CN113108832A - 传感器 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种传感器,包括电路基板、温度感测元件以及压力感测模块;传感器还设有位于电路基板第二表面所在侧的流道;压力感测模块位于电路基板的第二表面所在侧;压力感测模块包括感压元件和凝胶材料,感压元件包括本体部和连接部;连接部与本体部电性连接以及物理连接,连接部与电路基板电性连接;凝胶材料包覆至少部分连接部;至少部分凝胶材料位于连接部与通道之间;温度感测元件感温部和导电部;感温部位于电路基板第二表面所在侧;导电部至少部分位于流道;感温部与第二表面之间的最短间距L满足L≥2mm;导电部与感温部电性连接以及物理连接,导电部与电路基板电性连接。本申请提供的传感器对温度信号感测准确性较好。
Description
技术领域
本申请涉及信号检测装置的技术领域,尤其是一种传感器。
背景技术
如图1,相关技术中的传感器包括基板本体11和至少一个感测元件12,感测元件12可以感测流体的压力或者温度;感测元件12固定在基板本体11的下表面。传感器还包括硅胶材料15,硅胶材料15包覆感测元件12从而使得感测元件12不与流体直接接触。这样,流体的压力和温度通过硅胶材料间接传递到感测元件12,但是在相关技术中,由于感测元件12在测量温度时,流体从外壳最下端的开口处向上需要经过较长的流动路径,以及还需要通过硅凝胶间接向感测元件传递热量信号,容易产生温差,因而相关技术对流体温度信号的测量准确性较差。
发明内容
本申请的目的在于提供一种具有压力信号感测和温度信号感测的传感器,且该传感器有利于提高对流体温度信号感测的准确性。
本申请提供了一种传感器,所述传感器包括电路基板、温度感测元件以及压力感测模块;所述电路基板包括分别位于其厚度方向上不同侧的第一表面和第二表面;所述传感器还设有位于所述电路基板第二表面所在侧的流道;
所述压力感测模块位于电路基板的第二表面所在侧;所述压力感测模块包括感压元件和凝胶材料,所述感压元件包括本体部和连接部,所述本体部设有压力感测区;所述连接部与所述本体部电性连接以及物理连接,所述连接部与所述电路基板电性连接;所述凝胶材料包覆至少部分所述连接部;在沿所述电路基板的厚度方向上,至少部分所述凝胶材料位于所述连接部与所述流道之间;所述凝胶材料具有暴露于所述流道的表面;
所述温度感测元件包括感温部和导电部;所述感温部位于所述电路基板第二表面所在侧;所述导电部至少部分位于所述流道;所述感温部与所述电路基板的第二表面之间的最短间距(L)满足(L)≥2mm;所述导电部与所述感温部电性连接以及物理连接,所述导电部与所述电路基板电性连接。
本申请提供的传感器的流道、压力感测模块以及温度感测元件的感温部均位于电路基板的第二表面所在侧,凝胶材料有利于保护感压元件的连接部;温度感测元件的导电部至少部分位于流道,且感温部与电路基板的第二表面之间的最短间距L≥2mm;这样,有利于缩小流体传输至感温部的路径长度,相应的减小流体的温差,从而感温部能够更准确的感测流体的温度信号,提高传感器对温度信号感测的准确性。
附图说明
图1为相关技术中的一种温度压力传感器的结构示意图;
图2是本申请传感器的立体结构示意图;
图3是如图2所示传感器另一角度的立体结构示意图;
图4是如图2所示传感器的分解示意图;
图5是如图2所示传感器的另一角度分解示意图;
图6是如图2所示传感器的立体剖视示意图;
图7是如图2所示传感器的另一角度的立体剖视示意图;
图8是如图2所示电路基板与压力感测模块固定的一种结构示意图;
图9是如图2所示电路基板与压力感测模块固定的另一种结构示意图;
图10是图8所示压力感测模块的立体结构示意图;
图11是如图8所示传感器的部分结构分解示意图;
图12是本申请传感器的部分结构立体示意图;
图13是本申请传感器的部分结构立体示意图;
图14是本申请传感器的部分结构分解示意图;
图15是本申请传感器的部分结构立体示意图;
图16是图13中所述传感器部分结构立体剖视示意图;
