專利名稱：基于fpc的水溫水位傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于FPC(Flexible I^rintedCircuit，柔性電路板)的水溫水位傳感器。
背景技術(shù)：
水溫水位傳感器是一種能夠感受水溫水位，并且將感受到的水溫水位轉(zhuǎn)變成變化的電信號的儀器。在太陽能及電熱水器的發(fā)展史上，水溫水位傳感器一直起著舉足輕重的作用，熱水器的智能化、人性化都與水溫水位傳感器密不可分，水溫水位測控儀更是離不開水溫水位傳感器，水溫水位傳感器工作穩(wěn)定是對整個熱水器智能控制的保障。水溫水位傳感器的從無到有、從簡單到復(fù)雜，使用壽命的由短到長，都與太陽能專業(yè)人士的努力是分不開的?，F(xiàn)有的水溫水位傳感器主要有以下兩種實現(xiàn)形式一種是采用木材或環(huán)氧玻璃板作為基板(1)，基板(1)上固定有若干個金屬銅箔作為水位感應(yīng)電極，包括電極O)、電極(3)、電極、電極(5)，水位感應(yīng)電極與線纜(6) 之間采用焊錫方式電連接，而線纜(6)亦和作為水溫感應(yīng)模塊(7)的熱敏電阻相連接，而后，采用導(dǎo)熱硅膠(8)將整個基材密封，需要指出的是，導(dǎo)熱硅膠(8)按照水位感應(yīng)電極在基板(1)上的排列順序，以此設(shè)計成導(dǎo)電與絕緣相間隔的形式，以使得相鄰水位感應(yīng)電極的電性分離，如圖1所示。另一種是采用不銹鋼管作為基板，線纜穿入不銹鋼管內(nèi)，并在適當(dāng)位置將線纜分出的若干金屬導(dǎo)電線壓焊至不銹鋼管的內(nèi)壁上，該焊點就作為水位感應(yīng)電極，而作為水溫感應(yīng)模塊的熱敏電阻亦至于管內(nèi)，熱敏電阻亦與一線纜電性連接，而后，采用導(dǎo)熱硅膠填充不銹鋼管內(nèi)部。上述兩種形式的水溫水位傳感器，由于受技術(shù)上的制約，普遍存在耐高溫、密封防水、耐水垢等主要性能指標(biāo)上存在急需解決的技術(shù)缺陷，以致普遍存在壽命短的致命缺陷。 其具體表現(xiàn)形式如下1、耐高溫問題目前水溫水位傳感器所采用的線纜、不銹鋼管作為信號和基體材料，線纜焊接、金屬壓焊、線纜與基板焊接外圍包硅膠的形式，其焊點容易受到硅膠在高溫下的腐蝕問題；同時基板、線纜在高溫情況下容易軟化，影響產(chǎn)品性能；2、耐水垢問題水垢給傳感器帶來很多麻煩，水垢附著在水位感應(yīng)電極和水溫感應(yīng)模塊上，造成傳感器感知水位水溫不準(zhǔn)確。傳統(tǒng)的不銹鋼管上制成的電極或?qū)щ姽枘z等， 物質(zhì)本身都極易形成水垢，當(dāng)水的溫度升高時，金屬分子之間的分子勢能會增大，就是說分子間距增大，當(dāng)分子間距大到一定程度的時候，Ca2+、Mg2+等離子就會附在電極或?qū)щ姽枘z中的金屬表面，時間長了就會形成一層水垢膜，水垢膜的分子間隙較大，所以形成水垢膜后，水垢生成速度加快，最終導(dǎo)致傳感器水位、水溫感應(yīng)電路部分感受不到準(zhǔn)確的水溫、水位，再將感應(yīng)到的欠準(zhǔn)確水溫水位信息轉(zhuǎn)變成錯誤的電信號輸出，從而導(dǎo)致傳感器探測不準(zhǔn)確、以致失靈；[0009]3、密封防水問題傳統(tǒng)以不銹鋼材料和抗高溫環(huán)氧玻璃板材料為基本做成的水溫水位感應(yīng)電路，其水溫感應(yīng)電極之間是用硅膠進行密封的，導(dǎo)電極與非導(dǎo)電極之間間隔分布，其密封性能完全決定于其密封硅膠，其一旦失效，將導(dǎo)致電極之間導(dǎo)通，傳感器失效。以上任意一個缺陷都對水溫水位傳感器的工作性能穩(wěn)定性及使用壽命造成了致命影響，致使現(xiàn)有的水溫水位傳感器不利于大規(guī)模的推廣應(yīng)用。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種基于FPC的水溫水位傳感器，本實用新型通過FPC的設(shè)計優(yōu)化，實現(xiàn)電路板與線纜之間的信號傳輸及電路功能的同時，提高了其耐高溫、密封防水、耐水垢等工程工藝性能，滿足了水溫水位傳感器的高壽命、高穩(wěn)定的質(zhì)量要求。