CN219869750U - 一种快速感温温度压力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种快速感温温度压力传感器，包括壳体、电气接插件、支撑件、压力感应元件、温度感应元件、柔性电路板，所述壳体一端设有开口腔，所述壳体的另一端设有与外部机械连接的螺纹段，所述支撑件、压力感应元件、柔性电路板均位于所述开口腔内，所述电气接插件封堵所述开口腔，所述螺纹段背离所述开口腔的一侧设有向外延伸的管状结构，所述管状结构远离所述螺纹段的一端设有供外部介质流入的贯穿孔，贯穿孔侧壁开设有开口槽，所述温度感应元件包括感温芯片、引线、包裹感温芯片和引线的绝缘层，所述感温芯片位于所述管状结构内，所述支撑件上设有与柔性电路板电连接的插针，所述感温芯片通过引线与所述插针电连接。

Description

一种快速感温温度压力传感器

技术领域

本实用新型涉及压力传感器技术领域，尤其涉及一种快速感温温度压力传感器。

背景技术

传感器技术是现代测量和自动化系统的重要技术之一，从生产的过程控制到现代科技化的生活，几乎每一项技术都离不开传感器。温度和压力传感器可以说是传感器行业中使用最为广泛的两种传感器，常常需要一起配合使用，尤其是有些地方需要多处测量温度和压力，单独使用温度和压力传感器就会使系统更为复杂，成本也较高。而温度压力传感器就很好的解决了这个问题，尤其是在空间有限的地方，温度压力传感器就更加显出其独有的魅力。温度压力传感器作为一种新型的传感器，顺应了发展的需求，不仅可以更好的满足客户的需求，也是传感器行业的一个突破，一个新的研究热点。

如专利CN102980714公开了一种组合压力/温度的紧凑型传感器组件，该传感器组件中设有中板组件、保持器、密封环、压力传感器元件、电子电路等，该中板组件至少一个盘形元件和管状元件的组合，管状元件为中空的金属探针，温度传感器元件驻留其中，导热材料填充中空的金属探针。这种管状元件为中空结构，机加工困难，且还要在中空结构中安装温度传感器元件，操作不便，给制作和组装增添了难度。

如专利CN108414030公开了一种温度-压力一体式传感器，该传感器中设有柔性调理电路板、压力传感器元件、基体组件、壳体部件等，该柔性调理电路板一体成型有一导电延伸部，该导电延伸部由压力传感器元件顶端延伸至基体组件底端，由一工字扣固定于基体组件底面。该壳体部件包括一杯型容置腔和与所述容置腔连通的圆柱形中空探针，所述探针与所述杯型容置腔一体加工成型，且填充导热材料，至少填充所述探针1/3的容量。这种传感器柔性电路板的延伸过程中需多次弯折再经工字扣固定，组装工艺较复杂，而壳体部件一体化加工成型，增加了机械加工的难度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种温度信号响应快速，且部件尺寸小，结构紧凑，组装方便的温度压力传感器，本实用新型至少解决了现有技术中的部分问题。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型提供一种快速感温温度压力传感器，包括壳体、电气接插件、支撑件、压力感应元件、温度感应元件、柔性电路板，所述电气接插件和所述压力感应元件均与所述柔性电路板电连接，所述电气接插件与所述壳体围合成一收容腔体，所述支撑件、压力感应元件、柔性电路板沿所述壳体至所述电气接插件的方向依次设于所述收容腔体内，所述壳体一端设有开口腔，所述壳体的另一端设有与外部机械连接的螺纹段，所述支撑件、压力感应元件、柔性电路板均位于所述开口腔内，所述电气接插件封堵所述开口腔，所述螺纹段背离所述开口腔的一侧设有向外延伸的管状结构，所述管状结构远离所述螺纹段的一端设有供外部介质流入的贯穿孔，贯穿孔侧壁开设有开口槽，所述温度感应元件包括感温芯片、引线、包裹感温芯片和引线的绝缘层，所述感温芯片位于所述管状结构内，所述支撑件上设有与柔性电路板电连接的插针，所述感温芯片通过引线与所述插针电连接。

