一種無引線壓力傳感器結構的製作方法

2023-09-21 06:49:35 1

一種無引線壓力傳感器結構的製作方法
【專利摘要】本發明屬於高溫振動環境下壓力測量技術，涉及一種耐高溫高強度的無引線壓力傳感器結構。本發明無引線壓力傳感器結構包括插座(1)，端蓋(2)，焊柱(3)，支架(4)，電路板(5)，支柱(6)，接管嘴(7)。其中，所述插座(1)、端蓋(2)、支架(4)、接管嘴(7)通過雷射焊接和螺釘緊固，構成了傳感器主體結構，電路板通過螺釘和支柱(6)固定在支架上。本發明用焊柱(3)代替所有電路板間連線和電路板對外連線，同時用高溫膠對連接螺釘進行加固，從而有效提高結構穩定性和可靠性，能夠在高溫振動環境下進行長期的壓力測量工作，其測量結果真實、精確。
【專利說明】一種無引線壓力傳感器結構

【技術領域】
[0001]本發明屬於高溫振動環境條件下的壓力測量技術，涉及一種無引線一體化的小型高溫高強度壓力傳感器結構。

【背景技術】
[0002]為了更加準確測量高溫環境中的介質壓力，壓力傳感器的工作環境需要逐步深入到嚴酷的高溫環境，並伴隨強烈振動。通常傳感器無法在200°C以上高溫下持續工作，並且由於高溫下材質的軟化，導致導線、焊接等環節振動後發生損傷，無法實現有效測量。
[0003]通常採用了引壓管的方式，將高溫介質通過一定的散熱結構，引至普通傳感器可耐受環境中進行測試，基本實現了等壓力的傳遞。但溫度場的不同會使壓力解算發生誤差，不能保證解算後壓力的精度。並且振動環境會造成壓力介質的波動，導壓管中隨之引入壓力波動，且強度和頻率均不同於實際待測壓力介質環境，導致傳感器採集到壓力並非實時真實值。最終測量效果難以達到要求。


【發明內容】

[0004]本發明的目的是:提供一種無引線一體化的小型高溫高強度壓力傳感器結構，以滿足在高溫振動環境下進行長期的壓力測量工作。
[0005]本發明的技術方案是:一種無引線壓力傳感器結構，其特徵包括插座1、端蓋2、焊柱3、支架4、電路板5、支柱6和接管嘴7,其中,插座I固定在端蓋2上,端蓋2固定在支架4上，支架4為鏤空結構，其固定在接管嘴7上，所述電路板5為兩塊，分別對稱設置在支架兩側，且二者由貫穿其間的支柱6固定，且兩塊電路板5之間、電路板5與插座I之間、電路板5與接管嘴7之間均設置有用於傳導電信號的焊柱3。
[0006]電路板之間的五根焊柱3分布於電路板5三個角，分擔支柱6所受外力，並靠近支柱6。
[0007]電路板5與插座I連接的焊柱3、電路板5與接管嘴7連接的焊柱3均經過預成型加工，在電路板5、插座1、接管嘴7先固定的前提下，定位各接點。
[0008]各焊柱3均經過耐高溫絕緣材料保護，然後安裝在相應部位。
[0009]焊柱3均選用銅棒材料，鍍銀處理。
[0010]支架4由不鏽鋼棒材加工，側面為鏤空雙工字型結構，分擔外部壓力；兩端為三角結構。
[0011]所述支架4與端蓋2、支架4與接管嘴7之間的連接螺釘螺紋內均灌注有高溫膠。
[0012]接管嘴7內灌封有用於固定焊柱3的高溫膠。
[0013]本發明的優點是:本發明在電路板間和電路板對外連接處使用焊柱，既替代了導線的作用，簡化結構，減少體積，又進一步加強結構強度，使得整個傳感器能夠承受很大振動量值。通過元器件選用使傳感器能夠在高溫下穩定工作。最終實現在高溫振動環境下進行長期的壓力測量工作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發明無引線壓力傳感器結構的結構示意圖。
[0015]圖中I是插座，2是端蓋，3是焊柱，4是支架，5是電路板，6是支柱，7是接管嘴。
[0016]圖2是本發明無引線壓力傳感器電路板5的平面示意圖，圖中註明焊柱3的引出位置。

