CN117998778A - 一种防水通气结构及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种用于压力传感器或其他装置的一种防水通气结构，其包括用于使壳体的内腔连通至壳体的外部的通气道，其所述通气道包括绕一迂回通气道，所述迂回通气道的上侧一端经过防水透气膜后连通至所述壳体的内腔，所述迂回通气道的下侧一端连通至壳体的外部；所述迂回通气道从其下端开始绕大致竖直的一中心轴线呈螺旋状地延伸至其上端。上述防水通气结构能够防止射流或其他形式的明水进入压力传感器或其他装置中而阻碍与外部的通气。

Description

一种防水通气结构及装置

技术领域

本申请涉及传感器技术领域，具体涉及一种防水通气结构及装置。

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。

其中，在引入大气参考压力时需要设置专门连通至壳体内腔的通气道，通常为了避免水汽进入需要在通气道内用防水透气膜进行隔离防护，例如，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，这些防水透气膜的标准透气量是透气性的重要指标。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。

另外，对于IPX5、IPX6等级要求而言，分别需要在喷水、强喷水条件下仍能够保持较好的透气性。但在强喷水或喷水条件下，明水容易进入通气道而沾附于防水透气膜上而影响透气性。

发明内容

针对现有技术的不足，本申请提供一种防水通气结构，以避免或减少防水透气膜被堵塞的风险。

本申请提供了一种防水通气结构，其包括用于使壳体的内腔连通至壳体的外部的通气道，其所述通气道包括绕一迂回通气道，所述迂回通气道的上侧一端经过防水透气膜后连通至所述壳体的内腔，所述迂回通气道的下侧一端连通至壳体的外部；所述迂回通气道从其下端开始绕大致竖直的一中心轴线呈螺旋状地延伸至其上端。

优选地，所述壳体内形成一密闭的通气腔，所述通气腔的上部经一内通气道朝内连通至壳体的内腔；通气腔具有与所述中心轴线同轴设置的一段圆形内壁，一螺旋板密封地绕设于一芯柱上且其径向外侧边缘抵近或抵接于所述圆形内壁上，螺旋板、芯柱及所述圆形内壁围成所述迂回通气道。

优选地，所述防水透气膜设置于所述通气腔的上部并盖设于内通气道的外端上；所述内通气道的外端大致沿左右方向伸入所述通气腔的上部，且所述通气腔的上部之左右外侧对应开设有容许所述防水透气膜被送入所述透气膜安装腔上部的侧部安装口，或者，所述内通气道的外端大致朝下伸入所述通气腔的上部，所述圆形内壁容许所述防水透气膜经由其内部朝上被送入所述通气腔的上部。

优选地，所述壳体包括组合在一起的主壳体和管壳，所述防水透气膜盖设于所述内通气道的外端或所述管壳的上端，所述圆形内壁形成于所述管壳的内壁上。

优选地，所述管壳的部分或全部一体地连接于主壳体上，所述防水透气膜设置于所述通气腔的上部并盖设于内通气道的外端上。

优选地，所述管壳包括沿径向平面剖分而成的且密封连接的第一部分和第二部分，所述管壳一体地连接于所述主壳体上，所述第二部分的上端密封地组合于所述主壳体上。

优选地，所述防水透气膜盖设于所述内通气道的外端上，管壳的上端密封地组合于所述内通气道的外端周围。

优选地，还包括固定套设于芯柱下端的端板，端板固定于管壳的下端，所述端板上开设有与壳体外部连通的外通气口。

优选地，还包括一水平通气道，所述水平通气道的一端与所述底部腔体的下部侧壁上设置的所述通气口连通，另一端通过一外通气口朝下连通至壳体的外部。

优选地，端板上开设有套设于芯柱下端的配合孔及外通气口，外通气口在一连接口处与外通气口合并，连接口相对于端板的周向角度小于半周；螺旋板可经所述外通气口完全地旋入通气腔中。

