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一种传感器结构及安装方法
【专利摘要】本发明提出了一种传感器结构及安装方法，包括腔体和其内的固定物料与线缆金属线；还包括锁紧压接环和卡盘；所述腔体内腔形成台阶或锲形结构，所述开有通孔的卡盘卡在所述台阶或锲形结构处，并通过所述固定物料粘接固定；所述线缆金属线上压有直径大于所述卡盘通孔的锁紧压接环；所述线缆金属线穿过所述卡盘通孔，使所述锁紧压接环压紧所述卡盘。本发明利用金属线缆压接方法、改进装置结构等手段阻断线缆拉扯应力传递，从技术层面避免装置腔体内元件引脚受拉扯应力而导致引脚断裂，从而提升了本装置的合格率和可靠性、减小故障率。
【专利说明】一种传感器结构及安装方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及传感器连接领域，特别涉及一种传感器结构及安装方法。

【背景技术】
[0002] 轨道交通领域机车、动车等车辆用传感器应用广泛、数量庞大，该类产品可靠性对 车辆运行安全有较大影响，车辆上传感器采集数据用于列车运行控制，数据错误时将影响 列车正常运行，严重时将导致机车机破停运。涉及到列车运营安全，尤其是车下走行部位 (转向架、轮对、齿轮箱等）的检测用传感器的可靠性尤其重要。
[0003] 通常情况下，无源传感装置结构及内部布局安装如图1所示，一般由腔体1、元件 2、固定物料3、安装固定座4、外层压接环或卡箍5、内层压接环或卡箍6、线缆护套7、电缆8 等部分组成。
[0004] 1、腔体：主要是用于深入被测部位，用于与被测物或被测环境充分接触。一般该部 分称为探头，可以为圆柱体、长方体、六方体等腔体。
[0005] 2、元件：属于本类装置的核心元器件，用于传感器数据的采集，一般为半导体元 件。
[0006] 3、固定物料：用于腔体内器件或电路的固定，一般采用液体胶填充，等待凝固后将 腔体内元件及线缆等部件紧固。
[0007] 4、安装固定座：用于整个产品安装固定，一般采用螺钉紧固。
[0008] 5、外层压接环或卡箍：用于外接线缆保护套的压接，与线缆护套7共同实现对装 置出线口处及出线线缆的防护。
[0009] 6、内层压接环或卡箍：用于护套内部线缆的压接，保证线缆在装置出线口处的紧 固。
[0010] 7、线缆护套：用于本类装置线缆保护。由于本类装置一般安装于车下、车外等较恶 劣环境条件下，所以对线缆有必要进行防护，防护套一般采用橡胶、金属丝网等材料。
[0011] 8、电缆：用于电信号连接，一般为多股电缆。
[0012] 现有技术主要存在线缆金属线在空腔体内无实质性措施固定的问题(腔体内部填 充液体胶对金属线固定基本无效；装置出线口双层压接环或卡箍对线缆压接后，受外拉扯 力时，线缆金属线与内导线绝缘皮之间还会有相对位移)，在外部出线端进行剥线、组装时， 导线内部金属线受拉扯应力将传至内部元件引脚处，导致元件引脚受应力断裂，所以该类 产品有明显合格率低、可靠性低、故障率高等缺点。


