CN114543890A - 温度压力传感器模块及温度压力传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车的变速箱内的传感器结构。一种温度压力传感器模块，包括相互烧结第一层陶瓷片、第二层陶瓷片和第三层陶瓷片。一种传感器，包括壳体，在壳体的一端连接有连接头，在壳体内安装有温度压力传感器模块，在温度压力传感器模块的下方设有温度敏感元件支架，在温度压力传感器的上方设有连接头支架，温度压力传感器模块的下表面与壳体之间设有密封圈。本发明提供了一种结构紧凑，只需要一层密封结构，提高密封可靠性，模块的集成效果好的一种温度压力传感器模块及传感器；解决了现有技术中存在的温度压力传感器模块及传感器的结构复杂，密封效果不好，构件多的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车的变速箱内的传感器结构，尤其涉及一种温度压力传感器模块及相应的温度压力传感器。
背景技术
现在汽车的应用越来越多，越来越广泛。在汽车变速箱内零部件非常多，用于检测汽车各项指标情况时传感器的使用也是很多的。比如速度传感器、温度传感器等等。
温度压力传感器安装于汽车内部（如发动机或者空调部位），通过一个螺纹接口密封并同时检测介质压力和温度问题。
采用压力陶瓷芯体与其余附加结构实现压力信号的测量以及温度信号的传输。集成过程中需要使用多个密封圈且结构相对复杂。
而采用这种结构的压力温度传感模块后，需要对分开的压力和温度的传感器模块进行支撑，一般情况下，都是温度传感器模块用一个支架下方安装热敏电阻，热敏电阻位于传感器的端部，针脚与NTC先焊接，然后进行注塑成半成品，随后进行二次覆膜确保没有泄露途径。这样的温度传感模块的工艺具有两个缺点： 1、NTC通过两次注塑有损伤风险。2、两次覆膜为避免NTC裸露，导致NTC周围的塑料很厚，影响温度检测响应时间。
然后在温度传感器模块上通过密封圈密封防止因为温度传感器模块的信号传输造成的压力泄露，安装了温度和压力传感器模块后再进行整体注塑，将整个温度压力模块固定在外壳内。工艺复杂。
发明内容
本发明提供了一种结构紧凑，只需要一层密封结构，提高密封可靠性，模块的集成效果好的一种温度压力传感器模块；解决了现有技术中存在的温度压力传感器模块的结构复杂，密封效果不好，构件多的技术问题。
本发明同时还提供了一种工艺简单，构件少，结构紧凑，信号传输准确，组装效率高的一种温度压力传感器；解决了现有技术中存在的变速箱内的温度压力传感器的集成度不高，密封结构复杂，需要多个支撑部件，工艺复杂，生产效率低的技术问题。
本发明的上述技术问题是通过下述技术方案解决的：一种温度压力传感器模块，包括压力传感器模块和温度传感器模块，所述的压力传感器模块包括相互烧结在一起的第一层陶瓷片和第二层陶瓷片，在第一层陶瓷片和第二层陶瓷片之间设有压力传感器电路；所述的温度传感器模块包括第三层陶瓷片，第三层陶瓷片的底面设有温度传感器电路；第二层陶瓷片与第三层陶瓷片烧结固定，在第三层陶瓷片中心设有压力孔，压力传感器模块位于压力孔上方。三层玻璃烧结陶瓷芯体将压力测量功能与温度敏感元件输出信号的传输功能做了集成。使用玻璃烧结实现的压力传感器模块与温度传感器模块的集成，使温度压力传感器模块的设计更加紧凑。传统压力温度传感器模块使用分开的压力芯体与额外附加结构实现压力的测量与温度信号的传输，其结构设计中需要使用多个密封圈实现密封。而本设计仅需一个三层玻璃烧结陶瓷芯体以及单个密封圈即可完成压力检测以及温度信号传输的功能。在第三层陶瓷片的中间设置压力孔，压力传感器模块位于温度传感器模块上方，通过压力孔感应压力变化，而由于第二次陶瓷片与第三层陶瓷片是玻璃烧结在一起的，因此不需要再单独设计密封结构来防止温度信号传输时带来的压力信号的泄露。
