CN212110109U - 压力和温度测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压力和温度测量装置，其包括：温度敏感元件；压力敏感元件；电子电路，温度敏感元件和压力敏感元件连接至电子电路；用于连接至电子电路的连接器；塑料体，在其中布置温度敏感元件，带有用于流体通过的导管；外壳体，其可被联接至连接器，其中，测量装置还包括容纳温度敏感元件的金属管壳和带有用于流体通过的孔口的基部和从基部伸出的接片，以及位于导管与孔口之间的轴向密封件；其中，金属管壳的基部面向塑料体，其中，导管和孔口对齐以允许流体通过，其中，轴向密封件被轴向压缩。

Description

压力和温度测量装置

技术领域

本发明涉及在诸如汽车和工业领域等领域中测量流体的压力和温度，并且用于使用在诸如燃料过滤器、燃烧发动机、冷却回路、空调等的应用中，提出了一种该类型的测量装置，其在单个单元中包含压力测量和温度测量的功能，具有带有有利的结构和功能特征的实施例。

背景技术

在汽车领域、工业领域和其他领域中，存在需要待被控制的在不同应用的回路中的流体的温度和压力的功能性，存在允许这些功能被有效地执行的测量装置。

然而，在许多情况中，需要将温度和压力测量功能集成到单个装置中，以便实现更紧凑、更容易安装且更便宜的应用系统。

为了该目的，开发了测量装置，其包括温度敏感元件，诸如NTC(负温度系数，其在相对于其电阻的变化带有负温度系数的电阻器)，以及由陶瓷电容元件制成的压力传感器。

在所述测量装置的一个实施例中，诸如在美国专利8935961 B2中所说明的一测量装置，温度敏感元件位于塑料体中，在其中所述元件容纳在中空空间中，电线从该中空空间行进以将温度敏感元件连接至电子电路，连接器又被附连至该电子电路以将测量装置连接至应用系统，其中电线经过在塑料体中限定的中空导管。

利用该布置，由于该结构解决方案的特性，很难包括热膏以有利于从待被控制的流体至温度敏感元件的热传递，这降低了利用该测量装置测量温度的效果、速度和精度。

此外，前述实施例涉及测量装置的构件的复杂制造和组装，诸如容纳温度敏感元件的塑料体，由于必须在所述塑料体形成以容纳温度敏感元件和以走线的中空空间，除了增加其中缺陷的可能性外，其增加了前述塑料体的制造成本。

随后将温度敏感元件组装在塑料体中也还非常复杂并且使得测量装置的构建过程难以自动化。

在已知的另一实施例中，温度敏感元件和至电子电路的电连接缆线被容纳在模制到其上的塑料体中。利用该布置，由于温度敏感元件 被上模制在容纳它的塑料体中，不可能包含热膏以有利于从待被控制的流体至温度敏感元件的热传递，这也降低了温度测量的有效性。

在该情况下，上模制的(overmoulded)主体还在测量装置的制造过程中产生附加的复杂性，增加了生产成本和在温度敏感元件的壳体中可能出现的缺陷的百分比；而在组装过程中，温度敏感元件容易受到意外的冲击和接触，这可导致其劣化。

另一压力和温度测量装置在实用新型ES1217768U中公开，其登记于本发明的相同的持有者，其特征在于塑料体，该塑料体包括中央柱体，其中温度敏感元件从自由端伸出。为了保护该温度敏感元件，金属管壳(metal bulb)联接至所述中央柱体。

为了防止流体进入压力敏感元件所在的金属管壳，该装置包括防水密封件，其插入中央柱体中的槽中。带有在中央柱体中的槽的该塑料体的制造复杂并且在所述凹槽中留下缺陷和/或模接合痕迹(mould joint mark)，因此不完全保证防水性。

而且，将温度敏感元件连接至电子电路的元件被上模制到所述塑料体上。当存在温度变化时，由于由所述温度变化而产生的元件的膨胀或收缩，该构造可导致所述连接元件破裂。

鉴于对于一起包括温度测量功能和压力测量功能的测量装置的传统解决方案的所有这些缺点和限制，因此需要开发一种解决方案，其有利于所述测量装置的构造和组装过程，而不损害其功能性。

发明内容

本发明提出了一种用于控制流体的测量装置，其包括在同一安装组件中的温度测量功能和压力测量功能，带有有利地解决当前存在的该类型的测量装置的缺点和限制的一系列实施例特征。

