專利名稱：傳感器芯體的封裝結(jié)構(gòu)及芯體和傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于測(cè)量領(lǐng)域，尤其涉及一種傳感器芯體的封裝結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還涉及具有這種封裝結(jié)構(gòu)的傳感器芯體以及具有這種芯體的傳感器。
背景技術(shù)：
傳感器廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、鉆探、測(cè)井等領(lǐng)域，用于將所測(cè)量或感知的信息傳遞給其它部件。傳感器芯體的封裝結(jié)構(gòu)有很多種。公開號(hào)為CN2830274Y的中國(guó)專利公開中的壓力傳感器的限制元件，位于壓力元件和流體入口通道之間的室內(nèi)，是焊接支撐元件的整體部分。該限制元件包括帶有噴嘴的蓋，限制元件安裝在壓力元件上，形成密封隔膜前方的阻尼室。該限制元件設(shè)置噴嘴，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，制造成本高。公開號(hào)為CN201808958U的中國(guó)專利中的壓力傳感器的封裝結(jié)構(gòu)具有封裝殼體和傳感器外殼，封裝殼體底部有一個(gè)通孔，封裝殼體的側(cè)壁與傳感器外殼的內(nèi)壁之間有一定間隙，并形成第一間隙，封裝殼體的底部與傳感器外殼的底部之間形成第二間隙。封裝殼體底部的通孔與傳感器接管的流體入口通道相對(duì)，流體通過(guò)該通孔直接沖擊位于封裝殼體內(nèi)的傳感器芯體，這不但影響測(cè)量精度，還使傳感器芯體容易損壞。這些傳感器的封裝結(jié)構(gòu)在實(shí)踐和應(yīng)用中存在一些明顯的缺點(diǎn)，如:結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高、測(cè)量精度低、容易損壞等。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的傳感器的封裝結(jié)構(gòu)的上述缺陷，本發(fā)明的第一個(gè)方面提供一種傳感器芯體的封裝結(jié)構(gòu)。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的傳感器芯體的封裝結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案是:
一種傳感器芯體的封裝結(jié)構(gòu)，具有封裝殼體和傳感器外殼，封裝殼體位于傳感器外殼
內(nèi)，傳感器芯體設(shè)置在封裝殼體內(nèi)；封裝殼體的側(cè)壁與傳感器外殼的內(nèi)壁之間形成第一間隙，封裝殼體的底部與傳感器外殼的底部之間形成第二間隙，封裝殼體的側(cè)壁有一個(gè)或多個(gè)通孔。優(yōu)選的是，封裝殼體的側(cè)壁與傳感器外殼的內(nèi)壁之間形成的第一間隙的單邊距離小于所述通孔的當(dāng)量孔徑。其作用是節(jié)流，防止流體沖擊芯體。優(yōu)選的是，封裝殼體的側(cè)壁與傳感器外殼的內(nèi)壁之間形成的第一間隙的當(dāng)量流通面積小于所述通孔的當(dāng)量面積。這樣具有更大的節(jié)流作用，可更好地防止流體沖擊芯體。優(yōu)選的是，所述通孔為兩個(gè)或多個(gè)，呈均勻分布狀態(tài)。這樣，流體能夠均勻進(jìn)出，在當(dāng)量面積相等的情況下，相對(duì)于I個(gè)通孔，能進(jìn)一步降低沖擊。為使間隙內(nèi)壓力迅速達(dá)到平衡，最佳通孔數(shù)為對(duì)稱的2個(gè)或4個(gè)。優(yōu)選的是，傳感器外殼下部設(shè)量臺(tái)階，該量臺(tái)階平面與封裝殼體的底面之間形成第三間隙，其作用是降低流體沖擊。優(yōu)選的是，所述第三間隙的當(dāng)量流通面積不大于所述通孔的當(dāng)量面積。