作为优选，所述的温度传感器模块的面积大于压力传感器模块的面积，所述的温度传感器上安装有温度插针，温度插针位于温度传感器模块的空白处，温度插针通过过孔焊或者导电环氧树脂浇筑方式固定在温度传感器模块上。也就是温度插针的布置位置在压力传感器模块以外的部分，压力传感器模块的压力插针由压力传感器模块上单独引出，也就是压力信号和温度信号分别引出，温度信号的引出点位于压力传感器模块外，不会对压力传感器有任何的影响，而且温度插针直接通过过孔焊等方式固定，在温度插针位置也不会产生压力信号的泄露，提高整体密封效果。方便压力传感器模块和温度传感器模块的集成和安装。
作为优选，所述的温度传感器电路包括位于第三层陶瓷片底面的两个微米级的印刷电路，印刷电路上设有一个与敏感元件相接的连接点，印刷电路上还设有一个与温度传感器插针相连的导出点。微米级的印刷电路非常薄，不会影响密封圈的密封效果，通过一个密封圈就可以完成压力和温度信号的密封，并且密封效果好。印刷电路将温度信号传输到密封圈外，通过插针连接到外部的调理电路。
作为优选，连接点和导出点分别位于传感器模块的密封圈的内外侧，传感器模块的密封圈位于第三层陶瓷片下方。
作为优选，所述的第一层陶瓷片与第二层陶瓷片为方形，第三层陶瓷片为圆形，第一层陶瓷片、第二次陶瓷片和第三层陶瓷片同轴布置。结构稳定性好，圆形的陶瓷片方便安装到传感器外壳内。
一种温度压力传感器，包括壳体，在壳体的一端连接有连接头，在壳体内安装有温度压力传感器模块，在温度压力传感器模块的下方设有温度敏感元件支架，在温度压力传感器的上方设有连接头支架，温度压力传感器模块的下表面与壳体之间设有密封圈，温度敏感元件支架内安装有温度敏感元件，温度敏感元件信号通过第三层陶瓷片底部的印刷电路进行传输，温度敏感元件支架与温度压力传感器模块内的第三层陶瓷片之间设有定位结构。温度敏感元件支架直接与温度传感器模块连接，无需进行二次覆膜，这样可以提高温度信号的响应时间，提高精度。而且工艺也更为简单。由于是采用了集成的温度传感器模块和压力传感器模块，在集成模块的上方直接安装连接头支架，而不需要在两个模块外进行浇筑固定，并连接其余定位支架，保证温度传感器模块和压力传感器模块的安装稳定性。大大简化了整个传感器的结构，同时集成的模块减少了密封结构的设计，提高了传感器的使用可靠性。
连接头支架和温度敏感元件支架均为塑料支架。
作为优选，所述的第三层陶瓷片与连接头支架的外径相同，第三层陶瓷片为圆形，第三层陶瓷片的两端设有定位平面。通过定位平面可以对集成模块进行定位，还可以方便安装连接头和连接头支架。
作为优选，所述的连接头支架上设有防转凸起组，所述的防转凸起组包括两个防转凸起，两个防转凸起位于定位平面的两侧，所述的防转凸起为内侧为平面，防转凸起的外侧为弧面。防转凸起平面侧与定位面相接，弧面与连接头支架和第三层陶瓷片的外径均相同，防转凸起的设计保证旋转方向的定位。
作为优选，所述的温度敏感元件信号线通过弹片与第三层陶瓷片底板的印刷电路的连接点相连，所述的弹片为S形。弹片的连接稳定性好，弹片一端与热敏电阻的信号线连接，弹片另一端抵接在连接点上，实现温度信号的传输。
作为优选，所述的定位结构包括开设在第三层陶瓷片上的两个定位孔，所述的温度敏感元件支架上设有两个定位凸起，定位凸起与定位孔配合，两个定位孔位于印刷电路的两个连接点的外侧。通过定位结构来确定弹片与连接点的稳定连接，保证信号传输的稳定性。
作为优选，在定位结构外为密封圈，密封圈外同轴的设有绝缘环，绝缘环遮挡住印刷电路的导出点。防止电路和金属外壳相接触，绝缘效果好，提高传感器的稳定性。
