CN218098129U - 一种gpf双模压力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了压力传感器领域内的一种GPF双模压力传感器，包括壳体组件，壳体组件的底部设置有高压口和低压口，壳体组件一侧设置为感压区，壳体组件的另一侧为加强区，感压区内设置有安装板，安装板的正面设置有限位结构，安装板经限位结构与PCBA相连，安装板的背面设置有高压通气结构和低压通气结构，高压通气结构与高压口连通，低压通气结构与低压口连通，感压区内还设置有透气结构，透气结构穿过安装板与PCBA的正面相连通；结构更加的紧凑、简单，缩小了产品整体尺寸，优化了产品成本，并且采用密封结构提高产品的密封性能，而且利用限位结构，使得PCBA与壳体组件之间形成定位固定，提高产品的抗震性能，由本实用新型可以用于排气测量的汽车应用。

Description

一种GPF双模压力传感器

技术领域

本实用新型涉及一种压力传感器领域内的GPF压力传感器。

背景技术

GPF全称Gasoline Particle Filter，即汽油机颗粒捕集器，其主要功能是收集发动机燃烧后排出的废气中的颗粒物，当废气通过GPF时，颗粒物会被截留在GPF内，就像汽车上汽油、机油、空气滤芯过滤杂质一样，从而达到减少颗粒物排放到大气中的要求，正常情况下过滤效率能达到90%。

GPF一般会安装在三元催化后面，独立装置或者和三元催化一体，该装置一般会装有压力传感器，同时将压力导管分别安装在GPF的上游和下游，即进气和排气口上，其目的是检测GPF的压力变化，因为被收集的颗粒物会暂时存放在GPF内部，随着颗粒物的不断增多会影响排气效率的，如果不在适当的时机处理掉这些颗粒物就有可能影响车辆性能甚至损坏GPF，安装传感器可以检测出GPF的进气和排气之间的压差，所以压力传感器又叫GPF压差传感器。

由于有些车型的ECU***设定中需要采集GPF的进气和排气的压力，因此需要采用两个感压元件与一个芯片完成两路信号的处理，获得GPF压差和上下游相对压力信号。现有技术中，传感器的两个敏感元件位于产品的上方，导致金属端子排布困难，结构复杂；传感器感应元件由特殊凝胶保护，凝胶固化特性决定其密封难度较大；采用销柱结构，仅可定位水平方向的位移，无法限制其在竖直方向的位移，点胶固化过程或震动会造成竖直方向的位移，且抗震性能较差。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种GPF双模压力传感器，密封性和抗震性能好，生产难度低并且结构更加的紧凑、简单。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种GPF双模压力传感器，包括壳体组件，壳体组件的底部设置有高压口和低压口，壳体组件一侧设置为感压区，壳体组件的另一侧为加强区，感压区内设置有安装板，安装板的正面设置有限位结构，安装板经限位结构与PCBA相连，安装板的背面设置有高压通气结构和低压通气结构，高压通气结构与高压口连通，低压通气结构与低压口连通，感压区内还设置有透气结构，透气结构穿过安装板与PCBA的正面相连通，PCBA的高压端和低压端分别嵌设有EMES感压元件a和EMES感压元件b，EMES感压元件a的高压感应面与高压通气结构配合安装，EMES感压元件b的低压感应面与低压通气结构配合安装，感应区的外侧开口处覆盖有密封结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，高压口通入高压气体，低压口通入低压气体，高压气体通过高压通气结构与EMES感压元件a的高压感应面接触，大气气体通过透气结构抵达PCBA的正面，由EMES感压元件a的大气感应面接触，感应大气压力，从而使得EMES感压元件a采集到一个高压进气相对压力，同时低压气体经过低压通气结构与EMES感压元件b的低压感应面接触，大气气体通过透气结构抵达PCBA的正面，由EMES感压元件b的大气感应面接触，感应大气压力，从而使得EMES感压元件b采集到一个低压进气相对压力，这两个数据通过PCBA上的集成印刷电路进行电路处理，计算采集到的两个相对压力的差值，输出给客户ECU端处理，将高压感应和低压感应设置在壳体组件的同一个侧，结构更加的紧凑、简单，缩小了产品整体尺寸，优化了产品成本，并且采用密封结构提高产品的密封性能，而且利用限位结构，使得PCBA与壳体组件之间形成定位固定，提高产品的抗震性能，由本实用新型可以用于排气测量的汽车应用。

