專利名稱：氧濃度測量傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種氣體傳感器，尤其是機(jī)動車的內(nèi)燃機(jī)廢氣中的氧濃 度測量傳感器。
背景技術(shù)：
目前，氧濃度測量傳感器年產(chǎn)量已占全部氣體傳感器的39%左右，是 使用最為廣泛的氣體傳感器，僅汽車工業(yè)用氧濃度測量傳感器每年就達(dá)數(shù)千 萬只。氧濃度測量傳感器通常位于汽車排氣管的第一節(jié)或前端部位，在三元 催化器的前端，是控制汽車尾氣排放、降低汽車對環(huán)境污染、提髙汽車發(fā)動 機(jī)燃油燃燒質(zhì)量的關(guān)鍵零件。氧濃度測量傳感器通過檢測發(fā)動機(jī)尾氣排放中 的含氧量，根據(jù)傳感器兩側(cè)氧的百分比含量不同，在傳感器兩端產(chǎn)生電壓變 化，并向電子控制單元(Electronic Control Unit, ECU)輸送相應(yīng)的電壓信號， 反映空氣、燃油混合氣中氧百分比含量的髙低，ECU會相應(yīng)控制噴油量和 進(jìn)氣量，使發(fā)動機(jī)運在最佳空氣燃油混合比的狀態(tài)，從而為后端的三元催化 器的尾氣處理創(chuàng)造理想的條件。如果混合氣氧百分比含量太高，ECU會控 制減少噴油量或增大進(jìn)氣量；如果混合氣氧百分比含量太高低則ECU控制 增加燃油量，從而達(dá)到降低有害氣體的排放量和節(jié)約燃油的目的。
在2007年11月14日公開的中國專利ZL 200620015959.3公開了一種 氧濃度測量傳感器即氧傳感器，包括殼體、基座和測試桿，該殼體固定連接 在該基座上，該殼體和該基座中空且連通；該殼體內(nèi)形成有參比腔，該參比 腔可通過開設(shè)在該殼體上的通氣孔與參比氣源連通，該測試桿貫穿該殼體和 該基座的內(nèi)腔并伸出基座，該基座內(nèi)設(shè)有固持測試桿并將測試桿的伸出基座 部分與參比腔密封分隔開的支撐筒，其中，所述通氣孔上設(shè)有防水透氣膜。 但該專利采用接觸彈簧連接測量元件連接端，在裝配時必須將接觸彈簧向兩 邊推開，由于測量元件一般是一種硬且脆的陶瓷材料，接觸彈簧是金屬材料， 這樣裝配時容易損傷測量元件，因此為了避免在裝配時測量元件可能產(chǎn)生損 壞，通常需要在測量元件連接端增加導(dǎo)入角，這個過程會極大的增加制造成 本。而且該專利采用滑石粉作為密封填料，但滑石粉本身并不成型，造成該 氧傳感器在長期使用中會由于滑石粉的散落而失效；密封填料滑石粉通過上 下部絕緣件限位，而上下部絕緣件是通過裝配時接觸固定，這種固定方式不 能對滑石粉產(chǎn)生很大的壓力，因而該氧傳感器的氣密性較差。在該專利中還 采用上下通氣孔間夾持防水透氣膜的方式透氣，此方法須保證上通氣孔和下 通氣孔相對應(yīng)才能達(dá)到透氣效果，這增加了制造和加工該氧傳感器的難度及 成本。
由于現(xiàn)有技術(shù)中氧傳感器存在或多或少的缺陷，而越來越多的氧傳感器 使用，使得一種制造成本和加工難度較低、氣密性髙具有良好檢測效果的氧 傳感器需求越來越迫切。本實用新型由此而來。

實用新型內(nèi)容
本實用新型提供了一種氧濃度測量傳感器，該傳感器解決了現(xiàn)有技術(shù)中 氧傳感器氣密性不髙、電接觸不良或制造成本和加工難度較髙等一系列問 題。
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本實用新型提供的解決方案如
下
一種氧濃度測量傳感器，包括基座、測量元件、彈性端子、套殼，所述 測量元件裝配在套殼內(nèi)并貫穿基座內(nèi)腔伸出，其上設(shè)置密閉機(jī)構(gòu)將測量元件 伸出基座部分與套殼內(nèi)與參比氣體連通的參比腔密閉分開，所述測量元件兩 側(cè)設(shè)置有彈性端子，所述的彈性端子通過作用于密閉機(jī)構(gòu)向測量元件側(cè)彈性 形變而電連接。
