阀组件和传感器的制作方法

本申请涉及信号检测装置的技术领域，尤其是一种阀组件和传感器。

背景技术：

相关技术中的阀组件包括阀体部和传感器，阀体部具有能够供制冷剂流动的流道，传感器能够检测流道内制冷剂的压力信号或温度信号等重要参数。

但是在空调系统中，不可避免的会存在一些杂质，这些杂质会随制冷剂在系统中流动或停留在某个部件内。这些杂质如果进入传感器内部，可能会对传感器的检测精度、响应时间甚至使用寿命等造成影响，因此，相关技术需要进行改进。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种对流体杂质过滤效果较好的阀组件以及传感器。

一方面，本申请提供了一种阀组件，包括阀体和传感器；所述阀体设有安装腔，所述传感器至少部分收容于所述安装腔；

所述传感器包括外壳和检测单元；所述传感器具有第一流道；所述检测单元包括板部件和感测模块；所述感测模块与所述板部件相连接；所述阀体还设有第二流道；在沿传感器的高度方向上，所述第一流道至少部分位于所述第二流道和所述板部件之间；

所述阀组件还包括过滤部件；所述过滤部件包括滤网部和固定部，所述滤网部与所述固定部固定连接或者二者为一体结构；所述第一流道和所述第二流道分别位于所述滤网部沿传感器的高度方向的不同侧；所述固定部与所述阀体、所述外壳以及所述板部件中的至少一者固定连接或者限位连接；所述滤网部设有多个网眼，所述网眼与所述第一流道连通，所述网眼与所述第二流道连通。

相较于相关技术，阀组件中过滤部件的设置，有利于流体中的杂质不容易进入传感器的第一流道，相应的，阀组件可以实现较好的流体杂质过滤效果。

另一方面，本申请还提供了一种传感器，包括外壳、检测单元和过滤部件；所述传感器具有第一流道，所述检测单元包括板部件和感测模块；所述感测模块与所述板部件相连接；

所述过滤部件包括滤网部和固定部，所述滤网部与所述固定部固定连接或者二者为一体结构；在沿传感器的高度方向上，所述第一流道至少部分位于所述滤网部与所述检测单元之间；

所述固定部与所述板部件和所述外壳中的至少一者固定连接或者限位连接；所述滤网部相对于所述固定部向远离所述内腔的方向凸出；所述滤网部设有多个网眼，所述网眼与所述第一流道相连通。

相较于相关技术，传感器中过滤部件的设置，有利于流体中的杂质不容易进入传感器的第一流道，相应的，传感器可以实现较好的流体杂质过滤效果。

附图说明

图1为本申请的一种阀组件的立体结构示意图；

图2为图1所示的阀组件的剖面结构示意图；

图3为图1所示的阀组件的另一角度剖面结构示意图；

图4为图1所示的阀组件的部分结构分解示意图；

图5为本申请的一种传感器的立体结构示意图；

图6是如图5所示传感器另一角度的立体结构示意图；

图7是如图5所示传感器的结构分解示意图；

图8是如图5所示传感器的结构的另一角度分解示意图；

图9是如图5所述传感器的立体剖视示意图；

图10是如图9所示传感器的部分组件的剖视结构示意图；

图11是如图10所示传感器的部分结构放大示意图；

图12是本申请的另一种传感器的部分结构放大示意图；

图13是本申请的又一种传感器的部分结构放大示意图；

图14是如图10所示传感器的部分组件的立体结构示意图；

图15是如图10所示传感器的部分组件的另一角度立体结构示意图；

图16是本申请一种实施方式中的检测单元和过滤部件组装结构示意图；

图17是如图16所示的传感器的分解示意图；

图18是本申请另一种传感器的剖视结构示意图；

图19是本申请另一种阀组件的部分结构剖视示意图。

具体实施方式

在汽车空调、家用空调或商用空调等领域，制冷剂是此类热管理系统中的重要换热流体，制冷剂压力的变化和/或温度的变化通常都需要通过传感器进行监测。而制冷剂中可能还含有颗粒状的杂质，该杂质可能来自空调系统各个部件加工留下的碎屑，或者长期使用过程中受高温高压流体的影响而从零部件表面剥落掉的物质，或者来自于流体本身等等。这些杂质的存在对系统零部件的运行会产生较大的影响，对于阀组件来说，如果流体中的杂质进入传感器的内部，很可能会影响传感器的精度、响应时间、测量范围甚至使用寿命。因此，阀组件的传感器对其感测的流体清洁度有较高的要求。

