專(zhuān)利名稱(chēng)：背壓式無(wú)電源導(dǎo)線接插的壓力傳感器機(jī)械密封結(jié)構(gòu)的制作方法
背壓式無(wú)電源導(dǎo)線接插的壓力傳感器機(jī)械密封結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于氣體壓力傳感器機(jī)械密封機(jī)構(gòu)，具體是一種背壓式耐高壓，無(wú)電源導(dǎo)線接插的壓力傳感器機(jī)械密封機(jī)構(gòu)，能夠在旋轉(zhuǎn)機(jī)械上測(cè)量壓力能夠使壓力傳感器在大于 50Kg高壓氣體壓力環(huán)境下正常工作。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的高壓氣體無(wú)線壓力傳感器，需要使用天線將壓力信號(hào)傳輸出來(lái)，同時(shí)電路正常工作需要提供外部電源，其傳統(tǒng)密封結(jié)構(gòu)是將壓力傳感器芯片所在的測(cè)壓部分設(shè)計(jì)為金屬結(jié)構(gòu)的封閉腔，通過(guò)端面機(jī)械密封，將壓力傳感器與發(fā)射器制成的電路板的有壓力傳感器的一面與外部大氣隔離開(kāi)來(lái)，其發(fā)射器的一面上的發(fā)射天線、電路板工作電源線以及壓力傳感器序列號(hào)設(shè)置的序列號(hào)數(shù)據(jù)線，則通過(guò)與壓力傳感器金屬座端蓋引出。壓力傳感器金屬座端蓋依靠其開(kāi)孔圓環(huán)邊緣壓緊安放在電路板上的聚四氟乙烯密封環(huán)，實(shí)現(xiàn)端面密封，形成壓力傳感器的高壓端。
由于工作環(huán)境的要求，現(xiàn)有的氣體壓力傳感器的體積需要很小，因此，由于體積的限制，壓力傳感器的金屬殼體設(shè)計(jì)的很薄，尺寸很小，加之壓力傳感器金屬座端蓋中心開(kāi)孔，且其開(kāi)孔圓環(huán)邊緣壓在電路板上的聚四氟乙烯密封環(huán)的邊緣很小，因此，當(dāng)壓力傳感器測(cè)量的壓力過(guò)高時(shí)，由于絕緣的環(huán)氧電路板具有較大的彈性，所以，會(huì)在高壓氣體的壓力作用下，中心向著壓力低的方向鼓起，使得壓力傳感器金屬座端蓋開(kāi)孔圓環(huán)邊緣壓在電路板上的聚四氟乙烯密封環(huán)的邊緣進(jìn)一步減少，當(dāng)壓力超過(guò)一定值時(shí)，就容易使邊緣端面密封的平衡破壞，使得壓力傳感器密封腔失壓而失去功能。此外，由于壓力傳感器的電池腔低壓部分是通過(guò)螺紋與高壓部分連接的，電池腔的端蓋與腔體之間也是通過(guò)螺紋連接的，因此， 對(duì)于從壓力傳感器的發(fā)射器一面的電路板上引出的發(fā)射天線、工作電源線和序列號(hào)數(shù)據(jù)線，在高壓腔與低壓腔螺紋連接以及密封電池腔蓋時(shí)，由于零件間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，容易造成導(dǎo)線接頭的脫離，使得壓力傳感器工作的可靠性降低。發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述壓力傳感器的結(jié)構(gòu)不利于壓力傳感器可靠工作的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種密封可靠的背壓式無(wú)電源導(dǎo)線接插的壓力傳感器機(jī)械密封結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是該壓力傳感器機(jī)械密封結(jié)構(gòu)的上段是電池倉(cāng)段，下段是高壓倉(cāng)段，高壓倉(cāng)段包括單向閥氣門(mén)芯、金屬底座；單向閥氣門(mén)芯一端接外部被測(cè)氣源， 