CN111474303A - 一种传感器防护封装结构和方法 - Google Patents

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刘勇升
闫智桐
王晶
王尚平
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Abstract

本发明公开了一种传感器防护封装结构和方法，包括组装为腔体的传感器封装腔体上壳和传感器封装腔体底壳，在传感器封装腔体底壳左端设有连通腔体内部的贯通孔，在传感器封装腔体底壳内设有一变径的弹性元件，弹性元件的左端外径小于右端外径，弹性元件的左端与贯通孔过盈配合，弹性元件的右端设有容纳槽，弹性元件的左端设有与容纳槽相连通的内孔，在容纳槽内设有安装凹槽，在腔体内设有焊接在一起的传感器、传感器电路板和导线，传感器电路板卡装于安装凹槽内。本发明可以解决传感器在设备受到冲击时传感器容易损坏的现象，同时解决在传感器封装腔体生产时不易控制胶体的流量、流速导致灌胶不足或过量溢出等生产工艺缺陷。

Description

一种传感器防护封装结构和方法
技术领域
本发明属于气体探测技术领域，具体涉及一种传感器防护封装结构和方法。
背景技术
气体探测设备中的气体传感器往往是固定在一个封装腔体内使用。目前的传感器封装腔体内的结构方式是：将气体传感器焊接在传感器电路板上，然后传感器电路板使用螺钉或其他机械压紧的方式固定。同时为了避免传感器腔体内的气体进入到检测设备的主体内，再使用灌胶的方式密封传感器封装腔体和设备主体之间的通道。
这种结构形式导致的危害是，当气体探测设备跌落于地面或受到一定强度的外力冲击时，冲击力会迅速传递到传感器上，导致传感器的损坏使探测设备失效。再一个问题是在传感器封装腔体内灌胶密封时，会因不易控制胶体的流量、流速导致灌胶不足或过量溢出。再者，灌胶完毕后成为一个整体也为后续的维修、传感器更换等带来不便。
发明内容
本发明提供了一种传感器防护封装结构和方法，解决传感器在设备受到冲击时传感器容易损坏的现象，同时解决在传感器封装腔体生产时不易控制胶体的流量、流速导致灌胶不足或过量溢出等生产工艺缺陷，解决现有技术的问题。
为解决上述技术问题，本发明一方面公开了一种传感器防护封装结构，包括组装为腔体的传感器封装腔体上壳和传感器封装腔体底壳，在传感器封装腔体底壳左端设有连通腔体内部的贯通孔，在传感器封装腔体底壳内设有一变径的弹性元件，弹性元件的左端外径小于右端外径，弹性元件的左端与贯通孔过盈配合，弹性元件的右端设有容纳槽，弹性元件的左端设有与容纳槽相连通的内孔，在容纳槽内设有安装凹槽，在腔体内设有焊接在一起的传感器、传感器电路板和导线，传感器电路板卡装于安装凹槽内，传感器卡装于容纳槽内，导线穿过弹性元件的内孔伸至腔体外，所述导线与弹性元件的内孔过盈配合，传感器封装腔底壳内凸台面与弹性元件的外凸台面抵接，弹性元件的右端端面与传感器封装腔体上壳的内凸台面抵接，对弹性元件进行横向定位。
进一步地，所述传感器封装腔体上壳与传感器封装腔体底壳通过螺纹连接的方式组装为一体。
进一步地，传感器封装腔体底壳左端设有外螺纹，传感器封装腔体底壳通过螺纹连接的方式与气体探测设备的主电路腔体相连。
进一步地，所述弹性元件左端与贯穿孔配合部分的外圆周面带有锥度，最大径大于传感器封装腔体底壳的贯通孔内径，最小径小于贯通孔内径。
本发明另一方面公开了一种传感器封装方法，包括如下步骤：
将传感器、传感器电路板、导线依次焊接在一体组成传感器电路；
将传感器电路中的导线穿入弹性元件的内孔中，导线末端从内孔穿出；
将传感器电路中的传感器电路板放入弹性元件的安装凹槽中，传感器卡装于容纳槽中；
按弹性元件小径端朝向传感器封装腔体底壳的贯通孔方向的方式，将弹性元件插入到传感器封装腔体底壳中，插入的深度以传感器封装腔底壳内凸台面与弹性元件的外凸台面抵接接触为准，弹性元件的左端与贯通孔过盈配合，导线与弹性元件的内孔过盈配合；
将传感器封装腔体上壳与传感器封装腔体底壳组装成一腔体；
传感器封装腔体上壳与传感器封装腔体底壳组装完成后，弹性元件的右端端面与传感器封装腔体上壳的内凸台面抵接。
进一步地，所述传感器封装腔体上壳与传感器封装腔体底壳通过螺纹连接的方式组装为一体。
进一步地，本发明封装方法还包括：传感器封装腔体底壳通过螺纹连接的方式与气体探测设备的主电路腔体相连。