请参考图1至图19，本申请提供了一种阀组件8，包括阀体80和传感器100。阀体80设有安装腔801，传感器100至少部分收容于安装腔801中。

传感器100包括外壳1和检测单元2。传感器100具有内腔200和第一流道400。内腔200和第一流道400不相通。检测单元2包括板部件21和感测模块23。感测模块23与板部件21相连接。内腔200和第一流道400的至少部分分别位于板部件21沿传感器100的高度方向h的不同侧。传感器的高度方向h请参考图1至图3、图5中带双箭头的示意方向(如图5中的上下方向)。

阀体80还设有第二流道800，第一流道400比第二流道800更靠近板部件21。在图1至图4的示意方式中，第一流道400和第二流道800轴向相交且大致垂直设置。阀体80还设有第三流道802，第三流道802和第二流道800的轴向可以平行设置。

阀组件8还包括过滤部件3，过滤部件3包括滤网部31和固定部，固定部可以为一体结构的部件，或者固定部包括固定连接或者限位连接的多个部件，滤网部31与固定部固定连接或者二者为一体结构，第一流道400和第二流道800分别位于滤网部31沿传感器100的高度方向h的不同侧。固定部与阀体80、外壳1以及板部件21中的至少一者固定连接或者限位连接。参考图2和图3示意的方式中，过滤部件3的固定部(具体为支架32以及套筒33)与板部件21固定连接。参考图18所示意的方式中，过滤部件3的固定部(具体为支架32)与外壳1固定连接和/或限位连接。参考图19所示意的方式中，过滤部件3的固定部(具体为支架32)与阀体80固定连接和/或限位连接。

滤网部31设有多个网眼311，网眼311与第一流道400连通，网眼311与第二流道800连通。

当然，阀组件8还可以包括流量调节单元，流量调节单元包括线圈组件81和阀芯组件82等，阀体80设有安装腔801和阀腔803，传感器100至少部分收容于安装腔801中，阀芯组件82至少部分收容于阀腔803中。线圈组件81包括定子线圈等，阀芯组件82包括阀座、阀芯和转子组件等，定子线圈套于转子组件的外周侧，转子组件能够带动阀芯动作，使得阀芯能够相对于阀座移动，阀座具有阀口，阀芯通过靠近和远离阀口从而改变阀口处的开度，进而能在阀口处形成节流。流量调节单元可以具体为电子膨胀阀。

阀组件8还可以包括压紧螺母88、主控板86，压紧螺母88将传感器100压装在安装腔801中，主控板86与传感器100的导电构件7电性连接，导电构件7可以如图5所示意的导电弹簧，导电弹簧一部分收容在传感器100的内腔中且与检测单元2电性连接，另一部分通过贯通孔121露出于外壳1之外。这样，主控板86可以通过与导电弹簧相接触实现接收检测单元2的电信号。导电构件7也可以如图18所示意的导电线，通过导电线也可以将感测模块23的电信号传递到主控板86。

下面详细描述传感器100的结构，传感器100包括外壳1、检测单元2和过滤部件3。传感器100具有不相通的内腔200和第一流道400。外壳1包围至少部分内腔。

在一些实施方式中，外壳1包括第一壳11和第二壳12，第一壳11和第二壳12组装固定。第一壳11的部分壳体周向围绕检测单元2设置。

第一壳11设有容纳孔13，过滤部件3至少部分收容于容纳孔13。

检测单元2包括板部件21和感测模块23。感测模块23与板部件21相固定。感测模块23可以具有暴露于第一流道400的流体信号感测区域231。第二壳12的至少部分与过滤部件3分别位于板部件21在沿传感器的高度方向h的不同侧。

