一种风压传感器的制作方法

1.本实用新型涉及用于壁挂炉热水器的风压检测装置或开关装置，尤其涉及一种风压传感器。


背景技术：

2.现有国家知识产权局的专利授权公告号为：cn204045496u，公开了一种壁挂炉的风压传感器的实用新型专利，包括前壳、后壳，所述的前壳中间设有凹孔，凹孔的孔壁设有条形凸块；所述的凹孔内安装伸缩柱，伸缩柱侧面设有凹槽，凹槽与条形凸块配合镶嵌上下导滑；所述的凹孔外底部穿入有调节螺丝并插入在伸缩柱体内，通过旋扭调节螺丝使伸缩柱实现伸缩调节；所述的伸缩柱底端部设有两根导电柱，导电柱通过电线与插接在前壳外表面的接线端子电连接；所述负压腔面的弹性膜片中间固定有导电片，导电片与两根导电柱接触时导通电源，分离时，切断电源；1、该产品使用时间长了以后，导电片与两根导电柱接触的导电触点会有炭黑、积垢、氧化，接触导电不再像新的那么灵敏；2、上述仅起到开/关通断功能，属于机械式的接触开关，无法提前感知 (预警)接近导通或将要断开；当负压腔的负气压值在导电片与两根导电柱接触临界点风压时，如果风压不稳定状态下，导电片时而碰触两根导电柱接触，时而分离两根导电柱接触，导致电源时而导通，时而中断，对壁挂炉热水器的控制器及其电气元件有损伤、容易坏、降低使用寿命、软件运行程序启/停临时报错等不良影响。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种设计合理，无机械触点，通过负压腔的负压拉动弹性膜片往电感柱方向运动，根据电感柱插入筒腔的深度产生的磁场感应电感量来判断风压的负压值变化的风压传感器。
4.解决上述技术问题的方案为：
5.一种风压传感器，包括正面壳、底面壳、弹性膜片、支架、复位弹簧，弹性膜片的边沿被正面壳与底面壳夹紧密封固定，由此弹性膜片与正面壳之间的内部形成有负压腔、弹性膜片与底面壳之间的内部形成有正压腔，处于负压腔的弹性膜片表面中间固定有支架,支架的中部与正面壳内中部之间连接复位弹簧，复位弹簧布置在负压腔；所述正面壳上设置有负压通气孔，底面壳上设置有正压通气孔，所述支架的中间固定有磁环筒，磁环筒内为筒腔；
6.所述正面壳内部中间密封式固定有凸出的电感柱，电感柱的顶部连接有接电脚，电感柱的接电脚伸出在正面壳外部；磁环筒、电感柱布置在负压腔；磁环筒、电感柱布置在复位弹簧圈内；
7.所述电感柱与筒腔直线对应；磁环筒通过负压腔的负压拉动弹性膜片往电感柱方向位移，电感柱由此插入筒腔，插入的深度根据负压腔的负压值变化而变化。
8.本实用新型的一种风压传感器有益效果为：本产品设计合理，结构合理，无机械触
点，磁环筒通过负压腔的负压拉动弹性膜片往电感柱方向位移，负压腔的负压值不同，电感柱插入筒腔的深度就不同，产生的电感量就不同；本产品采用公母穿插原理，对插时，环周式产生电感量，其磁通量更大，电感量信号更容易被捕捉，检测电感量信号更加标准及准确；电感柱的尺寸略小于磁环筒的尺寸，电感柱外壁非常接近磁环筒的内壁，本结构的电感量检测更加灵敏，电感量的发生会更加准确，提高检测电感量的精准度，提高风压传感器使用器具检测工作风压的灵敏度；电感柱插入磁环筒时，电感柱不与磁环筒接触，防止相互磨损及扰乱磁场。
附图说明
9.图1、图2为本实用新型产品的立体图；
10.图3为本实用新型产品的侧面图；
11.图4为本实用新型产品的仰视图；
12.图5为本实用新型产品正面壳的立体图；
13.图6为本实用新型产品的拆分图；
14.图7为本实用新型产品的剖视图；
15.图8为本实用新型产品正面壳、电感器、复位弹簧的拆分图；
16.图9为本实用新型产品正面壳的立体图；
17.图10为本实用新型产品支架的立体图；
18.图11为本实用新型产品电感器的立体图；
19.图12为本实用新型产品磁铁柱的立体图。
