專利名稱：壓差傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及用于對壓差超過閾值進行預(yù)警的傳感器，具體地，涉及用于對過濾產(chǎn)品以及低壓油路(壓力在IMPa以下)的壓差超過閾值進行預(yù)警的傳感器，尤其涉及用于對車輛濾清器的壽命進行預(yù)警的壓差傳感器。
背景技術(shù)：
在油路系統(tǒng)中，對于油路流阻會有一定要求，流阻過大會對系統(tǒng)造成重大影響。在低壓油路中，由于使用中的雜質(zhì)累積或堵塞，會造成油路的流阻變大、同時壓降變大。因此， 在低壓油路中可根據(jù)壓差變化來判斷流體通道部件是否在正常狀況下工作或者是否超出使用壽命。尤其是在汽車濾清器領(lǐng)域(不局限于此)，可通過檢測其進油和出油的壓差變化來對其使用壽命進行預(yù)警。常用的壓差傳感器有電容式壓差傳感器、陶瓷壓差傳感器、擴散硅壓差傳感器。然而，這些傳感器均為模擬量輸出，一般要通過AD采集和二次開發(fā)才能指示壓差值，并且其制作工藝復雜、成本高。此外，這些傳感器易受溫度影響，不適合汽車低壓油路使用。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種對壓差超過閾值進行預(yù)警的傳感器。該壓差傳感器利用簡單的機械結(jié)構(gòu)作為觸發(fā)機構(gòu)，能可靠地輸出簡單易處理的開關(guān)信號，適用于汽車低壓油路(以及其他低壓油路)。本實用新型的目的通過如下壓差傳感器實現(xiàn)該壓差傳感器包括一個壓力開關(guān)、 一個用于與油路的低壓端連通的第一接口和一個用于與油路的高壓端連通的第二接口，所述壓力開關(guān)包括一個殼體；一個設(shè)有開關(guān)觸點和觸發(fā)表面的固定構(gòu)件；一個滑動構(gòu)件，其能夠在所述殼體內(nèi)的壓差作用下相對于所述固定構(gòu)件移動；一個彈性隔膜，其設(shè)置在所述滑動構(gòu)件的一側(cè)，用于密封地將所述殼體分隔為低壓腔和高壓腔；一個彈簧，其預(yù)拉伸或預(yù)壓縮地鄰近于所述滑動構(gòu)件設(shè)置并朝向遠離開關(guān)觸點的方向偏壓所述滑動構(gòu)件；以及，一個用于滑動構(gòu)件的限位件，所述彈簧和所述限位件協(xié)同作用使得在初始狀態(tài)所述滑動構(gòu)件的觸動面與所述固定構(gòu)件的觸發(fā)表面以第一預(yù)定距離間隔開，隨著所述殼體的低壓腔的壓力降低，所述滑動構(gòu)件的觸動面移動抵靠所述固定構(gòu)件的開關(guān)觸點，并且在所述開關(guān)觸點朝向所述固定構(gòu)件的觸發(fā)表面移動一個第二預(yù)定距離時該壓力開關(guān)在其信號輸出端輸出一個信號，其中所述第二預(yù)定距離小于等于所述第一預(yù)定距離。在一個優(yōu)選實施方案中，在所述滑動構(gòu)件的另一側(cè)，設(shè)有另一個彈性隔膜。在該實施方案中，兩個彈性隔膜可將所述滑動構(gòu)件分別與所述低壓腔和所述高壓腔分隔開，使得所述滑動構(gòu)件在相對于所述固定構(gòu)件移動時不接觸所述油路中的油，從而減小阻力或磨損或腐蝕、增加其使用壽命。在一個優(yōu)選實施方案中，所述彈簧被預(yù)壓縮地設(shè)置在所述滑動構(gòu)件的靠近低壓腔的那一側(cè)。在另一個優(yōu)選實施方案中，所述彈簧被預(yù)拉伸地設(shè)置在所述滑動構(gòu)件的靠近高壓腔的那一側(cè)。在一個優(yōu)選實施方案中，所述彈性隔膜設(shè)有密封圈以改善密封性。在一個優(yōu)選實施方案中，所述彈性隔膜的面積在12-16平方厘米范圍內(nèi)。由于同一流體內(nèi)部壓強處處相等，并且根據(jù)公式F = P*S可知，在流體運動狀態(tài)確定后，流體內(nèi)部壓強P也基本確定，因此，通過適當增大彈性隔膜的面積S的值，可提高傳感精度。根據(jù)本實用新型，當所述彈性隔膜的面積在12-16平方厘米的范圍內(nèi)，尤其適用于汽車低壓油路。在一個優(yōu)選實施方案中，所述滑動構(gòu)件包括一個滑塊和一個滑桿。根據(jù)裝配或者特定幾何結(jié)構(gòu)的需要，所述滑塊和所述滑桿可以是分立的部件，或者所述滑塊和滑桿可以是一體形成的部件。在一個優(yōu)選實施方案中，所述低壓腔和高壓腔包括耐柴油腐蝕的材料。在該情況下，尤其有利于提高該壓差傳感器的使用壽命。在一個優(yōu)選實施方案中，所述限位件是設(shè)置在所述滑動構(gòu)件的靠近高壓腔的那一側(cè)的堵頭。在一個優(yōu)選實施方案中，所述第二預(yù)定距離等于所述第一預(yù)定距離。
