一种真空度传感装置论文和设计

全文摘要

本实用新型公开了一种真空度传感装置，主壳体内设有与待测真空腔连通的下腔及与大气连通的矩形上腔，上腔的一侧设有输出接口，上腔内靠近输出接口的一侧设有三个外接引脚，另一侧设有2‑3个固定引脚，所述的下腔与上腔之间设有隔板，隔板上设有连通下腔与上腔的通孔，所述通孔上方的上腔内设有PCB板及压力感应元件，所述PCB板通过外接引脚及固定引脚固定在上腔内，所述压力感应元件通过密封垫紧贴在隔板上，PCB板及密封垫中央均设有与所述通孔相对的气流孔，上腔的顶部设有上盖，下腔的开口一侧设有管接头。本实用新型的真空度传感装置具有结构合理，准确性与可靠性高的特点，具有很高的实用价值。

主设计要求

1.一种真空度传感装置，包括主壳体（1），其特征在于，所述主壳体内设有与待测真空腔连通的下腔（2）及与大气连通的上腔（3），上腔整体呈矩形，上腔的一侧设有输出接口（4），上腔内靠近所述输出接口的一侧设有三个外接引脚（5），所述的外接引脚与输出接口电连接，上腔内远离输出接口的一侧设有2-3个固定引脚（6），所述的下腔与上腔之间设有隔板（7），隔板上设有连通下腔与上腔的通孔（8），所述通孔上方的上腔内设有PCB组件，所述PCB组件包括PCB板（9）及安装在PCB板底面的压力感应元件（10），所述PCB板通过外接引脚及固定引脚固定在上腔内，所述压力感应元件通过密封垫（11）紧贴在所述的隔板上，PCB板及密封垫上均设有与所述通孔相对的气流孔（12），上腔的顶部设有上盖（13），所述上盖封闭所述的上腔，所述下腔的开口一侧设有用于连接待测真空腔的管接头（14）。

设计方案

2.根据权利要求1所述的真空度传感装置，其特征在于，所述的下腔的外侧壁上还设有单向阀，所述单向阀包括设置在下腔外侧壁上的凹腔（15），凹腔的底部设有与下腔连通的抽气孔（16），所述的抽气孔为4-8个，凹腔的开口处设有气嘴（17），所述气嘴与抽气孔之间设有用于封闭抽气孔的单向膜片（18）。

3.根据权利要求2所述的真空度传感装置，其特征在于，所述的单向膜片的中央设有导向孔（19），所述单向膜片通过导向孔套设在凹腔的底部设置的导向柱（20）上，所述的气嘴内腔中央还设有顶柱（21），顶柱上设有与导向柱对应的定位孔（22），所述导向柱的端部插设在定位孔内。

4.根据权利要求3所述的真空度传感装置，其特征在于，所述的凹腔为圆形，凹腔的腔底为内凹的球面结构（23），球面结构的外周设有凸环（24），所述的单向膜片呈圆形且其直径与凸环的内径相适配，所述的导向柱设置在腔底的中央，抽气孔环绕导向柱均匀布置在腔底的球面结构上。

5.根据权利要求4所述的真空度传感装置，其特征在于，所述气嘴的连接段呈圆筒形，其外周面设有锯齿状防脱环（36）；气嘴与凹腔连接的一端设有与凹腔适配的插套（25），所述气嘴通过插套插设在凹腔内，插套的后部设有凸圈（26），凸圈与凹腔的结合面上设有环状凸起（27），所述环状凸起的横截面为三角形。

6.根据权利要求1所述的真空度传感装置，其特征在于，所述的上盖为开口向下的盒状结构，上腔的腔底边缘设有环绕腔底的环形凹槽（28），凹槽的宽度与上盖的侧壁厚度相适配，上盖的侧壁下部嵌设在所述的凹槽内，上盖的内侧壁上部设有上宽下窄的楔形块（29），楔形块的宽度小于上盖的边长。

7.根据权利要求5所述的真空度传感装置，其特征在于，上腔的环形凹槽内侧设有上、下两个整体呈环形的台阶，所述的外接引脚及固定引脚均设置在下台阶（30）的台阶面上，所述PCB板的底面紧贴上台阶（31）的台阶面设置，所述的密封垫设置在下台阶的围合区域内；下台阶的直立面上竖向设有若干条用于紧固密封垫的凸条（32），密封垫的外周设有与所述凸条对应的缺口。

