專利名稱：空調(diào)冷媒電渦流傳感器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電渦流傳感器，特別的涉及汽車空調(diào)冷媒壓力測(cè)量的電渦流 傳感器裝置。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)目前生產(chǎn)用于汽車空調(diào)壓力測(cè)量的傳感器主要是電阻式和電容式。這
兩款傳感器在技術(shù)、工藝上已基本成熟，但沒(méi)有克服自己本身的缺陷電阻式壓 力傳感器的彈性元件只能是彈性模量較小的鋁合金，只能從彈性元件的加工精 度、膜片的制作工藝和貼片工藝來(lái)提高傳感器的測(cè)量精度，但提升的程度有限； 電容式傳感器的體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，但是測(cè)量的范圍小，測(cè)量值受到 介質(zhì)和電磁場(chǎng)的影響較大，在現(xiàn)場(chǎng)使用亦有困難，因此都不能滿足實(shí)際使用中對(duì) 惡劣的環(huán)境下保證精度、質(zhì)量和可靠性等性能的要求。
電渦流傳感器(eddy electric sensor簡(jiǎn)稱ECS)。它可以4巴位移、振幅、 厚度、尺寸、裂紋等參數(shù)變換成電量來(lái)進(jìn)行測(cè)量，并且具有測(cè)量線性范圍大，結(jié) 構(gòu)筒單，不受油污等介質(zhì)的影響，頻響寬，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。電渦流傳感器 用的最多的是兩個(gè)方面 一是用于測(cè)試儀器儀表，再就是用于監(jiān)測(cè)保護(hù)系統(tǒng)。國(guó) 外已用于汽輪機(jī)、空氣壓縮機(jī)等旋轉(zhuǎn)軸的徑向振動(dòng)測(cè)量與軸向位移測(cè)量，并用作 連續(xù)監(jiān)控裝置。國(guó)內(nèi)已研制成功了電渦流式位移振幅測(cè)量?jī)x和電廠汽輪機(jī)監(jiān)視用 位移計(jì)、偏心度計(jì)等。
目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的用于空調(diào)的壓力傳感器主要是電阻式和電容式，生產(chǎn)的電渦 流傳感器主要應(yīng)用振幅、旋轉(zhuǎn)軸的間隙測(cè)量等，但還未應(yīng)用到汽車空調(diào)冷媒壓力 測(cè)量的4貞i或。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的主要在于針對(duì)目前汽車空調(diào)冷媒壓力測(cè)量的傳感器一電 阻式和電容式一的缺陷，利用電渦流傳感器的優(yōu)勢(shì)，借鑒國(guó)內(nèi)外關(guān)于電渦流傳感 器、汽車空調(diào)壓力傳感器的相關(guān)產(chǎn)品和研究成果，提出一種全新的、測(cè)量精確、 適用可靠的空調(diào)冷媒電渦流傳感器裝置。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下
一種空調(diào)冷媒電渦流傳感器裝置，包括信號(hào)輸出件、信號(hào)檢測(cè)處理電路、電 磁電感線圈、彈性元件、封裝外殼、冷y泉導(dǎo)入閥，上述信號(hào)輸出件插針式連接在 信號(hào)檢測(cè)處理電路上方，電磁電感線圈焊接在信號(hào)檢測(cè)處理電路下方，彈性元件 環(huán)行機(jī)械連接在電磁電感線圈下方，上述彈性元件包括冷々某導(dǎo)入閥。
所述的信號(hào)檢測(cè)處理電路包含集成電路塊及其外圍電路，所述的外圍電路為 電感線圈、電阻和電容，所述的電容包括第一電容、第二電容、第三電容、第四 電容，所述的電感線圈與第一電容串聯(lián)并和集成電路塊的內(nèi)部電路通過(guò)其上的第 六管腳電連接構(gòu)成震蕩電路，；所述的第二電容置于集成電路塊的第六管腳與電 感線圈之間的連接電路上，；所述的電阻連接在集成電路塊的第五管腳和第三電 容之間的連接電路上；所述的第三電容一端接地，另一端接在電阻和第一電容之 間的連接電路上。
所述電磁電感線圈由半封閉磁環(huán)體和位于磁環(huán)體內(nèi)的電感線圈構(gòu)成。
所述的彈性元件包括膜片元件、焊接工藝帶和外接壓力輸入件，膜片元件和 外接壓力輸入件通過(guò)焊接工藝帶機(jī)械連接為 一體結(jié)構(gòu)，所述的外接壓力輸入件中 置有冷媒導(dǎo)入閥。
所述的電》茲電感線圈和彈性元件之間的間隙不大于0. 5mm。
