CN219265571U - 一种压力传感设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压力传感设备，涉及传感器的封装技术领域。压力传感设备包括：传感器本体，呈方形，所述传感器本体用于检测流体压力；封装结构，包括从上至下依次布置的上壳体、连接件和下壳体，所述连接件的轴向上设置有第一通孔和卡槽，所述卡槽设置在所述第一通孔的上方且所述卡槽的形状和大小均与所述传感器本体适配，所述卡槽用于放置所述传感器本体，所述下壳体的轴向上卡设有第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔连通，所述下壳体与待测流体连接且在进行检测时所述第二通孔供所述待测流体流入而便于所述传感器本体检测所述待测流体的压力。本实用新型能够节约生产时间，降低生产成本。

Description

一种压力传感设备

技术领域

本实用新型涉及传感器的封装技术领域，特别是涉及一种压力传感设备。

背景技术

陶瓷是一种公认的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动的材料。陶瓷的热稳定特性及它的厚膜电阻可以使它的工作温度范围高达-40～135℃，而且具有测量的高精度、高稳定性，电气绝缘程度大于2kV，输出信号强，长期稳定性好。

高特性，低价格的陶瓷传感器成为了压力传感器的发展方向，在中国也越来越多的用户使用陶瓷传感器替代扩散硅压力传感器。在众多压力传感器种类中，陶瓷电容式压力传感器的精度、灵敏度、疲劳寿命等显著优于同类传感器产品。陶瓷电容技术具有成本适中，量程范围宽，温度特性好、一致性、长期稳定性好等优势。国际上广泛应用于汽车与工业过程控制等领域。

目前市面上大多数陶瓷压力传感器采用的圆形的封装结构，这种结构有一个缺点是需要先将基板切割成圆形，再在基板上进行丝网印刷烧结，丝网印刷只能单片进行操作，速度慢，不利于批量生产。

实用新型内容

针对上述背景技术提出的技术问题，本实用新型提供了一种压力传感设备。

本实用新型提供了如下方案：

一种压力传感设备，包括：

传感器本体，呈方形，所述传感器本体用于检测流体压力；

封装结构，包括从上至下依次布置的上壳体、连接件和下壳体，所述连接件的轴向上设置有第一通孔和卡槽，所述卡槽设置在所述第一通孔的上方且所述卡槽的形状和大小均与所述传感器本体适配，所述卡槽用于放置所述传感器本体，所述下壳体的轴向上卡设有第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔连通，所述下壳体与待测流体连接且在进行检测时所述第二通孔供所述待测流体流入而便于所述传感器本体检测所述待测流体的压力。

可选地，所述传感器本体由一个经批量丝网印刷和烧结电极的基板切割得到，所述基板切割后得到至少两个传感器本体。

可选地，所述传感器本体包括上基座、下基座、第一极片、第二极片、第一保护极片和第二保护极片，所述上基座和所述下基座通过玻璃粉连接，所述上基座和所述下基座之间限定有容纳所述第一极片和所述第二极片的空间，所述第一极片与所述上基座连接，所述第二极片与所述下基座连接，所述第一极片和所述第二极片之间具有预设间隙，所述第一极片和所述第二极片均为受力弹性体，所述第一保护极片和所述第二保护极片设置在所述第二极片相对的两端。

