專利名稱：一種傳感器外殼及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電子器械領域，涉及
接開關傳感器外殼及其制造方法。
種傳感器外殼及其制造方法，尤其涉及一種近
背景技術：
近接開關傳感器一般包括傳感器外殼，以及安裝在傳感器外殼內的PCB板、線圈、
磁芯等電子組件。傳感器外殼是一個傳感器的關鍵部分，它決定該傳感器適用于何種環(huán)境。
在某些應用程序，近接開關外殼必須承受和保護內部電子組件，以避免其受到熱、冷、電、濕
度和撞擊的影響。目前大部分傳感器的外殼以塑料，或者不銹鋼、銅等金屬為材料，傳感器
的內部組件插入外殼，然后填充環(huán)氧樹脂或聚合物樹脂以絕緣和保護。 上述塑料外殼通常由PBT，PET，ABS，PMMA，PVC等塑料，并且以注塑成形來生產。然
而，塑料外殼本身不能承受高溫接觸，其耐化學品接觸也是有限的，因此，塑料外殼實際上
沒有給傳感器提供充分的保護作用。 金屬外殼的傳感器(目前，采用的金屬一般為銅與不銹鋼)提供優(yōu)良的撞擊保護 與化學保護，與塑料外殼相比，其也能承受較高的溫度。然而，由于其導熱和導電，因此，上 述金屬外殼傳感器容易失敗于電擊(如靜電)和熱量。而且，這種傳感器由于其感應面也 是金屬構成，還需要設計先進的電路以避免傳感器檢測到其自身外殼金屬表面。此外，圓柱 形金屬外殼是采用車床削減金屬原料不必要的部分，也造成材料的浪費。

發(fā)明內容
本發(fā)明實施例的目的在于提供一種傳感器外殼，旨在解決現有傳感器外殼不能充 分保護傳感器的問題。 本發(fā)明實施例的另一 目的在于提供一種上述傳感器外殼的制造方法。 本發(fā)明實施例的傳感器外殼，包括外殼本體，外殼本體一端具有電線出口，另一
端設有感應面，外殼本體及感應面由陶瓷材料一體成型，陶瓷材料以其總量計，含有92
97wt^氧化鋯和3 8wt% Y203。 本發(fā)明實施例傳感器外殼的制造方法，包括如下步驟 (1)將第一混合物與粘結劑均勻混合組成第二混合物，所述第二混合物以其總量 計，包括70 90wt^的第一混合物以及10 30wt^的粘結劑，所述第一混合物以其總量 計算，包括92 97wt^氧化鋯和3 8wt% Y203 ; (2)將第二混合物造粒后，送入注塑機注射成型，形成所需傳感器外殼形狀；
(3)除去步驟(2)所得產物中粘結劑，在空氣氣氛下燒結制得傳感器外殼；
其中，所述粘結劑為第一粘結劑或第二粘結劑，所述第一粘結劑以其總量計，由 45 % 55wt %石蠟，30 % 40wt %聚丙烯或聚丙烯與乙烯的共聚物，2 % 10wt %硬脂酸 和5% 1 lwt %接枝馬來酸酐組成；所述第二粘結劑以其總量計，由75% 85wt %聚縮醛， 15% 25wt^聚丙烯組成。
本發(fā)明實施例的傳感器外殼，選擇合適的粘結劑和材料配方，采用上述方法制成，整個傳感器外殼由陶瓷材料一體成型，同時具有硬度大，耐高溫，電力絕緣等優(yōu)點，能夠充分的減少傳感器受到熱、冷、電和撞擊的影響，也不需要設計特殊的電路來避免傳感器檢測到其自身外殼金屬表面。


圖1是本發(fā)明實施例提供的一較佳實施例的傳感器外殼；
圖2是圖1傳感器外殼的剖視圖； 圖3是本發(fā)明實施例提供的另一較佳實施例的傳感器外殼。
