CN220932234U - 一种耐高温力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及力传感器技术领域，公开一种耐高温力传感器，包括：金属座，设有液体槽和安装孔；金属波纹片和金属压环，金属波纹片位于金属座和金属压环之间，液体槽密封为液体腔；金属盖板，固定在金属波纹片上，金属盖板的底端设有与金属波纹片贴合的波纹凸起和波纹凹槽；接插件，设置在安装孔内，接插件包括绝缘座和导电件，导电件的一端伸出绝缘座；压力芯片，固定在接插件上，压力芯片的金属PAD与导电件的另一端电连接。本实用新型公开的耐高温力传感器，体积小，利于结构的小型化设置，由于金属座、金属波纹片、金属压环及金属盖板均由金属制成，抗蠕变能力增强，增设的压力芯片能承受较高的工作温度，利于压力的检测。

Description

一种耐高温力传感器

技术领域

本实用新型涉及力传感器技术领域，尤其涉及一种耐高温力传感器。

背景技术

力传感器能够将所要检测的压力信号转化为电信号，测量压力时一般采用应变片式力传感器或者封装后的力传感器。应变片式力传感器通过粘接在所要测量的器件的基底上进行测量，容易产生蠕变，会承受一部分压力导致测量不准，不适于长期测量。现有的封装后的力传感器受自身结构的限制，大量程的力传感器体积较大，无法安装在小型器件上，而小量程的力传感器虽然体积较小，但是无法适用于有较大量程需求的器件，此外，这种结构的力传感器所能承受的最高温度较低，无法适用于高温环境。

实用新型内容

基于以上所述，本实用新型的目的在于提供一种耐高温力传感器，能够在较高的环境温度下正常工作，不会产生蠕变，体积小，利于结构的小型化设置。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种耐高温力传感器，包括：

金属座，其上设有液体槽和与所述液体槽连通的安装孔；

金属波纹片和金属压环，所述金属波纹片位于所述金属座和所述金属压环之间，所述金属波纹片将所述液体槽密封为液体腔；

金属盖板，固定在所述金属波纹片上，所述金属盖板的底端设有与所述金属波纹片贴合的波纹凸起和波纹凹槽；

接插件，设置在所述安装孔内，所述接插件包括绝缘座和设置在所述绝缘座上的导电件，所述导电件的一端伸出所述绝缘座；

压力芯片，固定在所述接插件上，所述压力芯片的金属PAD与所述导电件的另一端电连接，所述压力芯片能够测量所述液体腔内的液体压力。

作为一种耐高温力传感器的优选方案，所述金属座上设有与所述液体腔连通的注液孔，所述注液孔内设有密封塞。

作为一种耐高温力传感器的优选方案，所述波纹凸起为环形正弦函数凸起，所述波纹凹槽为环形正弦函数凹槽，所述环形正弦函数凸起和所述环形正弦函数凹槽组成环形正弦函数曲线结构，所述环形正弦函数曲线结构的个数为多个，多个所述环形正弦函数曲线结构同心分布。

作为一种耐高温力传感器的优选方案，所述金属座为环形座，所述金属压环包括金属内压环和金属外压环，所述金属外压环位于所述环形座的外圈，所述金属内压环位于所述环形座的内圈，所述金属内压环焊接在所述金属波纹片上。

作为一种耐高温力传感器的优选方案，所述环形座的内壁上设有定位槽，所述金属内压环的内圈设有与所述定位槽对应的定位凸台。

作为一种耐高温力传感器的优选方案，所述金属外压环焊接在所述金属波纹片上。

作为一种耐高温力传感器的优选方案，所述金属盖板粘接或者焊接在所述金属波纹片上。

作为一种耐高温力传感器的优选方案，所述金属盖板的中心设有贯穿设置的连通孔，所述连通孔包括第一连通子孔和第二连通子孔，所述第一连通子孔的直径等于所述环形座的内径，所述金属内压环伸入所述第二连通子孔内。

作为一种耐高温力传感器的优选方案，所述金属波纹片为环形膜，所述环形膜的外圈位于所述环形座的外圈和所述金属外压环之间，所述环形膜的内圈位于所述环形座的内圈和所述金属内压环之间。

