专利名称：一种汽车防撞系统用车速传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种传感器，尤其涉及一种汽车防撞系统用车速传感器。
背景技术：
随着经济技术的发展，公路交通拥挤和交通事故已成为世界范围内的ー个严重问题。为了保证运输畅通和交通安全，減少事故的发生，近年来，一些发达国家都大力着手研究“智能公路系统(即ITS计划)”，在该系统中，用毫米波雷达进行车辆测距测速、防撞预警的研究与应用，已受到很多国家的广泛重视。在智能公路系统中，用于检测行车速度的传感器，即车速传感器。如图I所示，车速传感器的电气部分主要由三大部分组成振荡器、开关电路及放大输出电路，振荡器产生ー个交变磁�。苯鹗裟勘杲咏猢`磁�。⒋锏礁杏嗬胧保诮鹗裟勘昴诓辛鳎� 而导致振荡衰減，以至停振；振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式之检测目的，这种传感器的检测对象必须是金属物体。车速传感器必须具有防水、防震、耐高温和以齿轮为感应物的特点，目前性能优选的车速传感器多为进ロ或者合资公司的产品，价格十分昂贵；若进行批量化生产和配件更换，成本高、周期长。一般来说车速传感器是ー种接近式传感器，在现有的接近式传感器的基础上加以改进，使其满足防水、防震、耐高温的要求，是ー种成本低廉的车速传感器获得方法。现有的接近式传感器在物理结构上主要包括外壳、ー个传感头、ー块PCB板、若干连接导线和指示灯，PCB板同时排布感应�？榈缏泛妥呦叩缏罚型�、PCB板、导线和指示灯放置在外壳相应位置上后，通过704胶等硅胶和环氧树脂胶进行多次灌封固化以固定；这种结构的传感器若用作车速传感器的话主要存在以下问题(I)外壳包括主体、尾座和顶盖三部分，一般主体采用铜镀镍材质，耐高温是没有问题，但尾座和顶盖为塑料结构，只能工作在110°C以下，否者会严重变形，无法实现其功能；而车速传感器安装在汽车排气管ロ附近，温度较高，实际测量车速传感器温度高达120 0C ；(2)用于灌封的硅胶材料在高温下会膨胀、变形，致使尾座和顶盖脱落；(3)电路连接使用的普通焊锡材料在150°C以上高温时会变软，进而导致焊接部分虚焊，使产品失效或者间歇性失效；(4)由于采用硅胶进行多次灌封，并且硅胶的分子颗粒较大，因而制品整体的防水、防震效果差；(5)感应�？橹校殴藓拖呷ψ榧晕露仁置舾校苯硬捎孟钟械拇殴藓拖呷ψ榧岩允视Τ邓俅衅鞯奈露纫�
发明内容
发明目的为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于接近式传感器的汽车防撞系统用车速传感器，其生产成本低、周期短。技术方案为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为—种汽车防撞系统用车速传感器，包括外壳、ー个传感头、两块PCB板、若干连接导线和指示灯，所述传感头、两块PCB板和指示灯之间通过导线电路连接；所述外壳包括本体、尾座和顶盖，外壳的材料为耐高温性能高于150°C的材料；所述两块PCB板，其中ー块PCB板排布感应�？榈缏罚愆`块PCB板排布走线电路；传感头、PCB板、连接导线和指示灯放置在外壳相应位置后，通过胶材一次灌封固化。上述结构的传感器，对外壳的材料选用做了限定，由于塑料材质的外壳在高于110°C时开始出现变形和脱落，高于130°C时出现融化，无法实现外壳功能；虽然材料成本有所提升，但保证了这个传感器的质量。并且PCB板由原先的一块分开为两块，解决了高温下，焊接件容易脱落情况，尤其是磁罐的焊接脱落的情況。同时，该传感器结构改变了原来 的多次灌封固化方式而变更为一次灌封固化，提高了其抗震、防水的效果。