一种多功能传感器的制作方法

1.本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种多功能传感器。


背景技术：

2.在飞行发动机的燃油、滑油系统中通常需要监测高压腔与低压腔之间的压差状况，监测低压腔的压力装置，监测油液温度等等，现有技术中通常是对每个监测功能分别采用专用的传感器，例如需要设置压差传感器、压力传感器、温度传感器等等，燃油、滑油系统中需要装配数量较多的传感器，导致结构复杂，占用体积大，难以满足小型化发展的需求。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种多功能传感器，解决目前技术中需要设置多个单一功能的传感器以进行多种功能监测，结构复杂，占用体积大的问题。
4.为解决以上技术问题，本发明的技术方案是 ：一种多功能传感器，包括主腔体，膜片组件一和膜片组件二间隔设置在主腔体中，以将所述主腔体分隔为室一、室二和室三，所述室一设置有高压油口，所述室二设置有低压油口，并且所述室二中设置有传动构件一，所述膜片组件二设置有作动部一和作动部二，室三中设置有开关件一和开关件二；当室一与室二之间的压差超过压差阈值时，膜片组件一因压差产生向室二一侧的形变位移并通过传动构件一、作动部一依次传动到室三中以改变对开关件一的触控状态；当室二中的压力超过低压阈值时，所述膜片组件二的作动部二被压力驱动向室三一侧进行动作以改变对开关件二的触控状态。
5.进一步的，所述膜片组件二包括环形膜，所述环形膜的靠径向内侧的环形区域连接有环形板以构成作动部二，所述环形板还连接有覆盖所述环形板中部空心区域的膜片组合件，所述膜片组合件包括层叠连接为一体的夹板二和膜片二，所述夹板二上开设有露出膜片二的镂空孔，所述作动部一设置在镂空孔处，所述作动部一包括在所述膜片二两侧分别设置的杠杆部，所述杠杆部的一端与所述膜片二连接，所述杠杆部的另一端相对于所述膜片二呈悬臂状态。
6.进一步的，所述膜片组件一包括膜片一，所述膜片一的径向外侧的环形区域由所述主腔体的分体部分夹持并焊接固定，所述主腔体的分体部分在所述膜片一的两侧还分别设置有呈曲面的接触面，所述膜片一形变时贴合至接触面。
7.进一步的，所述传动构件一包括顶推件一和碟簧一，所述顶推件一在膜片组件二至膜片组件一的方向上滑动设置在主腔体，顶推件一与主腔体之间设置用于复位的碟簧一。
8.进一步的，还包括膜片组件三，所述膜片组件三设置在室三中以将室三分隔出室四，开关件一和开关件二设置在室四中，所述膜片组件三上设置有作动部三和作动部四，所
述膜片组件三与膜片组件二之间设置有传动构件三和传动构件二；当室一与室二之间的压差超过压差阈值时，膜片组件一因压差产生向室二一侧的形变位移并通过传动构件一、作动部一、传动构件三依次传动到作动部三以改变作动部三对开关件一的触控状态；当室二中的压力超过低压阈值时，所述膜片组件二的作动部二被压力驱动向室三一侧进行动作并通过传动构件二传动到作动部四以改变作动部四对开关件二的触控状态。
9.进一步的，所述膜片组件三包括依次层叠设置的夹板三、膜片三和夹板三，所述膜片三两侧的夹板三上开设有相互正对的露出膜片三的镂空孔，所述作动部三设置在镂空孔处，所述作动部三包括在所述膜片三两侧分别设置的杠杆部，所述杠杆部的一端与所述膜片三连接，所述杠杆部的另一端相对于所述膜片三呈悬臂状态；所述作动部四设置在另一个镂空孔处，所述作动部四包括在所述膜片三两侧分别设置的杠杆部，所述杠杆部的一端与所述膜片三连接，所述杠杆部的另一端相对于所述膜片三呈悬臂状态。