作为一种耐高温力传感器的优选方案，所述绝缘座上设有安装槽，所述导电件的另一端伸入所述安装槽内，所述压力芯片固定在所述安装槽内。

本实用新型的有益效果为：本实用新型公开的耐高温力传感器，体积小，利于结构的小型化设置，由于金属座、金属波纹片、金属压环及金属盖板均由金属制成，具有较强的抗蠕变能力，金属座和金属压环之间的金属波纹片能够将液体槽密封为液体腔，检测压力时，作用在金属盖板上的作用力通过金属波纹片传递给液体腔内的液体，由于液体不可压缩，液体能够将压力作用在压力芯片上，实现对压力的检测，增设的压力芯片能承受较高的工作温度，利于压力的检测。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型具体实施例提供的耐高温力传感器的剖视图；

图2是本实用新型具体实施例提供的耐高温力传感器的轴侧视图；

图3是本实用新型具体实施例提供的耐高温力传感器的侧视图。

图中：

1、金属座；10、液体腔；

2、金属波纹片；

31、金属内压环；311、定位凸台；32、金属外压环；

4、金属盖板；40、连通孔；401、第一连通子孔；402、第二连通子孔；41、波纹凸起；

5、接插件；51、绝缘座；52、导电件；

6、压力芯片。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，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，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，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“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，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。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本实用新型的描述中，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；可以是机械连接，也可以是电连接；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。

本实施例提供一种耐高温力传感器，如图1至图3所示，包括金属座1、金属波纹片2、金属压环、金属盖板4、接插件5及压力芯片6，金属座1上设有液体槽和与液体槽连通的安装孔，金属波纹片2位于金属座1和金属压环之间，金属波纹片2将液体槽密封为液体腔10，金属盖板4固定在金属波纹片2上，金属盖板4的底端设有与金属波纹片2贴合的波纹凸起41和波纹凹槽，接插件5设置在安装孔内，接插件5包括绝缘座51和设置在绝缘座51上的导电件52，导电件52的一端伸出绝缘座51，压力芯片6固定在接插件5上，压力芯片6的金属PAD与导电件52的另一端电连接，压力芯片6能够测量液体腔10内的液体压力。

需要说明的是，本实施例的压力芯片6属于现有技术，该压力芯片6包括硅衬底和罩设在硅衬底上的硼硅玻璃盖板，由于硅衬底和硼硅玻璃盖板的热膨胀系数相近，因此，压力芯片6尽可能减小了因温度升高而导致的热膨胀系数的变化，提高了力传感器的使用温度，能够实现高温下对压力的精确测量。

本实施例提供的耐高温力传感器，体积小，利于结构的小型化设置，由于金属座1、金属波纹片2、金属压环及金属盖板4均由金属制成，具有较强的抗蠕变能力，金属座1和金属压环之间的金属波纹片2能够将液体槽密封为液体腔10，检测压力时，作用在金属盖板4上的作用力通过金属波纹片2传递给液体腔10内的液体，由于液体不可压缩，液体能够将压力作用在压力芯片6上，实现对压力的检测，增设的压力芯片6能承受较高的工作温度，利于压力的检测。

本实施例的金属座1上设有与液体腔10连通的注液孔(图中未示出)，注液孔内设有密封塞(图中未示出)。具体地，可通过注液孔向液体腔10内注入液体，该液体可以为硅油等，液体腔10内充满液体后使用密封塞将注液孔密封。在其他实施例中，还可以通过焊柱采用焊接的方式将注液孔彻底密封，具体根据实际需要设置。

本实施例的波纹凸起41为环形正弦函数凸起，波纹凹槽为环形正弦函数凹槽，环形正弦函数凸起和环形正弦函数凹槽组成环形正弦函数曲线结构，本实施例的环形正弦函数曲线结构的个数为4个，4个环形正弦函数曲线结构同心分布。在其他实施例中，波纹凸起41的形状还可以为其他形状，个数还可以为其他个数，具体根据实际需要设置。

如图1所示，本实施例的金属座1为环形座，金属压环包括金属内压环31和金属外压环32，金属外压环32位于环形座的外圈，金属内压环31位于环形座的内圈，金属内压环31焊接在金属波纹片2上。具体地，金属波纹片2为环形膜，环形膜的外圈位于环形座的外圈和金属外压环32之间，环形膜的内圈位于环形座的内圈和金属内压环31之间。

上述环形座的内壁上设有定位槽，如图1所示，金属内压环31的内圈设有与定位槽对应的定位凸台311，定位凸台311的外壁能够与定位槽的侧壁贴合，金属内压环31的底部端面能够与环形座的上表面贴合，装配时这种结构能够保证金属内压环31初步安装在环形座上。

