CN212747890U - 进气歧管温度压力传感器 - Google Patents

Abstract

一种进气歧管温度压力传感器，涉及到传感器技术领域，包括上盖和壳体，壳体内设有凹腔，上盖与壳体卡接连接使凹腔封闭，凹腔内设有压力感应组件；压力感应组件包括PCB板、陶瓷板和压力芯片，PCB板上设有第一贯孔且所述PCB板通过橡胶密封件固定在凹腔底部；陶瓷板上设有与第一贯孔相通的第二贯孔且陶瓷板粘设在PCB板上，陶瓷板通过第一引线与PCB板信号连接；压力芯片具有感应孔且固定在陶瓷板上，感应孔与第二贯孔相通；通过在压力感应组件中增设陶瓷板的方式，使压力芯片直接固定安装在陶瓷板上，避免压力芯片与PCB板的直接接触，更加有利于保证压力芯片的稳定正常工作，从而实现整个温度压力传感器实时监测信号数据精确输出。

Description

进气歧管温度压力传感器

技术领域

本实用新型涉及到传感器技术领域，具体为一种进气歧管温度压力传感器。

背景技术

进气歧管主要运用于汽车发动机上，是发动机控制系统的关键零部件之一，在进气歧管上需要安装压力感应组件和温度感应组件来测试进入到进气歧管内的气流的压力和温度，温度和压力信号给发动机管理系统，从而转化成进气量信息作为控制发动机的基本参数。

目前压力感应组件的的装配方案中常采用SMT工艺将压力芯片贴附到PCB板上的模式，并在PCB板表面涂硅凝胶以保证压力芯片的稳定工作，但是在使用中发现，在高温和高压的情况下，安装压力芯片的PCB板常有部分形变和翘曲的情况出现，容易造成压力芯片位移而导致监测效果不理想，导致进气歧管的可靠性较差。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提出了一种新的技术方案，以克服上述问题，提高温度压力传感器的检测精度高，实现压力感应组件对气压实时监测的同时保持其稳定性。

本实用新型提出的技术方案如下：

进气歧管温度压力传感器，包括上盖和壳体，所述壳体内设有凹腔，所述上盖与所述壳体卡接连接使所述凹腔封闭，所述壳体底部设有采集通道和检测通道，所述采集通道内设有温度感应组件；所述检测通道与所述凹腔相通，所述凹腔内设有压力感应组件；

所述压力感应组件包括PCB板、陶瓷板和压力芯片，所述PCB板上设有第一贯孔且所述PCB板通过橡胶密封件固定在所述凹腔底部；所述陶瓷板上设有与所述第一贯孔相通的第二贯孔且所述陶瓷板粘设在所述PCB板上，所述陶瓷板通过第一引线与所述PCB板信号连接；所述压力芯片具有感应孔且固定在所述陶瓷板上，所述感应孔与所述第二贯孔相通；

所述温度感应组件包括温度敏感件和与其连接的导线，所述温度敏感件位于所述采集通道内。

进一步的，所述壳体包括插接端，所述插接端内通过注塑工艺固定有多个针脚；所述PCB板通过第二引线与多个所述针脚信号连接；所述导线穿设所述采集通道与所述针脚焊接连接。

进一步的，所述针脚为CuSn6材质制成，所述第一引线与所述第二引线为铝线。

进一步的，所述导线上套设有保护套。

进一步的，所述压力芯片表面覆盖有硅凝胶并通过所述硅凝胶固定在所述陶瓷板上。

进一步的，所述陶瓷板上设有围框，涂有硅凝胶的所述压力芯片设置在所述围框内。

进一步的，所述陶瓷板上还固定有调理芯片，所述调理芯片设在所述围框内；所述调理芯片上涂抹有硅凝胶。

进一步的，所述上盖包括盖体和设在盖体周围的折弯边；所述凹腔内设有环挡，所述压力感应组件设置在所述环挡内；所述环挡与所述凹腔的内壁间隔设置围成环槽；所述折弯边插入所述环槽内使所述上盖与所述壳体卡接。

进一步的，所述盖体上设有隔板，所述上盖与所述壳体卡接连接时，所述隔板将所述环挡围成的区域分割为第一空间和第二空间，所述压力感应组件位于所述第一空间内，所述第二引线和部分针脚的部分位于所述第二空间内。

进一步的，所述盖体上设有与所述凹腔相通的透气孔，所述透气孔内塞有封闭所述透气孔封闭件。

采用本技术方案所达到的有益效果为：

通过在压力感应组件中增设陶瓷板的方式，使压力芯片直接固定安装在陶瓷板上，避免压力芯片与PCB板的直接接触；利用压力芯片与陶瓷板的固定方式代替传统的与PCB板的固定方式，陶瓷板耐潮耐高温的性能使其更加稳定，更加有利于保证压力芯片的稳定正常工作，从而实现整个温度压力传感器实时监测信号数据精确输出。