下面參考附圖對本實用新型的各實施方案進行描述，所述實施方案僅僅是對本實用新型的示例性說明，并不旨在限制本實用新型的范圍。在各個附圖中，相同的參考標記表示相同或相似的部件。附圖中圖1是根據(jù)本實用新型的一個實施方案的壓差傳感器的示意性立體圖；圖2是根據(jù)本實用新型的一個實施方案的壓力開關(guān)的示意性截面圖。
具體實施方式
圖1示意性示出了根據(jù)本實用新型的一個實施方案的壓差傳感器10。該壓差傳感器10具有一個壓力開關(guān)3、一個用于與油路的低壓端(例如汽車濾清器的出油口)連通的第一接口 1和一個用于與油路的高壓端(例如汽車濾清器的進油口)連通的第二接口 2。 該壓差傳感器10還具有信號輸出端4，用于輸出預(yù)警信號的線纜5從該信號輸出端4伸出， 連接至系統(tǒng)控制器(例如汽車的E⑶，此處未示出)。圖2示意性示出了根據(jù)本實用新型的一個實施方案的壓力開關(guān)3的截面圖。該壓力開關(guān)3包括一個殼體8，殼體8中固定有一個設(shè)有開關(guān)觸點52和觸發(fā)表面58的固定構(gòu)件 51。開關(guān)觸點52設(shè)置在觸發(fā)表面58上，并且開關(guān)觸點52可以被壓入觸發(fā)表面58 (諸如本領(lǐng)域中常見的按鈕開關(guān))?；瑒訕?gòu)件可在所述殼體8內(nèi)的壓差作用下相對于固定構(gòu)件51移動。滑動構(gòu)件具有觸動面55，當觸動面55移動抵靠固定構(gòu)件51的開關(guān)觸點52并將該開關(guān)觸點52壓入觸發(fā)表面58 —預(yù)定距離時，該壓力開關(guān)3可通過信號輸出端4輸出一個信號 (例如用于預(yù)警的開關(guān)信號)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，該預(yù)定距離可以等于初始狀態(tài)下觸動面55和觸發(fā)表面58之間的第一預(yù)定距離Δ 1，也可以小于該第一預(yù)定距離Δ1，例如第二預(yù)定距離△ 1’(圖2所示)。在一個實施方案中，滑動構(gòu)件由滑塊M和滑桿53構(gòu)成， 滑塊M設(shè)有觸動面陽用于與開關(guān)觸點52接觸，滑桿53抵靠滑塊M用于力傳遞。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易理解，所述滑桿53和滑塊M也可以是整體形成的一體式部件。盡管在圖2中滑桿53具有“T”形截面，滑塊M具有“C”形截面，應(yīng)理解，滑桿53和滑塊M可具有矩形截面或具有其他任意合適的截面。在一個實施方案中，在滑動構(gòu)件的一側(cè)設(shè)有一個彈性隔膜61，用于密封地將所述殼體8分隔為低壓腔11和高壓腔12，其中低壓腔11與第一接口 1連通，高壓腔12與第二接口 2連通。在另一個實施方案中，在滑動構(gòu)件的另一側(cè)設(shè)有一個彈性隔膜61’，用于密封地將所述殼體8分隔為低壓腔11和高壓腔12。在又一優(yōu)選實施方案中，在滑動構(gòu)件的兩側(cè)各設(shè)有一個彈性隔膜。在該情況下，兩個彈性隔膜61和61’可將所述滑動構(gòu)件分別與所述低壓腔11和所述高壓腔12分隔開，使得所述滑動構(gòu)件在相對于所述固定構(gòu)件移動時不接觸所述油路中的油，從而減小阻力或磨損或腐蝕、增加其使用壽命。所述彈性隔膜61和61’ 優(yōu)選地設(shè)有密封圈62和62’，以改善密封性。在一個優(yōu)選實施方案中，所述低壓腔11和高壓腔12包括耐柴油腐蝕的材料。在該情況下，尤其有利于提高該壓差傳感器的使用壽命。該壓力開關(guān)3還包括一個彈簧4，其預(yù)拉伸或預(yù)壓縮地設(shè)置在所述滑動構(gòu)件的一側(cè)并朝向遠離開關(guān)觸點52的方向偏壓所述滑動構(gòu)件。在一個實施方案中，所述彈簧4被預(yù)壓縮地設(shè)置在所述滑動構(gòu)件的靠近低壓腔11的那一側(cè)，如圖2所示。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，所述彈簧4也可被預(yù)拉伸地設(shè)置在所述滑動構(gòu)件的靠近高壓腔12的那一側(cè)(未示出)，而實現(xiàn)同樣的作用。