CN117906834A - 一种防水透气结构及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的防水透气结构，其包括：壳体，其内形成壳体内腔；设置于壳体上部的连接座，其内设有与壳体内腔连通的通气孔；罩设于连接座上端的防尘盖，其与连接座的下端面之间设有防尘间隙，其与连接座之间围成透气通道，通气孔经透气通道、防尘间隙与环境连通；及封设于通气孔内侧一端的防水透气膜；其中，连接座的下端表面和或与连接座的下端表面正对位置的壳体之表面覆有疏水膜。

Description

一种防水透气结构及装置

技术领域

本申请涉及传感器技术领域，具体涉及一种防水透气结构及装置。

背景技术

压力传感器是用于测量环境或介质的压强的传感器，目前多通过弹性膜上的组成测量电桥的元件在受到应力时阻值相应变化而输出电流或电压信号来进行压力测量。MEMS(微机电系统)压力传感器由于成本低、易小型化等优点而得到了广泛应用。其中，硅芯体的中部设置为设膜片状，两侧对硅膜片施加的压力使硅膜片上的掺杂电阻的阻值发生变化，数个电阻连接组成的测量电路输出的电流或电压信号则可通过调理电路进一步处理后对外输出测量结果。当硅芯片内在膜片一侧设置有有真空腔时所测压力即为另一侧所施加的压力相对于真空的压力，即绝对压力；当膜片一侧引入大气压力时，所测压力即为相对于大气的压力，即表压；当膜片两侧分别引入其他压力时，所测压力为两侧压力之差，即差压。在另外的一些压力传感器中，还可集成有温度敏感元件以同时测量介质的压力和温度。

对于表压传感器而言，其需要通过通气结构与大气连通以获得大气参考压力。在颗粒粉尘等较为恶劣工作环境下，还需要设置防尘结构。CN111289167A公开了一种压力传感器，其通过在防尘连接座内侧设置防水透气膜以将环境中的湿气隔离于主腔体外，并在防尘连接座外侧罩设防尘盖，大气压力通过防尘盖与防尘连接座之间的微通道连通至防水透气膜。其中的微通道能够避免颗粒进入。这种防水透气结构在车辆上使用时，盖体表面上会由于经常经常沾染液体，这些液体被吸入毛细通道中产生液封；另一方面，传感器由于腔体内温度变化时，也会将虹吸的液体向内一定吸入或排出，但在吸入液体较多时会使液体吸附于透气膜表面。由于液体本身的蒸发和传感器工作时自身散热，这些液体不会保留较长时间。但，玻璃水、防冻冷却液中会存在磷酸钠、硝酸钠等无机盐添加剂，这些液体蒸发后会在透气膜上残留一些无机盐。如此过程重复多次后，会导致透气膜被无机盐颗粒部分堵塞甚至完全堵塞，而使参考压力偏离于环境中的真实大气压力，进而造成测量误差。

发明内容

针对现有技术的不足，本申请提供一种防水透气结构，以解决上述缺点的至少一种防水透气结构以避免造成吸入液体而堵塞防水透气膜。

本发明提供的防水透气结构，其包括：

壳体，其内形成壳体内腔；

设置于壳体上部的连接座，其内设有与壳体内腔连通的通气孔；

罩设于连接座上端的防尘盖，其与连接座的下端面之间设有防尘间隙，其与连接座之间围成透气通道，通气孔经透气通道、防尘间隙与环境连通；

及封设于通气孔内侧一端的防水透气膜。

优选地，所述壳体的上表面朝上抬升形成抬升座，所述连接座连接于所述抬升座的上端表面上；所述防尘盖的下端表面与所述上端表面之间形成所述防尘间隙。

优选地，所述防尘盖包括板部和由板部朝壳体一侧凸伸形成的壁部；连接座的外侧开设有至少一个周向间隔设置的通气槽；透气通道包括由板部内壁与连接座的顶端表面之间形成的水平通道及由壁部内壁与通气槽围成的竖向通道；竖向通道的上端连通至水平通道，下端连通至防尘间隙。