作为本实用新型的进一步改进，高压通气结构包括设置在壳体组件内高压腔体，高压腔体上开设有高压进气口和高压出气口，高压进气口与高压口相连通，高压出气口的外周开设有高压凹槽，高压凹槽与高压围坝相配合，高压围坝设置在PCBA的高压端的背面并且将EMES感压元件a的高压面包围，高压凹槽与高压围坝之间缝隙经点胶固化形成的高压密封圈密闭。

这样高压腔体、高压凹槽，与将MEMES感压元件a高压面包围的高压围坝部分形成一个高压通气结构，通过在高压凹槽内点胶固化的方式提升该结构的密封性，使得高压气体能够从高压口通入到高压出气口与MEMES感压元件a高压面接触。

作为本实用新型的进一步改进，低压通气结构包括设置在壳体组件内低压腔体，低压腔体上开设有低压进气口和低压出气口，低压进气口与低压口相连通，低压出气口的外周开设有低压凹槽，低压凹槽与低压围坝相配合，低压围坝设置在PCBA的低压端的背面并且将EMES感压元件b的低压面包围，低压凹槽与低压围坝之间缝隙经点胶固化形成的低压密封圈密闭。

这样低压腔体、低压凹槽，与将MEMES感压元件a低压面包围的低压围坝部分形成一个低压通气结构，通过在低压凹槽内点胶固化的方式提升该结构的密封性，使得低压气体能够从低压口通入到低压出气口与MEMES感压元件b低压面接触。

作为本实用新型的进一步改进，透气结构包括设置在壳体组件内的透气通道，透气通道的进气端开设在壳体组件的底部并且处于低压口和高压口之间，透气通道的出气端开设在安装板上并且处于高压凹槽和低压凹槽之间，出气端的外周开设有透气凹槽，透气凹槽内设置有滤膜。

这样大气气流可以从透气孔通过透气通道，由其出气端透过滤膜抵达PCBA背面，再继向上流通至PCBA的正面，由于密封结构与感应区形成一个密封区域，这样大气气流被封闭在感应区内，进而与MEMES感压元件a和MEMES感压元件b的大气感应面接触测算出大气压力。

作为本实用新型的进一步改进，密封结构包括密封盖，密封盖覆盖在感应区的开口处，并且密封盖与感应区的开口之间的缝隙经点胶固化形成的外密封圈密闭，PCBA与密封盖相互平行设置。

这样密封盖将感应区的开口盖住，再用点胶方式将密封盖与感应区之间的缝隙填充密封胶后固化，形成密封圈，将感应区完全密封，与透气结构配合，更准确的测量大气压力，同时由于PCBA与密封盖相互平行，则在使用过程中PCBA整体处于竖直方向，进而不会出现积水问题，确保电路和电子元件的使用安全。

作为本实用新型的进一步改进，壳体组件内部嵌入三根金属端子，金属端子的一端通过PCBA上的三个过孔与集成印刷电路焊接连接，另一端连接客户对配端的母端子。

这样金属端子排布容易，结构更为简单。

作为本实用新型的进一步改进，限位结构包括四根热铆柱，热铆柱分别对称设置在安装板的两侧上，PCBA上开设有与热铆柱相匹配的限位孔，PCBA经热铆柱与限位孔配合设置在安装板上。

这样热铆柱在热铆后会形成蘑菇台，可以同时定位PCBA水平和竖直方向上的移动，使得在点胶固化及其后过程中不会出现位移，进一步增加产品抗震性能和使用寿命。

作为本实用新型的进一步改进，密封盖四周设有小凸台，小凸台形状可以为方形或方形加斜面的楔形结构。

这样通过小凸台实现装配公差容错，可以在不影响装配密封性能的情况下，加大密封盖与壳体组件的配合公差，大大降低生产加工难度和装配难度。

作为本实用新型的进一步改进，壳体组件的感应区上设置有5个小斜面，其中三个小斜面设置在感应区靠近金属端子的一短边面上，剩下的两个小斜面则分别对称设置感应区的两个长边面上。

