压力传感器及其制造方法与流程

本发明涉及压力传感器，具体涉及一种结构合理，密封性能优良的压力传感器结构。

背景技术：

近年来，压力传感器以其极高的稳定性和耐腐蚀性以及高线性精度、高灵敏度、低温漂、低成本等特点，在汽车、空调、工业控制等领域中有着广泛的应用前景。它的基本原理是利用压力芯片感受到压力发生变形，从而引起压力芯片上的浆料烧结电阻的阻值发生变化，引起芯片上的惠斯通电桥的输出电压发生变化，再通过相应的转换电路转换成控制信号。

压力传感器主要是把气体、液体的压力、负压和绝对压力等参数转变为电子信号从而实现对压力的测量。

目前，压力传感器安装在管路中时，普遍安装结构为压力传感器与三通管相结合的结构安装方式，即压力传感器壳体伸出的的外螺纹端，旋入相应的三通管垂直管路的内螺纹孔内，例如专利CN201510415530.7所示的三通管，这种结构密封性、可靠性较差，成本较高，同时安装工序复杂，并且由于压力传感器与三通管安装在一起，整体高度增加，不利于整体终端产品布局调整。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了压力传感器及其制造方法，其解决了目前存在的结构密封性差、可靠性差、成本高、安装工序复杂、整体高度影响终端产品布局等技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：压力传感器，其特征在于：包括壳体、密封圈、陶瓷感应芯体、电气接插件；

所述壳体由金属基座与管路接口两部分组成，壳体分为上、下两部分，所述壳体下部分伸出至少一个流通气体或液体的管路接口；壳体下部分为规则或不规则的非圆柱体形状，具体为带有限制壳体圆周径向旋转的至少一处非圆柱体形状；

所述壳体上部分为规则的圆柱体形状，壳体上部分内腔为开设有容纳密封圈、陶瓷感应芯体和电气接插件的回转体凹槽；

所述壳体上部分内腔的回转体凹槽共开设有三个台阶槽；

所述壳体第一台阶槽为容纳密封圈所设，密封圈的底平面与壳体第一台阶槽底平面相贴合，密封圈的径向圆周面与壳体第一台阶槽的侧壁相贴合，密封圈的上平面由陶瓷感应芯体的底平面紧密压着，使密封圈具有密封性能；

所述壳体第二台阶槽为容纳陶瓷感应芯体所设，陶瓷感应芯体的底平面与壳体第二台阶槽底平面相贴合，陶瓷感应芯体的径向圆周面与壳体第二台阶槽的侧壁相贴合，陶瓷感应芯体的上平面由电气接插件的底平面紧密压着，使密封圈具有密封性能；

所述壳体第三台阶槽为容纳电气接插件所设，电气接插件的底平面与壳体第三台阶槽底平面相贴合，电气接插件的径向圆周面与壳体第三台阶槽的侧壁相贴合，电气接插件的圆环形台阶，由壳体上部分内腔、外径圆周围成的薄壁经过弯曲后压着，以限制电气接插件轴向、径向位移，同时保证了传感器的密封性能；

所述壳体分为上、下两部分由垂直于壳体下部分伸出的管路接口的通孔相贯通。

所述壳体下部分伸出至少一个流通气体或液体的管路接口，为金属基座经过去除材料的方法加工后，放入到注塑模具内，通过注塑成型所得的管路接口。

所述管路接口为改性合金塑料材料制成；具体材料为PPE、PPO、PA6、PA66、PTT、PS、PC、PE、PBT、ABS、PET一种或任两种以上的组合，再增加10%至50%比例的玻璃纤维和/或碳纤维，以加强管路接口处的温度性能和结构强度性能。

所述电气接插件为改性合金塑料材料制成；具体材料为PPE、PPO、PA6、PA66、PTT、PS、PC、PE、PBT、ABS、PET一种或任两种以上的组合，再增加10%至50%比例的玻璃纤维和/或碳纤维，以加强电气接插件处的温度性能和结构强度性能。

