一種傳感器結構及安裝方法
【專利摘要】本發明提出了一種傳感器結構及安裝方法，包括腔體和其內的固定物料與線纜金屬線；還包括鎖緊壓接環和卡盤；所述腔體內腔形成臺階或鍥形結構，所述開有通孔的卡盤卡在所述臺階或鍥形結構處，并通過所述固定物料粘接固定；所述線纜金屬線上壓有直徑大于所述卡盤通孔的鎖緊壓接環；所述線纜金屬線穿過所述卡盤通孔，使所述鎖緊壓接環壓緊所述卡盤。本發明利用金屬線纜壓接方法、改進裝置結構等手段阻斷線纜拉扯應力傳遞，從技術層面避免裝置腔體內元件引腳受拉扯應力而導致引腳斷裂，從而提升了本裝置的合格率和可靠性、減小故障率。
【專利說明】一種傳感器結構及安裝方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及傳感器連接領域，特別涉及一種傳感器結構及安裝方法。
【背景技術】
[0002] 軌道交通領域機車、動車等車輛用傳感器應用廣泛、數量龐大，該類產品可靠性對 車輛運行安全有較大影響，車輛上傳感器采集數據用于列車運行控制，數據錯誤時將影響 列車正常運行，嚴重時將導致機車機破停運。涉及到列車運營安全，尤其是車下走行部位 (轉向架、輪對、齒輪箱等）的檢測用傳感器的可靠性尤其重要。
[0003] 通常情況下，無源傳感裝置結構及內部布局安裝如圖1所示，一般由腔體1、元件 2、固定物料3、安裝固定座4、外層壓接環或卡箍5、內層壓接環或卡箍6、線纜護套7、電纜8 等部分組成。
[0004] 1、腔體：主要是用于深入被測部位，用于與被測物或被測環境充分接觸。一般該部 分稱為探頭，可以為圓柱體、長方體、六方體等腔體。
[0005] 2、元件：屬于本類裝置的核心元器件，用于傳感器數據的采集，一般為半導體元 件。
[0006] 3、固定物料：用于腔體內器件或電路的固定，一般采用液體膠填充，等待凝固后將 腔體內元件及線纜等部件緊固。
[0007] 4、安裝固定座：用于整個產品安裝固定，一般采用螺釘緊固。
[0008] 5、外層壓接環或卡箍：用于外接線纜保護套的壓接，與線纜護套7共同實現對裝 置出線口處及出線線纜的防護。
[0009] 6、內層壓接環或卡箍：用于護套內部線纜的壓接，保證線纜在裝置出線口處的緊 固。
[0010] 7、線纜護套：用于本類裝置線纜保護。由于本類裝置一般安裝于車下、車外等較惡 劣環境條件下，所以對線纜有必要進行防護，防護套一般采用橡膠、金屬絲網等材料。
[0011] 8、電纜：用于電信號連接，一般為多股電纜。
[0012] 現有技術主要存在線纜金屬線在空腔體內無實質性措施固定的問題(腔體內部填 充液體膠對金屬線固定基本無效；裝置出線口雙層壓接環或卡箍對線纜壓接后，受外拉扯 力時，線纜金屬線與內導線絕緣皮之間還會有相對位移)，在外部出線端進行剝線、組裝時， 導線內部金屬線受拉扯應力將傳至內部元件引腳處，導致元件引腳受應力斷裂，所以該類 產品有明顯合格率低、可靠性低、故障率高等缺點。
【發明內容】
[0013] 基于現有技術的不足，本發明要解決的問題是提供一種抗拉扯，可靠性高的傳感 器結構，從技術層面避免裝置腔體內元件引腳受拉扯應力而導致引腳斷裂。
[0014] 為解決上述技術問題，本發明提供一種傳感器結構，包括腔體、腔體內的傳感器元 件、腔體內與傳感器元件連接的線纜金屬線，以及填充在腔體內的固定物料；在腔體內，還 設置有線纜金屬線固定機構；所述的線纜金屬線固定機構與腔體內壁固定連接。
