專利名稱：一種汽車防撞系統(tǒng)用車速傳感器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種傳感器，尤其涉及一種汽車防撞系統(tǒng)用車速傳感器。
背景技術：
隨著經濟技術的發(fā)展，公路交通擁擠和交通事故已成為世界范圍內的ー個嚴重問題。為了保證運輸暢通和交通安全，減少事故的發(fā)生，近年來，一些發(fā)達國家都大力著手研究“智能公路系統(tǒng)(即ITS計劃)”，在該系統(tǒng)中，用毫米波雷達進行車輛測距測速、防撞預警的研究與應用，已受到很多國家的廣泛重視。在智能公路系統(tǒng)中，用于檢測行車速度的傳感器，即車速傳感器。如圖I所示，車速傳感器的電氣部分主要由三大部分組成振蕩器、開關電路及放大輸出電路，振蕩器產生ー個交變磁場，當金屬目標接近這ー磁場，并達到感應距離時，在金屬目標內產生渦流，從 而導致振蕩衰減，以至停振；振蕩器振蕩及停振的變化被后級放大電路處理并轉換成開關信號，觸發(fā)驅動控制器件，從而達到非接觸式之檢測目的，這種傳感器的檢測對象必須是金屬物體。車速傳感器必須具有防水、防震、耐高溫和以齒輪為感應物的特點，目前性能優(yōu)選的車速傳感器多為進ロ或者合資公司的產品，價格十分昂貴；若進行批量化生產和配件更換，成本高、周期長。一般來說車速傳感器是ー種接近式傳感器，在現有的接近式傳感器的基礎上加以改進，使其滿足防水、防震、耐高溫的要求，是ー種成本低廉的車速傳感器獲得方法。現有的接近式傳感器在物理結構上主要包括外殼、ー個傳感頭、ー塊PCB板、若干連接導線和指示燈，PCB板同時排布感應模塊電路和走線電路，傳感頭、PCB板、導線和指示燈放置在外殼相應位置上后，通過704膠等硅膠和環(huán)氧樹脂膠進行多次灌封固化以固定；這種結構的傳感器若用作車速傳感器的話主要存在以下問題(I)外殼包括主體、尾座和頂蓋三部分，一般主體采用銅鍍鎳材質，耐高溫是沒有問題，但尾座和頂蓋為塑料結構，只能工作在110°C以下，否者會嚴重變形，無法實現其功能；而車速傳感器安裝在汽車排氣管ロ附近，溫度較高，實際測量車速傳感器溫度高達120 0C ；(2)用于灌封的硅膠材料在高溫下會膨脹、變形，致使尾座和頂蓋脫落；(3)電路連接使用的普通焊錫材料在150°C以上高溫時會變軟，進而導致焊接部分虛焊，使產品失效或者間歇性失效；(4)由于采用硅膠進行多次灌封，并且硅膠的分子顆粒較大，因而制品整體的防水、防震效果差；(5)感應模塊中，磁罐和線圈組件對溫度十分敏感，直接采用現有的磁罐和線圈組件難以適應車速傳感器的溫度要求
發(fā)明內容
發(fā)明目的為了克服現有技術中存在的不足，本發(fā)明提供一種基于接近式傳感器的汽車防撞系統(tǒng)用車速傳感器，其生產成本低、周期短。技術方案為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為—種汽車防撞系統(tǒng)用車速傳感器，包括外殼、ー個傳感頭、兩塊PCB板、若干連接導線和指示燈，所述傳感頭、兩塊PCB板和指示燈之間通過導線電路連接；所述外殼包括本體、尾座和頂蓋，外殼的材料為耐高溫性能高于150°C的材料；所述兩塊PCB板，其中ー塊PCB板排布感應模塊電路，另ー塊PCB板排布走線電路；傳感頭、PCB板、連接導線和指示燈放置在外殼相應位置后，通過膠材一次灌封固化。上述結構的傳感器，對外殼的材料選用做了限定，由于塑料材質的外殼在高于110°C時開始出現變形和脫落，高于130°C時出現融化，無法實現外殼功能；雖然材料成本有所提升，但保證了這個傳感器的質量。并且PCB板由原先的一塊分開為兩塊，解決了高溫下，焊接件容易脫落情況，尤其是磁罐的焊接脫落的情況。同時，該傳感器結構改變了原來 的多次灌封固化方式而變更為一次灌封固化，提高了其抗震、防水的效果。優(yōu)選的外殼材料為本體為鍍鎳或鍍鋅銅材，尾座和頂蓋為聚四氟こ烯材料；實際測量，在180°C時，外殼無明顯變形，在150°C時，傳感器的結構均符合設計要求，無變形和脫落現象發(fā)生。