所述密封圈材料为HNBR或EPDM制成，硬度为20至100邵氏硬度。

所述密封圈置于陶瓷感应芯体的底平面与壳体第一台阶槽底平面之间，并被陶瓷感应芯体的底平面紧密压着，其高度压缩量为10%至50%。

所述管路接口与金属基座的结合处，设有与金属基座凹槽处相吻合的凸台，以限制管路接口位移及保证管路接口与金属基座的密封性能。

所述管路接口的入口端具有导向锥度，其角度为5度至30度；所述导向锥度靠近金属基座的末端，设有容纳密封圈的凹槽。

所述压力传感器的量程为-300Kpa至100MPa。

所述压力传感器的原理：液体或气体的压力（如图4箭头所示方向）直接作用在陶瓷膜片的表面，使膜片产生微小的形变，厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，连接成一个惠斯通电桥(闭桥)。由于压敏电阻的压阻效应，使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号，根据输出电压的大小，即可得知液体或气体的压力的大小。

所述压力传感器制造方法如下：

（a）选取一定长度的金属棒料，采用机械加工去除材料的工艺，加工出壳体上部分内腔的的三个台阶槽；

（b）采用机械加工去除材料的工艺，加工出与壳体上部分内腔的的三个台阶槽轴线相垂直的通孔，并加工出两端的凹槽；

（c）采用机械加工去除材料的工艺，加工出壳体上、下部分的通孔；即加工出金属基座；

（d）将a、b、c所述的金属基座，放入到注塑模具内，通过注塑成型所得的管路接口；即可制作出完整的壳体；

（e）将密封圈放入到壳体第一台阶槽，摆放平整；

（f）将陶瓷感应芯体放入到壳体第二台阶槽，摆放平整；

（g）将陶瓷感应芯体与相应的电路板一端焊接，并将电路板的另一端与电气接插件的插针焊接；

(h) 将电气接插件放入到壳体第三台阶槽，摆放平整；

(i) 通过包边装置，将壳体的薄壁通过卷曲变形的方式，使薄壁压着在电气接插件表面，以保证传感器的密封性和结构强度。

本发明提供的压力传感器及其制造方法，具有结构密封性好、可靠性高、成本低、安装工序简单、结构紧凑、精度高、抗振性能好、稳定性高、制作容易等特点。

附图说明

图1是本发明实施例提供的压力传感器的立体图。

图2是本发明实施例提供的压力传感器的主视图。

图3是本发明实施例提供的压力传感器的仰视图。

图4是本发明实施例提供的图3的A-A剖视图。

图5是本发明实施例提供的压力传感器的俯视图。

图6是本发明实施例提供的压力传感器的右视图。

图7是本发明实施例提供的压力传感器的左视图。

图8是本发明实施例提供的壳体的金属基座的立体图。

图9是本发明实施例提供的壳体的金属基座的左视图。

图10是本发明实施例提供的壳体的金属基座的俯视图。

图11是本发明实施例提供的图10的B-B剖视图。

图12是本发明实施例提供的图10的C-C剖视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。

还需要说明的是，以下实施例中的左、右、上、下、顶、底等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

结合参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12所示，本发明实施例提供压力传感器，其特征在于：包括壳体1、密封圈3、陶瓷感应芯体4、电气接插件5；

所述壳体1由金属基座13与管路接口2两部分组成，壳体1分为上、下两部分，所述壳体1下部分伸出至少一个流通气体或液体的管路接口2；壳体1下部分为规则或不规则的非圆柱体形状，具体为带有限制壳体1圆周径向旋转的至少一处非圆柱体形状；

所述壳体1上部分为规则的圆柱体形状，壳体1上部分内腔为开设有容纳密封圈3、陶瓷感应芯体4和电气接插件5的回转体凹槽11；

所述壳体1上部分内腔的回转体凹槽11共开设有三个台阶槽；

所述壳体1第一台阶槽111为容纳密封圈3所设，密封圈3的底平面与壳体第一台阶槽111底平面相贴合，密封圈3的径向圆周面与壳体第一台阶槽的侧壁相贴合，密封圈3的上平面由陶瓷感应芯体4的底平面紧密压着，使密封圈3具有密封性能；