【发明内容】

[0013] 基于现有技术的不足，本发明要解决的问题是提供一种抗拉扯，可靠性高的传感 器结构，从技术层面避免装置腔体内元件引脚受拉扯应力而导致引脚断裂。
[0014] 为解决上述技术问题，本发明提供一种传感器结构，包括腔体、腔体内的传感器元 件、腔体内与传感器元件连接的线缆金属线，以及填充在腔体内的固定物料；在腔体内，还 设置有线缆金属线固定机构；所述的线缆金属线固定机构与腔体内壁固定连接。
[0015] 作为上述技术方案的进一步改进： 所述线缆金属线固定机构包括锁紧压接环和卡盘；所述腔体内腔形成台阶或锲形结 构，所述开有通孔的卡盘卡在所述台阶或锲形结构处，并通过所述固定物料粘接固定；所述 线缆金属线上压有直径大于所述卡盘通孔的锁紧压接环；所述线缆金属线穿过所述卡盘通 孔，使所述锁紧压接环压紧所述卡盘。
[0016] 所述锁紧压接环通过所述固定物料和所述卡盘粘接固定，使线缆金属线连同锁紧 压接环、卡盘凝固为一体，提高稳固性。
[0017] 所述锁紧压接环和所述卡盘为一体式成型。本发明中压接环可根据实际使用线缆 直径确定，但一般情况下锁紧压接环的尺寸极小(直径小于2mm，如图8所示)，穿线定位安 装不易，故将卡盘与压接环为一体式结构，压接环可通过铆接、压接工艺压入卡盘过孔中， 也可通过整块材料整体冲压等方式成型。在剥线工序操作后，进行线缆压接时，只需将每根 线缆金属线穿入该一体式结构，将需要压接的剥线部位与压接环对齐，然后使用压接工具 压接即可。该改进技术方案减少整个过程中的将压接环套入线缆的操作工序，将一体式卡 盘套入线缆，直接进行压接环对线缆的压接，大大方便了实际操作。
[0018] 本发明同时提供一种传感器结构安装方法，用于上述的传感器结构；其包括以下 步骤： A、 剥线：对将用到的原材料根据需求长度进行截断、根据腔体长度尺寸决定剥线尺寸； 另外，需要根据实际尺寸情况确定线缆金属线固定机构位置及剥线长度； B、 装入线缆金属线固定机构：线缆金属线固定机构应根据线缆内部实际芯数开孔，将 线缆内部多股线穿过线缆金属线固定机构； C、 线缆锁紧：将金属线锁紧在线缆金属线固定机构内； D、 装入腔体灌胶：将传感器元件引脚与线缆已剥线端部进行焊接或压接，按照图示将 这一线缆穿入腔体中，然后填入固定胶等固定物质，等待腔体内部胶体凝固后以上步骤所 有物料将凝固为一体； E、 焊接：将腔体端面与其他零部件进行焊接处理。
[0019] 当上述线缆金属线固定机构包括上述锁紧压接环和卡盘时，进一步细化的安装方 法见【具体实施方式】中对图3部分的说明。
[0020] 本发明方案利用相关线缆金属线压接环、卡盘等结构装置实现一种腔体传感器件 的安装方法，从根本上避免金属线受拉扯应力导致元件引脚受应力断裂的故障。
[0021] 本发明利用线缆金属线锁紧压接环对线缆金属线压紧，并且卡盘通过腔体台阶进 行定位，因锁紧环大于卡盘线缆通过孔直径，所以进行腔体内灌胶工艺处理后，线缆金属线 连同锁紧卡环、卡盘将凝固为一体，彻底解决外部线缆金属线受应力传递至元件引脚的问 题。
[0022] 经实验，原方案在120N-130N之间进行试验时，内部元件引脚断裂；采用新方案后 施加200N后无断裂现象，继续加大拉力在600N以上时导线断裂而元件引脚未断裂。
[0023] 本发明具有如下优点： 本方法利用金属线压接环、卡盘结构，加上原有的灌胶处理方法，彻底避免装置内部元 件引脚受应力的故障情况，降低故障率，提高可靠性；本安装方法及结构相对简单、不涉及 特殊工艺和特殊材料，相对于故障品返修或更换成本，大大降低了产品全生命周期成本。
[0024] 下面结合附图详细说明本发明，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本 发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。

【专利附图】

【附图说明】
[0025] 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
[0026] 图1为现有技术的结构示意图； 图2为本发明的结构示意图； 图3为本发明安装方法示意图； 图4为本发明局部放大图； 图5为本发明卡口处两种实施例示意图； 图6为本发明卡盘上通孔四种实施例示意图； 图7为本发明卡盘和锁紧压接环一体化示意图； 图8为本发明中锁紧压接环在具体实施例中的尺寸示意图。
[0027] 图1-8中附图标记的对应关系为： 1-腔体、2-传感器元件、3-固定物料、4-安装固定座、5-外层压接环或卡箍、6-内层压 接环或卡箍、7-线缆护套、8-电缆、9-元件引脚、10-焊接或压接点、11-线缆金属线、12-锁 紧压接环、13-卡盘。