图17是本申请传感器的部分结构立体示意图;
图18是本申请传感器部分结构放大示意图;
图19是本申请传感器部分结构仰视示意图;
图20是本申请阀组件的一种实施方式对应的剖视示意图;
图21是图20所示阀组件的结构分解示意图。
具体实施方式
在汽车空调、家用空调或商用空调等领域,制冷剂是此类热管理系统中的重要换热流体,且制冷剂的压力通常较大,例如一般场景中要达到500Psi,制冷剂压力的变化和温度的变化通常都需要通过传感器进行监测。
除背景技术所描述的相关技术之外,还有一些相关技术所采用的温度压力检测功能一体式的传感器,其采用电容式的压力传感元件搭配长引脚式的温度传感元件,电容式的压力传感器元件相对占用空间较多,且温度传感元件通常被包裹在封闭的管状元件内以与流体相隔离。传感器的结构通常比较复杂且尺寸较大,因此存在改进的需求。
而在其他技术领域,有采用芯片式的压力传感元件搭配长引脚式的温度传感元件的传感器组合方案,但其主要应用在柴油发动机或者废气检测等领域,此类技术领域一方面与检测制冷剂的技术领域差别较大。且这些其他的技术领域相应的待检测介质一般是油或者废气等。此类介质的压力一般都远小于制冷剂,在这些领域应用的压力传感器通常是隔膜式压力感测元件或者压电式压力感测元件。温度感测元件通常封装在封闭式的保护壳体内间接测量温度。且此类产品应用环境也不会考虑与控制阀件等组装,从而在这些其他领域应用的传感器产品很难应用于检测制冷剂的压力信号和温度信号。
请参考图2至图18,本申请提供的一种传感器100,其主要应用于采集制冷剂的压力信号和温度信号。传感器100可以与各类阀件相集成,如单独安装在阀体上从而形成一个阀组件,或者与电子膨胀阀、热力膨胀阀、电磁阀等集成为一个阀组件,传感器100可以用于检测制冷剂的压力参数和温度参数,当然,本申请提供的传感器100也可以用于检测其他流体的压力参数和/或温度参数。
本申请一种实施方式所提供的传感器100,包括电路基板10、温度感测元件20以及压力感测模块30。电路基板10包括分别位于其厚度方向上不同侧的第一表面101和第二表面102。电路基板10为具有一定厚度的板状元器件,具体的,电路基板10可以为电路板(PCB板),其可以为主材为树脂的电路板,也可以为主材为陶瓷的电路板。电路基板10还包括外周面103,外周面103即为电路基板10的周向侧面,外周面103连接于第一表面101和第二表面102之间。第一表面211可以为图6中所示意的电路基板10的上侧表面,第二表面212可以为图6中所示意的电路基板10的下侧表面。
传感器100还设有位于电路基板10的第二表面102所在侧的流道11以及位于电路基板10的第一表面101所在侧的内腔12,电路基板10具有若干暴露在内腔12中的电路元件,而流道11可以供制冷剂流动,内腔12和流道11之间不连通。从而电路基板10第一表面101一侧的电路元件不容易与制冷剂流体相接触。这样有益于产品整体的密封性。
温度感测元件20包括相连接的感温部21和导电部22。温度感测元件20可以为带有细长引脚的NTC(Negative Temperature Coefficient)负温度系数温度测量元件。感温部21位于电路基板10的第二表面102所在侧。导电部22至少部分位于流道11。导电部22具有长度方向,导电部22长度方向上远离电路基板10的一端与感温部21电性连接,导电部22长度方向上远离感温部21的另一端与电路基板10电性连接。至少部分导电部22位于电路基板10的第二表面102和感温部21之间,感温部21与电路基板10的第二表面102之间的最短间距L满足L≥2mm。最短间距L可以从感温部21最靠近电路基板10的第二表面102的位置计算与电路基板10的第二表面102的间距。温度感测元件20为非贴片式的元件,从而感温部21相比导电部22距离电路基板10较远,且导电部22至少部分位于流道11,导电部22的具有暴露在流道11中的表面,从而其可以与流体直接接触。感温部21相对更靠下并远离电路基板,从而与导电部22相连接的感温部21可以比导电部22更早的接触制冷剂,流体传输至感温部21的路径较短,这样有利于减少感温部21的感测温差,提高感温部21所感测的温度信号的准确性。
