专利名称：压差传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于对压差超过阈值进行预警的传感器，具体地，涉及用于对过滤产品以及低压油路(压力在IMPa以下)的压差超过阈值进行预警的传感器，尤其涉及用于对车辆滤清器的寿命进行预警的压差传感器。
背景技术：
在油路系统中，对于油路流阻会有一定要求，流阻过大会对系统造成重大影响。在低压油路中，由于使用中的杂质累积或堵塞，会造成油路的流阻变大、同时压降变大。因此， 在低压油路中可根据压差变化来判断流体通道部件是否在正常状况下工作或者是否超出使用寿命。尤其是在汽车滤清器领域(不局限于此)，可通过检测其进油和出油的压差变化来对其使用寿命进行预警。常用的压差传感器有电容式压差传感器、陶瓷压差传感器、扩散硅压差传感器。然而，这些传感器均为模拟量输出，一般要通过AD采集和二次开发才能指示压差值，并且其制作工艺复杂、成本高。此外，这些传感器易受温度影响，不适合汽车低压油路使用。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种对压差超过阈值进行预警的传感器。该压差传感器利用简单的机械结构作为触发机构，能可靠地输出简单易处理的开关信号，适用于汽车低压油路(以及其他低压油路)。本实用新型的目的通过如下压差传感器实现该压差传感器包括一个压力开关、 一个用于与油路的低压端连通的第一接口和一个用于与油路的高压端连通的第二接口，所述压力开关包括一个壳体；一个设有开关触点和触发表面的固定构件；一个滑动构件，其能够在所述壳体内的压差作用下相对于所述固定构件移动；一个弹性隔膜，其设置在所述滑动构件的一侧，用于密封地将所述壳体分隔为低压腔和高压腔；一个弹簧，其预拉伸或预压缩地邻近于所述滑动构件设置并朝向远离开关触点的方向偏压所述滑动构件；以及，一个用于滑动构件的限位件，所述弹簧和所述限位件协同作用使得在初始状态所述滑动构件的触动面与所述固定构件的触发表面以第一预定距离间隔开，随着所述壳体的低压腔的压力降低，所述滑动构件的触动面移动抵靠所述固定构件的开关触点，并且在所述开关触点朝向所述固定构件的触发表面移动一个第二预定距离时该压力开关在其信号输出端输出一个信号，其中所述第二预定距离小于等于所述第一预定距离。在一个优选实施方案中，在所述滑动构件的另一侧，设有另一个弹性隔膜。在该实施方案中，两个弹性隔膜可将所述滑动构件分别与所述低压腔和所述高压腔分隔开，使得所述滑动构件在相对于所述固定构件移动时不接触所述油路中的油，从而减小阻力或磨损或腐蚀、增加其使用寿命。在一个优选实施方案中，所述弹簧被预压缩地设置在所述滑动构件的靠近低压腔的那一侧。在另一个优选实施方案中，所述弹簧被预拉伸地设置在所述滑动构件的靠近高压腔的那一侧。在一个优选实施方案中，所述弹性隔膜设有密封圈以改善密封性。在一个优选实施方案中，所述弹性隔膜的面积在12-16平方厘米范围内。由于同一流体内部压强处处相等，并且根据公式F = P*S可知，在流体运动状态确定后，流体内部压强P也基本确定，因此，通过适当增大弹性隔膜的面积S的值，可提高传感精度。根据本实用新型，当所述弹性隔膜的面积在12-16平方厘米的范围内，尤其适用于汽车低压油路。在一个优选实施方案中，所述滑动构件包括一个滑块和一个滑杆。根据装配或者特定几何结构的需要，所述滑块和所述滑杆可以是分立的部件，或者所述滑块和滑杆可以是一体形成的部件。在一个优选实施方案中，所述低压腔和高压腔包括耐柴油腐蚀的材料。在该情况下，尤其有利于提高该压差传感器的使用寿命。在一个优选实施方案中，所述限位件是设置在所述滑动构件的靠近高压腔的那一侧的堵头。在一个优选实施方案中，所述第二预定距离等于所述第一预定距离。
下面参考附图对本实用新型的各实施方案进行描述，所述实施方案仅仅是对本实用新型的示例性说明，并不旨在限制本实用新型的范围。在各个附图中，相同的参考标记表示相同或相似的部件。附图中图1是根据本实用新型的一个实施方案的压差传感器的示意性立体图；图2是根据本实用新型的一个实施方案的压力开关的示意性截面图。
具体实施方式
