CN115435675B - 能够长时间防止液体浸入的高效密封角位移传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够长时间防止液体浸入的高效密封角位移传感器，属于位移传感器的生产技术领域，包括外壳、转轴、磁钢、磁感应探头、电路板、引线、传动件、磁钢罩、导电柱、绝缘管和导线，外壳包括前外壳、中外壳和后外壳，中外壳为筒体且其中段内腔内设有一体成型的隔板，转轴的后端传动件的前端连接，磁钢置于传动件后端的内腔内并被磁钢罩密封，磁感应探头和电路板置于后外壳的前段内腔内，多条引线的后端分别与多个导电柱的前端连接，多个导电柱的后端分别与多条导线的前端连接，多条导线分别置于后外壳的后段内腔内且该后段内腔内填充有密封胶。本发明能够实现显著提高密封性能和防水效果的目的，从而使本传感器能够长期在水下工作。

Description

能够长时间防止液体浸入的高效密封角位移传感器

技术领域

本发明涉及一种角位移传感器，尤其涉及一种能够长时间防止液体浸入的高效密封角位移传感器，属于位移传感器的生产技术领域。

背景技术

角位移传感器是用于检测角位移大小的传感器，具有体积小、精度高、可靠性高、使用寿命长、能适用于各种复杂环境等优点，被广泛应用于航空、航天、石油、汽车等领域。

随着自动化产业的发展，舰艇、船舶、潜艇等需要裸露在海水中的部位也逐步在使用角位移传感器进行位置检测，如舱门等部位开关位置检测，从而精确反馈舱门等部位动态情况，这种传感器因其处于水下，所以对其密封可靠性提出了更加严格的要求。

传统角位移传感器的密封方式主要是采用较为单一的密封圈进行密封，密封圈对于静态且均为硬件的外壳与盖板之间的密封效果较好，但对于转轴与外壳（或盖板）之间的旋转密封以及引线与外壳（或盖板）之间的软硬件密封效果则不够理想，所以传统角位移传感器的密封效果主要是针对防尘和短时间雨水等防水功能而具有较好效果，不能长时间防止河水、海水等液体浸入，无法实现长期在水下工作的目的，无法满足舰艇、船舶、潜艇等需要对裸露在海水中部位使用角位移传感器进行位置检测的应用需求。

另外，传统角位移传感器还存在以下缺陷：转轴与被检测设备的连接结构比较单一，同一传感器无法满足不同用户的不同安装需求；引线采用甩线方式，用户在对引线进行连接和拆卸较为麻烦，时间成本较高，且甩出的引线在信号传输过程中也容易受到外界电磁场的干扰，也可能出现破损而影响信号输出可靠性。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于多种密封方式且能够长时间防止液体浸入的高效密封角位移传感器。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种能够长时间防止液体浸入的高效密封角位移传感器，包括外壳、转轴、磁钢、磁感应探头、电路板和引线，所述转轴穿过所述外壳上的对应通孔并通过轴承与所述外壳连接，所述磁钢安装于所述外壳内并与所述转轴的内端连接，所述磁感应探头和所述电路板安装于所述外壳内并相互对应连接，所述引线与所述电路板连接，所述能够长时间防止液体浸入的高效密封角位移传感器还包括传动件、磁钢罩、导电柱、绝缘管和导线，所述外壳包括前外壳、中外壳和后外壳，所述中外壳为筒体且其中段内腔内设有与该筒体一体成型的隔板，以所述转轴的外端为所述能够长时间防止液体浸入的高效密封角位移传感器的前端，所述中外壳的前端与所述前外壳的后端连接，所述转轴的后端由前向后穿过所述前外壳上的对应通孔并与所述传动件的前端连接，所述传动件的后端设有一个内腔，所述磁钢罩与所述传动件的后端连接且连接处设有密封圈，所述磁钢置于所述传动件后端的内腔内并被所述磁钢罩密封；所述中外壳的后端与所述后外壳的前端连接且连接处设有密封圈，所述磁感应探头和所述电路板置于所述后外壳的前段内腔内，所述磁感应探头和所述磁钢分别位于所述隔板的两侧且相互靠近，所述后外壳的中段内设有隔壁且该隔壁上设有多个前后方向的后外壳通孔，多个所述绝缘管分别套装在多个所述导电柱外并分别安装于多个所述后外壳通孔内，多条所述引线的后端分别与多个所述导电柱的前端连接，多个所述导电柱的后端分别与多条所述导线的前端连接，多条所述导线分别置于所述后外壳的后段内腔内且该后段内腔内填充有密封胶。