优选地，壁部的下端内缘处朝内凹陷形成第一扩容腔。

优选地，板部和壁部的连接处朝内凹陷形成第三扩容腔。

优选地，板部的内侧朝外凸伸形成多个突出挡止部，突出挡止部抵接于连接座的顶端。

优选地，连接座包括上下延伸的筒部及由筒部的上端朝外凸伸形成第一定位部；防尘盖的下端对应设置有与第一定位部扣合连接的第二定位部，所述通气孔设置于筒部内。

优选地，筒部的底部与第一定位部之间朝内凹陷形成一圈环槽，环槽的内侧一端沿径向朝内延伸至通气槽的内侧表面。

优选地，筒部的顶端外缘外朝内凹陷形成第二扩容腔。

本发明还要求保护一种装置，其包括所述防水透气结构。

附图说明

图1为本发明第一实施例的防水透气结构的结构示意图；

图2为本发明第二实施例的防水透气结构的结构示意图；

图3为本发明第三实施例的防水透气结构的结构示意图；

图4为本发明第三实施例的防水透气结构在防尘盖内吸入储存上限的液体时的结构示意图；

图5为本发明第四实施例的防水透气结构在防尘盖内吸入储存上限的液体时的结构示意图；

附图标记说明：10、壳体内腔；11、壳体上盖；120、上端表面；12、抬升座；13a、防尘间隙；13、安装面；19、上表面；1s、腔体；1、壳体；20、通气孔；21a、环槽；21、筒部；22、第一定位部；23a、第二扩容腔；23、倒角部；24、渐扩部；25、顶端；2、连接座；30a、水平通道；30b、竖向通道；30c、第三扩容腔；30、板部；31、第二定位部；32、突出挡止部；33a、第一扩容腔；33、内凹部；34、下端表面；35、壁部；3、防尘盖；4、防水透气膜；35a、第一锥面；12a、第二锥面；

具体实施方式

以下术语的定义应适用于整个申请文件：

术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”“内”、“外”、“远”、“近”及其组合等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该本申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造、操作和使用，因此不能理解为对本申请的限制；并且，术语“水平”、“水平面”在未限定其与地心引力方向的特别关系时，是指与该“上”、“下”大致垂直的方向或平面，“纵”、“横”在未限定其所在平面时，是指在该“水平面”上的相正交两个方向；

术语“和/或”是指所列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合；

术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义；

术语“包括”意指包括但不限于，并且应以在专利上下文中通常使用的方式加以解释；

术语“约”或“大约”等在与数字一起使用时，可意指具体数字，或另选地，如本领域技术人员所理解的接近该具体数字的范围；并且如果说明书陈述了部件或特征“可”、“可以”、“可能”、“有可能地”、“能够”、“能”、“优选地”、“较佳地”、“最好”、“特别地”、“通常”、“任选地”、“例如”、“经常”、“具体地”(或其他此类词语)被包括或具有某特性，则特定部件或特征不是必须被包括或具有该特性，而是可选择性的，即这种部件或特特征可任选地包括在一些实施方案中，或可排除在外；

短语“在一个实施方案中”、“根据一个实施方案”、“在其他的实施方案中”、“在另外的实施方案中”等一般意指跟在该短语后的特定特征、结构或特性可包括在本发明的至少一个实施方案中，并且可包括在本发明的不止一个实施方案中(重要的是，这类短语不一定是指相同实施方案)；如果说明书将某物描述为“示例性的”或“示例”，则应当理解为是指非排他性的示例；

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。下列的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。在以下描述中，相同的标记用于表示相同或等效的元件，并且省略重复的描述。