具體實施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。 本發(fā)明實施例提供一種與現有技術相比，同時具有硬度大，隔熱，耐高溫，電力絕緣等優(yōu)點，能夠充分的減少傳感器受到熱、冷、電和撞擊的影響，也不需要設計特殊的電路來避免傳感器檢測到其自身外殼金屬表面的傳感器外殼，為此，本發(fā)明實施例的傳感器外殼外殼本體及感應面由陶瓷材料一體成型。 具體而言，圖1、圖2顯示了本發(fā)明一較佳實施例的傳感器外殼，該傳感器外殼為一近接開關傳感器外殼，該近接開關傳感器外殼設計為圓柱體形狀。其包括外殼本體l，外殼本體1具有兩端，其中一端為電線出口端ll，另一端為感應頭端12。感應頭端12內部空間安裝線圈、磁芯(圖中未示出)等。 電線出口端11具有電線出口 2，感應頭端12設有感應面3。外殼本體1及感應面3由陶瓷材料一體成型，該陶瓷材料以其總量計，包括70 90wt^的第一混合物以及10 30wt^的粘結劑，所述第一混合物以其總量計算，包括92 97wt^氧化鋯和3 8wt%Y203 ;優(yōu)選含有94 96wt^氧化鋯和4 6wt% Y203的陶瓷材料。 本實施例中，外殼本體1還設有供固定安裝的螺紋13，當然也可以不設螺紋，而設置其它本領域常用的固定部件來進行安裝固定。 本實施例中，電線出口 2還設有一出線蓋(圖中未示出)，該出線蓋也可以采用上述材料制成。 圖3顯示了本發(fā)明另一較佳實施例的傳感器外殼，該傳感器外殼同樣為一近接開關傳感器外殼，與前實施例不同的是，該近接開關傳感器外殼設計為立方體形狀。該近接開關傳感器外殼包括包括外殼本體5，外殼本體5 —側面具有感應面7，與感應面7相對的另一面上設有電線出口 6，外殼本體5及感應面7由陶瓷材料一體成型，該陶瓷材料以其總量計，92 97wt^氧化鋯和3 8wt% Y203 ;優(yōu)選含有94 96wt^氧化鋯和4 6wt% Y203的陶瓷材料。 上述兩實施例傳感器外殼均是由陶瓷材料一體成型，因此，同時具有硬度大，隔熱，耐高溫，電力絕緣等優(yōu)點，能夠充分的減少傳感器受到熱、冷、電和撞擊的影響，也不需要設計特殊的電路來避免傳感器檢測到其自身外殼金屬表面的傳感器外殼。
需要說明的是，本發(fā)明的傳感器外殼根據需要還可以設計成各種其它合適形狀，也并不限于近接開關傳感器外殼，凡是采用上述材料一體成型制成的傳感器外殼，都在本發(fā)明的保護范圍之內。 本發(fā)明實施例還提供一種傳感器外殼的制造方法，包括如下步驟
(1)將第一混合物與粘結劑均勻混合組成第二混合物，所述第二混合物以其總量計，包括70 90wt^的第一混合物以及10 30wt^的粘結劑，所述第一混合物以其總量計算，包括92 97wt^氧化鋯和3 8wt% Y203 ; (2)將第二混合物造粒后，送入注塑機注射成型，形成所需傳感器外殼形狀；根據需要，根據需要，還可以在成注射形后以車床、銑床進行加工； (3)除去步驟(2)所得產物中粘結劑，在空氣氣氛下燒結制得傳感器外殼；
其中，所述粘結劑為第一粘結劑或第二粘結劑，所述第一粘結劑以其總量計，由45 % 55wt %石蠟，30 % 40wt %聚丙烯或聚丙烯與乙烯的共聚物，2 % 10wt %硬脂酸和5% 1 lwt %接枝馬來酸酐組成；所述第二粘結劑以其總量計，由75% 85wt %聚縮醛，15% 25wt^聚丙烯組成。 上述第一粘結劑優(yōu)選由49% 51wtX石蠟，34X 36wt%聚丙烯或聚丙烯與乙烯的共聚物，4% 5wtX硬脂酸，9X 11wt^接枝馬來酸酐組成；上述第二粘結劑優(yōu)選由79% 81wt^聚縮醛，19% 21wt^聚丙烯組成。 上述接枝馬來酸酐優(yōu)選為低密度聚乙烯接枝馬來酸酐。在本說明書中，該低密度是指密度不大于O. 93克/毫升。 更進一步，上述步驟(1)中，第二混合物以其總量計，優(yōu)選包括77-83wt^的第一混合物以及17-23wt^的粘結劑，第一混合物以其總量計，優(yōu)選包括94 96wt^氧化鋯和4 6wt% Y203。 