进一步地，所述绝缘层采用环氧树脂。

进一步地，开口槽有若干个，各所述开口槽沿周向均匀分布。

进一步地，管状结构为金属管。

进一步地，所述支撑件包括塑料的支撑基座，所述插针和所述支撑基座一体注塑成型，所述支撑基座上开设有连通贯穿孔与压力感应元件底部压力感应区的介质孔。

进一步地，所述支撑基座朝向所述螺纹段的一侧设有圆柱凸起，所述插针伸出所述圆柱凸起，所述壳体内设有与所述圆柱凸起定位配合的定位孔。

进一步地，所述支撑件的水平截面与所述压力感应元件的水平截面均为圆形，所述支撑件的直径与所述压力感应元件的直径相等，所述压力感应元件的侧壁上设有供所述插针穿过的半圆槽。

进一步地，所述电气接插件上设有用于限位固定压力感应元件和支撑件的限位结构，所述支撑基座侧壁上设有供所述限位结构伸入卡合的卡扣导向方槽。

进一步地，所述壳体朝向所述支撑基座的端面上开设有第一密封凹槽，所述贯穿孔、介质孔均与所述第一密封凹槽连通，所述第一密封凹槽内设第一密封件；所述支撑基座朝向所述压力感应元件的端面上设有第二密封凹槽，所述第二密封凹槽内设有第二密封件。

进一步地，所述支撑基座朝向所述压力感应元件的端面上设有填充密封胶的灌胶孔，所述插针伸出所述灌胶孔。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型提供了一种温度信号响应快速，且部件尺寸小，结构紧凑，组装方便的温度压力传感器。

2、温度感应元件装在壳体管状结构中空腔体内部，管状结构远离所述螺纹段的一端为贯穿孔，侧壁开设有开口槽，温度感应元件可以直接与外部介质相接触，感温时间得到极大提升，解决了传统传感器结构中温度感应元件被包裹在塑料中注塑为一体，而塑料导热时间慢，导致温度信号响应不灵敏的问题。

3、在本实用新型中，电气接插件、支撑件有限位固定的结构设计，组装时，温度感应元件、支撑件、压力感应元件、柔性电路板、电气接插件可先组装为一体，直接安装于壳体开口腔内，装配简单，便于批量化生产。

4、在本实用新型中，支撑件结构简单，为一个结构紧凑的圆柱形，便于制造，不同于传统传感器需要较为复杂的结构，才能将温度感应元件和压力感应元件组装到一起；柔性电路板结构简单，不同于传统传感器将柔性电路板改为复杂的结构形式才可同时与压力感应元件、温度感应元件耦合，处理压力、温度信号。

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它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的快速感温温度压力传感器的爆炸图；

图2为本实用新型实施例提供的快速感温温度压力传感器的剖面图；

图3为本实用新型实施例提供的支撑件的三维示意图；

图4为本实用新型实施例提供的壳体的三维示意图；

图5为本实用新型实施例提供的电气接插件的三维示意图；

图6为本实用新型实施例提供的电气接插件、柔性电路板、压力感应元件、支撑件、温度感应元件的组合示意图。

图中：1-壳体；101-管状结构；102-螺纹段；103-开口槽；104-开口腔；105-贯穿孔；2-温度感应元件；201-感温芯片；202-引线；203-绝缘层；3-第一密封件；4-支撑件；401-支撑基座；402-插针；403-介质孔；404-密封凹槽；405-灌胶孔；406-卡扣导向方槽；407-圆柱凸起；5-第二密封件；6-压力感应元件；601-半圆槽；7-柔性电路板；8-电气接插件；801-限位结构。

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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