10.进一步的，所述传动构件二包括从膜片组件二至膜片组件三方向依次传动设置的顶推件二、顶盘、碟簧二和弓形弹片，所述顶推件二沿膜片组件二至膜片组件三的方向上滑动设置在室三中设置的隔层一上的通孔中，所述顶推件二由作动部二推动并通过顶盘、碟簧二传动到弓形弹片以由弓形弹片驱动作动部四进行动作。
11.进一步的，所述传动构件二还包括调压螺母，所述调压螺母螺接可调的连接在室三中，所述调压螺母将碟簧二和顶盘可调节的压在隔层一上。
12.进一步的，还包括感温组件，所述主腔体外部套装有外壳，所述感温组件设置在外壳上，所述外壳上设置有连通至低压油口的低压油路以及连通至高压油口的高压油路。
13.进一步的，所述外壳上设置有插座，所述开关件一、开关件二以及感温组件电连接至插座。
14.与现有技术相比，本发明优点在于：本发明所述的多功能传感器集成有多种监测功能，兼具压力、压差以及温度的监测告警，集成度高、占用体积小、重量轻，满足小型化发展的需求，各监测功能相对独立而互不影响，保障功能可靠性。
附图说明
15.图1为本发明的多功能传感器的实施例一的剖面示意图；图2为本发明的多功能传感器的实施例一的另一方向剖面示意图；图3为本发明的多功能传感器进行压差报警的相关组件示意图；图4为膜片组件三的剖面结构示意图；图5为膜片组件二的剖面结构示意图；图6为膜片组件二的俯视结构示意图；图7为膜片组件一的剖面结构示意图；图8为本发明的多功能传感器的实施例二的剖面示意图；图9为本发明的多功能传感器的实施例二的另一方向剖面示意图；图10为感温组件的结构示意图。
16.图中：主腔体1、室四11、室三12、室二13、室一14、低压油口15、高压油口16、接触面17、隔层一18、膜片组件三2、夹板三21、膜片三22、作动部三23、作动部四24、膜片组件二3、作动部一31、作动部二32、环形膜33、环形板34、夹板二35、膜片二36、膜片组件一4、膜片一41、开关件一51、开关件二52、传动构件三61、顶推件三611、传动构件二62、顶推件二621、顶盘622、碟簧二623、弓形弹片624、调压螺母625、传动构件一63、顶推件一631、碟簧一632、外壳7、低压油路71、高压油路72、插座73、感温组件8、铂膜热敏电阻81、表壳82、导线83。
实施方式
17.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.本发明实施例公开的一种多功能传感器，具备多种监测功能，兼具温度、压力、压差三路监测，集成度高、占用体积小，满足小型化发展的需求。
19.实施例一，如图1至图7所示，一种多功能传感器，主要包括主腔体1以及膜片组件二3和膜片组件一4，所述主腔体1大致呈筒状，所述膜片组件二3和膜片组件一4沿着主腔体1的长度方向间隔的设置在主腔体1中，膜片组件二3和膜片组件一4分别都将主腔体1隔断，从而将所述主腔体1分隔为相互隔绝的室三12、室二13和室一14，在室三12中设置开关件一51和开关件二52，所述开关件一51和开关件二52具体采用的是微动开关，触动状态的改变即可发出不同的信号以实现报警，所述室三12为电器结构腔室，利用膜片组件二3将开关件一51和开关件二52等电子器件与油液完全隔离开，避免开关件一51和开关件二52等电子器件受到油液的破坏，保障器件的完好性，保障使用寿命，所述室一14设置有高压油口16，则，室一14中会充满高压油液以构成高压油腔室，述室二13设置有低压油口15，即，室二13中会充满低压油液构成低压油腔室，并且所述室二13中设置有传动构件一63，所述膜片组件二3设置有作动部一31和作动部二32；
