CN214502752U - 压力传感器 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种压力传感器，包括：外壳，包括分别沿长度方向上分布且对接连接的第一壳体和第二壳体，第一壳体具有相连通的第一通道、第一容纳腔和位于第一通道的出口，第二壳体具有相连通的第二通道和第二容纳腔，第一容纳腔和第二容纳腔对接形成容置空间；其中，第一壳体包括围绕第一通道的第一侧壁，第一侧壁设置有与出口对应的挡件，挡件开设有多个通孔；电荷输出元件，位于容置空间中，电荷输出元件包括设置于第一壳体的基座，以及分别位于基座两侧、且电连接的压力芯片和电路板组件；线缆，连接于电路板组件。本申请提供的压力传感器在保证正常工作的情况下能够阻挡绝大部分异物进入压力传感器内部，提高压力传感器的使用寿命。

Description

压力传感器

技术领域

本申请涉及传感器领域，特别是涉及一种压力传感器。

背景技术

压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。

压力传感器一般包括外壳和设置于外壳中的压电元件。当压力传感器安装于被测压力管道时，压力管道中的灰尘等异物就会进入外壳内部，影响压电元件的使用寿命，尤其在其他更为恶劣的工况中，进入外壳的异物便会更多，大大影响了压力传感器的使用寿命。

实用新型内容

本申请实施例提供一种压力传感器，以至少解决现有的压力传感器在工作状态下灰尘等异物容易进入外壳内部影响其使用寿命的问题。

一方面，本申请实施例提供了一种压力传感器，包括：

外壳，包括分别沿长度方向上分布且对接连接的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体在所述长度方向上具有相连通的第一通道、第一容纳腔和位于所述第一通道的出口，所述第二壳体在所述长度方向上具有相连通的第二通道和第二容纳腔，所述第一容纳腔和所述第二容纳腔对接形成容置空间；

其中，所述第一壳体包括围绕所述第一通道的第一侧壁，所述第一侧壁设置有与所述出口对应的挡件，所述挡件开设有多个用于连通所述第一通道和被测压力管道的通孔；

电荷输出元件，位于所述容置空间中，所述电荷输出元件包括设置于所述第一壳体的基座，以及分别位于所述基座两侧、且电连接的压力芯片和电路板组件，所述压力芯片位于所述第一容纳腔且面向所述第一通道；

线缆，连接于所述电路板组件，且由所述容置空间经由所述第二通道延伸至所述外壳外侧。

根据本申请实施例的一个方面，所述挡件包括底部和侧部，所述底部开设有多个所述通孔，所述侧部与所述第一侧壁的外壁面连接。

根据本申请实施例的一个方面，所述第一壳体还包括围绕所述第一容纳腔和部分所述第一通道的第二侧壁，所述第二侧壁连接于所述第一侧壁，且在垂直于所述外壳的所述长度方向上部分凸出于所述第一侧壁；所述第二侧壁凸出所述第一侧壁的部分设置有开口朝向所述第一侧壁的环形凹槽，所述环形凹槽内设置有密封件。

根据本申请实施例的一个方面，所述密封件具有自由状态和工作状态，所述密封件在所述自由状态下于所述环形凹槽的正投影面积S1小于在所述工作状态下于所述环形凹槽的正投影面积S2，其中，S1：S2＝2：3。

根据本申请实施例的一个方面，所述第二侧壁朝向所述第一容纳腔的一侧设置有第一台阶结构，所述基座设置有与所述第一台阶结构相适配的第二台阶结构，所述基座通过所述第一台阶结构和所述第二台阶结构卡接于所述第二侧壁。

根据本申请实施例的一个方面，所述第二侧壁包括自由端，所述自由端具有台阶面，所述第二壳体抵接于所述台阶面，以限制所述第二壳体在垂直于所述长度方向上的位移。

根据本申请实施例的一个方面，所述基座具有在厚度方向上贯穿自身的引针，所述引针具有相对的第一端和第二端，所述第一端用于连接所述压力芯片，所述第二端用于连接所述电路板组件。