優(yōu)選的，所述的測量元件伸出基座部分為測量元件測量端，其外側(cè)套設(shè) 保護(hù)套；所述測量元件另一端為測量元件連接端，其外側(cè)設(shè)有彈性端子，所 述的彈性端子通過作用于密閉機(jī)構(gòu)而與測量元件電連接。
優(yōu)選的，所述彈性端子固定于套殼上，測量元件位于彈性端子之間，當(dāng) 彈性端子未受力時，位于測量元件兩側(cè)相對應(yīng)的彈性端子之間的最小距離大 于測量元件的厚度；當(dāng)彈性端子受力時，測量元件兩側(cè)相對應(yīng)的彈性端子最 小距離減小至等于測量元件的厚度。
優(yōu)選的，所述密閉機(jī)構(gòu)為上下氧化鋁絕緣件緊壓限位于基座內(nèi)并充填于基座內(nèi)腔的高溫填料，所述彈性端子作用在下氧化鋁絕緣件上。
優(yōu)選的，所述髙溫填料為滑石粉偏硅酸鍵合材料；所述氧化鋁絕緣件鉚
點固定在基座內(nèi)。
更優(yōu)選的，所述偏硅酸的質(zhì)量含量為5%-20%。
優(yōu)選的，采用鉚點的方式固定氧化鋁絕緣件。這樣可以在對氧化鋁絕緣件施加壓力的同時對基座鉚點下固定氧化鋁絕緣件，保證了下氧化鋁絕緣件緊壓在基座里面，提髙了測量元件的氣密性要求。
優(yōu)選的，所述傳感器套殼內(nèi)固定設(shè)置帶有通孔的氧化鋁套，所述彈性端子頭部頂于下絕緣件上且貫穿氧化鋁套，并于橫向方向固定在氧化鋁套上，彈性端子支撐部支撐在氧化鋁套上。
優(yōu)選的，所述的氧化鋁套固定在套殼內(nèi)設(shè)置的固定支撐座上；所述固定支撐座通過彈性觸角固定在套殼內(nèi)，以保證其穩(wěn)定性。
所述氧化鋁套具有相對應(yīng)的平面，所述固定支撐座為前端設(shè)置有限位擋塊、后端設(shè)置有包覆折邊的腔室；氧化鋁套平面前端被外側(cè)的固定支撐座擋塊限位，后端為固定支撐座包覆折邊包覆限位，這樣可增加套殼、氧化鋁套、固定支撐座的穩(wěn)定性。
優(yōu)選的，所述傳感器還包括有套殼設(shè)置的穿線管，穿線管上開有相互連通的導(dǎo)氣環(huán)以及導(dǎo)氣槽，導(dǎo)氣環(huán)上覆蓋防水透氣膜，導(dǎo)氣環(huán)與套殼上透氣孔相對應(yīng)，使得參比腔內(nèi)氣體與參比氣體連通。
優(yōu)選的，所述防水透氣膜是微孔聚四氟乙烯防水透氣膜。
優(yōu)選的，所述穿線管是氟橡膠穿線管。
本實用新型的技術(shù)方案中，由于采用滑石粉和偏硅酸的混合物作為髙溫密封填料，通過偏硅酸和滑石粉產(chǎn)生的化學(xué)鍵作用相互連接， 一方面保證了很好的氣密性，另一方面使混合物成型，保證了不會因氧傳感器的使用而震動散落。
在本實用新型的技術(shù)方案中，當(dāng)彈性端子支撐點未受力時位于測量元件連接端兩側(cè)相對應(yīng)的彈性端子連接點距離大于測量元件連接端的厚度，當(dāng)彈性端子支撐點受力時，測量元件連接端兩側(cè)相對應(yīng)的彈性端子連接點距離減小至等于測量元件連接端的厚度，在減少加工制造成本的同時，提供了可靠的電氣連接；而且通過彈性端子對減少了氧傳感器測量元件連接端的受力磨損，方便了氧傳感器的裝配。
在本實用新型的技術(shù)方案中，穿線管上開有相互連通的導(dǎo)氣環(huán)以及導(dǎo)氣槽，導(dǎo)氣環(huán)上覆蓋耐髙溫的防水透氣膜。導(dǎo)氣環(huán)與透氣孔相對應(yīng)。由于透氣孔內(nèi)為導(dǎo)氣環(huán)，避免了現(xiàn)有技術(shù)中存在的通氣孔間不對應(yīng)的問題，也減少了加工難度與裝配成本。
本實用新型提供了一種氣體傳感器，尤其是機(jī)動車的內(nèi)燃機(jī)廢氣中的氧濃度測量傳感器，該氧濃度測量傳感器保證了測量元件氣密性要求，實現(xiàn)了測量元件與彈性端子可靠的電氣連接，并且無須在測量元件頭部增加導(dǎo)入角，減少了制造成本和加工難度，滿足社會上越來越多的氧傳感器市場需要。


