CN220819290U - 一种工业水表压力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种工业水表压力传感器，包括外壳组件、设于所述外壳组件内部的芯体组件以及与所述外壳组件连接的接头组件，所述外壳组件内部填充有用于包裹所述芯体组件的灌封胶，所述接头组件包括与所述外壳组件连接的接头主体、套设在所述接头主体远离所述外壳组件的一端的压紧帽以及位于所述接头主体远离所述外壳组件的一端内部的固定套管。本实用新型通过设置外壳组件、灌封胶以及接头组件，对外壳组件内部的芯体组件进行多层防护，防护等级可达IP68，且制造工艺简单，装配便捷，能大大降低制造成本，满足自动化批量生产的要求，适于在工业生产中推广应用。

Description

一种工业水表压力传感器

技术领域

本实用新型属于压力传感器技术领域，具体涉及一种工业水表压力传感器。

背景技术

压力传感器是用于测量液体与气体的压强的传感器，使用压力传感器可以直接将被测压力变换为各种形式的电信号，能满足自动化系统集中检测与控制的要求，因而在工业生产过程中得到广泛应用。

目前市场上大部分水泵水表产品采用外置安装的工业压力传感器，且主要采用灌封胶的方式对内置的芯体部件进行密封防护，但这样的防护方式密封效果较差，并不足以保证传感器的使用安全性，比如，在长期使用过程中，传感器顶部的灌封胶由于线束的扭转、弯折等情况发生开裂，或遭受外部雨水侵蚀，造成内置的芯体部件进水，从而导致整个传感器无输出或输出异常，甚至会造成整个水泵水表的短路，对相关设备及人身安全造成危害。

IP68防护等级是国家标准的最高级别，但现有的工业水表压力传感器若依照IP68防护等级要求进行结构设计，虽能保证传感器的使用安全性，但传感器的制造成本大大增加，且生产工艺复杂，并不能在工业生产过程中得到推广应用。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的在于提供一种工业水表压力传感器，旨在解决现有的工业压力传感器防护等级不足，密封效果差，不足以保证传感器的使用安全性的技术问题。

本实用新型的目的在于提供一种工业水表压力传感器，包括外壳组件、设于所述外壳组件内部的芯体组件以及与所述外壳组件连接的接头组件，所述外壳组件内部填充有用于包裹所述芯体组件的灌封胶，所述接头组件包括与所述外壳组件连接的接头主体、套设在所述接头主体远离所述外壳组件的一端的压紧帽以及位于所述接头主体远离所述外壳组件的一端内部的固定套管。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果在于：本实用新型的压力传感器通过设置外壳组件、灌封胶以及接头组件，对外壳组件内部的芯体组件进行多层防护，防护等级可达IP68，且制造工艺简单，装配便捷，能大大降低制造成本，满足自动化批量生产的要求，适于在工业生产中推广应用。

可选地，所述外壳组件包括壳体、与所述壳体连接的管体以及与所述管体连接的盖体，所述壳体的一端设有流通腔，所述壳体的另一端设有与所述流通腔连通的容纳腔，所述管体的一端套设在所述壳体具有所述容纳腔的一端，所述管体上远离所述容纳腔的一端盖设有所述盖体，所述盖体上设有用于与所述接头主体连接的连接通孔。

可选地，所述管体上开设有与所述容纳腔连通的管腔，所述壳体、所述管体以及所述盖体合围形成用于填充所述灌封胶的填充空间。

可选地，所述容纳腔内设有所述芯体组件，所述芯体组件包括与所述容纳腔底部贴合连接的电路板、设于所述电路板面向所述流通腔的一侧的压力芯片以及与所述电路板背离所述流通腔的一侧连接的线束。

可选地，所述接头主体包括与所述连接通孔适配的第一连接端以及与所述压紧帽连接的第二连接端，所述第一连接端上开设有供所述线束穿过的第一通孔，所述第二连接端上开设有与容纳所述固定套管的容纳槽，所述容纳槽与所述第一通孔连通。

可选地，所述固定套管用于固定所述线束，所述固定套管的一端与所述容纳槽的槽底贴合连接，所述固定套管的另一端与所述线束的周面贴合连接。

可选地，所述压紧帽用于固定所述固定套管，所述压紧帽的一端套设在所述第二连接端上，所述压紧帽的另一端开设有供所述线束穿过的第二通孔。

可选地，所述容纳腔内还设有用于压紧所述电路板的压装组件，所述压装组件包括压装在所述电路板背离所述流通腔的一侧的压装圈、与所述压装圈贴合连接的压环以及设于所述容纳腔内壁上的卡簧。

