一种探针式复合传感器的制作方法

1.本实用新型涉及传感器技术领域，更具体地说，涉及一种探针式复合传感器。


背景技术：

2.轨道交通行业中，动车组运行速度快，高速运动的走行部旋转部件很容易出现温度过高、振动冲击过大，电机、齿轮箱等易出现故障，影响行车安全。为保证动车组行车安全，需要对轴箱、电机等走行部旋转部件故障易发位置的温度、振动、冲击信号进行监测，在出线异常信号时，及时预警，防止动车组带病运行。
3.目前常用的传感器一般只监测温度或温度及振动信号，少数能同时监测温度、振动及冲击的传感器，由于动车组安装接口已经定型，传感器外形被限制，信号监测可靠性性不强。
4.综上所述，如何解决现有传感器可靠性不强的问题，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种探针式复合传感器，该探针式复合传感器对待测位置的振动、冲击信号有更好的响应，信号检测的可靠性强。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种探针式复合传感器，包括：温度敏感组件、振动冲击敏感组件、线缆锁紧结构、线缆及外壳，所述温度敏感组件沿所述外壳的底部向下设置，所述振动冲击敏感组件设置于所述外壳内，所述线缆锁紧结构设置于所述外壳侧面，所述线缆设置于所述线缆锁紧结构内，所述线缆分别与所述温度敏感组件和所述振动冲击敏感组件连接；所述振动冲击敏感组件包括基板及设置于所述基板上的柔性电路板，所述外壳内设置固定所述基板的固定结构。
8.优选地，所述固定结构包括设置于所述外壳内与所述基板结构匹配的导槽。
9.优选地，所述基板与所述导槽焊接。
10.优选地，所述固定结构包括灌封于所述外壳内的环氧树脂胶。
11.优选地，所述柔性电路板粘接于所述基板。
12.优选地，所述柔性电路板上设置焊盘，所述焊盘涂覆绝缘硅胶，所述柔性电路板上除焊盘外的其余位置涂覆绝缘层。
13.优选地，所述外壳包括壳体及前盖，所述壳体的前侧面设置前开口，所述前盖盖装于所述前开口，所述壳体的后侧设置线缆出口，所述线缆锁紧结构设置于所述线缆出口中。
14.优选地，所述前盖焊接于所述前开口。
15.优选地，所述线缆出口设置于所述壳体的后侧面；
16.或所述线缆出口沿所述壳体的后侧向上倾斜设置，所述线缆出口下方的所述壳体的后侧面设置后开口，所述后开口中设置嵌块；
17.优选地，所述线缆出口设置于所述壳体的后侧面时，所述线缆锁紧结构包括嵌板、第一嵌管、第一橡胶保护管及第一压紧盖帽，所述嵌板设置于所述线缆出口，所述嵌板设置用于安装所述第一嵌管的通孔，所述第一橡胶保护管套装于所述第一嵌管的外周，所述第一压紧盖帽锁紧于所述第一橡胶保护管的前端外周，所述线缆穿过所述通孔、所述第一嵌管和所述第一橡胶保护管；
18.所述线缆出口沿所述壳体的后侧向上倾斜设置时，所述线缆锁紧结构包括第二嵌管、第二橡胶保护管及第二压紧盖帽，所述第二嵌管的前端设置于所述线缆出口，所述第二橡胶保护管套套装于所述第二嵌管的外周，所述第二压紧盖帽锁紧于所述第二橡胶保护管的前端外周，所述线缆穿过所述第二嵌管和所述第二橡胶保护管。
19.优选地，所述第一嵌管或所述第二嵌管的尾部内灌封环氧树脂胶。
20.优选地，所述嵌板与所述线缆出口过盈配合，所述第一嵌管的前端与所述通孔过盈配合；
21.或所述第二嵌管的前端与所述线缆出口过盈配合。
22.优选地，所述嵌板焊接于所述线缆出口内，所述第一嵌管的前端焊接于所述通孔中；
23.或所述第二嵌管的前端焊接于所述线缆出口中。
24.优选地，所述第一嵌管与所述第一橡胶保护管过盈配合，所述第一嵌管的后端外周设置若干第一环形防脱结构，所有所述第一环形防脱结构沿所述第一嵌管的轴向排列设置；
25.所述第二嵌管与所述第二橡胶保护管过盈配合，所述第二嵌管的后端外周设置若干第二环形防脱结构，所有所述第二环形防脱结构沿所述第二嵌管的轴向排列设置。
26.优选地，所述第一环形防脱结构为设置于所述第一嵌管外周的第一环形凸起，所述第一环形凸起上设置第一防转平面；
27.所述第二环形防脱结构为设置于所述第二嵌管外周的第二环形凸起，所述第二环形凸起上设置第二防转平面。
28.优选地，所述温度敏感组件为温度探针，所述温度探针包括温度敏感元件及探针壳体，所述温度敏感元件设置于所述探针壳体的底部，所述温度敏感元件和所述线缆连接，所述外壳的底部设置安装孔，所述探针壳体的顶部安装于所述安装孔中。
29.优选地，所述探针壳体中灌封导热绝缘胶。
