CN212180158U - 一种用于测量存储易挥发液体罐体内部压力的传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及传感器领域内的一种用于测量存储易挥发液体罐体内部压力的传感器，其壳体内设有空腔，空腔内安装有PCB板，PCB板上设有压力传感器组件，壳体的一端设有插接口，壳体内嵌设置有插接端子，插接端子一端伸入插接口内，插接端子另一端与PCB板电连接，壳体上侧设置有遮盖空腔的上盖，壳体下侧设有用于与罐体连接安装的导柱，导柱中心设有通气孔，PCB板上与通气孔对应设有测压孔，PCB板上的测压孔下侧与壳体之间密封连接；通气孔压力传感器组件的测压面，压力传感器组件的测压面相对的另一面接通大气。该装置易于实现密封，可以便捷安装在汽车油箱或油箱附件上，可耐汽油蒸汽腐蚀，同时抗HC渗透性能好。

Description

一种用于测量存储易挥发液体罐体内部压力的传感器

技术领域

本实用新型涉及测量常温下挥发性液体存储装置内部压力的传感器，特别是汽车燃油蒸发系统的内部压力。

背景技术

具有内燃机的车辆包括存储液体燃料的燃料箱箱以及易挥发的液体燃料，如汽油、甲醇或其它燃料等。这些燃油受到温度的影响（包含太阳能直射、地面热能辐射、油泵高温传导以及回油管回油温度加热）易蒸发成燃油蒸汽。无论是车辆处于行驶或停止状态，燃油蒸汽几乎始终存在。如果将这些燃油蒸汽直接排放到大气中，一方面会造成严重的环境污染，一方面也造成了极大的经济损失。因此需要车辆存在一套系统，能否将这些燃油蒸汽收集和利用，称之为“蒸发排放管理系统”。传统低压油箱的蒸发排放管理系统组成包含燃油箱、碳罐、压力传感器、碳罐脱附阀等；插电式混合动力高压油箱的蒸发排放管理系统组成包含燃油箱、碳罐、压力传感器、碳罐脱附阀、油箱隔离阀、泄漏检测模块等。

美国专利US5267470中，公开了将压力传感器与油箱翻转阀集成到一起，以防车辆翻转后燃油泄漏的技术方案。但这种方式存在一些缺点，如集成的产品安装方式比较单一，且集成油箱翻转阀后对于产品的装配工艺要求大大提高。

美国专利US6131445中，提出了一种新的安装方案，通过倒置的卡口和密封圈的结构设计将压力传感器固定到油箱法兰上。这种设计同时也限定了压力传感器的安装方式，同时该安装方式在安装时容易折断卡扣，且当压力较大会出现问题。另外该专利披露压力传感器的内部单元通过胶水粘接到壳体上。为了避免胶水堵住透气孔，对工艺要求较高。另一方面，考虑到插电式混合动力高压油箱，此种粘接技术可能会存在风险。

现有技术中，受到油箱材料的限制，在油箱上直接安装压力传感器非常困难。传统的方案是将压力传感器安装到油泵法兰、加油管或油箱翻转阀上。这些安装受制于油箱结构和布线的影响，对于系统布置要求较高。现在的压力传感器一般用于传统内燃机的泄漏检测方案，压力检测量程较低，一般为-3.75kPa~1.25kPa。针对于新能源汽车，如插电式混合动力汽车的应用，压力检测范围扩大到-2.5Psi~5.5Psi，压力等级的提升不仅对油箱的耐压等级要求增加，而且对压力传感器的耐压等级也相应的大大提高。一方面压力传感器内部芯片的固定强度要求的提高，一方面压力传感器安装到载体上密封耐压等级也大大提高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于测量存储易挥发液体罐体内部压力的传感器，使其可以便捷安装在汽车油箱或油箱附件（管路、碳罐）上，可耐汽油蒸汽腐蚀，同时抗HC（碳氢化合物）渗透性能好。

本实用新型的目的是这样实现的：一种用于测量存储易挥发液体罐体内部压力的传感器，包括壳体，所述壳体内设有空腔，空腔内安装有PCB板，PCB板上设有压力传感器组件，壳体的一端设有插接口，壳体内嵌有插接端子，插接端子一端伸入插接口内，插接端子另一端与PCB板电连接，壳体上侧设置有遮盖空腔的上盖，壳体下侧设有用于与罐体连接安装的导柱，导柱上安装有密封套，所述导柱中心设有通气孔，PCB板上与通气孔对应设有测压孔，PCB板上的测压孔下侧与壳体之间密封连接；所述通气孔经测压孔接通压力传感器组件的测压面上，所述压力传感器组件的测压面相对的另一面接通大气。

