组装密封式尿素传感器的制作方法

本发明涉及传感器技术领域，特别涉及一种用于车辆尿素箱中的组装密封式尿素传感器。

背景技术：

随着环境污染的日益严重以及车辆保有量的日益增加，国家法规对车辆排放要求日益严格。汽车，尤其是柴油车的尾气中含有氮氧化物，而氮氧化物的直接排放会造成严重的空气污染，因此，选择性催化还原法(selectivecatalyticreduction，scr)后处理系统作为有效降低尾气中的得到了广泛的应用。scr是利用尿素分解产生nh3，在催化剂作用下nh3与nox进行反应从而降低尾气中nox的排放。

scr技术已普遍应用到国四、国五车辆，而随着国六标准的正式实施，对尾气中nox的排放要求更高，因此需要更有效的scr系统。scr系统包括盛有尿素溶液的尿素箱，而且尿素箱上需要安装尿素液位传感器，该尿素传感器的作用不仅是探测尿素的液位，同时可以利用超声波原理探测尿素溶液的浓度以确保对nox降解的有效性。

尿素传感器在实际生产及使用过程中，其组装效率及密封性是降低生产成本及使用寿命以及性能的关键，而现有技术的传感器通常结构较为复杂，因而生产成本较高且使用时容易出现泄漏的问题，一旦有液体渗入传感器，不仅会对导电性造成影响，更严重的是影响超声波的探测精度，从而导致液位及尿素浓度的探测精度出现较大偏差，这会直接导致对nox降解的有效性无法保证，从而无法满足相关排放标准的要求。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种组装密封式尿素传感器，包括线束、束线器、密封圈、线束密封壳、密封块、换能片、超声波收发壳及固定支架；

通过所述束线器外壳的卡块配合所述线束密封壳上的卡槽实现所述束线器与线束密封壳的组装，并通过所述束线器与线束密封壳之间的所述密封圈实现密封；

所述换能片贴合在所述超声波收发壳的内侧底部，所述密封块填充在所述超声波收发壳内部以使所述换能片贴合在所述密封块与所述超声波收发壳的底部之间；

通过锁紧机构将所述线束密封壳与超声波收发壳锁紧并同时与所述固定支架的一端锁紧固定以将所述密封块及换能片压紧在所述线束密封壳与超声波收发壳之间，并通过密封凸圈实现所述线束密封壳与超声波收发壳之间的密封；

所述固定支架的另一端具有与所述换能片平行的反射面，且与所述换能片正负极连接的线束依次穿过所述密封块及线束密封壳并通过所述束线器集线后连接至外部控制器。

进一步的，所述线束密封壳的内部具有容置槽一以在所述线束与换能片焊接连接后用于容纳所述线束的余量长度部分。

进一步的，所述密封块的底部设置有用于容置所述换能片的容置槽二，且所述容置槽二的深度小于所述换能片的厚度。

其中，所述密封凸圈与所述密封块为一体成型的连体结构。

进一步的，还具有温度传感器，所述温度传感器贴合在所述密封块与所述超声波收发壳的侧部之间。其中，所述超声波收发壳的内壁设置有用于容置所述温度传感器的凹槽；或者，所述密封块的外壁设置有用于容置所述温度传感器的凹槽，所述温度传感器的线束穿过所述密封块并与所述换能片的正负极线束汇集并通过所述束线器集线；或者，所述超声波收发壳的内壁与所述密封块的外壁同时设置有对应所述温度传感器的凹槽，所述温度传感器卡设在所述超声波收发壳的内壁凹槽与所述密封块的外壁凹槽之间，且所述温度传感器的线束穿过所述密封块并与所述换能片的正负极线束汇集并通过所述束线器集线。

进一步的，所述固定支架的外侧包裹一层多孔外壳，通过所述多孔外壳上设置的通孔在实现尿素溶液流通的同时减少气泡对探测精度的影响。

通过上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

1、束线器与线束密封壳之间通过密封圈实现密封连接时，通过束线器外壳的卡块与线束密封壳上的卡槽设计，可以实现束线器与线束密封壳的快速组装，且避免了现有技术中通过螺纹旋紧组装可能导致的密封圈扭曲或开裂等状况，从而有效确保了密封性；

2、线束密封壳与超声波收发壳之间通过密封凸圈实现密封，并通过锁紧机构将线束密封壳与超声波收发壳锁紧并同时与固定支架的一端锁紧固定，在确保线束密封壳与超声波收发壳之间密封性的同时实现了快速组装，极大提高了组装效率；

3、该种结构可以确保换能片与超声波收发壳底部的平齐与紧密贴合，从而确保了超声探测液位及尿素浓度的精确性；

4、固定支架外侧多孔外壳的设置，利用多孔外壳上设置的通孔在实现尿素溶液流通的同时，可以有效减少气泡的产生以降低气泡的存在对超声探测精度的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为实施例中尿素传感器的一种优化结构的分解结构示意图；