[0015] 作為上述技術方案的進一步改進： 所述線纜金屬線固定機構包括鎖緊壓接環和卡盤；所述腔體內腔形成臺階或鍥形結 構，所述開有通孔的卡盤卡在所述臺階或鍥形結構處，并通過所述固定物料粘接固定；所述 線纜金屬線上壓有直徑大于所述卡盤通孔的鎖緊壓接環；所述線纜金屬線穿過所述卡盤通 孔，使所述鎖緊壓接環壓緊所述卡盤。
[0016] 所述鎖緊壓接環通過所述固定物料和所述卡盤粘接固定，使線纜金屬線連同鎖緊 壓接環、卡盤凝固為一體，提高穩固性。
[0017] 所述鎖緊壓接環和所述卡盤為一體式成型。本發明中壓接環可根據實際使用線纜 直徑確定，但一般情況下鎖緊壓接環的尺寸極小(直徑小于2mm，如圖8所示)，穿線定位安 裝不易，故將卡盤與壓接環為一體式結構，壓接環可通過鉚接、壓接工藝壓入卡盤過孔中， 也可通過整塊材料整體沖壓等方式成型。在剝線工序操作后，進行線纜壓接時，只需將每根 線纜金屬線穿入該一體式結構，將需要壓接的剝線部位與壓接環對齊，然后使用壓接工具 壓接即可。該改進技術方案減少整個過程中的將壓接環套入線纜的操作工序，將一體式卡 盤套入線纜，直接進行壓接環對線纜的壓接，大大方便了實際操作。
[0018] 本發明同時提供一種傳感器結構安裝方法，用于上述的傳感器結構；其包括以下 步驟： A、 剝線：對將用到的原材料根據需求長度進行截斷、根據腔體長度尺寸決定剝線尺寸； 另外，需要根據實際尺寸情況確定線纜金屬線固定機構位置及剝線長度； B、 裝入線纜金屬線固定機構：線纜金屬線固定機構應根據線纜內部實際芯數開孔，將 線纜內部多股線穿過線纜金屬線固定機構； C、 線纜鎖緊：將金屬線鎖緊在線纜金屬線固定機構內； D、 裝入腔體灌膠：將傳感器元件引腳與線纜已剝線端部進行焊接或壓接，按照圖示將 這一線纜穿入腔體中，然后填入固定膠等固定物質，等待腔體內部膠體凝固后以上步驟所 有物料將凝固為一體； E、 焊接：將腔體端面與其他零部件進行焊接處理。
[0019] 當上述線纜金屬線固定機構包括上述鎖緊壓接環和卡盤時，進一步細化的安裝方 法見【具體實施方式】中對圖3部分的說明。
[0020] 本發明方案利用相關線纜金屬線壓接環、卡盤等結構裝置實現一種腔體傳感器件 的安裝方法，從根本上避免金屬線受拉扯應力導致元件引腳受應力斷裂的故障。
[0021] 本發明利用線纜金屬線鎖緊壓接環對線纜金屬線壓緊，并且卡盤通過腔體臺階進 行定位，因鎖緊環大于卡盤線纜通過孔直徑，所以進行腔體內灌膠工藝處理后，線纜金屬線 連同鎖緊卡環、卡盤將凝固為一體，徹底解決外部線纜金屬線受應力傳遞至元件引腳的問 題。
[0022] 經實驗，原方案在120N-130N之間進行試驗時，內部元件引腳斷裂；采用新方案后 施加200N后無斷裂現象，繼續加大拉力在600N以上時導線斷裂而元件引腳未斷裂。
[0023] 本發明具有如下優點： 本方法利用金屬線壓接環、卡盤結構，加上原有的灌膠處理方法，徹底避免裝置內部元 件引腳受應力的故障情況，降低故障率，提高可靠性；本安裝方法及結構相對簡單、不涉及 特殊工藝和特殊材料，相對于故障品返修或更換成本，大大降低了產品全生命周期成本。
[0024] 下面結合附圖詳細說明本發明，其作為本說明書的一部分，通過實施例來說明本 發明的原理，本發明的其他方面、特征及其優點通過該詳細說明將會變得一目了然。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025] 構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實 施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。