如图1-图5，本实用新型实施例提供一种快速感温温度压力传感器，包括壳体1、电气接插件8、支撑件4、压力感应元件6、温度感应元件2、柔性电路板7，所述电气接插件8和所述压力感应元件6均与所述柔性电路板7电连接，所述电气接插件8与所述壳体1围合成一收容腔体，所述支撑件4、压力感应元件6、柔性电路板7沿所述壳体1至所述电气接插件8的方向依次设于所述收容腔体内，所述壳体1一端设有开口腔104，所述壳体的另一端设有与外部机械连接的螺纹段102，所述支撑件4、压力感应元件6、柔性电路板7均位于所述开口腔104内，所述电气接插件8封堵所述开口腔104，所述螺纹段102背离所述开口腔104的一侧设有向外延伸的金属管状结构101，所述管状结构101远离所述螺纹段102的一端为贯穿端，所述温度感应元件2包括感温芯片201和引线202，所述感温芯片201位于所述管状结构101内，所述支撑件4上设有与柔性电路板7电连接的插针402，所述感温芯片201通过引线202与所述插针402电连接。

如图1-图3，所述支撑件4的水平截面与所述压力感应元件6的水平截面均为圆形，所述支撑件4的直径与所述压力感应元件6的直径相等，所述压力感应元件6的侧壁上设有供所述插针402穿过的半圆槽601。支撑件4与压力感应元件6均为圆柱状，柔性电路板7放置于压力感应元件6上，柔性电路板7与压力感应元件6上端面的探针电连接，柔性电路板7与穿过半圆槽601的插针402电连接，柔性电路板7不需要进行复杂的设计就可以完成电性连接。

如图1-图4，所述壳体1管状结构101上开设有连通外界的贯穿孔105，所述支撑基座401上开设有连通贯穿孔105与压力感应元件6底部压力感应区的介质孔403。所述管状结构101贯穿孔侧面开设4个开口槽103，使感温元件直接与外部介质接触，感应介质温度，温度响应时间快。所述壳体1朝向所述支撑基座401的端面上开设有第一密封凹槽，所述贯穿孔105、介质孔403均与所述第一密封凹槽连通，所述第一密封凹槽内设第一密封件3。所述支撑基座401朝向所述压力感应元件6的端面上设有第二密封凹槽404，所述第二密封凹槽404内设有第二密封件5。

如图1-图4，壳体1一般为金属壳体，开口腔104内用于容纳支撑件4、压力感应元件6、柔性电路板7和一部分电气接插件8；温度感应元件2包括感温芯片201、引线202和绝缘层203，感温芯片201伸入所述管状结构101内部，感应温度信号，所述温度感应元件2的引线202与所述支撑件4的插针402焊接到一起，所述感温芯片201根据所述引线202的长度，置于管状结构101的内部，所述绝缘层203包裹住所述插针4和引线202，以免与壳体接触产生短路的风险，且可以增加温度感应元件的稳定性，抗振动干扰；在本实施例中所述感温芯片201为热敏电阻，也可以是其他感温的敏感部件，所述绝缘层203为环氧树脂材料，也可以是其他耐高温材料；所述第一密封件3置于开口腔104内部，使所述壳体1和所述支撑件4间形成隔离的介质通道，限制外界介质在所述壳体内部的流动区域，防止外界介质对电气连接产生干扰而影响精度；在本实施例中所述第一密封件3为O型密封圈，材质为氢化丁腈橡胶或其他耐高低温、耐腐蚀的材料；所述支撑件4开有介质孔403，使外界介质压力可以传递到所述压力感应元件6的感压区，压力感应元件下端为压力感应区，可以感应压力信号；所述支撑件4设有环形的第二密封凹槽404，第二密封凹槽404内置第二密封件5，第二密封件5环绕介质孔403设置，使所述支撑件4和所述压力感应元件6之间形成隔离介质通道，外界介质压力可以通过介质孔传递到压力感应元件的感压区，并被限制在其中，不能流动到其他区域，影响产品性能，所述第二密封件5也为O型密封圈，材质为氢化丁腈橡胶或其他耐高低温、耐腐蚀材料；所述支撑件4的插针402与所述柔性电路板7耦合(电连接)，传递所述感温芯片201感知的温度信号；所述柔性电路板7在本实施例中为PI材质(聚亚酰胺材质)，具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷电路板，配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折好的特点，柔性电路板7置于压力感应元件6之上，所述柔性电路板7一端和所述温度感应元件2、压力感应元件6耦合，同时处理温度信号和压力信号，对温度信号和压力信号进行处理和转换，另一端与所述电气接插件8耦合，输出温度、压力信号。在本实施例中所述柔性电路板7与所述压力感应元件6通过焊接的形式耦合，其他合适的耦合形式也可适用。

