一种温度压力传感器的制作方法

1.本实用新型涉及压力传感器技术领域，尤其涉及一种温度压力传感器。


背景技术：

2.传感器技术是现代测量和自动化系统的重要技术之一，从生产的过程控制到现代科技化的生活，几乎每一项技术都离不开传感器。温度和压力传感器可以说是传感器行业中使用最为广泛的两种传感器，常常需要一起配合使用，尤其是有些地方需要多处测量温度和压力，单独使用温度和压力传感器就会使系统更为复杂，成本也较高。而温度压力传感器就很好的解决了这个问题，尤其是在空间有限的地方，温度压力传感器就更加显出其独有的魅力。温度压力传感器作为一种新型的传感器，顺应了发展的需求，不仅可以更好的满足客户的需求，也是传感器行业的一个突破，一个新的研究热点。
3.现有的温度压力传感器中，部分温度压力传感器的温度感应元件被包裹在塑料中注塑为一体，而塑料导热时间慢，导致温度信号响应不灵敏；部分温度压力传感器的温度感应元件设于开口的保护套内，外界介质可以通过保护套开口直接与温度感应元件接触，该类温度压力传感器不便应用于传感器直接浸入介质中的场合和腐蚀性场合，能适用的环境较少；另外部分温度压力传感器结构不够简单紧凑、组装较为复杂。
4.因此有必要设计一种新的温度压力传感器，以克服上述问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种温度压力传感器，本实用新型至少解决了现有技术中的部分问题。
6.本实用新型是这样实现的：
7.本实用新型提供一种温度压力传感器，包括壳体、电气接插件、支撑件、压力感应元件、温度感应元件、与电气接插件电连接的柔性电路板，所述电气接插件与所述壳体围合成一收容腔体，所述支撑件、压力感应元件、柔性电路板沿所述壳体至所述电气接插件的方向依次设于所述收容腔体内，所述壳体一端设有与外部连接的螺纹段，所述壳体的另一端设有开口腔体，所述支撑件、压力感应元件、柔性电路板均位于所述开口腔体内，所述电气接插件封堵所述开口腔体，所述螺纹段背离所述开口腔体的一侧设有向外延伸的金属管状结构，所述管状结构远离所述螺纹段的一端为封闭端，所述温度感应元件包括感温芯片和引线，所述感温芯片位于所述管状结构内，所述支撑件上设有与柔性电路板电连接的插针，所述感温芯片通过引线与所述插针电连接。
8.进一步地，所述管状结构内填充导热材料。
9.进一步地，所述支撑件的水平截面与所述压力感应元件的水平截面均为圆形，所述支撑件的直径与所述压力感应元件的直径相等，所述压力感应元件的侧壁上设有供所述插针穿过的半圆槽，所述电气接插件和所述压力感应元件均与所述柔性电路板电连接。
10.进一步地，所述支撑件包括支撑基座，所述插针和支撑基座一体注塑成型，所述支
撑基座朝向所述螺纹段的一侧设有圆柱凸起，所述插针伸出所述圆柱凸起，所述壳体内设有与所述圆柱凸起定位配合的定位孔。
11.进一步地，所述螺纹段上开设有连通外界的贯穿孔，所述支撑基座上开设有连通贯穿孔与压力感应元件底部压力感应区的介质孔。
12.进一步地，所述贯穿孔有两个，两所述贯穿孔分别位于所述圆柱凸起的两侧。
13.进一步地，所述壳体朝向所述支撑基座的端面上开设有第一密封凹槽，所述贯穿孔、介质孔均与所述第一密封凹槽连通，所述第一密封凹槽内设第一密封件。
14.进一步地，所述支撑基座朝向所述压力感应元件的端面上设有第二密封凹槽，所述第二密封凹槽内设有第二密封件。
15.进一步地，所述支撑基座朝向所述压力感应元件的端面上设有灌胶孔，所述插针伸出所述灌胶孔。
16.进一步地，所述电气接插件上设有用于限位固定压力感应元件和支撑件的限位结构，所述支撑基座侧壁上设有供所述限位结构伸入卡合的卡扣导向方槽。
17.本实用新型具有以下有益效果：
18.1、本实用新型提供了一种温度信号响应快速，能适用于各种环境，且部件尺寸小，结构紧凑，组装方便的温度压力传感器。
19.2、温度感应元件装在壳体管状结构中空腔体内部，周围填充导热材料，壳体为金属材质，热传导效率高，外部介质将温度传递到壳体后，通过导热材料可以很快被温度感应元件感应到，感温时间快，解决了传统传感器结构中温度感应元件被包裹在塑料中注塑为一体，而塑料导热时间慢，导致温度信号响应不灵敏的问题。