本发明采用上述结构和方法，具有以下有益效果：1、利用弹性元件与传感器封装腔体底壳内贯通孔的过盈配合，以及弹性元件上内孔与导线的过盈配合，密封了传感器封装腔体和主腔体的通道，达到了原来灌胶的作用；2、使用弹性元件代替原来灌胶工艺，解决了灌胶工艺的种种不足；3、利用弹性元件的弹性特性，缓冲、吸收设备因外部碰撞、跌落等产生的冲击力，进而保护传感器不因受到冲击力而损坏；4、弹性元件可拆卸，后续维修时更加方便更换传感器等电路组件；5、弹性元件可重复利用，解决了原来灌胶成为一体后，传感器封装腔体只能使用一次的弊端。
附图说明
图1为本发明封装结构的结构示意图；
图2为本发明封装结构的剖视结构示意图；
图3为本发明封装结构的爆炸结构示意图；
图4为本发明方法的流程框图；
图中：1、传感器封装腔体底壳，2、弹性元件，3、传感器，4、传感器封装腔体上壳，5、传感器电路板，6、导线，7、容纳槽。
具体实施方式：
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。
如图1-3中所示，本发明一方面提供了一种传感器防护封装结构，包括组装为腔体的传感器封装腔体上壳4和传感器封装腔体底壳1，在传感器封装腔体底壳1左端设有连通腔体内部的贯通孔，在传感器封装腔体底壳1内设有一变径的弹性元件2，弹性元件2的左端外径小于右端外径，弹性元件2的左端与贯通孔过盈配合，弹性元件2的右端设有容纳槽7，弹性元件2的左端设有与容纳槽7相连通的内孔，在容纳槽7内设有安装凹槽，在腔体内设有焊接在一起的传感器3、传感器电路板5和导线6，传感器电路板5卡装于安装凹槽内，传感器3卡装于容纳槽7内，导线6穿过弹性元件2的内孔伸至腔体外，所述导线6与弹性元件2的内孔过盈配合，传感器封装腔底壳1内凸台面与弹性元件2的外凸台面抵接，弹性元件2的右端端面与传感器封装腔体上壳4的内凸台面抵接，对弹性元件2进行横向定位。
在一些实施例中，所述传感器封装腔体上壳4与传感器封装腔体底壳1通过螺纹连接的方式组装为一体。
在一些实施例中，传感器封装腔体底壳1左端设有外螺纹，传感器封装腔体底壳1通过螺纹连接的方式与气体探测设备的主电路腔体相连。
在一些实施例中，所述弹性元件2左端与贯穿孔配合部分的外圆周面带有锥度，最大径大于传感器封装腔体底壳1的贯通孔内径，最小径小于贯通孔内径以方便安装。
如图4所示，本发明另一方面公开了一种传感器封装方法，包括如下步骤：
S1、将传感器3、传感器电路板5、导线6依次焊接在一体组成传感器电路；
S2、将传感器电路中的导线6穿入弹性元件1的内孔中，导线6末端从内孔穿出；
S3、将传感器电路中的传感器电路板5放入弹性元件2的安装凹槽中，传感器3卡装于容纳槽7中；
S4、按弹性元件2小径端朝向传感器封装腔体底壳1的贯通孔方向的方式，将弹性元件2插入到传感器封装腔体底壳1中，插入的深度以传感器封装腔底壳1内凸台面与弹性元件2的外凸台面抵接接触为准，弹性元件2的左端与贯通孔过盈配合，导线6与弹性元件2的内孔过盈配合；
S5、将传感器封装腔体上壳4与传感器封装腔体底壳1组装成一腔体；
S6、传感器封装腔体上壳4与传感器封装腔体底壳1组装完成后，弹性元件2的右端端面与传感器封装腔体上壳4的内凸台面抵接。
在一些实施例中，所述传感器封装腔体上壳4与传感器封装腔体底壳1通过螺纹连接的方式组装为一体。
在一些实施例中，本发明封装方法还包括：传感器封装腔体底壳1通过螺纹连接的方式与气体探测设备的主电路腔体相连。
本发明封装结构和方法所产生的有益效果是：
1、由于组装完毕后弹性元件1与传感器封装腔体底壳2内贯通孔过盈配合，隔离了传感器封装腔体和主腔体，使气体进入不到主腔体内。达到了原来灌胶密封的目的，更解决了原来灌胶工艺不易控制胶体流量、流速导致灌胶不足或过量溢出等不足。
2、弹性元件1与传感器封装腔体底壳2过盈配合塑性变形时，弹性元件1中内孔会变小与传感器电路中的导线6过盈配合，夹紧导线6使气体不会通过弹性元件1内孔进入主腔体，并使导线6保持在中心位置不偏离；
3、弹性元件2中的内槽能够固定住传感器电路，使传感器电路中的传感器电路板、传感器不与传感器封装腔体发生接触、碰撞。且弹性元件2组装完毕后有一定的形变量保证配合可靠，又有一定的弹性余量.
4、因弹性元件1是可拆卸的，后续维修气体探测设备时，会更加方更换传感器电路中各组件；
5、弹性元件1可拆卸重复利用，解决了原来灌胶成为一体后，传感器封装腔体只能使用一次的弊端。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (7)