所述空調(diào)冷媒導(dǎo)入閥上有3 - 5條均勻布的縫隙。本實(shí)用新型不僅能使空調(diào)電渦流冷媒傳感器在汽車空調(diào)壓力測(cè)量上發(fā)揮作 用，擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，更重要的是從電磁電感結(jié)構(gòu)、集成電路和整體的連接封裝 方面取得進(jìn)展?？照{(diào)冷媒電渦流傳感器在汽車空調(diào)壓力測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用，將更大 程度的改善汽車空調(diào)的性能，提高空調(diào)對(duì)壓力反應(yīng)的質(zhì)量，滿足人們對(duì)車內(nèi)環(huán)境 舒適度的要求，提高了人們的生活質(zhì)量。


圖l是本實(shí)用新型的整體裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是彈性元件結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是冷媒導(dǎo)入閥結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是電磁電感線圈結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是信號(hào)檢測(cè)處理電路圖。
具體實(shí)施方式
圖l是本實(shí)用新型的整體裝置結(jié)構(gòu)原理圖。主要包括信號(hào)輸出件l;信號(hào) 檢測(cè)處理電路2;電磁電感線圈3;彈性元件4;裝備封裝外殼5;冷媒導(dǎo)入閥6。
電渦流傳感器要達(dá)到的期望指標(biāo)為
供電電壓 供電電流 工作溫度 輸出負(fù)載 彈性位移 產(chǎn)品的整體長(zhǎng)度:
5 v土旭
7, 0 mA (Max) -5 ~ IO(TC
(波動(dòng)范圍在±5%以內(nèi)) 10 ± 5Nm < 52 mm
信號(hào)檢測(cè)處理電路2包含集成電路塊Ul及其外圍電路，信號(hào)檢測(cè)處理電路2上面置有包裹插針的信號(hào)輸出件1,信號(hào)檢測(cè)處理電路2下面采用兩個(gè)焊接頭 焊接電磁電感線圈3，使電磁電感線圈3和信號(hào)檢測(cè)處理電路2之間信號(hào)傳輸?shù)?保真度和接頭的阻抗與整個(gè)信號(hào)檢測(cè)處理電路2匹配；電》茲電感線圈3由半封閉 磁環(huán)體IO和電感線圈L構(gòu)成，電磁電感線圈3與其下面的彈性元件4采用環(huán)形 件機(jī)械連接，保證裝配后兩者相對(duì)位置的固定、同軸度和端面的平行度；
見(jiàn)圖2，彈性元件4包括冷媒導(dǎo)入閥6、膜片元件7、焊接工藝帶8和外接 壓力輸入件9，外接壓力輸入件9中置有冷媒導(dǎo)入閥6;冷媒導(dǎo)入閥6上有3 ~ 5 條均布縫隙，起到電阻式或電容式的小孔作用，并能使冷媒壓力均勻施加在膜片 元件7的彈性膜片上，使其形變均勻；裝配封裝外殼5，其作用是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行定 位封裝，在信號(hào)輸出件1、信號(hào)檢測(cè)處理電路2、電磁電感線圈3、彈性元件4 連接且位置固定后將其機(jī)械封裝為一體，還起到密封、抗干擾等保護(hù)作用。
圖4是電磁電感線圈結(jié)構(gòu)示意圖。將電感線圈L繞制安裝在半封閉磁環(huán)10 上。電渦流環(huán)的幾何尺寸為環(huán)的徑向厚度C= 0. 865Rb，環(huán)內(nèi)半r嚴(yán)O. 525Rb,環(huán) 的外半徑r。 =1.39Rb，其中Rb為傳感器線圈的外徑。本發(fā)明是針對(duì)小量程 壓力檢測(cè)，因此采用外徑小的線圈以提高靈敏度。技術(shù)方案中彈性元件和電感線 圈L之間的初始距離d-O. 2mm,電感線圈L截面形狀為矩形，由此可以推算出電 感線圈L的參數(shù)。以此參數(shù)為依據(jù)在電感線圈L繞制編程。電感線圈L的骨架采 用半封閉磁環(huán)的磁結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以很好的防止磁泄露、屏蔽外部干擾。將電 感線圈L做一些輔助處理安裝在磁鐵骨架上，測(cè)量修正其特性最后形成一個(gè)特殊 的電》茲電感結(jié)構(gòu)。
圖5是信號(hào)檢測(cè)處理電路圖。本實(shí)用新型釆用定頻調(diào)幅電路，由振蕩、檢波、 濾波和放大等電子線路組成。