20.3、温度感应元件在金属管状结构内部，不与介质直接接触，金属管状结构外部便于进行各类表面处理工艺，可以适用于各种介质场合，应用环境广。
21.4、在本实用新型中，电气接插件、支撑件有限位固定的结构设计，组装时，温度感应元件、支撑件、压力感应元件、柔性电路板、电气接插件可先组装为一体，直接安装于壳体开口腔内，装配简单，便于批量化生产。
22.5、在本实用新型中，支撑件结构简单，为一个结构紧凑的圆柱形，便于制造，不同于传统传感器需要较为复杂的结构，才能将温度感应元件和压力感应元件组装到一起；柔性电路板结构简单，不同于传统传感器将柔性电路板改为复杂的结构形式才可同时与压力感应元件、温度感应元件耦合，处理压力、温度信号。
附图说明
23.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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图。
24.图1为本实用新型实施例提供的温度压力传感器的爆炸图；
25.图2为本实用新型实施例提供的温度压力传感器的剖视图；
26.图3为本实用新型实施例提供的支撑件的示意图；
27.图4为本实用新型实施例提供的电气接插件的示意图；
28.图5为本实用新型实施例提供的电气接插件、柔性电路板、压力感应元件、支撑件、温度感应元件的组合示意图。
29.附图标记表示为：1-壳体；101-管状结构；102-螺纹段；103-贯穿孔；104-开口腔体；105-导热材料；2-温度感应元件；201-感温芯片；202-引线；3-第一密封件；4-支撑件；401-支撑基座；402-插针；403-介质孔；404-第二密封凹槽；405-灌胶孔；406-卡扣导向方槽；407-圆柱凸起；5-第二密封件；6-压力感应元件；601-半圆槽；7-柔性电路板；8-电气接插件；801-限位结构。
具体实施方式
30.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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.需要说明，若本实用新型实施例中涉及方向性指示(如上、下、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如图所示)下各部件之间的相对关系，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
32.另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
33.如图1-图5，本实用新型实施例提供一种温度压力传感器，包括壳体1、电气接插件8、支撑件4、压力感应元件6、温度感应元件2、与电气接插件8电连接的柔性电路板7，所述电气接插件8与所述壳体1围合成一收容腔体，所述支撑件4、压力感应元件6、柔性电路板7沿所述壳体1至所述电气接插件8的方向依次设于所述收容腔体内，所述壳体1一端设有与外部连接的螺纹段102，所述壳体的另一端设有开口腔体104，所述支撑件4、压力感应元件6、柔性电路板7均位于所述开口腔体104内，所述电气接插件8封堵所述开口腔体104，所述螺纹段102背离所述开口腔体104的一侧设有向外延伸的金属管状结构101，所述管状结构101远离所述螺纹段102的一端为封闭端，所述温度感应元件2包括感温芯片201和引线202，所述感温芯片201位于所述管状结构101内，所述支撑件4上设有与柔性电路板7电连接的插针402，所述感温芯片201通过引线202与所述插针402电连接。
