303 的厚度与第一导体层330和第二导体层331，宽度不大于第一导体层330的二分之一宽度，导体303、第一导体层330和第二导体层331都采镍铁、银浆、铜层或铜金属复合层作为连接导体，导电性能好，电阻率小，在电阻测量中连接导体的电阻可忽略不计。

在本发明中，为了完整地检测到油位变化，磁性导电指针4指示在低位检测电极302位置时才被检测到油位过低，而且需要实时检测低油位的情况，在所述中位检测电极301和低位检测电极302之间还设置有多个区位检测电极(未图示)，该区位检测电极与导电片320的外环边缘连接，从而通过含有三个以上的档位阻值检测，提高测量的精准度。

根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种平板厚膜发热器的制备工艺，包括以下步骤：

步骤1：根据尺寸要求选取电阻器本体3的方形陶瓷基板30，并定模成方形结构的基板；

步骤2：在方形陶瓷基板30上印刷绝缘介质层，所述绝缘介质层的厚度不超过60μm，并在800℃～850℃的高温烧结炉内进行烧结烘干处理，重复上述步骤3次；

步骤3：在绝缘介质层上印制电阻层31、导电带32、导体层33和电极层 34，并在800℃～850℃的高温烧结炉内进行烧结烘干处理，退出烧结并冷却至常温，然后在200℃～250℃进行预压处理，使干膜与基板融为一体的，形成稳定的干膜，预压处理不超过20min，以形成常温干膜；

步骤4：将制作好的干膜进行清洗、打磨处理，从而去除干膜的被氧化的表面，在常温下印制各个检测电极和固定电阻片36，并在380℃～420℃烘干处理形成电阻器本体3，然后对电阻器本体3中的导体层33的电阻阻值进行测量，将当前测量的电阻阻值和与所需电阻阻值进行比较和修正；在本发明中，导体层33的阻值修正采用激光雕刻技术进行激光高温雕刻挥发修正；采用激光高温雕刻的激光束的光斑直径大小为0.1mm-0.15mm，激光雕刻时，导体层33的电阻材料因为激光高温而挥发，使得雕刻的电阻层的干净度非常高，因此电阻的精度更好，使得废品率非常低，也是解决了本领域的一个废品率高的重大技术问题。

步骤5：将制作好的电阻器本体3安装在安装壳体2在安装壳体2内，并将磁性导电指针4的自由端放置在导电带32的低位检测电极302的一端，并使磁性导电指针4与导电带32相互接触，并将磁性导电指针4的固定端设置在磁体转动轴5上，在各个检测电极的连接点接入导线，将导线依次从安装壳体2和密封外壳1穿出，并通过密封外壳1将安装壳体2和电阻器本体3 进行密封。

在本发明中，结合如图4、图5和图6所示；电极作为接入点(接触点或焊盘)，可以保证检的均匀性和稳定性，使电连接速度快；电阻层31的电阻通过检测点进行连接检测，高位检测电极300通过导线连接至外部的第一采集单元101，第一公共检测电极330a、第二公共检测电极331a、低位检测电极 302都通过导线与外部的第二采集单元102，施加到电阻层31的两端电压Vcc 后，从而形成两个或两个以上的电压检测点。当汽车油箱中的油位处于高位(满格)时，磁体浮子6上浮且通过曲杆轴7驱动转动轴5转动，在磁力的作用下使磁性导电指针4处于高位检测电极300处(a位置处)，所述磁性导电指针4 的自由端部与导电片320的接触后，所述磁性导电指针4的固定端通过导线与接至外部的第一采集单元101，从而形成高位检测电极300、磁性导电指针 4和第一采集单元101回路(图6中，S、a、P回路)，高位检测电极300、电阻层31、固定电阻片36(电阻为Rg)、第一公共检测电极330a(或第二公共检测电极331a)和第二采集单元102形成回路(图6中，S、a、b、N回路)，还可以设置其他检测点，例如，S、a、c、Z回路，从而进行多个电压检测点，判断邮箱中的油位，磁性导电指针4在a、b位置滑动的角度大于等于90°；第一采集单元101和第二采集单元102的输出端分别与中央处理单元100的采集输入端连接，将采集到的电阻层31上的电阻变化转换成电压变化，第一采集单元101和第二采集单元102进行A/D转换，然后输出的A/D转换的数据输入至中央处理单元100(单片机控制器)中进行计算分析，从而计算出个回路的电阻，当磁性导电指针4位于高位检测电极300时，S、P两端的电阻R_ps接近于零，S、N两端的电阻为R_ab与Rg之和；当磁性导电指针4位于中位检测电极301(p点时)或向低位检测电极302偏移时，油位下降，此时，电阻层31两端的电阻为R_SP、R_PZ、R_ZN之和，中央处理单元100所计算的电阻与电阻层31进行比较是否接近，若高位检测电极点的电阻越大，低位检测电极点的电阻越小，若磁性导电指针4旋转至低位检测电极302时(导体303将导电片302短路时)，高位检测电极点至公共电极(第一公共检测电极331a或第二公共检测电极331a)的电极最大，低位检测电极点的电阻最小，油位最低，从而通过电阻的变化导致电压的变化来检测油位的变化，将其变化量传输至中央处理单元100进行处理并输出显示当前油位，最终使汽车显示正确的油位，同时进行报警，以供判断油箱中的油位，极大提高汽车油位检测的准确性。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于汽车油位传感器，其特征在于：包括密封外壳(1)和密封安装在密封外壳(1)内的安装壳体(2)、电阻器本体(3)和磁性导电指针(4)，所述电阻器本体(3)安装在安装壳体(2)内，在安装壳体(2)腔内水平设置有转动轴(5)，该磁性导电指针(4)的固定端设置在磁体转动轴(5)上，所述磁性导电指针(4)的自由端的延伸至传感器本体(3)的表面上且与传感器本体(3)滑动接触。