20.正面壳1、弹簧定位槽11、底面壳2、螺纹通孔21、螺杆22、弹性膜片3、倒扣勾凸粒31、支架4、底板41、勾孔411、磁环固定件42、复位弹簧5、负压腔6、负压通气孔61、正压腔7、正压通气孔71、磁环筒8、筒腔81、电感柱9、凹入孔9a、电感器9b、接电脚91、空心管92、穿接孔93、电感线圈 9b1、磁铁柱9b2、上凸环9b21、绕线槽9b22、下凸环9b23、控制器a、数据线接头a1、壳盖a2。
具体实施方式
21.一种风压传感器，包括正面壳1、底面壳2、弹性膜片3、支架4、复位弹簧5，弹性膜片3的边沿被正面壳1与底面壳2夹紧密封固定，由此弹性膜片 3与正面壳1之间的内部形成有负压腔6、弹性膜片3与底面壳2之间的内部形成有正压腔7，处于负压腔6的弹性膜片3表面中间固定有支架4,支架4的中部与正面壳1内中部之间连接复位弹簧5，复位弹簧5布置在负压腔6；所述正面壳1上设置有负压通气孔61，底面壳2上设置有正压通气孔71，本产品的主要技术改进在于：所述支架4的中间固定有磁环筒8，磁环筒8内为筒腔81；
22.所述正面壳1内部中间密封式固定有凸出的电感柱9(即：柱式电感)，电感柱9的顶部连接有接电脚91，电感柱9的接电脚91伸出在正面壳1外部；磁环筒8、电感柱9布置在负压腔6；磁环筒8、电感柱9布置在复位弹簧5 圈内，复位弹簧5不与磁环筒8接触，不干扰磁感；
23.所述电感柱9与筒腔81直线对应；磁环筒8通过负压腔6的负压拉动弹性膜片3往电感柱9方向位移，电感柱9由此插入筒腔81，插入的深度根据负压腔6的负压值变化而变化；
24.电感柱9的尺寸略小于筒腔81的尺寸。
25.前述结构组成本产品的基本结构，实现其基本检测功能。本电感柱9使用的电压为3v～8v,优选为5v。本风压传感器的技术改进在于上述各部件的设置位置、各部件配合工作的结构。
26.本风压传感器常态下，弹性膜片3、支架4通过复位弹簧5撑开；当负压通气孔61处于被吸时，相对的正压腔7通过正压通气孔71就会进入空气，磁环筒8通过负压腔6的负压拉动弹性膜片3往电感柱9方向位移，复位弹簧5 由此被压缩并产生反弹力，电感柱9由此插入筒腔81，当负压腔6的负压值越大，电感柱9插入筒腔81越深，磁环筒8覆盖电感柱9外周的比例越多，磁感(磁场)交变量越大/越强烈，产生的电感量就越多；相反，当负压腔6 的负压值越小，电感柱9插入筒腔81越浅，磁环筒8覆盖电感柱9外周的比例越少，磁感(磁场)交变量越少/越弱，产生的电感量就越少；本产品采用公母穿插原理，对插时，环周式产生电感量，其磁通量更大，电感量信号更容易被捕捉，检测电感量信号更加标准及准确；此结构的磁环筒8、电感柱9工作时非常贴近，其磁感发生灵敏，电感量检测更加灵敏，电感量检测精准，提高检测电感量的精准度。
27.风压传感器使用器具通过本结构获得的电感量变化判断风压的负压值变化就更加准确；风压传感器使用器具通过本结构获得的电感量变化为其控制工作的预警及启/停提供更加有利的准确信号，减少风压传感器使用器具运行时指示报错的机率，提高风压传感器使用器具检测工作风压的灵敏度。
28.通过电感量的变化为后续风压传感器使用器具(例如：壁挂炉热水器)的控制工作提供预警、开关便利条件。
29.风压传感器使用器具通过电感量的变化判断是否属于正常工作范围更加准确。