这样采用小斜面设计，基于塑料材料本身的特性，薄壁结构由于过长易变形，在薄壁处增加两个圆形凸起，一方面起加强作用，另一方面圆形凸起根部为圆形结构用于定位，上部结构为圆台状，与旁边的方形斜面形成强导向，便于PCBA的安装，简化生产组装难度，提高生产效率。

作为本实用新型的进一步改进，加强区内设置有多个方格结构；这样通过方格结构来支撑壳体组件的结构强度，并且加工难度小。

附图说明

图1为本实用新型***图一。

图2为本实用新型***图二。

图3为本实用新型高压气流流通剖视图。

图4为本实用新型低压气流流通剖视图。

图5为本实用新型大气气流流通剖视图。

图6为本实用新型金属端子剖视图。

图7为本实用新型密封结构的示意图。

图8为本实用新型PCBA的结构示意图。

图9为本实用新型限位结构示意图。

图10为本实用新型小斜面结构示意图。

其中，1外密封圈，2密封盖，3高压围坝，4滤膜，5高压密封圈，6高压口，7方格结构，8透气孔，9低压口，10壳体组件，11PCBA，12低压围坝，13低压密封圈，14低压凹槽，15低压出气口，16透气凹槽，17高压凹槽，18高压出气口，19感应区，20高压腔体，21EMES感压元件a，22低压腔体，23 EMES感压元件b，24透气通道，25金属端子，26小凸台，27限位孔，28过孔，29热铆柱，30小斜面。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明：

如图1-10所示的一种GPF双模压力传感器，包括壳体组件10，壳体组件10的底部设置有高压口6和低压口9，壳体组件10一侧设置为感压区，壳体组件10的另一侧为加强区，感压区内设置有安装板，安装板的正面设置有限位结构，安装板经限位结构与PCBA11相连，安装板的背面设置有高压通气结构和低压通气结构，高压通气结构与高压口6连通，低压通气结构与低压口9连通，感压区内还设置有透气结构，透气结构穿过安装板与PCBA11的正面相连通，PCBA11的高压端和低压端分别嵌设有EMES感压元件a21和EMES感压元件b23，EMES感压元件a21的高压感应面与高压通气结构配合安装，EMES感压元件b23的低压感应面与低压通气结构配合安装，感应区19的外侧开口处覆盖有密封结构。

高压通气结构包括设置在壳体组件10内高压腔体20，高压腔体20上开设有高压进气口和高压出气口18，高压进气口与高压口6相连通，高压出气口18的外周开设有高压凹槽17，高压凹槽17与高压围坝3相配合，高压围坝3设置在PCBA11的高压端的背面并且将EMES感压元件a21的高压面包围，高压凹槽17与高压围坝3之间缝隙经点胶固化形成的高压密封圈5密闭。

低压通气结构包括设置在壳体组件10内低压腔体22，低压腔体22上开设有低压进气口和低压出气口15，低压进气口与低压口9相连通，低压出气口15的外周开设有低压凹槽14，低压凹槽14与低压围坝12相配合，低压围坝12设置在PCBA11的低压端的背面并且将EMES感压元件b23的低压面包围，低压凹槽14与低压围坝12之间缝隙经点胶固化形成的低压密封圈13密闭。

透气结构包括设置在壳体组件10内的透气通道24，透气通道24的进气端开设在壳体组件10的底部并且处于低压口9和高压口6之间，透气通道24的出气端开设在安装板上并且处于高压凹槽17和低压凹槽14之间，出气端的外周开设有透气凹槽16，透气凹槽16内设置有滤膜4；密封结构包括密封盖2，密封盖2覆盖在感应区19的开口处，并且密封盖2与感应区19的开口之间的缝隙经点胶固化形成的外密封圈1密闭，PCBA11与密封盖2相互平行设置；壳体组件10内部嵌入三根金属端子25，金属端子25的一端通过PCBA11上的三个过孔28与集成印刷电路焊接连接，另一端连接客户对配端的母端子。