感测模块23可以是独立的元器件类型的感测芯片，具体的，该感测芯片可以是背压式的压力芯片，或者正压式的压力芯片或者采用倒装焊方式的mems压力芯片，该感测芯片的感测区域可以与制冷剂等流体直接接触而感测压力。当然，感测芯片也可以同时集成温度和压力感测的功能，其流体信号感测区域231包括温度感测区域和压力感测区域。

或者，感测模块23包括感测芯片和与该感测芯片相配合的结构，如当感测芯片为正压式的压力芯片时，感测模块23还包括覆盖在感测芯片表面的凝胶状材料等其他结构件，这样一方面，流体与凝胶材料接触，凝胶材料与感测芯片的流体信号感测区域231相接触，流体的压力信号可以通过凝胶材料间接传递给感测芯片。另一方面，凝胶材料也可以保护感测芯片，特别是保护感测芯片的绑定线不受流体冲击而脱落或破坏，同时感测芯片也不容易被流体腐蚀。

板部件21可以为pcb电路板，具体的，板部件21可以为柔性电路板或者具有一定厚度的硬板。或者板部件21也可以为普通的平板结构，其可以起到支撑和固定感测模块23的作用。

板部件21包括分别位于其厚度方向不同侧的第一表面211和第二表面212，板部件21可以是圆形或者矩形或者其他形状的陶瓷电路板或者普通陶瓷板。第一表面211为图10中所示意的板部件21的上侧表面，第二表面212为图10中所示意的下侧表面。

过滤部件3可以起到过滤制冷剂等工作介质的杂质的作用。过滤部件3包括滤网部31和固定部，滤网部31设有多个网眼311，制冷剂等工作介质可以从网眼311中通过。第一流道400位于滤网部31沿传感器的高度方向h靠近板部件21的一侧。网眼311与第一流道400相连通。

可选的，感测模块23与过滤部件3分别位于板部件21沿传感器的高度方向h的不同侧。如图10中所示意，感测模块23位于板部件21的第一表面211所在侧，过滤部件3位于板部件21的第二表面212所在侧。当然，感测模块23与过滤部件3可以均位于板部件21沿传感器的高度方向h的同侧，如图18所示，感测模块23和过滤部件3均位于板部件21的第二表面212所在侧，且过滤部件3的滤网部31的至少部分比感测模块23更远离板部件21。从而当流体进入传感器100时，会更容易先经过滤网部31的网眼311，后续经第一流道400后与感测模块23相接触，从而杂质更不容易与感测模块23接触，可以实现较好杂质过滤效果。

参考图10所述，板部件21设有导孔26，导孔26在厚度方向上贯穿板部件21，感测模块23与过滤部件3分别位于导孔26轴向方向不同侧。导孔26的轴向方向即为图10中的竖直方向。导孔26为第一流道400的一部分。

在如图10所示的实施方式中，传感器100还包括主电路板22，主电路板22可以是普通的树脂电路板，主电路板22位于板部件21的第一表面211所在侧，主电路板22是具有一定厚度的板状件，主电路板22具有位于其厚度方向上不同侧的第三表面221和第四表面222，主电路板22在第三表面221和第四表面222处均可以设置电路元件，而板部件21可以为耐腐蚀的陶瓷板片，其成本较低，制冷剂在接触板部件21后不容易对板部件21造成腐蚀和破坏。板部件21在其第一表面211一侧也可以布置少量的导电线路。板部件21固定于主电路板22的第四表面222所在侧，板部件21与主电路板22电性连接，参考图15，板部件21和主电路板22之间可以采用导电针29实现固定和电性连接，如导电针29同时贯穿板部件21和主电路板22从而使得板部件21和主电路板22层叠在一起，并且导电针29和板部件21锡焊固定，导电针29和主电路板22锡焊固定。

