[实用新型]基于FPC的水温水位传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，具体涉及一种基于FPC(Flexible PrintedCircuit，柔性电路板)的水温水位传感器。

背景技术

水温水位传感器是一种能够感受水温水位，并且将感受到的水温水位转变成变化的电信号的仪器。在太阳能及电热水器的发展史上，水温水位传感器一直起着举足轻重的作用，热水器的智能化、人性化都与水温水位传感器密不可分，水温水位测控仪更是离不开水温水位传感器，水温水位传感器工作稳定是对整个热水器智能控制的保障。水温水位传感器的从无到有、从简单到复杂，使用寿命的由短到长，都与太阳能专业人士的努力是分不开的。

现有的水温水位传感器主要有以下两种实现形式：

一种是采用木材或环氧玻璃板作为基板(1)，基板(1)上固定有若干个金属铜箔作为水位感应电极，包括电极(2)、电极(3)、电极(4)、电极(5)，水位感应电极与线缆(6)之间采用焊锡方式电连接，而线缆(6)亦和作为水温感应模块(7)的热敏电阻相连接，而后，采用导热硅胶(8)将整个基材密封，需要指出的是，导热硅胶(8)按照水位感应电极在基板(1)上的排列顺序，以此设计成导电与绝缘相间隔的形式，以使得相邻水位感应电极的电性分离，如图1所示。

另一种是采用不锈钢管作为基板，线缆穿入不锈钢管内，并在适当位置将线缆分出的若干金属导电线压焊至不锈钢管的内壁上，该焊点就作为水位感应电极，而作为水温感应模块的热敏电阻亦至于管内，热敏电阻亦与一线缆电性连接，而后，采用导热硅胶填充不锈钢管内部。

上述两种形式的水温水位传感器，由于受技术上的制约，普遍存在耐高温、密封防水、耐水垢等主要性能指标上存在急需解决的技术缺陷，以致普遍存在寿命短的致命缺陷。其具体表现形式如下：

1、耐高温问题：目前水温水位传感器所采用的线缆、不锈钢管作为信号 和基体材料，线缆焊接、金属压焊、线缆与基板焊接外围包硅胶的形式，其焊点容易受到硅胶在高温下的腐蚀问题；同时基板、线缆在高温情况下容易软化，影响产品性能；

2、耐水垢问题：水垢给传感器带来很多麻烦，水垢附着在水位感应电极和水温感应模块上，造成传感器感知水位水温不准确。传统的不锈钢管上制成的电极或导电硅胶等，物质本身都极易形成水垢，当水的温度升高时，金属分子之间的分子势能会增大，就是说分子间距增大，当分子间距大到一定程度的时候，Ca2+、Mg2+等离子就会附在电极或导电硅胶中的金属表面，时间长了就会形成一层水垢膜，水垢膜的分子间隙较大，所以形成水垢膜后，水垢生成速度加快，最终导致传感器水位、水温感应电路部分感受不到准确的水温、水位，再将感应到的欠准确水温水位信息转变成错误的电信号输出，从而导致传感器探测不准确、以致失灵；

3、密封防水问题：传统以不锈钢材料和抗高温环氧玻璃板材料为基本做成的水温水位感应电路，其水温感应电极之间是用硅胶进行密封的，导电极与非导电极之间间隔分布，其密封性能完全决定于其密封硅胶，其一旦失效，将导致电极之间导通，传感器失效。

以上任意一个缺陷都对水温水位传感器的工作性能稳定性及使用寿命造成了致命影响，致使现有的水温水位传感器不利于大规模的推广应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种基于FPC的水温水位传感器，本实用新型通过FPC的设计优化，实现电路板与线缆之间的信号传输及电路功能的同时，提高了其耐高温、密封防水、耐水垢等工程工艺性能，满足了水温水位传感器的高寿命、高稳定的质量要求。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：基于FPC的水温水位传感器，包括柔性电路板(FPC)、该柔性电路板包括铜基板和覆盖膜；所述铜基板的正面上刻有若干个铜箔作为水位感应电极，以及刻有若干条导线，每个水位感应电极与一条导线呈一体化连接，同时，所述铜基板的正面上还放置有一水温感应模块，该水温感应模块与铜基板上所刻的一条导线电性连接，同时，铜基板上还刻有用于连接外部线缆的接口，所有的导线均通过该接口与外部线缆相连接；所述铜基板与水温感应模块由所述覆盖膜热压密封。

优选的，所述铜箔数量为4。

所述覆盖膜采用PI(PI：Polyimide聚酰亚胺)覆盖膜或者采用聚酯覆盖膜。

所述水温感应模块采用热敏电阻。

优选的，柔性电路板在实际应用中需要平整状态下工作，所述，还可以在柔性电路板的背面粘胶硬性的不锈钢钢板或硬性电路板基材，实现电路板的软硬结合。

本实用新型相比现有技术具有以下优点及有益效果：