限位结构包括四根热铆柱29，热铆柱29分别对称设置在安装板的两侧上，PCBA11上开设有与热铆柱29相匹配的限位孔27，PCBA11经热铆柱29与限位孔27配合设置在安装板上；密封盖2四周设有小凸台26，小凸台26形状可以为方形或方形加斜面的楔形结构；壳体组件10的感应区19上设置有5个小斜面30，其中三个小斜面30设置在感应区19靠近金属端子25的一短边面上，剩下的两个小斜面30则分别对称设置感应区19的两个长边面上；加强区内设置有多个方格结构7。

本实用新型中，高压腔体20、高压凹槽17，与将MEMES感压元件a21高压面包围的高压围坝3部分形成一个高压通气结构，通过在高压凹槽17内点胶固化的方式提升该结构的密封性，使得高压气体能够从高压口6通入到高压出气口18与MEMES感压元件a21高压面接触；低压腔体22、低压凹槽14，与将MEMES感压元件a21低压面包围的低压围坝12部分形成一个低压通气结构，通过在低压凹槽14内点胶固化的方式提升该结构的密封性，使得低压气体能够从低压口9通入到低压出气口15与MEMES感压元件b23低压面接触。感应区19中的PBCA正面密封盖2之间的空间为一个密封区域，该密闭区域和透气结构连通，大气气流可以从透气孔8通过透气通道24，由其出气端透过滤膜4抵达PCBA11背面，再继向上流通至PCBA11的正面，由于，这样大气气流被封闭在该密封区域内，进而与MEMES感压元件a21和MEMES感压元件b23的大气感应面接触测算出大气压力。

因此，感应区19的整体结构采用双表压结构，高压通气结构和低压通气结构分别位于壳体组件10中感应区19的左右两侧，透气结构设置在高压通气结构和低压通气结构的中间，EMES感压元件a21和EMES感压元件b23的大气感应侧共用透气结构。将上述三个密封腔体结构按照左中右分布，并且处于壳体组件10的同一侧，结构更加的紧凑、简单，缩小了产品整体尺寸，优化了产品成本；高压凹槽17与高压围坝3之间以及低压凹槽14和低压围坝12之间采用点胶固化的方式，使得密封性能更优；而透气孔8设置在高压口6和低压口9之间，便于共用，且透气孔8采用滤膜4贴附的方式，即可通气又可防水，成本低廉。

密封盖2四周有小凸台26，凸台形状可以为方形、方形加斜面的楔形等结构。由于密封盖2与壳体组件10通过点胶形成密封圈来装配及密封，点胶固化过程中，胶水由胶体状态变换为固态过程中时，会有胶体流动、气泡逸出等动作，小凸台26可以限制密封盖2的走位，定位密封盖2的位置；并且用小凸台26实现装配公差容错，可以在不影响装配密封性能的情况下，加大密封盖2与壳体组件10的配合公差，大大降低生产加工难度和装配难度。

工作时，壳体组件10整体竖直安装，感压区和加强区分设壳体组件10的两侧，PCBA11处于竖直状态，其中低压口9和高压口6分别与GPF的排气口和进气口安装连接，大气气流从透气孔8透过抵达PCBA11正面，处于感应区19、密封盖2和密封圈形成一个透气密闭腔室，从而作用在处于PCBA11正面的MEMES感压元件a21和MEMES感压元件b23的大气感应面，由MEMES感压元件a21和MEMES感压元件b23的大气感应面测量出大气压力，同时高压气体从GPF的进气口进入高压口6，进而经过由高压口6、高压腔体20最终由高压出气口18进入高压围坝3和高压凹槽17之间形成的密闭空间中，与MEMES感压元件a21的高压面接触，感应高压进气压力，与MEMES感压元件a21大气感应面测量出的大气压力结合处理采集到一个高压进气相对压力； 低压气体从GPF的排气口进入低压口9，进而经过低压口9、低压腔体22最终有低压出气口15进入低压围坝12和低压凹槽14之间形成的密闭空间中，与MEMES感压元件b23的低压面接触，感应低压进气压力，与MEMES感压元件b23大气感应面测量出的大气压力结合处理采集到一个低压进气相对压力；上述两个采集到的两个表压值，通过PCBA11上的集成印刷电路进行电路处理，计算采集到的两个表压值的差值，通过金属端子25将这两个表压值以及压力差值输出给客户ECU端处理；当压力差值到达特定值，也就是颗粒物已经多到快要影响正常的车辆性能时，就会触发GPF的主动再生功能，将GPF里面积累的颗粒物燃烧掉从而恢复GPF的功能。