根据本申请实施例的一个方面，所述电路板组件包括间隔设置且电连接的第一电路板和第二电路板，所述第一电路板固定设置于所述基座且与所述压力芯片电连接，第二电路板与线缆电连接；所述线缆位于所述容置空间的部分形成有卡置槽，所述第二电路板容置于所述卡置槽中。

根据本申请实施例的一个方面，所述压力芯片与所述基座之间设置有硅胶层，所述压力芯片与所述基座通过所述硅胶层相粘接。

根据本申请实施例的一个方面，所述线缆为四芯屏蔽线。

本申请实施例提供的压力传感器通过在出口上设置挡件，并通过在挡件上开设通孔来连通第一通道和被测压力管道，在保证压力传感器正常工作的情况下阻挡绝大部分异物进入压力传感器内部，保证电荷输出元件免受异物腐蚀，提高压力传感器的使用寿命，使其具备能够应付更为恶劣工况的能力，增加压力传感器的使用场景和范围。

附图说明

下面将通过参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是本申请实施例的压力传感器的一种剖面结构示意图；

图2是图1所示的压力传感器中第二壳体的放大示意图；

图3是图1所示的压力传感器中第一壳体的放大示意图；

图4是图1所示的压力传感器中挡件的放大示意图；

图5是图4所示的挡件另一角度的结构示意图；

图6是图1所示的压力传感器中基座的放大示意图；

图7是图6所示的基座另一角度的结构示意图。

附图标记：

1、外壳；

11、第一壳体；110、第一通道；111、第一容纳腔；112、出口；113、第一侧壁；114、挡件；1141、底部；1142、侧部；1143、通孔；115、第二侧壁；116、环形凹槽；117、第一台阶结构；118、台阶面；12、第二壳体；121、第二通道；122、第二容纳腔；

2、电荷输出元件；21、基座；211、第二台阶结构；212、引针；22、压力芯片；23、电路板组件；231、第一电路板；232、第二电路板；

3、线缆；31、卡置槽；

4、密封件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示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装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为了更好地理解本申请，下面结合图1至图7对本申请实施例进行描述。

请一并参阅图1和图2，图1是本申请实施例的压力传感器的一种剖面结构示意图，图2是图1所示的压力传感器中第二壳体的放大示意图。本申请实施例的压力传感器包括外壳1、电荷输出元件2和线缆3。外壳1包括分别沿长度方向上分布且对接连接的第一壳体11和第二壳体12。第一壳体11在长度方向上具有相连通的第一通道110、第一容纳腔111和位于第一通道110的出口112。第二壳体12在长度方向上具有相连通的第二通道121和第二容纳腔122，第一容纳腔111和第二容纳腔122对接形成容置空间。其中，第一壳体11包括围绕第一通道110的第一侧壁113，第一侧壁113设置有与出口112对应的挡件114，挡件114开设有多个用于连通第一通道110和被测压力管道的通孔1143。电荷输出元件2位于容置空间中，电荷输出元件2包括设置于第一壳体11的基座21，以及分别位于基座21两侧、且电连接的压力芯片22和电路板组件23，压力芯片22位于第一容纳腔111且面向第一通道110。线缆3连接于电路板组件23，且由容置空间经由第二通道121延伸至外壳1外侧。

本申请实施例提供的压力传感器通过在出口112上设置挡件114，并通过在挡件114上开设通孔1143来连通第一通道110和被测压力管道，在保证压力传感器正常工作的情况下阻挡绝大部分异物进入压力传感器内部，保证电荷输出元件2免受异物腐蚀，提高压力传感器的使用寿命，使其具备能够应付更为恶劣工况的能力，增加压力传感器的使用场景和范围。例如，可以应用在航空航天、爆破试验等环境恶劣、精度要求高的场景中。

在一些可选实施例中，第一壳体11具有外螺纹，第一壳体11通过外螺纹与被测压力管道螺纹连接。可选的，外螺纹的规格为M5*0.8。

在一些可选实施例中，第一壳体11和第二壳体12采用不锈钢材料。当然也可以采用其他合金材料。

在一些可选实施例中，第一壳体11和第二壳体12采用激光焊接的连接方式。采用激光焊接强度高，抗压性能好，不易被破坏，且保证气密性。当然，也可以采用压阻焊接或粘接等其他连接方式。

