CN213120925U - 一种压力温度组合式传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压力温度组合式传感器，包括主壳体和与所述主壳体配合封装的插座，所述主壳体远离所述插座的一端设有相对所述主壳体凸出的壳体前段，所述壳体前段的内部设有连接所述插座的感温芯体，所述主壳体靠近所述插座一端的腔体内封装有连接所述插座的压力芯体，所述主壳体开设贯通至所述压力芯体的感压端的测压孔。本实用新型所提供压力温度组合式传感器通过将压力芯体和感温芯体集成在同一主壳体上，相对于多个传感器而言总体尺寸显著降低，方便了压力温度组合式传感器的在滑油系统中的布置。

Description

一种压力温度组合式传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器领域，特别涉及一种压力温度组合式传感器。

背景技术

滑油系统是航空发动机重要的组成系统，对于滑油系统滑油温度和压力的实时监控对航空发动机来说是至关重要的，现阶段国内发动机对于滑油温度、压力的监测都是基于单独的传感器进行，增加了传感器布置的难度，多个传感器的设置占用了滑油箱较大的空间，使得滑油系统的温度及压力检测较为不便。

因此，如何降低传感器体积，提高滑油系统温度和压力检测的便利性成为本领域技术人员需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种压力温度组合式传感器，该组合式传感器通过主壳体上集成感温芯体和压力芯体，缩小多个传感器占用空间，有利于压力温度组合式传感器的在滑油系统中的布置。

为实现上述目的，本实用新型提供一种压力温度组合式传感器，包括主壳体和与所述主壳体配合封装的插座，所述主壳体远离所述插座的一端设有相对所述主壳体凸出的壳体前段，所述壳体前段的内部设有连接所述插座的感温芯体，所述主壳体靠近所述插座一端的腔体内封装有连接所述插座的压力芯体，所述主壳体开设贯通至所述压力芯体的感压端的测压孔。

可选地，所述压力芯体包括筒状的固定壳体和固定于所述固定壳体的测压组件，所述固定壳体的周部开设密封槽，所述密封槽内设有O型密封圈。

可选地，所述测压组件包括设于所述固定壳体靠近所述测压孔一端的弹性膜片和固定于所述固定壳体内部的压敏芯片，所述压敏芯片与所述弹性膜片之间封装硅油。

可选地，所述固定壳体内还设有用以调节所述压敏芯片的零点温度漂移的补偿线路板，所述压敏芯片设于所述弹性膜片与所述补偿线路板之间。

可选地，所述壳体前段与所述主壳体同轴设置。

可选地，所述主壳体的外周设有安装法兰。

可选地，所述主壳体开设折向延伸以供连接所述感温芯体和所述插座的导线穿设的导线孔。

可选地，所述壳体前段插装焊接于所述导线孔。

可选地，所述导线孔内设有填充料。

可选地，所述主壳体与所述插座之间设有压装固定所述压力芯体的盖板以及沿轴向抵压所述盖板的压管。

相对于上述背景技术，本实用新型所提供的压力温度组合式传感器包括主壳体，压力芯体封装在主壳体和插座之间，主壳体靠近压力芯体的感压端的一侧开设测压孔，以便于滑油通过测压孔作用于压力芯体，压力芯体起到隔离插座的作用，同时将测得的压力信号转化为电压信号通过插座输出。主壳体远离插座的一端设有相对主壳体凸出的壳体前段，感温芯体封装在壳体前段内且与插座连接，滑油的温度通过热传导传递给壳体前段，感温芯体通过检测壳体前段的温度反映滑油的温度，并将温度信号转化为电压信号通过插座输出。本实用新型通过将压力芯体和感温芯体集成在主壳体上，相对多个传感器而言缩小了传感器的总占用空间，方便压力温度组合式传感器在滑油箱内布置。

需要说明的是，上述将温度信号转化为电压信号的感温芯体以及将压力信号转化为电压信号的压力芯体均属于现有技术，本申请所做出的主要改进在于将压力芯体和感温芯体集成在同一主壳体上实现压力传感器和温度传感器集成为一体，缩小实现同样功能的传感器的总尺寸。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的压力温度组合式传感器的示意图；

图2为图1的剖视图；

图3为图2中主壳体与壳体前段的连接示意图；

图4为图2中压力芯体的结构图；

图5为感温芯体的电路图；

图6为压敏芯片的电路图；

图7为压敏芯片与补偿线路板的电路图。

其中：

1-感温芯体、2-填充料、3-主壳体、31-壳体前段、32-安装法兰、33-测压孔、4-压力芯体、41-补偿线路板、42-固定壳体、43-密封槽、44-O型密封圈、45-压敏芯片、46-弹性膜片、5-盖板、6-压管、7-插座。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1至图7，图1为本实用新型所提供的压力温度组合式传感器的示意图，图2为图1的剖视图，图3为图2中主壳体与壳体前段的连接示意图，图4为图2中压力芯体的结构图，图5为感温芯体的电路图，图6为压敏芯片的电路图，图7为压敏芯片与补偿线路板的电路图。