本实用新型不局限于上述实施例，在本公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种GPF双模压力传感器，包括壳体组件，壳体组件的底部设置有高压口和低压口，其特征在于：壳体组件一侧设置为感压区，壳体组件的另一侧为加强区，感压区内设置有安装板，安装板的正面设置有限位结构，安装板经限位结构与PCBA相连，安装板的背面设置有高压通气结构和低压通气结构，高压通气结构与高压口连通，低压通气结构与低压口连通，感压区内还设置有透气结构，透气结构穿过安装板与PCBA的正面相连通，PCBA的高压端和低压端分别嵌设有EMES感压元件a和EMES感压元件b，EMES感压元件a的高压感应面与高压通气结构配合安装，EMES感压元件b的低压感应面与低压通气结构配合安装，感应区的外侧开口处覆盖有密封结构。

2.根据权利要求1所述的一种GPF双模压力传感器，其特征在于：高压通气结构包括设置在壳体组件内高压腔体，高压腔体上开设有高压进气口和高压出气口，高压进气口与高压口相连通，高压出气口的外周开设有高压凹槽，高压凹槽与高压围坝相配合，高压围坝设置在PCBA的高压端的背面并且将EMES感压元件a的高压面包围，高压凹槽与高压围坝之间缝隙经点胶固化形成的高压密封圈密闭。

3.根据权利要求2所述的一种GPF双模压力传感器，其特征在于：低压通气结构包括设置在壳体组件内低压腔体，低压腔体上开设有低压进气口和低压出气口，低压进气口与低压口相连通，低压出气口的外周开设有低压凹槽，低压凹槽与低压围坝相配合，低压围坝设置在PCBA的低压端的背面并且将EMES感压元件b的低压面包围，低压凹槽与低压围坝之间缝隙经点胶固化形成的低压密封圈密闭。

4.根据权利要求3所述的一种GPF双模压力传感器，其特征在于：透气结构包括设置在壳体组件内的透气通道，透气通道的进气端开设在壳体组件的底部并且处于低压口和高压口之间，透气通道的出气端开设在安装板上并且处于高压凹槽和低压凹槽之间，出气端的外周开设有透气凹槽，透气凹槽内设置有滤膜。

5.根据权利要求4所述的一种GPF双模压力传感器，其特征在于：密封结构包括密封盖，密封盖覆盖在感应区的开口处，并且密封盖与感应区的开口之间的缝隙经点胶固化形成的外密封圈密闭，PCBA与密封盖相互平行设置。

6.根据权利要求5所述的一种GPF双模压力传感器，其特征在于：壳体组件内部嵌入三根金属端子，金属端子的一端通过PCBA上的三个过孔与集成印刷电路焊接连接，另一端连接客户对配端的母端子。

7.根据权利要求6所述的一种GPF双模压力传感器，其特征在于：限位结构包括四根热铆柱，热铆柱分别对称设置在安装板的两侧上，PCBA上开设有与热铆柱相匹配的限位孔，PCBA经热铆柱与限位孔配合设置在安装板上。

8.根据权利要求7所述的一种GPF双模压力传感器，其特征在于：密封盖四周设有小凸台，小凸台形状可以为方形或方形加斜面的楔形结构。

9.根据权利要求8所述的一种GPF双模压力传感器，其特征在于：壳体组件的感应区上设置有5个小斜面，其中三个小斜面设置在感应区靠近金属端子的一短边面上，剩下的两个小斜面则分别对称设置感应区的两个长边面上。

10.根据权利要求9所述的一种GPF双模压力传感器，其特征在于：加强区内设置有多个方格结构。

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