該壓力開關(guān)3還具有一個用于滑動構(gòu)件的限位件，所述彈簧和所述限位件協(xié)同作用使得在初始狀態(tài)所述滑動構(gòu)件的觸動面陽與所述固定構(gòu)件51的觸發(fā)表面58以第一預(yù)定距離Δ1間隔開。在一個實施方案中，所述限位件是設(shè)置在所述滑動構(gòu)件的靠近高壓腔12的那一側(cè)的堵頭7。盡管如此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，任意其他合適的限位件顯然可用于此處實現(xiàn)同樣的作用。下面參照圖2的實施方案描述本實用新型的壓力開關(guān)3的工作原理。在初始狀態(tài)下(如圖幻，彈簧4被預(yù)壓縮地抵靠在滑動構(gòu)件上，在彈簧4和堵頭7的協(xié)同作用下，滑塊 54的觸動面55與固定構(gòu)件51的觸發(fā)表面58間隔第一預(yù)定距離△ 1。隨著油路系統(tǒng)的使用，由于雜質(zhì)的累積和堆堵，所以流阻增大，油路低壓端的壓力降低(即低壓腔11的壓力降低)，壓差增大。由于低壓腔11的壓力降低，高壓腔12的壓力幾乎不變，因此，高壓腔12施加至滑動構(gòu)件的壓力大于低壓腔11和彈簧4施加至滑動構(gòu)件的壓力，使得滑動構(gòu)件沿箭頭 A的方向移動。隨著滑動構(gòu)件沿方向A的移動，彈簧4被進一步壓縮，(根據(jù)F = C* Δ χ，其中C是彈簧常數(shù)，Δ χ是彈簧被壓縮的距離，由于Δ χ進一步增大)彈簧4向滑動構(gòu)件施加的壓力增大，使滑動構(gòu)件再次保持平衡。以此類推，直至低壓腔11的壓力進一步下降使得低壓腔11和高壓腔12之間的壓差達到一個預(yù)定的閾值ΔΡ時，固定構(gòu)件51的開關(guān)觸點52 朝向固定構(gòu)件51的觸發(fā)表面58移動一個第二預(yù)定距離Δ1’(在一些實施方案中Δ1’小于Δ1，在另一些實施方案中Δ1’等于Δ 1)，由此觸發(fā)例如一個開關(guān)電路(未示出)，并輸出一個開關(guān)信號。在不同的應(yīng)用中，根據(jù)實際情況可設(shè)置不同的預(yù)定壓差閾值ΔΡ。根據(jù)公式AP*S= AF= Δ 1*C(其中，S是彈性隔膜的面積、C是彈簧常數(shù)、ΔF是力的變化、Δ 1 是觸動面和觸發(fā)表面之間的預(yù)定間距)，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，可選擇不同的預(yù)定間距 Δ 1 (或Δ 1’)、和/或彈簧常數(shù)C、和/或彈性隔膜的面積S (應(yīng)理解，彈性隔膜62和62’ 可具有相同或不同的面積)來設(shè)置不同的預(yù)定壓差閾值ΔΡ，滿足實際應(yīng)用的需求。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，盡管沒有示出，在所述彈簧4被預(yù)拉伸地設(shè)置在所述滑動構(gòu)件的靠近高壓腔12的那一側(cè)的情況下也可類似地實現(xiàn)同樣的作用。
5[0023]在使用中流體運動狀態(tài)確定后，流體內(nèi)部壓強P也基本確定，根據(jù)公式F = P*S可知，通過適當增大彈性隔膜的面積S，可提高壓差傳感器的精度。根據(jù)本實用新型，當所述彈性隔膜的面積在12-16平方厘米的范圍內(nèi)，尤其適用于汽車低壓油路。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易理解，在本實用新型的一個實施方案中所描述的一個或多個特征可以與本實用新型的其他實施方案中的一個或多個特征結(jié)合使用。上述具體實施方案并不限制本實用新型的保護范圍。此外，本申請的說明書或權(quán)利要求書中的“第一”、 “第二”......僅表示對多個同類技術(shù)特征的逐一區(qū)分，不表示包括排序等其他意義。