1.一种传感器防护封装结构，其特征在于，包括组装为腔体的传感器封装腔体上壳和传感器封装腔体底壳，在传感器封装腔体底壳左端设有连通腔体内部的贯通孔，在传感器封装腔体底壳内设有一变径的弹性元件，弹性元件的左端外径小于右端外径，弹性元件的左端与贯通孔过盈配合，弹性元件的右端设有容纳槽，弹性元件的左端设有与容纳槽相连通的内孔，在容纳槽内设有安装凹槽，在腔体内设有焊接在一起的传感器、传感器电路板和导线，传感器电路板卡装于安装凹槽内，传感器卡装于容纳槽内，导线穿过弹性元件的内孔伸至腔体外，所述导线与弹性元件的内孔过盈配合，传感器封装腔底壳内凸台面与弹性元件的外凸台面抵接，弹性元件的右端端面与传感器封装腔体上壳的内凸台面抵接，对弹性元件进行横向定位。
2.根据权利要求1所述的传感器防护封装结构，其特征在于，所述传感器封装腔体上壳与传感器封装腔体底壳通过螺纹连接的方式组装为一体。
3.根据权利要求1所述的传感器防护封装结构，其特征在于，传感器封装腔体底壳左端设有外螺纹，传感器封装腔体底壳通过螺纹连接的方式与气体探测设备的主电路腔体相连。
4.根据权利要求1所述的传感器防护封装结构，其特征在于，所述弹性元件左端与贯穿孔配合部分的外圆周面带有锥度，最大径大于传感器封装腔体底壳的贯通孔内径，最小径小于贯通孔内径。
5.一种采用权利要求1所述的传感器防护封装结构的封装方法，包括如下步骤：
将传感器、传感器电路板、导线依次焊接在一体组成传感器电路；
将传感器电路中的导线穿入弹性元件的内孔中，导线末端从内孔穿出；
将传感器电路中的传感器电路板放入弹性元件的安装凹槽中，传感器卡装于容纳槽中；
按弹性元件小径端朝向传感器封装腔体底壳的贯通孔方向的方式，将弹性元件插入到传感器封装腔体底壳中，插入的深度以传感器封装腔底壳内凸台面与弹性元件的外凸台面抵接接触为准，弹性元件的左端与贯通孔过盈配合，导线与弹性元件的内孔过盈配合；
将传感器封装腔体上壳与传感器封装腔体底壳组装成一腔体；
传感器封装腔体上壳与传感器封装腔体底壳组装完成后，弹性元件的右端端面与传感器封装腔体上壳的内凸台面抵接。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述传感器封装腔体上壳与传感器封装腔体底壳通过螺纹连接的方式组装为一体。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：传感器封装腔体底壳通过螺纹连接的方式与气体探测设备的主电路腔体相连。
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