CN102317751B - 无接头压力传感器端口 - Google Patents
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Abstract
公开了用于测量通过无接头压力传感器端口的压力的方法和系统，包括：允许物质进入无接头压力传感器端口，所述无接头压力传感器端口包括孔口、通道和隔膜，所述隔膜具有比所述孔口的面积更大的面积；允许所述物质与隔膜接触，从而在所述隔膜上引起机械应力；以及测量所述机械应力以产生表示物质压力的信号。
Description
技术领域
本发明总体上涉及压力传感器端口领域。
发明内容
在一个方面，公开了一种用于测量通过无接头压力传感器端口的压力的方法，所述方法包括：允许物质进入无接头压力传感器端口，所述无接头压力传感器端口包括孔口、通道和隔膜，所述隔膜具有比所述孔口的面积更大的面积；允许所述物质与隔膜接触，从而在所述隔膜上引起机械应力；以及测量所述机械应力以产生表示物质压力的电信号。
在另一个方面，公开了一种压力传感器端口，包括：壳体，其中，所述壳体是无接头的；所述壳体包括孔口、通道和隔膜；其中，所述隔膜的面积大于所述孔口的面积；其中，所述孔口配置成将物质朝向所述隔膜引导通过所述通道；以及其中，所述物质配置成在所述隔膜上施加机械应力。
在又一个方面，公开了一种车辆，包括：压力传感器端口；所述压力传感器端口包括：壳体，其中，所述壳体是无接头的；所述壳体包括孔口、通道和隔膜；其中，所述隔膜的面积大于所述孔口的面积；其中，所述孔口配置成将物质朝向所述隔膜引导通过所述通道；以及其中，所述物质配置成在所述隔膜上施加机械应力。
许多附加实施例也是可能的。
附图说明
在阅读详细说明且参考附图后，本发明的其它目的和优势可显而易见。
图1是示出了根据一些实施例的用于测量通过车辆不同系统的无接头压力传感器端口的压力的方法的框图。
图2是根据一些实施例的无接头压力传感器端口的截面图，所述无接头压力传感器端口具有比孔口面积更大的隔膜面积。
图3是根据一些实施例的无接头压力传感器端口的截面图，所述无接头压力传感器端口具有比孔口面积更大的隔膜面积以及带有三个截面面积的通道区域。
图4是根据一些实施例的无接头压力传感器端口的截面图，所述无接头压力传感器端口具有比孔口面积更大的隔膜面积以及通道的一些区域具有锥形。
图5是根据一些实施例的无接头压力传感器端口的截面图，所述无接头压力传感器端口具有比孔口面积更大的隔膜面积和锥形通道。
图6是具有多个隔膜的无接头压力传感器端口的截面图。
图7是示出了根据一些实施例的用于测量通过无接头压力传感器端口的压力的方法的流程图。
虽然本发明可具有各种变型和替代形式，在附图和以下详细说明中通过示例的方式示出了本发明的特定实施例。然而，应当理解的是，附图和详细说明不旨在将本发明限制为特定实施例。相反，本发明旨在涵盖落入由所附权利要求限定的本发明范围内的所有变型、等价物和替代实施例。
具体实施方式
下文描述本发明的一个或多个实施例。应当注意的是，这些实施例和任何其它实施例是示例性的且旨在说明本发明而不是限制性的。虽然本发明可广泛地应用于不同类型的系统，但是在本披露中不可能包括本发明的所有可能实施例和环境。在阅读本披露后，本领域普通技术人员将清楚本发明的许多替代实施例。
在一些实施例中，无接头压力传感器端口可用于需要测量和监测压力的任何系统。系统包括粗糙介质和高压应用，例如发动机油和变速器流体。在机动车中，还可以测量制动、制冷剂和燃料喷射系统中的压力。在所有这些系统中，物质（例如，流体）通过孔口进入压力传感器且然后穿过通道朝向传感器的隔膜区域。所述物质在隔膜上施加机械应力。所述应力然后被测量且产生表示传感器内的压力的信号。由于隔膜面积大于孔口面积，无接头压力传感器端口具有增加的压力敏感性。由于压力传感器端口的较小孔口面积，压力传感器端口和被监测系统之间的安装界面的尺寸也减少。由于其结构且没有任何接头、钎焊或焊接，这种端口也更可靠。
在一些实施例中，隔膜面积可以具有圆形几何形状。孔口也可以是圆形。如同隔膜和孔口那样，通道的截面也可以是圆。孔口、隔膜和通道截面可以具有任何几何形状，只要隔膜面积大于孔口面积即可。
在一些实施例中，无接头压力传感器端口的通道区域可具有一个或多个锥形部段。最接近孔口的通道区域可具有锥形，以将孔口面积与通道区域的截面面积匹配。锥形将物质引导到压力传感器中且朝向隔膜。最接近隔膜的通道区域可具有锥形部段，其将通道截面面积与隔膜面积匹配。
