CN103852209B - 差压传感器 - Google Patents
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Abstract
防止传感器芯片的接合部剥离的差压传感器。将传感器基体部(13-1)、(13-2)分别与传感器芯片的一个面以及另一个面接合。将导压管(14-1)的一端插入固定于传感器基体部(13-1)的连通孔中,将导压管(14-1)的另一端插入固定于阻挡基体部(12-2)的导压通路中。将导压管(14-2)的一端插入固定于传感器基体部(13-2)的连通孔中,将导压管(14-2)的另一端插入固定于阻挡基体部(12-3)的导压通路中。将导压管(14-1)的管路作为封入室的一部分,封入将流体压力(P1)引导至传感器隔膜的一个面的压力传递介质。将导压管(14-2)的管路作为封入室的一部分,封入将流体压力(P2)引导至传感器隔膜的另一个面的压力传递介质。在阻挡基体部上形成环状的槽。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用输出与压力差对应的信号的传感器隔膜的差压传感器。
背景技术
以往,作为工业用的差压传感器,使用的是使用了输出与压力差对应的信号的传感器隔膜的差压传感器。该差压传感器构成为,将施加于高压侧以及低压侧的受压隔膜的各测量压通过作为压力传递介质的封入液引导至传感器隔膜的一个面以及另一个面,将该传感器隔膜的变形作为例如电阻应变计的电阻值变化进行检测,将该电阻值变化转换为电信号取出。
这种差压传感器例如被用于通过对在石油提纯成套设备中的高温反应塔等储藏被测流体的密闭罐内的上下两个位置的压差进行检测来测量液面高度的时候等。
在图3中示出了现有的差压传感器的概略结构。该差压传感器100构成为,将具有传感器隔膜(未图示出)的压力传感器芯片1装入测量计主体2中。压力传感器芯片1中的传感器隔膜由硅、玻璃等构成,在形成为薄板状的隔膜的表面形成有电阻应变计。测量计主体2由金属制的主体部3与传感部4构成,在主体部3的侧面设置有构成一对受压部的阻挡隔膜(受压隔膜)5a、5b,压力传感器芯片1被设置于传感部4的传感器室4a内。
测量计主体2中,设置于传感器室4a内的压力传感器芯片1与设置于主体部3中的阻挡隔膜5a、5b之间通过压力缓冲室7a、7b分别连通,该压力缓冲室7a、7b通过大直径的中心隔膜6隔离,在将压力传感器芯片1与阻挡隔膜5a、5b连接的连通通路8a、8b中封入了硅油等压力传递介质9a、9b。
另外,需要硅油等压力介质是因为,为了防止测量介质中的异物附着于传感器隔膜,不让其腐蚀传感器隔膜,需要将具有耐腐蚀性的受压隔膜与具有应力(压力)灵敏度的传感器隔膜分开。
在该差压传感器100中,如图4的(a)中示意性示出的稳定状态时的动作状态那样,来自过程的测量压P1被施加于阻挡隔膜5a,来自过程的测量压P2被施加于阻挡隔膜5b。由此,阻挡隔膜5a、5b发生位移,该施加的压力P1、P2通过由中心隔膜6隔离的压力缓冲室7a、7b,经压力传递介质9a、9b分别被引导至压力传感器芯片1的传感器隔膜的一个面以及另一个面。其结果是,压力传感器芯片1的传感器隔膜呈现出与该导入的压力P1、P2的压差ΔP相当的位移。
对此,例如,如果对阻挡隔膜5b施加过大压力Pover的话,则如图4的(b)所示,阻挡隔膜5b发生较大位移,中心隔膜6随之吸收过大压力Pover而发生位移。并且,如果阻挡隔膜5b着底于测量计主体2的凹部10a的底面(过大压力保护面),该位移被限制的话,则通过阻挡隔膜5b的向传感器隔膜的该程度以上的压差ΔP的传递将被阻止。在阻挡隔膜5a上施加过大压力Pover的情况也与在阻挡隔膜5b上施加过大压力Pover的情况一样,如果阻挡隔膜5a着底于测量计主体2的凹部10a的底面(过大压力保护面),该位移被限制的话,则通过阻挡层隔膜5a的向传感器隔膜的该程度以上的压差ΔP的传递将被阻止。其结果是,因施加过大压力Pover导致的压力传感器芯片1的破损,即压力传感器芯片1上的传感器隔膜的破损就被防止于未然。
在该差压传感器100中,因为使测量计主体2中内含有压力传感器芯片1,所以能够保护压力传感器芯片1使其免于暴露在过程流体等外部腐蚀环境中。但是,由于采用了具有用于限制中心隔膜6和阻挡隔膜5a、5b的位移的凹部10a、10b,通过这些来保护压力传感器芯片1使其免于遭受过大压力Pover的结构,因此无法避免其形状的大型化。