另一端固連金屬底座下端，內(nèi)壓腔銅殼體的側(cè)面緊密嵌套入金屬底座中、端面密封連接金屬底座上端開(kāi)口，金屬底座與內(nèi)壓腔銅殼體之間圍成高壓氣室；高壓氣室內(nèi)設(shè)有電路板和連接于電路板底面的電路板銅圓環(huán)墊圈，電路板銅圓環(huán)墊圈與金屬底座之間設(shè)置第二 O型密封圈，電路板頂面和內(nèi)壓腔銅殼體之間設(shè)置第三O型密封圈；內(nèi)壓腔銅殼體、第三O型密封圈、電路板和電路板銅圓環(huán)墊圈用環(huán)氧樹(shù)脂膠封裝；內(nèi)壓腔銅殼體和金屬底座外套有金屬端蓋，內(nèi)壓腔銅殼體、金屬底座和金屬端蓋用環(huán)氧樹(shù)脂膠封裝；電池倉(cāng)段包括電池倉(cāng)外殼、電池，電池倉(cāng)外殼內(nèi)腔中有一個(gè)從電池倉(cāng)外殼內(nèi)壁延伸出的、將電池倉(cāng)外殼內(nèi)腔隔出不相通的上腔和下腔的隔層板，隔層板上設(shè)有多個(gè)接口座固定螺釘；電池倉(cāng)外殼與金屬端蓋通過(guò)凸臺(tái)、凹槽的結(jié)構(gòu)相配合，且金屬端蓋卡入電池倉(cāng)外殼下腔中；電池倉(cāng)外殼上腔中緊密套有電池倉(cāng)內(nèi)殼，電池倉(cāng)內(nèi)殼內(nèi)緊密套有電池，電池的下端是正極端；隔層板與電池倉(cāng)內(nèi)殼之間以及隔層板與金屬端蓋之間封裝有環(huán)氧樹(shù)脂；電池倉(cāng)外殼上開(kāi)口處與電池倉(cāng)端蓋外殼對(duì)接，對(duì)接處設(shè)置連接電池負(fù)極的電池倉(cāng)負(fù)極導(dǎo)電環(huán)；電池倉(cāng)端蓋外殼內(nèi)緊密套有電池倉(cāng)端蓋內(nèi)殼。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、電池倉(cāng)與高壓端采用凸臺(tái)、凹槽配合的直插式裝配結(jié)構(gòu)，使電池倉(cāng)殼體套接在高壓段上，避免了螺紋連接導(dǎo)致的電線折斷現(xiàn)象，2、電池倉(cāng)采用內(nèi)外層結(jié)構(gòu)，將供電電池的電源導(dǎo)線、天線和壓力傳感器序列號(hào)數(shù)據(jù)線及雙針插座夾藏在內(nèi)外殼之間，電池直接裝入電池倉(cāng)通過(guò)導(dǎo)電環(huán)形成負(fù)極供電電路，通過(guò)壓緊彈簧、固定螺柱、導(dǎo)電銅皮和導(dǎo)電環(huán)將電池倉(cāng)端蓋和電池倉(cāng)的電池負(fù)極連成一體，使整個(gè)壓力傳感器上沒(méi)有導(dǎo)線連接，增強(qiáng)壓力傳感器的抗沖擊能力，提高了壓力傳感器的可靠性，3、電路板的發(fā)射端采用雙金屬殼體套接的背壓式封閉結(jié)構(gòu)，使得高壓倉(cāng)可以承受更高的測(cè)量壓力。
4、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封可靠、重量輕，耐高低溫、可以在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上承受大于 50Kg的測(cè)量壓力。不僅可用于船舶上高壓氣體的測(cè)量，還可用于大型礦山運(yùn)載車(chē)輛等載重量巨大的運(yùn)載工具的輪胎內(nèi)高壓氣體的測(cè)量，還可用于挖泥船的泥漿泵和柴油機(jī)的離合等等，甚至還可用于化工油氣領(lǐng)域內(nèi)高壓氣體的測(cè)量。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明；圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示圖；圖中1.單向閥氣門(mén)芯；2.第一O型圈密封圈；3.單向閥頂針螺柱；4.