可选地，所述接头组件还包括密封件，所述密封件设于所述盖体与所述接头主体之间。

附图说明

图1是本实用新型的压力传感器的立体结构示意图；

图2是本实用新型的压力传感器的剖面结构示意图；

图3是本实用新型的外壳组件内部去除灌封胶时的剖面结构示意图；

图4是本实用新型的接头组件处的剖面结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：10-外壳组件；11-壳体；111-流通腔；112-容纳腔；12-管体；13-盖体；20-芯体组件；21-电路板；22-压力芯片；23-线束；30-接头组件；31-接头主体；311-第一连接端；312-第二连接端；32-压紧帽；33-固定套管；34-密封件；40-压装组件；41-压装圈；42-压环；43-卡簧；50-灌封胶。

以下具体实施方式将结合上述附图进一步说明。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1-图2所示，本实用新型提供的工业水表压力传感器，包括外壳组件10、设于外壳组件内部的芯体组件20以及与外壳组件10连接的接头组件30，在外壳组件10内还设有用于对芯体组件20进行压装的压装组件40，此外，外壳组件10的内部填充有用于包裹所述芯体组件20的灌封胶50。

作为示例说明，外壳组件10用于对芯体组件20进行固定和密封，避免芯体组件20与外部环境直接接触造成损害。在本实施例中，如图2-图3所示，外壳组件10包括壳体11、与壳体11连接的管体12以及与管体12连接的盖体13，具体地，壳体11的一端设有用于与待测管路连通的流通腔111，壳体11的另一端设有与流通腔111连通的容纳腔112，容纳腔112的内径大于流通腔111的内径，所述芯体组件20设置在容纳腔112内。管体12开设有与容纳腔112连通的管腔，管体12的一端套设在容纳腔112的腔口端，管体12上远离容纳腔112的一端盖设有盖体13，盖体13上开设有用于与接头组件30连接的连接通孔。需要说明的是，外壳组件10的壳体11、管体12以及盖体13合围形成可对芯体组件20进行密封保护的内部空间，为进一步提高外壳组件10形成的内部空间对芯体组件20的防护效果，在本实施例中，该内部空间内注入有灌封胶50进行空间填充，使得灌封胶50包裹在芯体组件20的外侧，所述灌封胶50可以为有机硅树脂灌封胶、环氧树脂灌封胶、室温硫化硅胶或者聚氨酯灌封胶中的一种或几种。

作为示例说明，芯体组件20用于检测压力。在本实施例中，如图2-图3所示，芯体组件20包括与壳体11的容纳腔112底部贴合连接的电路板21、设于电路板21面向流通腔111的一侧的压力芯片22以及与电路板21背离流通腔111的一侧连接的线束23。换句话说，如图2所示，压力芯片22设于电路板21的下端面，且位于流通腔111与容纳腔112的连通口处，以实现对流通腔111内介质压力的检测，达到对待测管路内压力进行检测的目的。电路板21的上端面中部焊接有用于传输信号的线束23，所述线束23通过所述电路板21实现与压力芯片22的电连接，达到将检测压力转换为电信号进行传输的目的。

进一步地，为实现对电路板21在容纳腔112底部的紧密贴合，避免流体从容纳腔112底部进入到容纳腔112内对芯体组件20造成损害，电路板21的上端面设有压装组件40。在本实施例中，如图3所示，压装组件40包括对电路板21进行压紧的压装圈41、与压装圈41贴合连接的压环42以及设于所述容纳腔112内壁上的卡簧43，换句话说，电路板21的上端面依次压装有压装圈41、压环42和卡簧43，以保证电路板21上方有足够的压接力对电路板21进行压装，如此一来，当压力传感器工作时，电路板21在介质压力作用下向容纳腔112腔口方向挤压时或者说是在介质压力作用下与容纳腔112内壁发生脱离时，电路板21上方的压装组件40能约束电路板21的变形，保证电路板21底部的密封性。需要说明的是，在本实施例中选用的压装圈41为O型圈，O型圈具有比较好的静压缩量，相对允许芯体组件20、压环42、卡簧43以及壳体11有较大的装配公差范围，实际制作过程中无需选配各个零部件，对产品结构无特殊要求，能满足自动化批量生产的要求。

