CN112067059A - 一种温度振动复合型传感器及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温度振动复合型传感器及制造方法，解决了现有技术中传感器功能单一、制造效率低下以及成本较高的问题，本温度振动复合型传感器制造方法包括：在设有绝缘套、铂电阻和第一屏蔽电缆的探针中灌注导热胶，并使探针上端面与探针座激光焊接，形成温度监控组件；在设有振动元件和第二屏蔽电缆的绝缘壳内灌注环氧树脂，形成振动监控组件；将温度监控组件焊接到探头座上，将振动监控组件安装到探头座内，并在探头座一端上安装护套管，在探头座内腔灌注环氧树脂；将温度监控组件和振动控制组件设置为两个单独加工的部件，以保证对温度监控组件和振动控制组件的同时加工，提高加工效率。

Description

一种温度振动复合型传感器及制造方法

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特指一种温度振动复合型传感器及制造方法。

背景技术

随着电力机车向复杂化、智能化及信息化方向发展，其运行工况极其复杂多变，不同工况对于装备状态的影响不同，对于装置全生命周期内的振动、冲击及温度监测具有重要意义。通过运行情况信息的收集，可实现装备的故障预警及健康监测管理。

在现有技术中，为了实现对机车振动以及温度进行实时的监测，一般都是在机车上设置振动传感器和温度传感器进行监测，但是分立的传感器占用空间大，无法满足小型化设计，因此，技术人员很快想到将振动传感器和温度传感器相结合，实现一个传感器同时具备振动传感器和温度传感器的功能，但是由于复合型传感器结构较为复杂，其制造起来较为麻烦，人工成本高，且生产效率低下，无法很好的适用于市场。

发明内容

本发明考虑了前述问题而做出，发明的目的是提供一种温度振动复合型传感器及制造方法，可以模块化生产，加快生产效率。

为实现上述目的，本发明提供一种温度振动复合型传感器，包括：

探头座；

温度监控组件，所述温度监控组件包括探针、第一屏蔽电缆和若干铂电阻，所述探针一端设置在所述探头座内，所述第一屏蔽电缆一端设置在所述探针内，另一端穿过所述探头座，若干所述铂电阻独立设置在所述探针内，并均与所述第一屏蔽电缆电连接；

振动监控组件，所述振动监控组件设置在探头座内，所述振动监控组件包括振动元件和第二屏蔽电缆，所述第二屏蔽电缆一端与所述振动元件电连接，另一端穿过所述探头座。

据上所述的一种温度振动复合型传感器，所述温度监控组件还包括探针座和绝缘套，所述探针座设置在探头座内，所述探针一端端面与所述探针座激光焊接，所述绝缘套设置在所述探针内，且所述绝缘套内设置有两个独立的空腔，两个所述铂电阻分别设置在两个所述空腔内。

据上所述的一种温度振动复合型传感器，所述第一屏蔽电缆一端穿过探针座设置在所述探针内，所述探针座内设置有第一线箍，所述第一线箍扣压在所述第一屏蔽电缆上，所述探针座内壁上设有环形槽，且所述探针座内壁与所述第一屏蔽电缆之间设有环氧树脂。

据上所述的一种温度振动复合型传感器，所述第一屏蔽电缆与铂电阻之间设置有第一引线相接，所述第一引线外侧设有第一热缩管套，所述第一热缩管套一端与所述绝缘套上端相接，另一端与所述第一屏蔽电缆底部相接，且所述第一热缩管套内设置有两个供所述铂电阻上引线穿过的第一通道，所述探针内壁与所述绝缘套之间设有导热胶。

据上所述的一种温度振动复合型传感器，所述振动监控组件还包括绝缘壳，所述探头座上设有容纳腔，所述绝缘壳设置在所述容纳腔内，所述振动元件设置在所述绝缘壳内，且所述容纳腔端面激光焊接有密封盖。

据上所述的一种温度振动复合型传感器，所述第二屏蔽电缆一端穿过容纳腔设置在所述绝缘壳内，且所述容纳腔内设有环氧树脂。

据上所述的一种温度振动复合型传感器，还包括电缆保护组件，所述电缆保护组件包括护套管、护套接管和卡箍，所述护套管通过卡箍扣压在所述护套接管一端上，并通过护套接管与所述探头座一端相接，所述第一屏蔽电缆与所述第二屏蔽电缆一端均穿过所述护套管，且所述探头座与所述护套接管的内腔内均设有环氧树脂。

