专利名称：传感器芯体的封装结构及芯体和传感器的制作方法
技术领域：
本发明属于测量领域，尤其涉及一种传感器芯体的封装结构。本发明还涉及具有这种封装结构的传感器芯体以及具有这种芯体的传感器。
背景技术：
传感器广泛应用于医疗、钻探、测井等领域，用于将所测量或感知的信息传递给其它部件。传感器芯体的封装结构有很多种。公开号为CN2830274Y的中国专利公开中的压力传感器的限制元件，位于压力元件和流体入口通道之间的室内，是焊接支撑元件的整体部分。该限制元件包括带有喷嘴的盖，限制元件安装在压力元件上，形成密封隔膜前方的阻尼室。该限制元件设置喷嘴，结构相对复杂，制造成本高。公开号为CN201808958U的中国专利中的压力传感器的封装结构具有封装壳体和传感器外壳，封装壳体底部有一个通孔，封装壳体的侧壁与传感器外壳的内壁之间有一定间隙，并形成第一间隙，封装壳体的底部与传感器外壳的底部之间形成第二间隙。封装壳体底部的通孔与传感器接管的流体入口通道相对，流体通过该通孔直接冲击位于封装壳体内的传感器芯体，这不但影响测量精度，还使传感器芯体容易损坏。这些传感器的封装结构在实践和应用中存在一些明显的缺点，如:结构复杂、制造成本高、测量精度低、容易损坏等。
发明内容
为了克服现有的传感器的封装结构的上述缺陷，本发明的第一个方面提供一种传感器芯体的封装结构。本发明解决其技术问题所采用的传感器芯体的封装结构的技术方案是:
一种传感器芯体的封装结构，具有封装壳体和传感器外壳，封装壳体位于传感器外壳
内，传感器芯体设置在封装壳体内；封装壳体的侧壁与传感器外壳的内壁之间形成第一间隙，封装壳体的底部与传感器外壳的底部之间形成第二间隙，封装壳体的侧壁有一个或多个通孔。优选的是，封装壳体的侧壁与传感器外壳的内壁之间形成的第一间隙的单边距离小于所述通孔的当量孔径。其作用是节流，防止流体冲击芯体。优选的是，封装壳体的侧壁与传感器外壳的内壁之间形成的第一间隙的当量流通面积小于所述通孔的当量面积。这样具有更大的节流作用，可更好地防止流体冲击芯体。优选的是，所述通孔为两个或多个，呈均匀分布状态。这样，流体能够均匀进出，在当量面积相等的情况下，相对于I个通孔，能进一步降低冲击。为使间隙内压力迅速达到平衡，最佳通孔数为对称的2个或4个。优选的是，传感器外壳下部设量台阶，该量台阶平面与封装壳体的底面之间形成第三间隙，其作用是降低流体冲击。优选的是，所述第三间隙的当量流通面积不大于所述通孔的当量面积。
优选的是，封装壳体为绝缘材料。优选的是，第一间隙为2mm以上，兼顾绝缘性能。优选的是，第二间隙为2mnT5mm，兼顾绝缘性能和流通性能。优选的是，传感器接管位于传感器外壳的下部，与传感器外壳相连接。优选的是，第一间隙和第二间隙与传感器接管相互导通。优选的是,传感器芯体通过感应台座安装在封装壳体内。优选的是，传感器外壳内具有止挡部，用于固定所述感应台座。优选的是，所述止挡部为设置在所述传感器外壳上的凸缘，用于对感应台座进行固定限位。优选的是，所述固定限位为铆压固定限位。当然，本领域技术人员可以理解，这里可以用其它方式代替铆压，如传感器使用额定压力小，可直接采用胶固定；如传感器使用额定压力较大，可使用带外螺纹的感应台座和带内螺纹的传感器外壳内壁，进行螺纹连接。优选的是，凸缘设置在传感器外壳的内壁上，通过位于感应台座圆周的定位台阶对感应台座进行铆压固定限位。优选的是,定位台阶与感应台座一体成型,例如,一体铸造或者焊接成一体。更优选的是,定位台阶与感应台座通过激光焊接工艺一体成型。优选的是，传感器外壳的内壁具有凸缘台阶，凸缘位于该凸缘台阶处，并且，凸缘与传感器外壳内壁的凸缘台阶一体成型，也可以通过焊接形成一体。