一种汽车尿素压力传感器的制作方法

本实用新型涉及汽车领域，尤其是涉及一种汽车尿素压力传感器。

背景技术：

当前法规对汽车排放的要求越来越高，而其中特别是柴油车的排放物NO_X(NO和NO₂)具有一定的毒性，因此对柴油车的SCR系统(选择性催化还原系统)的尾气后处理的要求也越来越高。柴油车的SCR系统是在催化剂的作用下，喷入作为还原剂的液态尿素，把尾气中的NO_X还原成N₂和H₂O。而SCR系统中的尿素剂量最终由发动机管理系统控制，尿素的喷入量必须要与NO_x的浓度相匹配，在保证降低NO_X的同时，不能超过所需的份量。因为尿素的喷入量过少，则达不到应有的处理水平，尿素的喷入量过多，则会使多余的氨气排入大气，导致新的污染。此外尿素的喷入量的多少与液态尿素的实时压力密切相关，因此就需要一个压力传感器来实时检测尿素泵里的液态尿素的压力。

目前的车用尿素压力传感器结构复杂。此外，被测介质通常为气体或者油类等中性介质，其材料无法长期耐受尿素的碱性腐蚀；另一方面，车用的液态尿素浓度一般为32.5％，此状态的尿素在温度低于-11℃时会结晶，体积膨胀、压力增大，形成晶体颗粒，常规测量介质压力的密封腔体无法抵御尿素颗粒结晶的体积膨胀带来的剧增压力，且残留在腔体里的晶体影响到尿素压力测量的精确度。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种汽车尿素压力传感器，结构紧凑，能有效提升测量精度。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种汽车尿素压力传感器，包括底座、电器接头、玻璃环、压力芯片、锁紧部件以及耐碱性密封圈，该底座包括耐碱性材料的外壳，其具有一第一容纳部和一第二容纳部，该第二容纳部位于该第一容纳部之下，该第一容纳部底部具有第一支撑面，该第二容纳部底部具有第二支撑面，在该第二支撑面上开设有贯穿该底座的通孔，该压力芯片置于该第二容纳部中，该玻璃环设于该压力芯片之上，且该玻璃环的顶面低于该第一支撑面，该耐碱性密封圈设于该第二容纳部底部，该玻璃环压紧该耐碱性密封圈；

该锁紧部件设置在该第一支撑面上，该锁紧部件的底部伸入第二容纳部并压紧该玻璃环的顶面；

该电器接头具有一连接部，该连接部置于该第一容纳部中且压设于该锁紧部件之上。

根据本实用新型的一个实施例，该通孔的直径为4mm～5mm。

根据本实用新型的一个实施例，该通孔在该第二支撑面的表面形成倒锥形开口。

根据本实用新型的一个实施例，在第二支撑面的周边设有环槽，以放置该耐碱性密封圈。

根据本实用新型的一个实施例，该环槽的内缘与该倒锥形开口外缘的垂直距离是0.3mm～1mm。

根据本实用新型的一个实施例，该耐碱性密封圈的变形量在15％～30％之间。

根据本实用新型的一个实施例，该底座的外壳的材料是不锈钢，该耐碱性密封圈的材料是EPDM。

根据本实用新型的一个实施例，该压力传感器还包括一隔片，该隔片置于该第二容纳部中，该隔片被压紧在该锁紧部件的底部和该玻璃环的顶面之间。

根据本实用新型的一个实施例，该锁紧部件是锁紧圈，与第一容纳部的周边螺纹配合固定。

根据本实用新型的一个实施例，还包括校准电路板和柔性电路板，该校准电路板置于该第一容纳部中且电连接至该压力芯片，该柔性电路板的一端与该校准电路板电连接，另一端与该玻璃环电连接。

本实用新型提供的一种汽车尿素压力传感器，结构紧凑，能有效提升测量精度，与尿素接触部分的材料采用耐碱性材料，以保证传感器产品的耐腐蚀性，提高使用寿命。

附图说明

包括附图是为提供对本实用新型进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本实用新型的实施例，并与本说明书一起起到解释本实用新型原理的作用。附图中：

图1示出本实用新型的一个实施例的结构示意图。

图2示出本实用新型的一个实施例的装配示意图。

图3示出本实用新型的一个实施例的底座的结构示意图。

图4是图1的局部结构示意图。

具体实施方式

现在将详细参考附图描述本实用新型的实施例。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本实用新型中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本实用新型说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本实用新型。

图1示出本实用新型的一个实施例的结构示意图。图2示出本实用新型的一个实施例的装配示意图。图3示出本实用新型的一个实施例的底座的结构示意图。图4是图1的局部结构示意图。如图所示，汽车尿素压力传感器包括底座1、电器接头2、玻璃环3、压力芯片4、锁紧部件5以及耐碱性密封圈6。其中底座1包括耐碱性材料的外壳，底座1具有一第一容纳部11和第二容纳部12。第二容纳部12位于第一容纳部11之下，第一容纳部11的底部具有第一支撑面13，第二容纳部12底部具有第二支撑面14，在第二支撑面14上开设有贯穿底座的通孔7，通孔7与第二容纳部12连通。压力芯片4被设置在第二容纳部12中。玻璃环3设于压力芯片4之上，且玻璃环3的顶面低于第一支撑面13。耐碱性密封圈6设于第二容纳部12的底部，玻璃环3压紧耐碱性密封圈6。