【具體實施方式】
[0017]下面對本發明做進一步詳細說明。
[0018]請參閱圖1，其是本發明無引線壓力傳感器結構的結構示意圖。本發明無引線壓力傳感器結構包括插座1、端蓋2、焊柱3、支架4、電路板5、支柱6和接管嘴7。其中，插座I固定在端蓋2上，二者通過雷射焊完全熔接在一起；端蓋2由三顆螺釘固定在支架4上，螺紋內均灌有高溫膠。
[0019]支架4由不鏽鋼棒機械加工而成，為一體化結構，其側面為鏤空雙工字型結構，有效分擔外界衝擊和壓力，同時用於安裝放置電路板5 ;支架4兩端為三角結構，通過精密機械配合，一端用螺釘與接管嘴7連接固定，一端固定端蓋，使整個傳感器結構呈圓柱形結構，在各方向上具備很好的結構穩定性，有效提高抗振性能。
[0020]所述電路板5為兩塊，分別對稱設置在支架兩側，且二者由貫穿其間的四根支柱6固定，並在電路板三個角處設置五根焊柱3貫穿連接兩塊電路板5，既導通兩塊電路板5間電信號，又分擔支柱6所受外力。兩塊電路板5與插座1、兩塊電路板5與接管嘴7之間均設置有用於傳導電信號的焊柱3，所有焊柱3都經過預成型處理，能夠準確定位連接，避免了導線連接的不固定情況。
[0021]為防止各焊柱3因意外情況與其它部位短路或幹涉，所有焊柱3外均由耐高溫絕緣材料保護，即使發生斷裂、彎折、劇烈形變，仍不會造成傳感器其它部位短路。
[0022]為加強各焊柱3電信號傳導效果，焊柱選擇用銅棒材料製成，並在表面鍍銀處理，增加導電能力，保證電信號有效傳導。經由焊柱3替代導線後，傳感器內部無懸空導線，走線方式消除不確定性，並能夠比導線承受更大的振動強度，簡化了結構，提高了強度。
[0023]另外，本發明支架6與端蓋2、支架6與接管嘴7之間的連接螺釘在擰入前，均在螺紋內部灌注高溫膠確保螺釘緊固，在振動環境下仍不會鬆脫。接管嘴7內部焊柱長度較長，故在接管嘴7內部灌封高溫膠，用於固定焊柱，進一步加強焊柱強度，提高抗振能力。
[0024]本發明是一種無引線一體化的高溫壓力傳感器結構，其特徵在於整個傳感器通過雷射焊接和螺釘，將插座1、端蓋2、支架4、接管嘴7結合為一個一體化結構，同時在電路板5間和電路板5對外處使用焊柱3，既替代了導線的作用，又進一步加強結構強度，使得整個傳感器能夠承受很大振動量值。通過元器件選用使傳感器能夠在高溫下穩定工作。最終實現在高溫振動環境下進行長期的壓力測量工作。
[0025]本發明無引線一體化的小型高溫壓力傳感器結構其特徵在於整個傳感器內外無導線，能夠承受至少30g的振動量值，且不在任何部位對振動量值進行放大。並通過高溫元器件的選用和高溫膠的保護，使傳感器能夠在200°C高溫振動環境中長時間持續工作。電路板5上所有引出端均使用焊柱3替代導線引出，屬於硬連接。整個傳感器外形尺寸小於80mmX Φ 30mm,能夠整體安裝在高溫振動環境中，用於測量高溫介質壓力，全溫區測量精度優於 I % F.S.。
【權利要求】
1.一種無引線壓力傳感器結構，其特徵在於，包括插座(1)、端蓋(2)、焊柱(3)、支架(4)、電路板(5)、支柱(6)和接管嘴(7)，其中，插座⑴固定在端蓋(2)上，端蓋(2)固定在支架(4)上，支架(4)為鏤空結構，其固定在接管嘴(7)上，所述電路板(5)為兩塊，分別對稱設置在支架⑷兩側，且二者由貫穿其間的支柱(6)固定，且兩塊電路板(5)之間及電路板(5)與插座⑴和接管嘴(7)之間均設置有用於電導通的焊柱(3)。
2.根據權利要求1所述無引線壓力傳感器結構，其特徵在於，電路板之間的五根焊柱(3)分布於電路板(5)三個角，分擔支柱(6)所受外力，並靠近支柱(6)。
3.根據權利要求1所述無引線壓力傳感器結構，其特徵在於，電路板(5)與插座(1)連接的焊柱(3)、電路板(5)與接管嘴(7)連接的焊柱(3)均經過預成型加工，在電路板(5)、插座(1)、接管嘴(7)先固定的前提下，定位各接點。
4.根據權利要求1所述無引線壓力傳感器結構，其特徵在於，各焊柱(3)均經過耐高溫絕緣材料保護，然後安裝在相應部位。
5.根據權利要求4所述無引線壓力傳感器結構，其特徵在於，焊柱(3)均選用銅棒材料，鍍銀處理。
6.根據權利要求1所述無引線壓力傳感器結構，其特徵在於，支架(4)由不鏽鋼棒材加工，側面為鏤空雙工字型結構，分擔外部壓力；兩端為三角結構。
7.根據權利要求6所述無引線壓力傳感器結構，其特徵在於，所述支架(4)與端蓋(2)、支架(4)與接管嘴(7)之間的連接螺釘螺紋內均灌注有高溫膠。
8.根據權利要求6所述無引線壓力傳感器結構，其特徵在於，接管嘴(7)內灌封有用於固定焊柱(3)的高溫膠。
【文檔編號】G01L19/00GK104406733SQ201410667167
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月20日 優先權日:2014年11月20日
【發明者】廖仁傑, 黃俊華, 周璇 申請人:武漢中航傳感技術有限責任公司