通过上述说明可知，针对压力传感器内部芯体组件20的防护，本实用新型采用了如现有技术中的外壳组件10和灌封胶50进行密封防护，但在长期使用过程中，伸出灌封胶50的线束23在靠近灌封胶50的地方经过扭转、弯折等情况时，会出现线束23断裂以及灌封胶50顶部开裂的现象，进而导致灌封胶50内部包裹的芯体组件20暴露在外部环境或浸水造成损坏，因此，本实用新型在外壳组件10上设计有可对线束23与灌封胶50的连接处进行固定密封、提高灌封胶50的密封性，避免芯体组件20浸水损坏的接头组件30。

作为示例说明，接头组件30包括与外壳组件10连接的接头主体31、套设在接头主体31远离外壳组件10的一端的压紧帽32以及位于接头主体31远离外壳组件10的一端内部的固定套管33。在本实施例中，如图3-图4所示，接头主体31包括与盖体13上的连接通孔适配的第一连接端311以及与所述压紧帽32连接的第二连接端312，第一连接端311上开设有供线束23穿过的第一通孔，第二连接端312上开设有容纳所述固定套管33的容纳槽，容纳槽的槽口直径大于第一通孔的孔径，应理解的是，容纳槽与第一通孔连通，使得线束23能贯穿接头主体31，保证使用过程中线束23扭转、弯折时线束23不会发生断裂，避免使用过程中线束23与灌封胶50的连接处的灌封胶50发生开裂。与此同时，在本实施例中，接头主体31与盖体13之间的连接方式为螺纹连接，因此，盖体13上的连接通孔为内螺纹通孔，接头主体31上的第一连接端311为与所述内螺纹通孔适配的螺栓结构，应理解的是，本实用新型中的接头组件30与外壳组件10的连接并不局限于上述实施例中的螺纹连接，也可以是其他能实现本实用新型目的的连接方式。

为保证接头组件30与外壳组件10连接处的密封性，本实用新型的接头组件30还包括位于所述盖体14与所述接头主体之间的密封件34，具体地，密封件34的内壁与接头主体31的第一连接端311靠近盖体14上表面的外周面贴合，本实施例中的密封件34为O型密封圈，利用O型密封圈对盖体14和接头主体31之间的缝隙进行密封，换句话说，对外壳组件10的顶部进行密封，以避免流体从外壳组件10顶部进入到外壳组件10内部，进而提高对芯体组件20的密封性，提高压力传感器的使用寿命。

进一步地，固定套管33用于对线束23进行固定和密封，防止线束23与接头主体31之间的缝隙处渗入流体对芯体组件20造成损坏，在本实施例中，固定套管33套设在线束23位于第二连接端312中的容纳槽内的部分，且固定套管33的一端与所述容纳槽的槽底紧密贴合连接，固定套管33的另一端与线束23的周面紧密贴合连接，换句话说，如图2所示，固定套管33的下端口与容纳槽的槽底贴合连接，上端口刚好能穿过线束23且与线束23的周面贴合连接。

更进一步地，为保证固定套管32对线束23的固定和密封效果，本实用新型在接头主体31的第二连接端312的外周面上套设有所述压紧帽32，压紧帽32对第二连接端312的容纳槽有遮盖密封的作用，同时对容纳槽内的固定套管33有个向下的压紧力，提高固定套管33的下端口与容纳槽的槽底的贴合程度，此外，压紧帽32上远离第二连接端的一端开设有供线束23穿过的第二通孔。

在实际操作过程中，上述实施例提供的压力传感器的具体装配过程可以为：通过SMT贴片完成PCBA的贴装并完成分板得到所述电路板21和压力芯片22；后在壳体11的容纳腔112底部腔壁上点上粘接胶，将电路板21带有压力芯片22的一侧面向壳体11的流通腔111，将电路板21放入容纳腔112内，使之与容纳腔112底部腔壁进行粘接，后进行烘烤，使电路板21与容纳腔112底部粘接在一起。后在电路板21上方压入所述压装组件20，具体地，在电路板21上方依次压入压装圈41、压环42和卡簧43，保证电路板21和壳体11之间的压接力。再将线束23焊接在电路板21上，焊接完成后，在容纳腔112的腔口端套上所述管体12，并利用激光焊接将管体12焊接在壳体11上，进而形成一内装设有芯体组件20的柱体空间。后在该柱体空间内注入灌封胶并完成固化，固化后的灌封胶包裹在芯体组件20的外侧，且与所述柱体空间内壁粘接在一起，粘接处密封性良好，由此对芯体组件20进行密封防护。随后在固化后的灌封胶50的顶部，或者说是管体12的上端盖上盖体13对灌封胶50顶部进行封盖，并利用激光焊接将盖体13焊接在管体12上，由此实现外壳组件10对灌封胶50和芯体组件20的密封防护。最后，在盖体13上利用扭力扳手安装接头组件30中的接头主体31，后依次安装用于固定线束23的固定套管33以及压紧帽32，由此完成如图1中的本实用新型中的压力传感器的装配。需要说明的是，在实际装配过程中，并不局限于使用激光焊接的焊接方式来实现整个装置的密封焊接，也可以是其他能实现密封焊接目的的焊接方式。