附图说明

图1为温度压力传感器的爆炸结构图。

图2为压力感应组件和温度感应组件的爆炸图。

图3为压力感应组件中的陶瓷板采用粘接方式与PCB板连接的结构图。

图4为陶瓷板采用粘接方式与PCB板连接的爆炸结构图。

图5为温度压力传感器的立体结构图。

图6为图5中A-A的剖面示意图，展示温度压力传感器的内部结构。

图7为上盖与壳体的分开结构图。

其中：10上盖、11盖体、12折弯边、13隔板、14透气孔、20壳体、21插接端、22环挡、30压力感应组件、31PCB板、32陶瓷板、33压力芯片、34调理芯片、35围框、36密封件、37第一引线、38硅凝胶、40温度感应组件、41温度敏感件、42导线、50封闭件、100粘接板、211针脚、212第二引线、300检测通道、311第一贯孔、321第二贯孔、331感应孔、400采集通道。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

本实施例提供了一种进气歧管温度压力传感器，参见图1、图5-图6，利用该温度压力传感器来监测发动机内气体的实时温度和实时压力，所述温度压力传感器的组成包括上盖10、壳体20、压力感应组件30和温度感应组件40；在所述壳体20内设有凹腔，当上盖10与所述壳体20卡接连接时，刚好可以盖住凹腔，使所述凹腔处于封闭状态，所述压力感应组件30设置在所述凹腔内。

为了实现压力感应组件30对气体压力的监测，所述壳体20底部设有检测通道300，该检测通道300与凹腔相通，这样使得位于凹腔内的压力感应组件30能够实时的监测气体的压力。

具体的，参见图1-图2、图5-图6，所述压力感应组件30包括PCB板31，所述PCB板31设置在凹腔的底部，可以理解为，PCB板31位于凹腔的底部并与壳体20固定，在PCB板31上设置有第一贯孔311，该第一贯孔311与检测通道300相通；在PCB板31上还固定设置有陶瓷板32，所述陶瓷板32上设置有第二贯孔321,第二贯孔321与第一贯孔311相通；压力芯片33固定设置在陶瓷板32上，压力芯片33具有感应孔331，感应孔331与第二贯孔321相对应；这时检测通道300、第一贯孔311、第二贯孔321、感应孔331形成一条通路，发动机中的气体通过这条通路直接到达到压力芯片33的感应孔331内，以实现压力芯片33对气体压力的监测。

通过将压力芯片33直接固定在陶瓷板32上而不是传统的固定在PCB板31上，避免了压力芯片33直接与PCB板31的接触，这样即使PCB板31在受到温度和压力的影响产生了翘曲和形变，也不会影响到压力芯片33连接的稳定性；并且利用陶瓷板32的耐潮耐高温的性能有利于保证压力芯片33在工作时的稳定性，不仅如此，陶瓷板32性能的稳定更加有利于延长压力芯片33的使用寿命，对提高温度压力传感的品质具有积极的促进作用。

文中所提及的PCB板31可以是通过涂胶的方式固定在凹腔底部的，这里的胶优先采用硅凝胶，硅凝胶不仅具有加好的粘接固定性，还具有良好的密封性能，利用硅凝胶的密封性能够有效的保证PCB板31与壳体20连接处的密封性，保证气体只能通过第一贯孔311到达压力芯片33的感应孔331内，避免气体从连接处泄露。

PCB板31还可以是通过螺钉/螺钉/铆钉的方式固定在凹腔的底部的，同时，为了保证PCB板31与壳体20连接处的密封性，在PCB板31与壳体20之间设置橡胶密封件36，利用橡胶密封件36增强PCB板31与壳体20连接处的密封性。

本实施例中，通过涂抹硅凝胶的方式实现PCB板31与壳体20的固定，同时还在PCB板31与壳体20之间设置橡胶密封件36，可以理解为本实施例采用的是双保险的方式，即利用硅凝胶实现PCB板31与壳体20的固定和密封，再利用橡胶密封件36实现对密封性能的进一步的加强。

本实施例中，参见图1-图2，陶瓷板32通过焊接的方式直接固定在PCB板31上，为了实现压力芯片33与PCB板31之间的导通，所述陶瓷板32采用的是双面板，(这里所述的双面板可以理解为陶瓷板32的上下两面均设有电路，这里的上面是指陶瓷板32与压力芯片33连接的一面，这里的下面指的是陶瓷板32与PCB板31焊接的一面)；双面板的陶瓷板32实现压力芯片33与PCB板31之间信号的导通，压力芯片33监测到气体的压力数据，将压力数据信号通过陶瓷板32传递到PCB板31上。