本申请还要求保护包括任意一种上述的防水通气结构的装置。

附图说明

图1为本发明第一实施例的压力传感器的立体图；

图2为本发明第一实施例的压力传感器的旋转俯视图(隐去了盖体)；

图3为本发明第一实施例的压力传感器沿图2中所示A-A的剖视图；

图4为本发明第一实施例的压力传感器的立体图(隐去了盖体)；

图5为本发明第一实施例的压力敏感组件的示意图；

图6为本发明第一实施例的压力传感器的右视图；

图7为本发明第一实施例的压力传感器沿图2中所示B-B的剖视图；

图8为本发明第二实施例的压力传感器沿图2中所示B-B的剖视图；

图9为本发明第三实施例的压力传感器的通气道的部分结构示意图；

图10为本发明第四实施例的压力传感器的通气道的部分结构示意图；

图11为本发明第五实施例的压力传感器的通气道的部分结构示意图；

图12为本发明第六实施例的压力传感器的通气道的部分结构示意图；

图13为本发明第七实施例的压力传感器的通气道的部分结构示意图；

图14为本发明第八实施例的压力传感器的通气道的部分结构示意图；

图15为本发明第九实施例的压力传感器的通气道的部分结构示意图；

图16为本发明第十实施例的压力传感器的通气道的部分结构示意图；

图17为本发明第十一实施例的压力传感器沿图2中所示B-B的剖视图；

图18为本发明第十二实施例的压力传感器的通气道的部分结构示意图；

图19为本发明第十二实施例的压力传感器的端板的立体图；

图20为本发明第十三实施例的压力传感器的通气道的部分结构示意图；

图21为本发明第十四实施例的压力传感器的通气道的部分结构示意图；

图中：11a、支撑面；11b、密封槽；11、主壳体；12a、衬套；12、机械安装部；131a、内侧一端；131b、外侧一端；131、插针；13、端钮；141、盖板；142、挡板；143、相接部；144a、楔形填充部；144、密封胶；145、密封凸缘；146、收缩部；14a、挡止面；14b、侧挡条；14c、密封槽；14、盖体；151、第一压力引入通道；152、第二压力引入通道；153、下腔；154a、第一腔；154b、第二腔；154c、隔筋；154、间隙；15a、压力接头；15b、压力接头；16a、第一部分；16b、第二部分；16、管壳；171、挡液板；17a、进流导向面；17b、出流导向面；17c、薄壁；17d、下侧内壁；17e、共同相交区域；17、迂回通气道；19、延伸阻挡部；1、壳体；21a、压力孔；21b、压力孔；21、电路板；22a、压力芯片；22b、压力芯片；23a、围框；23b、围框；24a、保护材料；24b、保护材料；25、信号处理元件；26、电连接引线；27、其他电子元件；28、焊盘；2、压力敏感组件；30、内通气孔；31a、前侧壁；31b、后侧壁；31、通气腔；32a、外通气口；32、底壁；330、开口；331、间隔；332、弧形导向板；333a、附加转弯导向部；333、第一转弯导向部；33a、层间隔板；33b、层间隔板；34a、外通气孔；34c、密封槽；34d、密封粘接胶；34、延伸管；35a、通气口；35、水平通气道；360、透气膜安装腔；36a、防水透气膜；36、防水透气膜；37、侧部开口；38a、转弯导向部；38b、转弯导向部；38c、转弯导向部；38d、转弯导向部；41a、顶部内壁；41b、圆形内壁；41、通气腔；420、螺旋通气道；421、螺旋板；422、芯柱；423a、配合孔；423、端板；424、外通气口；425、密封粘接胶；426、密封粘接胶；427、旋转柄；42a、刃部；42、带芯螺旋板；43a、鼓胀部。

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申请的至少一个实施方案中，并且可包括在本申请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至图7所示，本申请的第一实施例提供了一种压力传感器，其包括壳体1及设置于壳体1内腔的压力敏感组件2。压力敏感组件2可以为现有组件，例如其可包括至少一个压力敏感元件，压力敏感元件具有用于接收第一压力P1的第一感测面以及用于接收来自大气的参考压力P0的第二感测面。压力敏感元件通常具有在两侧压力之差响应以应变的膜片，膜片上设有惠斯通电桥以将该应变转换为电流或电压信号，第一感测面通常位于第二感测面的相对另一侧。上述的压力敏感元件可以是由半导体材料制作的压力芯片22a(例如硅压力芯片或碳化硅压力芯片)。壳体1上设置电连接至压力敏感组件2的多个插针131，以向压力敏感组件2供电并将压力敏感组件2所得的电信号向外部设备输出。

具体地，壳体1可包括主壳体11及盖体14，主壳体11与盖体14围成用于安装压力敏感组件2的安装腔。压力敏感组件2还包括一个电路板21，电路板21可水平设置，其通过密封粘接胶直接或间接地固定于壳体1内朝下凹陷的一支撑面11a上，从而将安装腔上下分隔为上腔(未示出)和下腔153。主壳体11的下端设有至少一个向下腔153中引入第一压力P1的第一压力引入通道151，第一压力引入通道151设置于一体地连接于主壳体11上的一压力接头15a内。上腔经由防水通气结构连通至大气，防水通气结构具有一通气道(未标记)。