可选地，所述传感器本体采用陶瓷材料制成。

可选地，所述第一极片和所述第二极片均采用氧化铝含量为95％的陶瓷材料制成。

可选地，所述第一极片和所述第二极片的厚度均在10～30μm之间。

可选地，所述连接件的顶部设置有卡接件，所述上壳体的内壁设置有与所述卡接件连接的卡槽，通过所述卡接件与所述卡槽配合将所述连接件与所述上壳体连接。

可选地，所述连接件与所述下壳体通过铆接和胶黏的组合方式连接。

可选地，所述上壳体采用金属材料制成，所述上壳体与所述传感器本体通过焊接连接。

可选地，压力传感设备还包括：

第一密封件，设置在所述上壳体与所述连接件之间；

第二密封件，设置在所述下壳体与所述连接件之间。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：

本实用新型提供的压力传感设备将传感器本体设置成方形，以便于在制备时批量制备，而后切割得到多个所述传感器本体，可以节约生产时间，降低生产成本。为了将方形的传感器本体与封装结构进行连接，本实用新型还在封装结构中特别设置了连接件，连接件起到桥梁的作用，不论封装结构呈什么样的形状，方形的传感器本体均能与其进行连接。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一个实施例提供的压力传感设备的结构示意图；

图2是本实用新型一个实施例提供的压力传感设备的拆解图；

图3是本实用新型一个实施例提供的压力传感设备的传感器本体的剖视图。

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所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型关于“左”、“右”、“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”“顶部”“底部”等方向上的描述均是基于附图所示的方位或位置的关系定义的，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所述的结构必须以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，除非另有明确规定和限定，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，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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

针对上述背景技术提出的技术问题，本实用新型提供一种压力传感设备。如图1所示，同时参见图2，所述压力传感设备一般性地包括传感器本体100和封装结构200。所述传感器本体100，呈方形，所述传感器本体100用于检测流体压力。所述封装结构200包括从上至下依次布置的上壳体210、连接件220和下壳体230，所述连接件220的轴向上设置有第一通孔221和卡槽222，所述卡槽222设置在所述第一通孔221的上方且所述卡槽222的形状和大小均与所述传感器本体100适配，所述卡槽222用于放置所述传感器本体100，所述下壳体230的轴向上卡设有第二通孔231，所述第二通孔231与所述第一通孔221连通，所述下壳体230与待测流体连接且在进行检测时所述第二通孔231供所述待测流体流入而便于所述传感器本体100检测所述待测流体的压力。可以理解的是，所述待测流体依次经所述第二通孔231和所述第一通孔221而与所述传感器本体100接触。其中，所述待测流体包括各类气体和液体。

需要特别说明的是，所述传感器本体100可以采用现有的压力传感器的工作原理进行工作。

上述压力传感设备将传感器本体100设置成方形，以便于在制备时批量制备，而后切割得到多个所述传感器本体100，可以节约生产时间，降低生产成本。为了将方形的传感器本体100与封装结构200进行连接，本实用新型还在封装结构200中特别设置了连接件220，连接件220起到桥梁的作用，不论封装结构200呈什么样的形状，方形的传感器本体100均能与其进行连接。

具体地，在本申请的一个示例中，所述传感器本体100由一个经批量丝网印刷和烧结电极的基板切割得到，所述基板切割后得到至少两个传感器本体100。

进一步地，所述传感器本体100采用陶瓷材料制成。与金属材料制成的传感器本体100相比，采用陶瓷材料制成的传感器本体100具有多方面的优势：金属膜片传感器容易受热胀冷缩效应，从而影响其重复性，陶瓷材料则几乎不受热胀冷缩效应的影响，构成压力计和绝对传感器时也没有充油，因此它不存在因充液热胀冷缩而造成的误差，陶瓷传感器这种特性非常适合在温度变化非常明显的场合获得重复性良好的测量；陶瓷传感器的测量范围取决于陶瓷膜片的厚度，所以当传感器碰到超过其负载条件时，基于膜片本身带有的基底支持，主体产品不会造成永久性损坏；金属膜片通常存在记忆效应，每当施加压力，尤其是较高的压力时物品会拉伸形变，压力消失时不能很好的恢复原状，所以金属膜片传感器易引起变送器输出产生零位误差，而陶瓷传感器由于其结构和微运动的特点，经受过合理范围甚至超过合理范围值的压力后也能回到原有的位置，这就改善了变送器输出的重复性。