30.举例说明，例如：本产品安装于壁挂炉热水器上使用，负压通气孔61通过气管与壁挂炉热水器的风机连接，负压腔6通过负压通气孔61、气管连通风机的风轮腔；常态下，弹性膜片3、支架4通过复位弹簧5撑开，没有电感量产生；当壁挂炉热水器工作时，风机抽风，由于风机的风轮腔连通负压腔6，风机在排风顺畅时负压腔6处于被吸状态(而相对的正压腔7通过正压通气孔 71就会进入空气，平衡气压)，磁环筒8通过负压腔6的负压拉动弹性膜片3 往电感柱9方向位移，电感柱9由此插入筒腔81，当负压腔6的负压值越大，电感柱9插入筒腔81越深，磁环筒8覆盖电感柱9外周的比例越多，磁感(磁场)交变量越大/越强烈，产生的电感量就越多，说明风机排风量越多越顺畅；相反，当负压腔6的负压值越小，电感柱9插入筒腔81越浅，磁环筒8覆盖电感柱9外周的比例越少，磁感(磁场)交变量越少/越弱，产生的电感量就越少，说明风机排风量越少或遇到排风困难；当壁挂炉热水器的控制系统检测到低于设定的电感量值时，说明风机排风遇到困难或抽风进风量少，没有达到壁挂炉热水器的工作要求/条件，壁挂炉热水器的控制系统即停止工作；壁挂炉热水器的控制系统检测到接近停机电感量值临界范围时，通过接近停机电感量信号临界值为系统预警，为停机工作做准备，进入准备停止程序，保护控制系统的运行软件和硬件，最后慢慢过渡到停机，减少壁挂炉热水器的控制系统软件运行时启/停临时报错的机率，使控制系统启/停运行、报错运行等更加顺畅过渡，其控制系统运用更加灵活。
31.优选结构：所述电感柱9包括设置在正面壳1内部中间的凹入孔9a和电感器9b，电感器9b的顶部连接有接电脚91，电感器9b插入在凹入孔9a密封固定；电感器9b的接电脚91从凹入孔9a的外端(底部)伸出在正面壳1外部；此举在于设定固定电感器9b的中心点和固
定安装的定位点，让工人易装配电感柱9，凹入孔9a让电感器9b固定得更加牢固稳定；电感器9b插入在凹入孔9a内通过液态密封胶凝固连接固；本优选结构的凹入孔9a不限于如何形成，可以是在正面壳1内部中间下沉形成，电感器9b的顶端有2毫米～5毫米插入在凹入孔9a内通过密封胶连接固即可，其余电感器9b本体伸出在负压腔。
32.优选结构：所述凹入孔9a由正面壳1内部中间延伸内凸起的空心管92而成，空心管92凸出在负压腔6，空心管92的内部为凹入孔9a，更加细化凹入孔9a的形成结构，实质上，凹入孔9a是空心管92的内空心形成，可以盲孔或通孔；所述电感器9b完全插入在凹入孔9a内固定，防止电感器9b长期露在空气中表面氧化、积垢、回潮，始终保持干爽，不影响工作性能；用液态密封胶凝固密封凹入孔9a两端，密封效果更好；在凹入孔9a的底部设置穿接孔 93，电感器9b的接电脚91从穿接孔93穿过伸出在正面壳1外部，电感器9b 更好安装和预固定，穿接孔93仅可以穿出接电脚91，穿接孔93也让接电脚 91好定位和固定。
33.优选结构：所述电感器9b包括电感线圈9b1和磁铁柱9b2，电感线圈9b1 绕接在磁铁柱9b2上，接电脚91由电感线圈9b1的两端延伸铜线接头形成或通过电感线圈9b1的两端连接电导体插脚形成，接电脚91连接在磁铁柱9b2 的顶部；此举在于更加细化设置电感器9b的具体结构，让电感发生更加合理、准确，电感线圈9b1可以是单层，也可以是多层重叠，视功率需求确定；电感线圈9b1由铜线绕接形成。
34.优选结构：所述接电脚91由电感线圈9b1的两端连接电导体插脚形成，电导体插脚从穿接孔93穿过伸出在正面壳1外部；电导体插脚为铝或铜制造，电导体插脚比较硬，不易变形，装配、焊接更容易。接电脚91有两根，一个输入，一个输出。
35.优选结构：所述磁铁柱9b2为一体成型，其顶部设置有上凸环9b21、底端设置有下凸环9b23，下凸环9b23与上凸环9b21之间形成有绕线槽9b22，电感线圈9b1绕接在绕线槽9b22内；电感线圈9b1和磁铁柱9b2完全插入在凹入孔9a内并通过密封胶密封固定。下凸环9b23是磁铁柱9b2末端。
36.此举在于细化磁铁柱9b2的结构，电感线圈9b1集中在中段，电感线圈 9b1设定位置更加合理，让磁场主要变化在中段位置，电感线圈9b1的材料为铜线，铜线的直径为0.05毫米～0.3毫米，优选为0.1毫米～0.15毫米,在绕线槽9b22内绕接电感线圈9b1容易定位，绕线比较有规律，电感发生有规律；弹性膜片3在发生位移时，电感柱9末端先插入筒腔81，然后逐渐接近电感线圈9b1，让电感量数值慢慢上升提供过渡，电感线圈9b1全部插入在筒腔81 为磁通量最大，电感量最多；工作时，发生的磁通量更多，电感量信号更好。