信號(hào)檢測(cè)處理電路2上面置有包裹插針的信號(hào)輸出件1，采用插針進(jìn)行信號(hào) 的輸入輸出，信號(hào)檢測(cè)處理電路2下面采用兩個(gè)焊接頭焊接電感線圈L,使電感線圈L和信號(hào)檢測(cè)處理電路2之間信號(hào)傳輸?shù)谋Ｕ娑群徒宇^的阻抗與整個(gè)信號(hào)枱r 測(cè)處理電路2匹配，信號(hào)檢測(cè)處理電路2包含集成電路塊Ul及其外圍電路，外 圍電路為電感線圈L、電阻R和電容，電容包括第一電容CO、第二電容C1、第三 電容C2、第四電容C3，電感線圈L與第一電容CO串聯(lián)并和集成電路塊U1的內(nèi) 部電路通過(guò)其上的第六管腳連接構(gòu)成震蕩電路，產(chǎn)生正弦震蕩信號(hào)，使電磁電感 線圈L震蕩，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電容C1置于集成電路塊U1的第六管腳與電磁電 感線圏L之間的連接電路上，用于濾出集成電路塊U1內(nèi)部電路送出的正弦信號(hào) 中的雜波，電阻R連接在集成電路塊Ul的第五管腳和第一電容CO之間的連接電 路上，用于調(diào)節(jié)正弦信號(hào)的幅度，以滿足測(cè)量要求，第三電容C2—端接地，另 一端接在電阻R和第一電容CO之間的連接電路上，用于濾除接地干擾，第四電 容C3—端連接電壓為3. 3V直流電源，另一端接地，用于濾除電源干擾，保證集 成電路塊U1內(nèi)部電路的電源信號(hào)的純凈度。
集成電路塊U1的功能是接受外部信號(hào)，給電感線圈L一個(gè)震蕩激勵(lì)，測(cè)得線圈 的電壓信號(hào)并將其轉(zhuǎn)化為線性度較好的直流電壓信號(hào)輸出，集成電路塊U1有八個(gè) 管腳，分布于集成電路塊U1的兩邊，其中第一管腳為電壓信號(hào)輸入管腳，接電壓 為3. 3V的直流電源，為集成電路塊U1內(nèi)部電路提供所需電壓信號(hào)，第二管腳和第 三管腳為信號(hào)的輸出管腳OUT,測(cè)量電路測(cè)得的信號(hào)經(jīng)過(guò)集成電路塊U1內(nèi)部電路 處理轉(zhuǎn)化為電壓由管腳和管腳聯(lián)合輸出，第四管腳為接地GND管腳，作為集成電 路塊U1的負(fù)極，第五管腳接電阻R，第六管腳接第二電容C1，第七管腳和第八管 腳懸空。
第六管腳、第二電容C1、電感線圈L、第一電容CO、電阻R、第五管腳組成 恒定頻率的載波調(diào)幅式電渴流傳感部件，其工作原理是由第五管腳和第六管腳之
間提供一個(gè)頻率穩(wěn)定的高頻信號(hào)(晶體振蕩器)、激勵(lì)傳感器線圈L和并聯(lián)電容C 組成LC并聯(lián)回路，當(dāng)回路的固有頻率等于振蕩器的高頻信號(hào)頻率時(shí)，輸出的電壓U最大，并設(shè)為IW，而測(cè)量時(shí)，亦即被測(cè)體相對(duì)于空調(diào)冷媒電渦流傳感器移動(dòng)
時(shí)，由振蕩器產(chǎn)生的頻率為f的電壓加到LC并聯(lián)回路兩端，在LC并聯(lián)回路的兩
端輸出，當(dāng)被測(cè)體與空調(diào)冷媒電渦流傳感器之問(wèn)有相對(duì)位移時(shí)，空調(diào)冷媒電渦流
傳感器對(duì)恒定頻率的阻抗就會(huì)變化，從而使LC并聯(lián)回路的等效阻抗Z發(fā)生變化， 因而引起輸出電壓U的變化，這時(shí)載波的頻率仍保持不變，但幅值發(fā)生了變化， 空調(diào)冷媒電渦流傳感器等效阻抗發(fā)生變化，回路失諧，輸出電壓隨之變化，設(shè)計(jì) 中測(cè)量系統(tǒng)釆用3MHz的激勵(lì)頻率。
當(dāng)電渦流傳感器工作時(shí)，電源接通，電源信號(hào)通過(guò)信號(hào)輸出件1中的電源插 針和信號(hào)檢測(cè)處理電路2中的集成電路塊Ul的第一管腳進(jìn)入信號(hào)檢測(cè)處理電路 2，信號(hào)中雜波由第四電容C3濾除，集成電路塊Ul內(nèi)部的正弦電路通過(guò)集成電 路塊U1的第六管腳與電磁電感線圈3中的電感線圈L與第一電容C。串聯(lián)構(gòu)成震 蕩電路，電感線圈L在震蕩電路的作用下產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E。，并在彈性元件4 中的膜片元件7的彈性膜片上產(chǎn)生電渦流，空調(diào)冷J 某進(jìn)入外接壓力輸入件9，經(jīng) 過(guò)冷媒塑料導(dǎo)入閥6，到達(dá)彈性元件4中的膜片元件7的彈性膜片的受力面，彈 性膜片在空調(diào)冷媒壓力P的作用下產(chǎn)生彈性形變5 ，導(dǎo)致彈性元件4中的膜片元 件7的彈性膜片與電磁電感線圏3的端面之間的距離d發(fā)生變化Ad，彈性膜片 中的電渦流反作用于電感線圈L，在電感線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E"測(cè)量電路測(cè) 得電感線圈L中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的變化AE二E。