如图1所示，本申请的第一实施例提供了一种防水透气结构，其包括壳体1、连接座2、防尘盖3、防水透气膜4。其中，壳体1内形成壳体内腔10。连接座2设置于壳体1上部，其内设有与壳体内腔10连通的通气孔20。防尘盖3罩设于连接座2上端，其与连接座2的下端面之间设有防尘间隙13a。防尘盖3与连接座2之间围成透气通道。通气孔20经透气通道、防尘间隙13a与环境连通。防水透气膜4封设于通气孔20内侧一端。壳体1的上表面19的一部分朝上抬升形成抬升座12。连接座2连接于抬升座12的上端表面120上。防尘盖3的下端表面34与上端表面120之间形成防尘间隙13a。其中，壳体1可以由主壳体(未示出)及壳体上盖11组合而成。

本实施例的防水透气结构，其能够对残留于壳体上盖11上表面的膜状液体形成有效防护，即当膜状液体厚度小于抬升座12的抬升高度(上端表面120与上表面19的高度差)时，不会进入防尘间隙13a。由于低于下端表面34的防冻液、玻璃水等水性液体，在振动下沾附于下端表面34后由于表面张力作用(防尘盖3通常是亲水性的，即与水的接触角小于90°)会形成挂壁(即虽然上表面19表面的液体整体高度虽低于下端表面34，但在邻近下端表面34处由于表面张力不会脱离下端表面34)和液封，这会导致壳体上盖11内部温度降温时将部分液体吸入防尘盖3内，并在振动下或高度越过连接座2顶部时沾附于防水透气膜4表面；并在连接座2和防尘盖3之间的配合间隙的虹吸作用下吸至配合间隙上方。为解决这一缺陷，可以在另外的一些实施方案中，于下端表面34和上端表面120的两者中的至少之一上喷涂疏水膜，疏水膜不会使水性液体形成挂壁和毛细管虹吸，相反会阻碍水性液体挂壁于下端表面34上及沿配合间隙上升。较佳地，通气孔20的下端横截面积逐渐扩大而形成渐扩部24，这样能够相应地增大防水透气膜4的透气面积，相对降低堵塞程度。

在其他的一些方案中，还可以于连接座2的外壁和防尘盖3的内壁之间(即与透气通道连通的腔体内壁上)均涂有疏水膜。其中疏水膜可通过喷涂疏水液或固态疏水膜粘贴等通常方式形成于上述表面。

其中，防尘盖3可包括板部30和由板部30朝壳体上盖11一侧凸伸形成的壁部35。连接座2的外侧开设有至少一个周向间隔设置的通气槽(未标记)。透气通道包括由板部30内壁与连接座2的顶端25表面之间形成的水平通道30a及由壁部35内壁与通气槽围成的竖向通道30b。竖向通道30b的上端连通至水平通道30a。下端连通至防尘间隙13a。板部30的内侧朝外凸伸形成多个突出挡止部32，突出挡止部32抵接于连接座2的顶端25，这样可使板部30内壁与连接座2的顶端25表面之间形成的水平通道30a。

连接座2包括上下延伸的筒部21及由筒部21的上端朝外凸伸形成第一定位部22。防尘盖3的下端对应设置有与第一定位部22扣合连接的第二定位部31。通气孔20设置于筒部21内。壳体上盖11的内壁凹陷形成安装面13。防水透气膜4的边缘粘接于安装面13上。

为进一步使进入防尘盖3内的液体避免因壳体内腔10内压强下降而被吸入通气孔20内，还可相对地扩大与透气通道连通并位于连接座2顶端外侧的腔体1s之容积。例如，如图2所示的第二实施例，可使壁部35的下端内缘处朝内凹陷形成内凹部33，其与上端表面120之间围成第一扩容腔33a；可使筒部21的顶端外缘形成倒角部23，倒角部23防尘盖3之间围成第二扩容腔23a；如图3、图4所示的第三实施例，还可使板部30和壁部35的连接处朝内凹陷形成第三扩容腔30c。另外，筒部21的底部与第一定位部22之间朝内凹陷形成一圈环槽21a，并使环槽21a的内侧一端沿径向朝内延伸至通气槽的内侧表面。这样，能够使壳体内腔10的压力变化不太大时，只要被进入防尘盖3内的液体不超过一定体积，也能够使液体储存于腔内，而不被吸入通气孔20内，进而保证临时透气性并防止或减轻因液体中的不可挥发颗粒导致的防水透气膜堵塞。

