CN220602593U - 一种温度压力传感器的封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种温度压力传感器的封装结构，包括外壳体，所述外壳体的下端连接有接头管，所述外壳体的内部设有基板，所述基板将所述外壳体的内部分隔为上下隔腔，所述基板连接有压力检测模块和温度检测模块，所述温度检测模块包括下端密闭的管体，所述管体的下端延伸出所述接头管的外侧；所述管体的外周侧密封套设有封隔套，所述封隔套的外壁与所述接头管的内壁密封抵接，所述封隔套的外壁设有上下贯穿的流体通道，所述接头管连接有开关阀，所述开关阀用于阻隔或者连通所述流体通道；本实用新型通过开关阀控制流体通道的通断，降低压力检测模块的工作温度，避免对压力检测模块造成损害的同时，不影响温度检测模块的正常工作。

Description

一种温度压力传感器的封装结构

技术领域

本实用新型涉及到温度压力传感器技术领域，具体涉及到一种温度压力传感器的封装结构。

背景技术

温度压力传感器是用于同时测量环境或介质的压强和温度的传感器，目前多通过MEMS(微机电系统)来实现，通过压阻式压力传感器的压阻效应来测量压力，通过热敏电阻来测量介质的温度。

压阻式压力传感器通常利用单晶硅的压阻效应而构成，其采用单晶硅片为弹性元件，在单晶硅膜片上利用集成电路的工艺，在单晶硅的特定方向扩散一组等值电阻，并将电阻接成桥路，单晶硅片置于传感器腔内。当压力发生变化时，单晶硅产生应变，使直接扩散在上面的应变电阻产生与被测压力成正比的变化，再由桥式电路获相应的电压输出信号。其中，压敏元件可设置于陶瓷基体或具有特别热膨胀系数的金属基体上，以避免热变化导致的应力破坏，而调理电路则设置于与基体固定的印刷电路板上。

如公开号为CN115468686A的实用新型专利公开了一种温度压力传感器，其包括：壳体，内设有密闭的工作腔体；基板，其设置于壳体内并将工作腔体隔断为顶侧的上腔和底侧的下腔；基板上开设有导压孔；接头管，其固定于壳体的底部一端，并与下腔连通；电路板，其设置于基板的顶面上；压力敏感元件，其设置于基板的顶面上且电连接至电路板，其感压面经导压孔连通至下腔；温度敏感元件，其设置于接头管内或从接头管中朝底部一侧伸出；及底部与温度敏感元件的连接端子一一对应连接的多个导电体，其顶端分别穿设基板后与电路板电连接。

然而实际应用中，压敏元件与温敏元件的工作温度区间不一致，通常温敏元件具有较宽的温度范围，而压敏元件的工作温度范围较窄，受温度影响较大，当检测液体温度过高时，影响压敏元件的测量准确性，甚至缩短压敏元件的使用寿命；另外，现有技术中的温敏元件设置于绝缘座上，并其通过导电弹片、导电元件(例如金属探针)与电路板实现电连接，在这种情况下对穿过陶瓷基板的导电元件进行密封时，则需要通过先将过孔金属化，这种工艺非常复杂，且成本很高。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种温度压力传感器的封装结构，通过开关阀控制流体通道的通断，降低压力检测模块的工作温度，避免对压力检测模块造成损害的同时，不影响温度检测模块的正常工作。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种温度压力传感器的封装结构，包括外壳体，所述外壳体的下端连接有接头管，所述外壳体的内部设有基板，所述基板将所述外壳体的内部分隔为上下隔腔，所述基板连接有压力检测模块和温度检测模块，所述温度检测模块包括下端密闭的管体，所述管体的下端延伸出所述接头管的外侧；所述管体的外周侧密封套设有封隔套，所述封隔套的外壁与所述接头管的内壁密封抵接，所述封隔套的外壁设有上下贯穿的流体通道，所述接头管连接有开关阀，所述开关阀用于阻隔或者连通所述流体通道。