压力感测模块30位于电路基板10的第二表面102所在侧,压力感测模块30与电路基板10电性连接,压力感测模块30能够检测流道11内制冷剂的压力信号并将其传输给电路基板10。在本申请提供的实施方式中,压力感测模块30包括感压元件31和凝胶材料32。感压元件31包括本体部36和连接部33,参考图19所示,感压元件31的本体部36设有压力感测区310。压力感测区310至少部分位于本体部36远离电路基板10的一侧。感压元件31的本体部36具体可以包括玻璃衬底、硅晶元等主体结构,感压元件31可以为通过MEMS(MicroElectromechanical System,微机电系统)技术加工制造的正压式压力感测芯片,感压元件31的本体部36其硅晶元薄膜表面制成有4个电阻的惠斯通电桥,也就是说,压力感测区310通过压阻式的惠斯通电桥实现压力检测,在接入电路时,当没有压力作用在硅晶元的薄膜上,惠斯通电桥平衡,输出电压为0。当有压力作用在硅晶元的薄膜上,惠斯通电桥平衡被打破,有电压输出。因此,通过检测感压元件31电信号的变化可以反映压力的变化,从而实现压力检测功能。采用MEMS技术的感压元件31尺寸较小,相关技术中常见的MEMS压力芯片产品尺寸一般都在毫米级,甚至更小。相比于电容式的感压元件有利于传感器100的小型化。
电路基板10的第二表面102的部分区域为导电区域,感压元件31包括连接部33,连接部33可以为键合金丝,感压元件31的连接部33电性连接至导电区域。具体的,感压元件31的连接部33可以直接焊接于电路基板10的导电区域。或者,感压元件31的连接部33可以通过其他元件如辅助电路板或者其他电性元件间接的与电路基板10的导电区域电性连接。
由于传感器100需要适用于制冷剂的高压环境,为了避免感压元件31的连接部33出现断开的风险,凝胶材料32包覆至少部分连接部33,在沿所述电路基板10的厚度方向上,至少部分凝胶材料32位于连接部33与流道11之间。从而至少部分连接部33在凝胶材料32的保护作用下,不容易与高压流体直接接触。凝胶材料32具有暴露在流道11的表面,在一些实施方式中,凝胶材料32可以完全覆盖感压元件31以使得所述感压元件31不与流体直接接触,凝胶材料32可以与感压元件31的本体部36对应的压力感测区310相接触。凝胶材料32可以为柔性硅凝胶,凝胶材料32包覆感压元件31设置,凝胶材料32可以作为压力传递的介质。这样一方面可以避免制冷剂腐蚀感压元件31,另一方面为感压元件31与流体之间提供一定的缓冲以保护感测元件12,凝胶材料32可以保护较细的连接部33不受流体冲击而被破坏,再一方面还有利于流道11和内腔12之间的密封配合,有利于避免流体从流道11进入内腔12。凝胶材料32具有一定的柔性,制冷剂的压力先作用于凝胶材料32,凝胶材料32再将压力传递给感压元件31的压力感测区310。
在本申请提供的一种实施方式中,压力感测模块30还包括套筒部34,套筒部34设有第一孔341,流道11包括第一孔341的一部分。感压元件31的至少部分和凝胶材料32的至少部分均位于第一孔341,套筒部34形成第一孔341的内周壁至少部分区域与凝胶材料32相粘附。套筒部34可以为凝胶材料32提供较大面积的附着面,从而凝胶材料32不容易从套筒部34脱离,且套筒部34的存在也有利于凝胶材料32在施胶过程不容易散开。套筒部34的内壁能够限制凝胶材料32的范围和凝胶材料32沿第一孔341的轴向的胶层厚度。
在本申请的一种实施方式中,参考图8,压力感测模块30还包括配合电路板35,配合电路板35固定于电路基板10的第二表面102,具体的,配合电路板35包括若干连接端脚351,配合电路板35的连接端脚351可以锡焊固定于电路基板10的第二表面102,配合电路板35的至少部分位于电路基板10与感压元件31之间。配合电路板35电性连接电路基板10与感压元件31,这样,感压元件31固定在配合电路板35远离电路基板10的一侧,配合电路板35又固定于电路基板10的第二表面102,从而,感压元件31通过配合电路板35与电路基板10间接电性连接。