優(yōu)選的是，封裝殼體為絕緣材料。優(yōu)選的是，第一間隙為2mm以上，兼顧絕緣性能。優(yōu)選的是，第二間隙為2mnT5mm，兼顧絕緣性能和流通性能。優(yōu)選的是，傳感器接管位于傳感器外殼的下部，與傳感器外殼相連接。優(yōu)選的是，第一間隙和第二間隙與傳感器接管相互導(dǎo)通。優(yōu)選的是,傳感器芯體通過(guò)感應(yīng)臺(tái)座安裝在封裝殼體內(nèi)。優(yōu)選的是，傳感器外殼內(nèi)具有止擋部，用于固定所述感應(yīng)臺(tái)座。優(yōu)選的是，所述止擋部為設(shè)置在所述傳感器外殼上的凸緣，用于對(duì)感應(yīng)臺(tái)座進(jìn)行固定限位。優(yōu)選的是，所述固定限位為鉚壓固定限位。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，這里可以用其它方式代替鉚壓，如傳感器使用額定壓力小，可直接采用膠固定；如傳感器使用額定壓力較大，可使用帶外螺紋的感應(yīng)臺(tái)座和帶內(nèi)螺紋的傳感器外殼內(nèi)壁，進(jìn)行螺紋連接。優(yōu)選的是，凸緣設(shè)置在傳感器外殼的內(nèi)壁上，通過(guò)位于感應(yīng)臺(tái)座圓周的定位臺(tái)階對(duì)感應(yīng)臺(tái)座進(jìn)行鉚壓固定限位。優(yōu)選的是,定位臺(tái)階與感應(yīng)臺(tái)座一體成型,例如,一體鑄造或者焊接成一體。更優(yōu)選的是,定位臺(tái)階與感應(yīng)臺(tái)座通過(guò)激光焊接工藝一體成型。優(yōu)選的是，傳感器外殼的內(nèi)壁具有凸緣臺(tái)階，凸緣位于該凸緣臺(tái)階處，并且，凸緣與傳感器外殼內(nèi)壁的凸緣臺(tái)階一體成型，也可以通過(guò)焊接形成一體。更優(yōu)選的是，傳感器外殼內(nèi)壁上的凸緣與傳感器外殼內(nèi)壁上的凸緣臺(tái)階通過(guò)鑄造一體成型，例如通過(guò)真空消失模鑄工藝一體成型，也可通過(guò)數(shù)控車床一次加工成型。本發(fā)明的第二方面涉及一種傳感器芯體，其采用上述任一種封裝結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的第三方面涉及一種傳感器，其具有上述傳感器芯體。閱讀了上述發(fā)明內(nèi)容部分后，本領(lǐng)域技術(shù)人員不難看出，按照本發(fā)明的傳感器芯體的封裝結(jié)構(gòu)不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便、制作成本低，而且安裝、維護(hù)方便，質(zhì)量可靠。尤其是通孔設(shè)置在封裝殼體的側(cè)壁上，這樣，來(lái)自傳感器接管的流體不直接沖擊傳感器芯體，而是先后經(jīng)過(guò)第二間隙、第一間隙、封裝殼體側(cè)壁的通孔后，到達(dá)位于封裝殼體內(nèi)的傳感器芯體，流體流速降低，傳感器芯體不會(huì)因流體的沖擊而損壞，并且測(cè)量精度得到提高。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是具有本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)的傳感器的一優(yōu)選實(shí)施例的整體剖視圖。圖2是圖1中的封裝結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖3是圖1中的封裝結(jié)構(gòu)的主視圖。圖中:1、傳感器芯體；2、感應(yīng)臺(tái)座；3、凸緣；4、感應(yīng)臺(tái)座和封裝殼體連接處；5、通孔；6、第一間隙；7、封裝殼體；8、傳感器外殼；9、第二間隙；10、傳感器接管；11、定位臺(tái)階；12、量臺(tái)階。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明的傳感器芯體的封裝結(jié)構(gòu)與傳感器接管10相連接，構(gòu)成用于測(cè)量壓力、溫度、流速等物理量的傳感器。
