本發(fā)明屬于傳感器領(lǐng)域，尤其涉及一種傾角傳感器。

背景技術(shù)：

傾角傳感器是用于測量傾斜角度的一種測量器件，通常包括一個殼體，在殼體內(nèi)部具有一腔體，同時腔體內(nèi)注入一定的電解液；然后穿過殼體后向液體內(nèi)插入幾根電極，當(dāng)殼體內(nèi)的液體發(fā)生傾斜時，各個電極上的電信號將發(fā)生變化，進(jìn)而，通過測得電信號的變化，即可獲知此時的傾斜角度。

然而，現(xiàn)有的傾角傳感器，其殼體部分通常采用的是玻璃材質(zhì)，主要原因是由于殼體在加工過程中需要進(jìn)行封口操作，因此采用玻璃制成的殼體才便于進(jìn)行封口操作。但是，由于殼體采用玻璃材質(zhì)制成，因而存在如下問題：

A、玻璃材質(zhì)殼體的可加工性能差；

B、殼體表面性能差，進(jìn)而影響傳感器的精度；

C、殼體機(jī)械強(qiáng)度差，易碎，影響其可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：因?qū)A角傳感器的殼體采用玻璃材質(zhì)制成時所存在的上述問題；并提供一種采用陶瓷材料殼體的傾角傳感器以解決上述問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：傾角傳感器，包括電極和具有腔體結(jié)構(gòu)的殼體，在腔體內(nèi)注入有電解液，在殼體上設(shè)置有貫穿殼體的電極孔，所述電極插入到所述電極孔內(nèi)，并且電極的一端深入到腔體內(nèi)，電極的另一端位于殼體外，所述殼體的材料為陶瓷材料。

進(jìn)一步的是：還包括封口用的玻璃管，并且在殼體上還設(shè)置有貫穿殼體的封口孔，所述玻璃管插入到所述封口孔內(nèi)，并且玻璃管的外壁面與封口孔密封配合。

進(jìn)一步的是：所述殼體包括槽體部和蓋體部，并且所述蓋體部和槽體部相互配合后形成腔體；所述電極孔設(shè)置在所述蓋體部和/或槽體部上；所述封口孔設(shè)置在所述蓋體部和/或槽體部上。

進(jìn)一步的是：還包括電極套，所述電極套套在電極上，并且電極套和電極之間通過粘接劑固化連接，所述電極套插入到所述電極孔內(nèi)，并且電極套與電極孔之間通過粘接劑固化連接。

進(jìn)一步的是：所述粘接劑為陶瓷金屬膠。

進(jìn)一步的是：所述電極孔為臺階孔結(jié)構(gòu)，其包括一大孔徑段和一小孔徑段；所述電極套插入到所述大孔徑段內(nèi)，并且所述電極套的一端抵靠在大孔徑段與小孔徑段之間的臺階面上。

進(jìn)一步的是：所述電極包括電芯和在電芯的外周設(shè)置的第一涂層，所述第一涂層的材料為一種金屬或者該種金屬的氧化物；其中所述金屬為金或者銀或者鉑或者銠或者鈀或者銫。

進(jìn)一步的是：在電芯與第一涂層之間還設(shè)置有第二涂層，所述第二涂層的材料為鎳或者鈷或者鎳鈷合金。

進(jìn)一步的是：在第一涂層和第二涂層之間還設(shè)置有第三涂層，所述第三涂層的材料為金或者鉑。

進(jìn)一步的是：所述第一涂層通過電鍍、化學(xué)鍍、蒸鍍或者離子濺射方式形成；當(dāng)設(shè)置有第二涂層時，所述第二涂層通過電鍍、化學(xué)鍍、蒸鍍或者離子濺射方式形成；當(dāng)設(shè)置有第三涂層時，所述第三涂層通過電鍍、化學(xué)鍍、蒸鍍或者離子濺射方式形成。

本發(fā)明的有益效果是：通過采用陶瓷材料制成的殼體，因陶瓷材料的殼體本身強(qiáng)度較高，而且可以使用壓注成型，使得傾角傳感器的設(shè)計(jì)與加工更加便利。另外，陶瓷材料的殼體，其表面性能以及可加工性大大優(yōu)于玻璃材料的殼體，因而可以制造出性能更優(yōu)越、可靠性更高、并結(jié)構(gòu)可以更加多樣性、應(yīng)用更加寬泛的傾角傳感器。

