CN116868030A - 用于电容式液位传感器的壳体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于电容式液位传感器的壳体，其用于在电容式液位传感器的功能组件(1)上提供绝缘罩，该壳体由两个独立的半体(2)和(3)构成，两个半体(2)和(3)彼此重叠并且利用其间的周边接头(5)固定，所述半体(2)和(3)的组件确定中间腔(4)，以用于容纳本申请的电容式液位传感器的功能组件(1)。
Description
技术领域
本发明涉及液位测量的领域，并且特别地涉及通过电容式传感器进行的液位测量，提出了一种用于这种类型的传感器的壳体，其根据提供有利的构造和功能特性的实施例被开发。
背景技术
由电极承载板以平行线性导体形式或作为一组矩形电极形成的电容式液位传感器的实施例在液位测量的领域中是已知的，其中所述板布置在平坦绝缘支承件上。
然而，为了避免源于电化学的腐蚀过程，以及在液位传感器浸没在导电的待测液体介质中的情况下可发生的可能的电气安全风险，由电极承载板及其支承件形成的功能组件由绝缘材料的层包围，以便防止传感器的有源电气部分与液位测量中应用的液体介质接触。
从此意义上讲，有不同的建议来确保液位传感器的功能组件与待测液体介质之间的绝缘，例如，由文献WO2015181770提出的解决方案，其由独立成型或包覆成型的绝缘壳构成，该绝缘壳限定传感器的功能组件容纳在其中的腔，在传感器的所提到的功能组件与绝缘壳之间具有可硫化弹性体或凝胶型材料的插入物。
在此情况下，如果选择其中绝缘壳通过注塑工艺独立成型的实施例，则会出现这样的问题：为了使传感器正确起作用，功能组件必须与绝缘外壳的内侧非常紧密地接触，以便最小化功能组件的电极与待测介质之间的距离，否则系统就缺乏足够的灵敏度。
为了实现这种质量，传感器的功能组件必须非常贴合地布置在绝缘外壳中，这导致厚度非常小的矩形截面，这在其中需要长度相对长的应用中会导致非常长的腔，其中较大的壁之间的距离小，并且这种构造与必须赋予模具的对应芯部以便能够实现脱模的圆锥度(约2°)不相容。此外，即使在应用拔模角的情况下，芯部也非常长且细，仅由端部中的一个保持，使得其可能由于由注塑塑料的质量施加的压力而容易破裂。
相反，如果需要制造稳健的芯部，则这会导致在绝缘壳内侧留下大量空间，其中需要在电极板的支承件上布置作为(by way of)弹簧起作用的附加部分，以便实现传感器的功能组件与绝缘壳的内面的紧密接触。
另一方面，如果需要制造保持在两端处的芯部，则必须增加在具有最小截面的端部处封闭绝缘壳的插塞部分，这增加了成本，并且由于增加了将与待利用传感器测量的液体接触的接头而降低了可靠性。
所有这些都排除或复杂化了使用注塑成型工艺来获得传感器的绝缘外壳。
文献WO2019016660提出了一种基于用于传感器的功能组件的涂层的解决方案，该涂层具有通过浸没工艺的可硫化硅树脂层，随后通过包覆成型工艺结合刚性外壳。
在此情况下，当考虑包覆成型绝缘壳时，问题甚至更大，因为需要将传感器的整个功能组件插入待在其中执行包覆成型操作的模具内，其中存在由于机械冲击或应力、温度过高或静电放电而损坏电子器件的风险。
此外，可用于制造包覆成型绝缘层的材料一方面必须具有高表面张力，使得待测液体易于排出，以便在液位下降时实现敏感表面的快速干燥，这是传感器的正常操作的关键；并且另一方面，当所述腔具有非常小的截面时，所述材料必须在熔融状态下具有高的流动性，以便快速并且有效地填充绝缘壳的腔。