更具體的，本發(fā)明實施例的制造方法中，上述粘結劑若采用第一粘結劑，上述步驟(3)中除粘結劑的方法為將步驟(2)所得產物浸入庚烷以除去粘結劑中石蠟，取出后在空氣氣氛下加熱至500 IOO(TC或直接在燒結過程中除去殘余粘結劑。 更具體的，本發(fā)明實施例的制造方法中，上述粘結劑若采用第二粘結劑，上述步驟(3)中除粘結劑的方法為將步驟(2)所得產物浸入乙酸、草酸和硝酸中一種或幾種的混合物中以除去聚縮醛；取出后在空氣氣氛下加熱至500 100(TC或直接在燒結過程中除去殘余粘結劑。 更具體的，本發(fā)明實施例的制造方法中，上述步驟(3)中燒結溫度為1470 1590°C。 本發(fā)明實施例的傳感器外殼，選擇合適的粘結劑和材料配方，采用上述方法最后得到的產品具有硬度大，隔熱，耐高溫，電力絕緣等優(yōu)點，能夠充分的減少傳感器受到熱、電和撞擊的影響，也不需要設計特殊的電路來避免傳感器檢測到其自身外殼金屬表面的傳感器外殼。 制備實施例
實施例1 按照下面的步驟制備傳感器外殼。
1、制備粘結劑
5
按照重量份，將50份石蠟，35份聚丙烯，5份硬脂酸和10份低密度聚乙烯接枝馬
來酸酐均勻混合制成粘結劑備用。
2、制備近接開關傳感器外殼 (1)按照重量份，將95份的氧化鋯和5份Y203混合在一起組成第一混合物；按照重量份，取80份上述第一混合物以及20份上述的粘結劑均勻混合得第二混合物。
(2)將第二混合物造粒后，投入注塑機注射成型(采用圓柱形近接開關傳感器外殼模具)，形成圓柱形近接開關傳感器外殼； (3)將步驟(2)所得半成品置于庚烷中溶解原粘結劑中石蠟，取出后每分鐘增加2 3t:，空氣氣氛下加熱至50(TC，保溫2 3小時，以蒸發(fā)除去殘余粘結劑。
(4)空氣氣氛下，于150(TC燒結，制得圓柱形近接開關傳感器外殼。
實施例2 (1)按照重量份，將97份的氧化鋯和3份Y203混合在一起組成第一混合物；按照重量份，取70份上述第一混合物以及30份上述的粘結劑均勻混合得第二混合物。
(2)將第二混合物造粒后，投入注塑機注射成型(采用圓柱形近接開關傳感器外殼模具)，形成圓柱形近接開關傳感器外殼； (3)將步驟(2)所得半成品置于庚烷中溶解原粘結劑中石蠟后取出； (4)空氣氣氛下，于159(TC燒結( 一并除去殘余粘結劑)，制得圓柱形近接開關傳
感器外殼。 實施例3 與實施例1方法基本相同，不同之處在于步驟(1):按照重量份，將92份的氧化鋯和8份^03混合在一起組成第一混合物；按照重量份，取90份上述第一混合物以及IO份上
述的粘結劑均勻混合得第二混合物。
實施例4 與實施例1方法基本相同，不同之處在于步驟(1):按照重量份，將94份的氧化鋯和6份^03混合在一起組成第一混合物；按照重量份，取83份上述第一混合物以及17份上
述的粘結劑均勻混合得第二混合物。
實施例5
1、制備粘結劑 按照重量份，將80份聚縮醛，20份聚丙烯均勻混合制成粘結劑備用。
2、制備近接開關傳感器外殼 (1)按照重量份，將96份的氧化鋯和4份Y203混合在一起組成第一混合物；按照重量份，取77份上述第一混合物以及23份上述的粘結劑均勻混合得第二混合物。
(2)將第二混合物造粒后，投入注塑機注射成型(采用立方體形狀近接開關傳感器外殼模具)，形成立方體形狀近接開關傳感器外殼； (3)將步驟(2)所得半成品置于96%濃硝酸中充分溶解聚縮醛取出后，每分鐘升溫2 3t:，空氣氣氛下加熱至50(TC，保溫2 3小時，以蒸發(fā)除去殘余粘結劑。
(4)空氣氣氛下，于147(TC燒結，制得立方體形狀近接開關傳感器外殼。
實施例6 與實施例l方法基本相同，不同之處在于備用粘結劑的制備按照重量份，將55份