因此,提出了在压力传感器芯片上设置第一挡块构件以及第二挡块构件,通过使该第一挡块构件以及第二挡块构件的凹部与传感器隔膜的一个面以及另一个面相对,来阻止施加过大压力时传感器隔膜的过度位移,由此来防止传感器隔膜的破损和破坏的结构(例如,参见专利文献1)。
图5示出了采用专利文献1中揭示的结构的压力传感器芯片的概略图。在该图中,11-1为传感器隔膜,11-2以及11-3为将传感器隔膜11-1夹持并接合的第一以及第二挡块构件,11-4以及11-5为与挡块构件11-2以及11-3接合的基座。挡块构件11-2、11-3和基座11-4、11-5由硅、玻璃等构成。
在该压力传感器芯片11中,在挡块构件11-2、11-3上形成有凹部11-2a、11-3a,使挡块构件11-2的凹部11-2a与传感器隔膜11-1的一个面相对,使挡块构件11-3的凹部11-3a与传感器隔膜11-1的另一个面相对。凹部11-2a、11-3a为沿着传感器隔膜11-1的位移的曲面(非球面),其顶部形成有压力导入孔(导压孔)11-2b、11-3b。另外,在基座11-4、11-5上,在与挡块构件11-2、11-3的导压孔11-2b、11-3b对应的位置也形成有压力导入孔(导压孔)11-4a、11-5a。
采用这种压力传感器芯片11的话,在传感器隔膜11-1的一个面上施加过大压力而使传感器隔膜11-1位移时,该位移面整体将被挡块构件11-3的凹部11-3a的曲面挡住。另外,在传感器隔膜11-1的另一个面上施加过大压力而使传感器隔膜11-1位移时,该位移面整体将被挡块构件11-2的凹部11-2a的曲面挡住。
由此,在传感器隔膜11-1上施加过大压力时的过度位移得以阻止,可以有效地防止因施加过大压力导致的传感器隔膜11-1的不得已的破坏,能够提高该过大压力保护动作压力(耐压)。另外,在图3所示的结构中,去除了中心隔膜6、压力缓冲室7a、7b,将测量压P1、P2从阻挡隔膜5a、5b直接引导至传感器隔膜11-1,可以实现测量计主体2的小型化。
在谋求该测量计主体2的小型化的结构中,如图6所示,传感器芯片11被收纳于传感器室4a,通过将该传感器室4a的底面(壁面)与基座11-5接合进行固定。在该情况下,传感器隔膜11-1接受测量压P1、P2,并对应于该测量压P1、P2的差压ΔP向低压侧弯曲。理想的是,该弯曲是朝向传感器芯片11的与传感器室4a的壁面4b接合的接合部的弯曲。在产生向反方向的弯曲的情况下,有时会将传感器芯片11从其与传感器室4a的壁面4b接合的接合部剥离。和从与传感器室4a的壁面4b接合的接合部外周形成的面积S与测量压P1的积(S·P1)对应的力为F1,接合部被F1推压。另一方面,和内含于与传感器室4a的壁面4b接合的接合部、且连接于测量压P2的未接合面积X与测量压P2的积(X·P2)对应的力为F2,接合部被力F2拉离。只要单独维持接合部的接合的力F3与F1的合计不大于F2,接合就会被剥离。面积S在定义上大于X,只要P1比P2大,接合部就不会被剥离。又,对于传感器芯片11内的传感器隔膜11-1与挡块构件11-3接合的接合部等也是同样的关系。因此,通常将受到压力P1的一侧规定为高压侧,将受到压力P2的一侧规定为低压侧来使用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1日本特开2005-69736号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,对于这种传感器芯片11的结构,存在能够逆转压力P1与压力P2的高低关系的情况,以及虽然没有逆转压力P1与压力P2的高低关系,但是在现场设置差压传感器时操作者错误地将压力P1侧选择为低压侧、将压力P2侧选择为高压侧的情况,仅通过规定高压侧和低压侧,无法防止传感器芯片11的接合部(传感器芯片11的与传感器室4a的壁面4b接合的接合部、传感器芯片11内的多层结构的接合部)的剥离。
本发明用于解决这种课题,其目的在于,提供一种能够防止传感器芯片的接合部的剥离的差压传感器。
用于解决课题的手段