另外，本發(fā)明還可通過設(shè)置電極套，同時通過粘接劑進(jìn)行對電極以及電極套的粘接固化連接，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)方式下直接將電極燒結(jié)于殼體結(jié)構(gòu)上的安裝方式，其優(yōu)點(diǎn)是可使電極的安裝更加方便，同時電極套還可起到一定的緩沖過度作用，可避免電極的熱膨脹時對殼體的直接作用。而且，由于無須采用直接將電極燒結(jié)于殼體結(jié)構(gòu)上的安裝方式，因此避免了對電極造成氧化，進(jìn)而可減少相應(yīng)的去氧化操作；而且由于無須進(jìn)行燒結(jié)安裝，因此電極可先進(jìn)行表面涂層加工后再進(jìn)行安裝，殼體也可先進(jìn)行表面處理加工后再進(jìn)行電極安裝。另外，電極還通過在電芯材料的外周上設(shè)置有特定材料的涂層材料，這樣可增強(qiáng)電極的抗氧化能力，使其在長時間使用后不易被銹蝕或者鈍化；而且通過采用電鍍、化學(xué)鍍等方式形成的涂層，可使得電極表面粗糙度大大降低，進(jìn)而可使電極受電解液表面張力的影響更小，并使電極表現(xiàn)出“憎水性”的特性，這樣，在傳感器發(fā)生傾斜時，電極上的電解液將快速脫離，因而電解液不易附著在電極上，進(jìn)而可提高電極的靈敏度。另外，通過設(shè)置涂層，還可降低電極的Q值；還可通過控制相應(yīng)涂層的厚度來改變電極的阻抗。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的傾角傳感器的一種具體實(shí)施例的示意圖；

圖2、圖3為圖1中局部區(qū)域A處的兩種不同結(jié)構(gòu)的放大示意圖；

圖4為圖3中電極孔的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為電極的縱截面示意圖；

圖6為電極的橫截面示意圖；

圖7和圖8為兩種電極孔或者封口孔設(shè)置在不同位置的實(shí)施例的示意圖；

圖中標(biāo)記為：電極1、電芯11、第一涂層12、第二涂層13、第三涂層14、腔體2、殼體3、槽體部31、蓋體部32、封口孔33、電極孔4、電極套5、粘接劑6、大孔徑段7、小孔徑段8、電解液9、玻璃管10。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

如圖1至圖8中所示，本發(fā)明所述的傾角傳感器，包括電極1和具有腔體2結(jié)構(gòu)的殼體3，在腔體2內(nèi)注入有電解液9，在殼體3上設(shè)置有貫穿殼體3的電極孔4，所述電極1插入到所述電極孔4內(nèi)，并且電極1的一端深入到腔體2內(nèi)，電極的另一端位于殼體3外，所述殼體3的材料為陶瓷材料。

本發(fā)明中，通過采用陶瓷材料的殼體3代替常規(guī)的玻璃材質(zhì)，因此解決了采用玻璃材質(zhì)的殼體時所存在的問題。另外，由于采用陶瓷材料后，其殼體在后期的封口操作非常不便，為此，本發(fā)明在上述基礎(chǔ)上還設(shè)置有封口用的玻璃管10，并且在殼體3上還設(shè)置有貫穿殼體3的封口孔33，所述玻璃管10插入到所述封口孔33內(nèi)，并且玻璃管10的外壁面與封口孔33密封配合。這樣，在對殼體3進(jìn)行封口操作時，可利用玻璃管10進(jìn)行封口操作，這樣使得封口操作可完全采用與玻璃材質(zhì)的殼體的封口方式相同的處理即可，因此解決了采用陶瓷材料的殼體3不方便封口的問題。更具體的，本發(fā)明中對于封口孔33的設(shè)置位置，并沒有限制，理論上，可以設(shè)置在殼體3上的任一位置處。例如，在附圖7和附圖8中，分別對應(yīng)于封口孔33設(shè)置在蓋體部32和槽體部31上。另外，對于玻璃管10與封口孔33的密封配合，可通過相應(yīng)的粘接劑進(jìn)行粘接配合，例如可通過陶瓷金屬膠進(jìn)行粘接配合。