主电路板22设有缺口部28，缺口部28贯穿主电路板22的第三表面221和第四表面222，感测模块23至少部分收容于缺口部28，感测模块23在导孔26的外围处与板部件21相固定。板部件21可以与感测模块23组成一体的感应模组，该感应模组可以单独加工售卖。这样做的好处在于，传感器100的产品组装加工更方便。可以实现更多的定制化需求。特别是在传感器100产品尺寸需求不统一时，如主电路板22的尺寸不统一，外壳1的尺寸不统一等情况下，可以加工制备统一尺寸统一规格的感应模组，只要感应模组其板部件21能够和主电路板22实现固定连接即可。用同样的感应模组可以适配不同型号不同规格的传感器100的其他结构。增加了传感器产品的适应性和应用范围。

感测模块23可以为背压式的压力感测元件，感测模块23可以通过mems(microelectromechanicalsystem，微机电系统)技术制备，mems技术制备的感应元件尺寸较小，相应的产品尺寸一般都在毫米级，甚至更小。感测模块23具有感测腔27，感测模块23的信号感测区域231暴露于感测腔27，信号感测区域231包括压力感测区域。滤网部31的网眼311与感测腔27相连通。当然，感测模块23的信号感测区域231可以同时包括压力感测区域和温度感测区域。

感测模块23的芯体部分为三层结构，包括衬底层、中间层以及顶层，衬底层和中间层围合成带有开口的感测腔27，感测模块23还可以包括真空腔，真空腔可以由顶层与中间层相围合而成，该真空腔设置于感测腔27远离导孔26的另一侧，真空腔与感测模块23不连通，真空腔有利于保证信号感测区域231所感受到的流体压力为绝对压力，当然，一些感测模块23可以不设置真空腔，相应的，信号感测区域231所感受到的流体压力为相对压力。衬底层可以为玻璃衬底，中间层可以为硅晶元材料，顶层也可以为玻璃材质。信号感测区域231通过压阻式的惠斯通电桥实现压力检测，在接入电路时，当没有压力作用在硅晶元的薄膜上，惠斯通电桥平衡，输出电压为0。当有压力作用在硅晶元的薄膜上，惠斯通电桥平衡被打破，有电压输出。因此，通过检测电路中电信号的变化可以反映压力的变化，从而实现压力检测功能。

感测模块23与板部件21的固定方式包括粘接、共晶焊、烧结固定和玻璃微融固定中的一种。在实际加工制造中，可以选择密封胶粘胶以及共晶焊的方式实现感测模块23与板体部之间的固定和密封，工艺简单容易实现。流体不容易从导孔26以及感测腔27中泄露出去。

参考图16所示，在一些实施方式中，可以不设置主电路板22，板部件21为陶瓷电路板或者普通的树脂电路板，板部件21的第一表面211通过导电结构件与传感器100外部的元器件电性连接。导电结构件可以具体为如图5所示的导电弹簧7，感测模块23和过滤部件3分别位于板部件21沿传感器的高度方向h上的不同侧，感测模块23的其他具体实施方式与图10中较类似，在此不再过多赘述。

过滤部件3的固定部能够与板部件21和外壳1中的至少一者固定连接或者限位连接。

如图10、图16所示的实施方式中，固定部包括支架32和套筒部33。套筒部33具有筒腔331，第一流道400包括筒腔331的至少部分。套筒部33具有沿套筒部33轴向相连的主体部332和连接部333。支架32与套筒部33的连接部333之间固定连接、限位连接或者二者为一体结构。

主体部332远离连接部333的末端一侧与板部件21相固定且主体部332与板部件21密封连接。具体的，参考图17，板部件21可以包括通过覆铜工艺覆设于其第二表面212处的金属结合部24，覆铜工艺即为将板部件21的第二表面212闲置的空间作为基准面，然后用固体铜填充的工艺，覆铜工艺为较为成熟的技术，本申请不作过多赘述。主体部332和板部件21之间可以通过锡焊、激光焊、粘接等方式实现密封和固定，从而套筒部33轴向的一端与板部件21的第二表面212之间具有一处密封位置。