優(yōu)選的，該傳感器中的電路連接通過回流焊連接或手焊連接，其中手焊連接的焊料為含銀量在4%以上的高溫焊錫絲；一般貼片器件采用回流焊連接，經測試，在150°C吋，焊點完好，在180°C時，有輕微軟化，但不影響傳感器性能；手焊連接的器件包括導線、指示燈、感應頭與PCB板之間的連接，兩塊PCB板之間的連接等，采用含銀量為4%的高溫焊錫絲進行焊接，實際測量，在180°C吋，焊點完好。由于感應模塊中，磁罐和線圈組件對溫度十分敏感，優(yōu)選采用180°C以上高溫磁罐和155°C 180°C漆包線，其中漆包線為線圈組件中的重要部分；試驗證明，采用優(yōu)選的磁罐和漆包線結構傳感器在高溫時的靈敏度十分良好。優(yōu)選的，所述膠材優(yōu)選采用小顆粒高溫固化的材料，比如雙組分樹脂膠，其粒徑小于硅膠粒徑的膠材，其在受熱后不會像硅膠ー樣膨脹、變形，以保證高溫下，整個傳感器的內部不會產生膨脹率不一致導致的變形、脫落問題；并且其防水效果十分明顯，經浸水試驗，灌封后的傳感器功能完全符合要求；同時防震功能能夠完全到達要求。優(yōu)選的，該傳感器在一次灌封后采用溫度分層固化方式進行固化，具體過程如下110°c溫度下固化2小時一120°C溫度下固化2小時一130°C溫度下固化2小時一140°C溫度下固化2小吋一150°C溫度下固化2小吋。實際比較，采用溫度分層固化的傳感器比不采用溫度分層固化的傳感器，其耐高溫、防水和抗震能力都得到了明顯改善。優(yōu)選的，該傳感器在120°C和150°C下進行靈敏度測試，若靈敏度合格，則傳感器耐高溫性合格。傳統(tǒng)的靈敏度測試方法包括兩種ー種是常溫靜態(tài)測試，用專用的測試盒進行高、低電平測試和負載能力測試；ー種是利用電機轉動進行波形測試。這兩種測試方式都無法在高溫下進行測試，即使將產品放入高溫一定時間后，利用上述兩種方法測試后，在客戶使用過程中，仍然有部分傳感器在高溫時出現丟步的現象。經反復試驗，最終選擇在120°C和150°C下測試傳感器的靈敏度，當靈敏度在規(guī)定的范圍內時，就能夠滿足高溫下不丟步的情況，如果不滿足，就更換掉傳感器的感應部分，這樣，就解決了客戶在高溫環(huán)境下使用的丟步問題。有益效果本發(fā)明提供的汽車防撞系統(tǒng)用車速傳感器，基于現有的接近式傳感器，在材料和エ藝方面都做了改善，滿足車速傳感器的性能要求，并且其成本不足進ロ產品1/2，產品周期不足進ロ產品的1/3。


圖I為車速傳感器的結構示意圖；圖2為LJK-D4N接近式傳感器的電路原理圖；圖3為本發(fā)明的改進方案。
具體實施例方式下面結合實例和附圖對本發(fā)明作更進ー步的說明。為校車設計ー個高安全性和可靠性的車速傳感器，要求I、傳感器的工作電壓在10V 15V之間，最高24V ；2、車速傳感器外殼主體采用Φ18_的鍍鎳或鍍鋅銅材；3、車速傳感器工作在露天，安裝在汽車底部，在雨天行駛時會濺水；4、車速傳感器安裝部位離汽車的排氣管很近，經現場測試，達120°C?；谏鲜鲆?，以LJK-D4N接近式傳感器為基礎進行改造，該傳感器為常溫下エ作傳感器，無法承擔高溫工作，且防水、抗震效果欠佳，相關材料及性能如下I、外殼主體為Φ 18mm的鍍鎳銅材，符合要求；2、尾座和頂蓋為塑料材質，只能工作于110°C以下；3、采用704硅膠進行多次灌封固化，受熱易膨脹、變形，導致尾座和頂蓋脫落；4、150°C高溫試驗，手焊連接的焊錫變軟，產生虛焊，致使產品失效或間歇性失效；5、ー塊PCB板同時排布感應模塊電路和走線電路，150°C高溫試驗，磁罐易脫落。6、電路原理圖如圖2所示高頻振蕩部分由Cl、LI、L2、R11、VI、V2組成，也就是感應部分；由V3、C2、R2、R3、R4等組成ー級放大電路；由V4、R6、R8、R9等組成ニ級放大電路；D3組成極性保護；D2組成浪涌保護；R10和Dl組成指示燈回路；磁罐、線圈組件與高頻振蕩部分共同形成感應模塊電路?