优选的外壳材料为本体为镀镍或镀锌铜材，尾座和顶盖为聚四氟こ烯材料；实际测量，在180°C时，外壳无明显变形，在150°C时，传感器的结构均符合设计要求，无变形和脱落现象发生。优选的，该传感器中的电路连接通过回流焊连接或手焊连接，其中手焊连接的焊料为含银量在4%以上的高温焊锡丝；一般贴片器件采用回流焊连接，经测试，在150°C吋，焊点完好，在180°C时，有轻微软化，但不影响传感器性能；手焊连接的器件包括导线、指示灯、感应头与PCB板之间的连接，两块PCB板之间的连接等，采用含银量为4%的高温焊锡丝进行焊接，实际测量，在180°C吋，焊点完好。由于感应�？橹校殴藓拖呷ψ榧晕露仁置舾校叛〔捎�180°C以上高温磁罐和155°C 180°C漆包线，其中漆包线为线圈组件中的重要部分；试验证明，采用优选的磁罐和漆包线结构传感器在高温时的灵敏度十分良好。优选的，所述胶材优选采用小颗粒高温固化的材料，比如双组分树脂胶，其粒径小于硅胶粒径的胶材，其在受热后不会像硅胶ー样膨胀、变形，以保证高温下，整个传感器的内部不会产生膨胀率不一致导致的变形、脱落问题；并且其防水效果十分明显，经浸水试验，灌封后的传感器功能完全符合要求；同时防震功能能够完全到达要求。优选的，该传感器在一次灌封后采用温度分层固化方式进行固化，具体过程如下110°c温度下固化2小时一120°C温度下固化2小时一130°C温度下固化2小时一140°C温度下固化2小吋一150°C温度下固化2小吋。实际比较，采用温度分层固化的传感器比不采用温度分层固化的传感器，其耐高温、防水和抗震能力都得到了明显改善。优选的，该传感器在120°C和150°C下进行灵敏度测试，若灵敏度合格，则传感器耐高温性合格。传统的灵敏度测试方法包括两种ー种是常温静态测试，用专用的测试盒进行高、低电平测试和负载能力测试；ー种是利用电机转动进行波形测试。这两种测试方式都无法在高温下进行测试，即使将产品放入高温一定时间后，利用上述两种方法测试后，在客户使用过程中，仍然有部分传感器在高温时出现丢步的现象。经反复试验，最終选择在120°C和150°C下测试传感器的灵敏度，当灵敏度在规定的范围内时，就能够满足高温下不丢步的情況，如果不满足，就更换掉传感器的感应部分，这样，就解决了客户在高温环境下使用的丢步问题。有益效果本发明提供的汽车防撞系统用车速传感器，基于现有的接近式传感器，在材料和エ艺方面都做了改善，满足车速传感器的性能要求，并且其成本不足进ロ产品1/2，产品周期不足进ロ产品的1/3。
图I为车速传感器的结构示意图；图2为LJK-D4N接近式传感器的电路原理图；图3为本发明的改进方案。
具体实施例方式下面结合实例和附图对本发明作更进ー步的说明。为校车设计ー个高安全性和可靠性的车速传感器，要求I、传感器的工作电压在10V 15V之间，最高24V ；2、车速传感器外壳主体采用Φ18_的镀镍或镀锌铜材；3、车速传感器工作在露天，安装在汽车底部，在雨天行驶时会溅水；4、车速传感器安装部位离汽车的排气管很近，经现场测试，达120°C。基于上述要求，以LJK-D4N接近式传感器为基础进行改造，该传感器为常温下エ作传感器，无法承担高温工作，且防水、抗震效果欠佳，相关材料及性能如下I、外壳主体为Φ 18mm的镀镍铜材，符合要求；2、尾座和顶盖为塑料材质，只能工作于110°C以下；3、采用704硅胶进行多次灌封固化，受热易膨胀、变形，导致尾座和顶盖脱落；4、150°C高温试验，手焊连接的焊锡变软，产生虚焊，致使产品失效或间歇性失效；5、ー块PCB板同时排布感应�？榈缏泛妥呦叩缏罚�150°C高温试验，磁罐易脱落。6、电路原理图如图2所示高频振荡部分由Cl、LI、L2、R11、VI、V2组成，也就是感应部分；由V3、C2、R2、R3、R4等组成ー级放大电路；由V4、R6、R8、R9等组成ニ级放大电路；D3组成极性保护；D2组成浪涌保护；R10和Dl组成指示灯回路；磁罐、线圈组件与高频振荡部分共同形成感应�？