CN115200673A - 一种磁流体封闭传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及传感器领域内的一种磁流体封闭传感器，其在陶瓷基板一侧设有第一电极板、第二电极板、电阻板以及多个梳状电极片，电阻板将第一电极板与多个梳状电极片相连接，第一电极板和第二电极板上分别设有外连接部用于信号的输入和输出；第二电极板上设有一个内连接部，内连接部形状与梳状电极片对应，内连接部与梳状电极片端部之间设有可将两者接通的磁流体；设有第一电极板、第二电极板、电阻板以及多个梳状电极片的陶瓷基板一侧设有密封盖板，密封盖板上设有用于注入磁流体的通孔，所述通孔位置设有密封塞；陶瓷基板另一侧与磁流体位置对应设有磁铁。其具有良好的封闭性，耐腐蚀性好；其生产成本低，且使用寿命长。可用于液位探测。

Description

一种磁流体封闭传感器

技术领域

本发明涉及一种液位检测传感器，特别涉及一种汽车燃油系统油位检测或溶液液位检测的磁流体传感器。

背景技术

由于市场上燃油质量的差异以及各类含甲醇，乙醇等汽油的发展，对油位传感器耐各种燃油环境腐蚀的要求越来越高，传统油位传感器已经无法满足客户的要求。

中国专利数据库中，公开了一种厚膜电阻式液位传感器，其公开(公告)号：CN201269770Y；公开(公告)日：20090708，该装置使一种将液位转化为对应电阻值输出的传感器装置，其包括厚膜电阻板、杠杆、滑片支架、 浮子、导电弹簧、电阻板支架、电阻插线组、滑片、触头、梳状电极区、厚膜电阻带、起始电阻、输出端和输出端。厚膜电阻板上设置带有公共端点的两组厚膜电阻带及与其相连的两组扇形梳状电极区，两组梳状电极区相对且错位排列；所述的滑片采用前后两组，每组两个滑片体的结构形式，触头也采用前后两组，每组两个触头体的结构形式，四个触头体分别设置在四个滑片体的上面，浮子固定在杠杆上，杠杆与滑片和滑片支架固定起来，组成杠杆机构，滑片与厚膜电阻板的一个输出端通过导电弹簧以焊接方式连接在一起，在电阻板支架中，输出端、起始电阻、两组厚膜电阻、两组梳状电极、滑片、导电弹簧和另一输出端顺序电连接， 随着液位的改变，浮子会带动杠杆机构以滑片支架的轴为中心旋转，并且与厚膜电阻板接触的滑片的两组触头也会以该轴为中心旋转，两组触头在旋转过程中始终分别与厚膜电阻板的两组梳状电极接触，随着位置的改变，传感器输出端会输出相应的阻值，从而实现对液位的探测。

其不足之处在于：1、该油位传感器不是封闭式结构，其厚膜电阻带、滑片、触头、梳状电极区等均暴露在检测环境中，抗腐蚀能力较差，检测精度均比较差。2、为保证电极的良好接触，需要采用精度较高的触头和梳状电极，对触头和梳状电极区的材料要求也很高，需要导电性能好的贵金属材料，其成本较高。3、触头和梳状电极工作时相对滑动，磨损大，易失效，使用寿命短。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁流体封闭传感器，使其具有良好的封闭性，耐腐蚀性更好；其生产工艺要求低，可以降成本，同时，其使用寿命长。

本发明的目的是这样实现的：一种磁流体封闭传感器，包括陶瓷基板，所述陶瓷基板一侧设有第一电极板、第二电极板、电阻板以及多个梳状电极片，所述电阻板将第一电极板与多个梳状电极片相连接，第一电极板和第二电极板上分别设有外连接部用于信号的输入和输出；所述第二电极板上设有一个内连接部，内连接部形状与梳状电极片对应，内连接部与梳状电极片端部之间设有可将两者接通的磁流体；所述设有第一电极板、第二电极板、电阻板以及多个梳状电极片的陶瓷基板一侧设有密封盖板，密封盖板上设有用于注入磁流体的通孔，所述通孔位置设有密封塞；陶瓷基板另一侧与磁流体位置对应设有磁铁。