示例性地，现有的陶瓷压力传感器的制备过程包括：

1、将陶瓷粉末混合溶剂、分散剂、黏合剂和增塑剂混合形成均匀的、悬浊液形态的陶瓷浆料；

2、将陶瓷浆料通过流延、载膜工艺形成一层均匀的浆料薄层，通过热风区干燥后(将浆料中绝大部分溶剂挥发)可得到致密、厚度均匀并具有足够强度的陶瓷膜片，膜片厚度一般在10-30微米之间；

3、在陶瓷基板上使用丝网印刷和烧结工艺大批量制作电极；根据工艺要求，首先将设计的电极图形借助丝网印刷技术印刷到陶瓷膜片上；

其中，丝网印刷是把带有图像或图案的模版被附着在丝网上进行印刷，当承印物直接放在带有模版的丝网下面时，丝网印刷油墨或涂料在刮刀的挤压下穿过丝网中间的网孔，印刷到承印物上，丝网上的模版把一部分丝网小孔封住使得颜料不能穿过丝网，而只有图像部分能穿过，因此在承印物上只有图像部位有印迹；

4、经过烧结工艺，干燥陶瓷基板上的浆料，燃尽浆料的有机组分，使浆料和陶瓷基板形成良好的欧姆接触；

烧结是陶瓷传感器制备的重要工艺，因为在此过程中形成了陶瓷的结构。每一种陶瓷材料的烧结温度都是特定的，陶瓷基板要在这个温度中保温30min到十几个小时，在烧结过程中伴随发生一些原子从某些晶粒中扩散到另一些晶粒中去的过程，大晶粒并吞小晶粒，所以生长得更大，因而陶瓷也变得更密实，同时，晶体表面和晶粒间界的性质也开始定型。这道工序一般是在空气介质中进行的，在一些特殊情况下有选用还原性、氧化性或惰性气体气氛的。随后，圆片慢慢冷却，以防止在圆片中产生很高的机械应力。随后，陶瓷电容器烧结强化使膜片间致密结合，形成具有高机械强度、优良电气性能的陶瓷体；

5、制备完成后，通过排胶工艺进行高温烘烤，以去除粘合剂等有机物质，然后对将印刷好的电路板装入真空吸盘夹具中，进行切割；

6、将隔膜与基板装载到清洗机，用玻璃粉进行密封连接；

7、经过外观筛选以及电性能测试后的陶瓷压力传感器就完成了所有的制造工艺。

具体地，在本申请的一个示例中，如图3所示，所述传感器本体100包括上基座110、下基座120、第一极片130、第二极片140、第一保护极片150和第二保护极片160，所述上基座110和所述下基座120通过玻璃粉170连接，所述上基座110和所述下基座120之间限定有容纳所述第一极片130和所述第二极片140的空间，所述第一极片130与所述上基座110连接，所述第二极片140与所述下基座120连接，所述第一极片130和所述第二极片140之间具有预设间隙，所述第一极片130和所述第二极片140均为受力弹性体，所述第一保护极片150和所述第二保护极片160设置在所述第二极片140相对的两端。其中，所述上基座110和所述下基座120可以采用热压铸工艺高温烧制成型。在本示例中，所述第一极片130由陶瓷浆料经流延、载膜、烧结等工艺形成在所述上基座110上，所述第二极片140由陶瓷浆料经流延、载膜、烧结等工艺形成在所述下基座120上，所述上基座110和所述下基座120通过玻璃粉170连接。

优选地，采用高温熔融的玻璃粉170将第一极片130和上基座110、第二极片140和下基座120烧结在一起，从而起到密封的作用。

更进一步地，所述第一极片130和所述第二极片140均采用氧化铝含量为95％的陶瓷材料制成。

优选地，所述上基座110、所述下基座120、所述第一极片130和所述第二极片140形成一个可变电容。当测量的外界压力通过第一通孔221和第二通孔231形成的通道传递到下基座120，第二极片140承压后发生弯曲，导致第一极片130和第二极片140的间距发生变化，第一极片130和上基座110、第二极片140和下基座120之间的电容量会随压力的变化而变化，特定的ASIC调理芯片通过设定好的转换方程将测量到的电容信号转换为标准的电压信号输出。

