电涡流空调冷媒线性传感器及其工作方法

摘要

本发明公开了电涡流空调冷媒线性传感器及其工作方法，包括信号检测处理电路、电磁电感线圈、弹性元件、连接封装外壳、冷媒导入阀。信号检测处理电路包括集成电路块和其外围电路，其功能是接受外部信号，给电感线圈一个震荡激励，测得电感线圈的电压信号并将其转化为线性度较好的直流电压信号输出并用于抵抗外部干扰；电磁电感线圈由电感线圈和其半封闭磁环体骨架组成；弹性元件中置有冷媒导入阀并采用焊接工艺带将敏感元件和外接压力输入件连接为一体。本发明使电涡流空调冷媒线性传感器在汽车空调压力测量上发挥作用，扩大其应用领域，也在弹性元件材料、制造工艺、电磁电感工艺结构、集成电路和整体的连接封装工艺方面取得进展。

主权项

1、一种电涡流空调冷媒线性传感器，包括置于外壳中依次连接的信号输出件(1)、信号检测处理电路(2)、电磁电感线圈(3)、弹性元件(4)、装配封装外壳(5)、冷媒导入阀(6)，其特征在于：所述的信号检测处理电路(2)上面置有包裹插针的信号输出件(1)，采用插针进行信号的输入输出，所述的信号检测处理电路(2)下面采用一个以上焊接头焊接电磁电感线圈(3)，使电磁电感线圈(3)和信号检测处理电路(2)之间信号传输的保真度和接头的阻抗与整个信号检测处理电路(2)匹配，所述的信号检测处理电路(2)包含集成电路块(U1)及其外围电路，所述的外围电路为电感线圈(L)、电阻(R)和电容(C)，所述的电容(C)包括第一电容(C0)、第二电容(C1)、第三电容(C2)、第四电容(C3)，所述的电感线圈(L)与第一电容(C0)串联并和集成电路块(U1)的内部电路通过其上的第六管脚(6)电连接构成震荡电路，产生正弦震荡信号，使电感线圈(L)震荡，产生感应电动势E0，所述的第二电容(C1)置于集成电路块(U1)的第六管脚(6)与电感线圈(L)之间的连接电路上，用于滤出集成电路块(U1)内部电路送出的正弦信号中的杂波，所述的电阻(R)连接在集成电路块(U1)的第五管脚(5)和第三电容(C2)之间的连接电路上，用于调节正弦信号的幅度以满足测量要求，所述的第三电容(C2)一端接地，另一端接在电阻(R)和第一电容(C0)之间的连接电路上，用于滤除接地干扰，所述的第四电容(C3)一端连接电压为3.3V直流电源，另一端接地，用于滤除电源干扰，保证集成电路块(U1)内部电路的电源信号的纯净度；所述的集成电路块(U1)的功能是接受外部信号，给电感线圈(L)一个震荡激励，测得线圈的电压信号并将其转化为线性度较好的直流电压信号输出，所述的集成电路块(U1)有八个管脚，分布于集成电路块(U1)的两边，其中第一管脚(1)为电压信号输入管脚，接电压为3.3V的直流电源，为集成电路块(U1)内部电路提供所需电压信号，第二管脚(2)和第三管脚(3)为信号的输出管脚OUT，测量电路测得的信号经过集成电路块(U1)内部电路处理转化为电压由第二管脚(2)和第三管脚(3)联合输出，第四管脚(4)为接地GND管脚，作为集成电路块(U1)的负极，第五管脚(5)接电阻(R)，第六管脚(6)接第二电容(C1)，第七管脚(7)和第八管脚(8)悬空，第六管脚(6)、第二电容(C1)、电感线圈(L)、第一电容(C0)、电阻(R)、第五管脚(5)组成恒定频率的载波调幅式电涡流传感部件；所述的电磁电感线圈(3)由半封闭磁环体(10)和电感线圈(L)构成，采用半封闭磁环体(10)作为电感线圈(L)的骨架，在所述的电磁电感线圈(3)的上面置有信号检测处理电路(2)且与下面的弹性元件(4)采用环形件机械连接，保证装配后两者相对位置的固定、同轴度和端面的平行度，所述的电磁电感线圈(3)中的电感线圈(L)与第一电容(C0)在集成电路块(U1)内部正弦激励的作用下产生震荡，电感线圈(L)中产生感应电动势E0，电感线圈(L)的震荡作用弹性元件(4)上的膜片元件(7)的弹性膜片，在弹性膜片中产生电涡流，弹性膜片发生弹性变形，感应电动势E0与电涡流反作用电感线圈(L)形成的感应电动势E1的差值ΔE＝E0-E1即是要测量的电压变化值；所述的弹性元件(4)包括冷媒导入阀(6)、膜片元件(7)、焊接工艺带(8)和外接压力输入件(9)，其中膜片元件(7)和外接压力输入件(9)通过焊接工艺带(8)机械连接为一体结构，所述的膜片元件(7)上的弹性膜片一方面接受冷媒压力产生弹性形变，一方面在电磁电感线圈(L)震荡的作用下产生电涡流，所述的外接压力输入件(9)中置有冷媒导入阀(6)，采用中心对称的缝隙引导冷媒到达膜片元件(7)上的弹性膜片的受力作用面，空调冷媒导入阀(6)上有一个以上均布且中心对称的缝隙，起到电阻式或电容式的小孔作用，引导冷媒到达膜片元件(7)上的弹性膜片的受力作用面，并能使冷媒压力均匀施加在膜片元件(7)的弹性膜片上，使其形变均匀且能均匀的影响电磁电感线圈(3)中电感线圈(L)的感应电动势的变化；所述的外壳是装配封装外壳(5)对电涡流空调冷媒线性传感器进行定位封装，起到密封和抗干扰保护作用，在信号输出件(1)、信号检测处理电路(2)、电磁电感线圈(3)、弹性元件(4)相互连接且位置固定后将其机械封装为一体，采用六边形对装配封装外壳(5)和外接压力输入件(9)进行定位。