为了使泥水侵入防尘间隙13a内，最好使防尘间隙13a的外侧朝外形成上下张开的喇叭口(未标记，请参阅图5所示的第四实施例)，这样能够避免防尘间隙13a的狭小空间对泥水的吸附效果，最终避免泥水阻塞防尘间隙。较佳地，可使壳体1的上表面19朝上抬升形成抬升座12。连接座2连接于抬升座12的上端表面120上。防尘盖3的下端表面34与上端表面120之间形成上述防尘间隙13a。其中，抬升座12的上端表面120与壳体1的上表面19之间可通过第一锥面12a连接，第一锥面12a构成喇叭口的下缘；额外地或替代地，壁部35外表面之下部分形成第二锥面35a，第二锥面35a构成喇叭口的下缘。类似地，喇叭口之表面可覆有疏水膜。

上述的防水透气结构，非常适合用于压力传感器尤其是表压传感器，并不排除可适用于需要防水透气功能的其他传感器或装置。

本公开内容的范围不是由详细描述限定，而是由权利要求及其等同方案限定，并且在权利要求及其等同方案范围内的所有变型都解释为包含在本公开内容中。

Claims (10)

1.一种防水透气结构，其特征在于，包括：

壳体(1)，其内形成壳体内腔(10)；

设置于壳体(1)上部的连接座(2)，其内设有与壳体内腔(10)连通的通气孔(20)；

罩设于连接座(2)上端的防尘盖(3)，其与连接座(2)的下端面之间设有防尘间隙(13a)，其与连接座(2)之间围成透气通道，通气孔(20)经透气通道、防尘间隙(13a)与环境连通；

及封设于通气孔(20)内侧一端的防水透气膜(4)。

2.根据权利要求1所述的防水透气结构，其特征在于，所述壳体(1)的上表面(19)朝上抬升形成抬升座(12)，所述连接座(2)连接于所述抬升座(12)的上端表面(120)上；所述防尘盖(3)的下端表面(34)与所述上端表面(120)之间形成所述防尘间隙(13a)。

3.根据权利要求1所述的防水透气结构，其特征在于，所述防尘盖(3)包括板部(30)和由板部(30)朝壳体(1)一侧凸伸形成的壁部(35)；连接座(2)的外侧开设有至少一个周向间隔设置的通气槽；透气通道包括由板部(30)内壁与连接座(2)的顶端(25)表面之间形成的水平通道(30a)及由壁部(35)内壁与通气槽围成的竖向通道(30b)；竖向通道(30b)的上端连通至水平通道(30a)，下端连通至防尘间隙(13a)。

4.根据权利要求3所述的防水透气结构，其特征在于，壁部(35)的下端内缘处朝内凹陷形成第一扩容腔(33a)。

5.根据权利要求3所述的防水透气结构，其特征在于，板部(30)和壁部(35)的连接处朝内凹陷形成第三扩容腔(30c)。

6.根据权利要求3所述的防水透气结构，其特征在于，板部(30)的内侧朝外凸伸形成多个突出挡止部(32)，突出挡止部(32)抵接于连接座(2)的顶端(25)。

7.根据权利要求1所述的防水透气结构，其特征在于，连接座(2)包括上下延伸的筒部(21)及由筒部(21)的上端朝外凸伸形成第一定位部(22)；防尘盖(3)的下端对应设置有与第一定位部(22)扣合连接的第二定位部(31)，所述通气孔(20)设置于筒部(21)内。

8.根据权利要求7所述的防水透气结构，其特征在于，筒部(21)的底部与第一定位部(22)之间朝内凹陷形成一圈环槽(21a)，环槽(21a)的内侧一端沿径向朝内延伸至通气槽的内侧表面。

9.根据权利要求7所述的防水透气结构，其特征在于，筒部(21)的顶端外缘外朝内凹陷形成第二扩容腔(23a)。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的装置，其特征在于，包括所述防水透气结构。