圖1是本實用新型實施例氧傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型實施例氧傳感器的密閉機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型實施例氧傳感器的彈性端子結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實用新型實施例氧傳感器的穿線管結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實用新型實施例氧傳感器的穿線管外部結(jié)構(gòu)立體圖。圖6是本實用新型實施例氧傳感器氧化鋁套平面的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本實用新型實施例氧傳感器固定支撐座的立體結(jié)構(gòu)示意圖，其中氧化鋁套套裝在固定支撐座內(nèi)。
其中，1為基座、2為測量元件、11為內(nèi)保護(hù)罩、12為外保護(hù)罩、13為非導(dǎo)電的髙溫填料、14為下氧化鋁絕緣件、15為上氧化鋁絕緣件、21為測量元件測量端、22為測量元件連接端、31為彈性端子、311為彈性端子頭部、312為彈性端子連接點、313為彈性端子支撐部、32為套殼、321為透氣孔、33為套固定支撐座、331為固定支撐座彈性觸角、332為包覆折邊、333為固定支撐座擋塊、34為氧化鋁套、341為氧化鋁套平面、35為導(dǎo)線、36為穿線管、361為導(dǎo)氣環(huán)、362為導(dǎo)氣槽、37為耐髙溫防水透氣膜。
具體實施方式
為了詳細(xì)說明本實用新型的技術(shù)方案，以下通過具體實施例來詳細(xì)說
明實施例如圖1-5的氧濃度測量傳感器，包括基座1、內(nèi)保護(hù)罩11、外保護(hù)罩12、非導(dǎo)電的髙溫填料13、下氧化鋁絕緣件14、上氧化鋁絕緣件15、測量元件2、彈性端子31、套殼32、套固定支撐座33,氧化鋁套34，導(dǎo)線35、穿線管36、耐髙溫防水透氣膜37,其中測量元件2裝配在套殼32內(nèi)并貫穿基座1內(nèi)腔伸出，其上設(shè)置上、下氧化鋁絕緣件15、 14緊壓限位于基座1內(nèi)并充填于基座內(nèi)腔的髙溫填料將測量元件2伸出基座部分與套殼內(nèi)與參比氣體連通的參比腔密閉分開，測量元件伸出基座部分為測量元件測量端21，其外側(cè)套設(shè)內(nèi)保護(hù)罩11、外保護(hù)罩12;測量元件另一端為測量元件連接端22，其外側(cè)設(shè)有彈性端子31,測量元件連接端22兩側(cè)相對應(yīng)的彈性端子連接點312緊壓在測量元件連接端22上；導(dǎo)線35通過彈性端子與測量元件實現(xiàn)電連接。
非導(dǎo)電的髙溫填料13被上下氧化鋁絕緣件15、 14封裝在兩部件中部；裝配時通過對下氧化鋁絕緣件14施加壓力使非導(dǎo)電的髙溫填料13密實，在對下氧化鋁絕緣件14施加壓力的同時，對其在基座l鉚點，實現(xiàn)對下氧化鋁絕緣件14的固定。
傳感器套殼32內(nèi)固定設(shè)置帶有通孔的氧化鋁套34,彈性端子通過彈性端子支撐部313支撐在氧化鋁套34上，其頭部311頂于下氧化鋁絕緣件14上且貫穿帶有通孔的氧化鋁套34，并于橫向方向固定在氧化鋁套34上；而氧化鋁套34固定于通過彈性觸角331固定在套殼32內(nèi)的固定支撐座33上。
通過氧化鋁套34的固定，彈性端子也增強了穩(wěn)定性；而測量元件2位于彈性端子31之間，當(dāng)彈性端子31未受力時，位于測量元件2兩側(cè)相對應(yīng)的彈性端子31之間的最小距離大于測量元件2的厚度；當(dāng)彈性端子31受力時，測量元件2兩側(cè)相對應(yīng)的彈性端子31最小距離減小至等于測量元件2的厚度。
在裝配時先將彈性端子31、套固定支撐座33，氧化鋁套34，組裝完成后至于套殼32中，再將已經(jīng)鉚接好的基座插入套殼中，當(dāng)彈性端子頭部311頂?shù)较卵趸X絕緣件14時，彈性端子支撐部313由于受力變形，使得測量元件連接端22兩側(cè)相對應(yīng)的彈性端子連接點312距離減小至等于測量元件連接端22的厚度，實現(xiàn)了可靠的電氣連接。