8.根据权利要求7所述的真空度传感装置，其特征在于，所述的主壳体上靠近管接头一侧设有曲折气道（33），曲折气道的一端开口位于上腔内上台阶的台阶面上，曲折气道的另一端开口位于主壳体的外壁上，所述的曲折气道为两条，对称设置在管接头的两侧，PCB板上设有曲折气道开口的避让孔或避让缺口（34），曲折气道内靠近主壳体外壁处设有防尘透气柱塞（37）。

9.根据权利要求1-8任一项所述的真空度传感装置，其特征在于，上腔底部的隔板上凸设有环绕通孔的密封筋（35），所述的密封筋整体呈椭圆形，密封筋的横截面呈半圆形。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及真空度检测技术领域，尤其是涉及一种汽车制动系统用的真空度传感装置。

背景技术

真空度传感装置是汽车制动系统的重要组成部分，用于实时监测汽车制动系统中真空助力器的真空度，如果真空助力器出现漏气等现象，会造成在汽车刹车时气室前后腔的压差过小，刹车时真空助力系统失效，从而造成制动距离增加，及时对真空度进行检测及处理，可以避免因真空度不足而影响汽车的制动性能。但现有技术的真空度传感装置由于其结构不合理，存在外界水汽容易进入真空度传感装置内部、密封不良造成压力感应元件处容易出现漏气等问题，严重影响了真空度传感装置的准确性与可靠性。公开日为2014年5月7日，公开号为CN203587277U的中国专利文献公开了一种汽车智能启停系统用真空度传感器，包括封装有集成电路片的外壳，所述集成电路由压力传感单元、信号放大电路和温度补偿构成，在外壳的前端设置有插接件接头，所述插接件接头包括电源接头、接地接头和信号输出接头，输出端子实时为启停系统输出制动真空度的信号，输出信号与真空度呈线性比例关系；在外壳的下部设置用于安装于真空助力器的插头，在所述插头的末端开设与外界连通的两个方形基准通孔，基准通孔始终敞开并与周围空气始终保持相通，为传感器提供基准值；为保证插头的密封效果，在所述插头上设置有O 型密封圈。公开日为2016年3月23日，公开号为CN 105424272A的中国专利文献公开了一种适用于高原的真空度传感器，包括连接器、绝对压力芯片、相对压力芯片、PCB、电子元件、密封圈一、密封圈二和不锈钢外壳，所述绝对压力芯片与相对压力芯片焊接于PCB 的正反两面，所述电子元件焊接于PCB的正反两面组成功能电路，所述焊接完成的PCB 插入连接器使绝对压力芯片那面置于连接器的型腔内，且与连接器的电源及信号端子焊接，所述不锈钢外壳装配好密封圈一及密封圈二与上述完成装配的连接器装配并卷边固定。但上述两种真空度传感器均未解决现有技术的真空度传感装置由于其结构不合理，严重影响了真空度传感装置的准确性与可靠性的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术的真空度传感器由于其结构不合理，存在外界水汽容易进入真空度传感器内部、密封不良造成压力感应元件处容易出现漏气，严重影响真空度传感器的准确性与可靠性的问题，提供一种真空度传感装置，具有结构合理，准确性与可靠性高的特点。

本实用新型为解决上述技术问题采用的具体技术方案为：一种真空度传感装置，包括主壳体，所述主壳体内设有与待测真空腔连通的下腔及与大气连通的上腔，上腔整体呈矩形，上腔的一侧设有输出接口，上腔内靠近所述输出接口的一侧设有三个外接引脚，所述的外接引脚与输出接口电连接，上腔内远离输出接口的一侧设有2-3个固定引脚，所述的下腔与上腔之间设有隔板，隔板上设有连通下腔与上腔的通孔，所述通孔上方的上腔内设有PCB组件，所述PCB组件包括PCB板及安装在PCB板底面的压力感应元件，所述PCB板通过外接引脚及固定引脚固定在上腔内，所述压力感应元件通过密封垫紧贴在所述的隔板上，PCB板及密封垫上均设有与所述通孔相对（同轴设置）的气流孔，上腔的顶部设有上盖，所述上盖封闭所述的上腔，所述下腔的开口一侧设有用于连接待测真空腔的管接头。

