本發(fā)明涉及液壓檢測(cè)壓力傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體來說涉及一種可抵抗液態(tài)介質(zhì)結(jié)冰膨脹的壓力傳感器及其抵抗液態(tài)介質(zhì)結(jié)冰膨脹壓力的方法。

背景技術(shù)：

隨著國(guó)際上對(duì)汽車尾氣排放的要求越來越嚴(yán)格，許多卡車和商用車制造商選擇用選擇性催化還原(SCR)來降低氮化物的排放量。所述還原劑是一種32.5％的尿素水溶液，尿素水溶液在-11℃會(huì)結(jié)冰，固態(tài)體積會(huì)較液態(tài)體積增加約10％，因此，對(duì)于尿素溶液壓力傳感器的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì)要求就是能夠抵抗尿素結(jié)冰膨脹。

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于尿素壓力傳感器防結(jié)冰設(shè)計(jì)主要采用彈性安裝，以及通過泡沫吸收膨脹力。然而，彈性安裝方法對(duì)安裝材料的選擇和安裝界面的設(shè)計(jì)要求比較高，另外對(duì)于產(chǎn)品的封裝設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格，從而增加彈性安裝方法的制造成本；而通過泡沫吸收膨脹力的方案，如何選擇一款介質(zhì)兼容性高，以及使用溫度范圍廣的泡沫則是很有難度的，且目前沒有所述泡沫選擇在長(zhǎng)期使用的可靠性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

是以，在前述使用需求下，實(shí)有必要提出一種能夠抵抗液態(tài)介質(zhì)結(jié)冰膨脹的壓力傳感器，以符合實(shí)際使用需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述情況，本發(fā)明提供一種用于檢測(cè)液壓的壓力傳感器及其抵抗液體結(jié)冰膨脹壓力的方法，以解決前述現(xiàn)有車用尿素溶液壓力傳感器的通過彈性安裝、彈性材料或泡沫吸收膨脹力所導(dǎo)致的技術(shù)問題，達(dá)到提供一種可應(yīng)用于復(fù)雜環(huán)境，以常態(tài)地檢測(cè)腐蝕性液態(tài)介質(zhì)液壓，并可在液態(tài)介質(zhì)結(jié)冰膨脹后仍保有測(cè)壓功能的壓力傳感器，同時(shí)具備了精度高、可靠性好、安裝方便等有益技術(shù)效果的壓力傳感器。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是提供一種用于檢測(cè)液壓的壓力傳感器，其包括外殼以及封裝于所述外殼內(nèi)部的壓感膜片、壓力敏感單元及硅油，其中：一組裝殼件，設(shè)于所述外殼內(nèi)部，所述組裝殼件內(nèi)部成形有一測(cè)壓空間及一施壓空間；所述測(cè)壓空間的頂部封閉且底部設(shè)有至少一導(dǎo)流孔，所述導(dǎo)流孔周緣與所述測(cè)壓空間的周壁底端之間連接形成限位擋塊；所述施壓空間與所述導(dǎo)流孔連通，用以容置待檢測(cè)液態(tài)介質(zhì)；所述壓感膜片，組設(shè)在所述測(cè)壓空間與所述施壓空間之間，并阻斷所述導(dǎo)流孔與所述施壓空間連通，且所述壓感膜片與所述限位擋塊之間形成一壓縮空間；所述壓力敏感單元，通過安裝于所述測(cè)壓空間的頂部；所述硅油，填充于所述測(cè)壓空間、所述導(dǎo)流孔及所述壓縮空間內(nèi)，以在所述壓感膜片被液態(tài)介質(zhì)施予壓力并壓縮所述壓縮空間時(shí)傳遞所述壓力至所述壓力敏感單元。

是以，本發(fā)明通過在所述壓感膜片與所述壓力敏感單元之間成形所述限位擋塊，達(dá)到在常態(tài)使用時(shí)，能夠?qū)σ簯B(tài)介質(zhì)進(jìn)行液壓檢測(cè)，并在液態(tài)介質(zhì)結(jié)冰膨脹后，利用所述限位擋塊擋抵壓感膜片過度壓縮損壞壓力敏感單元，達(dá)到保持了壓力傳感器的測(cè)壓功能的技術(shù)效果。