通过上述装配说明可知，本实用新型的压力传感器通过设置外壳组件、灌封胶以及接头组件，对外壳组件内部的芯体组件进行多层防护，防护等级可达IP68，且制造工艺简单，装配便捷，能大大降低制造成本，满足自动化批量生产的要求，适于在工业生产中推广应用。其中，接头组件的设置不仅能提高外壳组件及灌封胶对芯体组件的密封性，还能对芯体组件中的线束的使用进行加固防护，进而提高整个装置的使用寿命，此外，还通过设置压装组件保证芯体组件与外壳组件之间的压接力，对芯体组件中的压力芯片的应力小，使得本实用新型的压力传感器的测试精度高，满足工业生产需求。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示 例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例 或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域 的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和 改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种工业水表压力传感器，其特征在于，包括外壳组件、设于所述外壳组件内部的芯体组件以及与所述外壳组件连接的接头组件，所述外壳组件内部填充有用于包裹所述芯体组件的灌封胶，所述接头组件包括与所述外壳组件连接的接头主体、套设在所述接头主体远离所述外壳组件的一端的压紧帽以及位于所述接头主体远离所述外壳组件的一端内部的固定套管。

2.根据权利要求1所述的工业水表压力传感器，其特征在于，所述外壳组件包括壳体、与所述壳体连接的管体以及与所述管体连接的盖体，所述壳体的一端设有流通腔，所述壳体的另一端设有与所述流通腔连通的容纳腔，所述管体的一端套设在所述壳体具有所述容纳腔的一端，所述管体上远离所述容纳腔的一端盖设有所述盖体，所述盖体上设有用于与所述接头主体连接的连接通孔。

3.根据权利要求2所述的工业水表压力传感器，其特征在于，所述管体上开设有与所述容纳腔连通的管腔，所述壳体、所述管体以及所述盖体合围形成用于填充所述灌封胶的填充空间。

4.根据权利要求2所述的工业水表压力传感器，其特征在于，所述容纳腔内设有所述芯体组件，所述芯体组件包括与所述容纳腔底部贴合连接的电路板、设于所述电路板面向所述流通腔的一侧的压力芯片以及与所述电路板背离所述流通腔的一侧连接的线束。

5.根据权利要求4所述的工业水表压力传感器，其特征在于，所述接头主体包括与所述连接通孔适配的第一连接端以及与所述压紧帽连接的第二连接端，所述第一连接端上开设有供所述线束穿过的第一通孔，所述第二连接端上开设有与容纳所述固定套管的容纳槽，所述容纳槽与所述第一通孔连通。

6.根据权利要求5所述的工业水表压力传感器，其特征在于，所述固定套管用于固定所述线束，所述固定套管的一端与所述容纳槽的槽底贴合连接，所述固定套管的另一端与所述线束的周面贴合连接。

7.根据权利要求5所述的工业水表压力传感器，其特征在于，所述压紧帽用于固定所述固定套管，所述压紧帽的一端套设在所述第二连接端上，所述压紧帽的另一端开设有供所述线束穿过的第二通孔。

8.根据权利要求4所述的工业水表压力传感器，其特征在于，所述容纳腔内还设有用于压紧所述电路板的压装组件，所述压装组件包括压装在所述电路板背离所述流通腔的一侧的压装圈、与所述压装圈贴合连接的压环以及设于所述容纳腔内壁上的卡簧。

9.根据权利要求2所述的工业水表压力传感器，其特征在于，所述接头组件还包括密封件，所述密封件设于所述盖体与所述接头主体之间。