所述开关阀包括活动塞、螺纹杆和旋钮，所述外壳体设有与所述流体通道连接的安装容腔以及与所述安装容腔连接的螺纹孔，所述活动塞设于所述安装容腔内，所述螺纹杆与所述螺纹孔通过螺纹连接，所述螺纹杆的一端与所述活动塞转动连接，另一端与所述旋钮固定连接。

所述温度检测模块包括温敏元件、引线、引导板、密封端盖和触头，所述触头贯穿连接所述密封端盖，所述密封端盖与所述管体的上端开口密封盖合，所述温敏元件设于所述管体的内部下端，所述温敏元件与所述管体之间填充有导热剂，所述引线的一端连接所述温敏元件的引脚，另一端连接所述触头；所述引导板与所述密封端盖的下端面固定，所述引线一体成型于引导板上。

所述基板设有上下贯穿的安装槽，所述管体与所述安装槽密封固定，所述密封端盖与所述安装槽过盈连接，所述密封端盖与所述安装槽之间设有第一密封圈。

所述压力检测模块包括压敏元件，所述基板设有上下贯穿的压力通道，所述压敏元件密封固定于所述压力通道的上端。

所述外壳体的上侧可拆卸连接有卡盖，所述卡盖的周侧向下延伸至与所述基板抵接，所述外壳体的底部内壁设有台阶，所述基板的下端面与所述台阶抵接，所述基板的下端面与所述外壳体的底部内壁之间还设有第二密封圈。

所述基板的上侧固定设有电路板，所述压力检测模块和所述温度检测模块分别与所述电路板电连接；所述卡盖贯穿连接有若干个插针，每个所述插针分别与所述电路板电连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、在接头管设置开关阀，通过控制开关阀的开关状态，可以控制流体通道的通断，当温度检测模块检测液体温度达到设定值时，则发出预警信号，通过控制开关阀动作，将流体通道断开，隔绝或减少外壳体下腔与外部液体的接触，减少热传导，从而降低压力检测模块的工作温度，避免对压力检测模块造成损害的同时，不影响温度检测模块的正常工作；

2、通过控制开关阀动作，待检测液体温度回到合适范围内后，再通过开关阀打开流体通道，压力检测模块可以继续工作，从而避免整体拆卸传感器，降低了劳动强度，节省了时间；

3、使用密封的管体装载温敏元件，管体与温敏元件填充导热剂增强热传导，液体不会流入管体内，而且触头与密封端盖为一个整体，密封端盖与管体内壁密封，使液体不会直接与触头接触，解决了现有技术中，探针需要穿过基板，由于热膨胀不同而泄露的问题；

4、通过在密封端盖与安装槽之间设置第一密封圈，可以进一步保证安装槽的密封性，即使由于热膨胀因素影响，安装槽与管体之间密封失效，液体也不会溢出到基板上侧，降低了管体的安装工艺难度，节省了成本。

附图说明

图1为本实用新型开关阀打开状态的实施例示意图；

图2为本实用新型开关阀关闭状态的实施例示意图；

图中：1、外壳体；2、接头管；3、基板；4、管体；5、封隔套；6、流体通道；7、活动塞；8、螺纹杆；9、旋钮；10、温敏元件；11、引线；12、引导板；13、密封端盖；14、触头；15、第一密封圈；16、压敏元件；17、压力通道；18、卡盖；19、第二密封圈；20、电路板；21、插针。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型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条件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，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶部”、“底部”、“内”、“外”、“水平”、“垂直”等指示的方位或位置关系为均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。

如图1至图2所示，一种温度压力传感器的封装结构，包括外壳体1，所述外壳体1的下端连接有接头管2，所述外壳体1的内部设有基板3，所述基板3将所述外壳体1的内部分隔为上下隔腔，所述基板3连接有压力检测模块和温度检测模块，所述温度检测模块包括下端密闭的管体4，所述管体4的下端延伸出所述接头管2的外侧；所述管体4的外周侧密封套设有封隔套5，所述封隔套5的外壁与所述接头管2的内壁密封抵接，所述封隔套5的外壁设有上下贯穿的流体通道6，所述接头管2连接有开关阀，所述开关阀用于阻隔或者连通所述流体通道6。