在一些实施例中，无接头压力传感器端口可具有两个或更多个隔膜。所述隔膜可具有不同面积和尺寸。与单个无接头压力传感器端口一体形成的这些隔膜允许在更宽压力范围内增加的敏感性。多个隔膜还允许传感器冗余性，因为多个隔膜上的应力可使用多个传感器独立地测量。
图1是示出了根据一些实施例的用于测量通过车辆不同系统的无接头压力传感器端口的压力的方法的框图。
在一些实施例中，车辆110包括具有发动机油120和变速器流体125的发动机115。车辆110还包括制动系统130、燃料喷射系统135和制冷剂系统140。这些部件中的每个都包含需要监测压力的流体或一些其它物质。在发动机115中，发动机油120引导到压力传感器端口145内。流体在压力传感器端口145的隔膜上施加机械应力。该机械应变150被测量且产生电子压力传感器输出155。为了测量发动机变速器125、制动系统130、燃料喷射系统135和制冷剂系统140中的流体压力，发生类似的过程。
图2是根据一些实施例的无接头压力传感器端口的截面图，所述无接头压力传感器端口具有比孔口面积更大的隔膜面积。
在一些实施例中，无接头压力传感器端口210包括孔口215，孔口215的面积小于隔膜220的面积。压力传感器端口210由单件材料225制成，且没有任何焊接、钎焊或结合。孔口215和隔膜220经由具有两个区域的通道连接。一个通道区域230具有与孔口215面积相同的截面面积，另一个通道区域235具有与隔膜220面积相同的截面面积。与较小孔口215相比，较大隔膜220允许敏感性和总体性能的增加。
图3是根据一些实施例的无接头压力传感器端口的截面图，所述无接头压力传感器端口具有比孔口面积更大的隔膜面积以及带有三个截面面积的通道区域。
在一些实施例中，无接头压力传感器端口310包括孔口315，孔口315的面积小于隔膜320的面积。压力传感器端口310由单件材料325制成，且没有任何焊接、钎焊或结合。孔口315和隔膜320经由具有三个区域的通道连接。一个通道区域330具有与孔口315面积相同的截面面积，另一个通道区域335具有与隔膜320面积相同的截面面积。还存在中间通道区域340，中间通道区域340具有的截面面积处于孔口315面积和隔膜320面积之间。与较小孔口315相比，较大隔膜320允许敏感性和总体性能的增加。
图4是根据一些实施例的无接头压力传感器端口的截面图，所述无接头压力传感器端口具有比孔口面积更大的隔膜面积且通道的一些区域具有锥形。
在一些实施例中，无接头压力传感器端口410具有多于三个截面面积的通道415区域。在一个通道区域420中，截面面积以锥形方式变化，以便将流体或物质引导通过孔口425且进入压力传感器端口410。在另一个通道区域430中，截面面积以锥形方式变化，以便与隔膜435的面积匹配。压力传感器端口410由单件材料440制成，且没有任何焊接、钎焊或结合。与较小孔口425开口相比，较大隔膜435允许敏感性和总体性能的增加。
图5是根据一些实施例的无接头压力传感器端口的截面图，所述无接头压力传感器端口具有比孔口面积更大的隔膜面积和锥形通道。
在一些实施例中，无接头压力传感器端口510具有锥形通道515。通道515将孔口520的面积与隔膜525的面积匹配。压力传感器端口510由单件材料530制成，且没有任何焊接、钎焊或结合。与较小孔口520开口相比，较大隔膜525允许敏感性和总体性能的增加。
图6是具有多个隔膜的无接头压力传感器端口的截面图。
在一些实施例中，无接头压力传感器端口610可包括具有各种不同尺寸和面积的多个隔膜区域615、620和625。单个孔口630配置成将物质引导通过通道635朝向隔膜615、620和625。压力传感器端口610由单件材料640制成，且没有任何焊接、钎焊或结合。多个隔膜允许在更大压力范围内的压力测量以及传感器冗余性。
图7是示出了根据一些实施例的用于测量通过无接头压力传感器端口的压力的方法的流程图。在一些实施例中，图7所示的方法可以通过图2、图3、图4、图5和图6所示的一个或多个装置执行。
过程在700开始，之后，在框710，物质被允许进入无接头压力传感器端口。在一些实施例中，所述物质是流体、蒸汽或气体。
在框720，物质通过孔口和通道。在一些实施例中，所述通道具有三个或更多截面面积，以便从孔口面积过渡至隔膜面积。在又一个实施例中，通道可具有一个或多个锥形区域。锥形区域还可以具有一些其它几何形状。
在框730，物质与无接头压力传感器端口的隔膜或多个隔膜接触。该接触在隔膜或多个隔膜上引起机械应力。隔膜或多个隔膜的面积大于孔口面积，从而导致敏感性和总体性能的增加。
在框740，隔膜或多个隔膜上的机械应力被测量且产生表示物质压力的信号。在一些实施例中，应力被电子地测量。在又一个实施例中，应力被光学地测量。