6石蠟，30份聚丙烯與乙烯的共聚物，10份硬脂酸和5份低密度聚乙烯接枝馬來酸酐均勻混
合制成粘結劑。
實施例7 與實施例l方法基本相同，不同之處在于備用粘結劑的制備按照重量份，將45份 石蠟，40份聚丙烯，4份硬脂酸和11份低密度聚乙烯接枝馬來酸酐均勻混合制成粘結劑。
實施例8 與實施例5方法基本相同，不同之處在于備用粘結劑的制備 聚縮醛，25份聚丙烯均勻混合制成粘結劑備用。
實施例9 與實施例5方法基本相同，不同之處在于備用粘結劑的制備 聚縮醛，15份聚丙烯均勻混合制成粘結劑備用。
實施例10 與實施例5方法基本相同，不同之處在于備用粘結劑的制備 聚縮醛，21份聚丙烯均勻混合制成粘結劑備用。
實施例11 與實施例5方法基本相同，不同之處在于備用粘結劑的制備 聚縮醛，19份聚丙烯均勻混合制成粘結劑備用。
性能檢測 經檢測，上述實施例的傳感器外殼硬度為797 2284(ksi) (ft2*h*° F)，電阻率為3. 16e+013 3. 16e+018 (10—8ohm. m)，工作溫度為866 1751°C。
應用實施例 1、將具有上述實施例1傳感器外殼的近接開關傳感器，用于焊接環(huán)境作業(yè)，焊接 的火花未對近接開關造成損害或變形。有部分礦渣黏于外殼，直接刮除，傳感器未見損害 (由于大量晶界的結果)。 對比將現有塑料外殼近接開關傳感器，用于同樣焊接環(huán)境作業(yè)，塑料外殼容易被
火花融化和變形。而金屬外殼容易因礦渣黏于外殼而損壞。即使在金屬外殼上涂一層防黏
漆，金屬外殼最終將因為遭受火花反復射擊使其表面產生坑洞，使礦渣黏于外殼。 將現有金屬外殼近接開關傳感器，用于焊接環(huán)境作業(yè)，金屬外殼容易因礦渣黏于
外殼而損壞，即使在金屬外殼上涂一層防黏漆，金屬外殼最終也因為遭受火花反復射擊使
其表面產生坑洞，使礦渣黏于外殼而損壞。 2、將具有上述實施例2傳感器外殼的近接開關傳感器，用于具有快速變化溫度的 環(huán)境。將上述近接開關運作于在偶爾接觸極高(高達1200攝氏度)或低(低至-150攝氏 度)的溫度的環(huán)境中，例如金屬加工、食品加工和焊接環(huán)境中。上述環(huán)境中，熱量不容易導 入到傳感器的內部，也不易從傳感器的內部導出，而且傳感器也不容易在瞬間高溫下變形。
對比用現有具塑料外殼的傳感器在上述同樣的環(huán)境下工作，塑料的外殼接觸高 溫后立即溶化和變形。 用現有具金屬外殼的近接開關傳感器在上述同樣的環(huán)境下工作，近接開關內部電 氣損壞。 3、將具有上述實施例3傳感器外殼的近接開關傳感器，用于具有化學物質惡劣環(huán)
:按照重量份，將75份 :按照重量份，將85份 :按照重量份，將79份 :按照重量份，將81份 ，熱導率為3 5Btu/境中作業(yè)。將上述近接開關傳感器用于酸或者一些溶劑可以接觸到開關的環(huán)境中(包括某 些金屬加工，食品加工和化學處理工業(yè)中)，本近接開關傳感器未損壞。 對比在與上述同樣的環(huán)境中，現有金屬和塑料外殼近接開關可以被一些化學品 腐蝕。 4、將具有上述實施例3傳感器外殼的近接開關傳感器，用于具有小碎片的環(huán)境。 將上述近接開關傳感器運作于常見飛行的小碎片的環(huán)境中(如金屬加工和建筑業(yè)中)，小 碎片的打擊未使傳感器外殼凹陷。 對比用現有具塑料外殼的傳感器在上述同樣的環(huán)境下工作，塑料外殼產生凹陷。
用現有具金屬外殼的近接開關傳感器在上述同樣的環(huán)境下工作，金屬外殼產生凹 陷。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
