CN104034475B - 具有自调节特征的压力变换器基体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有自调节特征的压力变换器基体。根据本发明的设备在实施例中包括第一基体。第一基体可以具有用于容纳第一隔膜的第一侧面。第一基体还可以具有第二侧面。第二侧面可以包括多边形凹陷部，其尺寸设定为容纳与第二基体相关的第二隔膜。第一基体和第一隔膜被包含在第一组件中，而第二基体和第二隔膜被含包在第二组件中。第一组件和第二组件可以被包含在堆叠体中，其中第二隔膜的至少一部分设置成配合在该堆叠体中的多边形凹陷部内。

Description

具有自调节特征的压力变换器基体
发明者：Wico Hopman、George Van Der Donk、Maarten Van Noorden和SeanDiStefano
技术领域
本技术涉及一种压力变换器。
背景技术
通常，压力变化起利用应变计和隔膜来测量压力。存在减少各种部件的成本以及与压力变换器自身的组装相关的成本的需要。对成本差异有贡献的因素可与隔膜的形状相关。例如，利用圆形隔膜可涉及准确地施压，这可包括在将隔膜附接到基体时仔细地使隔膜与基体定向。另一方面，方形隔膜可以容易地从氧化铝片材切出并容易地附接到基体上，这使得使用方形隔膜的压力变换器比如果使用圆形隔膜的压力变换器来说成本更低。因此使用圆形(环形)隔膜的压力变换器比起使用多边形(例如方形)隔膜的压力变换器而言可能成本更高。
发明内容
在至少一个方面中，本技术涉及一种压力变换器设备，包括：第一圆形基体，该第一圆形基体具有：用于容装第一隔膜的第一侧面、以及第二侧面，该第二侧面包括多边形凹陷部，该多边形凹陷部的尺寸设定为容装与第二圆形基体相关联的第二隔膜；以及被包含在所述多边形凹陷部中的支撑区域，在包含所述第一圆形基体的第一组件与包含所述第二隔膜和所述第二圆形基体的第二组件堆叠时，所述支撑区域为所述第二隔膜提供支撑。
在至少另一个方面中，本技术涉及一种用于压力变换器的堆叠体，包括：具有第一圆形基体和第一隔膜的第一组件，所述第一隔膜位于所述第一圆形基体的第一侧面上，所述第一圆形基体包括第二侧面，所述第二侧面包括多边形凹陷部；以及具有第二圆形基体和第二隔膜的第二组件，所述第二圆形基体具有第一侧面和第二侧面，所述第二隔膜位于所述第二圆形基体的第一侧面上，其中，所述第一圆形基体还包括被包含在所述多边形凹陷部中的支撑区域，在包含所述第一圆形基体的第一组件与包含所述第二隔膜和所述第二圆形基体的第二组件堆叠时，所述支撑区域为所述第二隔膜提供支撑。
附图说明
结合在说明书中并且构成其一部分的附图显示出本文所描述的一个或更多个实施例，而且该附图与说明书一起解释这些实施例。在附图中：
图1显示出可以与基体一起使用的隔膜的示例性实施例；
图2显示出基体的第一侧面的示例性实施例；
图3显示出基体的第二侧面的示例性实施例；
图4显示出基体的第二侧面的另一示例性实施例；
图5显示出多个组件的示例性堆叠件，其中所述组件包括隔膜和基体；并且
图6显示出可用于产生堆叠件的示例性步骤的流程图，所述堆叠件包括具有第一基体和第一隔膜的第一组件以及具有第二基体和第二隔膜的第二组件。
具体实施方式
下面的详细说明参考了附图。在不同附图中的附图标记可以表示相同或类似的元件。还有，下面的详细说明不会限制本发明的范围。
压力变换器可以包括基体和隔膜。隔膜可以附接至基体。隔膜可以包括作为用来例如响应于施加至隔膜的压力变化而感测隔膜运动的传感器的一部分的元件(例如，电容器的板)。
压力变换器所采用的隔膜形状会影响与生产该压力变换器相关联的成本。例如，与采用多边形(例如方形)隔膜的压力变换器相比，采用圆形(圆的)隔膜的压力变换器的生产成本更高。
会对成本差异造成影响的因素会与隔膜的形状相关联。例如，采用圆形隔膜会涉及正确的压制，这会包括在将隔膜附接至基体时要小心地使隔膜相对于基体取向。然而，方形隔膜可以很容易从氧化铝片材中切割出并且很容易附接至基体，这使得采用方形隔膜的压力变换器与采用圆形隔膜的压力变换器相比制造更廉价。