20.当室一14与室二13之间的压差超过压差阈值时，膜片组件一4因压差产生向室二13一侧的形变位移并通过传动构件一63、作动部一31依次传动到室三12中以改变对开关件一51的触控状态；当室二13中的压力超过低压阈值时，所述膜片组件二3的作动部二32被压力驱动向室三12一侧进行动作以改变对开关件二52的触控状态。
21.具体的，在本实施例中，所述多功能传感器还包括膜片组件三2，所述膜片组件三2设置在室三12中以将室三12分隔出室四11，开关件一51和开关件二52设置在室四11中，所述膜片组件三2上设置有作动部三23和作动部四24，所述作动部三23和作动部四24用于直接分别触控开关件一51和开关件二52，所述膜片组件三2与膜片组件二3之间设置有传动构件三61和传动构件二62；从而所述多功能传感器的完整详细工作过程为：当室一14与室二13之间的压差超过压差阈值时，由于膜片组件一4位于室二13与室一14之间，膜片组件一4会由于压差变大而产生的作用力因发生向室二13一侧的形变位
移，膜片组件一4通过传动构件一63、作动部一31、传动构件三61依次传动到作动部三23以改变作动部三23对开关件一51的触控状态，具体的，膜片组件一4会推动传动构件一63向膜片组件二3一侧移动，从而传动构件一63推动膜片组件二3上的作动部一31进行动作，然后作动部一31再推动传动构件三61向膜片组件三2所在一侧移动，接着传动构件三61驱动膜片组件三2上的作动部三23进行动作，最终作动部三23对开关件一51的触控状态发生改变，从而当室二13与室一14之间的压差超过压差阈值时，开关件一51发出与正常状态下不同的信号以进行压差报警；而在室二13中的压力超过低压阈值时，所述膜片组件二3的作动部二32由于室二13中低压油液压力的增大而被向室三12一侧推动，从而作动部二32会驱动传动构件二62进行动作，进而传动构件二62会驱动作动部四24进行动作，最终作动部四24对开关件二52的触控状态发生改变，从而当室二13中的压力超过低压阈值时，开关件二52发出与正常状态下不同的信号以进行压力报警。
22.本实施例中的所述膜片组件三2包括依次层叠设置的夹板三21、膜片三22和夹板三21，夹板三21、膜片三22和夹板三21焊接连接为一体，所述膜片三22两侧的夹板三21上开设有相互正对的露出膜片三22的镂空孔，所述作动部三23设置在镂空孔处，所述作动部三23包括在所述膜片三22两侧分别设置的杠杆部，所述杠杆部的一端与所述膜片三22连接，所述杠杆部的另一端相对于所述膜片三22呈悬臂状态；所述作动部四24设置在另一个镂空孔处，所述作动部四24包括在所述膜片三22两侧分别设置的杠杆部，所述杠杆部的一端与所述膜片三22连接，所述杠杆部的另一端相对于所述膜片三22呈悬臂状态。
23.所述作动部三23与作动部四24都为杠杆型结构，所述作动部三23和作动部四24连接在露出膜片三22的镂空孔处构成能够传递扭矩的弹性体结构，以图1进行说明，当所述作动部三23的位于膜片三22右侧的杠杆部被触动时，该杠杆部会绕杠杆部与膜片三22的连接处进行扭转，并会使得位于膜片三22左侧的杠杆部发生相应的扭转，也就是实现了位移从膜片三22的右侧传动到膜片三22的左侧，进而所述作动部三23的位于膜片三22左侧的杠杆部能够触动开关件一51以发出不同于正常状态下不同的信号以进行压差报警，同理，所述作动部四24进行相同的传动过程以触动开关件二52以发出不同于正常状态下不同的信号以进行压力报警。并且，所述作动部三23与作动部四24两者的动作相互独立而互不影响，所述作动部三23和作动部四24在进行动作时仅是其各自的杠杆部相对膜片三22进行扭转，不会导致膜片组件三2整体发生位移变化，换言之，仅作动部三23进行动作时不会导致开关件二52触发状态发生改变，仅作动部四24进行动作时不会导致开关件一51触发状态发生改变，保障传感器信息准确可靠。