更优选的是，传感器外壳内壁上的凸缘与传感器外壳内壁上的凸缘台阶通过铸造一体成型，例如通过真空消失模铸工艺一体成型，也可通过数控车床一次加工成型。本发明的第二方面涉及一种传感器芯体，其采用上述任一种封装结构。本发明的第三方面涉及一种传感器，其具有上述传感器芯体。阅读了上述发明内容部分后，本领域技术人员不难看出，按照本发明的传感器芯体的封装结构不仅结构简单、加工方便、制作成本低，而且安装、维护方便，质量可靠。尤其是通孔设置在封装壳体的侧壁上，这样，来自传感器接管的流体不直接冲击传感器芯体，而是先后经过第二间隙、第一间隙、封装壳体侧壁的通孔后，到达位于封装壳体内的传感器芯体，流体流速降低，传感器芯体不会因流体的冲击而损坏，并且测量精度得到提高。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是具有本发明的封装结构的传感器的一优选实施例的整体剖视图。图2是图1中的封装结构的剖视图。图3是图1中的封装结构的主视图。图中:1、传感器芯体；2、感应台座；3、凸缘；4、感应台座和封装壳体连接处；5、通孔；6、第一间隙；7、封装壳体；8、传感器外壳；9、第二间隙；10、传感器接管；11、定位台阶；12、量台阶。
具体实施例方式如图1所示，本发明的传感器芯体的封装结构与传感器接管10相连接，构成用于测量压力、温度、流速等物理量的传感器。
本发明的传感器芯体的封装结构具有封装壳体7和传感器外壳8,封装壳体7位于传感器外壳8内，传感器芯体I设置在封装壳体7内。封装壳体7的侧壁与传感器外壳8的内壁之间形成第一间隙6,其通常在2mm以上,例如2 IOmm,这样,第一间隙6是一个圆柱环形的间隙，其高度基本等于封装壳体7侧壁的高度。封装壳体7的底部与传感器外壳8的底部之间形成第二间隙9，这样，第二间隙9是一个圆柱形的间隙，其通常在2_ 5_之间。封装壳体7的侧壁有一个或多个通孔5，用于使来自传感器接管10的流体流入封装壳体7内部，到达位于封装壳体7内的传感器芯体I,以便对该流体的压力、温度、流速等物理量进行测量。为使间隙内压力迅速达到平衡，最佳通孔数为对称的2个或4个。传感器接管10位于传感器外壳8的下部,与传感器外壳8相连接。第一间隙6和第二间隙9与传感器接管10相互导通，使流体先后经传感器接管
10、第二间隙9、第一间隙6流到封装壳体7侧壁上的通孔5。传感器芯体I通过感应台座2安装在封装壳体7内，感应台座2位于封装壳体7上。传感器外壳8内具有止挡部，用于固定所述感应台座2。所述止挡部为设置在所述传感器外壳8上的凸缘3，用于对感应台座2进行铆压固定限位。凸缘3设置在传感器外壳8的内壁上，通过位于感应台座2圆周的定位台阶11对感应台座2进行铆压固定限位。感应台座2的内径小于封装壳体7的内径,定位台阶11的外径大于封装壳体7的外径。封装壳体7的侧壁与传感器外壳8的内壁之间形成的第一间隙6的单边距离小于所述通孔5的当量孔径，其作用是节流，防止流体冲击芯体。封装壳体7的侧壁与传感器外壳8的内壁之间形成的第一间隙6的当量流通面积小于所述通孔5的当量面积，这样具有更大的节流作用，可更好地防止流体冲击芯体。。封装壳体的底部与传感器外壳的底部之间形成第二间隙的作用是，流体先冲击封装壳体的底部，降低动能，当流体进入封装壳体的侧壁与传感器外壳的内壁之间形成的第一间隙时，降低了冲击动能。传感器外壳8下部设量台阶12，该量台阶12平面与封装壳体7的底部之间形成第三间隙，其作用是降低流体冲击。所述第三间隙的当量流通面积不大于所述通孔的当量面积。封装壳体7为绝缘材料，可采用本领域公知的绝缘材料，如陶瓷、塑料等。