傳感器還包括有套殼32內(nèi)設(shè)置的穿線管36，穿線管36上開有相互連通的導(dǎo)氣環(huán)361以及導(dǎo)氣槽362，導(dǎo)氣環(huán)361上覆蓋防水透氣膜37,導(dǎo)氣環(huán)361與套殼上透氣孔321相對應(yīng)，使得參比腔內(nèi)氣體與參比氣體連通。
裝配穿線管時，將防水透氣膜37套在穿線管36上，耐髙溫防水透氣膜37覆蓋導(dǎo)氣環(huán)361，再將套有耐髙溫防水透氣膜37的穿線管36伸入套殼32里面，通過鉚壓收緊的方式固定穿線管，同時起到密封的作用。由于導(dǎo)氣環(huán)361與透氣孔321相對應(yīng)，且兩者之間夾有耐髙溫防水透氣膜37，所以參比氣體如大氣可以通過耐高溫的防水透氣膜進(jìn)入導(dǎo)氣環(huán)361，再由導(dǎo)氣槽362與套殼32內(nèi)與參比腔連通。
上面用的髙溫填料為滑石粉偏硅酸鍵合材料，采用的穿線管為氟橡膠穿線管，采用的防水透氣膜為微孔聚四氟乙烯防水透氣膜。
當(dāng)然，本實用新型人通過研究得到作為更優(yōu)選的方案，如圖6， 7。氧化鋁套34具有相對應(yīng)的平面341,固定支撐座33具有相應(yīng)的擋塊333及包覆折邊332。這樣在裝配時，先將氧化鋁套平面341沿固定座內(nèi)壁伸入固定座支撐座33內(nèi)，直至一端被固定支撐座擋塊333擋住，另一端被包覆折邊332包住。這樣的優(yōu)點在于由于氧化鋁套平面341沿固定座內(nèi)壁伸入固定支撐座33內(nèi)，不會因傳感器的震動產(chǎn)生相對于固定支撐座33內(nèi)壁的位移及轉(zhuǎn)動，起到了很好的固定作用，包覆折邊332則起到了穩(wěn)定、支撐作用，氧化鋁套34 —端緊壓在固定座擋塊上，保證了氧化鋁套34與固定支撐座33的相對固定性；同時又由于力的傳遞作用，固定支撐座33末端緊壓在套殼上，這樣套殼32、固定支撐座33、氧化鋁套34三者處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)，固定支撐座33的彈性觸角331支撐在套殼32內(nèi)壁上，吸收了因傳感器震動等產(chǎn)生的沖擊。
上述實例只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人是能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本實用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實用新型精神實質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種氧濃度測量傳感器，包括基座(1)、測量元件(2)、彈性端子(31)、套殼(32)，所述測量元件裝配在套殼內(nèi)并貫穿基座內(nèi)腔伸出，其上設(shè)置密閉機(jī)構(gòu)將測量元件伸出基座部分與套殼內(nèi)與參比氣體連通的參比腔密閉分開，所述測量元件兩側(cè)設(shè)置有彈性端子(31)，其特征在于所述的彈性端子(31)通過作用于密閉機(jī)構(gòu)向測量元件側(cè)彈性形變而電連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧濃度測量傳感器，其特征在于所述的測量 元件伸出基座部分為測量元件測量端(21)，其外側(cè)套設(shè)保護(hù)套；所述測量 元件另一端為測量元件連接端(22)，其外側(cè)設(shè)有彈性端子(31),所述的彈 性端子(31)通過作用于密閉機(jī)構(gòu)而與測量元件電連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧濃度測量傳感器，其特征在于所述彈性端 子固定于套殼上，測量元件(2)位于彈性端子(31)之間，當(dāng)彈性端子(31) 未受力時，位于測量元件(2)兩側(cè)相對應(yīng)的彈性端子(31)之間的最小距 離大于測量元件(2)的厚度；當(dāng)彈性端子(31)受力時，測量元件(2)兩 側(cè)相對應(yīng)的彈性端子(31)最小距離減小至等于測量元件(2)的厚度。