CN113483943A - 一种压力传感器防水结构 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种压力传感器防水结构,属于压力传感器领域,针对现有压力传感器密封易失效导致电路板进水而影响传感器使用寿命的问题,采用技术方案如下:一种压力传感器防水结构,包括轴向限位、径向间隙配合的第一壳体和第二壳体,第一壳体设有第一腔体、第一凹腔和第一内壁;第二壳体内设有第二内壁、第二凹腔和第三腔体,第三腔体内有电路板;第二凹腔与第一凹腔合围并容纳感应芯片,第一密封圈位于感应芯片和第一内壁之间,在感应芯片与第一内壁之间形成密封,第二密封圈位于感应芯片和第二内壁之间,在感应芯片与第二内壁之间形成密封。本发明设置与大气相通的第二腔体,有效减少水汽累积,感应芯片两侧均形成密封,保证传感器的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于压力传感器领域,特别涉及一种压力传感器防水结构。
背景技术
压力传感器应用十分广泛,其包括封装在一个很小的密封单元内的感应部件、处理电路以及外围支撑材料。按感应部件组成分类,可以分为扩散硅式,陶瓷电阻式,陶瓷电容式压力传感器。
应用于水泵的压力传感器,一般为扩散硅式和陶瓷电阻式。现有的扩散硅压力传感器,采用油封技术,在水和测量电路之间增加一个含油隔离层,防止水渗透到处理电路上,但是由于含油层的存在,生产工艺复杂、体积较大,不是主流;陶瓷电阻式传感器在水泵上应用最广泛,其结构紧凑、感应灵敏、生产工艺简单、成本低,是理想的压力检测结构。陶瓷电阻式传感器的结构中在陶瓷膜片的背面印刷有厚膜电阻,被检测的水直接作用在陶瓷膜片,当压力施加时,陶瓷膜片发生形变,导致膜片背面电阻阻值发生变化,传感器内置电路将阻值变化量转换成电信号,实现压力感知。现有的压力传感器采用两间室结构,其包括接触水的高压室和安装电路板的电气室,高压室和电气室仅通过一个密封圈防水隔离,在长时间高温和高压的作用下,水最终会透过密封圈,抵达电路板处从而短路导致传感器失效,传感器使用寿命降低,即使对电路板灌胶也无法有效改善传感器使用寿命。
发明内容
针对现有压力传感器密封易失效导致电路板进水而影响传感器使用寿命的问题,本发明提供一种压力传感器防水结构,通过设置与大气相通的第二腔体,实现较好的密封效果,有效改善和提高传感器的使用寿命。
本发明采用技术方案如下:一种压力传感器防水结构,包括:
第一壳体,所述第一壳体内设有通过第一内壁区分的第一腔体和第一凹腔,所述第一凹腔位于所述第一壳体的第一端,所述第一腔体位于所述第一壳体的第二端,所述第一腔体连通所述第一壳体的第二端和所述第一凹腔,所述第一壳体的第二端与水接触,以便水流入所述第一腔体中;
第二壳体,所述第二壳体内设有通过第二内壁区分的第二凹腔和第三腔体,所述第二凹腔位于所述第二壳体的第一端,所述第三腔体内容纳一电路板;
所述第二壳体的第一端与所述第一壳体的第一端轴向限位、径向间隙配合,所述第二凹腔与第一凹腔合围形成一第二腔体,所述第二腔体内设有感应芯片,所述感应芯片的一侧设有感应腔,另一侧设有感应电阻,所述感应腔与所述第一腔体位置适配,以便流入第一腔体的水进入所述感应腔,所述电路板与所述感应电阻相连,一第一密封圈抵触在所述感应芯片和第一内壁之间,在所述感应芯片与所述第一内壁之间形成密封,一第二密封圈抵触于所述感应芯片和第二内壁之间,在所述感应芯片与第二内壁之间形成密封。
第一壳体和第二壳体之间轴向限位、径向有间隙,第一凹腔和第二凹腔的配合处无密封,感应芯片的两侧均有密封,感应芯片的圆周向无密封,这使得合围形成的第二腔体与径向间隙相通,进而与大气相通,与水接触的第一腔体处产生的水汽可以通过径向间隙排到第二壳体外,感应芯片分别在第一内壁和第二内壁处形成密封,由于感应芯片和电路板接触的一侧无高压高温影响,第二密封圈通常比第一密封圈的使用寿命长,这样,即使第一密封圈失效,水和水汽会通过与第二腔体相通的间隙排出,不会进入第三腔体,保证第三腔体内干燥,有效减少电路板进水的可能,密封效果较好,有效降低电路板短路的概率,保证传感器的使用寿命。