本实用新型工作时，通过导柱使其与存储易挥发液体的罐体相连，通过插接口与电控单元插接连接，可以将罐体内的压力信号传递给电控单元。由于PCB板和压力传感器组件设置在空腔内，具有良好的密封效果，PCB板具有足够好的强度，可以耐受更大压力，使得装置的测压范围更大。与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，该装置安装固定方便，易于实现密封，可以便捷安装在汽车油箱或油箱附件（管路、碳罐）上，可耐汽油蒸汽腐蚀，同时抗HC（碳氢化合物）渗透性能好。

作为本实用新型的进一步改进在于，所述PCB板上的测压孔下侧与壳体之间设有O型密封圈，PCB板与壳体之间经热铆柱铆接连接；所述上盖周边与壳体之间经密封胶密封粘接。热铆柱铆接连接可以提供适当的压缩力使得O型密封圈可以实现良好密封。

作为本实用新型的进一步改进在于，所述上盖上侧设有向上凸起的防尘连接座，防尘连接座上安装有防尘盖，防尘连接座中心设有贯穿上盖的透气孔，所述防尘盖与防尘连接座之间留有接通大气的微通道。该结构保证了传感器具有良好的防尘效果，保证了压力检测的稳定可靠。

作为本实用新型的进一步改进在于，所述上盖内侧与透气孔对应设有防水透气膜。防水透气膜保证透气的同时，可避免水进入空腔内，防止PCB板短路或锈蚀。

作为本实用新型的进一步改进在于，所述压力传感器组件包括设置在所述PCB板上方的陶瓷基板，陶瓷基板上设有传感器单元塑封壳体，所述传感器单元塑封壳体内部通过固晶胶水固定传感元和调理芯片，传感元上侧与大气相通，传感元下侧与通气孔相连，形成压差传感器，用于将压差信号转换成电压信号的调理芯片与传感元之间电连接。该方案中，传感元与PCB之间添加一层陶瓷基板衬底，将压力感应芯片与基板明显分隔；这种结构可以消除机械应力对产品输出精度产生的影响，避免应力作用在传感元上，有效提高传感器精度。传感元与调理电路塑封在塑料壳体内形成模块化组件，由于塑封壳体具有良好的刚度，表面光洁度和抗HC分子渗透性能，该组件端面可以直接与密封圈进行装配，良好的刚度可以避免压缩密封圈而产生的应力对内部传感元的影响，光洁的端面与密封圈可以形成良好的密封。

作为本实用新型的进一步改进在于，所述导柱上具有防止密封套滑脱的倒刺结构。

作为本实用新型的进一步改进在于，所述壳体由尼龙材料注塑而成；所述O型密封圈及密封套由含氟橡胶材料制成。材料的抗HC分子渗透性能能有效提高传感器总成的HC排放性能。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为压力传感器组件的局部放大图。

图3为上盖与防尘盖局部放大图。

图4为本实用新型使用状态图。

其中，1插接口，2插接端子，3壳体，4密封胶，5上盖，6防尘盖，7透气孔，8防尘连接座，9防水透气膜，10压力传感器组件，1001传感元，1002调理芯片，1003固晶胶水，1004传感器单元塑封壳体，1005陶瓷基板，11测压孔，12PCB板，13O型密封圈，14导柱，15密封套，16通气孔，17热铆柱，18空腔，19燃油箱，20微通道。

具体实施方式

如图1-3所示，为一种用于测量存储易挥发液体罐体内部压力的传感器，包括壳体3，壳体3由尼龙材料注塑而成，所述壳体3内设有空腔18，空腔18内安装有PCB板12，PCB板12上设有压力传感器组件10，壳体3的一端设有插接口1，壳体3内嵌设置有插接端子2，插接端子2一端伸入插接口1内，插接端子2另一端与PCB板12电连接，壳体3上侧设置有遮盖空腔18的上盖5，壳体3下侧设有用于与罐体连接安装的导柱14，导柱14上安装有密封套15，密封套15由含氟橡胶材料制成，导柱14上具有防止密封套15滑脱的倒刺结构，所述导柱14中心设有通气孔16，PCB板12上与通气孔16对应设有测压孔11，PCB板12上的测压孔11下侧与壳体3之间密封连接；所述通气孔16经测压孔11接通压力传感器组件10的测压面上，所述压力传感器组件10的测压面相对的另一面接通大气。