为了达到该目的,本发明提供一种差压传感器,包括:传感器芯片,所述传感器芯片至少具有根据在一个面以及另一个面受到的压力差输出信号的传感器隔膜、第一保持构件和第二保持构件,所述第一保持构件的周边部与所述传感器隔膜的一个面面对面接合,并具有向该传感器隔膜的一个面引导第一流体压力的第一导压孔,所述第二保持构件的周边部与所述传感器隔膜的另一个面面对面接合,并具有向该传感器隔膜的另一个面引导第二流体压力的第二导压孔;和传感器外罩,所述传感器外罩具有:容纳所述传感器芯片的传感器室、将所述第一流体压力引导至所述传感器室的第一内壁面的第一导压通路以及将所述第二流体压力引导至所述传感器室的与所述第一内壁面相对的第二内壁面的第二导压通路,所述差压传感器的特征在于,包括:第一连接构件,所述第一连接构件与所述传感器芯片的一个面接合,具有连通于所述第一导压孔的第一连通孔;第二连接构件,所述第二连接构件与所述传感器芯片的另一个面接合,具有连通于所述第二导压孔的第二连通孔;第一导压管,所述第一导压管的一端插入固定于所述第一连接构件的第一连通孔中,另一端插入固定于所述传感器外罩的第一导压通路中;以及第二导压管,所述第二导压管的一端插入固定于所述第二连接构件的第二连通孔中,另一端插入固定于所述传感器外罩的第二导压通路中,将所述第一导压管的管路作为封入室的一部分,封入有将所述第一流体压力引导至所述传感器隔膜的一个面的第一压力传递介质,将所述第二导压管的管路作为封入室的一部分,封入有将所述第二流体压力引导至所述传感器隔膜的另一个面的第二压力传递介质。
在本发明中,传感器芯片被夹持于第一连接构件与第二连接构件之间,通过一端被插入固定于第一连接构件的第一连通孔中的第一导压管接受第一流体压力,通过一端被插入固定于第二连接构件的第二连通孔中的第二导压管接受第二流体压力。即,将第一导压管的管路作为封入室的一部分而被封入的第一压力传递介质将第一流体压力传递至传感器隔膜的一个面,将第二导压管的管路作为封入室的一部分而被封入的第二压力传递介质将第二流体压力传递至传感器隔膜的另一个面。
在该情况下,由于第一导压管的另一端被插入固定于传感器外罩的第一导压通路中,第二导压管的另一端被插入固定于传感器外罩的第二导压通路中,因此无论第一流体压力与第二流体压力的压力高低关系如何,即使在产生了较大的差压的情况下,通过由该差压产生的按压力,传感器芯片也会被推压至传感器室的第一内壁面侧或者第二内壁面侧。由此,即使将第一流体压力与第二流体压力的压力高低关系逆转,传感器芯片也必定会被推压至传感器室的内壁面侧,施加于传感器芯片的接合部的压力就得到缓和,避免了传感器芯片的接合部的剥离。
又,在本发明中,如果第一连接构件在其与传感器芯片的一个面之间具有连接于第一连通孔的横宽较宽的第一空间,第二连接构件在其与传感器芯片的另一个面之间具有连接于第二连通孔的横宽较宽的第二空间,则由于传感器芯片通过第一连接构件的第一空间内的第一压力传递介质和第二连接构件的第二空间内的第二压力传递介质从两侧接收向压缩方向的力,因此传感器芯片的接合部的剥离就被压制住,进一步提高耐压性就成为可能。
又,在本发明中,传感器外罩包括提供传感器室的第一内壁面的第一壁面构件(第一阻挡基体部)和提供传感器室的第二内壁面的第二壁面构件(第二阻挡基体部),只要第一以及第二壁面构件在第一以及第二压力传递介质膨胀或者收缩从而该介质的容积变化了的情况下,向缓和由该介质的容积变化导致的应力发生的方向位移,则在外部的热量通过传感器外罩向第一压力传递介质、第二压力传递介质传导的情况下,该由第一压力传递介质、第二压力传递介质的膨胀收缩导致的容积变化就会被第一壁面构件、第二壁面构件自身的位移吸收。由此,向传感器芯片的接合面的剪断方向、拉伸方向的热应力得到缓和,不仅在高压时,在周围温度发生了变化的情况下,也能避免传感器芯片的接合部的剥离。
又,在本发明中,只要在传感器外罩的外周面设置接受第一流体压力并将其传输至第一压力传递介质的第一受压隔膜(第一阻挡隔膜)和接受第二流体压力并将其传输至第二压力传递介质的第二受压隔膜(第二阻挡隔膜),则就能谋求第一以及第二流体压力的受压部与传感器外罩的一体化,实现差压传感器的小型化。
发明效果