因此，本发明的一种温度压力传感器模块及温度压力传感器具备下述优点：温度压力传感器模块是由三层玻璃烧结陶瓷敏感元件，在压力敏感元件最下层提供温度检测电源的连接与温度信号传输的电路，可以通过一个密封圈设计实现压力介质的密封，进而实现温度与压力信号的传输与处理，结构简单；利用这种温度压力传感器模块成型的温度压力传感器，可以不用多个支架进行支撑，结构紧凑，工艺步骤少。
附图说明
图1是一种温度压力传感器模块的立体图。
图2是图1的另一方向的立体图。
图3是图1底面有密封圈的示意图。
图4是一种温度压力传感器的立体图。
图5是图4内的剖视图。
图6是图4去除外壳的立体图。
图7是图6去除连接头的立体图。
图8是图7的爆炸图。
图9是图7去除连接头支架的立体图。
图10是弹片与印刷电路连接的放大图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：
如图1和2和3所示，一种温度压力传感器模块，包括利用玻璃烧结的第一层陶瓷片1和第二层陶瓷片2，在第一层陶瓷片1和第二层陶瓷片2之间安装有压力传感器电路，第一层陶瓷片1和第二层陶瓷片2形成了压力传感器模块6，在压力传感器模块6上安装有压力插针4，压力插针4与压力传感器电路相连，将压力信号传输出去。在第二层陶瓷片2下方通过玻璃烧结有第三层陶瓷片3，在第三层陶瓷片3下方安装有两个微米级印刷电路8，印刷电路8的一端设有一个与敏感元件相接的连接点9，印刷电路的另一端设有一个与温度插针相连的导出点10，导出点10与温度插针5相连。
构成温度传感器模块的第三层陶瓷片3为圆形，在第三层陶瓷片3的中心开设有压力孔7，而形成压力传感器模块6的第一层陶瓷片和第二层陶瓷片为方形，压力传感器模块6位于压力孔7上方。第三层陶瓷片3的面积大于第一层陶瓷片1和第二层陶瓷片2的面积，而温度插针5通过过孔焊焊接固定在第三层陶瓷片3的空白处，温度插针5位于压力传感器模块6外，不会影响压力传感器模块6的结构。温度传感器模块和压力传感器模块同轴布置。在第三层陶瓷片3的底面在传感器壳体内安装时，需要用一个密封圈11进行密封，密封圈11位于第三层陶瓷片3下方，印刷电路的连接点9和导出点10分别位于密封圈11的内外两侧。连接点9靠近第三层陶瓷片3的靠近中心的位置，方便温度热敏元件的导出弹片19与印刷电路8的连接。
实施例2：
如图4和5所示，一种温度压力传感器，包括壳体14，在壳体14的一端安装有连接头13。在壳体14内安装有温度压力传感器模块26，温度压力传感器模块26包括位于上方的压力传感器模块6和位于下方的温度传感器模块。温度压力传感器结构如实施例1所述结构。温度压力传感器模块26有3个压力插针4和两个温度插针5， 5个信号端通过FPC板24连接，将温度和压力信号通过连接头13的针脚25传输出来。
第三层陶瓷片3的直径与壳体14的内径大致相同，第三层陶瓷片3的两端各成型有一个定位平面12，第三层陶瓷片3的上方安装有连接头支架16，第三层陶瓷片3的下方通过定位结构连接有温度敏感元件支架15。
如图6和7和8所示，连接头支架16为圆环形，连接头支架16上成型有两组防转凸起组，每组防转凸起组包括两个防转凸起20，在连接头支架16与第三层陶瓷片3安装时，两个防转凸起20位于定位平面12的两侧，防转凸起20为内侧为平面，内侧的平面抵接在定位平面12上，防转凸起20的外侧为弧面，弧面与连接头支架16的弧度相同。在两个防转凸起20之间安装有卡钩21，在连接头13上安装有卡孔22，通过卡钩21和卡孔22的配合，将连接头13固定在连接头支架16上。
如图9和10所示，第三层陶瓷片3的底面开设有定位孔28，温度敏感元件支架15上成型有定位凸起27，定位凸起27与定位孔28配合，在定位凸起27的内侧安装有S形的弹片19，弹片19的一端与温度敏感元件端部热敏元件18相连，弹片19的另一端连接在第三层陶瓷片3底面的连接点9上。连接点9位于定位孔28的内侧，在第三层陶瓷片3与壳体14之间安装有密封圈11，密封圈11的外圈同轴的布置有绝缘环23，绝缘环23遮挡住印刷电路的导出点10。