相应的,套筒部34轴向方向的一端与配合电路板35通过锡焊固定为一体结构或通过胶粘固定为一体结构。可参考图11所示,配合电路板35的第二表面102具有对应配合套筒部34的金属区域352,配合电路板35的金属区域352可以通过覆铜工艺制备,套筒部34可以为金属材质,这样,金属和金属之间可以实现锡焊固定,这种连接方式较为可靠和牢固,套筒部34的端部与配合电路板35之间可以实现固定。当然,二者之间也可以通过胶粘实现连接固定,即在套筒部34轴向方向的一端涂抹密封胶和/或配合电路板35对应连接套筒部34的位置涂抹密封胶,从而二者之间通过密封胶连接固定。感压元件31以贴片(SMT)形式固定于所述配合电路板35远离电路基板10侧的表面。SMT是表面贴装技术(Surface MountedTechnology)的缩写,SMT贴片是在PCB(Printed Circuit Board)印刷电路板基础上进行加工的系列工艺流程,SMT是电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。它可以将无引脚或短引线表面组装元器件安装在印制电路板的表面或其它基板的表面上,通过再流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。
这样设置的好处是,压力感测模块30可以单独制造,即先采用配合电路板35、套筒部34以及凝胶材料32制备形成压力感测模块34,然后制备好的压力感测模块34再与电路基板10组装固定。
对于套筒部34的固定方式,本申请还提供另一种实施方式,如图9所述,套筒部34轴向方向的一端与电路基板10通过锡焊固定为一体结构或通过胶粘固定为一体结构。与前述实施方式相类似,套筒部34可以为金属材质,电路基板10的第二表面102具有对应配合套筒部34的金属区域,该金属区域可以通过覆铜工艺制备,这样,通过金属和金属之间可以实现锡焊固定,这种连接方式较为可靠和牢固,套筒部34的端部与电路基板10之间可以实现固定,当然,二者之间也可以通过胶粘实现连接固定,即在套筒部34轴向方向的一端涂抹密封胶和/或电路基板10对应连接套筒部34的位置涂抹密封胶,从而二者之间通过密封胶连接固定。相应的,感压元件31以贴片(SMT)形式固定于电路基板10的第二表面101。
如图14、图16、图17所示,在本申请的实施方式中,电路基板10设有沿其厚度方向贯穿电路基板10的第二孔104,导电部22包括第一部221、第二部222和第三部223。第一部221收容于第二孔104,第三部223露出于电路基板10的第一表面101所在侧,第二部222露出于电路基板10的第二表面102所在侧。第二部222物理连接于第一部221与感温部21之间。也就是说,第二部222自第一部221向远离电路基板10的第二表面102一侧延伸,并最终与感温部21相连。第三部223自第一部221向远离电路基板10的第一表面101一侧延伸。
一种固定方式是,第一部221与电路基板10在第二孔104处密封连接;如通过锡焊的方式,将锡焊的焊料填充于电路基板10形成第二孔104的孔壁和第一部221之间,这样流体就不能从第一部221与电路基板10形成第二孔104的孔壁之间的缝隙中穿过。相应的,流体不容易从流道11一侧进入内腔12一侧。
另一种固定方式是,电路基板10的厚度方向的两侧表面以及配合电路板35的厚度方向的两侧表面均设有若干焊盘105,在电路基板10的第一表面101一侧,一个焊盘105可以围绕第二孔104在第一表面101处的开口设置,导电部22的第三部223由于露出于电路基板10的第一表面101,该露出的第三部223通过锡焊的方式与上述焊盘105密封连接。在实际加工制造时,将温度感测元件20的导电部22沿第二孔104从第二表面102侧穿至第一表面101侧,并通过在第一表面101侧点焊锡的方式,将第三部223与电路基板10第一表面101侧的焊盘密封,这样焊料围绕第三部223设置,甚至部分焊料融化过程中会流入电路基板10形成第二孔104的孔壁和第一部221之间。这样密封方式相对简单可靠。