30.优选地，所述探针壳体的顶部设置法兰，所述法兰与所述安装孔过盈配合。
31.本技术所提供的探针式复合传感器不仅能通过温度敏感组件和振动冲击敏感组件分别检测待测位置的温度和振动冲击信号，还通过将振动冲击敏感组件设置为基板与柔性电路板相结合的结构，通过固定结构将基板与柔性电路板固定于外壳内，使得振动冲击敏感组件对待测位置的振动、冲击信号有更好的响应，提高了探针式传感器信号的可靠性。
附图说明
32.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还
可以根据提供的附图获得其他的附图。
33.图1为本实用新型所提供的第一种探针式复合传感器的爆炸图；
34.图2为本实用新型所提供的第一种探针式复合传感器的立体图；
35.图3为本实用新型所提供的第二种探针式复合传感器的爆炸图；
36.图4为本实用新型所提供的第一种探针式复合传感器的壳体的立体图；
37.图5为本实用新型所提供的第二种探针式复合传感器的壳体的立体图。
38.图1-5中：
39.1-前盖、2-振动冲击敏感组件、3-壳体、4-嵌板、5-第一嵌管、6-第一环形防脱结构、7-第一压紧盖帽、8-第一橡胶保护管、9-线缆、10-第一防转平面、11-温度探针、12-线缆出口、13-第二嵌管、14-第二压紧盖帽、15
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第二橡胶保护管、16-嵌块、17-后开口、18-探针壳体。
具体实施方式
40.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
41.本实用新型的核心是提供一种探针式复合传感器，该探针式复合传感器对待测位置的振动、冲击信号有更好的响应，信号检测的可靠性强。
42.请参考图1～5，一种探针式复合传感器，包括：温度敏感组件、振动冲击敏感组件、线缆锁紧结构、线缆9及外壳，温度敏感组件沿外壳的底部向下设置，振动冲击敏感组件设置于外壳内，线缆锁紧结构设置于外壳侧面，线缆9设置于线缆锁紧结构内，线缆9分别与温度敏感组件和振动冲击敏感组件连接；振动冲击敏感组件包括基板及设置于基板上的柔性电路板，外壳内设置固定基板的固定结构。
43.需要说明的是，温度敏感组件用于检测待测位置的温度变化情况，振动冲击敏感组件用于检测待测位置的振动冲击变化情况，温度敏感组件和振动冲击敏感组件均通过线缆9将信号输出。
44.基板采用金属材质制作，以增强基板的强度，优选的，基板为不锈钢加强板，不仅强度较高且成本较低。为加强信号采集的可靠性，放弃传统的pcb电路板方式，将柔性电路板设置于不锈钢基板上，柔性电路板上设置有振动冲击敏感元件，柔性电路板与不锈钢基板组成铁基加强板，铁基加强板再安装于外壳内，通过固定结构固定铁基加强板，加强了基板与外壳的连接刚度。
45.本技术所提供的探针式复合传感器不仅能通过温度敏感组件和振动冲击敏感组件分别检测待测位置的温度和振动冲击信号，还通过将振动冲击敏感组件设置为基板与柔性电路板相结合的结构，通过固定结构将基板与柔性电路板固定于外壳内，使得振动冲击敏感组件对待测位置的振动、冲击信号有更好的响应，提高了探针式传感器信号的可靠性。
46.在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，固定结构包括与基板结构匹配的导槽，基板通过导槽竖直设置于外壳内，优选的，在外壳内设置相对的两个导槽，上下两个导槽的结构一致，且均为凹字形结构，基板的上部和下部分别沿两个导槽导入外壳内，两个导
槽可以对基板侧向限位，提升基板的固定效果，提升基板安装位置的准确性。
47.在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，外壳内设置空腔，导槽设置于空腔内，固定结构还包括灌封于空腔内的环氧树脂胶，环氧树脂胶灌封后可以包裹在基板和柔性电路板的外部，环氧树脂胶凝固后可进一步加强传感器整体性，提高传感器信号的可靠性。
48.为了进一步提升基板安装的稳定性，在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，基板与导槽焊接，焊接后的基板位置稳定，在灌封环氧树脂胶时不会带动基板移动。
