CN107941382B - 用于可靠介质密封的凝胶填充的端口压力传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于可靠介质密封的凝胶填充的端口压力传感器，并且总体上涉及用于检测压力的方法和系统。压力传感器组件可包括：在一侧上具有压力输入端口的传感器单元，该传感器单元包括印刷电路板；被固定到印刷电路板的一侧的压力传感器；被固定到印刷电路板的这一侧的支撑件，该支撑件周向地包围所述压力传感器并且限定压力输入端口；及，介质隔离层，该介质隔离层包括被施加在与压力传感器相邻的位置的第一介质隔离层、和位于第一介质隔离层和压力输入端口之间且包含不同于第一介质隔离层的材料的第二介质隔离层，其中该介质隔离层构造成将由感测介质所产生的压力传递至压力传感器。

Description

用于可靠介质密封的凝胶填充的端口压力传感器

相关申请的交叉引用

本申请要求由Vishal Shalitkumar Kusanale等人于2016年10月13日提交的名称为“用于可靠介质密封的凝胶填充的端口压力传感器”的美国专利申请序列号15/293,043的优先权，该专利申请的全部内容以参考的方式如同复制地并入本文中。

关于联邦政府资助的研究或开发的声明

不适用。

对缩微胶片的引用

不适用。

背景技术

传感器通常用于感测环境参数，例如压力、温度、湿度、流量、热导率、气体浓度、光、磁场、电场、以及许多其它环境参数。这种传感器是用于种类广泛的应用，包括例如医学应用、飞行控制应用、工业过程应用、燃烧控制应用、气象监测应用、用水计量应用、以及许多其它应用。

发明内容

在一个实施例中，压力传感器组件可包括：在一侧上具有压力输入端口的传感器单元，该传感器单元包括印刷电路板；被固定到印刷电路板的一侧的压力传感器；被固定到印刷电路板的这一侧的支撑件，该支撑件周向地包围压力传感器并且限定压力输入端口；及介质隔离层，该介质隔离层包括被施加在与压力传感器相邻的位置的第一介质隔离层、和位于第一介质隔离层与压力输入端口之间且包含不同于第一介质隔离层的材料的第二介质隔离层，其中该介质隔离层构造成将由感测介质所产生的压力传递至压力传感器。

在一个实施例中，压力传感器组件可包括在一侧上具有压力输入端口的传感器单元，该传感器单元包括印刷电路板；被固定到印刷电路板的一侧的压力传感器；被固定到印刷电路板的这一侧的支撑件，该支撑件周向地包围压力传感器并且限定压力输入端口；及由支撑件所容纳的至少一个介质隔离层，该介质隔离层构造成将由感测介质所产生的压力传递至压力传感器。

在一个实施例中，感测压力的方法可包括：向传感器组件的压力端口施加压力，该传感器组件包括在一侧上具有压力输入端口的传感器单元，该传感器单元包括印刷电路板；被固定到印刷电路板的一侧的压力传感器；被固定到印刷电路板的这一侧的支撑件，该支撑件周向地包围压力传感器并且限定压力输入端口；及介质隔离层，该介质隔离层包括被施加在与压力传感器相邻的位置的第一介质隔离层、和位于第一介质隔离层与压力输入端口之间且包含不同于第一介质隔离层的材料的第二介质隔离层；用所施加的压力使至少一部分的压力传感器发生偏转；测量压力传感器的偏转；和基于所测量的传感器的偏转而确定所施加压力的大小。

附图说明

为了更全面地了解本公开，现在结合附图和详细描述来参考以下的简要说明，其中类似的附图标记代表类似的部件。

图1是说明性传感器组件的透视图；

图2是从传感器组件的压力端口侧所看到的图1的说明性传感器组件的视图；

图3是从传感器组件的电连接器侧所看到的图1的说明性传感器组件的视图；

图4是沿图3中的线4-4所截取的图1的说明性传感器组件的剖视图；

图5是在图4中所示传感器组件的一部分的详细视图；

图6是图1的说明性传感器组件的分解透视图；

图7是图1的传感器组件的一部分的透视图；

图8示出了说明性传感器单元的透视图；

图9A-图9G图示说明了传感器组件的压力端口的示例性构造。

具体实施方式

首先应当理解的是，尽管下面说明了一个或多个实施例的说明性实施方式，但所公开的系统和方法可利用任意数量的技术（不管是目前已知的还是尚未存在的）而实施。本公开绝不应局限于下面所说明的说明性实施方式、附图、和技术，但可在所附权利要求以及它们的全部等同物的范围内进行修改。