图2是本发明的传感器芯体的封装结构的剖视图，图3是本发明的传感器芯体的封装结构的主视图，从图2、图3可以更清楚地看出该封装结构的具体结构。需要说明的是，本发明的传感器芯体的封装结构的技术方案的范畴包含了上述各部分的任意组合。上述实施例为本发明的较佳实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。与任何发明一样，本发明的传感器芯体的封装结构也是对现有技术的改进，而且其组成部分也包括了现有技术中的几种部件，为了使本说明书简明，没有事无巨细地对所有用到的部件一一详解，但这不影响本领域技术人员对这些部件选用的理解和对本发明的传感器芯体的封装结构的理解。虽然构成本发明的传感器芯体的封装结构的各部分中包含了上述现有技术的部件，然而，为了解决前面提到的技术问题，将这些现有技术结合起来，构成本发明的传感器芯体的封装结构，却是凝结了艰辛的创造性劳动，其中包含发明人多年的经验积累、呕心浙血的伏案理论分析和大量的实验研究。
权利要求
1.一种传感器芯体的封装结构,具有封装壳体(7)和传感器外壳(8),封装壳体(7)位于传感器外壳(8)内，传感器芯体(I)设置在封装壳体(7)内；封装壳体(7)的侧壁与传感器外壳(8)的内壁之间形成第一间隙(6),封装壳体(7)的底部与传感器外壳(8)的底部之间形成第二间隙(9)，其特征在于:封装壳体(7)的侧壁有一个或多个通孔(5)。
2.如权利要求1所述的传感器芯体的封装结构，其特征在于:封装壳体(7)的侧壁与传感器外壳(8)的内壁之间形成的第一间隙(6)的单边距离小于所述通孔(5)的当量孔径。
3.如权利要求1所述的传感器芯体的封装结构，其特征在于:封装壳体(7)的侧壁与传感器外壳(8)的内壁之间形成的第一间隙(6)的当量流通面积小于所述通孔(5)的当量面积。
4.如权利要求1所述的传感器芯体的封装结构，其特征在于:所述通孔(5)为两个或多个，呈均匀分布状态。
5.如权利要求1所述的传感器芯体的封装结构，其特征在于:传感器外壳(8)下部设量台阶(12)，该量台阶(12)平面与封装壳体(7)的底部之间形成第三间隙。
6.如权利要求5所述的传感器芯体的封装结构，其特征在于:所述第三间隙的当量流通面积不大于所述通孔(5)的当量面积。
7.如权利要求1所述的传感器芯体的封装结构，其特征在于:封装壳体(7)为绝缘材料。
8.如权利要求1所述的传感器芯体的封装结构，其特征在于:第一间隙(6)为2mm以上。
9.如权利要求8所述的传感器芯体的封装结构，其特征在于:第二间隙(9)为2mm-5mm0
10.一种传感器芯体，其特征在于采用如权利要求1 一 9任一项所述的封装结构。
全文摘要
一种传感器芯体的封装结构，具有封装壳体(7)和传感器外壳(8)，封装壳体(7)位于传感器外壳(8)内，传感器芯体(1)设置在封装壳体(7)内；封装壳体(7)的侧壁与传感器外壳(8)的内壁之间有一定间隙，并形成第一腔室(6)，封装壳体(7)的底部与传感器外壳(8)的底部之间形成第二腔室(9)，其特征在于，封装壳体(7)的侧壁有一个或多个通孔(5)。该封装结构的结构简单、加工方便、制作成本低；安装、维护方便，质量可靠；通孔设置在封装壳体的侧壁，来自传感器接管的流体不直接冲击传感器芯体，而是先后经过第二腔室、第一腔室、封装壳体侧壁的通孔后，到达位于封装壳体内的传感器芯体，流体流速降低，传感器芯体不会因流体的冲击而损坏，并且测量精度得到提高。
文档编号G01D11/24GK103185606SQ201210018699
公开日2013年7月3日 申请日期2012年1月20日 优先权日2011年12月30日
发明者王定军, 冯剑桥, 张焱 申请人:浙江盾安禾田金属有限公司