其中，接头管2可以设有外螺纹，用于与液体容器通过螺纹固定，也可以采用焊接固定方式，不做特别限定；温度检测模块的管体4从接头管2伸出插入于液体容器内，用于检测液体温度，液体从封隔套5的流体通道6进入外壳体1的下腔，用于压力检测模块检测压力。

一般温度检测模块具有较宽的温度范围，而压力检测模块的工作温度范围一般在-10～80℃，范围较窄，受温度影响较大，当检测液体温度过高时，影响压力检测模块的测量准确性，缩短压力检测模块的使用寿命。

在接头管2连接有开关阀，通过控制开关阀的开关状态，可以控制流体通道6的通断，当温度检测模块检测液体温度达到设定值时，则发出预警信号，通过控制开关阀动作，将流体通道6断开，隔绝或减少外壳体下腔与外部液体的接触，减少热传导，从而降低压力检测模块的工作温度，避免对压力检测模块造成损害的同时，不影响温度检测模块的正常工作。

通过控制开关阀动作，待检测液体温度回到合适范围内后，再通过开关阀打开流体通道6，压力检测模块可以继续工作，从而避免整体拆卸传感器，降低了劳动强度，节省了时间。

在一个具体的实施例中，所述开关阀包括活动塞7、螺纹杆8和旋钮9，所述外壳体1设有与所述流体通道6连接的安装容腔以及与所述安装容腔连接的螺纹孔，所述活动塞7设于所述安装容腔内，所述螺纹杆8与所述螺纹孔通过螺纹连接，所述螺纹杆8的一端与所述活动塞7转动连接，另一端与所述旋钮9固定连接。当温度检测模块检测液体温度达到设定值时，则发出预警信号，工作人员可以通过手动拧旋钮9，使螺纹杆8带动活动塞7朝接头管2内侧位移，直至隔断流体通道6，实现手动控制保护压力检测模块。优选的，活动塞7为橡胶材质。在其他的一些实施例中，优选地，上述开关阀为电磁阀，其与外部设备的控制器连接，控制器经上述插针21与电路板20连接。当温度过高时，控制器控制电磁阀阻断流体通道。

在一个具体的实施例中，所述温度检测模块包括温敏元件10、引线11、引导板12、密封端盖13和触头14，所述触头14贯穿连接所述密封端盖13，所述密封端盖13与所述管体4的上端开口密封盖合，所述温敏元件10设于所述管体4的内部下端，所述温敏元件10与所述管体4之间填充有导热剂，所述引线11的一端连接所述温敏元件10的引脚，另一端连接所述触头14；所述引导板12与所述密封端盖13的下端面固定，所述引线11一体成型于引导板12上。

导热剂用于增强管体4与温敏元件10之间的热传导，温敏元件10将温度信号转换为电信号，并通过引线11传送至触头14，引导板12用于固定引线11，保证信号稳定传输，密封端盖13用于密封管体4，以及固定安装触头14。

所述基板3设有上下贯穿的安装槽，所述管体4与所述安装槽密封固定，所述密封端盖13与所述安装槽过盈连接，所述密封端盖13与所述安装槽之间设有第一密封圈15。

通过在密封端盖13与安装槽之间设置第一密封圈15，可以进一步保证安装槽的密封性，即使由于热膨胀因素影响，安装槽与管体4之间密封失效，液体也不会溢出到基板3上侧，降低了管体4的安装工艺难度，节省了成本。

在一个具体的实施例中，所述压力检测模块包括压敏元件16，所述基板3设有上下贯穿的压力通道17，所述压敏元件16密封固定于所述压力通道17的上端。

其中，压敏元件16为现有技术。优选的，压敏元件16可为扩散硅压阻式敏感元件、应变式压力敏感元件等，其通过在硅隔膜上制作扩散电阻或在金属隔膜上制作应变片以形成惠斯通电桥来测量隔膜所受的流体压强。