49.为了提升柔性电路板与基板连接的稳定性，在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，柔性电路板粘接于基板，柔性电路板上设有敏感芯片及调理电路，由于柔性电路板质地较软，能通过粘接剂紧密的粘接在基板上，使柔性电路板与基板紧密结合为一体。
50.为解决柔性电路板的耐压问题，在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，柔性电路板上设置焊盘，焊盘涂覆绝缘硅胶，柔性电路板上除焊盘外的其余位置涂覆绝缘层，保证柔性电路板与外壳之间的绝缘性。
51.在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，外壳包括壳体3及前盖1，壳体3的前侧面设置前开口，前盖1盖装于前开口，壳体3的后侧设置线缆出口12，线缆锁紧结构设置于线缆出口12中。导槽沿前开口向壳体3内的空腔设置，打开前盖1即可以将基板沿导槽装入壳体3中，环氧树脂胶可沿壳体3的前开口向壳体3的空腔内灌封，灌封环氧树脂胶后，将前盖1 盖装于前开口，前盖1的前侧面与前开口的前端面处于同一环面。
52.为了提升前盖1安装的稳定性，在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，前盖1焊接于前开口，前盖1与前开口之间的缝隙通过激光焊接。优选的，前盖1与前开口过盈配合，以提升前盖1与前开口焊接时前盖1 位置的稳定性。
53.关于线缆的出线结构，本技术提供以下两种实施例，在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，第一种出线结构的实施例中，线缆出口12设置于壳体3的后侧面；第二种出线结构的实施例中，线缆出口12沿壳体3 的后侧向上倾斜设置，线缆出口12下方的壳体3的后侧面设置后开口17，后开口17中设置嵌块16；或，当线缆出口12沿壳体3的后侧向上倾斜设置时，为了便于导槽加工，在壳体3的后侧面设置后开口17，在组装时用嵌块16压接在后开口17后激光焊接进行封堵；线缆锁紧结构直接安装于线缆出口12，线缆9的出线方向为沿壳体3的后侧向上倾斜设置。线缆出口12设置于壳体3的后侧面时，线缆9的出线方向为沿壳体3的侧面向后水平设置。根据实际应用环境设置上述任意一种出线结构可以提升探针式复合传感器的适用性。
54.第一种出线结构的实施例中，在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，线缆出口12设置于壳体3的后侧面时，线缆锁紧结构包括嵌板4、第一嵌管5、第一橡胶保护管8及第一压紧盖帽7，嵌板4设置于线缆出口 12，嵌板4设置用于安装第一嵌管5的通孔，第一橡胶保护管8套装于第一嵌管5的外周，第一压紧盖帽7锁紧于第一橡胶保护管8的前端外周，线缆9沿通孔、第一嵌管5和第一橡胶保护管8穿过；通过嵌板4将壳体3 与第一嵌管5连接，嵌板4安装于线缆出口12后，嵌板4的后侧面与线缆出口12的后端面处于同一平面。第一橡胶保护管8套装于线缆9外周可以为线缆9提供保护，第一嵌管5可以稳定线缆9的出线方向，避免线缆9 晃动。第一橡胶保护管8及第一压紧盖帽7安装到位后，使用液压模具挤压第一压紧盖帽7，第一压紧盖帽7挤压变形后配合第一嵌管5抱紧橡胶保护管。
55.第二种出线结构的实施例中，线缆出口12沿壳体3的后侧向上倾斜设置时，线缆锁紧结构包括第二嵌管13、第二橡胶保护管15及第二压紧盖帽 14，第二嵌管13的前端设置于线缆出口12，第二橡胶保护管15套装于第二嵌管13的外周，第二压紧盖帽14锁紧于第二橡胶保护管15的前端外周，线缆9穿过第二嵌管13和第二橡胶保护管15。第二嵌管13直接安装于线缆出口12。第二橡胶保护管15套装于线缆9外周可以为线缆9提供保护，第二嵌管13可以稳定线缆9的出线方向，避免线缆9晃动。第二橡胶保护管15及第二压紧盖帽14安装到位后，使用液压模具挤压第二压紧盖帽14，第二压紧盖帽14挤压变形后配合第二嵌管13抱紧橡胶保护管。
56.在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，第一嵌管5或第二嵌管 13的尾部内灌封环氧树脂胶，在第一嵌管5尾部灌入的环氧树脂胶流动性较差，环氧树脂胶凝固后，可固定第一嵌管5中的线缆9并将嵌管尾部密封，提升了密封性和线缆9的稳定性。