再一种固定方式与第二种固定方式相似,即在电路基板10的第二表面102一侧,一个焊盘105围绕第二孔104在第二表面102处的开口设置,导电部22的第二部222由于露出于电路基板10的第二表面102一侧,第二部222通过锡焊与焊盘密封连接。在实际加工制造时,将温度感测元件20的导电部22沿第二孔104从第二表面102侧穿至第一表面101侧,并通过在第二表面侧点焊锡的方式,将第二部222与电路基板10第二表面102侧的焊盘密封,这样焊料围绕第二部222设置,甚至部分焊料融化过程中会流入电路基板10形成第二孔104的孔壁和第一部221之间。这样密封方式相对简单可靠。
在其他实施方式中,导电部22可以不露出于电路基板10的第一表面101一侧,即导电部22可以只包括第一部221和第二部222,第一部221与电路基板10形成第二孔104的孔壁之间的密封方式,以及第二部222与电路基板10第二表面102侧的焊盘之间的密封方式与前述实施方式类似,在此不再过多赘述。
当然,在本申请的其他实施方式中,电路基板10也不可不设置第二孔104,温度感测元件20的导电部22可以锡焊固定在电路基板10的第二表面的导电区域,而电路基板10的第二表面侧的导电区域与电路基板10的第一表面侧的导电区域通过导电过孔电性连接,或者电流基板10具有导电线路,该导电线路一部分位于电路基板10的外周面103,一部分位于电路基板10的第一表面侧,还有一部分位于电路基板10的第二表面侧,这三部分可以物理相连,这样,通过侧方绕行的方式设置的导电线路,即保证尽量在电路基板10上避免打孔,也可以将导电部22电性连接至电路基板10第一表面101一侧的电路元件。
如图13至图18所述,在本申请的一些实施方式中,传感器100还包括脚托40,脚托40位于电路基板10的第二表面102所在侧,脚托40设有引脚孔401,导电部22的第二部222的至少部分收容于引脚孔401。引脚孔401为流道11的一部分,在垂直于引脚孔401轴向方向的平面上,引脚孔401的投影位于感温部21的投影范围之内,脚托40夹设于电路基板10与感温部20之间。
脚托40由耐制冷剂腐蚀的绝缘材料制成,可选的,脚托40为塑料材质,温度感测元件20的导电部401的数量为2根,一根对接电源正极,一根对接电源负极,相应的,脚托40的引脚孔401的数量也为2个,该2个引脚孔40可以间隔一定的距离,温度感测元件20的两个导电部40分别对应伸入一个引脚孔,当然,脚托40的引脚孔40也可以只有1个,从而温度感测元件20的2个导电部401均至少部分收容于同一个引脚孔40。
脚托40可以保护相对较细的导电部40,从而导电部40不容易被制冷剂冲击而遭到破坏。温度感测元件20的感温部21尺寸相对较大,引脚孔401的尺寸相对较小,温度感测元件20不会从引脚孔401处脱离。脚托40沿引脚孔401的轴线方向一侧为电路基板10,另一侧为较大的感温部21,从而脚托40可以在该方向上被上下限位。脚托40还设有配合孔402,套筒部34至少部分位于配合孔402,配合孔402的中心轴线与套筒部34的中心轴线重合或者偏心。脚托40套设在套筒部34的外周侧,可以一定程度上保护套筒部34。配合孔402尺寸较大,引脚孔401尺寸较小,引脚孔401相当于贯通了形成配合孔402的壁部,这样有利于缩小传感器100沿径向方向的尺寸。从而更利于小型化。
如图15,脚托40靠近电路基板10的一端可以支撑配合电路板35,从而使得配合电路板35不容易脱落,且脚托40还设置有若干凸起结构403,该凸起结构403可以围绕配合电路板35设置,避免对配合电路板35在沿电路基板10的厚度方向上干涉。