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的基于FPC的水溫水位傳感器， 包括柔性電路板(FPC)、該柔性電路板包括銅基板和覆蓋膜；所述銅基板的正面上刻有若干個銅箔作為水位感應(yīng)電極，以及刻有若干條導(dǎo)線，每個水位感應(yīng)電極與一條導(dǎo)線呈一體化連接，同時，所述銅基板的正面上還放置有一水溫感應(yīng)模塊，該水溫感應(yīng)模塊與銅基板上所刻的一條導(dǎo)線電性連接，同時，銅基板上還刻有用于連接外部線纜的接口，所有的導(dǎo)線均通過該接口與外部線纜相連接；所述銅基板與水溫感應(yīng)模塊由所述覆蓋膜熱壓密封。優(yōu)選的，所述銅箔數(shù)量為4。所述覆蓋膜采用PI (PI =Polyimide聚酰亞胺)覆蓋膜或者采用聚酯覆蓋膜。所述水溫感應(yīng)模塊采用熱敏電阻。優(yōu)選的，柔性電路板在實際應(yīng)用中需要平整狀態(tài)下工作，所述，還可以在柔性電路板的背面粘膠硬性的不銹鋼鋼板或硬性電路板基材，實現(xiàn)電路板的軟硬結(jié)合。本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點及有益效果1、本實用新型采用FPC基板技術(shù)，普通的傳感器多采用線纜、不銹鋼材料作為信號和基體材料，而本實用新型FPC —體化設(shè)計方式，即可以作為信號傳輸?shù)妮d體，也可以作為傳感器的基體材料；2、本實用新型水溫感應(yīng)模塊、水位感應(yīng)模塊采用感應(yīng)器件埋入技術(shù)，將水位感應(yīng)器埋入FPC的電路設(shè)計中，而不需要單獨設(shè)計感應(yīng)器件或多極電位感應(yīng)，實現(xiàn)水位的信息感應(yīng)，從而被控制部分讀取識別。

圖1是現(xiàn)有水溫水位傳感器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型基于FPC的水溫水位傳感器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。實施例1總的來說，本實施例提供的基于FPC的水溫水位傳感器，如圖2所示，其結(jié)構(gòu)具體為包括柔性電路板(FPC)、該柔性電路板包括銅基板和PI覆蓋膜(9)；所述銅基板的正面上刻有4個銅箔作為水位感應(yīng)電極，包括電極(10)、電極(11)，以及刻有5導(dǎo)線，每個水位感應(yīng)電極與一條導(dǎo)線呈一體化連接，同時，所述銅基板的正面上還放置有一水溫感應(yīng)模塊 (12)，該水溫感應(yīng)模塊(1 與銅基板上所刻的一條導(dǎo)線電性連接，同時，銅基板上還刻有用于連接外部線纜的接口(13)，所有的導(dǎo)線均通過該接口(13)與外部線纜相連接；所述銅基板與水溫感應(yīng)模塊(1 由所述PI覆蓋膜⑶)熱壓密封。所述水溫感應(yīng)模塊(1 采用熱敏電阻。以下對本實施例基于FPC的水溫水位傳感器做具體說明，但本實用新型的實施方式不限于此。目前的FPC在熱壓制作過程中，可以耐高溫270°以上，而在成型后工作過程中， 可以在170°左右持續(xù)好幾個小時不軟化，性能穩(wěn)定。本實用新型FPC基板技術(shù)，是將水溫水位感應(yīng)器件埋入FPC的制造過程之中，在覆蓋膜覆蓋之前植入水溫、水位感應(yīng)器件，再覆蓋PI覆蓋膜。水溫水位傳感器FPC基板，其與電極呈一體化的材料，不存在兩種材料的粘接問題。覆蓋膜與覆蓋膜之間的熱壓也是性能穩(wěn)定，附著力好，而且，所采用的為PI (PI =Polyimide聚酰亞胺)覆蓋膜材料不導(dǎo)電，附著性差，不會形成電極，徹底解決水垢問題。本實用新型的柔性電路板，除實現(xiàn)了硬性電路板和線纜的信號傳輸及電路功能， 還提高了其防水、耐高溫、耐老化、抗水垢等工程工藝性能，滿足了水溫水位傳感器的高壽命、高穩(wěn)定的質(zhì)量要求。其關(guān)鍵技術(shù)方案分為如下幾個部分1、FPC基板FPC柔性印制電路是以聚酰亞胺或聚酯薄膜為基材制成的一種具有高度可靠性，絕佳的可撓性印刷電路。在本技術(shù)方案中，F(xiàn)PC主要功能是信號的傳輸和作為電路的載體。同時，F(xiàn)PC的諸多優(yōu)秀性能為其實現(xiàn)應(yīng)用，解決目前傳感器的主要技術(shù)難點提供了幫助。FPC的高柔性，可以依據(jù)應(yīng)用場景來設(shè)計，即可以應(yīng)用在側(cè)置式，也可以應(yīng)用在下置式。