作为优选，为了适应不同类型的被检测设备的连接结构以满足不同用户的不同安装需求，所述转轴上靠近前端的位置设有向外周方向凸起的转轴齿轮，所述转轴的前端外壁的相对两侧设有平面形成扁形段，所述转轴的前端端面设有扁形盲孔。

作为优选，为了便于将导线通过插接方式快速与外部设备连接和拆卸并提高信号传输屏蔽功能，所述后外壳的后端安装有插接连接器，所述插接连接器包括连接器壳体、连接器绝缘体和插接件，所述连接器壳体的前段设有向外周方向凸起的连接器凸环，所述连接器凸环与所述后外壳的后端连接且连接处设有密封圈，前后方向的多个所述插接件安装在所述连接器壳体内并穿过所述连接器绝缘体上的多个对应通孔，所述连接器绝缘体固定设于所述连接器壳体内，多个所述插接件的前端与多条所述导线的后端连接。

作为优选，为了进一步提高插接连接器的密封性能以适应长期在水下工作的需求，所述插接连接器还包括设于所述连接器壳体内的前绝缘压板、粘结胶和后绝缘压板，所述前绝缘压板和所述后绝缘压板分别位于所述连接器绝缘体的前侧和后侧，所述连接器壳体内位于所述前绝缘压板与所述连接器绝缘体之间、所述后绝缘压板与所述连接器绝缘体之间的空隙内分别填充有所述粘结胶。

作为优选，为了快速且可靠安装前绝缘压板并限制插接连接器的各部件轴向位移，所述前绝缘压板的前侧外边缘设有环槽且该环槽内安装有用于固定所述前绝缘压板的卡簧。

作为优选，为了提高插接连接器与其它配套连接器连接的密封性能，所述连接器壳体内位于所述后绝缘压板外的位置设有连接器密封圈。

作为优选，为了便于连接转轴与传动件并便于实现与前外壳的旋转连接，所述转轴的后端置于所述传动件前端的安装孔内并通过螺钉连接，所述轴承安装在所述传动件的前段外壁与所述前外壳的对应通孔孔壁之间。

作为优选，为了提高轴承的防锈能力以适应长期水下工作需求，所述轴承为陶瓷轴承。

作为优选，为了对没有法兰盘连接结构的陶瓷轴承进行定位安装且便于快速固定，所述前外壳的对应通孔前端孔壁和所述转轴的后段外壁对应位置以及所述传动件的中段内壁上分别设有用于对所述轴承限位的凸台，所述前外壳的对应通孔中段孔壁设有用于对所述轴承限位且能够快速弯折的弯折部。

本发明的有益效果在于：

本发明通过将磁钢置于传动件后端的内腔内并被磁钢罩密封，传动件后端与磁钢罩之间为硬件密封，将磁感应探头和所述电路板置于后外壳的前段内腔内并通过中外壳的隔板与磁钢以及前外壳后部的整个内腔完全隔离，中外壳的后端与所述后外壳的前端之间为硬件连接，将引线依次与导电柱和导线连接，导电柱与后外壳的隔壁上的后外壳通孔之间通过绝缘管密封和固定，导线通过填充密封胶密封和固定，最终实现将转轴的旋转连接与磁钢隔离、将引线与外壳之间的软硬连接通过转换为硬件连接和大体积的密封胶密封的方式实现显著提高密封性能和防水效果的目的，能够长时间防止河水、海水等液体浸入，从而使本传感器能够长期在水下工作，满足舰艇、船舶、潜艇等需要对裸露在海水中部位使用角位移传感器进行位置检测的应用需求。