37.优选结构：所述电感柱9的环周设置有弹簧定位槽11，弹簧定位槽11的深度0.5厘米～1厘米，复位弹簧5的一端顶压在弹簧定位槽11内、另一端顶压在支架4的中部；这样更好地固定复位弹簧5，因为弹簧比较软，状态下防止倾斜、偏心，也防止弹簧受振动倾斜、偏心式的弹跳，定位更好。复位弹簧 5不与磁环筒直接接触，防止弹簧干其扰磁性。
38.优选结构：所述底面壳2中间设置有螺纹通孔21，螺纹通孔21上拧接有螺杆22，螺杆22伸入在正压腔7与弹性膜片3中间接触；螺杆22用于初次调节磁环筒8、电感柱9之间的间距，风压传感器在出厂前，通过螺杆22拧入顶压弹性膜片3，确定磁环筒8、电感柱9之间的间距，确定起始点，并通过风压检测仪器确定合格为准。
39.优选结构：所述正面壳1外部固定有控制器a(控制器a即是：控制电路板或信号处理控制器或电感处理控制器或电感处理控制系统等)，控制器a用于对电感柱9通电、采集电
感及相关的电感信号处理，控制器a接近电感柱9，其采集信号更加准确、精准，减少采集的距离，电感信号处理更快更高效更准，控制器a与接电脚91连接；所述控制器a连接有数据线接头a1,数据线接头 a1用数据线与风压传感器使用器具的控制系统连接并将数据传输给风压传感器使用器具；所述正面壳1上连接有壳盖a2，壳盖a2将控制器a、数据线接头a1盖合，保护控制器a及固定数据线接头a1。
40.优选结构：所述控制器a内包括有rlc谐振电路，rlc谐振电路可以将电感量转换为谐振频率输出，将数据传输给风压传感器使用器具的控制系统，这样也可以实现风压的检测，更好地与风压传感器使用器具的控制系统配套，其检测效果更好；谐振频率输出的范围是：1200hz～2000hz，优选为： 1400hz～1800hz。
41.优选结构：所述磁环筒8为铁氧体磁环筒；所述磁铁柱9b2为铁氧体磁铁柱；铁氧体是一种具有亚铁磁性的金属氧化物，就电特性来说，铁氧体的电阻率比单质金属或合金磁性材料大得多，而且还有较高的介电性能，铁氧体的磁性能还表现在高频时具有较高的磁导率，非常适合电感使用，其电感变化稳定，磁导性能好，容易捕捉检测。
42.优选结构：所述支架4包括底板41、磁环固定件42，底板41的中间固定连接磁环固定件42，磁环固定件42与磁环筒8固定连接，磁环固定件42插入在复位弹簧5圈内，磁环筒8也是布置在复位弹簧5圈内，合理设置磁环筒 8的固定结构及合理设置弹簧位置；电感柱9的直径略小于筒腔81的直径，磁感变量性能更好、更多；电感柱9的形状与磁环筒8、筒腔81的形状一致，产生的磁感有规律。电感柱9为圆柱形，而对应的磁环筒8、筒腔81的形状为圆形。
43.优选结构：弹性膜片3的负压腔6表面中部延伸凸起有若干倒扣勾凸粒 31，底板41上设置有对应数量的勾孔411，倒扣勾凸粒31穿过勾孔反勾底板 41固定。
44.优选结构：所述电感柱9的末端有1毫米～3毫米插入在磁环筒8的筒腔 81口处定位，优选为1毫米，常态下，电感柱9的末端插入一点点在磁环筒8 口内，保证电感柱100％对准在磁环筒8的筒腔81，筒腔81为通孔式，有风压时即可快速对准移位，防止弹性膜片3、支架4、复位弹簧5的晃动、脱出、偏心、弹跳等，有较好的定位能力，保证每次都能良好地工作、检测精准及准确，保证风压传感器怎么摆放安装都能使电感柱100％对准在磁环筒8的筒腔 81；风压传感器安装于使用器具使用，在工作时，风压传感器使用器具振动的弹跳、晃动等不受影响。
45.优选结构：所述磁环固定件42由若干片环绕的弹性倒扣勾组成，磁环筒 8插入在若干片弹性倒扣勾的中间被勾紧固定；更好地固定磁环筒8及方便安装。