權(quán)利要求1.一種壓差傳感器，其特征在于，該壓差傳感器包括一個壓力開關(guān)、一個用于與油路的低壓端連通的第一接口和一個用于與油路的高壓端連通的第二接口，所述壓力開關(guān)包括一個殼體；一個設(shè)有開關(guān)觸點和觸發(fā)表面的固定構(gòu)件；一個滑動構(gòu)件，其能夠在所述殼體內(nèi)的壓差作用下相對于所述固定構(gòu)件移動； 一個彈性隔膜，其設(shè)置在所述滑動構(gòu)件的一側(cè)，用于密封地將所述殼體分隔為低壓腔和高壓腔；一個彈簧，其預(yù)拉伸或預(yù)壓縮地鄰近于所述滑動構(gòu)件設(shè)置并朝向遠離開關(guān)觸點的方向偏壓所述滑動構(gòu)件；以及，一個用于滑動構(gòu)件的限位件，所述彈簧和所述限位件協(xié)同作用使得在初始狀態(tài)所述滑動構(gòu)件的觸動面與所述固定構(gòu)件的觸發(fā)表面以第一預(yù)定距離間隔開，隨著所述殼體的低壓腔的壓力降低，所述滑動構(gòu)件的觸動面移動抵靠所述固定構(gòu)件的開關(guān)觸點，并且在所述開關(guān)觸點朝向所述固定構(gòu)件的觸發(fā)表面移動一個第二預(yù)定距離時該壓力開關(guān)在其信號輸出端輸出一個信號，其中所述第二預(yù)定距離小于等于所述第一預(yù)定距1 O
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓差傳感器，其特征在于，在所述滑動構(gòu)件設(shè)有上述彈性隔膜的那一側(cè)相反的另一側(cè)，設(shè)有另一個彈性隔膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓差傳感器，其特征在于，所述彈簧被預(yù)壓縮地設(shè)置在所述滑動構(gòu)件的靠近低壓腔的那一側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓差傳感器，其特征在于，所述彈簧被預(yù)拉伸地設(shè)置在所述滑動構(gòu)件的靠近高壓腔的那一側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓差傳感器，其特征在于，所述彈性隔膜設(shè)有密封圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓差傳感器，其特征在于，所述彈性隔膜的面積在12-16平方厘米的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓差傳感器，其特征在于，所述滑動構(gòu)件包括一個滑塊和一個滑桿，其中所述滑塊和所述滑桿是分立的部件，或者所述滑塊和滑桿是一體形成的部件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓差傳感器，其特征在于，所述低壓腔和高壓腔包括耐柴油腐蝕的材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓差傳感器，其特征在于，所述限位件是設(shè)置在所述滑動構(gòu)件的靠近高壓腔的那一側(cè)的堵頭。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓差傳感器，其特征在于，所述第二預(yù)定距離等于所述第一預(yù)定距離。
專利摘要一種壓差傳感器，其包括壓力開關(guān)、第一接口和第二接口，壓力開關(guān)包括殼體；設(shè)有開關(guān)觸點和觸發(fā)表面的固定構(gòu)件；能夠相對于固定構(gòu)件移動的滑動構(gòu)件；設(shè)置在滑動構(gòu)件的一側(cè)彈性隔膜，將殼體分隔為低壓腔和高壓腔；彈簧，其預(yù)拉伸或預(yù)壓縮地鄰近于滑動構(gòu)件設(shè)置并朝向遠離開關(guān)觸點的方向偏壓滑動構(gòu)件；以及，用于滑動構(gòu)件的限位件，彈簧和限位件協(xié)同作用使得在初始狀態(tài)滑動構(gòu)件的觸動面與觸發(fā)表面以第一預(yù)定距離間隔開，隨著殼體的低壓腔的壓力降低，滑動構(gòu)件的觸動面移動抵靠固定構(gòu)件的開關(guān)觸點，并且在所述開關(guān)觸點朝向所述固定構(gòu)件的觸發(fā)表面移動第二預(yù)定距離時該壓力開關(guān)在其信號輸出端輸出一個信號，其中第二預(yù)定距離小于等于第一預(yù)定距離。
文檔編號G01L13/02GK202177483SQ201120224178
公開日2012年3月28日 申請日期2011年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月29日
發(fā)明者易善國, 林健鵬 申請人:合肥威爾燃油系統(tǒng)有限責任公司