根据本发明,将第一连接构件与传感器芯片的一个面接合,将第二连接构件与传感器芯片的另一个面接合,将一端插入固定于第一连接构件的第一连通孔中的第一导压管的另一端插入固定于传感器外罩的第一导压通路中,将一端插入固定于第二连接构件的第二连通孔中的第二导压管的另一端插入固定于传感器外罩的第二导压通路中,由于将第一导压管的管路作为封入室的一部分,封入将第一流体压力引导至传感器隔膜的一个面上的第一压力传递介质,将第二导压管的管路作为封入室的一部分,封入将第二流体压力引导至传感器隔膜的另一个面上的第二压力传递介质,因此不局限于第一流体压力与第二流体压力的压力高低关系,传感器芯片必定会被推压至传感器室的内壁面侧,能够缓和施加于传感器芯片的接合部的压力,防止传感器芯片的接合部的剥离。
附图说明
图1是示出本发明涉及的差压传感器的一个实施形态(实施形态1)的关键部位的剖面图。
图2是示出本发明涉及的差压传感器的其他的实施形态(实施形态2)的关键部位的剖面图。
图3是示出现有的差压传感器的概略结构的图。
图4是示意性地示出该差压传感器的动作状态的图。
图5是示出采用了专利文献1中揭示的结构的传感器芯片的概略的图。
图6是示出将该传感器芯片与测量计主体的传感器室的壁面接合后的状态的图。
具体实施方式
以下基于附图对本发明进行详细说明。
[实施形态1]
图1是示出本发明涉及的差压传感器的一个实施形态(实施形态1)的关键部位的剖面图。在该图中,12是传感器外罩,由圆筒状的环形体12-1和圆板状的阻挡基体部12-2、12-3构成。环形体12-1以及阻挡基体部12-2、12-3例如为不锈钢制品。
阻挡基体部12-2焊接接合于环形体12-1的一个开口面,阻挡基体部12-3焊接接合于环形体12-1的另一个开口面,被环形体12-1的内周面12-1a和阻挡基体部12-2、12-3的内壁面12-2a、12-3a包围的空间形成为传感器室12a。该阻挡基体部12-2以及12-3相当于本发明中所述的第一以及第二壁面构件。
传感器室12a中收纳有传感器芯片11。在传感器室12a中,传感器芯片11的一个面(基座11-4的外表面)上接合有传感器基体部13-1,传感器芯片11的另一个面(基座11-5的外表面)上接合有传感器基体部13-2。传感器基体部13-1具有通过基座11-4的导压孔11-4a连通于挡块构件11-2的导压孔11-2b的连通孔13-1a,传感器基体部13-2具有通过基座11-5的导压孔11-5a连通于挡块构件11-3的导压孔11-3b的连通孔13-2a。该传感器基体部13-1以及13-2相当于本发明中所述的第一以及第二连接构件。
又,在传感器室12a中,导压管14-1的一端被插入固定(粘结接合)于传感器基体部13-1的连通孔13-1a中,该导压管14-1的另一端被插入固定(焊接接合)于形成于阻挡基体部12-2中的导压通路12-2b中。又,导压管14-2的一端被插入固定(粘结接合)于传感器基体部13-2的连通孔13-2a中,该导压管14-2的另一端被插入固定(焊接接合)于形成于阻挡基体部12-3中的导压通路12-3b中。
在阻挡基体部12-2中形成有连接于导压通路12-2b的凹部12-2c,该凹部12-2c的前表面设置有第一受压隔膜(第一阻挡隔膜(金属隔膜))15-1。并且,将该第一受压15-1的背面侧的空间,即阻挡基体部12-2的凹部12-2c以及导压通路12-2b、导压管14-1的管路14-1a、基座11-4的导压孔11-4a、挡块构件11-2的导压孔11-2b以及凹部11-2a作为封入室,封入有第一压力传递介质16-1。
在阻挡基体部12-3中形成有连接于导压通路12-3b的凹部12-3c,该凹部12-3c的前表面设置有第二受压隔膜(第二阻挡隔膜(金属隔膜))15-2。并且,将该第二受压隔膜15-2的背面侧的空间,即阻挡基体部12-3的凹部12-3c以及导压通路12-3b、导压管14-2的管路14-2a、基座11-5的导压孔11-5a、挡块构件11-3的导压孔11-3b以及凹部11-3a作为封入室,封入有第二压力传递介质16-2。
又,在该差压传感器200A中,在受压隔膜15-1周围的阻挡基体部12-2的表面和背面的相对位置(与环形体12-1的厚度重叠的位置)形成有环状的槽12-2d1、12-2d2。又,阻挡基体部12-3也与阻挡基体部12-2一样,在该受压隔膜15-2周围的阻挡基体部12-3的表面和背面的相对位置(与环形体12-1的厚度重叠的位置)形成有环状的槽12-3d1、12-3d2。