图1示意性示出了根据本实用新型的一个实施方案的压差传感器10。该压差传感器10具有一个压力开关3、一个用于与油路的低压端(例如汽车滤清器的出油口)连通的第一接口 1和一个用于与油路的高压端(例如汽车滤清器的进油口)连通的第二接口 2。 该压差传感器10还具有信号输出端4，用于输出预警信号的线缆5从该信号输出端4伸出， 连接至系统控制器(例如汽车的E⑶，此处未示出)。图2示意性示出了根据本实用新型的一个实施方案的压力开关3的截面图。该压力开关3包括一个壳体8，壳体8中固定有一个设有开关触点52和触发表面58的固定构件 51。开关触点52设置在触发表面58上，并且开关触点52可以被压入触发表面58 (诸如本领域中常见的按钮开关)。滑动构件可在所述壳体8内的压差作用下相对于固定构件51移动。滑动构件具有触动面55，当触动面55移动抵靠固定构件51的开关触点52并将该开关触点52压入触发表面58 —预定距离时，该压力开关3可通过信号输出端4输出一个信号 (例如用于预警的开关信号)。本领域技术人员可以理解，该预定距离可以等于初始状态下触动面55和触发表面58之间的第一预定距离Δ 1，也可以小于该第一预定距离Δ1，例如第二预定距离△ 1’(图2所示)。在一个实施方案中，滑动构件由滑块M和滑杆53构成， 滑块M设有触动面阳用于与开关触点52接触，滑杆53抵靠滑块M用于力传递。本领域普通技术人员容易理解，所述滑杆53和滑块M也可以是整体形成的一体式部件。尽管在图2中滑杆53具有“T”形截面，滑块M具有“C”形截面，应理解，滑杆53和滑块M可具有矩形截面或具有其他任意合适的截面。在一个实施方案中，在滑动构件的一侧设有一个弹性隔膜61，用于密封地将所述壳体8分隔为低压腔11和高压腔12，其中低压腔11与第一接口 1连通，高压腔12与第二接口 2连通。在另一个实施方案中，在滑动构件的另一侧设有一个弹性隔膜61’，用于密封地将所述壳体8分隔为低压腔11和高压腔12。在又一优选实施方案中，在滑动构件的两侧各设有一个弹性隔膜。在该情况下，两个弹性隔膜61和61’可将所述滑动构件分别与所述低压腔11和所述高压腔12分隔开，使得所述滑动构件在相对于所述固定构件移动时不接触所述油路中的油，从而减小阻力或磨损或腐蚀、增加其使用寿命。所述弹性隔膜61和61’ 优选地设有密封圈62和62’，以改善密封性。在一个优选实施方案中，所述低压腔11和高压腔12包括耐柴油腐蚀的材料。在该情况下，尤其有利于提高该压差传感器的使用寿命。该压力开关3还包括一个弹簧4，其预拉伸或预压缩地设置在所述滑动构件的一侧并朝向远离开关触点52的方向偏压所述滑动构件。在一个实施方案中，所述弹簧4被预压缩地设置在所述滑动构件的靠近低压腔11的那一侧，如图2所示。本领域技术人员可以理解，所述弹簧4也可被预拉伸地设置在所述滑动构件的靠近高压腔12的那一侧(未示出)，而实现同样的作用。该压力开关3还具有一个用于滑动构件的限位件，所述弹簧和所述限位件协同作用使得在初始状态所述滑动构件的触动面阳与所述固定构件51的触发表面58以第一预定距离Δ1间隔开。在一个实施方案中，所述限位件是设置在所述滑动构件的靠近高压腔12的那一侧的堵头7。尽管如此，本领域技术人员应理解，任意其他合适的限位件显然可用于此处实现同样的作用。下面参照图2的实施方案描述本实用新型的压力开关3的工作原理。在初始状态下(如图幻，弹簧4被预压缩地抵靠在滑动构件上，在弹簧4和堵头7的协同作用下，滑块 54的触动面55与固定构件51的触发表面58间隔第一预定距离△ 1。随着油路系统的使用，由于杂质的累积和堆堵，所以流阻增大，油路低压端的压力降低(即低压腔11的压力降低)，压差增大。由于低压腔11的压力降低，高压腔12的压力几乎不变，因此，高压腔12施加至滑动构件的压力大于低压腔11和弹簧4施加至滑动构件的压力，使得滑动构件沿箭头 A的方向移动。随着滑动构件沿方向A的移动，弹簧4被进一步压缩，(根据F = C* Δ χ，其中C是弹簧常数，Δ χ是弹簧被压缩的距离，由于Δ χ进一步增大)弹簧4向滑动构件施加的压力增大，使滑动构件再次保持平衡。以此类推，直至低压腔11的压力进一步下降使得低压腔11和高压腔12之间的压差达到一个预定的阈值ΔΡ时，固定构件51的开关触点52 朝向固定构件51的触发表面58移动一个第二预定距离Δ1’(在一些实施方案中Δ1’小于Δ1，在另一些实施方案中Δ1’等于Δ 1)，由此触发例如一个开关电路(未示出)，并输出一个开关信号。在不同的应用中，根据实际情况可设置不同的预定压差阈值ΔΡ。根据公式AP*S= AF= Δ 1*C(其中，S是弹性隔膜的面积、C是弹簧常数、ΔF是力的变化、Δ 1 是触动面和触发表面之间的预定间距)，本领域技术人员容易理解，可选择不同的预定间距 Δ 1 (或Δ 1’)、和/或弹簧常数C、和/或弹性隔膜的面积S (应理解，弹性隔膜62和62’ 可具有相同或不同的面积)来设置不同的预定压差阈值ΔΡ，满足实际应用的需求。本领域技术人员容易理解，尽管没有示出，在所述弹簧4被预拉伸地设置在所述滑动构件的靠近高压腔12的那一侧的情况下也可类似地实现同样的作用。