在本实施例中，压力芯片22a粘接于电路板21的上表面上的一粘接部(未示出)上，上述粘接部可以为热膨胀系数较小(或者说与硅较为接近)的材料，例如铝、陶瓷或不锈钢等，较佳地，电路板21本身为陶瓷板。压力芯片22b的下表面通过电路板21上开设的压力孔21a连通至下腔153，以接收由第一压力引入通道151引入的第一压力P1。压力芯片22a的上表面暴露于上腔中，以接收由通气道引入的大气压力作为参考压力。这样，压力芯片22a可以测得第一压力P1相对于大气压力的压差，即表压压力。

在本实施例中，上述压力传感器还可具有一个第二压力引入通道152，第二压力引入通道152设置于一体连接于主壳体11下端的一压力接头15b内。上腔被分隔为与第二压力引入通道152连通的第一腔154a及与通气道连通的第二腔154b。电路板21上的另粘接部上粘接有一个压力芯片22b。压力芯片22b粘接于电路板21的上表面上的另一粘接部上。压力芯片22b的下表面通过电路板21上开设的压力孔21b连通至下腔153，以接收由第一压力引入通道151引入的第一压力P1。压力芯片22b的上表面暴露于第一腔154a中，以接收由第二压力引入通道152引入的第二压力P2。这样，压力芯片22b可以同时测得第二压力P2相对于第一压力P1的压差。

其中，上腔可由盖体14内侧形成的隔筋154c隔离为上述第一腔154a和第二腔154b，隔筋154c与电路板21之间通过密封胶密封。

在其他的一些实施方案中，为将压力芯片22a、压力芯片22b(尤其是为压力芯片与电路板提供电连接的键合引线)隔离于压力介质，可以于电路板21的上表面固定围框23a、围框23b，以分别将围设于压力芯片22a和压力芯片22b外，并于围框23a和围框23b内灌封保护材料24a和保护材料24b。围框23a和围框23b的顶端与盖板141的内侧之间留有间隙154。其中，保护材料24a和保护材料24b可以是软性保护材料，以在提供隔离保护的同时最以大程度地减少压力传递损失。上述保护材料24a和保护材料24b优选为凝胶，例如硅凝胶、氟硅凝胶等。通常地，压力敏感组件2还包括设置于其上表面的信号处理元件25和其他电子元件27(例如保护电容等)，信号处理元件25设置于其中的一个围框内并被保护材料一并保护，较佳地，信号处理元件25设置于围框23a内，以使其更可靠地隔离于压力介质。电路板21的上表面还设有焊盘28，其与插针131的内侧一端131a之间通过电连接引线26(例如铝丝或铝带)电连接，插针131的外侧一端131b则伸入至由一体地连接于主壳体11前端一体形成的端钮13之内部。主壳体11的后端还可以一体地连接有机械安装部12，机械安装部12上开设有数个安装孔(未标记)，安装孔内设置有衬套12a。

盖体14可包括一个水平设置的盖板141，其朝下盖设于主壳体11的上端开口上。主壳体11的上端开口周围可形成有密封槽11b，盖板141的边缘朝下凸伸形成密封凸缘145，密封凸缘145对应插设于密封槽11b内，并通过密封粘接胶固定且密封。在其他的一些实施方案中，盖体14也可以直接定位于主壳体11的上端开口，并通过密封粘接胶固定且密封。

本实施例的压力传感器中，主壳体11的左右一侧侧壁朝内凹陷而形成具有一侧部开口37的通气腔31。盖板141的左右对应一侧边缘朝下延伸形成一挡板142，挡板142密封地盖设于通气腔31的侧部开口37上。上下间隔设置的层间隔板33b、层间隔板33a设置于通气腔31内，并将通气腔31隔成顶部腔体、中间腔体和底部腔体共三个分腔体，层间隔板33a和层间隔板33b上开设有用于上下连通相邻的两个分腔体的开口330。通气腔31的底壁32上开设有外通气口32a以连通于大气。外通气口32a及上述的两个开口330中，在前后方向上交替设置以形成通气道的迂回通气道17，例如，外通气口32a设置于通气腔31的底部后侧，层间隔板33a上的开口330设置于层间隔板33a的前侧部分上，层间隔板33b上的开口330设置于层间隔板33b上的后侧部分上。在其他的一些实施方案中，也可以仅仅使外通气口32a及上述的两个开口330中的这三者中的两者，在前后方向上交替设置，以阻碍射流从外通气口32a中沿迂回通气道17接近透气膜安装腔360。

为便于透气膜安装腔360的安装，主壳体11朝顶部腔体内朝左右外侧凸伸形成延伸管34，延伸管34内同轴地设有外通气孔34a。延伸管34的外端上粘贴有防水透气膜36以封堵于外通气孔的外侧壁朝内凹陷而形成具有一侧部开口37的通气腔31。主壳体11内还形成有内通气道，内通气道包括一个最好竖直的内通气孔30，内通气孔30的上端(即内端)连通至第一腔154a，内通气孔30的下端(即外端)连通至外通气孔34a的内端(图7中的左端)。盖板141的左右对应一侧边缘朝下一体地延伸形成一挡板142，挡板142密封地盖设于通气腔31的外侧开口上。