参见图4和图5，图4是图1所示的压力传感器中挡件的放大示意图，图5是图4所示的挡件另一角度的结构示意图。在一些可选实施例中，挡件114包括底部1141和侧部1142，底部1141开设有多个通孔1143，侧部1142与第一侧壁113的外壁面固定连接。

在一些可选实施例中，侧部1142与第一侧壁113的外壁面采用焊接的连接方式。当然，也可以采用粘接等其他牢固可靠的连接方式。

在一些可选实施例中，底部1141为圆形，通孔1143间隔分布形成圆形，数量为十二个。当然，通孔1143的数量和排布方式不做限定，可根据实际需要视情况而定。

在一些可选实施例中，通孔1143为圆孔，直径为0.15-0.25mm。可选地，通孔1143也可以为方孔等其他形状。通孔1143的大小不做限定，可根据实际需要视情况而定。

参见图1和图3，图3是图1所示的压力传感器中第一壳体的放大示意图。在一些可选实施例中，第一壳体11还包括围绕第一容纳腔111和部分第一通道110的第二侧壁115。第二侧壁115连接于第一侧壁113，且在垂直于外壳1的长度方向上部分凸出于第一侧壁113。可选地，第一侧壁113和第二侧壁115采用一体成型的方式连接。第二侧壁115凸出第一侧壁113的部分设置有开口朝向第一侧壁113的环形凹槽116，环形凹槽116沿第一侧壁113的周向设置，环形凹槽116内设置有密封件4。

进一步的，密封件4具有自由状态和工作状态，密封件4在自由状态下于环形凹槽116的正投影面积S1小于在工作状态下于环形凹槽116的正投影面积S2，其中，S1：S2＝2：3。设置成上述比例的密封件4不仅可以与环形凹槽116紧密配合，而且避免因变形过大导致与被测压力管道配合不太紧密的情况发生，有力地保证了压力传感器和被测压力管道之间的气密性，相对于其他设置形式的密封件4来说，本申请的密封件4减小了因压力泄露导致压力测量的误差。

在一些可选实施例中，密封件4为氟硅橡胶O型圈。可选地，密封件4也可以采用硅胶等其他材质。

在一些可选实施例中，第二侧壁115包括自由端，自由端为第二侧壁115远离第一侧壁113的一端。自由端具有台阶面118，第二壳体12抵接于台阶面118，以限制第二壳体12在垂直于长度方向上的位移。如此设置，方便将第二壳体12固定于第一壳体11上。可选地，第二壳体12包裹部分台阶面118。

在一些可选实施例中，第二壳体12与台阶面118定位后采用焊接的方式连接，当然，也可以采用粘接等方式连接。

参见图6和图7，图6是图1所示的压力传感器中基座的放大示意图，图7是图6所示的基座另一角度的结构示意图。在一些可选实施例中，第二侧壁115朝向第一容纳腔111的一侧设置有第一台阶结构117，基座21设置有与第一台阶结构117相适配的第二台阶结构211，基座21通过第一台阶结构117和第二台阶结构211卡接于第二侧壁115。通过第一台阶结构117和第二台阶结构211的卡接实现基座21相对于第一壳体11的定位，方便基座21固定于第一壳体11。

在一些可选实施例中，基座21材料为铁镍钴合金4J29。当然，也可以采用其他合金材料。

在一些可选实施例中，第一壳体11和基座21采用焊接的方式，保证连接强度。

在一些可选实施例中，压力芯片22与基座21之间设置有硅胶层，压力芯片22与基座21通过硅胶层相粘接。固化后的硅胶是具有很大的弹性，在压力芯片22的封装工艺过程中产生的残余应力非常小，可以保证压力传感器的使用稳定性。

在另一些可选实施例中，压力芯片22与基座21之间也可以采用固晶胶进行粘接。

在一些可选实施例中，电路板组件23包括间隔设置且电连接的第一电路板231和第二电路板232，第一电路板231固定设置于基座21且与压力芯片22电连接，第二电路板232和线缆3电连接。线缆3位于容置空间的部分形成有卡置槽31，第二电路板232容置于卡置槽31中，实现第二电路板232的定位。可选的，第一电路板231和第二电路板232平行设置。