本發(fā)明用于檢測(cè)液壓的壓力傳感器的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述組裝殼件的測(cè)壓空間具有一周壁圍設(shè)形成，所述測(cè)壓空間底部設(shè)有所述至少一導(dǎo)流孔，所述導(dǎo)流孔周緣與所述周壁底端之間連接形成所述限位擋塊，且所述測(cè)壓空間頂部設(shè)有一封蓋；所述施壓空間成形有一錐形擴(kuò)口以及一自所述擴(kuò)口收束形成的施壓口與所述導(dǎo)流孔連通；所述壓感膜片組設(shè)于所述導(dǎo)流孔與所述施壓口之間；所述壓力敏感單元一端部安裝于所述封蓋上，另一端部容置于所述測(cè)壓空間內(nèi)部。

本發(fā)明用于檢測(cè)液壓的壓力傳感器的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述組裝殼件具有一上部件及一下部件對(duì)合構(gòu)成，所述上部件成形有所述測(cè)壓空間及導(dǎo)流孔，所述下部件成形有所述施壓空間；所述壓感膜片的周緣夾設(shè)在所述上部件與下部件之間，以阻隔所述測(cè)壓空間及施壓空間。

本發(fā)明用于檢測(cè)液壓的壓力傳感器的更進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述壓感膜片是不銹鋼膜片，具有位于中間位置的壓感部、成形在周緣的結(jié)合部以及連接所述壓感部與所述結(jié)合部的形變部，所述結(jié)合部成形為薄膜結(jié)構(gòu)，所述壓感部的厚度大于所述結(jié)合部；令所述結(jié)合部夾設(shè)在所述上部件與下部件之間，以阻隔所述測(cè)壓空間及施壓空間，所述壓感部通過所述形變部變形以隨所述液態(tài)介質(zhì)產(chǎn)生的壓力作用退離或抵壓于所述限位擋塊。

是以本發(fā)明通過壓感膜片的材質(zhì)及結(jié)構(gòu)，能夠用于檢測(cè)具有腐蝕性液態(tài)介質(zhì)壓力，同時(shí)確保壓感膜片受到液態(tài)介質(zhì)壓力作用時(shí)，能夠確實(shí)壓縮硅油，以將壓力傳遞至壓力敏感單元。

本發(fā)明用于檢測(cè)液壓的壓力傳感器的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述壓力敏感單元通過信號(hào)線及正電氣接插件負(fù)電氣接插件與一信號(hào)處理單元連接；所述壓力敏感單元通過受壓形變產(chǎn)生一應(yīng)力，所述應(yīng)力經(jīng)轉(zhuǎn)換形成一電阻信息輸出至所述信號(hào)處理單元，令所述信號(hào)處理單元接收所述電阻信息并對(duì)所述信息進(jìn)行放大處理，以輸出性能曲線。

本發(fā)明用于檢測(cè)液壓的壓力傳感器的更進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述壓力敏感單元具有二信號(hào)線與一正電氣接插件及一負(fù)電氣接插件連接；所述正電氣接插件負(fù)電氣接插件穿置所述封蓋，一端容置于所述測(cè)壓空間內(nèi)部通過所述信號(hào)線與所述壓力敏感單元連接，另一端穿出至所述測(cè)壓空間外部，且所述正、負(fù)電氣接插件與所述封蓋密封組接。

是以，本發(fā)明通過所述壓力敏感單元密封組裝于所述封蓋上，具有避免硅油泄露影響壓力檢測(cè)結(jié)果的技術(shù)效果。

本發(fā)明用于檢測(cè)液壓的壓力傳感器的更進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述外殼設(shè)有一組設(shè)口以及成形于所述組設(shè)口內(nèi)壁的限位凸緣，所述限位凸緣具有相對(duì)的一上環(huán)面及一下環(huán)面；所述組裝殼件周側(cè)成形有一安裝部，所述安裝部容置于所述組設(shè)口內(nèi)壁與所述限位凸緣下環(huán)面連接形成的空間內(nèi)；所述信號(hào)處理單元設(shè)置于所述限位凸緣的上環(huán)面上，且設(shè)有二接點(diǎn)與所述正電氣接插件及所述負(fù)電氣接插件連接。