榈缏�。基于上述LJK-D4N接近式传感器做的改进如图I所示，具体如下I、更换传感器的最后ー级驱动管，使用温度系数更好的三极管；2、手焊连接的焊料选用含银量为4%的高温焊锡丝；3、采用180°C高温磁罐；4、采用155 °C漆包线；5、米用两块PCB板,ー块用于排布感应�？榈缏�,另ー块用于排布走线电路；6、更换尾座和顶盖的材料为耐200°C高温的聚四氟こ烯材料；7、灌封材料变更为双组分树脂胶；8、采用一次灌封温度分层固化方式110°C温度下固化2小时一120°C温度下固化2小吋一130°C温度下固化2小吋一140°C温度下固化2小吋一150°C温度下固化2小时；
9、在120°C或150°C下进行灵敏度测试当灵敏度在规定的范围内，则能够满足高温下不丢步的情況；如果灵敏度在规定的范围外，则更换掉传感器的感应部分，解决在高温环境下使用的丢步问题。改造完成后，传感器的技术參数如表I。
权利要求
1.一种汽车防撞系统用车速传感器，其特征在于该传感器包括外壳、ー个传感头、两块PCB板、若干连接导线和指示灯，所述传感头、两块PCB板和指示灯之间通过导线电路连接；所述外壳包括本体、尾座和顶盖，外壳的材料为耐高温性能高于150°C的材料；所述两块PCB板，其中ー块PCB板排布感应模块电路，另ー块PCB板排布走线电路；传感头、PCB板、连接导线和指示灯放置在外壳相应位置后，通过胶材一次灌封固化。
2.根据权利要求I所述的汽车防撞系统用车速传感器，其特征在于所述本体为镀镍或镀锌铜材，尾座和顶盖为聚四氟こ烯材料。
3.根据权利要求I所述的汽车防撞系统用车速传感器，其特征在于该传感器中的电路连接通过回流焊连接或手焊连接，其中手焊连接的焊料为含银量在4%以上的高温焊锡丝。
4.根据权利要求I所述的汽车防撞系统用车速传感器，其特征在于所述感应�？榈缏钒ù舤e，所述磁te为180 C以上闻温磁iig。
5.根据权利要求I所述的汽车防撞系统用车速传感器，其特征在于所述感应�？榈缏钒ú朴衅岚叩南呷ψ榧銎岚呶�155°c 180°C漆包线。
6.根据权利要求I所述的汽车防撞系统用车速传感器，其特征在于所述胶材为双组分树脂胶。
7.根据权利要求I所述的汽车防撞系统用车速传感器，其特征在于该传感器在一次灌封后采用温度分层固化方式进行固化。
8.根据权利要求7所述的汽车防撞系统用车速传感器，其特征在于所述温度分层固化具体过程如下110°C温度下固化2小吋一120°C温度下固化2小吋一130°C温度下固化2小时一140°C温度下固化2小时一150°C温度下固化2小时。
9.根据权利要求I所述的汽车防撞系统用车速传感器，其特征在于该传感器在120°C和150°C下进行灵敏度测试，若灵敏度合格，则传感器耐高温性合格。
全文摘要
本发明公开了一种汽车防撞系统用车速传感器，包括外壳、一个传感头、两块PCB板、若干连接导线和指示灯，所述传感头、两块PCB板和指示灯之间通过导线电路连接；所述外壳包括本体、尾座和顶盖，外壳的材料为耐高温性能高于150℃的材料；所述两块PCB板，其中一块PCB板排布感应模块电路，另一块PCB板排布走线电路；传感头、PCB板、连接导线和指示灯放置在外壳相应位置后，通过胶材一次灌封固化。本发明提供的汽车防撞系统用车速传感器，基于现有的接近式传感器，在材料和工艺方面都做了改善，满足车速传感器的性能要求，并且其成本不足进口产品1/2，产品周期不足进口产品的1/3。
文档编号G01P3/50GK102654510SQ201210146620
公开日2012年9月5日 申请日期2012年5月11日 优先权日2012年5月11日
发明者杨冶, 王卫国, 王进升, 覃孝梅 申请人:江苏茶花电气有限公司
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