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧濃度測量傳感器，其特征在于所述密閉機(jī) 構(gòu)為上下氧化鋁絕緣件(14、 15)緊壓限位于基座內(nèi)并充填于基座內(nèi)腔的髙 溫填料，所述彈性端子作用在下氧化鋁絕緣件上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的氧濃度測量傳感器，其特征在于所述髙溫填 料為滑石粉偏硅酸鍵合材料；所述氧化鋁絕緣件鉚點固定在基座內(nèi)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的氧濃度測量傳感器，其特征在于所述傳感器 套殼(32)內(nèi)固定設(shè)置帶有通孔的氧化鋁套(34),所述彈性端子頭部(311) 頂于下絕緣件(14)上且貫穿氧化鋁套(34),并于橫向方向固定在氧化鋁 套(34)上，彈性端子支撐部(313)支撐在氧化鋁套(34)上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的氧濃度測量傳感器，其特征在于所述的氧化 鋁套(34)固定在套殼(32)內(nèi)設(shè)置的固定支撐座(33)上；所述固定支撐 座(33)通過彈性觸角(331)固定在套殼(32)內(nèi)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的氧濃度測量傳感器，其特征在于所述氧化鋁 套(34)具有相對應(yīng)的平面(341)，所述固定支撐座(33)為前端設(shè)置有限 位擋塊(333)、后端設(shè)置有包覆折邊(332)的腔室；氧化鋁套平面(341) 前端被外側(cè)的固定支撐座擋塊(333)限位，后端為固定支撐座包覆折邊(332)包覆限位。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧濃度測量傳感器，其特征在于所述傳感器 還包括有套殼(32)內(nèi)設(shè)置的穿線管(36),穿線管(36)上開有相互連通 的導(dǎo)氣環(huán)(361)以及導(dǎo)氣槽(362),導(dǎo)氣環(huán)(361)上覆蓋防水透氣膜(37)， 導(dǎo)氣環(huán)(361)與套殼上透氣孔(321)相對應(yīng)，使得參比腔內(nèi)氣體與參比氣 體連通。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的氧濃度測量傳感器，其特征在于所述防水透 氣膜(37)是微孔聚四氟乙烯防水透氣膜；所述穿線管(36)是氟橡膠穿線 管。
專利摘要本實用新型公開了一種氧濃度測量傳感器，屬于機(jī)動車的內(nèi)燃機(jī)廢氣的氣體傳感器領(lǐng)域，包括基座、測量元件、彈性端子、套殼，所述測量元件裝配在套殼內(nèi)并貫穿基座內(nèi)腔伸出，其上設(shè)置密閉機(jī)構(gòu)將測量元件伸出基座部分與套殼內(nèi)與參比氣體連通的參比腔密閉分割，其特征在于所述的彈性端子根據(jù)受力情況與測量元件電連接與否。
文檔編號G01N27/00GK201319024SQ200820199580
公開日2009年9月30日 申請日期2008年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月8日
發(fā)明者建 伏, 虎 倪, 玲 唐, 李樂慶 申請人:蘇州金百合電子科技有限公司