如图1-图2所示，所述管状结构101长度可以根据不同应用场合进行加工制造，以满足各种使用需求；所述管状结构101的端面有贯穿孔105，介质可以通过所述贯穿孔105进入壳体内部；所述管状结构101为金属材料，外表面可以进行相应处理工艺，以适应各种介质环境，保护温度感应元件2不会由于跌落、运输等原因而损坏。

如图3-图5所示，所述支撑件4由插针402和支撑基座401组成，在本实施例中所述插针402为具有一定强度且耐腐蚀的金属材料制成，所述支撑基座401为耐高低温、耐腐蚀，且具有一定的强度的塑料材质制成；所述插针402和支撑基座401一体注塑成型，无需额外加工，且尺寸精度高；所述支撑基座401上端面开有灌胶孔405，可在其中填充密封胶，增强密封性；所述支撑基座401侧边设计有卡扣导向方槽406，所述卡扣导向方槽406可与所述电气接插件8的限位结构801卡合连接，起到固定、限位的作用；所述支撑基座401下部有圆柱凸起407，与所述壳体1定位配合。

如图1-图6所示，所述第二密封件5置于所述第二密封凹槽404内部，所述压力感应元件6置于所述支撑件4上，所述压力感应元件6侧壁开有两半圆形槽601，所述插针402穿过所述压力感应元件的半圆形槽601与柔性电路板7耦合，所述柔性电路板7一端与所述插针402、压力感应元件6耦合，另一端与所述电气接插件8耦合，所述电气接插件8和所述支撑件4卡扣连接到一起，在装配时，先将所述温度感应元件2、支撑件4、第二密封件5、压力感应元件6、柔性电路板7和电气接插件8组装在一起，再直接装入带第一密封件3的壳体1中，装配方便、高效。

如图3，支撑件4包括支撑基座401，所述插针402和支撑基座401一体注塑成型，所述支撑基座401朝向所述螺纹段102的一侧设有圆柱凸起407，所述插针402伸出所述圆柱凸起407，所述壳体1内设有与所述圆柱凸起407定位配合的定位孔。所述支撑基座401朝向所述压力感应元件的端面上设有灌胶孔405，所述插针402伸出所述灌胶孔405。

如图3和图5，电气接插件8上设有用于限位固定压力感应元件6和支撑件4的限位结构801，所述支撑基座401侧壁上设有供所述限位结构801伸入卡合的卡扣导向方槽406。

温度感应元件装在壳体管状结构中空腔体内部，外部介质可以与温度感应元件直接接触，感温时间快，解决了传统传感器结构中温度感应元件被包裹在塑料中注塑为一体，而塑料导热时间慢，导致温度信号响应不灵敏的问题；支撑件结构简单，为一个结构紧凑的圆柱形，便于制造，不同于传统传感器需要较为复杂的结构，才能将温度感应元件和压力感应元件组装到一起；柔性电路板结构简单，不同于传统传感器将柔性电路板改为复杂的结构形式才可同时与压力感应元件、温度感应元件耦合，处理压力、温度信号；电气接插件、支撑件有限位固定的结构设计，组装时，温度感应元件、支撑件、压力感应元件、柔性电路板、电气接插件可先组装为一体，直接安装于壳体开口腔内，装配简单，便于批量化生产。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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)