本实施例的金属外压环32焊接在金属波纹片2上，具体地，加工时首先将金属波纹片2焊接在金属座1的外圈上，然后将液体注入液体腔10，金属外压环32焊接在金属波纹片2上，金属内压环31焊接在金属波纹片2上，最后将金属盖板4焊接在金属波纹片2上，连接较为牢固。在其他实施例中，还可以是将金属外压环32焊接在金属波纹片2上，金属盖板4粘接在金属波纹片2上，具体根据实际需要选择连接方式。

本实施例的金属盖板4的中心设有贯穿设置的连通孔40，如图1所示，连通孔40包括第一连通子孔401和第二连通子孔402，第一连通子孔401的直径等于环形座的内径，以便于将加工好的耐高温力传感器固定在待装配的安装轴上，金属内压环31伸入第二连通子孔402内，即该第二连通子孔402用于容纳金属内压环31，保证金属盖板4能够顺利装配在金属波纹片2上。

本实施例的绝缘座51上设有安装槽(图中未所示)，导电件52的另一端伸入安装槽内，压力芯片6固定在安装槽内。具体地，压力芯片6通过导电胶或者导电银浆固定在安装槽内，使得压力芯片6的金属PAD与导电件52电连接。本实施例的导电件52为弹簧针，绝缘座51为强度和硬度较高的塑料座，绝缘座51注塑在导电件52外侧，这种结构使得该耐高温力传感器实现了无引线引出，与现有的通过金线引出的结构相比，抗振动和抗冲击性能均得到大幅度提升，增加了耐高温力传感器的环境适应能力。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种耐高温力传感器，其特征在于，包括：

金属座，其上设有液体槽和与所述液体槽连通的安装孔；

金属波纹片和金属压环，所述金属波纹片位于所述金属座和所述金属压环之间，所述金属波纹片将所述液体槽密封为液体腔；

金属盖板，固定在所述金属波纹片上，所述金属盖板的底端设有与所述金属波纹片贴合的波纹凸起和波纹凹槽；

接插件，设置在所述安装孔内，所述接插件包括绝缘座和设置在所述绝缘座上的导电件，所述导电件的一端伸出所述绝缘座；

压力芯片，固定在所述接插件上，所述压力芯片的金属PAD与所述导电件的另一端电连接，所述压力芯片能够测量所述液体腔内的液体压力。

2.根据权利要求1所述的耐高温力传感器，其特征在于，所述金属座上设有与所述液体腔连通的注液孔，所述注液孔内设有密封塞。

3.根据权利要求1所述的耐高温力传感器，其特征在于，所述波纹凸起为环形正弦函数凸起，所述波纹凹槽为环形正弦函数凹槽，所述环形正弦函数凸起和所述环形正弦函数凹槽组成环形正弦函数曲线结构，所述环形正弦函数曲线结构的个数为多个，多个所述环形正弦函数曲线结构同心分布。

4.根据权利要求1所述的耐高温力传感器，其特征在于，所述金属座为环形座，所述金属压环包括金属内压环和金属外压环，所述金属外压环位于所述环形座的外圈，所述金属内压环位于所述环形座的内圈，所述金属内压环焊接在所述金属波纹片上。

5.根据权利要求4所述的耐高温力传感器，其特征在于，所述环形座的内壁上设有定位槽，所述金属内压环的内圈设有与所述定位槽对应的定位凸台。

6.根据权利要求4所述的耐高温力传感器，其特征在于，所述金属外压环焊接在所述金属波纹片上。

7.根据权利要求4所述的耐高温力传感器，其特征在于，所述金属盖板粘接或者焊接在所述金属波纹片上。

8.根据权利要求4所述的耐高温力传感器，其特征在于，所述金属盖板的中心设有贯穿设置的连通孔，所述连通孔包括第一连通子孔和第二连通子孔，所述第一连通子孔的直径等于所述环形座的内径，所述金属内压环伸入所述第二连通子孔内。

9.根据权利要求4所述的耐高温力传感器，其特征在于，所述金属波纹片为环形膜，所述环形膜的外圈位于所述环形座的外圈和所述金属外压环之间，所述环形膜的内圈位于所述环形座的内圈和所述金属内压环之间。

10.根据权利要求1所述的耐高温力传感器，其特征在于，所述绝缘座上设有安装槽，所述导电件的另一端伸入所述安装槽内，所述压力芯片固定在所述安装槽内。