57.为了提升嵌板4安装的稳定性、提升第一嵌管5安装于通孔的稳定性、提升第二嵌管13安装的稳定性，在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，嵌板4与线缆出口12过盈配合，第一嵌管5的前端与通孔过盈配合；或第二嵌管13的前端与线缆出口12过盈配合。
58.为了进一步提升嵌板4安装的稳定性、进一步提升第一嵌管5安装于通孔的稳定性、进一步提升第二嵌管13安装的稳定性，在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，嵌板4焊接于线缆出口12内，第一嵌管5的前端焊接于通孔中；或第二嵌管13的前端焊接于线缆出口12中。
59.在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，第一嵌管5与第一橡胶保护管8过盈配合，第一嵌管5的后端外周设置若干第一环形防脱结构6，所有第一环形防脱结构6沿第一嵌管5的轴向排列设置；
60.第二嵌管13与第二橡胶保护管15过盈配合，第二嵌管13的后端外周设置若干第二环形防脱结构，所有第二环形防脱结构沿第二嵌管13的轴向排列设置。
61.第一嵌管5上设置的所有第一环形防脱结构6的外径大于第一橡胶保护管8的内径，以使第一橡胶保护管8与第一环形防脱结构6过盈配合，增加第一橡胶保护管8与第一环形防脱结构6之间的压力，从而增大第一橡胶保护管8与第一环形防脱结构6之间的摩擦力，避免第一橡胶保护管8 脱出。
62.第二嵌管13上设置的所有第二环形防脱结构的外径大于第二橡胶保护管15的内径，以使第二橡胶保护管15与第二环形防脱结构过盈配合，增加第二橡胶保护管15与第二环形防脱结构之间的压力，从而增大第二橡胶保护管15与第二环形防脱结构之间的摩擦力，避免第二橡胶保护管15脱出。
63.在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，第一环形防脱结构6为设置于第一嵌管5外周的第一环形凸起，第一环形凸起上设置第一防转平面10；
64.第二环形防脱结构为设置于第二嵌管13外周的第二环形凸起，第二环形凸起上设置第二防转平面。
65.第一环形凸起相对第一橡胶保护管8为倒钩结构，加大第一环形凸起对第一橡胶保护管8的限制作用，进一步提升第一橡胶保护管8安装的稳定性；所有第一环形凸起上均设置第一防转平面10，所有第一防转平面10 沿第一嵌管5的轴向依次排列设置，以防止第一橡胶护线管沿第一嵌管5 转动；
66.第二环形凸起相对第二橡胶保护管15为倒钩结构，加大第二环形凸起对第二橡胶保护管15的限制作用，进一步提升第二橡胶保护管15安装的稳定性；所有第二环形凸起上均设置第二防转平面，所有第二防转平面沿第二嵌管13的轴向依次排列设置，以防止第二橡胶护线管沿第二嵌管13 转动。
67.在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，温度敏感组件为温度探针11，温度探针11包括温度敏感元件及探针壳体18，温度敏感元件设置于探针壳体18的底部，温度敏感元件和线缆9连接，外壳的底部设置安装孔，探针壳体18的顶部安装于安装孔中。探针式的温度敏感组件对待测位置检测的温度数据更准确，适用于具有安装孔的待测装置。温度敏感元件设置于探针壳体18的底部，以使温度敏感元件更接近于待测位置，提升温度检测的准确性。温度敏感元件检测的数据沿线缆9输送，探针壳体18的与安装孔安装后焊接，以提升探针壳体18安装于安装孔的稳定性。
68.在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，探针壳体18中灌封导热绝缘胶，导热绝缘胶凝固后包裹于温度敏感元件和线缆9外，对温度敏感元件和线缆9起到固定作用，加快温度敏感元件的响应时间，提高温度敏感元件的测温精度。
69.在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，探针壳体18的顶部设置法兰，法兰与安装孔过盈配合，以提升焊接前探针壳体18与安装孔连接时的稳定性，法兰与安装孔的配合也可以对探针壳体18进行定位。
70.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
71.以上对本实用新型所提供的探针式复合传感器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。