本发明的目的的该压力和温度测量装置包括：温度敏感元件；压力敏感元件；电子电路，温度敏感元件和压力敏感元件连接至该电子电路；连接器，其具有用于连接至电子电路的端子；塑料体，在其中布置温度敏感元件，塑料体包括用于流体通过的导管；外壳体，其联接至连接器，其中，测量装置此外包括温度敏感元件容纳在其处的金属管壳，其中，金属管壳包括具有用于流体通过的孔口的基部和从基部伸出的接片(tab)(其在塑料体外延伸以联接至它)，以及轴向密封件，其与导管和孔相对应定位，使得当该装置被安装时，金属管壳的基部面向塑料体，其中，导管和孔口还对齐以允许流体通过，并且其中，轴向密封件被轴向压缩。

利用该构造，由于轴向密封件，实现了在流体通过金属管壳的基部中的孔口和塑料体中的导管时的绝对防水性，该轴向密封与在所述导管与所述孔口之间相对应被轴向压缩。

为了确保所述防水性，塑料体还包括与所述导管相对应的凹部，当其被构造时，该凹部避免了由塑料体的制造造成的在凹部中缺陷和/或模接合痕迹的存在，使得位于所述凹部中的轴向密封件提供绝对防水性。

与温度敏感元件被结合到塑料体(所述温度敏感元件的保护罩被附连在其上)中的已知测量装置的备选方案相比，与基部联合为单件的金属管壳在其安装之后保持面向塑料体，具有大结构刚性并且产生更可靠且更坚固的功能组件。

此外，利用本发明目的的该实施例，不存在将温度敏感元件连接至电子电路的上模制元件，这降低了制造成本并且避免了由于温度变化元件膨胀或收缩而导致的可能的元件破裂。在该构造中也不存在焊接，因此组装非常简单并且可完美地自动化，并且其还避免了与焊接相关的所有问题，诸如附带的热损坏、污染以及接头对热冲击缺乏耐用性。

金属管壳与其基部形成一单元的特性也使待由测量装置控制的流体与塑料元件的接触最小化，这使潜在的降解和不希望的化学反应最小化，防止其有害后果。

利用本发明的该实施例，测量装置的功能组件导致完全的金属封装，这提供了有利于保护功能元件的完全且有效的电屏蔽。

此外，塑料体在其外周缘上具有纵向槽口(notch)，从金属管壳的基部伸出的接片安装到该槽口中，这允许金属管壳基部更简单的径向定位，使得导管和孔口对齐。此外，该构造还使可能减小装置的直径尺寸。

此外，接片具有彼此不同的宽度，与塑料体的纵向槽口的不同宽度相对应，从而存在单个径向位置，在该径向位置中通过将接片安装到槽口中金属管壳布置在塑料体上，在该位置中塑料体的导管和金属管壳的基部的孔口对齐。

金属管壳还选自一系列不同长度的金属管壳，因为其在组件中的布置允许根据测量装置的应用按需要适配长度，从所计划制造的一系列金属管壳中结合或长或短的金属管壳，而不损害功能组件的耐用性和刚性。

类似地，接片的自由端被弯曲到板上，该板保持压力敏感元件抵靠塑料体，使能够获得预组装的功能组件。由此，这导致一种有利于构造形成过程的测量装置，因为获得了一种可在工厂组装到用于所有应用的公共组件中的功能组件，其可通过仅改变外壳、连接器和电子电路来适应于测量装置的所意图的任何应用，这也导致更低的成本。

此外，功能组件的该预组装布置允许所述功能组件的防水测试和校准，而不需要使整个测量装置安装在其用于所意图的应用的最终布置中，这使能够降低与可在上述功能组件的组装中出现的缺陷相关的成本。

就此而言，推荐的测量装置是一系列构造和功能特征的结果，这些特征使其有利、给予其自身生命并且使其优于具有相同功能的传统的测量装置。

附图说明

图1示出了根据本发明的目的的温度和压力测量装置的示例性实施例的分解透视图。

图2是组装了的测量装置的透视图。

图3是组装了的测量装置的组件的纵向横截面视图。

图4是由垂直于前图中的平面的平面剖切的测量装置的纵向横截面视图。

图5是测量装置的组装的功能组件的透视图。

图6是测量装置的功能组件的塑料体的透视图，其中在所述塑料体中在安装布置中温度敏感元件的实施例。

图7A、7B和7C示出了测量装置的功能组件的三个实施例，其中金属管壳带有三个不同的相应长度。

图8是根据另一示例性实施例带有温度敏感元件的测量装置的分解透视图。

图9是根据第三示例性实施例带有温度敏感元件的测量装置的分解透视图。

具体实施方式

本发明的目的公开了一种用于控制流体的温度和压力测量装置，将温度敏感元件(1)和压力敏感元件(2)集成到同一安装组件中，温度敏感元件可以是例如NTC传感器，压力敏感元件可以是例如陶瓷电池，两个元件都连接至电子电路(3)，至该电子电路用于连接测量装置的连接器(5)的端子(4)也连接至其所用于的应用系统。