FPC伸入水箱部分采用全覆蓋設(shè)計，在信號接觸端為露焊盤設(shè)計實現(xiàn)數(shù)字電路的接口，解決普通傳感器密封不良的技術(shù)難題，防止水進入電路。2、水溫感應(yīng)器的埋入設(shè)計采用薄膜熱敏電阻埋入FPC制造過程之中，將焊點用覆蓋膜覆蓋，其附著力強，粘接性好。即解決了焊點與外圍包裹物被腐蝕的風(fēng)險，也降低了焊點被水進入導(dǎo)致短路的風(fēng)險。3、水位感應(yīng)器的設(shè)計水溫水位傳感器FPC基板技術(shù)是利用FPC的銅箔電路蝕刻成感應(yīng)器件，依據(jù)銅箔的尺寸及形狀來實現(xiàn)感應(yīng)功能。通過FPC的接口，外圍控制芯片讀取其在不同水位情況下的感應(yīng)值，通過數(shù)據(jù)信息的計算處理得出水位的具體數(shù)據(jù)。即能做到水位感應(yīng)的準(zhǔn)確，又可以解決目前多電極傳感器的水垢問題。本實用新型技術(shù)“水溫水位傳感器FPC基板技術(shù)”方案創(chuàng)新性的將柔性電路板FPC 應(yīng)用在水溫水位傳感器中，即利用了 FPC成熟應(yīng)用的諸多優(yōu)點，又可以解決目前傳感器中的主要技術(shù)難點，為水溫水位傳感器的升級換代發(fā)揮重大作用，對太陽能及電能熱水器的智能化應(yīng)用有所促進。作為上述形式傳感器的加強，由于柔性電路板在實際應(yīng)用中需要平整狀態(tài)下工作，所述，還可以在柔性電路板的背面粘膠硬性的不銹鋼鋼板或硬性電路板基材，實現(xiàn)電路板的軟硬結(jié)合。[0035] 上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.基于FPC的水溫水位傳感器，其特征在于，包括柔性電路板、該柔性電路板包括銅基板和覆蓋膜；所述銅基板的正面上刻有若干個銅箔作為水位感應(yīng)電極，以及刻有若干條導(dǎo)線，每個水位感應(yīng)電極與一條導(dǎo)線呈一體化連接，同時，所述銅基板的正面上還放置有一水溫感應(yīng)模塊，該水溫感應(yīng)模塊與銅基板上所刻的一條導(dǎo)線電性連接，同時，銅基板上還刻有用于連接外部線纜的接口，所有的導(dǎo)線均通過該接口與外部線纜相連接；所述銅基板與水溫感應(yīng)模塊由所述覆蓋膜熱壓密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FPC的水溫水位傳感器，其特征在于，所述銅箔數(shù)量為4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FPC的水溫水位傳感器，其特征在于，所述覆蓋膜采用聚酰亞胺覆蓋膜或者采用聚酯覆蓋膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FPC的水溫水位傳感器，其特征在于，所述水溫感應(yīng)模塊采用熱敏電阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FPC的水溫水位傳感器，其特征在于，所述柔性電路板的背面粘膠硬性的不銹鋼鋼板或硬性電路板基材。
專利摘要本實用新型提供一種基于FPC的水溫水位傳感器，其特征在于，包括柔性電路板、該柔性電路板包括銅基板和覆蓋膜；所述銅基板的正面上刻有若干個銅箔作為水位感應(yīng)電極，以及刻有若干條導(dǎo)線，每個水位感應(yīng)電極與一條導(dǎo)線呈一體化連接，同時，所述銅基板的正面上還放置有一水溫感應(yīng)模塊，該水溫感應(yīng)模塊與銅基板上所刻的一條導(dǎo)線電性連接，同時，銅基板上還刻有用于連接外部線纜的接口，所有的導(dǎo)線均通過該接口與外部線纜相連接；所述銅基板與水溫感應(yīng)模塊由所述覆蓋膜熱壓密封。本實用新型通過FPC的設(shè)計優(yōu)化，實現(xiàn)電路板與線纜之間的信號傳輸及電路功能的同時，提高了其耐高溫、密封防水、耐水垢等工程工藝性能，滿足了水溫水位傳感器的高壽命、高穩(wěn)定的質(zhì)量要求。
文檔編號G01K7/22GK201955167SQ20102056151
公開日2011年8月31日 申請日期2010年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月14日
發(fā)明者劉達樊, 盧新偉, 史為新 申請人:惠州市卓耐普智能技術(shù)有限公司