内通气孔30的一连通至延伸管34。延伸管34的外端上粘贴有防水透气膜36以封堵于外通气孔的外端。这样，实际工作或测量时，即使有射流朝上从外通气口32a中进入通气道中，也会在迂回通气道17中进行迂回上升(如图5中的宽箭头所示)。射流在喷溅至防水透气膜36上前，必须先前后迂回地通过外通气口32a、层间隔板33a上的开口330及层间隔板33b上开口330。因此，本实施例的能够有效地避免射流喷溅至防水透气膜36上而导致防水透气膜36的通气量下降甚至完全堵塞。优选地，每个分腔体的高度和宽度最好大于或等于2.5mm，这样能够避免由于表面张力和毛细管作用导致的液封和挂壁，进而使进入通气腔31内的液体能够顺畅地从外通气口32a中流出。在其他的一些方案中，层间隔板可总共设置为一个、三个或超过三个。其中，层间隔板的左右外侧与挡板142的内侧一端抵接或抵近，当两者相抵近时，其间隙宽度最好小于或等于1mm。

在其他的一些实施方案中，层间隔板也可以仅设置为一个，此时层间隔板将通气腔31分隔为顶部腔体和底部腔体这两个分腔体；当然层间隔板也可以设置为三个或三个以上，此时，这些分腔体包括从上到下依次设置的一个顶部腔体、两个或两个以上中间腔体及一个底部腔体。

较佳地，可使防水透气膜36下缘相对于上缘朝内收缩，进而可加大其与挡板142内侧之间的空间，以避免防水透气膜36与挡板142之间间隙过小直接影响通气性，同时避免该间隙之间的少量液珠形成液封于防水透气膜36表面而影响通气性。

其中，主壳体11的对应于挡板142的一侧表面形成挡止面14a，挡止面14a上朝外凸伸形成两个竖直且前后间隔的侧挡条14b。挡板142的内侧表面抵紧于挡止面14a及侧挡条14b上。侧挡条14b的前后外侧形成密封槽14c。挡板142的前后两侧从顶端之近端部向下收缩形成收缩部146。挡板142的位于挡板142下侧的之部分设置于密封槽14c内，并与主壳体11之间通过灌封于密封槽14c内的密封胶144密封；挡板142的位于挡板142上侧之部分和相接部143从上侧遮盖挡板142与主壳体11的连接处。如此，挡板142从左右外侧密封地盖设于通气腔31上。其中，收缩部的上部延伸至相接部143，这样可使密封胶144的顶部相应地形成楔形填充部144a(参见图5)以密封于收缩部146与主壳体11之间，以避免液体从该处进入通气腔31内。在其他的一些实施方案中，盖板141也可以和挡板142相分离，并分别与主壳体11连接，这样提升了灵活性但同时也增加了工序。

请参阅图8。本申请的第二实施例迂回通气道17，可在第一实施例的基础上作如下改进：在主壳体11上开设有大致左右延伸的水平通气道35。水平通气道35的左右一端与最底部的分腔体(即底部腔体)下部侧壁上的一通气口35a连通。外通气口32a开设于主壳体11的左右另一侧(图7中具体为左侧)并朝上连通至水平通气道35的左右另一端，而不是开设于通气腔31的底壁32上。这样，由外通气口32a进入的射流额外地需要先经过一段水平通气道35才能抵达底部腔体。因此，进一步提升了防水性能。

请参阅图9。本申请的第三实施例迂回通气道17，可在第一实施例的基础上进一步地使层间隔板33a具有开口330的一端(图9中的右端)相对于另一端朝下倾斜，使层间隔板33b的具有开口330的一端(图9中的左端)地相对于另一端朝下倾斜，这样，能够在迂回通气道17内形成自下而上形成四个主要的转弯导向部(未标记，即图9中所示宽箭头的拐角部)。流体自外通气口32a中向下游(定义为迂回通气道17的上端一侧)进入底部腔体后，首先被第一转弯导向部333的下侧的附加的转弯导向部333a引导向前侧(图9中的右侧)，被通气腔31的前侧壁31a上形成的第二转弯导向部被导向上侧并经层间隔板33a上的开口330进入中间腔体内，再被第三转弯导向部导向后侧，再被通气腔31的后侧壁31b和层间隔板33a围成的第四转弯导向部导向至上侧并经层间隔板33b上的开口330进入透气膜安装腔360内。在迂回通气道17内，这四个转弯导向部使流体或迂回通气道17依次顺时针(以垂直纸面向内方向为参考方向)偏转一钝角α₁(即第一转弯导向部处的出流导向面17b相对于进流导向面17a的偏转角度)、逆时针偏转一钝角α₂、逆时针偏转一钝角α₃及顺时针偏转一钝角α₄。其中，为使层间隔板33b、33a上表面的液体也更容易沿层间隔板滑落、排出，间隔板33b朝向其开口330的一端与底壁32或层间隔板的上表面之间的间隔331最好大于或等于2.5mm。这样，能够在有限空间中在保证迂回通气道17的尺寸的同时，尽量使迂回通气道17迂回次数较多，以更好地利用迂回通气道17阻碍流体进入透气膜安装腔360内。在其他的一些简化方案中，还可以仅保护上述的第一转弯导向部(即层间隔板33a)，这样也能够对射流起到一定的阻碍作用。另外，可以看出，实施例一和实施例二中相应的几个偏转角α₁～α₄均为90度。