在另一实施例中，参见图3-图4，所述陶瓷板32还可以是粘接在PCB板31上，即在陶瓷板32与PCB板31之间直接涂抹硅凝胶的方式或者是在陶瓷板32与PCB板31之间增设粘接板100的方式实现两者之间的固定，这里需要注意的是，采用粘接的方式时所述陶瓷板32应该是单面板，这里的单面板具体是指只有陶瓷板32与压力芯片33连接的一面设有电路，而陶瓷板32与PCB板31之间的信号连接是通过第一引线37实现的，即压力芯片33监测产生的压力信号通过陶瓷板32、第一引线37传递到PCB板31上。

可选的，参见图1-图2、图5-图6，为了保证压力芯片33在陶瓷板32上连接的稳定性，在压力芯片33与陶瓷板32的连接处涂抹有硅凝胶38，利用硅凝胶38的粘性来保证两者连接的稳定性；同时，为了更好的保护压力芯片33，防止压力芯片33受到外界灰尘或者水雾的影响，涂抹的硅凝胶38应该将整个压力芯片33的表面覆盖，在硅凝胶38凝固后能够有效的保护压力芯片33，避免各种干扰物质的侵入。

需要注意的是，因为硅凝胶38在凝固前处于液体状态，液体状态的硅凝胶38具有流动性导致无法实现完全的覆盖住压力芯片33，因此本实施例为了解决以上问题，在陶瓷板32上增设了围框35，压力芯片33就设置在所述围框35内，这时再对压力芯片33进行涂胶操作，液体状态的硅凝胶38就会完全的被限制在围框35内，从而完全的覆盖压力芯片33直至凝固。

可选的，所述陶瓷板32上还固定有调理芯片34，调理芯片34的作用在于将压力芯片33获取的的小信号调理放大成所需要的信号，并对其做温度补偿和零点补偿，使信号在全温区都有很高的精度；所述调理芯片34设在所述围框35内，并且在涂胶的时候，可以在调理芯片34上同样的涂抹硅凝胶。

本实施例中，所述壳体20包括插接端21，所述插接端21内通过注塑工艺固定有多个针脚211，这里的针脚211用于将实现将压力信号传输给外部的电子元器件；具体的，这里的多个针脚211通过第二引线212与所述PCB板31信号连接。

可选的，上文所述的针脚211为CuSn6材质制成，而所述第一引线37与所述第二引线212为铝线。

发动机的气体经过压力芯片33监测感压后，经过调理芯片34的调理补偿放大，压力数据经过陶瓷板32传递到PCB板31，再经过PCB板31、第二引线212到针脚211上，针脚211插接到外部的电子元器件上实现信号的传递。

这里通过利用针脚211的方式，并将针脚211注塑固定在插接端21内，相比于采用普通的导线实现信号传输的方式，本实施例采用的技术方案有利于保证信号传输的稳定性。

本方案提出的温度压力传感器还需要具备有温度监测的功能，即需要对发动机内气体的温度也需要做出实时的监测；所述壳体20内还设置有采集通道400，温度感应组件40设置在所述采集通道400内，温度感应组件40监测采集通道400气体的温度数据并将其传输给外部的电子元器件。

具体的，所述温度感应组件40包括温度敏感件41和与其连接的导线42，所述温度敏感件41位于所述采集通道400内，以便于实时的监测采集通道400内的气体温度，而导线42用于传输采集的温度数据并输送到外部的电子元器件上。

考虑到成本的投入和信号传递的稳定性，在本实施例中传递温度信号的导线42穿设所述采集通道400与所述针脚211焊接连接，可以理解为本实施例中的压力信号数据和温度信号数据均是通过所述针脚211进行与外部电子元器件交换的。

因为温度感应组件40将会直接与气体进行接触，为了进一步保护导线42的，本实施例在所述导线42上套设有保护套。

本实施例中还对上盖10和壳体20的结构做出了进一步的优化，以确保上盖10和壳体20能够顺利的进行卡接。

具体的，参见图7，所述上盖10的组成分成盖体11和设在盖体11上的折弯边12，这里的折弯边12围绕着盖体11的侧壁设置一圈；在壳体20的凹腔内设有环挡22，所述环挡22与所述凹腔的内壁间隔设置围成环槽，环槽与所述折弯边12相适配，折弯边12插入所述环槽内使所述上盖10与所述壳体20卡接完成。

而上文所述压力感应组件30、第二引线212和针脚211的部分位于所述环挡22内，因此进一步的，为了避免在信号传递产生干扰，本实施例将压力感应组件30单独分开，即在盖体11上设有隔板13，在上盖10与所述壳体20卡接连接时，所述隔板13将所述环挡22围成的区域分割为第一空间和第二空间，所述压力感应组件30位于所述第一空间内，所述第二引线212和针脚211的部分位于所述第二空间内。