是以，本發(fā)明通過前述壓力敏感單元與外殼、組裝殼件的結(jié)合組裝結(jié)構(gòu)，具有安裝方便且有效利用空間、縮減壓力傳感器整體體積的有技術(shù)效果。

本發(fā)明用于檢測(cè)液壓的壓力傳感器的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述組裝殼件設(shè)有多數(shù)個(gè)導(dǎo)流孔。

本發(fā)明壓力傳感器的導(dǎo)流孔具體可以視實(shí)際使用需求進(jìn)行尺寸、設(shè)置位置及數(shù)量上的調(diào)整，以配合不同的檢測(cè)環(huán)境或者液態(tài)介質(zhì)粘性等參數(shù)，以獲得最佳適用狀態(tài)。

此外，本發(fā)明同時(shí)提供了一種壓力傳感器抵抗液體結(jié)冰膨脹壓力的方法，所述壓力傳感器包括外殼以及封裝于所述外殼內(nèi)部的壓感膜片、壓力敏感單元及硅油；其中，所述方法包括：

將所述壓感膜片封裝在外殼內(nèi)部，用以阻斷設(shè)有所述壓力敏感單元及所述硅油的空間與容置待檢測(cè)液態(tài)介質(zhì)的空間連通；在所述壓感膜片與所述壓力敏感單元之間形成至少一導(dǎo)流孔以及限位擋塊，令所述壓感膜片被液態(tài)介質(zhì)施予壓力后朝向所述導(dǎo)流孔壓縮，以將所述壓力通過壓縮所述硅油從而傳遞至所述壓力敏感單元，且所述壓感膜片被所述限位擋塊限制壓縮幅度，以抵抗所述液態(tài)介質(zhì)膨脹后過度施壓于壓力敏感單元。

本發(fā)明壓力傳感器抵抗液體結(jié)冰膨脹壓力的方法的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述導(dǎo)流孔的尺寸是根據(jù)所述液態(tài)介質(zhì)產(chǎn)生的壓力范圍和溫度以及所述硅油的粘度而定；所述限位擋塊的成形位置是根據(jù)所述壓感膜片的正常工作行程而定；所述限位擋塊的厚度是根據(jù)所述液態(tài)介質(zhì)產(chǎn)生的壓力范圍而定。

是以，通過前述本發(fā)明提供的裝置及方法，所述壓力傳感器在液態(tài)介質(zhì)低溫結(jié)冰發(fā)生膨脹時(shí)，能有效抵抗膨脹壓力，不會(huì)發(fā)生損壞內(nèi)部感測(cè)元件的狀態(tài)，且當(dāng)結(jié)冰膨脹造成的壓力解除后，所述壓力傳感器仍能正常工作，確保了壓力傳感器在檢測(cè)時(shí)的精準(zhǔn)度、可靠性，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)、體積小且便于安裝等有益技術(shù)效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明用于檢測(cè)液壓的壓力傳感器結(jié)構(gòu)剖視示意圖。

圖2是本發(fā)明圖1的虛線框中局部結(jié)構(gòu)在壓力傳感器正常工作時(shí)的放大示意圖。

圖3是本發(fā)明圖1的虛線框中局部結(jié)構(gòu)在壓力過大或液態(tài)介質(zhì)膨脹時(shí)的放大示意圖。

圖4是本發(fā)明壓力傳感器上殼部的第一實(shí)施例(大孔)結(jié)構(gòu)剖視示意圖。

圖5是本發(fā)明壓力傳感器上殼部的第二實(shí)施例(小孔)結(jié)構(gòu)剖視示意圖。

圖6、圖7是本發(fā)明壓力傳感器上殼部的第三實(shí)施例(多孔)結(jié)構(gòu)剖視示意圖。

附圖標(biāo)記與部件的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：

10是外殼；11是組設(shè)口；12是限位凸緣；121是上環(huán)面；122是下環(huán)面；20是組裝殼件；201是上部件；202是下部件；21是測(cè)壓空間；211是周壁；23是限位擋塊；24是封蓋；25是施壓空間；251是擴(kuò)口；252是施壓口；26是壓縮空間；27是安裝部；30是硅油；40是壓感膜片；41是壓感部；42是結(jié)合部；43是形變部；50是壓力敏感單元；51是信號(hào)線；52是正電氣接插件；53是負(fù)電氣接插件；60是信號(hào)處理單元；61是接點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