温度通过热敏元件感应后通过温度插针和柔性电路由连接头内的针脚传输出去，压力信号通过压力孔传输到压力传感器模块内的压力电路内，压力插针连接在柔性电路上，然后通过连接头内的针脚传输出去。
组装时，直接通过铆压压装连接头，将连接头，连接头支架和第三陶瓷片定位固定在壳体内。工艺简单。
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，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新形保护范围为准。
Claims (11)
1.一种温度压力传感器模块，其特征在于：包括压力传感器模块和温度传感器模块，所述的压力传感器模块包括相互烧结在一起的第一层陶瓷片和第二层陶瓷片，在第一层陶瓷片和第二层陶瓷片之间设有压力传感器电路；所述的温度传感器模块包括第三层陶瓷片，第三层陶瓷片的底面设有温度传感器电路；第二层陶瓷片与第三层陶瓷片烧结固定，在第三层陶瓷片中心设有压力孔，压力传感器模块位于压力孔上方。
2.根据权利要求1所述的温度压力传感器模块，其特征在于：所述的温度传感器模块的面积大于压力传感器模块的面积，所述的温度传感器上安装有温度插针，温度插针位于温度传感器模块的空白处，温度插针通过过孔焊或者导电环氧树脂浇筑方式固定在温度传感器模块上。
3.根据权利要求1或2所述的温度压力传感器模块，其特征在于：所述的温度传感器电路包括位于第三层陶瓷片底面的两个微米级的印刷电路，印刷电路上设有一个与敏感元件相接的连接点，印刷电路上还设有一个与温度传感器插针相连的导出点。
4.根据权利要求3所述的温度压力传感器模块，其特征在于：连接点和导出点分别位于传感器模块的密封圈的内外侧，传感器模块的密封圈位于第三层陶瓷片下方。
5.根据权利要求1或2所述的温度压力传感器模块，其特征在于：所述的第一层陶瓷片与第二层陶瓷片为方形，第三层陶瓷片为圆形，第一层陶瓷片、第二次陶瓷片和第三层陶瓷片同轴布置。
6.根据权利要求1所述温度压力传感器模块制成的温度压力传感器，包括壳体，在壳体的一端连接有连接头，在壳体内安装有温度压力传感器模块，其特征在于：在温度压力传感器模块的下方设有温度敏感元件支架，在温度压力传感器的上方设有连接头支架，温度压力传感器模块的下表面与壳体之间设有密封圈，温度敏感元件支架内安装有温度敏感元件，温度敏感元件信号通过第三层陶瓷片底部的印刷电路进行传输，温度敏感元件支架与温度压力传感器模块内的第三层陶瓷片之间设有定位结构。
7.根据权利要求6所述温度压力传感器，其特征在于：所述的第三层陶瓷片与连接头支架的外径相同，第三层陶瓷片为圆形，第三层陶瓷片的两端设有定位平面。
8.根据权利要求7所述的温度压力传感器，其特征在于：所述的连接头支架上设有防转凸起组，所述的防转凸起组包括两个防转凸起，两个防转凸起位于定位平面的两侧，所述的防转凸起为内侧为平面，防转凸起的外侧为弧面。
9.根据权利要求6或7或8所述的温度压力传感器，其特征在于：所述的温度敏感元件信号线通过弹片与第三层陶瓷片底板的印刷电路的连接点相连，所述的弹片为S形。
10.根据权利要求6或7或8所述的温度压力传感器，其特征在于：所述的定位结构包括开设在第三层陶瓷片上的两个定位孔，所述的温度敏感元件支架上设有两个定位凸起，定位凸起与定位孔配合，两个定位孔位于印刷电路的两个连接点的外侧。
11.据权利要求6或7或8所述的温度压力传感器，其特征在于：在定位结构外为密封圈，密封圈外同轴的设有绝缘环，绝缘环遮挡住印刷电路的导出点。
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