一种包括上述温度振动复合型传感器的制造方法，包括步骤：

在设有绝缘套、铂电阻和第一屏蔽电缆的探针中灌注导热胶，并使探针上端面与探针座激光焊接，形成温度监控组件；

在设有振动元件和第二屏蔽电缆的绝缘壳内灌注环氧树脂，形成振动监控组件；

将温度监控组件焊接到探头座上，将振动监控组件安装到探头座内，并在探头座一端上安装护套管，在探头座内腔灌注环氧树脂。

据上所述的一种温度振动复合型传感器的制造方法，在成型温度监控组件时，具体包括以下步骤：

步骤S11：模塑成型绝缘套，选取探针，并将绝缘套安装至探针中；

步骤S12：选取铂电阻和第一屏蔽电缆，将铂电阻安装至绝缘套内，并将铂电阻与第一屏蔽电缆焊接；

步骤S13：在探针内灌注导热胶，并将探针上端与探针座激光焊接，并在探针座内灌注环氧树脂，形成温度监控组件。

据上所述的一种温度振动复合型传感器的制造方法，在成型振动监控组件时，具体包括以下步骤：

步骤S21：模塑成型绝缘壳，选取振动元件，并将振动元件安装至绝缘壳内；

步骤S22：选取第二屏蔽电缆，将第二屏蔽电缆一端与振动元件焊接，并在绝缘壳内灌注环氧树脂，形成振动监控组件。

本发明具有以下有益效果：

温度监控组件与振动监控组件在制造过程中互不干扰，可以同步制造，可以在极大程度上提高加工生产效率；

可以将温度监控组件的制造、振动监控组件的制造以及最后的装配过程分为三个模块，可以实现本装置的模块化生产，降低成本；

在整体的连接方式中，多数都是采用激光焊接，激光焊接密封性更好，避免采用螺栓连接等方式出现的泄露，也避免需要在多个零部件上进行钻孔，减少加工工艺，同时激光焊接相比于其他连接方式成本更低；

探针端面与探针座激光焊接，此处焊接受到的应力较小，将实际焊接位置与理论探针焊接应力集中的位置错位，避免因焊接导致的探针断裂；

第一屏蔽电缆与第二屏蔽电缆上分别扣压有第一线箍和第二线箍，可以避免在不小心拉扯到第一屏蔽电缆或第二屏蔽电缆的时候带动铂电阻或振动元件运动。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的整体结构剖视图。

图3是本发明的温度监控组件示意图。

图4是本发明的振动监控组件示意图。

图5是本发明的制造方法流程图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但发明并不限于这些实施例。

如图1-5所示，一种温度振动复合型传感器，包括：

探头座100，探头座100用于固定、保护温度监控组件200和振动监控组件300，且探头座100一端与温度监控组件200相接，另一端与电缆保护组件400相接。

温度监控组件200，温度监控组件200包括探针210、第一屏蔽电缆220和若干铂电阻230，探针210一端设置在探头座100内，第一屏蔽电缆220一端设置在探针210内，另一端穿过探头座100，若干铂电阻230独立设置在探针210内，并均与第一屏蔽电缆220电连接，铂电阻230由探针210为其提供保护作用，感应到温度后铂电阻230通过第一屏蔽电缆220将电信号传递出去。

优选的，在本实施例中，探针210选用薄壁不锈钢管，减小了热容量、缩短了温度反应时间，可以提高灵敏度，因此，为了隔绝铂电阻230与探针210内壁之间的电连接，防止其影响到监控精度，在探针210内设置有绝缘套250，将铂电阻230安装到绝缘套250中，断绝与探针210内壁的电连接。

进一步优选的，铂电阻230设有两个，且在绝缘套250中也设置有两个独立的空腔，两个铂电阻230分别设置在两个独立的空腔内，避免两个铂电阻230之间相互干扰。但绝缘套250与探针210内壁之间存在间隙，而空气导热性一般，在本实施例中，在绝缘套250和探针210内壁之间设有导热胶270，既可以起到固定绝缘套250的作用，又可以增加热传导性，使得铂电阻230的灵敏度较高。

振动监控组件300，振动监控组件300设置在探头座100内，振动监控组件300包括振动元件310和第二屏蔽电缆320，第二屏蔽电缆320一端振动元件310电连接，另一端穿过探头座100，振动元件310感应到振动信号，并利用第二屏蔽电缆320将电信号传出。可以实现一个传感器中同时具有温度传感器和振动传感器的功能，且利用两个屏蔽电缆将温度电信号和振动电信号分别传出，可以避免温度电信号和振动电信号之间的相互干扰。

优选的，温度监控组件200还包括探针座240，探针座240通过激光焊接在探头座100一端内，探针210一端端面与探针座240激光焊接，在现有技术中，都是通过探针210与探针座240相接端的侧边与探针座240焊接，应力较为集中，容易断裂，在本实施例中，该端面为靠近探针座240的内侧端面，该端面采用激光焊接后，受到的应力较小，可以避免焊接处应力集中导致的探针断裂。