本实用新型的真空度传感装置包括上腔与下腔，其中上腔与大气（正常大气压）连通作为基准，下腔与待测真空腔（真空助力器内的真空压力）连通，下腔通过设置在隔板上设置的通孔与PCB组件上的压力感应元件连接，压力感应元件与隔板之间设置密封垫防止上腔的气体进入下腔，压力感应元件的上下两面通过气流孔分别与上腔及下腔连通，可以感应上、下两腔的压力，并将压力信号输入运放校准电路，对信号进行放大、调整、模数转换、数字运算、温度补偿和数模转换等，最后转换成与下腔真空度相关的电信号，并通过外接引脚传送至主壳体上输出接口，该电信号作为刹车制动系统中的一个重要参考数据提供给汽车的ECU使用。而本实用新型的PCB板除一侧的外接引脚固定外，在另一侧还设有专门用于固定PCB板的固定引脚，这里的外接引脚为电源、接地及输出信号三个；而固定引脚设置2-3个，由于这些引脚从两侧紧贴压力感应元件，对PCB板的固定作用很大，因此可以确保PCB板固定的平面度；在PCB板的平面度满足要求的前提下，安装在PCB板下表面的压力感应元件才有可能与密封垫紧密接触，从而避免压力感应元件与隔板之间的密封不良而导致的漏气，进而严重影响真空度传感装置准确性的问题。

作为优选，下腔的外侧壁上还设有单向阀，所述单向阀包括设置在下腔外侧壁上的凹腔，凹腔的底部设有与下腔连通的抽气孔，所述的抽气孔为4-8个，凹腔的开口处设有气嘴，所述气嘴与抽气孔之间设有用于封闭抽气孔的单向膜片。在下腔的外侧壁上还设有单向阀，单向阀通过气嘴与真空源（如真空泵）连接，当待测真空腔内的真空度降低时，用于封闭抽气孔的单向膜片开启，使得待测真空腔与真空源连通（或真空泵抽真空操作），确保待测真空腔内的真空度不低于真空源的真空度，当待测真空腔侧吸气使其真空度升高时，单向膜片关闭封闭抽气孔。这样可以避免真空助力器内的真空度不足而导致刹车时真空助力系统失效，从而造成制动距离增加的问题。

作为优选，单向膜片的中央设有导向孔，所述单向膜片通过导向孔套设在凹腔的底部设置的导向柱上，所述的气嘴内腔中央还设有顶柱，顶柱上设有与导向柱对应的定位孔，所述导向柱的端部插设在定位孔内；凹腔为圆形，凹腔的腔底为内凹的球面结构，球面结构的外周设有凸环，所述的单向膜片呈圆形且其直径与凸环的内径相适配，所述的导向柱设置在腔底的中央，抽气孔环绕导向柱均匀布置在腔底的球面结构上。本实用新型凹腔的底部为球面结构，抽气孔设置在球面上，球面的外周设有圆形凸环，圆形单向膜片的直径与圆形凸环适配，导向柱配合定位孔起到导向作用，这样可以确保待测真空腔侧吸气时单向膜片封闭抽气孔，避免单向膜片偏移或搁置在凸环上而使抽气孔关闭不严，造成漏气。

作为优选，气嘴的连接段呈圆筒形，其外周面设有锯齿状防脱环；气嘴与凹腔连接的一端设有与凹腔适配的插套，所述气嘴通过插套插设在凹腔内，插套的后部设有凸圈，凸圈与凹腔的结合面上设有环状凸起，所述环状凸起的横截面为三角形。气嘴外周面的锯齿状防脱环可以保证与车身气管的过盈配合，保证装配后保持力；而凸圈与凹腔的结合面上的环状凸起，可以保证气嘴与真空度传感装置主壳体的焊接强度。