可选的，套筒部33可以同时与板部件21和外壳1相固定，如图9和图13所示，套筒部33的外周侧和第一壳11形成容纳孔13的孔壁之间也可以密封连接，具体的，第一壳11包括形成容纳孔13的周壁部14，套筒部33的外壁与周壁部14至少部分区域通过锡焊、激光焊、粘接、超声波焊中的一种方式密封固定为一体。例如在图13中的m位置处填充焊料从而将套筒部33和管状部112进行焊接。

这样通过上述两个关键位置的密封，流体不容易从套筒部33和第一壳11之间以及套筒部33和板部件21之间进入容纳腔，密封效果较好，从而，套筒部33、板体部和第一壳11之间相互配合使得流体能够经过过滤部件3和筒腔331之后再接触感测模块23。

当然，套筒部33和第一壳11之间可以在容纳孔13的位置间隙配合，即二者之间不进行密封，与此同时，板部件21和第一壳11的底壁可以通过密封圈实现密封配合。

支架32为中空的环状件，支架32周向围绕滤网部31的至少部分，支架32可以对滤网部31起到一定的支撑定型作用。

在垂直于套筒部33轴向方向的平面上，滤网部31的投影与筒腔331的投影至少部分重合。这样，流体的流道相对笔直，制冷剂等工作介质类的流体更容易从滤网部31通过。

在一些实施方式中，滤网部31至少部分露出于容纳孔13远离检测单元2的一侧。如图11所示，在沿套筒部33的轴向方向上，滤网部31相对于支架32向远离套筒部33的方向凸伸。滤网部31的至少一部分会暴露在外壳1之外，滤网部31相比于传感器100的其他内部结构件会更早的接触到流体，杂质不容易进入传感器100内部。此外，滤网部31向传感器100的外部凸出，使得滤网部不会占用过多的传感器100的内部空间，从而传感器100的第一流道400可以相应的缩短尺寸，相应的，有利于传感器产品的小型化。

滤网部31的目数在200目至500目之间。在此范围内，即能够保证过滤部件3的过滤精度，又能够满足传感器100的流阻要求。一些实施方式中，滤网部31的目数在350目。支架32和滤网部31可以为金属材质，也可以为塑料材质。滤网部31与支架32固定或者支架32和滤网部31为一体结构，当支架32和滤网部31中的一个为塑料材质时，支架32与滤网部31通过以滤网部31为嵌件注塑而成为一体结构。当支架32和滤网部31都为金属材质时，支架32和滤网部31可以通过焊接固定。

在一些实施方式中，参考图11，连接部333包括第一限位部34、第二限位部36和中间部35。第一限位部34和第二限位部36在沿套筒部33的轴向方向上分别位于中间部35的不同侧。第一限位部34连接于主体部332和中间部35之间。

第一限位部34和第二限位部36均相对于中间部35向套筒部33的轴心线方向凸伸。支架32至少部分位于第一限位部34和第二限位部36之间。支架32与中间部35的内壁之间相抵接。从而支架32和套筒部33在中间部35的位置处呈过盈配合的关系，第一限位部34和第二限位部36分别从上下方向上对支架32的位置进行限位，从而支架32不会在沿套筒部33的轴向方向上移动，支架32的位置相对稳定，不容易从套筒部33上脱落。

加工上述限位部的方式可以有多种，在本申请提供的一种实施方式中，第一限位部34在套筒部33的外周面处形成有凹陷37和第二限位部36在套筒部33的外周面处形成有凹陷，参考图12中所示，第一限位部34是通过刻槽而制备，并且相应的在套筒部33的外周面处形成有凹陷37，第二限位部36是将套筒部33的末端铆压而形成，即套筒部33的末端原本保持竖直状态，支架32从套筒部33底部伸入到套筒部33的筒腔331内，在支架32接触到第一限位部34而不能继续向上移动后，通过铆压工装将套筒部33的末端进行铆压折弯，从而形成了第二限位部36，支架32不能从筒腔331内脱出。当然，第二限位部36也可以与第一限位部34类似的通过刻槽而形成，本申请对此不作过多限制。第一壳11的管状部112包括第一延伸部115和第二延伸部116，第二延伸部116相对于第一延伸部115向套筒部轴心线方向凸伸。第二延伸部116也可以通过铆压工艺而成，第二延伸部116与第二限位部36可以贴合在一起，进一步对套筒33进行限位。