[0026] 圖1為現有技術的結構示意圖； 圖2為本發明的結構示意圖； 圖3為本發明安裝方法示意圖； 圖4為本發明局部放大圖； 圖5為本發明卡口處兩種實施例示意圖； 圖6為本發明卡盤上通孔四種實施例示意圖； 圖7為本發明卡盤和鎖緊壓接環一體化示意圖； 圖8為本發明中鎖緊壓接環在具體實施例中的尺寸示意圖。
[0027] 圖1-8中附圖標記的對應關系為： 1-腔體、2-傳感器元件、3-固定物料、4-安裝固定座、5-外層壓接環或卡箍、6-內層壓 接環或卡箍、7-線纜護套、8-電纜、9-元件引腳、10-焊接或壓接點、11-線纜金屬線、12-鎖 緊壓接環、13-卡盤。
【具體實施方式】
[0028] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特征可以相 互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。為敘述方便，下文中如出現 "上"、"下"、"左"、"右"字樣，僅表示與附圖本身的上、下、左、右方向一致，并不對結構起限定 作用。
[0029] 如圖2所示，本實施例的腔體內線纜鎖緊機構，包括傳感器元件2、腔體1和其內的 固定物料3與線纜金屬線11 ;所述傳感器元件2和所述線纜金屬線11連接；還包括鎖緊壓 接環12和卡盤13 ;腔體1內腔形成臺階結構，開有通孔的卡盤13卡在臺階結構處，并通過 固定物料3粘接固定；所述設有貫通導線孔的鎖緊壓接環12其直徑大于所述卡盤13通孔； 所述線纜金屬線11穿過所述貫通導線孔；所述鎖緊壓接環12受到外部壓力使所述貫通導 線孔發生形變壓緊所述線纜金屬線11 ;線纜金屬線11穿過卡盤13通孔，使鎖緊壓接環12 壓緊卡盤13。鎖緊壓接環12通過固定物料3和卡盤13粘接固定。
[0030] 如圖3所示，本實施例的傳感器結構安裝方法包括以下步驟； A、 剝線：對將用到的原材料根據需求長度進行截斷、根據腔體長度尺寸決定剝線尺寸。 另外，需要根據實際尺寸情況確定金屬線鎖緊卡環位置及剝線長度，對線纜安裝鎖緊壓接 環安裝位置進行環形剝線； B、 裝入卡盤：卡盤應根據線纜內部實際芯數開孔，將線纜內部多股線穿過卡盤。
[0031] C、線纜鎖緊壓接：將金屬線鎖緊壓接環套入線纜對應剝線部位，對該壓接環進行 壓接（用液壓鉗或其他施壓設備對鎖緊壓接環施加外部壓力，使所述鎖緊壓接環內部的貫 通導線孔發生形變，壓緊線纜金屬線起到固定作用）。金屬線鎖緊壓接環數量需根據線纜具 體芯數決定。
[0032] D、裝入腔體灌膠：將傳感器元件引腳與線纜已剝線端部進行焊接或壓接，按照圖 示將這一線纜穿入腔體中，然后填入固定膠等固定物質，等待腔體內部膠體凝固后以上步 驟所有物料將凝固為一體。
[0033] E、焊接：將腔體端面與其他零部件進行焊接處理。
[0034] 如圖4所示，在腔體內灌注膠的方案下，同時保證L1、L2兩個距離尺寸趨向于0mm， 則線纜端金屬線受應力時，通過本結構凡是在卡盤及金屬線壓接環處將此應力阻斷，避免 外界應力傳遞至元件引腳。
[0035] 如圖5所示，對于卡盤13及腔體1部分，可以有多種結構形式，卡盤13與腔體形 成臺階或鍥形結構。受拉扯應力時，保證卡盤向腔體1外部無位移。
[0036] 如圖6所示，對于卡盤13結構也可為多種結構形式，并且卡盤13中開孔數量可根 據實際使用電纜內金屬線纜芯數決定。
[0037] 如圖7所示，卡盤13和鎖緊壓接環12可為一體化安裝。
[0038] 本發明利用金屬線纜壓接方法、改進裝置結構等手段阻斷線纜拉扯應力傳遞，從 技術層面避免裝置腔體內元件引腳受拉扯應力而導致引腳斷裂，從而提升了本裝置的合格 率和可靠性、減小故障率。