优选的，在本实施例中，在探头座100内设置有供第一屏蔽电缆和第二屏蔽电缆320通过的通道，第一屏蔽电缆220一端穿过探针座240设置在探针210内，另一端穿过通道设置在探针座240外，探针座240内设置有第一线箍241，第一线箍241扣压在第一屏蔽电缆220上，探针座240内壁上设有环形槽242，且探针座240内壁与第一屏蔽电缆220之间设有有环氧树脂500，则环氧树脂500就会包覆第一屏蔽电缆220设置在探针座240内的一段，并将第一线箍241也包覆起来，使得第一屏蔽电缆220无法直接被拉动，防止带动铂电阻230一起运动。

优选的，第一屏蔽电缆220与铂电阻230之间设置有第一引线相接，第一引线外侧设有第一热缩管套260，第一热缩管套260一端与绝缘套250上端相接，另一端与第一屏蔽电缆220底部相接，且第一热缩管套260内设置有两个供铂电阻230上引线穿过的第一通道，第一热缩管套260用于保护第一引线，防止其被侵蚀。

优选的，振动监控组件300还包括绝缘壳330，探头座100上设有容纳腔110，绝缘壳330设置在容纳腔110内，振动元件310设置在绝缘壳330内，且容纳腔110端面激光焊接有密封盖111，对装入振动监控组件300的容纳腔110进行密封。

进一步优选的，第二屏蔽电缆320一端穿过容纳腔110设置在绝缘壳330内，且容纳腔110内灌注有环氧树脂500，灌注环氧树脂500后，环氧树脂500也会与第二线箍112相接，利用第二线箍112可以对第二屏蔽电缆320卡位，防止第二屏蔽电缆320带动振动元件310运动，且环氧树脂500也能起到密封的作用。

还包括电缆保护组件400，电缆保护组件400包括护套管410、护套接管420和卡箍430，护套管410通过卡箍430扣压在护套接管420一端上，并通过护套接管420与探头座100一端相接，第一屏蔽电缆220与第二屏蔽电缆320一端均穿过护套管410，且探头座100与护套接管420的内腔内均灌注有环氧树脂500，电缆保护组件400用于保护第一屏蔽电缆220和第二屏蔽电缆320不受损坏，第一屏蔽电缆220与第二屏蔽电缆320一端分别与铂电阻230以及振动元件310相接，另一端均通过护套管410与其他部件相接。

一种温度振动复合型传感器的制造方法，包括步骤：

在设有绝缘套250、铂电阻230和第一屏蔽电缆220的探针210中灌注导热胶，并使探针20上端面与探针座40激光焊接，形成温度监控组件200；

在设有振动元件310和第二屏蔽电缆320的绝缘壳330内灌注环氧树脂500，形成振动监控组件300；

将温度监控组件200焊接到探头座100上，将振动监控组件300安装到探头座100内，并在探头座100一端上安装护套管410。

在成型温度监控组件时，具体包括以下步骤：

S11：模塑成型绝缘套250，选取探针210，并将绝缘套250安装至探针210中；

S12：选取铂电阻230和第一屏蔽电缆220，将铂电阻230安装至绝缘套250内，并将铂电阻230与第一屏蔽电缆220焊接；

S13：在探针20内灌注导热胶，并将探针210上端与探针座240激光焊接，并在探针座240内灌注环氧树脂500，形成温度监控组件200。

在成型振动监控组件300时，具体包括以下步骤：

S21：模塑成型绝缘壳330，选取振动元件310，并将振动元件310安装至绝缘壳330内；

S22：选取第二屏蔽电缆320，将第二屏蔽电缆320一端与振动元件310焊接，并在绝缘壳330内灌注环氧树脂500，形成振动监控组件300。

装配步骤为：

S3：温度监控组件200中的探针座240直接通过激光焊接在探头座100内，振动监控组件300安装探头座100的容纳腔110内，并在容纳腔110开口处焊接有密封盖111。

则在本传感器的制造过程中，可以先单独分别成型温度监控组件200和振动监控组件300，再将温度监控组件200和振动监控组件300安装到探头座100上，两者制造可以同时进行，大大提高加工效率，且可以分为两个模块单独加工，能简化加工，节约成本。

本发明提供的一种温度振动复合型传感器及制造方法，通过在探头座上设置温度监控组件和振动监控组件，实现复合型传感器的功能，将温度监控组件和振动监控组件设置为两个单独加工的部件，以保证对温度监控组件和振动监控组件的同时加工，提高加工效率，又将探针的焊接位置由侧边改为端面上，可以有效地避免探针焊接位置应力集中，防止探针因焊接而断裂，同时连接方式均采用激光焊接，激光焊接可以不用加工类似于螺纹孔之内的连接件，其制造过程较为简单。