金屬底座；5.第二 O型密封圈；6.電路板銅圓環(huán)墊圈；7.電路板；8.第三O型密封圈；9.內(nèi)壓腔銅殼體； 10.金屬端蓋；11.電池負(fù)極導(dǎo)線；12.序列號(hào)數(shù)據(jù)線雙針插座；13.接口座固定螺釘；14.電池倉(cāng)內(nèi)殼；15.電池倉(cāng)外殼；16.電池倉(cāng)負(fù)極導(dǎo)電環(huán)；17.電池倉(cāng)端蓋內(nèi)殼；18.電池倉(cāng)端蓋外殼；19.固定螺釘；20.電池倉(cāng)負(fù)極壓緊彈簧；21.電池；22.天線。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本發(fā)明分為上下兩段，上段是電池倉(cāng)段，下段是高壓倉(cāng)段。
下段的高壓倉(cāng)段包括單向閥氣門(mén)芯I、內(nèi)壓腔銅殼體9、金屬底座4、金屬端蓋10。 單向閥氣門(mén)芯I位于金屬底座4的下部，并且單向閥氣門(mén)芯I的一端接外部的被測(cè)氣源，另一端通過(guò)螺紋連接金屬底座4下端，單向閥氣門(mén)芯I與金屬底座4之間通過(guò)第一 O型密封圈2密封。在金屬底座4底部通過(guò)螺紋固定頂針螺柱3，頂針螺柱3上設(shè)有頂針和氣孔，用于開(kāi)啟單向閥氣門(mén)芯1，將待測(cè)高壓氣體引入高壓氣室。
金屬底座4上端開(kāi)口處用內(nèi)壓腔銅殼體9密封連接，內(nèi)壓腔銅殼體9的側(cè)面緊密嵌套入金屬底座4中，內(nèi)壓腔銅殼體9的端面封住金屬底座4上端開(kāi)口，這樣,金屬底座4 與內(nèi)壓腔銅殼體9之間圍成一個(gè)高壓氣室。在高壓氣室內(nèi)安裝電路板7和電路板銅圓環(huán)墊圈6，電路板7集成壓力傳感器芯片和無(wú)線輸出芯片，電路板銅圓環(huán)墊圈6的外徑與內(nèi)壓腔銅殼體9內(nèi)壁相配，并且連接于電路板7底面，在電路板銅圓環(huán)墊圈6與金屬底座4之間安裝第二 O型密封圈5，使第二 O型密封圈5與金屬底座4、電路板銅圓環(huán)墊圈6均緊密接觸， 電路板銅圓環(huán)墊圈6是一個(gè)用于支撐電路板7的金屬圓環(huán)，同時(shí)也起到加強(qiáng)高壓倉(cāng)強(qiáng)度的作用。在電路板7頂面和內(nèi)壓腔銅殼體9之間安裝第三O型密封圈8，第三O型密封圈8與內(nèi)壓腔銅殼體9、電路板7均緊密接觸。
將內(nèi)壓腔銅殼體9、第三O型密封圈8、電路板7和電路板銅圓環(huán)墊圈6這四部分用環(huán)氧樹(shù)脂膠固化封裝在一起，電路板銅圓環(huán)墊圈6與內(nèi)壓腔銅殼體9的底面平齊。
在內(nèi)壓腔銅殼體9和金屬底座4外套有金屬端蓋10，金屬端蓋10與金屬底座4通過(guò)螺紋連接擰緊。將內(nèi)壓腔銅殼體9、金屬底座4和金屬端蓋10用環(huán)氧樹(shù)脂膠封裝。
電源線、壓力傳感器序列號(hào)數(shù)據(jù)線、天線22分別通過(guò)內(nèi)壓腔銅殼體9上的導(dǎo)線孔引出，伸入本發(fā)明上段的電池倉(cāng)段中。
本發(fā)明上段的電池倉(cāng)段包括電池倉(cāng)外殼15、電池21,電池倉(cāng)外殼15是一個(gè)有上下開(kāi)口的圓筒形結(jié)構(gòu)，電池倉(cāng)外殼15的內(nèi)腔中有一個(gè)從電池倉(cāng)外殼15內(nèi)壁延伸出的隔層板, 該隔層板將電池倉(cāng)外殼15內(nèi)腔隔出不相通的上腔和下腔，在隔層板上安裝多個(gè)接口座固定螺釘13，用于固定數(shù)據(jù)線和導(dǎo)線。