锁紧部件5设置在第一支撑面13上，锁紧部件5的底部伸入第二容纳部12并压紧玻璃环3的顶面。

电器接头2具有一连接部21。连接部21置于第一容纳部11中且压设于锁紧部件5之上。

其中，在第二容纳部12内且在压力芯片4以下的空间和通孔7构成了尿素导入通道。尿素由通孔7进入，尿素压力直接作用在压力芯片4上，所获得的压力信号经电器接头1提供给用户，该具体工作过程将在后文详细描述。

参考图3，在本实用新型的一实施例中可以增大通孔7的直径，该通孔7的直径D为4mm(毫米)～5mm。而传统传感器的压力导入孔直径为1mm左右，增大通孔7的直径使得当尿素在低温环境结晶时，可以减缓尿素结晶体积膨胀给通孔7带来的压力，同时降低尿素结晶堵住通孔7的风险。

进一步的，通孔7在第二支撑面14的表面形成倒锥形开口71。回流的尿素能沿着倒锥形开口71顺利进入通孔7，以减少传感器内留存的尿素量。更佳地，参考图1、图3和图4，在第二支撑面14的周边设有环槽141以放置耐碱性密封圈6。在一实施例中，环槽141的内缘与倒锥形开口71外缘的垂直距离S是0.3mm～1mm。该种设计使得当汽车尿素压力传感器密封安装后，耐碱性密封圈6的内径边缘几乎或者完全与倒锥形开口71的边缘接触。具体来说，相当于耐碱性密封圈6遮挡了所有第二支撑面14。当尿素液体通过通孔7回流时，由于耐碱性密封圈6与倒锥形开口71之间基本无空隙，因此尿素液体会顺着倒锥形开口71全部回流而不会在第二支撑面14上残留。可以理解的，耐碱性密封圈6在受压变形后与倒锥形开口71配合可以进一步使尿素液体不会残留至传感器内，有效提高压力传感器的测量精度和大大降低尿素结晶导致测量失效的风险。

较佳地，耐碱性密封圈6的变形量在15％～30％之间，当汽车尿素压力传感器密封安装后，耐碱性密封圈6受压后其内缘几乎或者完全与倒锥形开口71接触，以减少第二支撑面14与尿素接触的可能。

常规的，压力芯片4朝向通孔7的一面(底面)为硅材质。在汽车尿素压力传感器的工作过程中，尿素经通孔7与压力芯片4接触，在这个过程中尿素直接接触的材料是底座1的外壳(包括通孔7)、耐碱性密封圈6和压力芯片4的底面。在本实施例中的这三种材料的化学性质都非常稳定，耐腐蚀性能强，能在液态尿素的环境下性能稳定的工作。较佳地，底座1的外壳的材料采用不锈钢，耐碱性密封圈6的材料可以采用EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer，三元乙丙橡胶)，以进一步提高材料的耐腐蚀性，延长汽车尿素压力传感器的使用寿命。

另一方面，压力传感器还包括一隔片8。隔片8置于该第二容纳部12中，隔片8被压紧在锁紧部件5的底部和玻璃环3的顶面之间。隔片8能使锁紧部件5受到的压力被均匀地传递给玻璃环3。

较佳地，锁紧部件5可以是各种机械压紧部件。作为举例而非限制，锁紧部件5可以采用锁紧圈，该锁紧圈可以与第一容纳部11的周边螺纹配合固定。

回转到图1和图2，汽车尿素压力传感器还包括校准电路板(PCB)9和柔性电路板(FPC)10。该校准电路板9置于第一容纳部11中且电连接至压力芯片4，柔性电路板10的一端与校准电路板9电连接，另一端与玻璃环3电连接。当汽车运行过程中，尿素通过底座1上的通孔7由下至上经倒锥形开口71进入第二容纳部12，通过压力芯片4上的惠斯顿电桥测量压力变化并转化为电信号，经柔性电路板10引出该信号至校准电路板9进行处理，校准电路板9对压力芯片4输出的电信号进行放大、调整、模数转换、数字运算、温度补偿和数模转换，最终将电信号转换为0.5～4.5VDC模拟电压信号，最后该信号经由电器接头1提供给用户使用。

汽车尿素压力传感器在组装时，锁紧部件5装入底座1螺纹紧固，锁紧部件5压紧隔片8，进而由隔片8压紧玻璃环3，在玻璃环3的压紧作用下玻璃环3与耐碱性密封圈6和底座1之间紧密贴合实现密封，耐碱性密封圈6的压缩变形量由锁紧部件5上的凸台控制。

本实用新型提供的一种汽车尿素压力传感器，结构紧凑，能有效提升测量精度，与尿素接触部分采用耐碱性材料，以保证传感器产品的耐腐蚀性，可长期在液态尿素的环境下性能稳定的工作。

本领域技术人员可显见，可对本实用新型的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本实用新型的精神和范围。因此，旨在使本实用新型覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本实用新型的修改和变型。