1.一种快速感温温度压力传感器，其特征在于：包括壳体(1)、电气接插件(8)、支撑件(4)、压力感应元件(6)、温度感应元件(2)、柔性电路板(7)，所述电气接插件(8)和所述压力感应元件(6)均与所述柔性电路板(7)电连接，所述电气接插件(8)与所述壳体(1)围合成一收容腔体，所述支撑件(4)、压力感应元件(6)、柔性电路板(7)沿所述壳体(1)至所述电气接插件(8)的方向依次设于所述收容腔体内，所述壳体(1)一端设有开口腔(104)，所述壳体的另一端设有与外部机械连接的螺纹段(102)，所述支撑件(4)、压力感应元件(6)、柔性电路板(7)均位于所述开口腔(104)内，所述电气接插件(8)封堵所述开口腔(104)，所述螺纹段(102)背离所述开口腔(104)的一侧设有向外延伸的管状结构(101)，所述管状结构(101)远离所述螺纹段(102)的一端设有供外部介质流入的贯穿孔(105)，贯穿孔(105)侧壁开设有开口槽(103)，所述温度感应元件(2)包括感温芯片(201)、引线(202)、包裹感温芯片(201)和引线(202)的绝缘层(203)，所述感温芯片(201)位于所述管状结构(101)内，所述支撑件(4)上设有与柔性电路板(7)电连接的插针(402)，所述感温芯片(201)通过引线(202)与所述插针(402)电连接。

2.如权利要求1所述的快速感温温度压力传感器，其特征在于：所述绝缘层(203)采用环氧树脂。

3.如权利要求1所述的快速感温温度压力传感器，其特征在于：开口槽(103)有若干个，各所述开口槽(103)沿周向均匀分布。

4.如权利要求1所述的快速感温温度压力传感器，其特征在于：管状结构(101)为金属管。

5.如权利要求1所述的快速感温温度压力传感器，其特征在于：所述支撑件(4)包括塑料的支撑基座(401)，所述插针(402)和所述支撑基座(401)一体注塑成型，所述支撑基座(401)上开设有连通贯穿孔(105)与压力感应元件(6)底部压力感应区的介质孔(403)。

6.如权利要求5所述的快速感温温度压力传感器，其特征在于：所述支撑基座(401)朝向所述螺纹段(102)的一侧设有圆柱凸起(407)，所述插针(402)伸出所述圆柱凸起(407)，所述壳体(1)内设有与所述圆柱凸起(407)定位配合的定位孔。

7.如权利要求6所述的快速感温温度压力传感器，其特征在于：所述支撑件(4)的水平截面与所述压力感应元件(6)的水平截面均为圆形，所述支撑件(4)的直径与所述压力感应元件(6)的直径相等，所述压力感应元件(6)的侧壁上设有供所述插针(402)穿过的半圆槽(601)。

8.如权利要求7所述的快速感温温度压力传感器，其特征在于：所述电气接插件(8)上设有用于限位固定压力感应元件(6)和支撑件(4)的限位结构(801)，所述支撑基座(401)侧壁上设有供所述限位结构(801)伸入卡合的卡扣导向方槽(406)。

9.如权利要求5所述的快速感温温度压力传感器，其特征在于：所述壳体(1)朝向所述支撑基座(401)的端面上开设有第一密封凹槽，所述贯穿孔(105)、介质孔(403)均与所述第一密封凹槽连通，所述第一密封凹槽内设第一密封件(3)；所述支撑基座(401)朝向所述压力感应元件(6)的端面上设有第二密封凹槽，所述第二密封凹槽内设有第二密封件(5)。

10.如权利要求5所述的快速感温温度压力传感器，其特征在于：所述支撑基座(401)朝向所述压力感应元件(6)的端面上设有填充密封胶的灌胶孔(405)，所述插针(402)伸出所述灌胶孔(405)。