在一个具体实施例中，所述外壳体1的上侧可拆卸连接有卡盖18，所述卡盖18的周侧向下延伸至与所述基板3抵接，所述外壳体1的底部内壁设有台阶，所述基板3的下端面与所述台阶抵接，所述基板3的下端面与所述外壳体1的底部内壁之间还设有第二密封圈19。基板3通过卡盖18和台阶进行上下限位，便于装卸固定，通过设置第二密封圈19，防止液体通过基板3与外壳体1之间间隙进入上腔。

在一个具体实施例中，所述基板3的上侧固定设有电路板20，所述压力检测模块和所述温度检测模块分别与所述电路板20电连接；所述卡盖18贯穿连接有若干个插针21，每个所述插针21分别与所述电路板20电连接。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种温度压力传感器的封装结构，包括外壳体(1)，所述外壳体(1)的下端连接有接头管(2)，所述外壳体(1)的内部设有基板(3)，所述基板(3)将所述外壳体(1)的内部分隔为上下隔腔，所述基板(3)连接有压力检测模块和温度检测模块，所述温度检测模块包括下端密闭的管体(4)，所述管体(4)的下端延伸出所述接头管(2)的外侧；其特征在于，所述管体(4)的外周侧密封套设有封隔套(5)，所述封隔套(5)的外壁与所述接头管(2)的内壁密封抵接，所述封隔套(5)的外壁设有上下贯穿的流体通道(6)，所述接头管(2)连接有开关阀，所述开关阀用于阻隔或者连通所述流体通道(6)。

2.根据权利要求1所述的一种温度压力传感器的封装结构，其特征在于，所述开关阀包括活动塞(7)、螺纹杆(8)和旋钮(9)，所述外壳体(1)设有与所述流体通道(6)连接的安装容腔以及与所述安装容腔连接的螺纹孔，所述活动塞(7)设于所述安装容腔内，所述螺纹杆(8)与所述螺纹孔螺纹连接，所述螺纹杆(8)的一端与所述活动塞(7)转动连接，另一端与所述旋钮(9)固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种温度压力传感器的封装结构，其特征在于，所述温度检测模块包括温敏元件(10)、引线(11)、引导板(12)、密封端盖(13)和触头(14)，所述触头(14)贯穿连接所述密封端盖(13)，所述密封端盖(13)与所述管体(4)的上端开口密封盖合，所述温敏元件(10)设于所述管体(4)的7内部下端，所述温敏元件(10)与所述管体(4)之间填充有导热剂，所述引线(11)的一端连接所述温敏元件(10)的引脚，另一端连接所述触头(14)；所述引导板(12)与所述密封端盖(13)的下端面固定，所述引线(11)一体成型于引导板(12)上。

4.根据权利要求3所述的一种温度压力传感器的封装结构，其特征在于，所述基板(3)设有上下贯穿的安装槽，所述管体(4)与所述安装槽密封固定，所述密封端盖(13)与所述安装槽过盈连接，所述密封端盖(13)与所述安装槽之间设有第一密封圈(15)。

5.根据权利要求1所述的一种温度压力传感器的封装结构，其特征在于，所述压力检测模块包括压敏元件(16)，所述基板(3)设有上下贯穿的压力通道(17)，所述压敏元件(16)密封固定于所述压力通道(17)的上端。

6.根据权利要求1所述的一种温度压力传感器的封装结构，其特征在于，所述外壳体(1)的上侧可拆卸连接有卡盖(18)，所述卡盖(18)的周侧向下延伸至与所述基板(3)抵接，所述外壳体(1)的底部内壁设有台阶，所述基板(3)的下端面与所述台阶抵接，所述基板(3)的下端面与所述外壳体(1)的底部内壁之间还设有第二密封圈(19)。

7.根据权利要求6所述的一种温度压力传感器的封装结构，其特征在于，所述基板(3)的上侧固定设有电路板(20)，所述压力检测模块和所述温度检测模块分别与所述电路板(20)电连接；所述卡盖(18)贯穿连接有若干个插针(21)，每个所述插针(21)分别与所述电路板(20)电连接。