；谏鲜鯨JK-D4N接近式傳感器做的改進如圖I所示，具體如下I、更換傳感器的最后ー級驅動管，使用溫度系數更好的三極管；2、手焊連接的焊料選用含銀量為4%的高溫焊錫絲；3、采用180°C高溫磁罐；4、采用155 °C漆包線；5、米用兩塊PCB板,ー塊用于排布感應模塊電路,另ー塊用于排布走線電路；6、更換尾座和頂蓋的材料為耐200°C高溫的聚四氟こ烯材料；7、灌封材料變更為雙組分樹脂膠；8、采用一次灌封溫度分層固化方式110°C溫度下固化2小時一120°C溫度下固化2小吋一130°C溫度下固化2小吋一140°C溫度下固化2小吋一150°C溫度下固化2小時；
9、在120°C或150°C下進行靈敏度測試當靈敏度在規(guī)定的范圍內，則能夠滿足高溫下不丟步的情況；如果靈敏度在規(guī)定的范圍外，則更換掉傳感器的感應部分，解決在高溫環(huán)境下使用的丟步問題。改造完成后，傳感器的技術參數如表I。
權利要求
1.一種汽車防撞系統(tǒng)用車速傳感器，其特征在于該傳感器包括外殼、ー個傳感頭、兩塊PCB板、若干連接導線和指示燈，所述傳感頭、兩塊PCB板和指示燈之間通過導線電路連接；所述外殼包括本體、尾座和頂蓋，外殼的材料為耐高溫性能高于150°C的材料；所述兩塊PCB板，其中ー塊PCB板排布感應模塊電路，另ー塊PCB板排布走線電路；傳感頭、PCB板、連接導線和指示燈放置在外殼相應位置后，通過膠材一次灌封固化。
2.根據權利要求I所述的汽車防撞系統(tǒng)用車速傳感器，其特征在于所述本體為鍍鎳或鍍鋅銅材，尾座和頂蓋為聚四氟こ烯材料。
3.根據權利要求I所述的汽車防撞系統(tǒng)用車速傳感器，其特征在于該傳感器中的電路連接通過回流焊連接或手焊連接，其中手焊連接的焊料為含銀量在4%以上的高溫焊錫絲。
4.根據權利要求I所述的汽車防撞系統(tǒng)用車速傳感器，其特征在于所述感應模塊電路包括磁te，所述磁te為180 C以上聞溫磁iig。
5.根據權利要求I所述的汽車防撞系統(tǒng)用車速傳感器，其特征在于所述感應模塊電路包括纏繞有漆包線的線圈組件，所述漆包線為155°c 180°C漆包線。
6.根據權利要求I所述的汽車防撞系統(tǒng)用車速傳感器，其特征在于所述膠材為雙組分樹脂膠。
7.根據權利要求I所述的汽車防撞系統(tǒng)用車速傳感器，其特征在于該傳感器在一次灌封后采用溫度分層固化方式進行固化。
8.根據權利要求7所述的汽車防撞系統(tǒng)用車速傳感器，其特征在于所述溫度分層固化具體過程如下110°C溫度下固化2小吋一120°C溫度下固化2小吋一130°C溫度下固化2小時一140°C溫度下固化2小時一150°C溫度下固化2小時。
9.根據權利要求I所述的汽車防撞系統(tǒng)用車速傳感器，其特征在于該傳感器在120°C和150°C下進行靈敏度測試，若靈敏度合格，則傳感器耐高溫性合格。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種汽車防撞系統(tǒng)用車速傳感器，包括外殼、一個傳感頭、兩塊PCB板、若干連接導線和指示燈，所述傳感頭、兩塊PCB板和指示燈之間通過導線電路連接；所述外殼包括本體、尾座和頂蓋，外殼的材料為耐高溫性能高于150℃的材料；所述兩塊PCB板，其中一塊PCB板排布感應模塊電路，另一塊PCB板排布走線電路；傳感頭、PCB板、連接導線和指示燈放置在外殼相應位置后，通過膠材一次灌封固化。本發(fā)明提供的汽車防撞系統(tǒng)用車速傳感器，基于現有的接近式傳感器，在材料和工藝方面都做了改善，滿足車速傳感器的性能要求，并且其成本不足進口產品1/2，產品周期不足進口產品的1/3。
文檔編號G01P3/50GK102654510SQ201210146620
公開日2012年9月5日 申請日期2012年5月11日 優(yōu)先權日2012年5月11日
發(fā)明者楊冶, 王衛(wèi)國, 王進升, 覃孝梅 申請人:江蘇茶花電氣有限公司