為利于對(duì)本發(fā)明的了解，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)行說明。

請(qǐng)參閱圖1至圖7，本發(fā)明提供一種用于檢測(cè)液壓的壓力傳感器及其抵抗液體結(jié)冰膨脹壓力的方法，所述壓力傳感器具體地可用于檢測(cè)液態(tài)介質(zhì)的液壓，特別是指使用時(shí)可能發(fā)生結(jié)冰狀況的液態(tài)介質(zhì)，例如車用尿素溶液。

所述壓力傳感器包括外殼10、組裝殼件20、硅油30、壓感膜片40、壓力敏感單元50及信號(hào)處理單元60。其中：

如圖1所示，所述外殼10內(nèi)部用以容裝液態(tài)介質(zhì)，所述外殼10設(shè)有一組設(shè)口11以及成形于所述組設(shè)口11內(nèi)壁的限位凸緣12，所述限位凸緣12具有相對(duì)的一上環(huán)面121及一下環(huán)面122，用以組設(shè)所述信號(hào)處理單元60及所述組裝殼件20。

所述組裝殼件20設(shè)于所述外殼10內(nèi)部，所述組裝殼件20內(nèi)部成形有一測(cè)壓空間21及一施壓空間25；所述測(cè)壓空間21具有一周壁211圍設(shè)形成，所述測(cè)壓空間21底部設(shè)有至少一導(dǎo)流孔22，所述導(dǎo)流孔22周緣與所述周壁211底端之間連接形成限位擋塊23，且所述測(cè)壓空間21頂部設(shè)有一封蓋24；所述施壓空間25成形有一錐形擴(kuò)口251以及一自所述擴(kuò)口251收束形成的施壓口252與所述導(dǎo)流孔22連通，用以將待檢測(cè)液態(tài)介質(zhì)引流至所述擴(kuò)口251對(duì)壓感膜片40施加壓力。

于本實(shí)施例中，所述組裝殼件20周側(cè)成形有一安裝部27，所述安裝部27容置于所述組設(shè)口11內(nèi)壁與所述限位凸緣12下環(huán)面122連接形成的空間內(nèi)。

此外，所述組裝殼件20具有一上部件201及一下部件202對(duì)合構(gòu)成，所述上部件201成形有所述測(cè)壓空間21及導(dǎo)流孔22，所述下部件202成形有所述施壓空間25。

所述壓感膜片40是不銹鋼膜片，組設(shè)在所述測(cè)壓空間21與所述施壓空間25的施壓口252之間，并阻斷所述導(dǎo)流孔22與所述施壓空間25連通，且所述壓感膜片40與所述限位擋塊23之間形成一壓縮空間26。具體地，所述壓感膜片40具有位于中間位置的壓感部41、成形在周緣的結(jié)合部42以及連接所述壓感部41與所述結(jié)合部42的形變部43，所述結(jié)合部42成形為薄膜結(jié)構(gòu)，所述壓感部41的厚度大于所述結(jié)合部42；令所述結(jié)合部42夾設(shè)在所述上部件201與下部件202之間，以阻隔所述測(cè)壓空間21及施壓空間25，所述壓感部41通過所述形變部43變形以隨所述尿素溶液產(chǎn)生的壓力作用退離或抵壓于所述限位擋塊23。

所述壓力敏感單元50通過安裝于所述封蓋24上而容置于所述測(cè)壓空間21內(nèi)部。具體地，所述壓力敏感單元50具有二信號(hào)線51與一正電氣接插件52及一負(fù)電氣接插件53連接；所述正電氣接插件52、負(fù)電氣接插件53穿置所述封蓋24，一端容置于所述測(cè)壓空間21內(nèi)部通過所述信號(hào)線51與所述壓力敏感單元50連接，另一端穿出至所述測(cè)壓空間21外部，且所述正、負(fù)電氣接插件52、53與所述封蓋24密封組接。