请参阅图10。本申请的第四实施例的迂回通气道17，可在第三实施例的基础之上，使层间隔板33a、33b的靠近开口330的一端朝下倾斜后再朝下侧弯曲形成弧形导向板332，弧形导向板332的朝向迂回通气道17的一侧内壁上形成附加的转弯导向部333a。这样能够使射流沿层间隔板33a、33b的下表面进一步被弧形导向板332朝下引导，以在原偏转角度α₁的基础上朝同一侧增加了α₁₀，进而更好地阻挡射流进一步朝上运动。在其他的一些实施方案中，也可以由水平的层间隔板33a、33b分别朝下弯曲形成弧形导向板332，此时其整体的偏转角度为90°与α₁₀之和。第一转弯导向部333和附加的转弯导向部333a位于迂回通气道17的同一侧且前后紧邻，并且都使迂回通气道17朝顺时针一侧连续两次偏转，因此也可以视为合并为一个转弯导向部，其整体上使迂回通气道17的偏转角度，即为最后一个附加的转弯导向部333a的出流导向面相对于上一个转弯导向部的出流导向面(当上游不存在该转弯导向部时，取来自外部的入流方向，例如射流自外通气口32a朝上射入时，该入流方向朝上)。因此，也可以将一个弧形的转弯导向部视为由连续的、偏转角较小的多个转弯导向部的组合，其整体上的偏转角即为弧形的转弯导向部的出流导向面相对于上游的入流方向或上游对侧紧邻的转弯导向部的出流导向面的偏转角度。因此，本申请中的“偏转角”在二维平面上可以更严格地定义为：本转弯导向部的出流导向面的朝向下游的切线方向相对于上游入流方向的偏转角度；其中，上游入流方向为上游紧邻的转弯导向部的出流导向面的朝向下游的切线方向，当上游紧邻的转弯导向部不存在时，上游入流方向由迂回通气道的外部限定。

请参阅图11。本申请的第五实施例的迂回通气道17，其部分或全部形成于主壳体11的侧壁内，转弯导向部38a～38d的出流导向面与各自的下游对侧紧邻的转弯导向部的入流导向面平行，因此，其各自的偏转角可以简化地描述为第一至第五方向D1～D5的相对偏转角度。如图所示，迂回通气道17下端向上端(即下游)一侧延伸的过程中，沿垂直于左右方向的平面进行迂回。具体地，迂回通气道17从下端的外通气口32a开始，先沿第一方向D1倾斜朝上，被转弯导向部38a向逆时针一侧偏转一钝角后沿第二方向D2倾斜朝下，再被转弯导向部38b向顺时针一侧偏转一钝角后沿第三方向D3倾斜朝上，再被转弯导向部38c向逆时针一侧偏转一钝角后沿第四方向D4倾斜朝下，再被转弯导向部38d向顺时针一侧偏转一钝角后沿第五方向D5倾斜朝上，以连通至透气膜安装腔360的后侧。其中，防水透气膜36最好设置于透气膜安装腔360的远离迂回通气道17的上端的前后一侧，即前侧。迂回通气道17的上端与防水透气膜36之间最好设置有一挡液板171，挡液板171的上端与通气腔41的顶部之间留有通气空间。其中，迂回通气道17的另一部分也可形成于挡板142内。挡板142与主壳体11之间围成完整的迂回通气道17，这样能够便于制造成型。从图11中可以看出，迂回通气道17的下侧内壁17d上的转弯导向部38b和转弯导向部38d为朝下凹陷而形成的低洼凹坑，其内有可能残留一定的液体，而在一定程度上减小迂回通气道17的通道尺寸，并使液体在迂回通气道17内保存较长时间。上述的第一至第五方向D1～D5，其相对地对应一段方向不变的通气道部分。