在其他实施方式中，参考图18中所示，感测模块23和过滤部件3分别位于板部件21沿传感器的高度方向h上的同侧，即感测模块23和过滤部件3均位于板部件21第二表面212所在侧，感测模块23可以以倒装焊的方式固定在板部件21的第二表面212，或者感测模块23通过细长的绑定线与板部件21电性连接。过滤部件3和外壳1固定连接或者限位连接。具体的，过滤部件3仅包括支架32，过滤部件3的支架32与第一壳11固定连接或者限位连接。第一壳11包括底壁部111和管状部112，底壁部111和管状部112为一体结构，容纳孔13设于管状部112。检测单元2被固定于底壁部111与第二壳12之间。支架32与管状部112之间固定连接或者限位连接，容纳孔13位于过滤部件3靠近检测单元2一侧的部分与滤网部31的网眼311相连通。

第一壳11还包括纵向壁113和折弯部114，纵向壁113周向围绕检测单元2设置，折弯部114和底壁部111分别位于纵向壁113沿传感器的高度方向h的不同侧，折弯部114相对于纵向壁113向靠近传感器100轴向线方向延伸，第二壳12抵压检测单元2，折弯部114抵压第二壳12。

第二壳12设有若干贯穿其壳体的贯通孔121，传感器100还包括与贯通孔121相配合的导电构件7，导电构件7可以为导电弹簧，导电弹簧一部分收容在传感器100的内腔中且与检测单元2电性连接，另一部分通过贯通孔121露出于外壳1之外。这样，外部元件可以通过与导电弹簧相接触实现接收检测单元2的电信号。导电构件7也可以如图18所示意的导电线，通过导电线也可以将感测模块23的电信号传递到外部元件。

第一壳11为金属材质便于加工翻边结构，而第二壳12可以为塑料壳，这样可以降低传感器100的重量和成本。

在一些实施方式中，传感器100还包括温度感应元件5，如图18所示，温度感应元件5包括感温头51和引脚52，感温头51可以位于外壳1之外，感温头51的表面具有温度感测区域，该温度感测区域能够与流体直接接触而感测流体的温度信号，引脚52穿过壳体最终与检测单元2的电路模块电性连接。引脚52可以通过与第一壳11烧结、粘接或者采用玻璃微融等方式实现固定。

在一些实施方式中，如图7、图8、图10所示，检测单元2还包括保护罩25，保护罩25位于板部件21的第一表面211所在侧，保护罩25的侧壁与板部件21相固定，感测模块23位于保护罩25的顶壁与板部件21的第一表面211之间，保护罩25的一部分也可以收容在主电路板22的缺口部28，保护罩25可以一定程度上阻挡灰尘或者水汽等接触到感测模块23的表面。

在如图18所示意的实施方式中，传感器100还包括垫圈6。垫圈6位于内腔。垫圈6被压紧于板部件21的第二表面212与第一壳11的底壁部111之间。这里设置垫圈6一方面起到密封板部件21和第一壳11的作用，还可以对检测单元2压装到底壁部111时产生缓冲作用，从而降低检测单元2与底壁部111朝向内腔的内壁面之间的硬接触而损坏板部件21的风险。图18所示实施例中，垫圈6可以采用具有一定弹性的密封圈，当然，传感器100也可以不设置垫圈6，本申请不再过多赘述。

以上实施例仅用于说明本申请而并非限制本申请所描述的技术方案，对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础，例如对“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等方向性的描述，尽管本说明书参照上述的实施例对本申请已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本申请进行修改或者等同替换，而一切不脱离本申请的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本申请的权利要求范围内。