于本實(shí)施例中，所述壓力敏感單元50通過所述信號(hào)線51及所述正電氣接插件52、所述負(fù)電氣接插件53與一信號(hào)處理單元60連接；所述壓力敏感單元50通過受壓形變產(chǎn)生一應(yīng)力，所述應(yīng)力經(jīng)轉(zhuǎn)換形成一電阻信息輸出至所述信號(hào)處理單元60，令所述信號(hào)處理單元60接收所述電阻信息并對(duì)所述信息進(jìn)行放大處理，以輸出性能曲線。其中，所述信號(hào)處理單元60設(shè)置于所述外殼10的限位凸緣12上環(huán)面121上，且設(shè)有二接點(diǎn)61與所述正電氣接插件52及所述負(fù)電氣接插件53連接。

所述硅油30是填充于所述測(cè)壓空間21、所述導(dǎo)流孔22及所述壓縮空間26內(nèi)，以在所述壓感膜片40被液態(tài)介質(zhì)施予壓力而壓縮所述壓縮空間26時(shí)傳遞所述壓力至所述壓力敏感單元50。

以上說明了本發(fā)明用于檢測(cè)液壓的壓力傳感器的具體結(jié)構(gòu)，以下請(qǐng)復(fù)以圖1配合參閱圖2、圖3，說明本發(fā)明壓力傳感器抵抗液體結(jié)冰膨脹壓力的方法。所述方法步驟包括：

提供一壓力傳感器，其包括外殼10以及封裝于所述外殼10內(nèi)部的壓感膜片40、壓力敏感單元50及硅油30；

將所述壓感膜片40封裝在外殼10內(nèi)部，用以阻斷設(shè)有所述壓力敏感單元50及所述硅油30的空間與容置待檢測(cè)液態(tài)介質(zhì)的空間連通；

在所述壓感膜片40與所述壓力敏感單元50之間形成至少一導(dǎo)流孔22以及限位擋塊23，令所述壓感膜片40被尿素溶液施予壓力前，如圖2退底所述導(dǎo)流孔22使壓縮空間26具有較大容置硅油30的空間；當(dāng)所述壓感膜片40被尿素溶液施予壓力后，將如圖3朝向所述導(dǎo)流孔22壓縮，以將原本容置在壓縮空間26的硅油30經(jīng)由導(dǎo)流孔22往測(cè)壓空間21壓縮，形成壓力傳遞至測(cè)壓空間21的硅油30進(jìn)而傳遞至所述壓力敏感單元50被檢測(cè)；且所述壓感膜片40被所述限位擋塊23限制壓縮幅度，以抵抗所述尿素溶液膨脹后過度施壓于壓力敏感單元50。

進(jìn)一步地，于本實(shí)施例中，所述導(dǎo)流孔22的尺寸是根據(jù)所述尿素溶液產(chǎn)生的壓力范圍和溫度以及所述硅油30的粘度而定；所述限位擋塊23的成形位置是根據(jù)所述壓感膜片40的正常工作行程而定；所述限位擋塊23的厚度是根據(jù)所述尿素溶液產(chǎn)生的壓力范圍而定。

本發(fā)明組裝殼件20的導(dǎo)流孔22可以如如圖4所示，將導(dǎo)流孔22設(shè)于測(cè)壓空間21底部的中間，并成形為較大尺寸的孔結(jié)構(gòu)，以適用于粘度較大不易流動(dòng)的液態(tài)介質(zhì)；或者，也可以如圖5所示，將導(dǎo)流孔22成形為較小尺寸的孔結(jié)構(gòu)，以適用于粘度較小，易于流動(dòng)的液態(tài)介質(zhì)。

又如圖6、圖7所示，所述導(dǎo)流孔22的數(shù)量可以是多個(gè)，設(shè)置位置也可以是規(guī)則排列或不規(guī)則排列，且孔的尺寸可以視使用需求調(diào)整成形為毛細(xì)孔尺寸。

以上結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說明對(duì)本發(fā)明做出種種變化例。因而，實(shí)施例中的某些細(xì)節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定，本發(fā)明將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為本發(fā)明的保護(hù)范圍。