本实用新型所提供的压力温度组合式传感器包括主壳体3和与主壳体3配合的插座7，主壳体3和插座7之间形成封装空间；此处将主壳体3与插座7配合的一端定义为后端，将主壳体3远离插座7的一端定位为前端。主壳体3远离插座7的一端设有相对主壳体3凸出的壳体前段31，感温芯体1设置在壳体前段31并与插座7通过导线连接；压力芯体4封装在主壳体3和插座7之间，压力芯体4的感压端朝向主壳体3的前端，主壳体3开设测压孔33，测压孔33作用于压力芯体4的感压端，压力芯体4起到隔离插座7的作用，避免插座7接触滑油。压力芯体4与插座7连接，将压力信号转化为电压信号通过导线连接至插座7输出。

本实用新型通过将压力芯体4和感温芯体1集成在主壳体3上，相对多个传感器而言缩小了传感器的总占用空间，方便压力温度组合式传感器在滑油箱内布置。将温度信号转化为电压信号的感温芯体1以及将压力信号转化为电压信号的压力芯体4均属于现有技术，相关部分的电路可参考说明书图5至图7。

下面结合附图和具体实施例对实用新型所提供的压力温度组合式传感器进行更加详细的介绍。

在本实用新型所提供的一种实施例中，压力温度组合式传感器的结构可参考图1和图2，为了减小压力温度组合式传感器的重量与体积，在设计时采用了整体对称结构和局部非对称结构设计，以增加内部出线和灌装空间。压力芯体4封装在主壳体3靠近插座7一端的腔体内，主壳体3远离插座7一端设有相对主壳体3凸出的壳体前段31，壳体前段31的尺寸小于主壳体3的尺寸，感温芯体1设置在壳体前段31的内部并通过导线连接插座7，主壳体3的局部非对称结构设计主要是指主壳体3设有折向延伸导线孔，导线孔大体呈z状绕过压力芯体4贯通至插座7一侧，可供连接感温芯体1与插座7的导线穿设。

导线孔内还设有固定导线的填充料2，填充料2采用XZ-1电磁铁灌注料，使其完全固定在传感器内部，便于芯体满足防水、防盐雾等要求。压力芯体4由盖板5和压管6将其压紧，结构牢固可靠，有效的利用装配空间，减小了产品的重量和体积，且产品主壳体3采用不锈钢壳体，且经钝化处理，其电接触性较好，抗干扰能力较强。盖板5抵压压力芯体4，压管6沿主壳体3的轴向延伸，当插座7和主壳体3装配到位后，压管6抵触于插座7实现对盖板5的压紧固定。

主壳体3靠近壳体前段31的一侧开设沿主壳体3轴向贯通至压力芯体4的感压端的测压孔33，当压力温度组合式传感器安装固定于滑油箱内时，感温芯体1通过壳体前段31的热传导测温，滑油通过测压孔33作用于压力芯体4，感温芯体1和压力芯体4将检测到的温度信号和压力信号转换成电电压信号分别通过插座7的不同触针输出。压力芯体4封装在插座7和主壳体3之间，能够将从测压孔33进入主壳体3的滑油相对插座7隔离，插座7和主壳体3则通过法兰螺栓配合连接，便于对压力芯体4进行维护。

感温芯体1和压力芯体4均可参考现有技术，在本申请提供的具体实施例中，如图5和图6所示，感温芯体1的测温元件采用的是铂电阻，当温度发生变化时，铂电阻的阻值将会发生变化，通过输入电压和输出电压的变化测得滑油的温度。压力芯体4的感压元件采用的是硅压阻压力敏感芯体，一个硅压阻压力敏感芯体内部是由4个硅压阻电阻构成的电桥，当压力发生变化时，在输出桥臂上便输出与压力成比例的电压。

感温芯体1封装在壳体前段31，相对滑油而言的是密封隔离的。压力芯体4一方面要满足测压需求，另一方面要起到将插座7相对从测压孔33进入主壳体3内的滑油隔离的目的。压力芯体4的设置具体可参考图4，压力芯体4包括筒状的固定壳体42，固定壳体42的外周部与主壳体3的内周配合密封，固定壳体42朝向测压孔33的一端设置弹性膜片46，固定壳体42的中段设置压敏芯片45，压敏芯片45固定在压敏电路板上，压敏电路板将固定壳体42的内部封堵，并在压敏电路板和弹性膜片46之间注满硅油，压敏芯片45浸没在硅油内。

弹性膜片46与压敏芯片45之间充满了硅油，压力通过弹性膜片46传递压力给硅油，硅油将压力传递给压敏芯片45，压敏芯片45上的四个硅压力敏感电阻构成的慧斯通电桥在直流电压激励下将压力转换为电压输出。如果四个硅压力敏感电阻压力的温度特性完全一致，则单个硅压力敏感电阻固有的温度漂移可基本互相抵消。