本发明使用时，需将磁铁与用于检测液位的浮子联动，使得磁铁随着液位的变化而移动，第一电极板和第二电极板上的外连接部连接外部电路，用于信号的输入和输出；工作时，磁铁带动磁流体移动，磁流体是一种胶体溶液，该液体在磁场作用下，既不沉降和凝聚又能使其本身具有被磁铁所吸引的特性；本发明利用磁流体的流动性和导电性，连通不同位置的电阻与电极，输出不同的电阻值，将电阻值与液位一一对应，即可探测对应的液位。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1、本发明的第一电极板、第二电极板、电阻板、梳状电极片及磁流体不接触待探测的液体，因而其具有良好的耐腐蚀性，可以适用各种汽车燃油的油位探测。2、磁流体是一种稳定的胶体，其结构简单、使用寿命长，磁铁带动磁流体移动为滚动，不会涉及磨损问题，其使用可靠性很高；3、其生产成本低，不需要贵金属材料，也不需要高精密触片。该装置可用于液位探测，尤其适用于燃油箱的油位探测中。

作为本发明的进一步改进在于，所述梳状电极片呈扇形分布，内连接部呈圆弧形设置，内连接部与各梳状电极片的端部等距设置。该结构使得磁铁可以与现有技术中的浮子更好地连接，浮子绕其转轴转动，磁铁可以设置在浮子的转动杆上，其动作时，磁铁运动轨迹为圆弧形，磁流体运动与之能更好地匹配。

作为本发明的进一步改进在于，所述第一电极板和第二电极板的外连接部穿过陶瓷基板设置，所述外连接部与陶瓷基板之间密封连接。这样可以使得第一电极板、第二电极板、电阻板、多个梳状电极片以及磁流体更好地实现密封。

作为本发明的进一步改进在于，所述密封盖板上朝向陶瓷基板一侧设有可容磁流体在其中滑动的槽。槽的设置限制了磁流体的运动，使其能保持在槽中，运动更可靠。

作为本发明的进一步改进在于，所述陶瓷基板朝向密封盖板一侧的周边设有与第一电极板、第二电极板以及多个梳状电极片同材质的导体材料，密封盖板为金属材料，导体材料采用SMT工艺印刷在陶瓷基板上，经烧结使密封盖板与陶瓷基板相连接。该结构将密封盖板密封焊接在陶瓷基板上，其焊接可靠，密封好，可以与第一电极板、第二电极板以及多个梳状电极片同时印刷在陶瓷基板上。

作为本发明的进一步改进在于，所述磁流体由Fe、Ni、Co纳米颗粒为主体成分，以有机溶剂作为基液，以油酸作为活性剂混合而成的带有铁磁性的导电流体。该方案保证了磁流体具有良好的铁磁性效果，同时也兼具有良好的导电性。

附图说明

图1为本发明磁流体封闭传感器的立体结构示意图。

图2为本发明磁流体封闭传感器的主视图。

图3为图2的A-A向视图。

图4为拆除密封压盖的本发明平面结构示意图。

图5为图4对应的本发明的另一角度的立体结构示意图。

图中，1密封压盖，2陶瓷基板，3磁铁，4槽，5密封塞，6磁流体，7第二电极板，7b内连接部，8电阻板，9第一电极板，7a、9a外连接部，10梳状电极片。

具体实施方式

如图所示1-5所示，为一种磁流体封闭传感器，包括陶瓷基板2，陶瓷基板2一侧设有第一电极板9、第二电极板7、电阻板8以及多个梳状电极片10，电阻板8将第一电极板9与多个梳状电极片10相连接，第一电极板9和第二电极板7上分别设有外连接部7a、9a用于信号的输入和输出；第二电极板7上设有一个内连接部7b，内连接部7b形状与梳状电极片10对应，内连接部7b与梳状电极片10端部之间设有可将两者接通的磁流体6；设有第一电极板9、第二电极板7、电阻板8以及多个梳状电极片10的陶瓷基板2的一侧设有密封盖板1，密封盖板1上设有用于注入磁流体6的通孔，通孔位置设有密封塞5；陶瓷基板2另一侧与磁流体6位置对应设有磁铁3。

梳状电极片10呈扇形分布，内连接部7b呈圆弧形设置，内连接部7b与各梳状电极片10的端部等距设置。该结构使得磁铁3可以与现有技术中的浮子更好地连接，浮子绕其转轴转动，磁铁3可以设置在浮子的转动杆上，浮子的结构可如CN201269770Y所示，其动作时，磁铁3运动轨迹为圆弧形，磁流体6运动与之能更好地匹配。

第一电极板9和第二电极板7的外连接部7a、9a穿过陶瓷基板2设置，外连接部7a、9a与陶瓷基板2之间密封连接。这样可以使得第一电极板9、第二电极板7、电阻板8、多个梳状电极片10以及磁流体6更好地实现密封。