以下的术语的简要定义应当在整个本申请中适用：

术语“包括”表示包括但不限于，并且应当以在专利语境中通常所使用的方式进行解释；

短语“在一个实施例中”、“根据一个实施例”等通常表示接在该短语后面的具体特征、结构、或特性可包括在本发明的至少一个实施例中，并且可包括在本发明的多于一个的实施例中（重要地，这种短语未必针对相同的实施例）；

如果本说明书将某物描述为“示例性”或“实例”，则应当理解的是这是指一个非排他性的实例；

术语“约”或“大约”等当使用于数字时，可表示该特定数字或者可替代地接近该特定数字的范围，如本领域技术人员所理解的；并且

如果本说明书陈述部件或特征“可”、“可以”、“能够”、“应当”、“将会”、“优选地”、“可能”、“通常”、“任选地”、“例如”、“常常”或“有可能”（或其它的这种用语）被包括或具有特性，那么该特定的部件或特征不必是被包括的或具有该特性。这种部件或特征可任选地包括在一些实施例中，或者可将它排除。

本公开的实施例包括用于利用压力传感器对压力进行检测的方法和系统。示例性的压力传感器可包括传感器单元，该传感器单元包括支撑件及位于该支撑件内部的一个或多个介质隔离层。支撑件和介质隔离层可位于与传感器单元的传感器元件相邻的位置。

典型的压力传感器可利用一个或多个O形圈将感测介质与传感器加以密封。然而，在长的使用寿命中，可能不能用O形圈将粗糙或磨损的介质良好地加以密封。此外，可能需要用于不同类型感测介质的多种O形圈，因此应当在工厂中储备多种O形圈，从而增加库存。

本公开的实施例可包括传感器单元，该传感器单元包括用于为种类广泛的感测介质应用提供密封的最少密封方案。密封方案的例子可包括环氧树脂粘合剂和/或焊接方法。支撑件（其可以是金属和/或塑料环）可利用用于多种感测介质的粘合剂而提供密封。

传感器可利用用第一介质隔离层（其可包含软凝胶）填充的支撑件而附接到印刷电路板（PCB）。此外，为了提供提高的耐介质性，可以将第二介质隔离（凝胶）层施加在第一介质隔离层的上方（其中第二介质隔离层可提供耐化学性、耐磨性、或者另一种类型的耐性）。例如，通过使用相应的凝胶（例如氟硅氧烷材料），可将柴油或润滑介质加以密封。

参照附图，并且在一个说明性实施例中，传感器组件10可包括：具有第一侧20a和第二侧20b的传感器单元20、在传感器单元20的第一侧20a上的压力端口110、和在传感器单元20的第二侧20b上的电连接器120，如在图1-图7中最佳地示出。在有些情况下，压力端口110可机械地连接到传感器单元20。电连接器120在第一端120a可机械地和电性连接到传感器单元20，并且电连接器120在第二端120b可机械地和电性连接到构造成接收传感器单元20的输出的线缆或其它装置（未图示）。

可以想到传感器组件10可以是任何合适类型的传感器组件。例如，传感器组件10可以是压力传感器组件、湿度传感器组件、力传感器组件、压力开关组件、光传感器组件、气体浓度传感器组件、磁场或电场传感器组件、电导率传感器组件、或者另一种合适的传感器组件。

图2和图3示出了传感器组件10的第一端10a和第二端10b。传感器组件10的第一端10a（示于图2）可构造成可机械连接到具有被测量介质的装置。传感器组件10的第二端10b（示于图3）可构造成机械地和电性连接到用于接收传感器单元20的输出的装置。