[0039] 以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種傳感器結構，包括腔體（1)、腔體（1)內的傳感器元件（2)、腔體（1)內與傳感器 元件（2)連接的線纜金屬線（11)，以及填充在腔體（1)內的固定物料（3);其特征在于在腔 體（1)內，還設置有線纜金屬線固定機構；所述的線纜金屬線固定機構與腔體（1)內壁固定 連接。
2. 根據權利要求1所述的傳感器結構，其特征在于：所述線纜金屬線固定機構包括鎖 緊壓接環（12)和卡盤（13);所述腔體（1)內腔形成臺階或鍥形結構，所述開有通孔的卡 盤（13)卡在所述臺階或鍥形結構處，并通過所述固定物料（3)粘接固定；所述線纜金屬線 (11)上壓有直徑大于所述卡盤（13)通孔的鎖緊壓接環（12);所述線纜金屬線（11)穿過所 述卡盤（13)通孔，使所述鎖緊壓接環（12)壓緊所述卡盤（13)。
3. 根據權利要求2所述的傳感器結構，其特征在于：所述鎖緊壓接環（12)通過所述固 定物料（3)和所述卡盤（13)粘接固定。
4. 根據權利要求2所述的傳感器結構，其特征在于：所述鎖緊壓接環（12)和所述卡盤 (13)為一體式成型。
5. -種傳感器結構安裝方法，用于安裝根據權利要求1所述的傳感器結構；其特征在 于包括以下步驟：A、剝線：對將用到的原材料根據需求長度進行截斷、根據腔體長度尺寸 決定剝線尺寸；另外，需要根據實際尺寸情況確定線纜金屬線固定機構位置及剝線長度； B、裝入線纜金屬線固定機構：線纜金屬線固定機構應根據線纜內部實際芯數開孔，將線纜 內部多股線穿過線纜金屬線固定機構；C、線纜鎖緊：將金屬線鎖緊在線纜金屬線固定機構 內；D、裝入腔體灌膠：將傳感器元件引腳與線纜已剝線端部進行焊接或壓接，按照圖示將 這一線纜穿入腔體中，然后填入固定膠等固定物質，等待腔體內部膠體凝固后以上步驟所 有物料將凝固為一體；E、焊接：將腔體端面與其他零部件進行焊接處理。
6. 根據權利要求5所述的傳感器結構安裝方法，其特征在于：包括以下步驟：A、剝線： 對將用到的原材料根據需求長度進行截斷、根據腔體長度尺寸決定剝線尺寸；另外，需要根 據實際尺寸情況確定金屬線鎖緊卡環位置及剝線長度，對線纜安裝鎖緊壓接環安裝位置進 行環形剝線；B、裝入卡盤：卡盤應根據線纜內部實際芯數開孔，將線纜內部多股線穿過卡 盤；C、線纜鎖緊壓接：將金屬線鎖緊壓接環套入線纜對應剝線部位，對該壓接環進行壓接 (用液壓鉗或其他施壓設備對鎖緊壓接環施加外部壓力，使所述鎖緊壓接環內部的貫通導 線孔發生形變，壓緊線纜金屬線起到固定作用）；金屬線鎖緊壓接環數量需根據線纜具體 芯數決定；D、裝入腔體灌膠：將傳感器元件引腳與線纜已剝線端部進行焊接或壓接，按照 圖示將這一線纜穿入腔體中，然后填入固定膠等固定物質，等待腔體內部膠體凝固后以上 步驟所有物料將凝固為一體；E、焊接：將腔體端面與其他零部件進行焊接處理。
【文檔編號】G01D21/00GK104121944SQ201410385719
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年8月7日 優先權日:2014年8月7日
【發明者】張凌云, 任三剛, 李倫, 張球紅, 羅繼光, 丁皓, 郭建, 李鵬 申請人:株洲南車時代電氣股份有限公司
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