请参阅图12。本申请的第六实施例的迂回通气道17，可在第五实施例的基础上使下侧内壁17d自下至上逐渐抬高，这样能够避免在下侧内壁17d上形成低洼凹坑而在较长时间内保存残留液体。同时，可使使转弯导向部38a与转弯导向部38b的下游一侧(即靠近出流导向面17b的一侧)凸伸形成延伸阻挡部19，以使迂回通气道17内的通道尺寸保持一定的尺寸而不会因相对扩大而降低对液体的阻碍作用，同时使偏转角增大为β。其中，迂回通气道17的位于主壳体11内的部分，可以由主壳体11的右侧壁朝外凸伸形成的两个薄壁17c与主壳体11的右侧壁围成。

请参阅图13。本申请的第七实施例的迂回通气道17，其部分或全部形成于主壳体11的侧壁内。迂回通气道17下端向上端(即下游)一侧延伸的过程中，沿垂直于左右方向的平面进行迂回。具体地，迂回通气道17从下端的外通气口32a开始，先沿第一方向D1倾斜朝上，被转弯导向部38a向逆时针一侧偏转一钝角后沿第二方向D2倾斜朝下，再被转弯导向部38b向顺时针一侧偏转一钝角后沿第三方向D3倾斜朝上，再被转弯导向部38c向顺时针一侧偏转一钝角后沿第四方向D4倾斜朝下，再被转弯导向部38d向逆时针一侧偏转一钝角后沿第五方向D5倾斜朝上，以连通至透气膜安装腔360的前侧。其中，防水透气膜36最好设置于透气膜安装腔360的远离迂回通气道17的上端的前后一侧，即后侧。迂回通气道17的上端与防水透气膜36之间最好设置有一挡液板171，挡液板171的上端与通气腔41的顶部之间留有通气空间。其中，迂回通气道17的另一部分也可形成于挡板142内。挡板142与主壳体11之间围成完整的迂回通气道17，这样能够便于制造成型。相比于第五实施例的迂回通气道17，在第一方向D1和第二方向D2上进行迂回不同，本实施例的迂回通气道17，在第一方向D1之后在第二方向D2和第三方向D2交替迂回，且转弯导向部38c朝反向一侧偏转。

请参阅图14。本申请的第八实施例的迂回通气道17，其在第七实施例的基础上，可将原第七实施例中的迂回通气道17分为两个部分，该两个部分在第三方向D3所对应的通气道部分上断开，并使上述的两个部分分别在两个平行平面X1和X2上延伸，并通过一个第六方向D6所对应的连接部分172连接于两部分的断开一端。在其他的一些实施方案中，迂回通气道17还可以分为三个或更多分别延伸于对应数量的平行平面上，相邻的部分之间通过连接部分172连通。其中，连接部分172最好具为一直段(方向恒定)并垂直于该组平行平面。

请参阅图15。本申请的第九实施例的迂回通气道17，可在第五实施例的基础上使迂回通气道17整体地沿逆时针方向旋转一定角度，以使迂回通气道17的内壁上不存在向下凹陷的低洼凹坑。同时，经过旋转后，本实施八角形的迂回通气道17在各高度的水平截面在水平面上投影具有一定的共同相交区域17e。例如，当迂回通气道17在各高度的水平截面为矩形时，其具有类似于S1所示的共同相交区域；当迂回通气道17在各高度的水平截面为圆形时，其具有类似于S2所示的共同相交区域。该共同相交区域17e使得射流有朝上直接进入透气膜安装腔360内的风险，因此，在较佳的实施例中，应尽量使迂回通气道17在各高度水平截面在水平面上的投影无共同相交区域，或应当尽量减小该共同相交区域的面积。

请参阅图16。本申请的第十实施例的迂回通气道17，可在第九实施例的基础上使迂回通气道17整体地沿逆时针方向继续旋转一定角度至如图16所示，以使迂回通气道17的内壁上不存在向下凹陷的低洼凹坑，同时使迂回通气道17在各高度水平截面在水平面上的投影无共同相交区域。