密封盖板1上朝向陶瓷基板2一侧设有可容磁流体6在其中滑动的槽4。槽4的设置限制了磁流体6的运动，使其能保持在槽4中，运动更可靠。

陶瓷基板2朝向密封盖板1一侧的周边设有与第一电极板9、第二电极板7以及多个梳状电极片10同材质的导体材料，密封盖板1为金属材料，导体材料采用SMT工艺印刷在陶瓷基板2上，经烧结将密封盖板1与陶瓷基板2可靠密封连接。该结构将密封盖板1密封焊接在陶瓷基板2上，其焊接可靠，密封好，可以与第一电极板9、第二电极板7以及多个梳状电极片10同时印刷在陶瓷基板2上。电阻片也是通过印刷方式印制在陶瓷基板2上，并搭接第一电极板9和梳状电极片10，最后一体烧结而成。

磁流体6由Fe、Ni、Co纳米颗粒为主体成分，以有机溶剂作为基液，以油酸作为活性剂混合而成的带有铁磁性的导电流体。该方案保证了磁流体6具有良好的铁磁性效果，同时也兼具有良好的导电性。

磁流体通过通孔注入，使用时，将磁铁3与用于检测液位的浮子联动，使得磁铁3随着液位的变化而移动，第一电极板9和第二电极板7上的外连接部7a、9a连接外部电路，用于信号的输入和输出；工作时，磁铁3带动磁流体6移动，磁流体6是一种胶体溶液，该液体在磁场作用下，既不沉降和凝聚又能使其本身具有被磁铁3所吸引的特性；本发明利用磁流体6的流动性和导电性，连通不同位置的电阻与电极，输出不同的电阻值，将电阻值与液位一一对应，即可探测对应的液位。

其有益效果在于：1、本发明的第一电极板9、第二电极板7、电阻板8、梳状电极片10及磁流体6不接触待探测的液体，因而其具有良好的耐腐蚀性，可以适用各种汽车燃油的油位探测。2、磁流体6是一种稳定的胶体，其结构简单、使用寿命长，磁铁3带动磁流体6移动为滚动，不会涉及磨损问题，其使用可靠性很高；3、其生产成本低，不需要贵金属材料，也不需要高精密触片。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。例如，磁铁并不局限于与浮子的转动杆相连，浮子也可直线升降，从而使得磁铁直线移动，对应的梳状电极片及内连接部呈直线布置。密封盖板与陶瓷基板之间也可以通过橡胶、锡焊等进行密封。

Claims (6)

1.一种磁流体封闭传感器，包括陶瓷基板，所述陶瓷基板一侧设有第一电极板、第二电极板、电阻板以及多个梳状电极片，所述电阻板将第一电极板与多个梳状电极片相连接，第一电极板和第二电极板上分别设有外连接部用于信号的输入和输出；其特征在于：所述第二电极板上设有一个内连接部，内连接部形状与梳状电极片对应，内连接部与梳状电极片端部之间设有可将两者接通的磁流体；所述设有第一电极板、第二电极板、电阻板以及多个梳状电极片的陶瓷基板一侧设有密封盖板，密封盖板上设有用于注入磁流体的通孔，所述通孔位置设有密封塞；陶瓷基板另一侧与磁流体位置对应设有磁铁。

2.根据权利要求1所述的一种磁流体封闭传感器，其特征在于：所述梳状电极片呈扇形分布，内连接部呈圆弧形设置，内连接部与各梳状电极片的端部等距设置。

3.根据权利要求1或2所述的一种磁流体封闭传感器，其特征在于：所述第一电极板和第二电极板的外连接部穿过陶瓷基板设置，所述外连接部与陶瓷基板之间密封连接。

4.根据权利要求1或2所述的一种磁流体封闭传感器，其特征在于：所述密封盖板上朝向陶瓷基板一侧设有可容磁流体在其中滑动的槽。

5.根据权利要求1或2所述的一种磁流体封闭传感器，其特征在于：所述陶瓷基板朝向密封盖板一侧的周边设有与第一电极板、第二电极板以及多个梳状电极片同材质的导体材料，密封盖板为金属材料，导体材料采用SMT工艺印刷在陶瓷基板上，经烧结使密封盖板与陶瓷基板相连接。

6.根据权利要求1或2所述的一种磁流体封闭传感器，其特征在于：所述磁流体由Fe、Ni、Co纳米颗粒为主体成分，以有机溶剂作为基液，以油酸作为活性剂混合而成的带有铁磁性的导电流体。

Images