本發(fā)明的傳感器芯體的封裝結(jié)構(gòu)具有封裝殼體7和傳感器外殼8,封裝殼體7位于傳感器外殼8內(nèi)，傳感器芯體I設(shè)置在封裝殼體7內(nèi)。封裝殼體7的側(cè)壁與傳感器外殼8的內(nèi)壁之間形成第一間隙6,其通常在2mm以上,例如2 IOmm,這樣,第一間隙6是一個(gè)圓柱環(huán)形的間隙，其高度基本等于封裝殼體7側(cè)壁的高度。封裝殼體7的底部與傳感器外殼8的底部之間形成第二間隙9，這樣，第二間隙9是一個(gè)圓柱形的間隙，其通常在2_ 5_之間。封裝殼體7的側(cè)壁有一個(gè)或多個(gè)通孔5，用于使來(lái)自傳感器接管10的流體流入封裝殼體7內(nèi)部，到達(dá)位于封裝殼體7內(nèi)的傳感器芯體I,以便對(duì)該流體的壓力、溫度、流速等物理量進(jìn)行測(cè)量。為使間隙內(nèi)壓力迅速達(dá)到平衡，最佳通孔數(shù)為對(duì)稱的2個(gè)或4個(gè)。傳感器接管10位于傳感器外殼8的下部,與傳感器外殼8相連接。第一間隙6和第二間隙9與傳感器接管10相互導(dǎo)通，使流體先后經(jīng)傳感器接管
10、第二間隙9、第一間隙6流到封裝殼體7側(cè)壁上的通孔5。傳感器芯體I通過(guò)感應(yīng)臺(tái)座2安裝在封裝殼體7內(nèi)，感應(yīng)臺(tái)座2位于封裝殼體7上。傳感器外殼8內(nèi)具有止擋部，用于固定所述感應(yīng)臺(tái)座2。所述止擋部為設(shè)置在所述傳感器外殼8上的凸緣3，用于對(duì)感應(yīng)臺(tái)座2進(jìn)行鉚壓固定限位。凸緣3設(shè)置在傳感器外殼8的內(nèi)壁上，通過(guò)位于感應(yīng)臺(tái)座2圓周的定位臺(tái)階11對(duì)感應(yīng)臺(tái)座2進(jìn)行鉚壓固定限位。感應(yīng)臺(tái)座2的內(nèi)徑小于封裝殼體7的內(nèi)徑,定位臺(tái)階11的外徑大于封裝殼體7的外徑。封裝殼體7的側(cè)壁與傳感器外殼8的內(nèi)壁之間形成的第一間隙6的單邊距離小于所述通孔5的當(dāng)量孔徑，其作用是節(jié)流，防止流體沖擊芯體。封裝殼體7的側(cè)壁與傳感器外殼8的內(nèi)壁之間形成的第一間隙6的當(dāng)量流通面積小于所述通孔5的當(dāng)量面積，這樣具有更大的節(jié)流作用，可更好地防止流體沖擊芯體。。封裝殼體的底部與傳感器外殼的底部之間形成第二間隙的作用是，流體先沖擊封裝殼體的底部，降低動(dòng)能，當(dāng)流體進(jìn)入封裝殼體的側(cè)壁與傳感器外殼的內(nèi)壁之間形成的第一間隙時(shí)，降低了沖擊動(dòng)能。傳感器外殼8下部設(shè)量臺(tái)階12，該量臺(tái)階12平面與封裝殼體7的底部之間形成第三間隙，其作用是降低流體沖擊。所述第三間隙的當(dāng)量流通面積不大于所述通孔的當(dāng)量面積。封裝殼體7為絕緣材料，可采用本領(lǐng)域公知的絕緣材料，如陶瓷、塑料等。圖2是本發(fā)明的傳感器芯體的封裝結(jié)構(gòu)的剖視圖，圖3是本發(fā)明的傳感器芯體的封裝結(jié)構(gòu)的主視圖，從圖2、圖3可以更清楚地看出該封裝結(jié)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的傳感器芯體的封裝結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案的范疇包含了上述各部分的任意組合。上述實(shí)施例為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。與任何發(fā)明一樣，本發(fā)明的傳感器芯體的封裝結(jié)構(gòu)也是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)，而且其組成部分也包括了現(xiàn)有技術(shù)中的幾種部件，為了使本說(shuō)明書簡(jiǎn)明，沒(méi)有事無(wú)巨細(xì)地對(duì)所有用到的部件一一詳解，但這不影響本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)這些部件選用的理解和對(duì)本發(fā)明的傳感器芯體的封裝結(jié)構(gòu)的理解。雖然構(gòu)成本發(fā)明的傳感器芯體的封裝結(jié)構(gòu)的各部分中包含了上述現(xiàn)有技術(shù)的部件，然而，為了解決前面提到的技術(shù)問(wèn)題，將這些現(xiàn)有技術(shù)結(jié)合起來(lái)，構(gòu)成本發(fā)明的傳感器芯體的封裝結(jié)構(gòu)，卻是凝結(jié)了艱辛的創(chuàng)造性勞動(dòng)，其中包含發(fā)明人多年的經(jīng)驗(yàn)積累、嘔心浙血的伏案理論分析和大量的實(shí)驗(yàn)研究。