进一步地,所述第一壳体的第一端设有一挡缘,所述挡缘从所述第一壳体的第一端延伸将第二壳体的第一端围在其中,并与第二壳体留有径向间隙,该挡缘的端部抵在所述第二壳体的外侧,使得所述第一壳体的第一端和所述第二壳体的第一端轴向限位、径向间隙配合。通过延伸的挡缘将第一壳体和第二壳体限位能够省去额外设置的限位件,便于传感器精简结构。
进一步地,所述第二壳体具有一曲面,所述曲面与所述挡缘相抵,以实现所述第一壳体和第二壳体轴向限位。相对于平面来说,曲面的设置有利于分散摩擦力,有效防止第一壳体和第二壳体之间产生硬摩擦而磨损掉屑。
进一步地,所述曲面为缩径面,所述曲面抵在所述挡缘的内侧。第二壳体内设置电路板,电路板横置在第三腔体中,与电路板相连的其他部件设置在第二壳体中,通常来说电路板所占面积最大,其他部件可以根据空间合理安排位置,设置缩径面能够节省用料,有利于降低成型成本。
进一步地,所述曲面的外侧壁上开设一排气孔,所述排气孔与所述第一壳体和所述第二壳体径向间隙相通。这一设置方便积存在两个壳体间隙处的水汽快速排出。
进一步地,所述第一壳体具有凸伸段和限位段,所述凸伸段为圆柱形,位于所述第一壳体的第二端,用于插置在水泵的泵体上,所述限位段为六棱柱形,位于所述挡缘和所述凸伸段之间。通常来说水泵的泵体上开设的连接孔为圆形,限位段的设置能够确保传感器安装位置适当,同时还能方便安装时夹持受力。
进一步地,所述第一壳体上设有一限位凹槽,所述限位凹槽位于所述凸伸段和限位段的连接处,以便卡住连接件或密封件,以防止凸伸段从水泵上脱落。
进一步地,所述第一壳体为金属件,所述挡缘通过压延方式成型。
进一步地,所述第二壳体为塑料件,以便电路板实现绝缘和方便注塑成型。
进一步地,所述第一内壁上开设第一凹槽,所述第一凹槽与所述第一凹腔相通,所述第一凹槽内嵌设所述第一密封圈,所述第一密封圈围住所述感应腔。这一设置能够保证从第一腔体流入的水大部分能够汇集到感应腔处,保证测量的准确性。所述第二内壁上设有与所述第二凹腔相通的第二凹槽,所述第二凹槽内容纳所述第二密封圈。
本发明具有的有益效果:第一壳体和第二壳体之间轴向限位、径向有间隙,与水接触的第一腔体处产生的水汽可以通过径向间隙排到第二壳体外,感应芯片分别与第一内壁和第二内壁处形成密封,同时确保第三腔体内干燥,有效减少电路板进水的可能,密封效果较好,有效降低电路板短路的概率,有效改善并保证传感器的使用寿命。
附图说明
图1为传感器的整体结构示意图;
图2为传感器装配结构示意图;
图3为第二壳体的结构示意图;
图4为传感器截面结构示意图;
图中:1-第一壳体;11-第一腔体;12-第一凹腔;13-第一内壁;131-第一凹槽;14-挡缘;15-凸伸段;16-限位段;17-限位凹槽;2-第二壳体;21-第二凹腔;22-第三腔体;23-第二内壁;231-第二凹槽;24-曲面;241-排气孔;3-第一密封圈;4-第二密封圈;5-感应芯片;51-感应电阻;52-感应腔;6-电路板;A-第一壳体的第一端;B-第一壳体的第二端;C-径向间隙。
具体实施方式
下面结合本发明的附图,对本发明实施例的技术方案进行解释和说明,但下述实施例仅为本发明的优选实施例,并非全部。基于实施方式中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例,都属于本发明的保护范围。
本实施例的压力传感器防水结构,如图1至图4所示,包括:
第一壳体1,所述第一壳体的第一端A设有第一凹腔12,所述第一壳体1上还设有第一腔体11,所述第一腔体11连通所述第一壳体的第二端B和所述第一凹腔12,所述第一壳体的第二端B插设在水泵上,与水泵中的水接触,以便水流入所述第一腔体11中,所述第一壳体1内设有区分第一腔体11和第一凹腔12的第一内壁13,所述第一内壁13上开设第一凹槽131,所述第一凹槽131与所述第一凹腔12相通,所述第一凹槽131内嵌设第一密封圈3;
第二壳体2,所述第二壳体2内设有第二内壁23以及连通的第二凹腔21和第三腔体22,所述第二内壁23用于区分所述第二凹腔21和第三腔体22,所述第二凹腔21位于所述第二壳体2的第一端,所述第三腔体22内容纳电路板6,可通过灌胶形式将电路板6固定,胶水凝固后还能进一步加强密封效果,所述第二内壁23上设有与所述第二凹腔21相通的第二凹槽231,所述第二凹槽231内容纳第二密封圈4;
所述第一壳体1的第一端设有挡缘14,所述挡缘14从所述第一壳体的第一端A向外延伸将第二壳体2的第一端围在其中,与第二壳体2留有径向间隙C,所述挡缘14的端部抵在所述第二壳体2的外侧,使得所述第一壳体1的第一端和所述第二壳体的第一端轴向限位、径向间隙配合,此时所述第二凹腔21与第一凹腔12能够合围形成与大气相通的第二腔体,所述第二腔体内设有感应芯片5,所述感应芯片5的一侧设有感应腔52,另一侧设有感应电阻51,所述感应腔52与所述第一腔体11位置适配,以便流入第一腔体11的水进入所述感应腔52,所述第一密封圈3围住所述感应腔52,保证从第一腔体流入的水大部分能够汇集到感应腔52处,保证测量的准确性,所述电路板6与所述感应电阻51相连,所述第一密封圈3抵触在所述感应芯片5和所述第一内壁13之间,在所述感应芯片5与所述第一内壁13之间形成密封,所述第二密封圈4抵触在所述感应芯片5和所述第二内壁23之间,在所述感应芯片5与第二内壁23之间形成密封。
第一壳体1和第二壳体2之间轴向限位、径向有间隙,这使得第二腔体能够与大气相通,与水接触的第一腔体11处产生的水汽可以通过径向间隙C排到第二壳体2外,感应芯片5分别与第一内壁13和第二内壁23处形成密封,由于感应芯片5和电路板6接触的一侧无高压高温影响,第二密封圈4通常比第一密封圈3的使用寿命长,这样,即使第一密封圈3失效,水汽会通过与第二腔体相通的间隙排出,水和水汽无法进入第三腔体22,保证第三腔体22内干燥,有效减少电路板6进水的可能,密封效果较好,有效降低电路板6短路的概率,有效改善并保证传感器的使用寿命。
所述第二壳体2具有曲面24,所述曲面24为缩径面,抵在所述挡缘14的内侧,以实现所述第一壳体1和第二壳体2轴向限位。相对于平面来说,曲面24的设置有利于分散摩擦力,有效防止第一壳体1和第二壳体2之间产生硬摩擦而磨损掉屑,第二壳体2内设置电路板6,电路板6横置在第三腔体22中,与电路板6相连的其他部件设置在第二壳体2中,通常来说电路板6所占面积最大,其他部件可以根据空间合理安排位置,设置缩径面能够节省用料,有利于降低成型成本。
所述曲面24的外侧壁上开设排气孔241,所述排气孔241与所述第一壳体1和所述第二壳体2径向间隙C相通。这一设置方便积存在两个壳体间隙处的水汽快速排出。
所述第一壳体1具有凸伸段15和限位段16,所述凸伸段15为圆柱形,位于所述第一壳体的第二端B,用于插置在水泵的泵体上,所述限位段16为六棱柱形,位于所述挡缘14和所述凸伸段15之间。通常来说水泵的泵体上开设的连接孔为圆形,限位段16的设置能够确保传感器安装位置适当,同时还能方便安装时夹持受力。
所述第一壳体1上设有限位凹槽17,所述限位凹槽17位于所述凸伸段15和限位段16的连接处,以便卡住连接件或密封件,以防止凸伸段15从水泵上脱落。
所述第一壳体1为金属件,所述挡缘14通过压延方式成型,拆卸时可通过改变挡缘14的形状使第一壳体1和第二壳体2解除限位,方便拆卸,便于电路元件回收再利用以及方便传感器维修更换。