图1显示出隔膜110的示例性实施例。该隔膜110可以为变换器例如压力变换器(例如机动车压力变换器(APT))的一部分。隔膜110可以由陶瓷材料(例如陶瓷粉末)制成，但是也可以采用适用于实现隔膜110的其它材料，例如玻璃或水晶材料。
参照图1，隔膜可以成形为多边形。例如，隔膜110可以成形为矩形，但是也可以采用其它多边形形状，例如八边形或方形。隔膜110可以包括可用于感测隔膜110运动的传感器的一部分的元件120。
元件120例如可以包括电子模块组件(EMA)。EMA例如可以包括电极图案和/或电气部件。在实施例中，元件120例如可以用金来印刷在隔膜110上。
元件120可以包括一个或更多个电极(例如，金引线)，用来对/从元件120传输信号(例如电子信号)。元件120例如可以包括板。该板可以为电容式感测元件的一部分，该电容式感测元件可以包括在连结至隔膜110的基体上的相应的板。元件120可以包括一个或更多个电极，所述电极与被包含在元件120中的板相连接。
图2显示出基体210的第一侧面的示例性实施例200。第一侧面可以容纳隔膜110。第一侧面可以被称为隔膜侧，因为它可以容纳隔膜110。
基体210可以为变换器例如压力变换器的一部分。基体210可以由陶瓷材料制成，但是也可以采用适用于实现基体210的其它材料，例如晶体材料或其它合适材料。
参照图2，基体210可以具有圆形形状。第一侧面可以包括突起部220、以及一个或更多个孔240a－240c。突起部220可以成形为多边形(例如方形)，并且可以从基体210的表面升起。突起部220可以为隔膜110提供平台，该隔膜可以在突起部220处连结至基体210。突起部220可以包括一个或更多个孔240a－240c，它们可以用来容纳与被容装在隔膜110上的元件120相连接的一个或更多个电连接部。这些电连接部例如可以采用一根或更多根导线(未示出)来制成，这些导线可以通过孔240a－240c给与元件120相关联的一个或更多个电极供电。
图3显示出基体210的第二侧面的示例性实施例300。第二侧面可以为基体210上与基体210的第一侧面相反的侧面。第二侧面可以被称为EMA侧，因为它可以容纳可包含有EMA的隔膜110(从不同的基体210)。
参照图3，第二侧面可以包括由脊部330围绕的凹陷部340。脊部330可以开槽。开槽脊部330例如可以提高将包含有该基体210的组件堆叠起来的能力。另外，开槽脊部330例如可以施加组件(包含基体210)在组件的堆叠体中为组件定取向。另外，开槽脊部330例如可以在包含隔膜110和基体210的组件堆叠时避免损坏(割裂)隔膜110。
凹陷部340的形状可以由一个或更多个条件来限定。例如，凹陷部340的形状可以由以下限定：脊部330的形状、与另一基体210一起使用的隔膜110的形状、与基体210相关联(例如附接至该基体)的EMA的形状、与另一基体210相关联的EMA的形状和/或其它条件。凹陷部340例如可以成形为在将包含不同基体210的组件与包括图3所示基体210的组件堆叠时容纳该包含不同基体210的组件。下面将对包括基体210和隔膜110的组件的堆叠进行说明。
脊部330的高度和/或凹陷部340的深度也可以由一个或更多个条件来限定。例如，凹陷部340的深度可以由脊部330的高度、隔膜110的厚度、与另一个基体210相关联的突起部220的高度、EMA的厚度和/或高度、以及/或者其它条件的一定组合来限定。
图4显示出包含有支撑区域420的基体210第二侧面的另一个示例性实施例400。参照图4，支撑区域420可以包含在凹陷部340中。支撑区域420可以为圆形的(成形为环)，但是在其它实施例中支撑区域420也可以成形为不同的形状。支撑区域420可以从凹陷部340的表面升起。从凹陷部340的表面测得的支撑区域420高度小于从凹陷部340的表面测得的脊部330高度。
例如，从凹陷部340测得的脊部330高度可以为1.55毫米(mm)，而从凹陷部340测得的支撑区域420高度可以为0.5mm。如下面进一步描述地，例如在隔膜110连结至另一基体210时，支撑区域420可以为可与另一基体210相关联的隔膜110提供支撑。