请参阅图17。本申请的第十一实施例的压力传感器中，与第一实施例的迂回通气道17前后迂回不同，本实施的迂回通气道17绕一中心轴线呈螺旋状迂回。具体地，迂回通气道17包括通气腔41，通气腔41可形成于主壳体11内，其下端设有与壳体1的外部连通的下端开口(未标记)。通气腔41的上部形成一透气膜安装腔360，透气膜安装腔360设置于透气膜安装腔360内。通气腔41具有至少与上述中心轴线同轴设置的一段圆形内壁41b。一螺旋板421固定且密封地或绕设于一芯柱422上，或者螺旋板421一体地连接于芯柱422上(这样易通过旋转挤塑成型得到低成本、大批量的该元件)。芯柱422的上端抵止于通气腔41的顶部内壁41a上。螺旋板421的径向外侧直接抵紧于上述圆形内壁41b上。这样，能够通过由螺旋板421和芯柱422组成的带芯螺旋板42与圆形内壁41b之间围成螺旋通气道420，进而在有限空间中获得对流体更长的阻挡路径，以有效地阻碍流体经迂回通气道17进入通气腔41的上部。自壳体1外部朝上进入的射流，在上升的过程中受到螺旋板421阻挡。其中，芯柱422的上端可抵接定位于通气腔31的顶部内壁上。便佳地，还可以使芯柱422的下端套设于一端板423上开设的配合孔423a内，并使端板423粘接(例如通过密封粘接胶425粘接于通气腔41的下端开口上形成的定位台阶上)或紧密扣合等方式固定于通气腔31的下端的下端开口处，端板423上开设有外通气口424。这样，能够更有效地避免带芯螺旋板42从通气腔31中脱出。更进一步地，可使主壳体11朝通气腔31内凸伸形成阻隔于螺旋通气道420上端与防水透气膜36之间的挡液板(未示出)。其中，延伸管34大致朝沿左右方向朝外(图17中的右侧)伸入透气膜安装腔360内，此时，为便于防水透气膜36的安装，可在通气腔31的左右外侧壁上设置一侧部安装口(未标记)，同时通过挡板142进行遮盖和密封。其中，螺旋通气道420的宽度和高度(层间高度)最好等于或大于2.5mm。在其他的一些实施方案中，还可使通气腔41形成于主壳体11内且仅通过下端开口与壳体1的外部连通，并使延伸管34大致朝下设置，从而方便直接从通气腔41的下端开口处将防水透气膜36经由上述圆形内壁41b送入透气膜安装腔360内安装于延伸管34的外侧一端上，同时可以省略挡板142及其相关结构。

请参阅图18、图19。本申请的第十二实施例中，其在第十一实施例的基础上，壳体1进一步包括与主壳体11相组合的管壳16，上述圆形内壁41b形成于管壳16的内壁。管壳16的外壁或上端与主壳体11之间密封连接。将延伸管34朝下伸入一通气腔41内，内通气孔30朝下直接贯穿延伸管34以连通于透气膜安装腔360。在其他的一些实施方案中，可使通气腔41仅通过下端开口与壳体1的外部连通，以将带芯螺旋板42与管壳16先组装为组件，再将其方便地安装于通气腔41内。

在其他的一些实施方案中，管壳16可以为塑料件，带芯螺旋板42固定套设一管壳16中，再使管壳16密封套设于通气腔41的内壁上。这样，还可以额外地在管壳16的上端粘接一个防水透气膜36a；或者，略去延伸管34上的防水透气膜3，只保留防水透气膜36a。在其他的一些方案中，可在仅保留防水透气膜36时，并将防水透气膜36a更换为一个开设有一通气口的圆形盖板(未示出)，通气口可避开螺旋通气道420的上端开口以更好地阻挡射流。更佳地，可使螺旋板421的径向外侧形成刃部42a，其可挤胀于塑性的管壳16内，并使管壳16相应朝外拱起形成鼓胀部43a。鼓胀部43a与通气腔41的管壳16之间相贴合。管壳16的下端可一体地连接有端板423。端板423的上端表面抵接于主壳体11的下端表面，并与主壳体11的下端表面之间通过密封粘接胶426密封固定。端板423上开设有配合孔423a和外通气口424，外通气口424在一连接口处与外通气口424合并。其中配合孔423a用于与芯柱422的下端配合连通，连接口相对于端板423的周向角度小于180度(即半周)以防止芯柱422从中脱出。外通气口424的大小配置为。容许螺旋板421经外通气口424完全地旋入通气腔31中，即在将带芯螺旋板42装入管壳16中时，可使芯柱422的上端插入配合孔423a中，将使螺旋板421从外通气口424中不断旋入，直至螺旋板421完全越过端板423。芯柱422的下端可固定有旋转柄427。本实施例的压力传感器，对于各种不同类型的压力传感器，只需要在压力传感器的主壳体11内一体成型出一致规格的通气腔41，就能够通过端板423与带芯螺旋板42形成的组合件便可方便地组装于各型压力传感上，同时带芯螺旋板42也是容易通过塑挤塑成型进行连续制造的。