以上结合附图对本发明的技术方案进行了详细的阐述，所描述的实施例用于帮助理解本发明的思想。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种温度振动复合型传感器，其特征在于，包括：

探头座；

温度监控组件，所述温度监控组件包括探针、第一屏蔽电缆和若干铂电阻，所述探针一端设置在所述探头座内，所述第一屏蔽电缆一端设置在所述探针内，另一端穿过所述探头座，若干所述铂电阻独立设置在所述探针内，并均与所述第一屏蔽电缆电连接；

振动监控组件，所述振动监控组件设置在探头座内，所述振动监控组件包括振动元件和第二屏蔽电缆，所述第二屏蔽电缆一端与所述振动元件电连接，另一端穿过所述探头座。

2.据权利要求1所述的一种温度振动复合型传感器，其特征在于，所述温度监控组件还包括探针座和绝缘套，所述探针座设置在探头座内，所述探针一端端面与所述探针座激光焊接，所述绝缘套设置在所述探针内，且所述绝缘套内设置有两个独立的空腔，两个所述铂电阻分别设置在两个所述空腔内。

3.据权利要求2所述的一种温度振动复合型传感器，其特征在于，所述第一屏蔽电缆一端穿过探针座设置在所述探针内，所述探针座内设置有第一线箍，所述第一线箍扣压在所述第一屏蔽电缆上，所述探针座内壁上设有环形槽，且所述探针座内壁与所述第一屏蔽电缆之间设有环氧树脂。

4.据权利要求2所述的一种温度振动复合型传感器，其特征在于，所述第一屏蔽电缆与铂电阻之间设置有第一引线相接，所述第一引线外侧设有第一热缩管套，所述第一热缩管套一端与所述绝缘套上端相接，另一端与所述第一屏蔽电缆底部相接，且所述第一热缩管套内设置有两个供所述铂电阻上引线穿过的第一通道，所述探针内壁与所述绝缘套之间设有导热胶。

5.据权利要求1所述的一种温度振动复合型传感器，其特征在于，所述振动监控组件还包括绝缘壳，所述探头座上设有容纳腔，所述绝缘壳设置在所述容纳腔内，所述振动元件设置在所述绝缘壳内，且所述容纳腔端面激光焊接有密封盖。

6.据权利要求5所述的一种温度振动复合型传感器，其特征在于，所述第二屏蔽电缆一端穿过容纳腔设置在所述绝缘壳内，且所述容纳腔内设有环氧树脂。

7.据权利要求1所述的一种温度振动复合型传感器，其特征在于，还包括电缆保护组件，所述电缆保护组件包括护套管、护套接管和卡箍，所述护套管通过卡箍扣压在所述护套接管一端上，并通过护套接管与所述探头座一端相接，所述第一屏蔽电缆与所述第二屏蔽电缆一端均穿过所述护套管，且所述探头座与所述护套接管的内腔内均设有环氧树脂。

8.一种包括权利要求1-7任意一项所述温度振动复合型传感器的制造方法，其特征在于，包括步骤：

在设有绝缘套、铂电阻和第一屏蔽电缆的探针中灌注导热胶，并使探针上端面与探针座激光焊接，形成温度监控组件；

在设有振动元件和第二屏蔽电缆的绝缘壳内灌注环氧树脂，形成振动监控组件；

将温度监控组件焊接到探头座上，将振动监控组件安装到探头座内，并在探头座一端上安装护套管，在探头座内腔灌注环氧树脂。

9.据权利要求8所述的一种温度振动复合型传感器的制造方法，其特征在于，在成型温度监控组件时，具体包括以下步骤：

步骤S11：模塑成型绝缘套，选取探针，并将绝缘套安装至探针中；

步骤S12：选取铂电阻和第一屏蔽电缆，将铂电阻安装至绝缘套内，并将铂电阻与第一屏蔽电缆焊接；

步骤S13：在探针内灌注导热胶，并将探针上端与探针座激光焊接，并在探针座内灌注环氧树脂，形成温度监控组件。

10.据权利要求8所述的一种温度振动复合型传感器的制造方法，其特征在于，在成型振动监控组件时，具体包括以下步骤：

步骤S21：模塑成型绝缘壳，选取振动元件，并将振动元件安装至绝缘壳内；

步骤S22：选取第二屏蔽电缆，将第二屏蔽电缆一端与振动元件焊接，并在绝缘壳内灌注环氧树脂，形成振动监控组件。

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