附图说明

图1是本发明所述能够长时间防止液体浸入的高效密封角位移传感器的主视剖视结构示意图；

图2是本发明所述能够长时间防止液体浸入的高效密封角位移传感器的右视结构示意图；

图3是本发明所述能够长时间防止液体浸入的高效密封角位移传感器的插接连接器的放大图，图中视角与图1相同但比例大于图1。

图中，1-插接连接器，2-后外壳，3-密封胶，4-导线，5-中外壳，6-隔壁，7-绝缘管，8-导电柱，9-引线，10-电路板，11-隔板，12-磁感应探头，13-磁钢罩，14-前外壳，15-传动件，16-磁钢，17-轴承，18-转轴，19-转轴齿轮，20-扁形段，21-扁形盲孔，22-连接器凸环，23-连接器壳体，24-后绝缘压板，25-粘结胶，26-连接器绝缘体，28-前绝缘压板，29-插接件，30-卡销。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，本发明所述能够长时间防止液体浸入的高效密封角位移传感器包括外壳、转轴18、磁钢16、磁感应探头12、电路板10、引线9、传动件15、磁钢罩13、导电柱8、绝缘管7和导线4，转轴18穿过所述外壳上的对应通孔并通过轴承17与所述外壳连接，磁钢16安装于所述外壳内并与转轴18的内端连接，磁感应探头12和电路板10安装于所述外壳内并相互对应连接，引线9与电路板10连接，所述外壳包括前外壳14、中外壳5和后外壳2，中外壳5为筒体且其中段内腔内设有与该筒体一体成型的隔板11，以转轴18的外端为所述能够长时间防止液体浸入的高效密封角位移传感器的前端，中外壳5的前端与前外壳14的后端通过螺钉连接，转轴18的后端（即内端）由前向后穿过前外壳14上的对应通孔并与传动件15的前端连接，传动件15的后端设有一个内腔，磁钢罩13与传动件15的后端连接且连接处设有密封圈（图中有两个该密封圈且未标记），磁钢16置于传动件15后端的内腔内并被磁钢罩13密封；中外壳5的后端与后外壳2的前端连接且连接处设有密封圈（图中有两个并列的该密封圈且未标记），磁感应探头12和电路板10置于后外壳2的前段内腔内，磁感应探头12和磁钢16分别位于隔板11的两侧且相互靠近，后外壳2的中段内设有隔壁6且该隔壁6上设有多个前后方向的后外壳通孔（图中为四个后外壳通孔且未标记），多个（图中为四个）绝缘管7分别套装在多个（图中为四个）导电柱8外并分别安装于多个所述后外壳通孔内，多条（图中为四条）引线9的后端分别与多个导电柱8的前端连接，多个导电柱8的后端分别与多条（图中为四条）导线4的前端连接，多条导线4分别置于后外壳2的后段内腔内且该后段内腔内填充有密封胶3（优选为环氧树脂或硅密封胶）。

如图1-图3所示，本发明还公开了以下多种更加优化的具体结构，根据需要可以将上述结构与下述一种或多种结构进行叠加组合形成更加优化的技术方案。

为了适应不同类型的被检测设备的连接结构以满足不同用户的不同安装需求，转轴18上靠近前端的位置设有向外周方向凸起的转轴齿轮19，转轴18的前端外壁的相对两侧设有平面形成扁形段20，转轴18的前端端面设有扁形盲孔21。

为了便于将导线4通过插接方式快速与外部设备连接和拆卸并提高信号传输屏蔽功能，后外壳2的后端安装有插接连接器1，插接连接器1包括连接器壳体23、连接器绝缘体26（优选为环氧树脂）和插接件29（图中为插针，也可以为插孔），连接器壳体23的前段设有向外周方向凸起的连接器凸环22，连接器凸环22通过螺钉与后外壳2的后端连接且连接处设有密封圈（图中有两个并列的该密封圈且未标记），前后方向的多个插接件29安装在连接器壳体23内并穿过连接器绝缘体26上的多个对应通孔，连接器绝缘体26固定设于连接器壳体23内，多个插接件29的前端与多条导线4的后端连接。