传感器100具有外壳,外壳能够形成收容空间,从而一定程度上保护电路基板10、温度感测元件20以及压力感测模块30。外壳包括第一壳51和第二壳52,第一壳51包括底壁部511、侧壁部512和折弯部513。底壁部511位于电路基板10的第二表面102所在侧,侧壁部512围绕电路基板10设置。侧壁部512轴向方向的一端与底壁部511相连,侧壁部512轴向方向的另一端与折弯部513相连,折弯部513自侧壁部512向靠近侧壁部512的轴心线方向延伸。电路基板10位于第二壳52与底壁部511之间,第二壳52抵压电路基板10,折弯部513抵压第二壳52。
第二壳52包括主体部521和凸伸部522,凸伸部522位于主体部521的外围,凸伸部522自主体部521向电路基板10的第一表面101一侧凸伸。第二壳52的主体部521可以设置一些收容孔71,相应的,传感器100还包括若干导电弹簧70,导电弹簧70的一部分收容在收容孔71内,导电弹簧70一端与电路基板10的第一表面101侧的焊盘105相接触,另一端露出收容孔71,从而可以向外界传递信号。
传感器100还包括密封元件60。电路基板10包括连接于第一表面101和第二表面之间的外周面103,密封元件60比脚托40更靠近电路基板10的外周面103。密封元件60分别与电路基板10的第二表面102和底壁部511相接触,密封元件60被压紧于电路基板10与底壁部511之间,电路基板10与底壁部511通过密封元件60实现密封配合。
当流体在流道内流动时,其会受到密封元件60的密封作用约束,而不会从密封元件60与第二表面102/底壁部511相接触的位置泄露到电路基板10的外周面103,所以流体较难进入到电路基板10的第一表面101一侧。制冷剂与电路基板10的第二表面102能够接触的范围位于密封元件60围合的范围之内。电路基板10的第一表面101一侧的电路元件可以避免受到制冷剂流体腐蚀短路等问题,传感器100的密封性得到保证。
为了保证密封元件60的位置不出现较大幅度的移动,可以在底壁部511设有密封槽,密封元件60至少部分收容于密封槽,这样,密封元件60不容易移动,密封槽可以对密封元件60进行定位,密封元件60可以为弹性密封垫圈,有利于提高密封性。
对于第一壳51而言,在一些实施方式中,底壁部511、侧壁部512和折弯部513三者为一体结构,在组装传感器100时,具体的,折弯部513先是与侧壁部512保持同样的竖直状态在纵向上延伸,将电路基板10、温度感测元件20、压力感测模块30所组成的组件放入第一壳51内,第二壳52和电路基板10在纵向上至少部分对齐,第二壳52压装在电路基板10的上方,电路基板10夹持定位于第二壳52和底壁部511之间,再通过工装把竖直的折弯部512向内压成翻边。从而折弯部512可以抵压第二壳12的凸伸部522,第二壳12抵压电路基板10。因此,第二壳12能够相对于第一壳11安装稳定不掉落。第二壳12的凸伸部522与折弯部513在沿电路基板10的厚度方向上实现限位,即限制了第二壳12沿电路基板10的厚度方向远离电路基板10。这样通过物理的结构就可以实现第一壳51、第二壳52以及位于外壳内的电路组件之间的装配和固定,减少了焊接的工序,降低了传感器100的加工组装复杂度。
侧壁部512包括第一壁段514和第二壁段515,第一壁段514连接于底壁部511与第二壁段515之间,第二壁段515连接于第一壁段514与折弯部513之间。第一壁段514位于电路基板10的外围,第二壁段515位于凸伸部522的外围。侧壁部512在第一壁段514处的壁厚大于侧壁部512在第二壁段515处的壁厚,从而侧壁部512在第一壁段514与第二壁段515的连接处形成支撑台阶516。折弯部513抵压凸伸部522。凸伸部522同时抵压支撑台阶516与电路基板10。也就是说,电路基板10在安装到位后,电路基板10的第一表面101与支撑台阶516的台阶面相平齐,凸伸部522同时压住电路基板10和支撑台阶516,这样有利于避免将全部压力挤压电路基板10造成电路基板10容易损坏的问题。