一種傳感器外殼，包括外殼本體，所述外殼本體一端具有電線出口，另一端設有感應面，其特征在于，所述外殼本體及感應面由陶瓷材料一體成型，所述陶瓷材料以其總量計，含有92～97wt％氧化鋯和3～8wt％Y2O3。
2. 如權利要求1所述的傳感器外殼，其特征在于，所述陶瓷材料以其總量計，含有94 96wt^氧化鋯和4 6wt% Y203。
3. 如權利要求1或2所述的傳感器外殼，其特征在于，所述外殼本體為圓柱體形狀或立 方體形狀。
4. 一種傳感器外殼的制造方法，包括如下步驟(1) 將第一混合物與粘結劑均勻混合組成第二混合物，所述第二混合物以其總量計，包 括70 90"%的第一混合物以及10 30wt^的粘結劑，所述第一混合物以其總量計算， 包括92 97wt^氧化鋯和3 8wt% Y203 ;(2) 將所述第二混合物造粒后，送入注塑機注射成型，形成所需傳感器外殼形狀；(3) 除去步驟(2)所得產物中粘結劑，在空氣氣氛下燒結制得傳感器外殼； 其中，所述粘結劑為第一粘結劑或第二粘結劑，所述第一粘結劑以其總量計，由45% 55wtX石蠟，30X 40wtX聚丙烯或聚丙烯與乙烯的共聚物，2X 10wt^硬脂酸和5% 11wt^接枝馬來酸酐組成；所述第二粘結劑以其總量計，由75% 85wt^聚縮醛，15% 25wt^聚丙烯組成。
5. 如權利要求4所述制造方法，其特征在于，所述第一粘結劑由49X 51wtX石蠟， 34% 36wtX聚丙烯或聚丙烯與乙烯的共聚物，4X 5wtX硬脂酸，9X 11wt^接枝馬 來酸酐組成；所述第二粘結劑由79% 81wt^聚縮醛，19% 21wt^聚丙烯組成。
6. 如權利要求4所述制造方法，其中，接枝馬來酸酐為低密度聚乙烯接枝馬來酸酐。
7. 如權利要求4或5或6所述制造方法，其特征在于，步驟(1)中，所述第二混合物以 其總量計，包括77 83wt^的第一混合物以及17 23wt^的粘結劑，所述第一混合物以 其總量計算，包括94 96wt^氧化鋯和4 6wt% Y203。
8. 如權利要求4所述制造方法，其特征在于，所述粘結劑采用第一粘結劑，所述步驟 (3)中除粘結劑的方法為將步驟(2)所得產物浸入庚烷以除去粘結劑中石蠟，取出后在空 氣氣氛下加熱至500 IOO(TC或直接在燒結過程中，除去殘余粘結劑。
9. 如權利要求4所述制造方法，其特征在于，所述粘結劑采用第二粘結劑，所述步驟 (3)中除粘結劑的方法為將步驟(2)所得產物浸入乙酸、草酸和硝酸中一種或幾種的混合 物中以除去聚縮醛；取出后在空氣氣氛下加熱至500 IOO(TC或直接在燒結過程中，除去 殘余粘結劑。
10. 如權利要求9所述制造方法，其特征在于，所述步驟(3)中燒結溫度為1470 1590°C。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種傳感器外殼及其制造方法，該傳感器外殼包括外殼本體，外殼本體一端具有電線出口，另一端設有感應面，外殼本體及感應面由陶瓷材料一體成型，陶瓷材料以其總量計，含有92～97wt％氧化鋯和3～8wt％Y2O3。該方法包括步驟(1)配制原料；(2)將所述第二混合物造粒后，送入注塑機成型，形成所需傳感器外殼形狀；(3)除去步驟(2)所得產物中粘結劑，在空氣氣氛下燒結制得傳感器外殼。本發(fā)明的傳感器外殼，同時具有硬度大，隔熱，耐高溫，電力絕緣等優(yōu)點，能夠充分的減少傳感器受到熱、冷、電和撞擊的影響。
文檔編號C04B35/48GK101764599SQ20091011050
公開日2010年6月30日 申請日期2009年10月15日 優(yōu)先權日2009年10月15日
發(fā)明者李為韜 申請人:常蔚科技(深圳)有限公司