權(quán)利要求
1.一種傳感器芯體的封裝結(jié)構(gòu),具有封裝殼體(7)和傳感器外殼(8),封裝殼體(7)位于傳感器外殼(8)內(nèi)，傳感器芯體(I)設(shè)置在封裝殼體(7)內(nèi)；封裝殼體(7)的側(cè)壁與傳感器外殼(8)的內(nèi)壁之間形成第一間隙(6),封裝殼體(7)的底部與傳感器外殼(8)的底部之間形成第二間隙(9)，其特征在于:封裝殼體(7)的側(cè)壁有一個(gè)或多個(gè)通孔(5)。
2.如權(quán)利要求1所述的傳感器芯體的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:封裝殼體(7)的側(cè)壁與傳感器外殼(8)的內(nèi)壁之間形成的第一間隙(6)的單邊距離小于所述通孔(5)的當(dāng)量孔徑。
3.如權(quán)利要求1所述的傳感器芯體的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:封裝殼體(7)的側(cè)壁與傳感器外殼(8)的內(nèi)壁之間形成的第一間隙(6)的當(dāng)量流通面積小于所述通孔(5)的當(dāng)量面積。
4.如權(quán)利要求1所述的傳感器芯體的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述通孔(5)為兩個(gè)或多個(gè)，呈均勻分布狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求1所述的傳感器芯體的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:傳感器外殼(8)下部設(shè)量臺(tái)階(12)，該量臺(tái)階(12)平面與封裝殼體(7)的底部之間形成第三間隙。
6.如權(quán)利要求5所述的傳感器芯體的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第三間隙的當(dāng)量流通面積不大于所述通孔(5)的當(dāng)量面積。
7.如權(quán)利要求1所述的傳感器芯體的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:封裝殼體(7)為絕緣材料。
8.如權(quán)利要求1所述的傳感器芯體的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:第一間隙(6)為2mm以上。
9.如權(quán)利要求8所述的傳感器芯體的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:第二間隙(9)為2mm-5mm0
10.一種傳感器芯體，其特征在于采用如權(quán)利要求1 一 9任一項(xiàng)所述的封裝結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種傳感器芯體的封裝結(jié)構(gòu)，具有封裝殼體(7)和傳感器外殼(8)，封裝殼體(7)位于傳感器外殼(8)內(nèi)，傳感器芯體(1)設(shè)置在封裝殼體(7)內(nèi)；封裝殼體(7)的側(cè)壁與傳感器外殼(8)的內(nèi)壁之間有一定間隙，并形成第一腔室(6)，封裝殼體(7)的底部與傳感器外殼(8)的底部之間形成第二腔室(9)，其特征在于，封裝殼體(7)的側(cè)壁有一個(gè)或多個(gè)通孔(5)。該封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便、制作成本低；安裝、維護(hù)方便，質(zhì)量可靠；通孔設(shè)置在封裝殼體的側(cè)壁，來(lái)自傳感器接管的流體不直接沖擊傳感器芯體，而是先后經(jīng)過(guò)第二腔室、第一腔室、封裝殼體側(cè)壁的通孔后，到達(dá)位于封裝殼體內(nèi)的傳感器芯體，流體流速降低，傳感器芯體不會(huì)因流體的沖擊而損壞，并且測(cè)量精度得到提高。
文檔編號(hào)G01D11/24GK103185606SQ201210018699
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者王定軍, 馮劍橋, 張焱 申請(qǐng)人:浙江盾安禾田金屬有限公司