在本申请的一些实施方式中,底壁部511设有第三孔106。第三孔106的中心轴线与脚托40的配合孔402的中心轴线重合或者偏心。脚托40至少部分收容于第三孔106,脚托40的外周面与底壁部511形成第三孔106的内侧壁之间可以具有缝隙,该缝隙为流道11的一部分,但流体仍然会受到密封元件60的密封作用而不会从流道11进入内腔12。底壁部511设有位于第三孔106远离电路基板10一侧的开口107,感温部21的至少部分露出于开口107。这样,感温部21相对开口107能更接近制冷剂,从而有利于减小感温部21所感测的温差,使得温度感测元件20对温度的检测更为准确。
在一些实施方式中,压力感测模块30还包括调理芯片38,调理芯片38位于电路基板10的第二表面102所在侧,调理芯片38收容于第一孔341,凝胶材料32覆盖调理芯片38以使得调理芯片38与流体相隔,调理芯片38与电路基板10电性连接。调理芯片38其作用在于对压力信号或者温度信号进行去噪、信号放大、信号补偿等处理,改善信号的质量。上述描述的MEMS技术制备的感压元件31、引脚式NTC类型的温度感测元件20、以及调理芯片38等各元件的相关作用在已有技术中均有对应揭示,本申请对各元件的作用不再过多赘述。
如图20和图21,本申请还提供了一种阀组件,该阀组件包括阀体部900和前述实施方式中的传感器100,阀体部900具有安装腔901,传感器100与阀体900在安装腔901处固定连接,传感器100至少部分收容于阀体部900的安装腔901内。阀体部900设有用于供流体流动的通道902。在图20示意的剖面结构中,传感器100的第一壳51和阀体部900之间还设有一密封圈903,密封圈903可以被压紧于阀体部900形成安装腔901的壁部与第一壳51的底壁部511之间。通过密封圈903将底壁部511和阀体部900之间密封住,这样,传感器100的流道11就形成一个允许流体沿其轴向流动的液密通道。
在一些实施方式中,阀组件还包括压紧螺母等结构,压紧螺母可以与第一壳51配合,压紧螺母呈环形,其设于侧壁部512的外周侧,压紧螺母的外周与阀体部900螺纹连接,压紧螺母压设在底壁部511上侧,以将传感器100和阀体部900固定在一起。在本申请实施方式提供的阀组件还可以包括流体控制组件,流体控制组件与阀体部900固定。流体控制组件可以是电子膨胀阀,用于汽车空调系统中的制冷剂流量控制,实现对制冷剂的节流。流体控制组件相应的包括线圈组件等结构,对此本申请不再过多赘述。
以上实施例仅用于说明本申请而并非限制本申请所描述的技术方案,对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础,例如对“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等方向性的描述,尽管本说明书参照上述的实施例对本申请已进行了详细的说明,但是,本领域的普通技术人员应当理解,所属技术领域的技术人员仍然可以对本申请进行修改或者等同替换,而一切不脱离本申请的精神和范围的技术方案及其改进,均应涵盖在本申请的权利要求范围内。
Claims (10)
1.一种传感器,其特征在于,所述传感器包括电路基板、温度感测元件以及压力感测模块;所述电路基板包括分别位于其厚度方向上不同侧的第一表面和第二表面;所述传感器还设有位于电路基板的第二表面所在侧的流道;
所述压力感测模块位于电路基板的第二表面所在侧;所述压力感测模块包括感压元件和凝胶材料,所述感压元件包括本体部和连接部,所述本体部设有压力感测区;所述连接部与所述本体部电性连接以及物理连接,所述连接部与所述电路基板电性连接;所述凝胶材料包覆至少部分所述连接部;在沿所述电路基板的厚度方向上,至少部分所述凝胶材料位于所述连接部与所述流道之间;所述凝胶材料具有暴露于所述流道的表面;
所述温度感测元件包括感温部和导电部;所述感温部位于所述电路基板第二表面所在侧;所述导电部至少部分位于所述流道;所述感温部与所述电路基板的第二表面之间的最短间距(L)满足(L)≥2mm;所述导电部与所述感温部电性连接以及物理连接,所述导电部与所述电路基板电性连接。