24.在本实施例中，如图1所示，膜片组件三2与开关件一51和开关件二52集成为一体以构成开关组件，开关组件具有筒状壳件，开关件一51和开关件二52设置在壳件中，而膜片组件三2密封连接在壳件的端侧，开关组件的壳件与主腔体1螺接以实现可拆卸连接，开关组件的壳件连接在主腔体1上时，所述开关组件的壳件内部即为室四11，采用此种结构方便装配、维护。
25.如图5和图6所示，本实施例中的膜片组件二3包括环形膜33，所述环形膜33的靠径向内侧的环形区域连接有环形板34以构成作动部二32，所述环形板34还连接有覆盖所述环
形板34中部空心区域的膜片组合件，所述膜片组合件包括依次层叠的夹板二35、膜片二36和夹板二35，三者通过环形焊接部连接为一体，所述膜片二36其中一侧的夹板二35与环形板34固定连接，具体可以是通过焊接的方式进行连接，保障连接稳定性和密封性，所述膜片二36两侧的夹板二35上开设有相互正对的露出膜片二36的镂空孔，所述作动部一31设置在镂空孔处，所述作动部一31包括在所述膜片二36两侧分别设置的杠杆部，所述杠杆部的一端与所述膜片二36连接，所述杠杆部的另一端相对于所述膜片二36呈悬臂状态。本实施例的所述膜片组件二3同样起到密封隔离的作用，使得室三12与室二13充分密封隔离开，使得室二13为封闭的腔室，室二13中的低压油液的压力发生变化时能够有效的作用到膜片组件二3以使膜片组件二3可靠的进行动作以进行状态指示，本实施例的所述膜片组件二3兼具两种功能，一是在室一14与室二13之间的压差超过压差阈值时作为中间传动件进行传动以进行压差报警，二是在室二13中的油液压力超过低压阈值时作为驱动机构感受室二13中压力的变化而带动后续的传动机构进行动作以进行压力报警。
26.具体的，环形膜33与环形板34的组合结构在室二13中的油液压力发生变化时进行动作，环形膜33是弹性构件，而环形板34则是刚性构件，所述环形板34包括位于环形膜33一侧表面的板一和位于环形膜33另一侧表面的板二，板一与板二将环形膜33夹持在两者之前并焊接在一起，当室二13中的油液压力增大时，会推动环形膜33会向室三12一侧进行形变，环形板34是刚性件并不会发生形变，但在环形膜33的带动下环形板34会向室三12一侧产生位移量，进而环形板34能够驱动传动构件二62进行动作，并最终实现作动部四24对开关件二52的触控状态发生改变；膜片组件二3上的作动部一31是在传动构件一63的驱动作用下进行动作，所述作动部一31的工作原理前述的作动部三23和作动部四24相同，传动构件一63发生向左的位移量时，所述作动部一31的位于膜片二36右侧的杠杆部被传动构件一63触动，该杠杆部会绕杠杆部与膜片二36的连接处进行扭转，这会使得位于膜片二36左侧的杠杆部发生相应的扭转，也就是实现了位移从膜片二36的右侧传动到膜片二36的左侧，并最终通过传动导致作动部三23对开关件一51的触控状态发生改变，但此传动过程不会导致膜片组件二3整体产生向左的位移量，换言之，所述作动部一31的杠杆部仅是相对于膜片二36进行扭转以传递扭矩的方式进行传动，而不会导致环形板34发生位移，也就不会驱动传动构件二62进行动作，不会导致作动部四24对开关件二52的触控状态发生改变，保障监测准确性。