图5显示出分别包含有基体210a－210b以及隔膜110a－110b的多个组件510a－510b的堆叠体500的示例。这些组件510a－510b可以在将隔膜110a－110b连结至其相应的基体210a－210b之前堆叠成堆叠体500。可以将堆叠件500放在加热环境(例如干燥室、炉)中，以将隔膜110a－110b连结至其相应的基体210a－210b。
例如，参照图5，假设隔膜110a和基体210a形成组件510a，并且隔膜110b和基体210b形成组件510b，并且基体210a－210b具有如图4所示的第二侧面。还假设在加热环境中例如采用密封玻璃将隔膜110a连结至基体210a并且将隔膜110b连结至基体210b。
在将隔膜110a－110b分别连结至基体210a－210b之前，可以将组件510a－510b如图5所示地堆叠以形成堆叠体500。具体地说，组件510b的隔膜110b和/或突起部220b可以被设置成配合到与基体210a相关联的凹陷部340中，其中隔膜110b可以与被容纳在与基体210a相关联的凹陷部340中的支撑区域420a相接触。在形成堆叠体500之后，可以将该堆叠体置于加热环境中，该加热环境可以用于利用密封玻璃将隔膜110a－110b分别连结至基体210a－210b。
虽然图5显示出包括两个组件510a－510b的示例性堆叠体500，但是应该指出的是，堆叠体500可以包括一个或更多个另外的组件510。例如，其它的组件510可以堆叠在组件510a上面和/或组件510b下面。如果将另外的组件510堆叠在组件510a上，则另外的组件510可以包括其尺寸设定为容纳基体210a和/或突起部220a的凹陷部340。如果另外的组件510堆叠在组件510b下面，则另外的组件510可以包括其尺寸设定为容纳与基体210b相关联的凹陷部340和/或支撑区域420b的基体210和/或突起部220。组件510的基体210可以接触与基体210b相关联的凹陷部340和/或支撑区域420b。
回过来参照图5，可以例如在加热环境中向堆叠的组件510a－510b施加作用力530a和/或作用力530b。这些力530a、530b可以被施加用来帮助在加热环境中将隔膜110a－110b连结在其相应的基体210a－210b上。
例如，这些组件510a－510b可以如图5所示一样堆叠，并且可以将堆叠的组件510a－510b安放在固定装置中，该固定装置可以包含与基体210b的第二侧面相接触的固定挡块和与隔膜110a相接触的可调节挡块。在加热环境中将隔膜110a－110b连结至其相应的基体210a－210b期间，可以调节可调节挡块以提供作用力530a。
图6显示出可以用来生产堆叠体的示例性步骤的流程图，该堆叠体包括具有第一基体和第一隔膜的第一组件、以及具有第二基体和第二隔膜的第二组件。第一和第二基体可以具有圆形形状。参照图6，在方框610处，可以将第一组件的第一基体设置成接收第一隔膜。第一基体可以包括第二侧面和第一侧面。第二侧面可以包括凹陷部。该凹陷部可以具有多边形形状。
在方框612处，可以将第一组件的第一隔膜设置在第一基体上。可以将第一隔膜设置在第一基体的第一侧面上。第一基体的第一侧面可以包括突起部，并且第一基体可以设置成配合在该突起部上。
在方框614处，可以如此设置第二基体，其中第一隔膜的至少一部分设置成配合在位于第二基体的第二侧面上的凹陷部内。要指出的是，这可以包括将整个第一隔膜设置成配合在第二基体的第二侧面上的凹陷部内。而且，如果第一基体包括突起部(例如突起部220)并且将第一隔膜置于该突起部上，则该突起部的至少一部分可以装配到第二基体的第二侧面上的凹陷部中。而且，如果第二基体的第二侧面上的凹陷部包括支撑区域(例如支撑区域420)，则可以隔膜位于第二基体的第二侧面上的凹陷部中，使得第一隔膜的至少一部分与支撑区域的至少一部分相接触。
在方框616处，第二隔膜位于第二基体上。第二隔膜可以位于第二基体的第一侧面上。如果第二基体包括位于第一侧面上的突起部，则该隔膜可以设置在突起部上。