34.如图1-图3，所述管状结构101内填充导热材料105，在本实施例中，导热材料105采用导热胶。所述支撑件4的水平截面与所述压力感应元件6的水平截面均为圆形，所述支撑件4的直径与所述压力感应元件6的直径相等，所述压力感应元件6的侧壁上设有供所述插针402穿过的半圆槽601，所述电气接插件8和所述压力感应元件6均与所述柔性电路板7电连接。支撑件4与压力感应元件6均为圆柱状，柔性电路板7放置于压力感应元件6上，柔性电路板7与压力感应元件6上端面的探针电连接，柔性电路板7与穿过半圆槽601的插针402电连接，柔性电路板7不需要进行复杂的设计就可以完成电性连接。
35.如图4-图5，所述电气接插件8上设有用于限位固定压力感应元件6和支撑件4的限位结构801，所述支撑基座401侧壁上设有供所述限位结构801伸入卡合的卡扣导向方槽
406，本实用新型部件尺寸小，结构紧凑，组装方便。
36.如图3，所述支撑件4包括支撑基座401，所述插针402和支撑基座401一体注塑成型，所述支撑基座401朝向所述螺纹段102的一侧设有圆柱凸起407，所述插针402伸出所述圆柱凸起407，所述壳体1内设有与所述圆柱凸起407定位配合的定位孔。所述支撑基座401朝向所述压力感应元件6的端面上设有灌胶孔405，所述插针402伸出所述灌胶孔405，灌胶孔405内可填充密封胶，增强密封性。
37.如图1-图3，所述螺纹段102上开设有连通外界的贯穿孔103，所述支撑基座401上开设有连通贯穿孔103与压力感应元件6底部压力感应区的介质孔403。所述贯穿孔103有两个，两所述贯穿孔103分别位于所述圆柱凸起407的两侧。所述壳体1朝向所述支撑基座401的端面上开设有第一密封凹槽，所述贯穿孔103、介质孔403均与所述第一密封凹槽连通，所述第一密封凹槽内设第一密封件3。所述支撑基座401朝向所述压力感应元件6的端面上设有第二密封凹槽404，所述第二密封凹槽404内设有第二密封件5。
38.如图1-图4所示，本实施例提供一种快速感温耐腐蚀温度压力传感器，主要包括壳体1、温度感应元件2、支撑件4、压力感应元件6、柔性电路板7、电气接插件8等部件。所述壳体1一端为管状结构101，管状结构外侧有螺纹段102，与外部机械连接，所述壳体1另一端为开口腔体104，壳体1一般为金属壳体，开口腔体104内用于容纳支撑件4、压力感应元件6、柔性电路板7和一部分电气接插件8；温度感应元件2包括感温芯片201和引线202，感温芯片201伸入所述管状结构101内部，感应温度信号，所述温度感应元件2的引线202与所述支撑件4的插针402焊接到一起，所述感温芯片201根据所述引线202的长度，置于管状结构101的内部，在管状结构101中空腔体内部填充有导热材料105，增强所述感温芯片201温度感应效率，可以快速感应外界介质温度；在本实施例中所述感温芯片201在壳体1管状结构内部，未暴露在介质中，可以广泛应用于各类介质环境，尤其是可以进行带有腐蚀性介质的测量；在本实施例中导热材料105为导热胶，导热胶固化后可固定所述感温芯片201，使其在振动的环境中具有良好的可靠性；在本实施例中所述感温芯片201为热敏电阻，也可以是其他感温的敏感部件；所述第一密封件3置于开口腔体104内部，使所述壳体1和所述支撑件4间形成隔离的介质通道，限制外界介质在所述壳体内部的流动区域，防止外界介质对电气连接产生干扰而影响精度；在本实施例中所述第一密封件3为o型密封圈，材质为氢化丁腈橡胶或其他耐高低温、耐腐蚀的材料；所述支撑件4开有介质孔403，使外界介质压力可以传递到所述压力感应元件6的感压区，压力感应元件下端为压力感应区，可以感应压力信号；所述支撑件4设有环形的第二密封凹槽404，第二密封凹槽404内置第二密封件5，第二密封件5环绕介质孔403设置，使所述支撑件4和所述压力感应元件6之间形成隔离介质通道，外界介质压力可以通过介质孔传递到压力感应元件的感压区，并被限制在其中，不能流动到其他区域，影响产品性能，所述第二密封件5也为o型密封圈，材质为氢化丁腈橡胶或其他耐高低温、耐腐蚀材料；所述支撑件4的插针402与所述柔性电路板7耦合(电连接)，传递所述感温芯片201感知的温度信号；所述柔性电路板7在本实施例中为pi材质(聚亚酰胺材质)，具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷电路板，配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折好的特点，柔性电路板7置于压力感应元件6之上，所述柔性电路板7一端和所述温度感应元件2、压力感应元件6耦合，同时处理温度信号和压力信号，对温度信号和压力信号进行处理和转换，另一端与所述电气接插件8耦合，输出温度、压力信号。在本实施例中所述柔性电路板7与所述压力感应