2.根据权利要求1所述的一种用于汽车油位传感器，其特征在于：所述电阻器本体(3)包括方形陶瓷基板(30)和印制在方形陶瓷基板(30)上的电阻层(31)、导电带(32)、导体层(33)和电极层(34)，所述导体层(33)包括第一导体层(330)和第二导体层(331)，所述第一导体层(330)和第二导体层(331)沿方形陶瓷基板(30)的两条长边边缘印制并形成印制区域(35)，在导体层(33)的两端分别印制所述电极层(34)，所述电阻层(31)印制在导电带(32)的内边缘或外边缘，从而形成电气连接，在导电带(32)的外边缘且按顺时针方向依次等间距设置有高位检测电极(300)、中位检测电极(301)和低位检测电极(302)，所述磁性导电指针(4)的自由端延伸至所述导电带(32)内且与导电带(32)滑动接触连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于汽车油位传感器，其特征在于：所述导电带(32)由多条等间距的导电片(320)排布形成扇环面，每条导电片(320)通过激光印刷技术印制在印制区域(35)内，所述电阻层(31)沿导电片(320)形成的内环边缘呈弧形印制，所述磁性导电指针(4)的自由端延伸至所述导电片(320)外环边缘且与导电片(320)的整个表面滑动接触连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于汽车油位传感器，其特征在于：每条导电片(320)之间的间隙距宽度与导电片(320)的宽度相同，所述磁性导电指针(4)的宽度与导电片(320)的宽度相同。

5.根据权利要求2所述的一种用于汽车油位传感器，其特征在于：在低位检测电极(302)与靠近所述低位检测电极(302)一侧的第二导体层(331)的端部之间设置由固定电阻片(36)，该固定电阻片(36)的两端分别与所述第二导体层(331)的端部和低位检测电极(302)电气连接。

6.根据权利要求2所述的一种用于汽车油位传感器，其特征在于：在所述中位检测电极(301)和低位检测电极(302)之间的导电片(320)的外环边缘设置有导体(303)，且中位检测电极(301)和低位检测电极(302)之间的导电片(320)的外环边缘通过导体(303)连接。

7.根据权利要求2所述的一种用于汽车油位传感器，其特征在于：在在所述方形陶瓷基板(30)上还印制有绝缘介质层(37)，在该绝缘介质层(37)表面印制所述电阻层(31)、导电带(32)、导体层(33)和电极层(34)。

8.一种平板厚膜发热器的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：根据尺寸要求选取电阻器本体(3)的方形陶瓷基板(30)，并定模成方形结构的基板；

步骤2：在方形陶瓷基板(30)上印刷绝缘介质层(37)，并在800℃～850℃的高温烧结炉内进行烧结烘干处理，重复上述步骤3次；

步骤3：在绝缘介质层(37)上印制电阻层(31)、导电带(32)、导体层(33)和电极层(34)，并在800℃～850℃的高温烧结炉内进行烧结烘干处理，退出烧结并冷却至常温，然后在200℃～250℃进行预压处理，预压处理不超过20min，以形成常温干膜；

步骤4：将制作好的干膜进行清洗、打磨处理，在常温下印制各个检测电极和固定电阻片(36)，并在380℃～420℃烘干处理形成电阻器本体(3)，然后对电阻器本体(3)中的导体层(33)的电阻阻值进行测量，将当前测量的电阻阻值和与所需电阻阻值进行比较和修正；

步骤5：将制作好的电阻器本体(3)安装在安装壳体(2)在安装壳体(2)内，并将磁性导电指针(4)的自由端放置在导电带(32)的低位检测电极(302)的一端，并使磁性导电指针(4)与导电带(32)相互接触，并将磁性导电指针(4)的固定端设置在磁体转动轴(5)上，在各个检测电极的连接点接入导线，将导线依次从安装壳体(2)和密封外壳(1)穿出，并通过密封外壳(1)将安装壳体(2)和电阻器本体(3)进行密封。