为了进一步提高插接连接器1的密封性能以适应长期在水下工作的需求，插接连接器1还包括设于连接器壳体23内的前绝缘压板28（优选为环氧树脂板）、粘结胶25（优选为704胶）和后绝缘压板24（优选为环氧树脂板），前绝缘压板28和后绝缘压板24分别位于连接器绝缘体26的前侧和后侧，连接器壳体23内位于前绝缘压板28与连接器绝缘体26之间、后绝缘压板24与连接器绝缘体26之间的空隙内分别填充有粘结胶25。

为了快速且可靠安装前绝缘压板28并限制插接连接器1的各部件轴向位移，前绝缘压板28的前侧外边缘设有环槽且该环槽内安装有用于固定前绝缘压板28的卡簧（图中未标记）。

为了提高插接连接器1与其它配套连接器连接的密封性能，连接器壳体23内位于后绝缘压板24外的位置设有连接器密封圈（图中未标记）。

为了便于连接转轴18与传动件15并便于实现与前外壳14的旋转连接，转轴18的后端置于传动件15前端的安装孔内并通过螺钉连接，轴承17安装在传动件15的前段外壁与前外壳14的对应通孔孔壁之间。

为了提高轴承17的防锈能力以适应长期水下工作需求，轴承17为陶瓷轴承。

为了对没有法兰盘连接结构的陶瓷轴承进行定位安装并实现快速固定，所述前外壳14的对应通孔前端孔壁和转轴18的后段外壁对应位置以及传动件15的中段内壁上分别设有用于对轴承17限位的凸台（图中未标记），前外壳14的对应通孔中段孔壁设有用于对轴承17限位且能够快速弯折的弯折部（图中未标记），该弯折部在将轴承17由后向前安装到位后再折弯实现对轴承17的定位固定。

图3中还示出了设于连接器壳体23上并用于与配套连接器连接的卡销30，为常规结构。

如图1-图3所示，使用时，将转轴18通过转轴齿轮19、扁形段20或扁形盲孔21与待检测设备的旋转件连接，旋转件驱动转轴18旋转，带动传动件15、磁钢罩13和磁钢16同步旋转，磁感应探头12检测到变化的磁信号并转换为电信号传输给电路板10上的处理器，经电路板10上的处理器处理后获得磁钢16的角度变化信号并通过引线9、导电柱8、导线4、插接连接器1和配套连接器传输给外部设备，实现角位移检测功能。传动件15后端的内腔与磁钢罩13之间的硬件+密封圈密封，中外壳5的隔板11将磁感应探头12和电路板10与磁钢16完全隔离，中外壳5的后端与后外壳2的前端之间的硬件+密封圈连接，引线9与后外壳2之间的导电柱8通过绝缘管7形成一次密封、导线4与密封胶3形成第二次密封、导线4与插接连接器1连接且插接连接器1的密封结构形成第三次密封，最终实现整个传感器与外界之间的高效密封防水效果，确保传感器长期在水下（如海水下面）正常工作的目的。虽然转轴18与前外壳14之间的密封性能不是太好，但轴承17采用防锈的密封型陶瓷轴承不影响传感器长期在水下正常工作，同时磁钢也因为处于传动件15后端的内腔与磁钢罩13构成的密闭空间内而不受影响，而且中外壳5的隔板11将磁感应探头12和电路板10与前外壳14后部的整个内腔完全隔离，通过轴承17渗漏的水完全不能进入中外壳5的后部和后外壳2内，确保高效密封效果。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (9)

