[发明专利]一种适用于智能传感器封装外壳关键结构参数提取方法

说明书

本发明公开了一种适用于智能传感器封装外壳关键结构参数提取方法，该方法首先确定外壳在承重受力过程中，保证外壳吸附在固定面上不脱落以及外壳不被破坏的条件和影响因子；其次确定外壳外部受力及保证外壳吸附在固定面不脱落的函数关系式；然后确定外壳内部受力及外壳内部薄弱环节不被破坏的函数关系式；最后根据满足的函数关系式，确定满足要求的智能传感器封装外壳的关键结构参数。本发明为封装外壳的磁铁片尺寸以及薄弱环节截面参数的确定提供科学的设计方法，使传感器封装外壳既满足传感器内部各模块、各组件的合理布置与封装要求，又可以实现智能传感器便捷安装，方便现场应用推广。

技术领域

本发明涉及，具体涉及一种适用于智能传感器封装外壳关键结构参数提取方法，属于传感器封装外壳结构设计技术领域。

背景技术

为响应泛在电力物联网的建设要求，立足于局部放电超高频与超声波电声联合监测技术以及NB-IOT接入技术，提出无线局放三合一智能传感监测方案，针对影响高压电力设备绝缘状态的局放、温度以及湿度进行实时联合监测，对电力设备运行状态进行实时分析评估、预警及报警，为电力设备绝缘状态的预防性检修提供科学依据。为了让无线局放三合一智能传感器能处于一个相对密闭的空间，且便于安装，需要设计一个封装外壳与传感器配合，使之实现合理的内部布置及外部安装，图1和2是智能传感器封装外壳的外形结构示意图，封装外壳的内腔底座上设计了螺母孔1，用来放置螺母与固定电路板的六角螺柱进行配合，底部设有磁铁片安装槽2(图中虚线区域)，矩形磁铁片均匀粘贴于底部，在传感器安装时，即可通过磁铁片的磁力将封装外壳吸附在被监测设备上。

封装外壳首先要容纳下智能传感器的所有模块，由于传感器内部模块的规格尺寸已确定，因此封装外壳的长、宽、高三个参数已初步确定。封装外壳可变的主要结构参数为外壳壁厚、底部磁铁片尺寸以及内部受力薄弱环节结构参数。增大壁厚的同时，虽然能保证外壳的可靠性，但是增加了整体的重量；底部磁铁片的材质为汝铁硼，安装外壳时的磁吸力与磁铁片的体积、密度等息息相关。同时，为了固定内部电路板及其他组件，外壳内部螺母孔截面要受到外力，螺母孔截面即为外壳结构的薄弱环节。为如何设计出同时保证外壳吸附在需固定面上不脱落以及外壳薄弱环节不被破坏，还未能很好解决。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种适用于智能传感器封装外壳关键结构参数提取方法，通过总质量、材料屈服强度、磁铁片尺寸及磁吸力大小之间的相互关系，为封装外壳的磁铁片尺寸以及薄弱环节截面参数的确定提供科学的设计方法，使传感器封装外壳既满足传感器内部各模块、各组件的合理布置与封装要求，又可以实现智能传感器便捷安装，方便现场应用推广。

一种适用于智能传感器封装外壳关键结构参数提取方法，该方法实现的步骤如下：

步骤一：确定外壳在承重受力过程中，保证外壳吸附在固定面上不脱落以及外壳不被破坏的条件和影响因子；

步骤二：确定外壳外部受力及保证外壳吸附在固定面不脱落的函数关系式；

步骤三：确定外壳内部受力及外壳内部薄弱环节不被破坏的函数关系式；

步骤四：根据满足的函数关系式，确定满足要求的智能传感器封装外壳的关键结构参数。

进一步地，所述步骤一中保证外壳吸附在固定面上不脱落以及外壳不被破坏的条件是：外壳受到由磁铁片吸附力产生的摩擦力大于总质量，外壳薄弱环节受到的应力小于材料许用应力；所述影响因子包括：重物的总质量M+m、螺母孔截面面积A和磁铁体积V1。

进一步地，所述步骤二中外壳外部受力及保证外壳吸附在固定面不脱落的函数关系式的确定过程如下：

磁铁片吸附力计算公式：

F₁＝600ρ₁V₁