-E,，經(jīng)過(guò)集成電路塊U1內(nèi)部處理電路 的處理轉(zhuǎn)化為電壓并由第二管腳和第三管腳耳關(guān)合輸出，由信號(hào)輸出件1的輸出插 針進(jìn)行對(duì)外輸出。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型的空調(diào)冷媒電渦流傳感器裝置， 進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這 些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型 也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種空調(diào)冷媒電渦流傳感器裝置，包括信號(hào)輸出件(1)、信號(hào)檢測(cè)處理電路(2)、電磁電感線圈(3)、彈性元件(4)、封裝外殼(5)、冷媒導(dǎo)入閥(6)，其特征是上述信號(hào)輸出件(1)插針式連接在信號(hào)檢測(cè)處理電路(2)上方，電磁電感線圈(3)焊接在信號(hào)檢測(cè)處理電路下方，彈性元件(4)環(huán)行機(jī)械連接在電磁電感線圈下方，上述彈性元件包括冷媒導(dǎo)入閥(6)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空調(diào)冷媒電渦流傳感器裝置，其特征是所 述的信號(hào)檢測(cè)處理電路(2)包含集成電路塊及其外圍電路，所述的外圍電路為 電感線圈、電阻和電容，所述的電容包括第一電容、第二電容、第三電容、第四 電容，所述的電感線圈與第一電容串聯(lián)并和集成電路塊的內(nèi)部電路通過(guò)其上的第 六管腳電連接構(gòu)成震蕩電路；所述的第二電容置于集成電路塊的第六管腳與電 感線圈之間的連接電路上；所述的電阻連接在集成電路塊的第五管腳和第三電 容之間的連接電路上；所述的第三電容一端接地，另一端接在電阻和第一電容之 間的連接電路上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空調(diào)冷J 某電渦流傳感器裝置，其特征是所 述電磁電感線圈(3)由半封閉磁環(huán)體(10)和位于磁環(huán)體內(nèi)的電感線圈構(gòu)成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空調(diào)冷媒電渦流傳感器裝置，其特征是所 述的彈性元件(4 )包括膜片元件(7 )、焊接工藝帶(8 )和外接壓力輸入件(9 )， 膜片元件(7)和外接壓力輸入件(9)通過(guò)焊接工藝帶(8)機(jī)械連接為一體結(jié) 構(gòu)，所述的外接壓力輸入件(9)中置有冷媒導(dǎo)入閥(6)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空調(diào)冷媒電渦流傳感器裝置，其特征是所 述的電^f茲電感線圈(3)和彈性元件(4)之間的間隙不大于0. 5mm。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種空調(diào)冷媒電渦流傳感器裝置，其特征是空 調(diào)冷媒導(dǎo)入閥(6 )上有3 - 5條均勻布的縫隙。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電渦流傳感器，特別的涉及汽車空調(diào)冷媒壓力測(cè)量的電渦流傳感器裝置。本實(shí)用新型的目的主要在于針對(duì)目前汽車空調(diào)冷媒壓力測(cè)量的傳感器—電阻式和電容式—的缺陷，利用電渦流傳感器的優(yōu)勢(shì)，借鑒國(guó)內(nèi)外關(guān)于電渦流傳感器、汽車空調(diào)壓力傳感器的相關(guān)產(chǎn)品和研究成果，提出一種全新的、測(cè)量精確、適用可靠的空調(diào)冷媒電渦流傳感器裝置。一種空調(diào)冷媒電渦流傳感器裝置，包括信號(hào)輸出件、信號(hào)檢測(cè)處理電路、電磁電感線圈、彈性元件、封裝外殼、冷媒導(dǎo)入閥，上述信號(hào)輸出件插針式連接在信號(hào)檢測(cè)處理電路上方，電磁電感線圈焊接在信號(hào)檢測(cè)處理電路下方，彈性元件環(huán)行機(jī)械連接在電磁電感線圈下方，上述彈性元件包括冷媒導(dǎo)入閥。
文檔編號(hào)G01L9/00GK201229216SQ20082004197
公開(kāi)日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2008年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月5日
發(fā)明者鋒 韓 申請(qǐng)人:常州機(jī)械電子工程研究所