并且，虽然在室二13中的油液压力增大时环形板34会由于环形膜33的形变而向室三12一侧产生位移量，由夹板二35与膜片二36组合构成的膜片组合件是连接在环形板34上的，从而膜片组合件会随着环形板34一同移动，但环形膜33的形变量较小，从而环形板34的位移量是较小的，换言之，由夹板二35与膜片二36组合构成的膜片组合件的位移量较小，从而连接膜片组合件上的作动部一31的位移量较小，不会导致传动构件三61发生传动，从而最终不会导致开关件一51的触控状态发生改变，而在室一14与室二13之间的压差超过压差阈值时，作动部一31是由传动构件一63驱动进行动作，并且作动部一31的传动过程是进行扭转转动，从而作动部一31传动时的动作量较大，进而能驱动传动构件三61进行足够的位移以进行传动，确保作动部三23对开关件一51的触控状态能够发生改变。本实施例所述的膜片组件二3可靠的实现两种传动功能，使得压差报警的传动过程与压力报警的传动相互独立而互不影响。
27.如图7所示，所述膜片组件一4包括膜片一41，所述膜片一41的径向外侧的环形区域由所述主腔体1的分体部分夹持并焊接固定，结构简单，装配方便，连接稳定性好，所述主腔体1的分体部分在所述膜片一41的两侧还分别设置有呈曲面的接触面17，所述膜片一41在发生变形时能有效贴合在主腔体1的分体部分的接触面17上，避免应力集中，保障膜片一41的长效使用寿命，避免膜片一41在压力波动较大时产生塑性变形而失效。膜片一41在室二13与室一14之间的压差超过压差阈值时，首先发生动作的就是膜片一41，膜片一41在此时起到驱动机构的作用，膜片一41产生向室二13一侧的弹性形变量，然后膜片一41推动传动构件一63向膜片组件二3一侧移动，接着依次进行传动，最终实现作动部三23对开关件一51的触控状态发生改变以进行压差报警。
28.如图1和图2所示，本实施例中的主腔体1由左段、中段、右段三个分体部分组合而成，所述环形膜33的靠径向外侧的环形区域则被夹持在左段与中段之间并焊接固定，所述膜片一41的周向外围边缘区域则是被夹持在中段与右段之间并焊接固定，结构简单，易于装配，连接稳定性，密封性好。
29.膜片三22、膜片二36、膜片一41以及环形膜33优选采用不锈钢带，不锈钢带有较好的弹性，可以用作弹性元件使用，并且和主腔体1用的不锈钢材料各项性能相当，焊接性能良好，便于焊接。膜片三22、膜片二36、膜片一41以及环形膜33的材料厚度在几十微米，膜片在进行连接时采用激光焊接的方式，焊接后需保障薄壁件的动作灵敏性，又要保证焊接处能够承受4.83mpa的油压，同时还要保证薄壁件不被焊穿，焊接方式采用了焊接能量大的氩弧焊，同时主腔体1的分体部分与膜片的接触部位设计成凸台结构，避免焊接热量的过快流失，提高焊接效率增加，为保证薄壁件不被焊穿，焊接时需反复调整焊接参数以及焊接熔深。
30.如图3所示，所述传动构件三61包括在膜片组件三2至膜片组件二3的方向上滑动设置在主腔体1的顶推件三611，具体的，所述主腔体1在室三12中有位于膜片组件三2和膜片组件二3之间隔层一18，所述隔层一18上设置有通孔，所述顶推件三611滑动设置在通孔中，从而在作动部一31发生动作时能够推动顶推件三611向膜片组件三2所在一侧滑动，进而顶推件三611推动膜片组件三2上的作动部三23进行动作，最终实现作动部三23对开关件一51的触控状态发生改变以进行压差报警。