2.根据权利要求1所述的传感器,其特征在于,所述压力感测模块还包括套筒部;所述套筒部设有第一孔;所述流道包括所述第一孔的一部分;所述感压元件的至少部分和所述凝胶材料的至少部分均位于所述第一孔;所述凝胶材料与所述套筒部形成所述第一孔的内周壁相粘附;所述凝胶材料覆盖所述感压元件,且所述凝胶材料与所述压力感测区相接触。
3.根据权利要求2所述的传感器,其特征在于,所述套筒部轴向方向的一端与所述电路基板通过锡焊固定为一体结构或通过胶粘固定为一体结构,所述感压元件以贴片形式固定于所述电路基板的第二表面;
或者,所述压力感测模块还包括配合电路板;所述配合电路板固定于所述电路基板的第二表面,所述配合电路板的至少部分位于所述电路基板与所述感压元件之间;且所述配合电路板电性连接所述电路基板与所述感压元件,所述感压元件以贴片形式固定于所述配合电路板远离所述电路基板侧的表面;所述套筒部轴向方向的一端与所述配合电路板通过锡焊固定为一体结构或通过胶粘固定为一体结构。
4.根据权利要求2所述的传感器,其特征在于,所述电路基板设有沿其厚度方向贯穿电路基板的第二孔,所述导电部包括第一部、第二部和第三部;所述第一部收容于所述第二孔,所述第三部露出于所述电路基板第一表面,所述第二部位于所述第二表面所在侧,且所述第二部连接于所述第一部和所述感温部之间;
所述第一部的至少部分区域与所述电路基板在所述第二孔处密封连接,和/或,所述第三部与所述电路基板在围绕所述第二孔于第一表面的开口处密封连接;和/或,所述第二部与所述电路基板在围绕所述第二孔于第二表面的开口处密封连接。
5.根据权利要求4所述的传感器,其特征在于,所述传感器还包括脚托;所述脚托位于所述电路基板的第二表面所在侧;所述脚托设有引脚孔;所述导电部的第二部的至少部分收容于所述引脚孔;所述脚托固定于所述电路基板与所述感温部之间;所述脚托还设有配合孔,所述套筒部至少部分位于所述配合孔。
6.根据权利要求5所述的传感器,其特征在于,所述传感器还包括第一壳和第二壳,所述第一壳包括底壁部、侧壁部和折弯部;所述底壁部位于所述电路基板的第二表面所在侧;所述侧壁部围绕所述电路基板设置;所述侧壁部轴向方向的一端与所述底壁部相连,另一端与所述折弯部相连;所述折弯部自所述侧壁部向靠近所述侧壁部的轴心线方向延伸;所述电路基板位于所述第二壳与所述底壁部之间,所述第二壳抵压所述电路基板,所述折弯部抵压所述第二壳。
7.根据权利要求6所述的传感器,其特征在于,所述第二壳包括主体部和凸伸部;所述凸伸部位于所述主体部的外围,所述凸伸部自所述主体部向所述电路基板第一表面侧凸伸;
所述侧壁部包括第一壁段和第二壁段,所述第一壁段连接于所述底壁部与所述第二壁段之间;所述第二壁段连接于所述第一壁段与所述折弯部之间;所述第一壁段位于所述电路基板的外围,所述第二壁段位于所述凸伸部的外围;
所述侧壁部在所述第一壁段处的壁厚大于在所述第二壁段处的壁厚,从而所述侧壁部在第一壁段与所述第二壁段的连接处形成支撑台阶;所述折弯部抵压所述凸伸部;所述凸伸部同时抵压所述支撑台阶与所述电路基板。
8.根据权利要求6所述的传感器,其特征在于,还包括密封元件;所述电路基板还包括连接于所述第一表面和所述第二表面之间的外周面;所述密封元件比所述脚托更靠近所述电路基板的外周面;
所述密封元件分别与所述电路基板的第二表面和所述底壁部相接触,所述密封元件被压紧于所述电路基板与所述底壁部之间,所述电路基板与所述底壁部通过所述密封元件密封配合。
9.根据权利要求6所述的传感器,其特征在于,所述底壁部设有第三孔,所述脚托至少部分收容于所述第三孔;所述底壁部设有位于所述第三孔远离所述电路基板一侧的开口,所述感温部的至少部分露出于所述开口。
10.根据权利要求2所述的传感器,其特征在于,所述压力感测模块还包括调理芯片,所述调理芯片至少部分收容于所述第一孔,所述凝胶材料覆盖所述调理芯片,所述调理芯片与所述电路基板电性连接。
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