请参阅图20。本申请的第十三实施例中，其可在第十二实施例的基础上，将管壳16的上端通过密封粘接胶34d粘接于延伸管34的外围，而不是将管壳16的外壁与通气腔41的内壁之间进行连接并密封。这样，易于使延伸管34的外端位于主壳体11的外部而便于进行防水透气膜36的安装于延伸管34的外端面上。其中，延伸管34的外围可形成一密封槽34c，管壳16的上端伸入密封槽34c内并通过上述密封粘接胶34d与延伸管34的外围进行固定和密封。

请参阅图21。本申请的第十四实施例中，其可在第十三实施例的基础上，使管壳16分为至少两部分，例如可将管壳16沿过其轴线的一竖直平面将其对半剖分为第一部分16a和第二部分16b。第一部分16a靠近主壳体11的侧壁并与之一体连接，第二部分16b远离主壳体11的侧壁且其上端与延伸管34的外围进行固定和密封。在其他的一些实施方案中，还可以使第二部分16b的下端与端板423一体地连接，这样能够先使带芯螺旋板42、第二部分16b及端板423组合为组件，再一同安装于主壳体11上。

以上的各实施例中，迂回通气道17最窄处应具有合适的宽度，例如大于或等于最2.5mm，即在迂回通气道的通气方向上，其垂直截面的内切圆半径应大于或等于2.5mm，并最好小于或等于5mm。上述的防水通气结构，除了可以应用于上述的压力传感器外，还可以应用于其他需要与大气或其他环境连通的传感器或其他非传感器装置。

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)

1.一种防水通气结构，包括用于使壳体(1)的内腔连通至壳体(1)的外部的通气道，其特征在于，所述通气道包括绕一迂回通气道(17)，所述迂回通气道(17)的上侧一端经过防水透气膜(36/36a)后连通至所述壳体(1)的内腔，所述迂回通气道(17)的下侧一端连通至壳体(1)的外部；所述迂回通气道(17)从其下端开始绕大致竖直的一中心轴线(X1)呈螺旋状地延伸至其上端。

2.根据权利要求1所述的防水通气结构，其特征在于，所述壳体(1)内形成一密闭的通气腔(41)，所述通气腔(41)的上部经一内通气道朝内连通至壳体(1)的内腔；通气腔(41)具有与所述中心轴线(X1)同轴设置的一段圆形内壁(41b)，一螺旋板(421)密封地绕设于一芯柱(422)上且其径向外侧边缘抵近或抵接于所述圆形内壁(41b)上，螺旋板(421)、芯柱(422)及所述圆形内壁(41b)围成所述迂回通气道(17)。

3.根据权利要求2所述的防水通气结构，其特征在于，所述防水透气膜(36)设置于所述通气腔(41)的上部并盖设于内通气道的外端上；所述内通气道的外端大致沿左右方向伸入所述通气腔(41)的上部，且所述通气腔(41)的上部之左右外侧对应开设有容许所述防水透气膜(36)被送入所述透气膜安装腔(360)上部的侧部安装口，或者，所述内通气道的外端大致朝下伸入所述通气腔(41)的上部，所述圆形内壁(41b)容许所述防水透气膜(36)经由其内部朝上被送入所述通气腔(41)的上部。

4.根据权利要求2所述的防水通气结构，其特征在于，所述壳体(1)包括组合在一起的主壳体(11)和管壳(16)，所述防水透气膜(36a)盖设于所述内通气道的外端或所述管壳(16)的上端，所述圆形内壁(41b)形成于所述管壳(16)的内壁上。

5.根据权利要求4所述的防水通气结构，其特征在于，所述管壳(16)的部分或全部一体地连接于主壳体(11)上，所述防水透气膜(36)设置于所述通气腔(41)的上部并盖设于内通气道的外端上。

6.根据权利要求5所述的防水通气结构，其特征在于，所述管壳(16)包括沿径向平面剖分而成的且密封连接的第一部分(16a)和第二部分(16b)，所述管壳(16)一体地连接于所述主壳体(11)上，所述第二部分(16b)的上端密封地组合于所述主壳体(11)上。

7.根据权利要求4所述的防水通气结构，其特征在于，所述防水透气膜(36)盖设于所述内通气道的外端上，管壳(16)的上端密封地组合于所述内通气道的外端周围。

8.根据权利要求4所述的防水通气结构，其特征在于，还包括固定套设于芯柱(422)下端的端板(423)，端板(423)固定于管壳(16)的下端，所述端板(423)上开设有与壳体(1)外部连通的外通气口(424)。

9.根据权利要求4所述的防水通气结构，其特征在于，还包括一水平通气道(35)，所述水平通气道(35)的一端与所述底部腔体的下部侧壁上设置的所述通气口(35a)连通，另一端通过一外通气口(32a)朝下连通至壳体(1)的外部。

10.一种装置，其特征在于，包括根据要求1至9中的任一项所述的防水通气结构。