所述壳体1第二台阶槽112为容纳陶瓷感应芯体4所设，陶瓷感应芯体4的底平面与壳体1第二台阶槽112底平面相贴合，陶瓷感应芯体4的径向圆周面与壳体1第二台阶槽112的侧壁相贴合，陶瓷感应芯体4的上平面由电气接插件5的底平面紧密压着，使密封圈3具有密封性能；

所述壳体1第三台阶槽113为容纳电气接插件5所设，电气接插件5的底平面与壳体1第三台阶槽113底平面相贴合，电气接插件5的径向圆周面与壳体1第三台阶槽113的侧壁相贴合，电气接插件5的圆环形台阶，由壳体1上部分内腔、外径圆周围成的薄壁经过弯曲后压着，以限制电气接插件5轴向、径向位移，同时保证了传感器的密封性能；

所述壳体1分为上、下两部分由垂直于壳体1下部分伸出的管路接口2的通孔12相贯通。

所述壳体1下部分伸出至少一个流通气体或液体的管路接口2，为金属基座13经过去除材料的方法加工后，放入到注塑模具内，通过注塑成型所得的管路接口2。

所述管路接口2为改性合金塑料材料制成；具体材料为PPE、PPO、PA6、PA66、PTT、PS、PC、PE、PBT、ABS、PET一种或任两种以上的组合，再增加10%至50%比例的玻璃纤维和/或碳纤维，以加强管路接口2处的温度性能和结构强度性能。

所述电气接插件5为改性合金塑料材料制成；具体材料为PPE、PPO、PA6、PA66、PTT、PS、PC、PE、PBT、ABS、PET一种或任两种以上的组合，再增加10%至50%比例的玻璃纤维和/或碳纤维，以加强电气接插件5处的温度性能和结构强度性能。

所述密封圈3材料为HNBR或EPDM制成，硬度为20至100邵氏硬度。

所述密封圈3置于陶瓷感应芯体4的底平面与壳体1第一台阶槽111底平面之间，并被陶瓷感应芯体4的底平面紧密压着，其高度压缩量为10%至50%。

所述管路接口2与金属基座的结合处，设有与金属基座13凹槽131处相吻合的凸台23，以限制管路接口2位移及保证管路接口2与金属基座13的密封性能。

所述管路接口2的入口端（如图4箭头所示）具有导向锥度21，其角度为5度至30度；所述导向锥度21靠近金属基座13的末端，设有容纳密封圈3的凹槽22。

所述压力传感器的量程为-300Kpa至100MPa。

所述压力传感器制造方法如下：

（a）选取一定长度的金属棒料，采用机械加工去除材料的工艺，加工出壳体1上部分内腔的的三个台阶槽111、112、113；

（b）采用机械加工去除材料的工艺，加工出与壳体1上部分内腔的的三个台阶槽111、112、113轴线相垂直的通孔14，并加工出两端的凹槽131；

（c）采用机械加工去除材料的工艺，加工出壳体1上、下部分的通孔12；即加工出金属基座；

（d）将a、b、c所述的金属基座13，放入到注塑模具内，通过注塑成型所得的管路接口2；即可制作出完整的壳体1；

（e）将密封圈3放入到壳体1第一台阶槽111，摆放平整；

（f）将陶瓷感应芯体4放入到壳体1第二台阶槽112，摆放平整；

（g）将陶瓷感应芯体4与相应的电路板一端（图中未示）焊接，并将电路板的另一端与电气接插件5的插针51焊接；

(h) 将电气接插件5放入到壳体1第三台阶槽113，摆放平整；

(i) 通过包边装置，将壳体1的薄壁15通过卷曲变形的方式，使壳体1的薄壁15压着在电气接插件5表面，以保证传感器的密封性和结构强度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。