46.优选结构：所述正面壳1、底面壳2、支架4为塑料制造，弹性膜片3为硅胶或橡胶制造；所述风压传感器整体为正圆形，对应的弹性膜片3、正压腔 7、负压腔6为正圆形。
47.优选结构：所述弹性膜片3、正压腔7、负压腔6的直径为4厘米～7厘米；所述弹性膜片3的直径大于正压腔7、负压腔6的直径。
48.优选结构：当然，电感器还可以用电子变压器替代。
49.由于风压传感器风压比较低，要提高风压的检测灵敏度，所以选择复位弹簧5的弹簧丝要比较细，复位弹簧5的弹簧丝直径为0.2毫米～0.5毫米,优选为0.3毫米～0.4毫米；复位弹簧5的整体直径为0.7厘米～2厘米；复位弹簧 5的最大压缩为20克，优选为：8克～15克；弹性膜片3、底板41均为正圆形，底板41的直径是弹性膜片3直径的60％～85％，优选为
70％～75％，为较佳的比例配置。弹性膜片3活动区的厚度为0.08毫米～0.2毫米，优选为0.1毫米，与底板41贴紧连接区的最大厚度为1.5毫米；底板41的重量为5克～10克。筒腔81的直径为5毫米～1.5厘米，优选为8毫米～1.2厘米。磁环筒8的高度为 0.7厘米～2厘米，优选为1.2厘米～1.5厘米。磁环筒8的直径为0.7厘米～1.7 厘米；前述设定了各部件尺寸、重量，目的在于设计本产品更适合于壁挂炉热水器使用。为了更好适应壁挂炉热水器使用，本产品的风压传感器浮动检测工作风压范围为：0pa～100pa，工作时的压力优选为20pa～80pa，在实际运用中，通过风压传感器或对应使用器具的控制系统设定大于某压力值为合格(例如：设定风压大于30pa以上视为正常)；当然，也可以根据不同的使用设备、功率要求可以设计检测更大或更小的浮动检测工作风压范围。
50.产品具体实施例结构如下：
51.一种风压传感器，包括正面壳1、底面壳2、弹性膜片3、支架4、复位弹簧5，弹性膜片3的边沿被正面壳1与底面壳2夹紧密封固定(即：正面壳1 与底面壳2通过弹性膜片3密封分隔成正压腔7、负压腔6)，由此弹性膜片 3与正面壳1之间的内部形成有负压腔6、弹性膜片3与底面壳2之间的内部形成有正压腔7，处于负压腔6的弹性膜片3表面中间固定有支架4,支架4的中部与正面壳1内中部之间连接复位弹簧5，复位弹簧5布置在负压腔6；所述正面壳1上设置有负压通气孔61，底面壳2上设置有正压通气孔71，所述底面壳2中间设置有螺纹通孔21，螺纹通孔21上拧接有螺杆22，螺杆22伸入在正压腔7与弹性膜片3中间接触；
52.所述支架4包括底板41、磁环固定件42，底板41的中间固定连接磁环固定件42，磁环固定件42固定连接有磁环筒8，磁环固定件42、磁环筒8插入在复位弹簧5圈内，复位弹簧5不与磁环筒8接触，不干扰磁感；
53.所述磁环筒8内为筒腔81；
54.所述正面壳1内部中间延伸内凸起有空心管92，空心管92凸出在负压腔 6，空心管92的内部为凹入孔9a，凹入孔9a内固定有电感器9b，电感器9b、空心管92组成电感柱9，电感柱9的直径略小于筒腔81的直径；电感柱9的形状与磁环筒8、筒腔81的形状一致，都是正圆形；在凹入孔9a的底部设置穿接孔93，电感器9b的接电脚91从穿接孔93穿过伸出在正面壳1外部，接电脚91连接有控制器a，正面壳1外部固定有控制器a；所述电感柱9的末端有1毫米～3毫米插入在磁环筒8的筒腔81口处定位；
55.空心管92的环周设置有弹簧定位槽11，复位弹簧5的一端顶压在弹簧定位槽11内、另一端顶压在支架4的中部；
56.本风压传感器常态下，弹性膜片3、支架4通过复位弹簧5撑开；所述弹性膜片3、正压腔7、负压腔6的直径为4厘米～7厘米；所述弹性膜片3的直径大于正压腔7、负压腔6的直径。
57.本电感器9b使用的电压为5v。本风压传感器的技术改进在于上述各部件的设置位置、各部件配合工作的结构。前述结构组成本产品的基本结构，实现其基本检测功能。