一种热式流量传感器及其封装方法与流程

本发明涉及传感器，更具体地说是一种热式流量传感器及其封装方法。

背景技术：

1、热式流量传感器主要包含两个测量单元，一个测量单元用来对流体介质温度测量的测温单元，另外一个是用于流体介质流量测量的发热单元。传感器内部电路测量流体介质温度，并对流量测量单元进行加热。使流量传感器的温度比流体温度高出一个恒定的值。由于流量传感器温度比流体温度高，流体流经流量计传感器时会带走热量，流体流速越高，能带走的流量测量单元上的热量就越多。反之带走的热量越少，传感器通过测量发热单元上消耗的热量的多少来实现对流体流速大小的测量。根据热效应的金氏定律加热功率，温差，和质量流量可以用数学公式表达。根据测量到的功率和已知的温差从而可以计算出质量流量。

2、这种热量传导方式的热式流量传感器需要发热单元与被测介质有良好的接触，接触方式可以是直接接触或是间接接触。发热单元与介质直接接触，如果被测流体介质中含有固体杂质，或有腐蚀性的，长期处于这些条件下的传感器单元会被磨损、腐蚀，导致传感器的漂移甚至损坏；而发热单元与介质间接接触，通常是将传感器测量单元用绝缘胶灌封并铠装保护起来的方法，这种对灌封的胶要求导热好，绝缘性高，并能长期承受150度以上的高温冲击，满足这些指标的胶可选择性少，价格也高，此外胶的灌封工艺复杂，灌封胶填充在发热单元与铠装金属壳之间，如果发热单元与金属壳之间的胶分布不均匀，或内部残留气泡，在对传感器做老化和高温热冲击后会引起封装结构的改变，这种改变会导致传感器的绝缘不良，稳定性差等问题，很难保证封装成品的良品率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种热式流量传感器及其封装方法，旨在解决传统的热式流量传感器的发热单元与介质直接接触或间接接触方式所带来的不良影响。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一方面，本发明提供了一种热式流量传感器，包括陶瓷基板、金属头以及金属杆，所述金属头和金属杆连接，所述金属头设有安装槽，所述陶瓷基板安置于所述安装槽中，所述陶瓷基板的正面朝向所述安装槽的底部，所述陶瓷基板的正面设有用于测量流体介质温度的测温单元，以及用于测量流体介质流量的发热单元，所述安装槽的底部对应于所述发热单元的位置开设有避空腔。

4、进一步地，所述陶瓷基板连接有导线，所述安装槽设有过线孔，所述导线的自由端穿过所述过线孔。

5、进一步地，所述陶瓷基板与所述安装槽之间的安装间隙处和所述过线孔中填充有胶体。

6、进一步地，所述胶体为高温胶。

7、进一步地，所述金属头设有密封腔，所述密封腔开设于所述金属头的底部，所述密封腔填充有热固性物质。

8、进一步地，所述金属杆的顶部设有环形嵌入部，所述环形嵌入部嵌设于所述密封腔中。

9、进一步地，所述导线的自由端穿过所述过线孔后，经过所述密封腔并延伸至所述金属杆的内部。

10、进一步地，所述热固性物质为环氧树脂。

11、另一方面，本发明还提供了一种热式流量传感器的封装方法，包括：

12、将陶瓷基板放置于金属头的安装槽中，且陶瓷基板的正面朝向于安装槽的底部；

13、在陶瓷基板与安装槽之间的安装间隙处和过线孔中填充胶体；

14、待填充胶体固化后，将金属头竖向放置，且金属头的顶部朝下；

15、将金属杆与金属头连接；

16、将热固性物质通过金属杆的内部注入至金属头的密封腔中。

17、进一步地，所述在陶瓷基板与安装槽之间的安装间隙处和过线孔中填充胶体之前，还包括：

18、将与陶瓷基板的导线向朝向陶瓷基板正面方向折弯九十度后，将导线的自由端穿过金属头的过线孔。

19、本发明与现有技术相比的有益效果是：一种热式流量传感器，包括陶瓷基板、金属头以及金属杆，金属头和金属杆连接，金属头设有安装槽，陶瓷基板安置于安装槽中，陶瓷基板的正面朝向安装槽的底部，陶瓷基板的正面设有用于测量流体介质温度的测温单元，以及用于测量流体介质流量的发热单元，安装槽的底部对应于发热单元的位置开设有避空腔。通过将设置在陶瓷基板正面的测温单元和发热单元朝向安装槽的底部布置，使得发热单元处于金属头的内部，发热单元不会暴露于金属头的外部，因此不会与被测流体介质直接接触，从而避免了发热单元容易被磨损和腐蚀等问题，而且陶瓷基板能够对发热单元和测温单元起到保护作用，不需要将发热单元和测温单元灌封并铠装起来，从而简化了生产工艺和节约了成本，保障了良品率。

20、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的特征及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。

技术特征：

1.一种热式流量传感器，其特征在于，包括陶瓷基板、金属头以及金属杆，所述金属头和金属杆连接，所述金属头设有安装槽，所述陶瓷基板安置于所述安装槽中，所述陶瓷基板的正面朝向所述安装槽的底部，所述陶瓷基板的正面设有用于测量流体介质温度的测温单元，以及用于测量流体介质流量的发热单元，所述安装槽的底部对应于所述发热单元的位置开设有避空腔。

2.根据权利要求1所述的一种热式流量传感器，其特征在于，所述陶瓷基板连接有导线，所述安装槽设有过线孔，所述导线的自由端穿过所述过线孔。

3.根据权利要求2所述的一种热式流量传感器，其特征在于，所述陶瓷基板与所述安装槽之间的安装间隙处和所述过线孔中填充有胶体。

4.根据权利要求3所述的一种热式流量传感器，其特征在于，所述胶体为高温胶。

5.根据权利要求2所述的一种热式流量传感器，其特征在于，所述金属头设有密封腔，所述密封腔开设于所述金属头的底部，所述密封腔填充有热固性物质。

6.根据权利要求5所述的一种热式流量传感器，其特征在于，所述金属杆的顶部设有环形嵌入部，所述环形嵌入部嵌设于所述密封腔中。

7.根据权利要求6所述的一种热式流量传感器，其特征在于，所述导线的自由端穿过所述过线孔后，经过所述密封腔并延伸至所述金属杆的内部。

8.根据权利要求5所述的一种热式流量传感器，其特征在于，所述热固性物质为环氧树脂。

9.一种热式流量传感器的封装方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的一种热式流量传感器的封装方法，其特征在于，所述在陶瓷基板与安装槽之间的安装间隙处和过线孔中填充胶体之前，还包括：

技术总结
本发明公开了一种热式流量传感器及其封装方法，一种热式流量传感器，包括陶瓷基板、金属头以及金属杆，金属头设有安装槽，陶瓷基板安置于安装槽中，陶瓷基板的正面朝向安装槽的底部，陶瓷基板的正面设有用于测量流体介质温度的测温单元，以及用于测量流体介质流量的发热单元，安装槽的底部对应于发热单元的位置开设有避空腔。通过将设置在陶瓷基板正面的测温单元和发热单元朝向安装槽的底部布置，使得发热单元不会暴露于金属头的外部，从而避免了发热单元容易被磨损和腐蚀等问题，而且陶瓷基板能够对发热单元和测温单元起到保护作用，不需要将发热单元和测温单元灌封并铠装起来，从而简化了生产工艺和节约了成本，保障了良品率。

技术研发人员：李隆庆,胡沙沙
受保护的技术使用者：希尔思仪表（深圳）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17