过程循环回到710，以继续监测物质压力。
提供所公开实施例的前述说明以允许本领域技术人员制造或使用本发明。这些实施例的各种变型对于本领域技术人员来说将显而易见，且本文限定的总体原理可应用于其它实施例，而不偏离本发明的精神或范围。因而，本发明并不旨在限制为本文所示的实施例，而是被给予与本文所公开的原理和新式特征一致的最宽范围。
可由本发明提供的益处和优势在上文关于特定实施例描述。这些益处和优势以及可能使之发生或变得更明显的任何元件或限制不理解为任何或所有权利要求的关键、必需或实质特征。如本文使用的，措辞“包括”、“包含”或其任何其它变型旨在理解为非排他性地包括这些措辞之后的元件或限制。因而，包括一组元件的系统、方法或其它实施例并不仅仅限于这些元件，而可以包括在要求保护的实施例中未明确列举或隐含的其它元件。
虽然本发明已经参考特定实施例进行描述，但是应当理解的是，所述实施例是说明性的且本发明范围并不限于这些实施例。上述实施例的许多变化、变型、附加特征和改进是可能的。可设想的是，这些变化、变型、附加特征和改进落入由所附权利要求具体描述的本发明范围内。
Claims (20)
1.一种用于测量通过无接头压力传感器端口的压力的方法，所述方法包括：
允许物质进入无接头压力传感器端口，所述无接头压力传感器端口包括孔口、通道和隔膜，所述隔膜具有比所述孔口的面积更大的面积，所述通道的面积在所述孔口的面积和所述隔膜的面积之间，在邻接孔口的区域等于孔口的面积，且在邻接隔膜的区域等于隔膜的面积，从而增加敏感性和总体性能；
允许所述物质与隔膜接触，从而在所述隔膜上引起机械应力；以及
测量所述机械应力以产生表示物质压力的信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述通道包括三个或更多个截面面积。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述通道包括锥形。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述物质是流体。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述隔膜包括多个隔膜。
6.一种压力传感器端口，包括：
壳体，其中，所述壳体是无接头的；
所述壳体包括孔口、通道和隔膜；
其中，所述隔膜的面积大于所述孔口的面积，所述通道的面积在所述孔口的面积和所述隔膜的面积之间，在邻接孔口的区域等于孔口的面积，且在邻接隔膜的区域等于隔膜的面积，从而增加敏感性和总体性能；
其中，所述孔口配置成将物质朝向所述隔膜引导通过所述通道；以及
其中，所述物质配置成在所述隔膜上施加机械应力。
7.根据权利要求6所述的压力传感器端口，其中，壳体的一部分配置为隔膜。
8.根据权利要求6所述的压力传感器端口，其中，所述隔膜包括多个隔膜。
9.根据权利要求6所述的压力传感器端口，其中，孔口和隔膜之间的通道包括三个或更多个截面面积。
10.根据权利要求6所述的压力传感器端口，其中，所述通道成锥形。
11.根据权利要求6所述的压力传感器端口，其中，所述通道的一部分成锥形。
12.根据权利要求11所述的压力传感器端口，其中，所述锥形将孔口面积与通道截面面积匹配。
13.根据权利要求11所述的压力传感器端口，其中，所述锥形将隔膜面积与通道截面面积匹配。
14.一种车辆，包括：
压力传感器端口；
所述压力传感器端口包括：
壳体，其中，所述壳体是无接头的；
所述壳体包括孔口、通道和隔膜；
其中，所述隔膜的面积大于所述孔口的面积，所述通道的面积在所述孔口的面积和所述隔膜的面积之间，在邻接孔口的区域等于孔口的面积，且在邻接隔膜的区域等于隔膜的面积，从而增加敏感性和总体性能；
其中，所述孔口配置成将物质朝向所述隔膜引导通过所述通道；以及
其中，所述物质配置成在所述隔膜上施加机械应力。
15.根据权利要求14所述的车辆，其中，壳体的一部分配置为隔膜。
16.根据权利要求14所述的车辆，其中，孔口和隔膜之间的通道包括三个或更多个截面面积。
17.根据权利要求14所述的车辆，其中，所述通道成锥形。
18.根据权利要求14所述的车辆，其中，所述通道的一部分成锥形。
19.根据权利要求18所述的车辆，其中，所述锥形将孔口面积与通道截面面积匹配。
20.根据权利要求18所述的车辆，其中，所述锥形将隔膜面积与通道截面面积匹配。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140820 Termination date: 20170212 |