所述第二壳体2为塑料件,以便电路板6实现绝缘和方便注塑成型。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,熟悉该领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求的范围中。
Claims (10)
1.一种压力传感器防水结构,其特征在于,包括:
第一壳体(1),所述第一壳体(1)内设有通过第一内壁(13)区分的第一腔体(11)和第一凹腔(12),所述第一凹腔(12)位于所述第一壳体的第一端(A),所述第一腔体(11)位于所述第一壳体的第二端(B),所述第一腔体(11)连通所述第一壳体的第二端(B)和所述第一凹腔(12),所述第一壳体的第二端(B)与水接触,以便水流入所述第一腔体(11)中;
第二壳体(2),所述第二壳体(2)内设有通过第二内壁(23)区分的第二凹腔(21)和第三腔体(22),所述第二凹腔(21)位于所述第二壳体(2)的第一端,所述第三腔体(22)内容纳一电路板(6);
所述第二壳体(2)的第一端与所述第一壳体的第一端(A)轴向限位、径向间隙配合,所述第二凹腔(21)与第一凹腔(12)合围形成一第二腔体,所述第二腔体内设有感应芯片(5),所述感应芯片(5)的一侧设有感应腔(52),另一侧设有感应电阻(51),所述感应腔(52)与所述第一腔体(11)位置适配,以便流入第一腔体(11)的水进入所述感应腔(52),所述电路板(6)与所述感应电阻(51)相连,一第一密封圈(3)抵触在所述感应芯片(5)和第一内壁(13)之间,在所述感应芯片(5)与所述第一内壁(13)之间形成密封,一第二密封圈(4)抵触于所述感应芯片(5)和第二内壁(23)之间,在所述感应芯片(5)与第二内壁(23)之间形成密封。
2.根据权利要求1所述的压力传感器防水结构,其特征在于,所述第一壳体的第一端(A)设有一挡缘(14),所述挡缘(14)从所述第一壳体的第一端(A)延伸将第二壳体(2)的第一端围在其中,并与第二壳体(2)留有径向间隙,该挡缘(14)的端部抵在所述第二壳体(2)的外侧,使得所述第一壳体的第一端(A)和所述第二壳体的第一端轴向限位、径向间隙配合。
3.根据权利要求2所述的压力传感器防水结构,其特征在于,所述第二壳体(2)具有一曲面(24),所述曲面(24)与所述挡缘(14)相抵,以实现所述第一壳体(1)和第二壳体(2)轴向限位。
4.根据权利要求3所述的压力传感器防水结构,其特征在于,所述曲面(24)为缩径面,所述曲面(24)抵在所述挡缘(14)的内侧。
5.根据权利要求3所述的压力传感器防水结构,其特征在于,所述曲面(24)的外侧壁上开设一排气孔(241),所述排气孔(241)与所述第一壳体(1)和所述第二壳体(2)径向间隙相通。
6.根据权利要求2所述的压力传感器防水结构,其特征在于,所述第一壳体(1)具有凸伸段(15)和限位段(16),所述凸伸段(15)为圆柱形,位于所述第一壳体的第二端(B),用于插置在水泵的泵体上,所述限位段(16)为六棱柱形,位于所述挡缘(14)和所述凸伸段(15)之间。
7.根据权利要求6所述的压力传感器防水结构,其特征在于,所述第一壳体(1)上设有一限位凹槽(17),所述限位凹槽(17)位于所述凸伸段(15)和限位段(16)的连接处。
8.根据权利要求2所述的压力传感器防水结构,其特征在于,所述第一壳体(1)为金属件,所述挡缘(14)通过压延方式成型。
9.根据权利要求1或8所述的压力传感器防水结构,其特征在于,所述第二壳体(2)为塑料件。
10.根据权利要求1所述的压力传感器防水结构,其特征在于,所述第一内壁(13)上开设第一凹槽(131),所述第一凹槽(131)与所述第一凹腔(12)相通,所述第一凹槽(131)内嵌设所述第一密封圈(3),所述第一密封圈(3)围住所述感应腔(52)。
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