所述PCB板12上的测压孔11下侧与壳体3之间设有O型密封圈13，O型密封圈13及由含氟橡胶材料制成，PCB板12与壳体3之间经热铆柱17铆接连接；所述上盖5周边与壳体3之间经密封胶4密封粘接。

所述上盖5上侧设有向上凸起的防尘连接座8，防尘连接座8上安装有防尘盖6，防尘连接座8中心设有贯穿上盖5的透气孔7，所述防尘盖6与防尘连接座8之间留有接通大气的微通道20。所述上盖5内侧与透气孔7对应设有防水透气膜9。可防止外界泥水或灰尘堵塞透气孔7。

所述压力传感器组件10包括设置在所述PCB板12上方的陶瓷基板1005，陶瓷基板1005上设有传感器单元塑封壳体1004，所述传感器单元塑封壳体1004内部通过固晶胶水1003固定传感元1001和调理芯片1002，传感元1001上侧与大气相通，测压孔11也贯穿陶瓷基板1005，使得传感元1001下侧与通气孔16相连，从而形成压差传感器，用于将压差信号转换成电压信号的调理芯片1002与传感元1001之间电连接。

工作时，如图4所示，其安装在燃油箱19上，汽油蒸气产生的蒸汽压力P1 通过导气孔作用在所述传感元1001的感应膜片下方，大气压产生的压力P2，P1- P2产生压差△P并使感应膜片上的电阻电桥变形产生相应的电压差信号。压差信号经过所述传感组件上的调理芯片1002按照预先设置的标定参数及量程范围调理成0.5V~4.5V的电压信号并通过连接器传输给ECU。本实用新型所述传感器按照位置还可以在油箱呼吸管路上或者碳罐上。

本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型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实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于测量存储易挥发液体罐体内部压力的传感器，包括壳体，其特征在于：所述壳体内设有空腔，空腔内安装有PCB板，PCB板上设有压力传感器组件，壳体的一端设有插接口，壳体内嵌设置有插接端子，插接端子一端伸入插接口内，插接端子另一端与PCB板电连接，壳体上侧设置有遮盖空腔的上盖，壳体下侧设有用于与罐体连接安装的导柱，所述导柱中心设有通气孔，导柱上安装有密封套，PCB板上与通气孔对应设有测压孔，PCB板上的测压孔下侧与壳体之间密封连接；所述通气孔经测压孔接通压力传感器组件的测压面上，所述压力传感器组件的测压面相对的另一面接通大气；所述压力传感器组件包括设置在所述PCB板上方的陶瓷基板，陶瓷基板上设有传感器单元塑封壳体，所述传感器单元塑封壳体内部通过固晶胶水固定传感元和调理芯片，传感元上侧与大气相通，传感元下侧与通气孔相连，形成压差传感器，用于将压差信号转换成电压信号的调理芯片与传感元之间电连接，所述电压信号通过连接器传输给ECU。

2.根据权利要求1所述的一种用于测量存储易挥发液体罐体内部压力的传感器，其特征在于：所述PCB板上的测压孔下侧与壳体之间设有O型密封圈，PCB板与壳体之间经热铆柱铆接连接；所述上盖周边与壳体之间经密封胶密封粘接。

3.根据权利要求1所述的一种用于测量存储易挥发液体罐体内部压力的传感器，其特征在于：所述上盖上侧设有向上凸起的防尘连接座，防尘连接座上安装有防尘盖，防尘连接座中心设有贯穿上盖的透气孔，所述防尘盖与防尘连接座之间留有接通大气的微通道。

4.根据权利要求3所述的一种用于测量存储易挥发液体罐体内部压力的传感器，其特征在于：所述上盖内侧与透气孔对应设有防水透气膜。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种用于测量存储易挥发液体罐体内部压力的传感器，其特征在于：所述导柱上具有防止密封套滑脱的倒刺结构。

6.根据权利要求2所述的一种用于测量存储易挥发液体罐体内部压力的传感器，其特征在于：所述壳体由尼龙材料注塑而成；所述O型密封圈及密封套由含氟橡胶材料制成。

Images