图2为实施例中尿素传感器的一种优化结构的剖视结构示意图；

图3为实施例中超声波收发壳与具有容置槽二的密封块示意图；

图4为实施例中超声波收发壳与不具有容置槽二的密封块示意图。

图中：10.线束；20.束线器；21.卡块；30.密封圈；40.线束密封壳；41.卡槽；42.容置槽一；50.螺栓螺母；60.密封块；61.密封凸圈；62.容置槽二；70.换能片；80.超声波收发壳；90.固定支架；100.温度传感器。

具体实施方式

参考图1及2，本发明提供的组装密封式尿素传感器，包括线束10、束线器20、密封圈30、线束密封壳40、密封块60、换能片70、超声波收发壳80及固定支架90；通过束线器20外壳的卡块21配合线束密封壳40上的卡槽41实现束线器20与线束密封壳40的组装，并通过束线器20与线束密封壳40之间的密封圈30实现密封；换能片70贴合在超声波收发壳80的内侧底部，密封块60填充在超声波收发壳80内部以使换能片70贴合在密封块60与超声波收发壳80的底部之间；通过螺栓螺母50等锁紧机构将线束密封壳40与超声波收发壳80锁紧并同时与固定支架90的一端锁紧固定以将密封块60及换能片70压紧在线束密封壳40与超声波收发壳80之间，并通过与密封块60为一体成型的连体结构的密封凸圈61实现线束密封壳40与超声波收发壳80之间的密封；固定支架90的另一端具有与换能片70平行的反射面，且与换能片70正负极连接的线束10依次穿过密封块60及线束密封壳40并通过束线器20集线后连接至外部控制器，且线束密封壳40的内部具有容置槽一42以在线束10与换能片70焊接连接后用于容纳线束10的余量长度部分；固定支架90的外侧包裹一层多孔外壳，通过多孔外壳上设置的通孔在实现尿素溶液流通的同时减少气泡对探测精度的影响。

此外，还具有温度传感器100，温度传感器100贴合在密封块60与超声波收发壳80的侧部之间。其中，超声波收发壳80的内侧壁设置有用于容置温度传感器100的凹槽；或者，密封块60的外侧壁设置有用于容置温度传感器100的凹槽，温度传感器100的线束10穿过密封块60并与换能片70的正负极线束10汇集并通过束线器20集线；或者，超声波收发壳80的内侧壁与密封块60的外侧壁同时设置有对应温度传感器100的凹槽，温度传感器100卡设在超声波收发壳80的内壁凹槽与密封块60的外壁凹槽之间，且温度传感器100的线束10穿过密封块60并与换能片70的正负极线束10汇集并通过束线器20集线。

本实施例在组装时，首先通过将换能片70正负极的线束10穿过密封块60到另一端并与换能片70焊接在一起，然后将密封块60填充至超声波收发壳80内以使换能片70如图4所示直接夹紧在密封块60底部与超声波收发壳80底部之间(或者如图3所示，在密封块60的底部设置有用于容置换能片70的容置槽二62，且容置槽二62的深度小于换能片70的厚度，以使换能片70与正负极线束10焊接后首先容置在容置槽二62内，然后再将密封块60填充至超声波收发壳80内以使换能片70夹紧在密封块60底部与超声波收发壳80底部之间，对比不做具体限定)；然后，通过螺栓螺母50等锁紧机构将线束密封壳40与超声波收发壳80锁紧并同时与固定支架90的一端锁紧固定并利用密封块60的密封凸圈61实现线束密封壳40与超声波收发壳80之间的密封；然后，将换能片70的正负极线束10及温度传感器100的线束10汇集后穿过束线器20集线，并通过束线器20外壳的卡块21与线束密封壳40上的卡槽41实现束线器20与线束密封壳40的快速组装，且束线器20与线束密封壳40之间通过密封圈30实现密封；最后，在固定支架90的外侧包裹一层具有通孔的多孔外壳。

本实施例在工作时，尿素罐中的尿素溶液会通过多孔外壳的通孔在多孔外壳的内外侧流通并通过通孔设置可以有效避免产生气泡对探测精度造成不良影响，换能片70产生超声波并通过与其紧密贴合的超声波收发壳80发出超声波，并利用固定支架90另一端与换能片70平行的反射面将超声波反射并通过换能片70接受反射的超声波，从而利用控制器计算出固定频率的超声波在尿素中的传输速率及传输时间并通过温度传感器100同步获知尿素溶液的温度，从而计算出尿素罐中的尿素溶液的液位及浓度，依次实现对尿素罐中尿素溶液的液位、温度及浓度的实时监控。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。