當(dāng)然，由于本發(fā)明中的殼體3采用陶瓷材料制成，因此，其相對于玻璃材質(zhì)而言，可加工性更強(qiáng)，如可采用壓注成型方式進(jìn)行生產(chǎn)；而且更具體的，殼體3還可由槽體部31和蓋體部32兩部分組成，如圖1中所示，將蓋體部32蓋在槽體部31上，并且由蓋體部32和槽體部31相互配合后形成腔體2，當(dāng)然為了保證蓋體部32和槽體部31之間的密封性，可在二者的接觸位置設(shè)置相應(yīng)的粘接劑，如設(shè)置陶瓷金屬膠進(jìn)行粘接。另外，在設(shè)置有蓋體部32和槽體部31時，電極孔4可設(shè)置在所述蓋體部32和/或槽體部31上；封口孔33也可設(shè)置在所述蓋體部32和/或槽體部31上；具體例如附圖7和附圖8中所示。

當(dāng)然，上述本發(fā)明所述的傾角傳感器，可通過在腔體2內(nèi)插入不同數(shù)量的電極1，同時將電極按照特定位置的分布，即可獲得各種精度要求的傳感器，并且也可獲得各種單軸傾角傳感器或者雙軸傾角傳感器。

另外，考慮到現(xiàn)有技術(shù)中的電極1通常采用的安裝方式是在高溫下和殼體3直接燒結(jié)在一起。這種電極的安裝方式存在如下問題：A、電極1表面容易被氧化，導(dǎo)致在后期的涂層加工時帶著殼體3一起進(jìn)行去氧化操作非常麻煩；B、帶著電極的殼體進(jìn)行二次精加工非常不方便；C、帶著殼體的電極進(jìn)行表面涂層加工非常不方便，會增加非常高的成本；D、帶著電極的殼體也沒法做表面處理加工；E、由于電極與殼體的材料不同，而導(dǎo)致其熱膨脹系數(shù)不同，容易出現(xiàn)電極熱膨脹后對殼體直接產(chǎn)生較大應(yīng)力作用。

因此，為了解決上述由于電極1直接與殼體3燒結(jié)安裝所帶來的問題，本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置有電極套5，所述電極套5套在電極1上，并且電極套5和電極1之間通過粘接劑6固化連接，所述電極套5插入到所述電極孔4內(nèi)，并且電極套5與電極孔4之間通過粘接劑6固化連接。其中電極1的具體安裝過程如下：首先在電極1上的合適位置涂上相應(yīng)的粘接劑6，然后將電極套5套入電極1上并通過粘接劑6將電極套5粘接于電極1上；之后再在電極套5的表面涂上粘接劑6，然后將電極套5連同電極1一起插入到電極孔4內(nèi)，待相應(yīng)的粘接劑6固化粘接后，即完成對電極1的安裝過程。

上述通過粘接劑6的固化連接方式進(jìn)行電極1的安裝，可避免采用將電極1直接燒結(jié)于殼體3上的安裝方式，進(jìn)而可避免由于燒結(jié)過程中造成對電極的氧化作用，同時還可提高電極1的安裝效率；而且由于無須進(jìn)行燒結(jié)作業(yè)，因此電極1可先進(jìn)行表面涂層加工后再進(jìn)行安裝，殼體也可先進(jìn)行表面處理或者二次精加工后再進(jìn)行電極安裝。

另外，上述對電極1安裝使用的粘接劑6，是用于將電極套5分別與電極1以及與殼體進(jìn)行粘接的材料；理論上只要能滿足上述粘接效果的粘接劑6均可。由于本發(fā)明所述的殼體3采用陶瓷材料，因此粘接劑6可優(yōu)選為陶瓷金屬膠；所謂陶瓷金屬膠是指專門用于陶瓷和金屬之間粘接的一類粘接劑；這樣可提高粘接劑6的粘接效果，確保對電極1的安裝牢固。

另外，為了在電極套5插入到電極孔4時，對電極套5的安裝位置起到限位的作用，進(jìn)而確保電極套5的安裝位置更加準(zhǔn)確，進(jìn)一步可將所述電極孔4設(shè)置為臺階孔結(jié)構(gòu)。如圖3和圖4中所示，電極孔4包括一大孔徑段7和一小孔徑段8；所述電極套5插入到所述大孔徑段7內(nèi)，并且所述電極套5的一端抵靠在大孔徑段7與小孔徑段8之間的臺階面上。這樣，在安裝時，只需要保證電極套5的一端抵靠到臺階面上即可確保電極套5安裝到位，這樣即可進(jìn)一步提高安裝效率。