31.所述传动构件二62包括从膜片组件二3至膜片组件三2方向依次传动设置的顶推件二621、顶盘622、碟簧二623和弓形弹片624，所述顶推件二621沿膜片组件二3至膜片组件三2的方向上滑动设置在隔层一18上设置的另一个通孔中，所述顶推件二621由作动部二32推动并通过顶盘622、碟簧二623传动到弓形弹片624以由弓形弹片624驱动作动部四24进行动作，具体的，当室二13中的油液压力增大时，环形板34被推动以向室三12一侧移动，从而环形板34推动顶推件二621向膜片组件三2所在侧滑动，然后顶推件二621通过顶盘622挤压碟簧二623，碟簧二623的形状发生翻转形变以产生较大的活动量，接着碟簧二623通过弓形弹片624将活动量传递给膜片组件三2上的作动部四24，最终实现作动部四24对开关件二52的触控状态发生改变以进行压力报警；进一步的，所述传动构件二62还包括调压螺母625，所述调压螺母625螺接可调的连接在室三12中，所述调压螺母625将碟簧二623和顶盘622可调节的压在隔层一18上，通过调压螺母625来调节碟簧二623的预压力，从而调节报警的低压阈值，调压螺母625将碟簧二
623压得越紧，则低压阈值越大，即，室二13中油液的压力需要更大才能触发开关件一51进行压力报警。碟簧二623反转时，可以瞬间产生较大位移的行程，相较于其它弹性元件平滑连续的形变，碟簧二623在调节精度、调试效率方面有更多优势，本产品采用碟簧二623的反转功能来实现传动。
32.本实施例中的，传动构件三61与传动构件二62相互独立，各自工作，互不影响，传动构件三61仅由膜片组件二3上的作动部一31驱动，而传动构件二62仅由膜片组件二3上的作动部二32驱动，膜片组件二3上的作动部一31仅在室二13与室一14之间的压差超过压差阈值时发生动作，而膜片组件二3上的作动部二32仅在室二13中的压力超过低压阈值时发生动作，因此，传动构件三61与传动构件二62能各自稳定而独立的起到传动作用。
33.所述传动构件一63包括顶推件一631和碟簧一632，所述顶推件一631在膜片组件二3至膜片组件一4的方向上滑动设置在主腔体1的室二13中设置的隔层二的通孔中，顶推件一631与隔层二之间设置用于复位的碟簧一632，结构简单，易于实施，传动可靠性好，当室二13与室一14之间的压差超过压差阈值时，顶推件一631被膜片一41推动以向膜片组件二3所在一侧滑动，最终实现作动部三23对开关件一51的触控状态发生改变以进行压差报警，而当室一14中的油液压力降低时，则顶推件一631在碟簧一632的作用下进行复位，而开关件一51发出的信号变为正常状态的信号。
34.实施例二，如图8和图9所示，多功能传感器还包括感温组件8，所述主腔体1外部套装有外壳7，所述感温组件8设置在外壳7上，所述外壳7上设置有连通至低压油口15的低压油路71以及连通至高压油口16的高压油路72，本实施例所述的多功能传感器集成了三种传感器功能，集温度、压力、压差测量告警为一体，集成度高、占用体积小，满足小型化发展的需求。并且，所述外壳7上设置有插座73，所述开关件一51、开关件二52以及感温组件8电连接至插座73，插座73实现产品与发动机的外部电路连接，并将其报警电信号通过线缆传输给驾驶舱指示系统。
35.具体的，所述感温组件8测量范围为
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60℃～150℃，指示燃油滤出口处的燃油温度，如图10所示，其具体包括铂膜热敏电阻81、表壳82和导线83，铂膜热敏电阻81设置在表壳82中，与铂膜热敏电阻81连接的导线从表壳82中引出并且沿着外壳7上设置的管路连接至插座73，铂膜热敏电阻81的主要作用是根据温度变化输出对应电阻，利用导体的电阻率随温度变化而变化，从而实现将温度转化为传感器的对应输出电阻值，所述感温组件8通过激光焊接固定在外壳7上，连接牢固而可靠。
36.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。