可选的，参见图1、图5和图7，本实施例中的盖体11上设有与所述凹腔相通的透气孔14，这里的透气孔14用于实现与凹腔的气体交换；这里设置透气孔14的目的在于保证压力感应组件30上涂抹的硅凝胶凝固的顺利，尤其是在对压力芯片33和调理芯片34涂胶后，通过透气孔14来实现气体的交换促使硅凝胶的凝固，从而达到提高凝固效率的目的。

当然所述透气孔14还有另外的作用，即在整个温度压力传感器装配完成后，在透气孔14处连接上泄露测试仪，该泄露测试仪通过透气孔14检测PCB板31与壳体20固定贴合的位置处是否存在漏气导致整个凹腔充满气体的情况，从而进一步保证温度压力传感器的监测的精确性。

利用泄露测试仪检测传感器不存在漏气后，需要对透气孔14进行封闭，避免灰尘进入到凹腔内影响压力芯片33和调理芯片34的精度，本实施例通过采用封闭件50堵塞住该透气孔14。

本实施例中，所述封闭件50为钢珠，钢珠的直径大于所述透气孔14的直径，即钢珠通过过盈配合的方式堵住透气孔14对其进行封闭。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.进气歧管温度压力传感器，包括上盖(10)和壳体(20)，所述壳体(20)内设有凹腔，所述上盖(10)与所述壳体(20)卡接连接使所述凹腔封闭，其特征在于，所述壳体(20)底部设有采集通道(400)和检测通道(300)，所述采集通道(400)内设有温度感应组件(40)；所述检测通道(300)与所述凹腔相通，所述凹腔内设有压力感应组件(30)；

所述压力感应组件(30)包括PCB板(31)、陶瓷板(32)和压力芯片(33)，所述PCB板(31)上设有第一贯孔(311)且所述PCB板(31)通过橡胶密封件(36)固定在所述凹腔底部；所述陶瓷板(32)上设有与所述第一贯孔(311)相通的第二贯孔(321)且所述陶瓷板(32)粘设在所述PCB板(31)上，所述陶瓷板(32)通过第一引线(37)与所述PCB板(31)信号连接；所述压力芯片(33)具有感应孔(331)且固定在所述陶瓷板(32)上，所述感应孔(331)与所述第二贯孔(321)相通；

所述温度感应组件(40)包括温度敏感件(41)和与其连接的导线(42)，所述温度敏感件(41)位于所述采集通道(400)内。

2.根据权利要求1所述的温度压力传感器，其特征在于，所述壳体(20)包括插接端(21)，所述插接端(21)内通过注塑工艺固定有多个针脚(211)；所述PCB板(31)通过第二引线(212)与多个所述针脚(211)信号连接；所述导线(42)穿设所述采集通道(400)与所述针脚(211)焊接连接。

3.根据权利要求2所述的温度压力传感器，其特征在于，所述针脚(211)为CuSn6材质制成，所述第一引线(37)与所述第二引线(212)为铝线。

4.根据权利要求3所述的温度压力传感器，其特征在于，所述导线(42)上套设有保护套。

5.根据权利要求1或4所述的温度压力传感器，其特征在于，所述压力芯片(33)表面覆盖有硅凝胶(38)并通过所述硅凝胶(38)固定在所述陶瓷板(32)上。

6.根据权利要求5所述的温度压力传感器，其特征在于，所述陶瓷板(32)上设有围框(35)，涂有硅凝胶(38)的所述压力芯片(33)设置在所述围框(35)内。

7.根据权利要求6所述的温度压力传感器，其特征在于，所述陶瓷板(32)上还固定有调理芯片(34)，所述调理芯片(34)设在所述围框(35)内；所述调理芯片(34)上涂抹有硅凝胶(38)。

8.根据权利要求2所述的温度压力传感器，其特征在于，所述上盖(10)包括盖体(11)和设在盖体(11)周围的折弯边(12)；所述凹腔内设有环挡(22)，所述压力感应组件(30)设置在所述环挡(22)内；所述环挡(22)与所述凹腔的内壁间隔设置围成环槽；所述折弯边(12)插入所述环槽内使所述上盖(10)与所述壳体(20)卡接。

9.根据权利要求8所述的温度压力传感器，其特征在于，所述盖体(11)上设有隔板(13)，所述上盖(10)与所述壳体(20)卡接连接时，所述隔板(13)将所述环挡(22)围成的区域分割为第一空间和第二空间，所述压力感应组件(30)位于所述第一空间内，所述第二引线(212)和部分针脚(211)的部分位于所述第二空间内。

10.根据权利要求9所述的温度压力传感器，其特征在于，所述盖体(11)上设有与所述凹腔相通的透气孔(14)，所述透气孔(14)内塞有封闭所述透气孔(14)的封闭件(50)。

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