【具体实施方式】
[0028] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。为叙述方便，下文中如出现 "上"、"下"、"左"、"右"字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定 作用。
[0029] 如图2所示，本实施例的腔体内线缆锁紧机构，包括传感器元件2、腔体1和其内的 固定物料3与线缆金属线11 ;所述传感器元件2和所述线缆金属线11连接；还包括锁紧压 接环12和卡盘13 ;腔体1内腔形成台阶结构，开有通孔的卡盘13卡在台阶结构处，并通过 固定物料3粘接固定；所述设有贯通导线孔的锁紧压接环12其直径大于所述卡盘13通孔； 所述线缆金属线11穿过所述贯通导线孔；所述锁紧压接环12受到外部压力使所述贯通导 线孔发生形变压紧所述线缆金属线11 ;线缆金属线11穿过卡盘13通孔，使锁紧压接环12 压紧卡盘13。锁紧压接环12通过固定物料3和卡盘13粘接固定。
[0030] 如图3所示，本实施例的传感器结构安装方法包括以下步骤； A、 剥线：对将用到的原材料根据需求长度进行截断、根据腔体长度尺寸决定剥线尺寸。 另外，需要根据实际尺寸情况确定金属线锁紧卡环位置及剥线长度，对线缆安装锁紧压接 环安装位置进行环形剥线； B、 装入卡盘：卡盘应根据线缆内部实际芯数开孔，将线缆内部多股线穿过卡盘。
[0031] C、线缆锁紧压接：将金属线锁紧压接环套入线缆对应剥线部位，对该压接环进行 压接（用液压钳或其他施压设备对锁紧压接环施加外部压力，使所述锁紧压接环内部的贯 通导线孔发生形变，压紧线缆金属线起到固定作用）。金属线锁紧压接环数量需根据线缆具 体芯数决定。
[0032] D、装入腔体灌胶：将传感器元件引脚与线缆已剥线端部进行焊接或压接，按照图 示将这一线缆穿入腔体中，然后填入固定胶等固定物质，等待腔体内部胶体凝固后以上步 骤所有物料将凝固为一体。
[0033] E、焊接：将腔体端面与其他零部件进行焊接处理。
[0034] 如图4所示，在腔体内灌注胶的方案下，同时保证L1、L2两个距离尺寸趋向于0mm， 则线缆端金属线受应力时，通过本结构凡是在卡盘及金属线压接环处将此应力阻断，避免 外界应力传递至元件引脚。
[0035] 如图5所示，对于卡盘13及腔体1部分，可以有多种结构形式，卡盘13与腔体形 成台阶或锲形结构。受拉扯应力时，保证卡盘向腔体1外部无位移。
[0036] 如图6所示，对于卡盘13结构也可为多种结构形式，并且卡盘13中开孔数量可根 据实际使用电缆内金属线缆芯数决定。
[0037] 如图7所示，卡盘13和锁紧压接环12可为一体化安装。
[0038] 本发明利用金属线缆压接方法、改进装置结构等手段阻断线缆拉扯应力传递，从 技术层面避免装置腔体内元件引脚受拉扯应力而导致引脚断裂，从而提升了本装置的合格 率和可靠性、减小故障率。
[0039] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种传感器结构，包括腔体（1)、腔体（1)内的传感器元件（2)、腔体（1)内与传感器 元件（2)连接的线缆金属线（11)，以及填充在腔体（1)内的固定物料（3);其特征在于在腔 体（1)内，还设置有线缆金属线固定机构；所述的线缆金属线固定机构与腔体（1)内壁固定 连接。
2. 根据权利要求1所述的传感器结构，其特征在于：所述线缆金属线固定机构包括锁 紧压接环（12)和卡盘（13);所述腔体（1)内腔形成台阶或锲形结构，所述开有通孔的卡 盘（13)卡在所述台阶或锲形结构处，并通过所述固定物料（3)粘接固定；所述线缆金属线 (11)上压有直径大于所述卡盘（13)通孔的锁紧压接环（12);所述线缆金属线（11)穿过所 述卡盘（13)通孔，使所述锁紧压接环（12)压紧所述卡盘（13)。
3. 根据权利要求2所述的传感器结构，其特征在于：所述锁紧压接环（12)通过所述固 定物料（3)和所述卡盘（13)粘接固定。
4. 根据权利要求2所述的传感器结构，其特征在于：所述锁紧压接环（12)和所述卡盘 (13)为一体式成型。
5. -种传感器结构安装方法，用于安装根据权利要求1所述的传感器结构；其特征在 于包括以下步骤：A、剥线：对将用到的原材料根据需求长度进行截断、根据腔体长度尺寸 决定剥线尺寸；另外，需要根据实际尺寸情况确定线缆金属线固定机构位置及剥线长度； B、装入线缆金属线固定机构：线缆金属线固定机构应根据线缆内部实际芯数开孔，将线缆 内部多股线穿过线缆金属线固定机构；C、线缆锁紧：将金属线锁紧在线缆金属线固定机构 内；D、装入腔体灌胶：将传感器元件引脚与线缆已剥线端部进行焊接或压接，按照图示将 这一线缆穿入腔体中，然后填入固定胶等固定物质，等待腔体内部胶体凝固后以上步骤所 有物料将凝固为一体；E、焊接：将腔体端面与其他零部件进行焊接处理。
6. 根据权利要求5所述的传感器结构安装方法，其特征在于：包括以下步骤：A、剥线： 对将用到的原材料根据需求长度进行截断、根据腔体长度尺寸决定剥线尺寸；另外，需要根 据实际尺寸情况确定金属线锁紧卡环位置及剥线长度，对线缆安装锁紧压接环安装位置进 行环形剥线；B、装入卡盘：卡盘应根据线缆内部实际芯数开孔，将线缆内部多股线穿过卡 盘；C、线缆锁紧压接：将金属线锁紧压接环套入线缆对应剥线部位，对该压接环进行压接 (用液压钳或其他施压设备对锁紧压接环施加外部压力，使所述锁紧压接环内部的贯通导 线孔发生形变，压紧线缆金属线起到固定作用）；金属线锁紧压接环数量需根据线缆具体 芯数决定；D、装入腔体灌胶：将传感器元件引脚与线缆已剥线端部进行焊接或压接，按照 图示将这一线缆穿入腔体中，然后填入固定胶等固定物质，等待腔体内部胶体凝固后以上 步骤所有物料将凝固为一体；E、焊接：将腔体端面与其他零部件进行焊接处理。
【文档编号】G01D21/00GK104121944SQ201410385719
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年8月7日 优先权日:2014年8月7日
【发明者】张凌云, 任三刚, 李伦, 张球红, 罗继光, 丁皓, 郭建, 李鹏 申请人:株洲南车时代电气股份有限公司