另外,在本实施形态中,传感器基体部13-1、13-2由不锈钢、耐盐酸镍基合金(Hastelloy)(注册商标)、钛等钢材构成,导压管14-1、14-2由不锈钢构成,使用硅油等低压缩性流体作为压力传递介质16-1、16-2。
在该差压传感器200A中,施加于受压隔膜15-1的流体压力P1借由压力传递介质16-1,通过阻挡基体部12-2的导压通路12-2b、导压管14-1的管路14-1a、基座11-4的导压孔11-4a和挡块构件11-2的导压孔11-2b被施加于传感器隔膜11-1的一个面上。又,施加于受压隔膜15-2的流体压力P2借由压力传递介质16-2,通过阻挡基体部12-3的导压通路12-3b、导压管14-2的管路14-2a、基座11-5的导压孔11-5a和挡块构件11-3的导压孔11-3b被施加于传感器隔膜11-1的另一个面。
在该情况下,当在传感器隔膜11-1的一个面上施加过大压力而使传感器隔膜11-1位移时,其位移面整体将被挡块构件11-3的凹部11-3a的曲面挡住。又,当在传感器隔膜11-1的另一个面上施加过大压力而使传感器隔膜11-1位移时,其位移面整体将被挡块构件11-2的凹部11-2a的曲面挡住。
在该差压传感器200A中,传感器芯片11被夹持于传感器基体部13-1与13-2之间,通过一端被插入固定于传感器基体部13-1的连通孔13-1a中的导压管14-1接受流体压力P1,通过一端被插入固定于传感器基体部13-2的连通孔13-2a中的导压管14-2接受流体压力P2。即,将导压管14-1的管路14-1a作为封入室的一部分而被封入的压力传递介质16-1将流体压力P1传递至传感器隔膜11-1的一个面,将导压管14-2的管路14-2a作为封入室的一部分而被封入的压力传递介质16-2将流体压力P2传递至传感器隔膜11-1的另一个面。
在该情况下,导压管14-1的另一端被插入固定于构成传感器外罩12的阻挡基体部12-2的导压通路12-2b中,由于导压管14-2的另一端被插入固定于构成传感器外罩12的阻挡基体部12-3的导压通路12-3b中,因此无论流体压力P1与流体压力P2的压力高低关系如何,即使在产生了较大的差压的情况下,通过由该差压产生的按压力,传感器芯片11也会被推压至传感器室12a的内壁面12-2a侧或者内壁面12-3a侧。由此,即使将流体压力P1与流体压力P2的压力高低关系逆转,传感器芯片11也必定会被推压至传感器室12a的内壁面侧,施加于传感器芯片11的接合部的压力就得到缓和,避免了传感器芯片11的接合部的剥离。
又,在该差压传感器200A中,在外部的热量通过传感器外罩12向压力传递介质16-1、16-2传导的情况下,由该压力传递介质16-1、16-2的膨胀收缩导致的容积变化会被阻挡基体部12-2、12-3自身的位移吸收。
即,在该差压传感器200A中,在受压隔膜15-1周围的阻挡基体部12-2的表面和背面的相对位置上形成有环状的槽12-2d1、12-2d2,在受压隔膜15-2周围的阻挡基体部12-3的表面和背面的相对位置上形成有环状的槽12-3d1、12-3d2。由此,在压力传递介质16-1、16-2膨胀或者收缩从而该介质的容积变化的情况下,阻挡基体部12-2、12-3就会模拟隔膜工作,向缓和由该介质的容积变化导致的应力发生的方向位移。
这样一来,在该差压传感器200A中,在外部的热量通过传感器外罩12向压力传递介质16-1、16-2传导的情况下,由该压力传递介质16-1、16-2的膨胀收缩导致的容积变化通过阻挡基体部12-2、12-3自身的位移被吸收,向传感器芯片11的接合面的剪断方向、拉伸方向的热应力得到缓和,不仅在高压时,在周围温度发生了变化那样的情况下,也能避免传感器芯片11的接合部的剥离。
另外,在该差压传感器200A中,在阻挡基体部12-2以及12-3上,环状的槽12-2d1、12-2d2以及12-3d1、12-3d2被设计为,虽然使阻挡基体部12-2以及12-3相对于因压力传递介质16-1、16-2的膨胀收缩导致的容积变化模拟隔膜工作,但即使受压隔膜15-1以及15-2受压的压力较大也几乎不会变形的槽。
又,在该差压传感器200A中,由于在传感器外罩12的外周面设置有受压隔膜15-1、15-2,因此能够谋求流体压力P1、P2的受压部与传感器外罩的一体化,实现差压传感器的小型化。
[实施形态2]