在電池倉(cāng)外殼15的下腔中有卡入的金屬端蓋10,將金屬端蓋10卡入電池倉(cāng)外殼 15的下開(kāi)口中，即將電池倉(cāng)外殼15的底部套在金屬端蓋10外，電池倉(cāng)外殼15可與金屬端蓋10之間通過(guò)凸臺(tái)、凹槽的結(jié)構(gòu)相配合。在電池倉(cāng)外殼15的上腔中，緊密套著電池倉(cāng)內(nèi)殼 14，電池倉(cāng)內(nèi)殼14內(nèi)緊密套著電池21。電池21的下端是正極端，電池21正極端壓靠在電池倉(cāng)內(nèi)殼14的下端面上，并且用一個(gè)接口座固定螺釘13固定。
通過(guò)內(nèi)壓腔銅殼體9上的導(dǎo)線孔引出的電源線、壓力傳感器序列號(hào)數(shù)據(jù)線、天線 22分別通過(guò)其余的各個(gè)接口座固定螺釘13依次固定在電池倉(cāng)外殼15的隔層板上。在隔層板與電池倉(cāng)內(nèi)殼14之間，以及隔層板與金屬端蓋10之間都封裝環(huán)氧樹(shù)脂。
電池倉(cāng)外殼15的上開(kāi)口處與電池倉(cāng)端蓋外殼18對(duì)接,用電池倉(cāng)端蓋外殼18封住電池倉(cāng)外殼15的上開(kāi)口，在對(duì)接處設(shè)置電池倉(cāng)負(fù)極導(dǎo)電環(huán)16,電池倉(cāng)負(fù)極導(dǎo)電環(huán)16導(dǎo)通電池21的負(fù)極。
電池倉(cāng)端蓋外殼18內(nèi)緊密套著電池倉(cāng)端蓋內(nèi)殼17，電池倉(cāng)內(nèi)殼14的上端和電池 21的負(fù)極均伸入電池倉(cāng)端蓋內(nèi)殼17內(nèi)，并且與電池倉(cāng)端蓋內(nèi)殼17的上端面之間有間隙,在間隙安裝電池倉(cāng)負(fù)極壓緊彈簧20，電池倉(cāng)負(fù)極壓緊彈簧20通過(guò)固定螺釘19與電池倉(cāng)端蓋內(nèi)殼17的上端面固定。
電池負(fù)極導(dǎo)線11用薄銅皮制成，天線22也用薄銅皮制成，電池負(fù)極導(dǎo)線11與電池倉(cāng)負(fù)極導(dǎo)電環(huán)16相接，經(jīng)導(dǎo)電環(huán)16后通過(guò)負(fù)極接線螺柱固定在電池倉(cāng)外殼15的隔層板上，形成電路板7的負(fù)極供電電路。電池負(fù)極導(dǎo)線11天線導(dǎo)線通過(guò)螺柱也固定在電池倉(cāng)外殼15的隔層板上。壓力傳感器序列號(hào)數(shù)據(jù)線也由螺柱固定在電池倉(cāng)外殼15的隔層板上。 在電池倉(cāng)內(nèi)殼14外壁上沿軸向開(kāi)一個(gè)貫通直槽，該貫通直槽內(nèi)安裝壓力傳感器序列號(hào)數(shù)據(jù)線雙針插座12，并且該貫通直槽的長(zhǎng)與寬與壓力傳感器序列號(hào)數(shù)據(jù)線雙針插座12相同，在上腔內(nèi)上用螺母固定壓力傳感器序列號(hào)數(shù)據(jù)線雙針插座12引出的導(dǎo)線，將壓力傳感器序列號(hào)數(shù)據(jù)線雙針插座12引出的電線埋入貫通直槽內(nèi)，注入環(huán)氧樹(shù)脂，固定內(nèi)部的引線， 防止引 線旋轉(zhuǎn)時(shí)擾動(dòng)斷裂，影響接觸。
權(quán)利要求
1.一種背壓式無(wú)電源導(dǎo)線接插的壓力傳感器機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，該壓力傳感器機(jī)械密封結(jié)構(gòu)的上段是電池倉(cāng)段，下段是高壓倉(cāng)段，高壓倉(cāng)段包括單向閥氣門(mén)芯(I)、金屬底座(4);單向閥氣門(mén)芯(I) 