例如，参照图5和图6，可以以如下方式生成堆叠体500。可以将基体210b定位成将隔膜110b接纳在突起部220b上。可以将隔膜110b置于突起部220b上以形成组件510b。具体地说，可以将隔膜110b置于突起部220b上，从而孔240a－240c(图2)与可被包含在隔膜110b上的电极对准。这些电极可以为被包含在隔膜110b上的元件120(图1)提供电连接。
可以将基体210a置于组件510b上，从而突起部220b和/或隔膜110b的至少一部分可以配合在可被包含在基体210a的第二侧面上的凹陷部340内。凹陷部340可以包括与隔膜110b的至少一部分相接触的支撑区域420a。
可以将隔膜110a置于突起部220a上以形成组件510a。例如可以在堆叠的组件510a－510b处于加热环境中期间向堆叠的组件510a－510b施加作用力530a和/或作用力530b。具体地说，可以在堆叠的组件510a－510b处于加热环境中期间向隔膜110a施加作用力510a和/或向基体220b施加作用力530b。
前面实施例的说明用来提供例举和说明，但不意欲是排他性的或者将本发明限制于所披露的精确形式上。在上面的技术启示下可以有各种变型和变化，或可以从本发明的实践中获得各种变型和变化。例如，虽然上面参照图6描述了一系列步骤，但是在其它实施方式中可以改变这些步骤的顺序。另外，不相关的步骤可以同时进行。
除非有明确描述，在这里所采用的元件、步骤或指令不应该被解释为对于本发明而言是关键的或必要的。还有，如在这里所使用的一样，不定冠词用来包括一个或更多个物品。在期望表示只有一个物品的情况下，采用术语“一个”或类似的词语。另外，除非另有明确说明，短语“基于”用来表示“至少部分基于”。
本发明并不打算局限于上面所披露的具体实施例，本发明将包括落入在下面所附权利要求书的范围内的所有具体实施例和等同方案。

Claims (12)

1.一种压力变换器设备，包括：
第一圆形基体，该第一圆形基体具有：
用于容装第一隔膜的第一侧面、以及第二侧面，该第二侧面包括多边形凹陷部，该多边形凹陷部的尺寸设定为容装与第二圆形基体相关联的第二隔膜；以及
被包含在所述多边形凹陷部中的支撑区域，在包含所述第一圆形基体的第一组件与包含所述第二隔膜和所述第二圆形基体的第二组件堆叠时，所述支撑区域为所述第二隔膜提供支撑。
2.如权利要求1所述的压力变换器设备，还包括第一隔膜。
3.如权利要求2所述的压力变换器设备，其中所述第一隔膜具有多边形形状。
4.如权利要求1所述的压力变换器设备，其中所述支撑区域成形为环。
5.如权利要求1所述的压力变换器设备，还包括位于所述第一侧面上的突起部，所述突起部为第一隔膜提供平台。
6.如权利要求5所述的压力变换器设备，其中所述突起部具有多边形形状。
7.如权利要求5所述的压力变换器设备，还包括所述第一隔膜，其中所述第一隔膜连结至所述突起部。
8.如权利要求7所述的压力变换器设备，其中所述第一隔膜利用密封玻璃连结至所述突起部。
9.如权利要求1所述的压力变换器设备，其中所述第一圆形基体被包含在压力变换器中。
10.如权利要求9所述的压力变换器设备，其中所述压力变换器为机动车压力变换器。
11.一种用于压力变换器的堆叠体，包括：
具有第一圆形基体和第一隔膜的第一组件，所述第一隔膜位于所述第一圆形基体的第一侧面上，所述第一圆形基体包括第二侧面，所述第二侧面包括多边形凹陷部；以及
具有第二圆形基体和第二隔膜的第二组件，所述第二圆形基体具有第一侧面和第二侧面，所述第二隔膜位于所述第二圆形基体的第一侧面上，其中，
所述第一圆形基体还包括被包含在所述多边形凹陷部中的支撑区域，在包含所述第一圆形基体的第一组件与包含所述第二隔膜和所述第二圆形基体的第二组件堆叠时，所述支撑区域为所述第二隔膜提供支撑。
12.如权利要求11所述的用于压力变换器的堆叠体，其中所述第二隔膜的至少一部分在所述堆叠体中定位成配合在所述多边形凹陷部内。
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