在此情况下，恰好流动性很强的材料比流动性较弱的材料具有更高的机械脆性，并且相对于传感器的功能组件的电极板的支承件具有非常不同的膨胀系数，由此，当包覆成型材料缩回时，其仍然对功能组件的电极板的支承件施加应力，就能够在角部区域或在表面上形成的任何其它附带几何形状(诸如支承或顶出痕)中引发断裂。
另一方面，为了围绕功能组件形成连续层，所述功能组件必须保持在壳体腔中居中，其中在注塑过程的第一阶段期间必须使用保持支承件将其保持就位，该支承件必须在必须以高精度计算的时间时缩回，使得充分填充由所述保持支承件留下的不连续性或轨迹，这意味着要执行非常困难且复杂的过程以便实现具有连续的厚度的气密绝缘层，其确保流体与传感器之间在其整个表面上的接触。
发明内容
本发明提出了一种根据实施例提供的用于电容式液位传感器的外部绝缘壳体，其相对于用于所述功能的常规解决方案提供了有利的构造和功能特征。
本发明的该壳体对象由两个独立的互补半体构成，该半体由绝缘材料制成，它们彼此重叠并且通过周边接头固定，在其间留下旨在用于容纳电容式液位传感器的功能组件的腔。
壳的构件半体之间的周边接头可通过允许获得防漏固定的任何常规手段来建立，如果需要的话，结合垫圈，优选地通过任何已知的技术提供借助于焊缝的接头来达到此目的。因此获得了制造非常容易的绝缘壳体，因为构件半体可通过注塑工艺独立制造，然后将它们连结在一起，而不需要插入物或芯部来形成其中电容式液位传感器的功能组件与绝缘壳体壁紧密接触的窄壳体腔。
壳体的构件半体中的一个还设有板状端部基座，该端部基座设有凹槽以将待容纳在壳内侧的电容式液位传感器的功能组件穿过其中引入，所述基座能够补充有其它结构元件，以便在功能组件的节段上形成防漏壳，该节段保留在浸没在待利用传感器测量的液体中的敏感区域外部的外侧，这继而又允许液位传感器的功能组件易于组装在外部绝缘壳体中。
另一方面，在半体通过沿其周边固定来连结在一起之前，已设有必要的信号处理电子器件的液位传感器的功能组件可结合在外部绝缘壳体的构件半体之间的壳体腔中，这还使得可能插入作为弹簧或压缩器起作用的弹性元件，以保持传感器的功能组件与外部绝缘壳体的壁之间的接触压力，以便确保紧密接触。
基于前述内容，所提出的壳体呈现出有利于其旨在用于的电容式液位传感器的外部绝缘功能的结构特征，相对于当前用于所述功能的常规解决方案获得其自身的特性和优选特征。
附图说明
图1示出了根据本发明的电容式液位传感器，其中外部绝缘壳体的构件半体在相关组装位置中分离。
图2是电容式液位传感器的透视图，其中外部绝缘壳体的半体附接到彼此。
图3示出了根据本发明的目的的电容式液位传感器的另一实施例的透视图，其中外部绝缘壳体的构件半体在相关组装位置中分离。
图4是前图的电容式传感器的透视图，其中外部绝缘壳体的半体连结到彼此。
具体实施方式
本发明的目的涉及一种旨在用于容纳电容式液位传感器的功能组件(1)的壳体，以便将所述功能组件(1)保持在有效的绝缘条件下，在应用于检测液位时保持传感器的其功能的有效性。
根据本发明的壳体由彼此互补的两个独立的半体(2)和(3)构成，它们可与彼此重叠地联接，在其间确定用于容纳电容式传感器的功能组件(1)或PCB的腔(4)，其中因此可轻松组装功能组件(1)，使得其装配在壳体的腔(4)内，在其整个表面上与外部绝缘壳体的壁紧密接触。
一旦两个半体(2)和(3)放置成重叠组件，则通过两个半体(2)和(3)之间的周边接头(5)建立用于一体化壳体的闭合，其中例如借助于焊缝的所述周边接头(5)通过任何已知的技术(诸如热板、振动、激光等)确定，并且大体上通过允许建立防漏固定的任何常规技术来确定。