示例性地，所述第一极片130和所述第二极片140的厚度均在10～30μm之间。

具体地，在本申请的一个示例中，所述连接件220的顶部设置有卡接件223，所述上壳体210的内壁设置有与所述卡接件223连接的卡槽，通过所述卡接件223与所述卡槽配合将所述连接件220与所述上壳体210连接。

具体地，在本申请的一个示例中，所述连接件220与所述下壳体230通过铆接和胶黏的组合方式连接，可以先铆接，而后在胶黏，组合方式可以提升两者连接的紧密性。

具体地，在本申请的一个示例中，所述上壳体210采用金属材料制成，所述上壳体210与所述传感器本体100通过焊接连接。

具体地，在本申请的一个示例中，压力传感设备还包括第一密封件240和第二密封件250。所述第一密封件240设置在所述上壳体210与所述连接件220之间。所述第二密封件250设置在所述下壳体230与所述连接件220之间。示例性地，所述第一密封件240和所述第二密封件250均为密封圈。

以上对本实用新型所提供的技术方案，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的结构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；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种压力传感设备，其特征在于，包括：

传感器本体，呈方形，所述传感器本体用于检测流体压力；

封装结构，包括从上至下依次布置的上壳体、连接件和下壳体，所述连接件的轴向上设置有第一通孔和卡槽，所述卡槽设置在所述第一通孔的上方且所述卡槽的形状和大小均与所述传感器本体适配，所述卡槽用于放置所述传感器本体，所述下壳体的轴向上卡设有第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔连通，所述下壳体与待测流体连接且在进行检测时所述第二通孔供所述待测流体流入而便于所述传感器本体检测所述待测流体的压力。

2.根据权利要求1所述的压力传感设备，其特征在于，所述传感器本体由一个经批量丝网印刷和烧结电极的基板切割得到，所述基板切割后得到至少两个传感器本体。

3.根据权利要求1所述的压力传感设备，其特征在于，所述传感器本体包括上基座、下基座、第一极片、第二极片、第一保护极片和第二保护极片，所述上基座和所述下基座通过玻璃粉连接，所述上基座和所述下基座之间限定有容纳所述第一极片和所述第二极片的空间，所述第一极片与所述上基座连接，所述第二极片与所述下基座连接，所述第一极片和所述第二极片之间具有预设间隙，所述第一极片和所述第二极片均为受力弹性体，所述第一保护极片和所述第二保护极片设置在所述第二极片相对的两端。

4.根据权利要求3所述的压力传感设备，其特征在于，所述传感器本体采用陶瓷材料制成。

5.根据权利要求4所述的压力传感设备，其特征在于，所述第一极片和所述第二极片均采用氧化铝含量为95％的陶瓷材料制成。

6.根据权利要求3所述的压力传感设备，其特征在于，所述第一极片和所述第二极片的厚度均在10～30μm之间。

7.根据权利要求1所述的压力传感设备，其特征在于，所述连接件的顶部设置有卡接件，所述上壳体的内壁设置有与所述卡接件连接的卡槽，通过所述卡接件与所述卡槽配合将所述连接件与所述上壳体连接。

8.根据权利要求1所述的压力传感设备，其特征在于，所述连接件与所述下壳体通过铆接和胶黏的组合方式连接。

9.根据权利要求1所述的压力传感设备，其特征在于，所述上壳体采用金属材料制成，所述上壳体与所述传感器本体通过焊接连接。

10.根据权利要求1所述的压力传感设备，其特征在于，还包括：

第一密封件，设置在所述上壳体与所述连接件之间；

第二密封件，设置在所述下壳体与所述连接件之间。

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