更具體的，在上述設(shè)置有階梯孔結(jié)構(gòu)時，大孔徑段7可采用如下兩種設(shè)置方式：第一種，所述大孔徑段7為電極孔4上靠近腔體2的一端；第二種，所述大孔徑段7為電極孔4上遠(yuǎn)離腔體2的一端。其中，上述第二種方式即為附圖3和圖4中所示的情況。

另外，如圖5和圖6中所示，所述電極1包括電芯11和在電芯11的外周設(shè)置的第一涂層12，所述第一涂層12的材料為一種金屬或者該種金屬的氧化物；其中所述金屬為金或者銀或者鉑或者銠或者鈀或者銫。

由于上述本發(fā)明所述的電極1是專門用于傾角傳感器的電極1，因在傾角傳感器中對電極與電解液9的接觸關(guān)系要求較高，而且為了提高電極1的靈敏度，要求在傳感器發(fā)生傾斜時，能快速的檢測到相應(yīng)的信號變化；而為了實(shí)現(xiàn)信號的快速檢測，則需要電極1表面與電解液9的接觸關(guān)系隨傾斜的發(fā)生能快速的發(fā)生變化。

傳統(tǒng)的用于傾角傳感器的電極1均沒有設(shè)置涂層結(jié)構(gòu)，一般僅由相應(yīng)的合金材料制成電芯11后就直接使用，因此電極1的表面容易在長時間使用后出現(xiàn)鈍化或者銹蝕的情況，而且電極表面的光潔度較差，因而容易附著電解液，最終導(dǎo)致傳統(tǒng)電極1的靈敏度較低。

本發(fā)明進(jìn)一步通過在電芯11的基礎(chǔ)上設(shè)置由特定材料制成的第一涂層12，可增強(qiáng)電極1的抗銹蝕和抗鈍化能力，而且進(jìn)一步通過采用電鍍、化學(xué)鍍、蒸鍍或者離子濺射等方式涂覆第一涂層12，可進(jìn)一步提高電極1的表面光潔度，進(jìn)而可使電極1受電解液表面張力的影響更小，可提高電極1的靈敏度。另外，還可通過設(shè)置涂層降低電極的Q值；同時也可通過控制相應(yīng)涂層的厚度來改變電極1的阻抗。

另外，在上述基礎(chǔ)上還可在電芯11與第一涂層12之間還設(shè)置有第二涂層13，所述第二涂層13的材料為鎳或者鈷或者鎳鈷合金。上述設(shè)置第二涂層13的目的主要有兩個，第一是可以修復(fù)電芯11表面的缺陷，以提高涂覆第一涂層12時的效果；第二是可以防止在涂覆第一涂層12時對電芯11造成侵蝕。

更具體的，在上述設(shè)置有第一涂層12和第二涂層13時，當(dāng)?shù)谝煌繉?2選用的不是金或者鉑材料時，為了進(jìn)一步提高第一涂層12和第二涂層13的結(jié)合效果，可在第一涂層12和第二涂層13之間設(shè)置第三涂層14，所述第三涂層14的材料為金或者鉑。當(dāng)然，當(dāng)上述第一涂層12的材料本身就選用金或者鉑時，則可無需設(shè)置第三涂層14。

另外，一般情況下電芯11可根據(jù)傳感器殼體3的材料的不同，選擇相應(yīng)的合金材料，例如，當(dāng)殼體3為陶瓷材料時，優(yōu)選用材料牌號為4J32的合金材料；而當(dāng)殼體3為高硼硅玻璃時，可優(yōu)選用材料牌號為4J29的合金材料。

當(dāng)然，上述第一涂層12、第二涂層13以及第三涂層14的涂覆方式均可采用電鍍、化學(xué)鍍、蒸鍍或者離子濺射等方式實(shí)現(xiàn)，并且通過上述方式涂覆的涂層后，其涂層的表面光潔度較高，而且涂覆相對均勻，可確保電極的靈敏度較高。