考虑到使用PN结扩散硅技术生产的压敏芯片45由于温漂大，高温只能耐到125℃，在生产中可采用SOI扩散硅流片工艺，该工艺生产的压敏芯片45具有温漂较小，使用温度更宽的特点，耐高温可达200℃，使工作温度能够达到目标要求。但是，由于工业制造不可能完全使四个硅压力敏感电阻的温度特性一样，因此为了得到大温度范围高精度测量，还需进行温度补偿。图4中压力芯体4中一起封装的补偿线路板41是为了实现温度补偿。温度补偿线路板41设置在压敏芯片45与插座7之间。需要说明的是，实现温度补偿的补偿线路板41可参考现有技术。本申请图7公开的一种补偿线路板41与压敏芯片45的电路图仅用于说明温度补偿的原理，而不应当理解为对补偿线路板41电路结构的具体限制。

图7中，压力敏感芯片上的4个敏感电阻R1、R2、R3、R4构成了一个惠斯通电桥，向外部输出差分电压信号。补偿电路由串联在电桥上的电阻RC1、RC3，并联在电桥上的电阻RB1、RB3以及热敏电阻分压网络Rt、Rx、Ry、Rz构成。其补偿原理在于通过串联或并联在电桥上的电阻来调节传感器的零点和温度漂移。其中，串联电阻RC1、RC3主要起到调零作用，并联电阻RB1、RB3用于补偿零点温度漂移，热敏电阻分压网络Rt、Rx、Ry、Rz负责补偿灵敏度温度漂移。

作为可选地，为改善压力芯体4和主壳体3之间的密封，还特别在固定壳体42的外周开设密封槽43，在密封槽43内设置O型密封圈44，借助O型密封圈44实现与主壳体3内壁的过盈配合密封。密封槽43和O型密封圈44可以设置为图示的一组，也可根据密封需求设置为多组。

壳体前段31和主壳体3的连接可参考图3，壳体前段31插装在在沿轴向设置的一段导线孔内并借助激光焊接。一般而言，为提升整体结构的对称性，壳体前段31和主壳体3同轴设置，主壳体3的周向设有安装法兰32，以便将压力温度组合式传感器通过安装法兰32固定在滑油箱内。

本申请通过将压力芯体4和感温芯体1集成在主壳体3上，相对多个传感器而言缩小了传感器的总占用空间，方便压力温度组合式传感器在滑油箱内布置。通过设置对压力芯体4设置温度补偿提高了压力芯体在高温下的测压精度，满足了滑油系统高温时的测压需求。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本实用新型所提供的压力温度组合式传感器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种压力温度组合式传感器，其特征在于，包括主壳体(3)和与所述主壳体(3)配合封装的插座(7)，所述主壳体(3)远离所述插座(7)的一端设有相对所述主壳体(3)凸出的壳体前段(31)，所述壳体前段(31)的内部设有连接所述插座(7)的感温芯体(1)，所述主壳体(3)靠近所述插座(7)一端的腔体内封装有连接所述插座(7)的压力芯体(4)，所述主壳体(3)开设贯通至所述压力芯体(4)的感压端的测压孔(33)。

2.根据权利要求1所述的压力温度组合式传感器，其特征在于，所述压力芯体(4)包括筒状的固定壳体(42)和固定于所述固定壳体(42)的测压组件，所述固定壳体(42)的周部开设密封槽(43)，所述密封槽(43)内设有O型密封圈(44)。

3.根据权利要求2所述的压力温度组合式传感器，其特征在于，所述测压组件包括设于所述固定壳体(42)靠近所述测压孔(33)一端的弹性膜片(46)和固定于所述固定壳体(42)内部的压敏芯片(45)，所述压敏芯片(45)与所述弹性膜片(46)之间封装硅油。

4.根据权利要求3所述的压力温度组合式传感器，其特征在于，所述固定壳体(42)内还设有用以调节所述压敏芯片(45)的零点温度漂移的补偿线路板(41)，所述压敏芯片(45)设于所述弹性膜片(46)与所述补偿线路板(41)之间。

5.根据权利要求1所述的压力温度组合式传感器，其特征在于，所述壳体前段(31)与所述主壳体(3)同轴设置。

6.根据权利要求1所述的压力温度组合式传感器，其特征在于，所述主壳体(3)的外周设有安装法兰(32)。

7.根据权利要求5所述的压力温度组合式传感器，其特征在于，所述主壳体(3)开设折向延伸以供连接所述感温芯体(1)和所述插座(7)的导线穿设的导线孔。

8.根据权利要求7所述的压力温度组合式传感器，其特征在于，所述壳体前段(31)插装焊接于所述导线孔。

9.根据权利要求8所述的压力温度组合式传感器，其特征在于，所述导线孔内设有填充料(2)。

10.根据权利要求1至9任一项所述的压力温度组合式传感器，其特征在于，所述主壳体(3)与所述插座(7)之间设有压装固定所述压力芯体(4)的盖板(5)以及沿轴向抵压所述盖板(5)的压管(6)。

Images