图2中示出了本发明涉及的差压传感器的其他实施形态(实施形态2)的关键部位。在该图中,与图1相同的符号表示与参照图1说明的构件相同或等同的构件,该说明省略。
在该差压传感器200B中,将传感器基体部13-1的单面作为锪孔面,在锪孔面与传感器芯片11的基座11-4之间形成连接于连通孔13-1a的横宽较宽的空间13-1b。又,将传感器基体部13-2的单面作为锪孔面,在锪孔面与传感器芯片11的基座11-5之间形成连接于连通孔13-2a的横宽较宽的空间13-2b。其他的结构与实施形态1的差压传感器200A相同。
在该差压传感器200B中,传感器芯片11通过传感器基体部13-1的空间13-1b内的压力传递介质16-1和传感器基体部13-2的空间13-2b内的压力传递介质16-2从两侧接受向压缩方向的力。因此,传感器芯片11的接合部的剥离被抑制,耐压性得到进一步的提高。
另外,在上述实施形态中,将传感器芯片11做成具有基座11-4、11-5的结构,但是也可以采用增加挡块构件11-2、11-3的厚度、使其兼作基座的结构。
又,在上述实施形态中,在阻挡基体部12-2、12-3中设置了环状的槽12-2d(12-2d1、12-2d2)、12-3d(12-3d1、12-3d2),使阻挡基体部12-2、12-3相对于因压力传递介质16-1、16-2的膨胀收缩导致的容积变化模拟隔膜工作,但是也可以用其他方法使阻挡基体部12-2、12-3模拟隔膜工作。又,如果在无需担心压力传递介质16-1、16-2的膨胀收缩产生的环境中使用的话,可以不采用使阻挡基体部12-2、12-3模拟隔膜工作的结构。
又,在上述实施形态中,传感器隔膜11-1是形成了根据压力变化改变电阻值的电阻应变计的类型,但也可以是电容式的传感器芯片。电容式的传感器芯片具有:具备规定的空间(容量室)的基板、配置在该基板的空间上的隔膜、形成在基板上的固定电极、和形成在隔膜上的可动电极。通过隔膜受到压力并变形,使得可动电极与固定电极的间隔产生变化并使其间的电容产生变化。
[实施形态的扩张]
以上,参照实施形态对本发明进行了说明,但是本发明不仅限于上述实施形态。本发明的结构和细节,可以在本发明的技术思想的范围内做出本发明技术领域技术人员可理解的各种各样的变更。
符号说明
11:传感器芯片,11-1:传感器隔膜,11-2、11-3:挡块构件,11-2a、11-3a凹部,11-2b、11-3b:压力导入孔(导压孔),11-4、11-5:基座,11-4a、11-5a:压力导入孔(导压孔),12:传感器外罩,12a:传感器室,12-1:环形体,12-1a:内周面,12-2、12-3:阻挡基体部,12-2a、12-3a:内壁面,12-2b、12-3b:导压通路,12-2c、12-3c:凹部,12-2d(12-2d1、12-2d2)、12-3d(12-3d1、12-3d2):环状的槽,13-1、13-2:传感器基体部,13-1a、13-2a:连通孔,13-1b、13-2b:空间,14-1、14-2:导压管,14-1a、14-2a:管路,15-1、15-2:受压隔膜,16-1、16-2:压力传递介质,200A、200B:差压传感器。
Claims (3)
1.一种差压传感器,包括:
传感器芯片,所述传感器芯片至少具有根据在一个面以及另一个面受到的压力差输出信号的传感器隔膜、第一保持构件和第二保持构件,所述第一保持构件的周边部与所述传感器隔膜的一个面面对面接合,并具有向该传感器隔膜的一个面引导第一流体压力的第一导压孔,所述第二保持构件的周边部与所述传感器隔膜的另一个面面对面接合,并具有向该传感器隔膜的另一个面引导第二流体压力的第二导压孔;和
传感器外罩,所述传感器外罩具有:容纳所述传感器芯片的传感器室、将所述第一流体压力引导至所述传感器室的第一内壁面的第一导压通路以及将所述第二流体压力引导至所述传感器室的与所述第一内壁面相对的第二内壁面的第二导压通路,
所述差压传感器的特征在于,包括:
第一连接构件,所述第一连接构件与所述传感器芯片的一个面接合,具有连通于所述第一导压孔的第一连通孔;
第二连接构件,所述第二连接构件与所述传感器芯片的另一个面接合,具有连通于所述第二导压孔的第二连通孔;
第一导压管,所述第一导压管的一端插入固定于所述第一连接构件的第一连通孔中,另一端插入固定于所述传感器外罩的第一导压通路中;以及