温度敏感元件(1)容纳在金属管壳(6)中，该金属管壳具有基部(7)，其具有允许流体通过的孔口(24)，使得流体可与压力敏感元件(2)相接触。在所述基部(7)上，若干接片(8)还在前面伸出，使得在测量装置的构造组件中，所述接片(8)纵向经过塑料体(9)的外侧并且联接至其，优选地通过使接片(8)的自由端弯曲。

压力敏感元件(2)位于所述塑料体(9)中，包括导管(16)，以允许流体与压力敏感元件(2)相接触。

轴向密封件(23)对应定位在塑料体(9)的导管(16)与金属管壳(6)基部(7)中的孔口(24)之间，使得当该装置被安装时，轴向密封件被轴向压缩并且防止在导管(16)与孔口(24)之间通过的流体的泄漏。

优选地，塑料体(9)与导管(16)相对应包括凹部(25)，轴向密封件(23)位于该凹部中，使得当该装置被安装时，轴向密封件(23)在所述凹部(25)中被轴向压缩。制造具有凹部(25)的塑料体(9)不在凹部(25)中留下缺陷或模接合痕迹。因此，完全保证了测量装置中的防水性。

在实用新型ES1217768U的情况中，构造不同，因为金属管壳联接至从塑料体伸出的中央柱体，其中在所述中央柱体与金属管壳之间建立径向压缩密封。由于制造带有槽口的所述中央柱体，其在其上产生模接合痕迹，未适当地保证防水性。然而，在本发明的目的的装置中，不产生任何类型的痕迹，并且通过位于塑料体(9)的凹部(25)中的轴向密封件(23)完全保证了防水性。

而且，本发明的目的的装置包括外壳体(12)，其利用连接器(5)来封闭，装置的所有元件包含在其中。金属管壳(6)的自由端位于壳体(12)的自由端内，使得流体通过壳体(12)进入，与金属管壳(6)相接触。而且，为了使与金属管壳(6)接触的流体的温度更好地到达温度敏感元件(1)，可在温度敏感元件(1)之间施加热膏。

而且，该装置包括板(10)，其保持压力敏感元件(2)抵靠塑料体(9)。可使接片(8)的自由端在该板(10)上弯曲，使得接片围绕塑料体(9)和板(10)。

优选地，塑料体(9)在其外周缘上包括若干纵向槽口(13)，从金属管壳(6)的基部(7)伸出的接片(8)可被容纳到其中。这允许塑料体(9)的导管(16)和基部(7)的孔口(24)更简单且更有效的径向对齐，使得流体正确地到达压力敏感元件(2)。而且，该构造还使能够减小装置的直径尺寸。

甚至更优选地，接片(8)具有彼此不同的宽度，与塑料体(9)的纵向槽口(13)的不同宽度相对应，使得存在单个径向位置，在该径向位置中通过将接片(8)安装到槽口(13)中金属管壳(6)被布置在塑料体(9)上。这因此确保了金属管壳(6)被安装在塑料体(9)上，使得塑料体(9)的导管(16)和基部(7)的孔口(24)对齐。

此外，如在图7A、7B和7C中所示，本发明的目的的装置可根据其所意图的应用来适配，按需要结合或长或短的金属管壳(6)，以更好地感测待被控制的流体的温度，为了该目的，已计划了一系列不同长度的金属管壳(6)，以被选择性地结合到测量设备的组件中。

压力敏感元件(2)相对于电子电路(3)的电连接例如可通过刚性端子(14)来建立，该解决方案实质上非限制性的，其中所述压力敏感元件(2)通过围绕导管(16)的开口的O形环密封件(15)被支撑在塑料体(9)上，待由测量装置控制的流体的推力通过导管被传递至前述压力敏感元件(2)。

金属管壳(6)在壳体主体(12)中的安装设置有密封环(22)，其在测量装置的组装中被金属管壳(6)的基部(7)轴向压缩抵靠所述壳体(12)的内壳的背部，由此实现完美防水屏障，其防止在该应用中利用测量装置控制的流体的任何可能的泄漏。