1.一种能够长时间防止液体浸入的高效密封角位移传感器，包括外壳、转轴、磁钢、磁感应探头、电路板和引线，所述转轴穿过所述外壳上的对应通孔并通过轴承与所述外壳连接，所述磁钢安装于所述外壳内并与所述转轴的内端连接，所述磁感应探头和所述电路板安装于所述外壳内并相互对应连接，所述引线与所述电路板连接，其特征在于：所述能够长时间防止液体浸入的高效密封角位移传感器还包括传动件、磁钢罩、导电柱、绝缘管和导线，所述外壳包括前外壳、中外壳和后外壳，所述中外壳为筒体且其中段内腔内设有与该筒体一体成型的隔板，以所述转轴的外端为所述能够长时间防止液体浸入的高效密封角位移传感器的前端，所述中外壳的前端与所述前外壳的后端连接，所述转轴的后端由前向后穿过所述前外壳上的对应通孔并与所述传动件的前端连接，所述传动件的后端设有一个内腔，所述磁钢罩与所述传动件的后端连接且连接处设有密封圈，所述磁钢置于所述传动件后端的内腔内并被所述磁钢罩密封；所述中外壳的后端与所述后外壳的前端连接且连接处设有密封圈，所述磁感应探头和所述电路板置于所述后外壳的前段内腔内，所述磁感应探头和所述磁钢分别位于所述隔板的两侧且相互靠近，所述后外壳的中段内设有隔壁且该隔壁上设有多个前后方向的后外壳通孔，多个所述绝缘管分别套装在多个所述导电柱外并分别安装于多个所述后外壳通孔内，多条所述引线的后端分别与多个所述导电柱的前端连接，多个所述导电柱的后端分别与多条所述导线的前端连接，多条所述导线分别置于所述后外壳的后段内腔内且该后段内腔内填充有密封胶。

2.根据权利要求1所述的能够长时间防止液体浸入的高效密封角位移传感器，其特征在于：所述转轴上靠近前端的位置设有向外周方向凸起的转轴齿轮，所述转轴的前端外壁的相对两侧设有平面形成扁形段，所述转轴的前端端面设有扁形盲孔。

3.根据权利要求1或2所述的能够长时间防止液体浸入的高效密封角位移传感器，其特征在于：所述后外壳的后端安装有插接连接器，所述插接连接器包括连接器壳体、连接器绝缘体和插接件，所述连接器壳体的前段设有向外周方向凸起的连接器凸环，所述连接器凸环与所述后外壳的后端连接且连接处设有密封圈，前后方向的多个所述插接件安装在所述连接器壳体内并穿过所述连接器绝缘体上的多个对应通孔，所述连接器绝缘体固定设于所述连接器壳体内，多个所述插接件的前端与多条所述导线的后端连接。

4.根据权利要求3所述的能够长时间防止液体浸入的高效密封角位移传感器，其特征在于：所述插接连接器还包括设于所述连接器壳体内的前绝缘压板、粘结胶和后绝缘压板，所述前绝缘压板和所述后绝缘压板分别位于所述连接器绝缘体的前侧和后侧，所述连接器壳体内位于所述前绝缘压板与所述连接器绝缘体之间、所述后绝缘压板与所述连接器绝缘体之间的空隙内分别填充有所述粘结胶。

5.根据权利要求4所述的能够长时间防止液体浸入的高效密封角位移传感器，其特征在于：所述前绝缘压板的前侧外边缘设有环槽且该环槽内安装有用于固定所述前绝缘压板的卡簧。

6.根据权利要求4所述的能够长时间防止液体浸入的高效密封角位移传感器，其特征在于：所述连接器壳体内位于所述后绝缘压板外的位置设有连接器密封圈。

7.根据权利要求1或2所述的能够长时间防止液体浸入的高效密封角位移传感器，其特征在于：所述转轴的后端置于所述传动件前端的安装孔内并通过螺钉连接，所述轴承安装在所述传动件的前段外壁与所述前外壳的对应通孔孔壁之间。

8.根据权利要求7所述的能够长时间防止液体浸入的高效密封角位移传感器，其特征在于：所述轴承为陶瓷轴承。

9.根据权利要求8所述的能够长时间防止液体浸入的高效密封角位移传感器，其特征在于：所述前外壳的对应通孔前端孔壁和所述转轴的后段外壁对应位置以及所述传动件的中段内壁上分别设有用于对所述轴承限位的凸台，所述前外壳的对应通孔中段孔壁设有用于对所述轴承限位且能够快速弯折的弯折部。

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