根据优选实施例，构件部分中的一个(例如半体(3))的结构构型在端部中的一个处设有横向板状结构(6)，所述结构(6)具有通槽(7)。如在图1的分解视图中可见，功能组件(1)可通过进入到壳体中的所述凹槽(7)引入到壳体腔(4)中，使得可在组装期间结合已设置有对于信号处理而言所需的电子器件的功能组件(1)。根据一种设计选择，在连结半体(2)和(3)之前，具有作为弹簧的弹性元件的所述功能组件(1)可结合在壳体腔(4)中，使得所述功能组件(1)以最有效的接触来压靠外部绝缘壳体的壁。组装好的组件将如图2中所示，其中通过按压功能组件(1)，并且然后连结两个半体(2,3)来将半体(2)连结到半体(3)，从而在其中容纳功能组件(1)，使得功能组件(1)在其整个表面上与两个半体(2,3)保持接触，并且因此确保传感器与待测流体的接触。
板状结构(6)可在外侧补充有覆盖容纳在壳内侧的腔(4)中的功能组件(1)的支承件的突出部分的结构元件，以便继而又形成功能组件(1)的该突出部分上的防漏壳体，该突出部分位于浸没在待利用传感器测量的液体中的敏感区域外侧。
在实施例变型中，如图3和图4中可见，旨在用于容纳液位传感器的功能组件(1)的腔(4)可形成在还设有板状端部结构(6)的半体(3)中，成垂直于半体(2)和(3)之间的连结平面的布置。这种布置并不改变本发明的构想，即通过两个独立的半体(2)和(3)形成绝缘壳体，这两个半体(2)和(3)通过防漏周边接头(5)以重叠的方式固定在一起，在其间确定了用于容纳电容式液位传感器的功能组件(1)的腔(4)。
在此情况下，如图3和图4中可见，功能组件(1)同样穿过结构(6)的凹槽(7)引入。在此情况下，设想半体(3)包括腔(4)，功能组件(1)将布置在腔(4)内侧，与所述腔(4)的壁紧密接触。随后，上半体(2)像罩一样被结合，使得两个半体优选地通过焊接而连结。为此目的，可预见下半体(3)包括将用于执行所述焊接的周边边缘。
在设计选项中，可在焊接半体(2,3)之前插入已经设置有信号处理电子器件的功能组件(1)，这使得还可能插入作为弹簧或压缩器起作用的弹性元件，以有助于保持功能组件(1)的敏感面和壳体半体(3)的腔(4)的对应内面之间的压力。这种布置提供了足够紧密的接触，以便具有良好的灵敏度，从而使得无需在功能组件的敏感面与腔(4)的壁之间添加可在室温下硫化的诸如凝胶或弹性体的填充化合物。
Claims (4)
1.一种用于电容式液位传感器的壳体，其用于在电容式液位传感器的功能组件(1)上提供绝缘罩，其特征在于，所述壳体由两个独立的半体(2)和(3)构成，所述半体(2)和(3)彼此重叠并且利用其间的周边接头(5)固定，所述半体(2)和(3)的组件确定中间腔(4)，以用于容纳本申请的电容式液位传感器的功能组件(1)。
2.根据权利要求1所述的用于电容式液位传感器的壳体，其特征在于，所述周边接头(5)通过所述半体(2)和(3)之间的防漏固定而建立。
3.根据权利要求1和权利要求2所述的用于电容式液位传感器的壳体，其特征在于，所述构件组件的半体(3)在一端上具有横向板状结构(6)，所述横向板状结构(6)具有通槽(7)，以用于将所述电容式液位传感器的功能组件(1)穿过其中引入到所述壳体的所述腔(4)中。
4.根据权利要求1至权利要求3所述的用于电容式液位传感器的壳体，其特征在于，用于容纳所述电容式液位传感器的功能组件(1)的所述腔(4)设置成垂直于所述半体(2)和(3)之间的连结平面的布置。
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