元件6通过焊接的形式耦合，其他合适的耦合形式也可适用。
39.如图1-图2所示，所述管状结构101长度可以根据不同应用场合进行加工制造，以满足各种使用需求；所述螺纹段102的端面有两贯穿孔103，介质可以通过所述贯穿孔103进入壳体内部；所述管状结构101为金属材料，外表面可以进行相应处理工艺，以适应各种介质环境，尤其是可以在带有腐蚀性的环境使用。
40.现有的部分温度压力传感器，其温度感应元件直接暴露在介质中，对温度感应元件没有防护作用，一些具有腐蚀性的介质就会损坏温度感应元件，在本实用新型中，温度感应元件位于金属管状结构101内部，金属管状结构101对温度感应元件具有保护作用，一些腐蚀性的介质不会直接和温度感应元件接触，本实用新型可应用于传感器直接浸入介质中的场合和腐蚀性场合。
41.金属管状结构101的外表面还可敷设防腐层，管状结构101的外表面防腐蚀可采用现有的金属表面防腐措施，现有的钝化、电镀等措施都可以提高金属的防腐蚀能力。
42.如图3-图4所示，所述支撑件4由插针402和支撑基座401组成，在本实施例中所述插针402为具有一定强度且耐腐蚀的金属材料制成，所述支撑基座401为耐高低温、耐腐蚀，且具有一定的强度的塑料材质制成；所述插针402和支撑基座401一体注塑成型，无需额外加工，且尺寸精度高；所述支撑基座401上端面开有灌胶孔405，可在其中填充密封胶，增强密封性；所述支撑基座401侧边设计有卡扣导向方槽406，所述卡扣导向方槽406可与所述电气接插件8的限位结构801卡合连接，起到固定、限位的作用；所述支撑基座401下部有圆柱凸起407，与所述壳体1定位配合。
43.如图1-图5所示，所述第二密封件5置于所述第二密封凹槽404内部，所述压力感应元件6置于所述支撑件4上，所述压力感应元件侧壁开有两半圆形槽601，所述插针402穿过所述压力感应元件的半圆形槽601与柔性电路板7耦合，所述柔性电路板7一端与所述插针402、压力感应元件6耦合，另一端与所述电气接插件8耦合，所述电气接插件8和所述支撑件4卡扣连接到一起，在装配时，先将所述温度感应元件2、支撑件4、第二密封件5、压力感应元件6、柔性电路板7和电气接插件8组装在一起，再直接装入带第一密封件3的壳体1中，装配方便、高效。
44.温度感应元件装在壳体管状结构中空腔体内部，周围填充导热材料，壳体为金属材质，热传导效率高，外部介质将温度传递到壳体后，通过导热材料可以很快被温度感应元件感应到，感温时间快，解决了传统传感器结构中温度感应元件被包裹在塑料中注塑为一体，而塑料导热时间慢，导致温度信号响应不灵敏的问题；温度感应元件在金属管状结构内部，不与介质直接接触，金属管状结构外部便于进行各类表面处理工艺，可以适用于各种介质场合，应用环境广；支撑件结构简单，为一个结构紧凑的圆柱形，便于制造，不同于传统传感器需要较为复杂的结构，才能将温度感应元件和压力感应元件组装到一起；柔性电路板结构简单，不同于传统传感器将柔性电路板改为复杂的结构形式才可同时与压力感应元件、温度感应元件耦合，处理压力、温度信号；电气接插件、支撑件有限位固定的结构设计，组装时，温度感应元件、支撑件、压力感应元件、柔性电路板、电气接插件可先组装为一体，直接安装于壳体开口腔内，装配简单，便于批量化生产。
45.本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
46.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本
实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。