5[0023]在使用中流体运动状态确定后，流体内部压强P也基本确定，根据公式F = P*S可知，通过适当增大弹性隔膜的面积S，可提高压差传感器的精度。根据本实用新型，当所述弹性隔膜的面积在12-16平方厘米的范围内，尤其适用于汽车低压油路。本领域普通技术人员容易理解，在本实用新型的一个实施方案中所描述的一个或多个特征可以与本实用新型的其他实施方案中的一个或多个特征结合使用。上述具体实施方案并不限制本实用新型的保护范围。此外，本申请的说明书或权利要求书中的“第一”、 “第二”......仅表示对多个同类技术特征的逐一区分，不表示包括排序等其他意义。
权利要求1.一种压差传感器，其特征在于，该压差传感器包括一个压力开关、一个用于与油路的低压端连通的第一接口和一个用于与油路的高压端连通的第二接口，所述压力开关包括一个壳体；一个设有开关触点和触发表面的固定构件；一个滑动构件，其能够在所述壳体内的压差作用下相对于所述固定构件移动； 一个弹性隔膜，其设置在所述滑动构件的一侧，用于密封地将所述壳体分隔为低压腔和高压腔；一个弹簧，其预拉伸或预压缩地邻近于所述滑动构件设置并朝向远离开关触点的方向偏压所述滑动构件；以及，一个用于滑动构件的限位件，所述弹簧和所述限位件协同作用使得在初始状态所述滑动构件的触动面与所述固定构件的触发表面以第一预定距离间隔开，随着所述壳体的低压腔的压力降低，所述滑动构件的触动面移动抵靠所述固定构件的开关触点，并且在所述开关触点朝向所述固定构件的触发表面移动一个第二预定距离时该压力开关在其信号输出端输出一个信号，其中所述第二预定距离小于等于所述第一预定距1 O
2.根据权利要求1所述的压差传感器，其特征在于，在所述滑动构件设有上述弹性隔膜的那一侧相反的另一侧，设有另一个弹性隔膜。
3.根据权利要求1所述的压差传感器，其特征在于，所述弹簧被预压缩地设置在所述滑动构件的靠近低压腔的那一侧。
4.根据权利要求1所述的压差传感器，其特征在于，所述弹簧被预拉伸地设置在所述滑动构件的靠近高压腔的那一侧。
5.根据权利要求1或2所述的压差传感器，其特征在于，所述弹性隔膜设有密封圈。
6.根据权利要求1所述的压差传感器，其特征在于，所述弹性隔膜的面积在12-16平方厘米的范围内。
7.根据权利要求1所述的压差传感器，其特征在于，所述滑动构件包括一个滑块和一个滑杆，其中所述滑块和所述滑杆是分立的部件，或者所述滑块和滑杆是一体形成的部件。
8.根据权利要求1所述的压差传感器，其特征在于，所述低压腔和高压腔包括耐柴油腐蚀的材料。
9.根据权利要求1所述的压差传感器，其特征在于，所述限位件是设置在所述滑动构件的靠近高压腔的那一侧的堵头。
10.根据权利要求1所述的压差传感器，其特征在于，所述第二预定距离等于所述第一预定距离。
专利摘要一种压差传感器，其包括压力开关、第一接口和第二接口，压力开关包括壳体；设有开关触点和触发表面的固定构件；能够相对于固定构件移动的滑动构件；设置在滑动构件的一侧弹性隔膜，将壳体分隔为低压腔和高压腔；弹簧，其预拉伸或预压缩地邻近于滑动构件设置并朝向远离开关触点的方向偏压滑动构件；以及，用于滑动构件的限位件，弹簧和限位件协同作用使得在初始状态滑动构件的触动面与触发表面以第一预定距离间隔开，随着壳体的低压腔的压力降低，滑动构件的触动面移动抵靠固定构件的开关触点，并且在所述开关触点朝向所述固定构件的触发表面移动第二预定距离时该压力开关在其信号输出端输出一个信号，其中第二预定距离小于等于第一预定距离。
文档编号G01L13/02GK202177483SQ201120224178
公开日2012年3月28日 申请日期2011年6月29日 优先权日2011年6月29日
发明者易善国, 林健鹏 申请人:合肥威尔燃油系统有限责任公司