作为优选，上盖为开口向下的盒状结构，上腔的腔底边缘设有环绕腔底的环形凹槽，凹槽的宽度与上盖的侧壁厚度相适配，上盖的侧壁下部嵌设在所述的凹槽内，上盖的内侧壁上部设有上宽下窄的楔形块，楔形块的宽度小于上盖的边长。盒状结构的上盖与环形凹槽配合用于封闭上腔的上部开口；在上盖的内侧壁上部设置上宽下窄的楔形块，可以避免上盖变形，保证产品装配的一致性。

作为优选，上腔的环形凹槽内侧设有上、下两个整体呈环形的台阶，所述的外接引脚及固定引脚均设置在下台阶的台阶面上，所述PCB板的底面紧贴上台阶的台阶面设置，所述的密封垫设置在下台阶的围合区域内；下台阶的直立面上竖向设有若干条用于紧固密封垫的凸条，密封垫的外周设有与所述凸条对应的缺口。上台阶的台阶平面用于安装PCB板，由于PCB板的四周紧贴上台阶的台阶平面，因此保证了PCB板的四周在同一平面上，可以确保PCB板与引脚固定后的平面度。下台阶的围合区域内用于设置密封垫，而在下台阶的直立面上设置凸条，可以防止密封垫在下台阶的围合区域内移动，避免密封垫上的气流孔与通孔错位，造成通孔堵塞，从而影响真空度传感装置的可靠性。

作为优选，主壳体上靠近管接头一侧设有曲折气道，曲折气道的一端开口位于上腔内上台阶的台阶面上，曲折气道的另一端开口位于主壳体的外壁上，所述的曲折气道为两条，对称设置在管接头的两侧，PCB板上设有曲折气道开口的避让孔或避让缺口；曲折气道内靠近主壳体外壁处设有防尘透气柱塞。本实用新型在上腔的内部通过多次折弯（迷宫型）的曲折气道与外界大气连通，该曲折气道使外界水汽灰尘等不易进入上腔内，解决了现有技术的真空度传感器存在的外界水汽容易进入真空度传感器内部，影响真空度传感装置准确性的问题；此外还可以在曲折气道内靠近主壳体外壁的开口附近设置防尘透气柱塞（如纤维束等），从而进一步防止水汽及灰尘等进入上腔，确保上腔内部的清洁。

作为优选，上腔底部的隔板上凸设有环绕通孔的密封筋，所述的密封筋整体呈椭圆形，密封筋的横截面呈半圆形。密封筋的作用是对密封垫起到压缩作用，增强其密封性；若该处无密封筋，则很难保证密封垫与隔板之间的可靠密封，密封不良导致压力感应元件处容易出现漏气，严重影响真空度传感装置的准确性。

本实用新型的有益效果是：它有效地解决了现有技术的真空度传感器由于其结构不合理，存在外界水汽容易进入真空度传感器内部、密封不良造成压力感应元件处容易出现漏气，严重影响真空度传感器的准确性与可靠性的问题，本实用新型的真空度传感装置具有结构合理，准确性与可靠性高的特点，具有很高的实用价值。

附图说明

图1是本实用新型真空度传感装置的一种立体结构示意图；

图2是本实用新型真空度传感装置的一种分解结构示意图；

图3是本实用新型主壳体及气嘴的一种俯视结构示意图；

图4是本实用新型真空度传感装置的一种结构剖视图；

图5是本实用新型真空度传感装置凹腔的一种结构示意图；

图6是图3的A-A向剖视图；

图7是图3的B-B向剖视图；

图8是本实用新型气嘴的一种结构剖视图。

图中：1. 主壳体，2.下腔，3.上腔，4.输出接口，5.外接引脚，6.固定引脚，7.隔板，8.通孔，9.PCB板，10.压力感应元件，11.密封垫，12.气流孔，13.上盖，14.管接头，15.凹腔，16.抽气孔，17.气嘴，18.单向膜片，19.导向孔，20.导向柱，21.顶柱，22.定位孔，23.球面结构，24.凸环， 25.插套，26.凸圈，27.环状凸起，28.环形凹槽，29.楔形块，30.下台阶，31.上台阶，32.凸条，33.曲折气道，34.避让缺口，35.密封筋,36. 防脱环，37. 防尘透气柱塞。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。