第二导压管,所述第二导压管的一端插入固定于所述第二连接构件的第二连通孔中,另一端插入固定于所述传感器外罩的第二导压通路中,
将所述第一导压管的管路作为封入室的一部分,封入有将所述第一流体压力引导至所述传感器隔膜的一个面的第一压力传递介质,
将所述第二导压管的管路作为封入室的一部分,封入有将所述第二流体压力引导至所述传感器隔膜的另一个面的第二压力传递介质,
所述第一连接构件在其与所述传感器芯片的一个面之间具有连接于所述第一连通孔的横宽较宽的第一空间,
所述第二连接构件在其与所述传感器芯片的另一个面之间具有连接于所述第二连通孔的横宽较宽的第二空间。
2.如权利要求1所记载的差压传感器,其特征在于,
所述传感器外罩包括:
提供所述传感器室的第一内壁面的第一壁面构件;和
提供所述传感器室的第二内壁面的第二壁面构件,
所述第一壁面构件以及第二壁面构件在所述第一压力传递介质以及第二压力传递介质膨胀或者收缩从而该介质的容积发生了变化的情况下,向缓和由该介质的容积变化所导致的应力产生的方向位移。
3.如权利要求1所记载的差压传感器,其特征在于,包括:
接受所述第一流体压力并将其传输至所述第一压力传递介质的第一受压隔膜;和
接受所述第二流体压力并将其传输至所述第二压力传递介质的第二受压隔膜,
所述第一受压隔膜以及第二受压隔膜被设置于所述传感器外罩的外周面。
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US9593995B2 (en) * | 2014-02-28 | 2017-03-14 | Measurement Specialties, Inc. | Package for a differential pressure sensing die |
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JP5970017B2 (ja) * | 2014-03-31 | 2016-08-17 | アズビル株式会社 | 圧力センサチップ |
JP6286278B2 (ja) * | 2014-05-16 | 2018-02-28 | アズビル株式会社 | 差圧センサおよび差圧センサの製造方法 |
EP3018472B1 (en) * | 2014-10-29 | 2018-09-26 | Siemens Schweiz AG | Cover for a duct sensor |
US9778130B2 (en) * | 2015-10-30 | 2017-10-03 | Kulite Semiconductor Products, Inc. | Differential pressure transducer with inspectable welds |
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JP6556620B2 (ja) * | 2015-12-25 | 2019-08-07 | アズビル株式会社 | 圧力センサ |
JP6748006B2 (ja) * | 2017-03-09 | 2020-08-26 | アズビル株式会社 | 圧力センサ |
JP2018159593A (ja) * | 2017-03-22 | 2018-10-11 | アズビル株式会社 | 差圧センサチップ、差圧発信器、および差圧センサチップの製造方法 |
JP7021020B2 (ja) * | 2018-07-24 | 2022-02-16 | アズビル株式会社 | 圧力センサチップ |
US11137308B2 (en) * | 2019-01-02 | 2021-10-05 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | High sensitivity pressure sensor package |
JP7252055B2 (ja) * | 2019-05-16 | 2023-04-04 | アズビル株式会社 | 圧力センサ |
JP2021092489A (ja) * | 2019-12-12 | 2021-06-17 | アズビル株式会社 | 差圧計測器 |