一端接外部被測(cè)氣源，另一端固連金屬底座(4)下端，其特征是內(nèi)壓腔銅殼體(9)的側(cè)面緊密嵌套入金屬底座(4)中、端面密封連接金屬底座(4)上端開(kāi)口，金屬底座(4)與內(nèi)壓腔銅殼體(9)之間圍成高壓氣室；高壓氣室內(nèi)設(shè)有電路板(7)和連接于電路板(7)底面的電路板銅圓環(huán)墊圈(6),電路板銅圓環(huán)墊圈(6)與金屬底座(4)之間設(shè)置第二O型密封圈(5)，電路板(7)頂面和內(nèi)壓腔銅殼體(9)之間設(shè)置第三O型密封圈(8);內(nèi)壓腔銅殼體(9)、第三O型密封圈(8)、電路板(7)和電路板銅圓環(huán)墊圈(6)封裝環(huán)氧樹(shù)脂膠；內(nèi)壓腔銅殼體(9)和金屬底座(4)外套有金屬端蓋(10)，內(nèi)壓腔銅殼體(9)、金屬底座(4)和金屬端蓋(10)用環(huán)氧樹(shù)脂膠封裝；電池倉(cāng)段包括電池倉(cāng)外殼(15)、電池(21),電池倉(cāng)外殼(15)內(nèi)腔中有一個(gè)從電池倉(cāng)外殼(15)內(nèi)壁延伸出的、將電池倉(cāng)外殼(15)內(nèi)腔隔出不相通的上腔和下腔的隔層板，隔層板上設(shè)有多個(gè)接口座固定螺釘(13);電池倉(cāng)外殼(15)與金屬端蓋(10)通過(guò)凸臺(tái)、凹槽的結(jié)構(gòu)相配合,且金屬端蓋(10)卡入電池倉(cāng)外殼(15)下腔中；電池倉(cāng)外殼(15 )上腔中緊密套有電池倉(cāng)內(nèi)殼(14 )，電池倉(cāng)內(nèi)殼(14 )內(nèi)緊密套有電池(21)，電池(21)的下端是正極端；隔層板與電池倉(cāng)內(nèi)殼(14)之間以及隔層板與金屬端蓋(10)之間封裝有環(huán)氧樹(shù)脂；電池倉(cāng)外殼(15)上開(kāi)口處與電池倉(cāng)端蓋外殼(18)對(duì)接，對(duì)接處設(shè)置連接電池(21)負(fù)極的電池倉(cāng)負(fù)極導(dǎo)電環(huán)(16);電池倉(cāng)端蓋外殼(18)內(nèi)緊密套有電池倉(cāng)端蓋內(nèi)殼(17)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的背壓式無(wú)電源導(dǎo)線接插的壓力傳感器機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，其特征是電池倉(cāng)內(nèi)殼(14)外壁上沿軸向開(kāi)有貫通直槽，貫通直槽內(nèi)設(shè)有壓力傳感器序列號(hào)數(shù)據(jù)線雙針插座(12)，并注有環(huán)氧樹(shù)脂。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種背壓式無(wú)電源導(dǎo)線接插的壓力傳感器機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，電池倉(cāng)與高壓端采用凸臺(tái)、凹槽配合，電池倉(cāng)采用內(nèi)外層結(jié)構(gòu)，將供電電池的電源導(dǎo)線、天線和壓力傳感器序列號(hào)數(shù)據(jù)線及插座夾藏在內(nèi)外殼之間，電池通過(guò)導(dǎo)電環(huán)形成負(fù)極供電電路，整個(gè)壓力傳感器上沒(méi)有導(dǎo)線連接，增強(qiáng)壓力傳感器的抗沖擊能力，提高了壓力傳感器的可靠性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封可靠、重量輕，耐高低溫、可以在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上承受大于50Kg的測(cè)量壓力。
文檔編號(hào)G01L19/00GK102980717SQ20121046251
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者陳寧, 張廣智, 許金榮 申請(qǐng)人:江蘇科技大學(xué)