实施例1

在如图1图2所示的实施例1中，一种真空度传感装置，包括主壳体1，所述主壳体内设有与待测真空腔连通的下腔2及与大气连通的上腔3，上腔整体呈矩形，上腔的一侧设有输出接口4，上腔内靠近所述输出接口的一侧设有三个外接引脚5（见图3），三个外接引脚分别为电源引脚、接地引脚及真空信号引脚。所述的外接引脚与输出接口电连接，上腔内远离输出接口的一侧设有两个固定引脚6，所述的下腔与上腔之间设有隔板7，隔板上设有连通下腔与上腔的通孔8，上腔底部的隔板上凸设有环绕通孔的密封筋35，所述的密封筋整体呈椭圆形，密封筋的横截面呈半圆形。通孔上方的上腔内设有PCB组件，所述PCB组件包括矩形PCB板9及安装在PCB板底面的压力感应元件10（见图4），所述PCB板上设有5个引脚固定孔，PCB板通过三个外接引脚及两个固定引脚固定在上腔内，所述压力感应元件通过矩形密封垫11紧贴在所述的隔板上，PCB板及密封垫中央均设有与所述通孔相对（同轴设置）的气流孔12。上腔的顶部设有封闭所述上腔的上盖13，所述的上盖为开口向下的矩形盒状结构，上腔的腔底边缘设有环绕腔底的环形凹槽28，凹槽的宽度与上盖的侧壁厚度相适配，上盖的侧壁下部嵌设在所述的凹槽内，上盖的四边内侧壁上部每边均设有一块上宽下窄的楔形块29，楔形块的宽度小于上盖的边长，所述下腔的开口一侧设有用于连接待测真空腔的管接头14。

下腔的外侧壁上还设有单向阀，所述单向阀包括设置在下腔外侧壁上的圆形凹腔15（见图5），凹腔的底部设有与下腔连通的抽气孔16，凹腔的开口处设有气嘴17，所述气嘴与抽气孔之间设有用于封闭抽气孔的单向膜片18。单向膜片的中央设有导向孔19，所述单向膜片通过导向孔套设在凹腔的底部设置的圆柱形导向柱20上，所述的气嘴内腔中央还设有顶柱21，顶柱上设有与导向柱对应的定位孔22，所述导向柱的端部插设在定位孔内。凹腔的腔底为内凹的球面结构23（见图7），球面结构的外周设有凸环24，所述的单向膜片呈圆形且其直径与凸环的内径相适配，所述的导向柱设置在腔底的中央，抽气孔为6个，环绕导向柱均匀布置在腔底的球面结构上。气嘴的连接段呈圆筒形，其外周面设有锯齿状防脱环36；气嘴与凹腔连接的一端设有与凹腔适配的插套25（见图8），所述气嘴通过插套插设在凹腔内，插套的后部设有凸圈26，凸圈与凹腔的结合面上设有环状凸起27，所述环状凸起的横截面为三角形，气嘴焊接在主壳体上。

上腔的环形凹槽内侧设有上、下两个整体呈环形的台阶，所述的外接引脚及固定引脚均设置在下台阶30的台阶面上，所述PCB板的底面紧贴上台阶31的台阶平面设置，密封垫设置在下台阶的矩形围合区域内；下台阶的两侧直立面上竖向各设有两条用于紧固密封垫的凸条32，密封垫的外周设有与所述凸条对应的缺口（图中未画出）。主壳体上靠近管接头一侧设有带有三个折弯的曲折气道33（见图6，图中仅画出一个折弯），曲折气道的一端开口位于上腔内上台阶的台阶面上，曲折气道的另一端开口位于主壳体的外壁上，所述的曲折气道为两条，对称设置在管接头的两侧，PCB板一端的两个角部设有曲折气道开口的避让缺口34。曲折气道内靠近主壳体外壁处设有防尘透气柱塞，所述的防尘透气柱塞37为柱状纤维束。

除上述实施例外，在本实用新型的权利要求书及说明书所公开的范围内，本实用新型的技术特征或技术数据可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施方式，这些本实用新型没有详细描述的实施方式是本领域技术人员无需创造性劳动就可以轻易实现的，因此这些未详细描述的实施方式也应视为本实用新型的具体实施例而在本实用新型的保护范围之内。

设计图

一种真空度传感装置论文和设计

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全文摘要

主设计要求

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设计说明书

设计图

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