DE102020133358A1 (de) * | 2020-12-14 | 2022-06-15 | Endress+Hauser SE+Co. KG | Verfahren zur druck- und gasdichten Trennung von einem ersten und einem zweiten hydraulischen Pfad in einem Differenzdrucksensor |
US11692895B2 (en) | 2021-03-30 | 2023-07-04 | Rosemount Aerospace Inc. | Differential pressure sensor |
CN113432778B (zh) * | 2021-05-25 | 2023-09-29 | 歌尔微电子股份有限公司 | Mems差压传感器及其制造方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1558770A (en) * | 1977-05-10 | 1980-01-09 | Bell & Howell Ltd | Differential pressure transducers |
CN1062208A (zh) * | 1990-12-06 | 1992-06-24 | 罗斯蒙德公司 | 带应力隔离凹槽的压力变送器 |
CN1864055A (zh) * | 2003-10-02 | 2006-11-15 | 罗斯蒙德公司 | 具有防漏传感器壳体的压力变送器模块 |
CN1938572A (zh) * | 2004-04-07 | 2007-03-28 | 恩德莱斯和豪瑟尔两合公司 | 具有动态超载保护的压差传感器 |
DE102011006517A1 (de) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Druckfest gekapselter Differenzdrucksensor |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1057969A (en) * | 1975-07-24 | 1979-07-10 | Isamu Asano | Differential pressure sensor |
JPS5214470A (en) * | 1975-07-24 | 1977-02-03 | Fuji Electric Co Ltd | Pressure measuring equipment |
JPH0411141Y2 (zh) * | 1986-08-29 | 1992-03-19 | ||
JPH0297643U (zh) * | 1989-01-23 | 1990-08-03 | ||
JP3887290B2 (ja) | 2002-09-17 | 2007-02-28 | 株式会社山武 | 差圧発信器 |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1558770A (en) * | 1977-05-10 | 1980-01-09 | Bell & Howell Ltd | Differential pressure transducers |
CN1062208A (zh) * | 1990-12-06 | 1992-06-24 | 罗斯蒙德公司 | 带应力隔离凹槽的压力变送器 |
CN1864055A (zh) * | 2003-10-02 | 2006-11-15 | 罗斯蒙德公司 | 具有防漏传感器壳体的压力变送器模块 |
CN1938572A (zh) * | 2004-04-07 | 2007-03-28 | 恩德莱斯和豪瑟尔两合公司 | 具有动态超载保护的压差传感器 |
DE102011006517A1 (de) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Druckfest gekapselter Differenzdrucksensor |
Also Published As
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