根据一个实施例，如在图1至6中所示，温度敏感元件(1)通过表面焊接被结合到印刷电路(17)中，该印刷电路延伸至其所连接至的电子电路(3)。

所述实施例实质上非限制性的，能够使用在本发明的相同理念内具有效果的其他实施例，诸如在图8中所示的实施例，其中温度敏感元件(1)附连至电线(18)，电线延伸以与电子电路(3)连接，并且其中能够通过电线(18)与电子电路(3)的直接接触或者通过连接弹簧(19)建立所述连接。

也实现本发明的目的的另一可能的实施例是在图9中所示的实施例，其中温度敏感元件(1)也设置有电线(20)，其建立与电子电路(3)的连接，并且压力敏感元件(2)在侧向设置，径向支撑在塑料体(9)上，在该方向上有推力件(21)。

电线(18, 20)由被相应的绝缘套管覆盖的导电金属线形成。

在本发明中，将温度敏感元件(1)连接至电子电路(3)的元件；在该情况中，印刷电路(17)或电线(18)和(20)不像实用新型ES1217768U的情况那样上模制在塑料体(9)上，这防止了当存在温度变化并且不同元件膨胀或收缩时测量装置的元件的可能的破裂。

一旦从金属管壳(6)的基部(7)伸出的接片(8)在塑料体(9)上弯曲(或者被弯曲到塑料体(9)和板(10)的组件上)，本发明使能够获得功能组件(11)，其可在工厂预组装地来供应，待被结合到最终组件中、到特定壳体(12)中，带有特定的连接器(5)且带有特定的电子电路(3)，根据测量装置的每个特定的所意图的应用来选择。

Claims (8)

1.一种压力和温度测量装置，其包括：

温度敏感元件(1)，

压力敏感元件(2)，

电子电路(3)，所述温度敏感元件(1)和压力敏感元件(2)连接至所述电子电路(3)，

连接器(5)，其具有用于连接至所述电子电路(3)的端子(4)，

塑料体(9)，在其中布置所述温度敏感元件(1)，包括用于流体通过的导管(16)，

外壳体(12)，其联接至所述连接器(5)，

其特征在于，所述装置此外包括金属管壳(6)，在其处容纳所述温度敏感元件(1)，其中，所述金属管壳(6)包括具有用于流体通过的孔口(24)的基部(7)和从所述基部(7)伸出的接片(8)，所述接片在所述塑料体(9)外延伸以联接至其，

以及轴向密封件(23)，其与所述导管(16)和所述孔口(24)相对应定位，

使得，当所述装置被安装时，所述金属管壳(6)的基部(7)面向所述塑料体(9)，其中，所述导管(16)和所述孔口(24)也对齐以允许流体通过，并且其中，所述轴向密封件(23)被轴向压缩。

2.根据权利要求1所述的压力和温度测量装置，其特征在于，所述塑料体(9)包括与所述导管(16)相对应的凹部(25)，所述轴向密封件(23)位于所述凹部中。

3.根据权利要求1或2所述的压力和温度测量装置，其特征在于，所述塑料体(9)在其外周缘上具有纵向槽口(13)，所述接片(8)经过所述纵向槽口，这允许所述金属管壳(6)的基部(7)的更简单的径向定位，使得所述导管(16)和所述孔口(24)对齐用于所述流体的正确通过。

4.根据权利要求3所述的压力和温度测量装置，其特征在于，所述接片(8)具有彼此不同的宽度，与所述塑料体(9)的纵向槽口(13)的不同宽度相对应，从而存在单个径向位置，在该位置中通过将所述接片(8)安装到所述槽口(13)中所述金属管壳(6)布置在所述塑料体(9)上。

5.根据权利要求1或2所述的压力和温度测量装置，其特征在于，所述金属管壳(6)选自一系列不同长度的金属管壳(6)。

6.根据权利要求1或2所述的压力和温度测量装置，其特征在于，所述接片(8)的自由端在板(10)上弯曲，所述板(10)保持所述压力敏感元件(2)抵靠所述塑料体(9)，使得能够获得功能组件(11)。

7.根据权利要求1或2所述的压力和温度测量装置，其特征在于，所述温度敏感元件(1)被结合到印刷电路(17)中，所述印刷电路延伸至其所连接的所述电子电路(3)。

8.根据权利要求1或2所述的压力和温度测量装置，其特征在于，所述温度敏感元件(1)连接至电线(18, 20)，所述电线延伸至其所连接至的所述电子电路(3)。

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