在一些可选实施例中，第一电路板231与基座21采用焊接的方式连接。可选的，也可以采用粘接的方式连接。

在一些可选实施例中，第一电路板231和第二电路板232的材料采用聚酰亚胺，其中间进行弯折以增加信息储藏面积。当然，第一电路板231和第二电路板232也可以采用其他材质。

在一些可选实施例中，基座21具有在厚度方向上贯穿自身的引针212，引针212具有相对的第一端和第二端，第一端用于连接压力芯片22，第二端用于连接电路板组件23，具体的，第二端连接第一电路板231。可选的，引针212采用玻璃材质，其表面镀金。采用引针212连接压力芯片22和电路板组件23，在基座21完全隔开压力芯片22和电路板组件23的情况下，依然保证压力芯片22和电路板组件23的电连接。

在一些可选实施例中，线缆3为四芯屏蔽线。采用四芯屏蔽线可减少外电磁场对电源或通信线路的影响，确保压力传感器信号传输的精度。

虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种压力传感器，其特征在于，包括：

外壳，包括分别沿长度方向上分布且对接连接的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体在所述长度方向上具有相连通的第一通道、第一容纳腔和位于所述第一通道的出口，所述第二壳体在所述长度方向上具有相连通的第二通道和第二容纳腔，所述第一容纳腔和所述第二容纳腔对接形成容置空间；

其中，所述第一壳体包括围绕所述第一通道的第一侧壁，所述第一侧壁设置有与所述出口对应的挡件，所述挡件开设有多个用于连通所述第一通道和被测压力管道的通孔；

电荷输出元件，位于所述容置空间中，所述电荷输出元件包括设置于所述第一壳体的基座，以及分别位于所述基座两侧、且电连接的压力芯片和电路板组件，所述压力芯片位于所述第一容纳腔且面向所述第一通道；

线缆，连接于所述电路板组件，且由所述容置空间经由所述第二通道延伸至所述外壳外侧。

2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述挡件包括底部和侧部，所述底部开设有多个所述通孔，所述侧部与所述第一侧壁的外壁面连接。

3.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述第一壳体还包括围绕所述第一容纳腔和部分所述第一通道的第二侧壁，所述第二侧壁连接于所述第一侧壁，且在垂直于所述外壳的所述长度方向上部分凸出于所述第一侧壁；

所述第二侧壁凸出所述第一侧壁的部分设置有开口朝向所述第一侧壁的环形凹槽，所述环形凹槽内设置有密封件。

4.根据权利要求3所述的压力传感器，其特征在于，所述密封件具有自由状态和工作状态，所述密封件在所述自由状态下于所述环形凹槽的正投影面积S1小于在所述工作状态下于所述环形凹槽的正投影面积S2，其中，S1：S2＝2：3。

5.根据权利要求3所述的压力传感器，其特征在于，所述第二侧壁朝向所述第一容纳腔的一侧设置有第一台阶结构，所述基座设置有与所述第一台阶结构相适配的第二台阶结构，所述基座通过所述第一台阶结构和所述第二台阶结构卡接于所述第二侧壁。

6.根据权利要求3所述的压力传感器，其特征在于，所述第二侧壁包括自由端，所述自由端具有台阶面，所述第二壳体抵接于所述台阶面，以限制所述第二壳体在垂直于所述长度方向上的位移。

7.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述基座具有在厚度方向上贯穿自身的引针，所述引针具有相对的第一端和第二端，所述第一端用于连接所述压力芯片，所述第二端用于连接所述电路板组件。

8.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述电路板组件包括间隔设置且电连接的第一电路板和第二电路板，所述第一电路板固定设置于所述基座且与所述压力芯片电连接，第二电路板与线缆电连接；

所述线缆位于所述容置空间的部分形成有卡置槽，所述第二电路板容置于所述卡置槽中。

9.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述压力芯片与所述基座之间设置有硅胶层，所述压力芯片与所述基座通过所述硅胶层相粘接。

10.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述线缆为四芯屏蔽线。

Images