如在图2和图4中最佳地示出，传感器组件10的压力端口110可至少部分地限定从压力端口110的外侧延伸至压力端口的内侧（例如，延伸至传感器单元20的介质隔离层39）的流体路径34，其中一个或多个介质隔离层38、39可覆盖或包封在传感器单元20的支撑件50内部的传感器22（例如，如图4中所示）。支撑件50可形成传感器单元20的压力输入端口55，从而允许流体路径34向介质隔离层38、39和因此传感器22施加压力。

在有些情况下，压力端口110可包括用于将压力端口110和/或传感器组件10机械地连接到具有被测量流体的一个或多个装置的螺纹114和/或其它连接构造。尽管压力端口110可被图示为具有阳型连接器，但该压力端口可配置有带螺纹的阴型连接器、或者在压力端口110的内表面上的其它连接器构造。

在一些实施例中，传感器组件10也可包括位于压力端口110内部的减振器（snubber）35。减振器35可以嵌入流体路径34内部以保护传感器单元20免受大的压力尖峰或压力变化的影响，这可延长传感器单元20的使用寿命。

如在图1和图3中最佳地示出，电连接器120可具有：具有第一端124a和第二端124b的电连接器主体124（例如，壳体）、机械连接器130、及一个或多个电端子122。在一个实例中，电端子122的一个或多个可在电连接器主体124的第一端124a暴露，并且电端子122的一个或多个可在电连接器主体124的第二端124b暴露。

图4示出了沿图3中的线4-4所截取的传感器组件10的截面。如图4中所示，压力端口110可包括在传感器单元20和电连接器主体124的第一端124a附近延伸的壁112。可替代地或者另外，传感器组件10可包括与压力端口110分离的壁和/或壳体，该壁和/或壳体可包围和/或机械地连接到电连接器120、传感器单元20、和压力端口110中的一个或多个。

压力端口110和/或壁112可由任何材料制成。例如，压力端口110和/或壁112可由黄铜、铝、不锈钢、塑料、或任何其它合适的材料制成。在有些情况下，至少一部分的压力端口110可具有纹理化表面或非纹理化表面，其中纹理化表面可有助于将压力端口110附着到另一个表面并且可通过一种或多种工艺而形成，包括例如磨蚀、喷砂处理、化学蚀刻、激光刻蚀、机械加工、和/或任何其它合适的纹理化技术。在一个实例中，可将支撑件50固定到压力端口110的内侧或者相对于压力端口110的内侧而固定（例如，固定到压力端口110的内侧的肩部或其它部分或者相对于压力端口110的内侧的肩部或其它部分而固定），以使得压力端口110的流体路径34与介质隔离层38、39流体连通。

传感器单元20可靠在压力端口110上，如图4中所示。在有些情况下，压力端口110可包括凹口或凹口/凹槽116、以及一个或多个凸起部118。

如在图4中最佳地示出，传感器单元20可包括厚膜印刷陶瓷或印刷电路板（PCB）24（例如，至少部分地由FR4积层板和/或其它材料制成的PCB）、连接到PCB的传感器22（例如，具有压力感测元件的压力传感器、或者具有感测元件的其它传感器）、一个或多个介质隔离层38和39、及支撑件50。传感器22可背侧安装在PCB 24的第一侧24a上并且可构造成执行（感测管芯的）顶侧的感测。在压力传感器中，顶侧感测可在感测介质直接地或间接地（例如，经过介质隔离层或其它中间层）与传感器22的顶侧相互作用时进行，其中将传感器22的背侧或底侧朝向顶侧向内蚀刻以形成感测膜片。介质隔离层38、39可覆盖或大体上覆盖传感器22使得流体路径34中的介质不直接地接触传感器22自身。

支撑件50可完全地或至少部分地在介质隔离层38、39附近延伸，并且可连接到PCB24的第一侧24a。支撑件50可由任何类型的材料制成。在一个实例中，支撑件50可由塑料、金属、陶瓷、和/或任何其它合适的材料制成。

将传感器22背侧安装到PCB 24的第一侧24a可有助于形成可靠的传感器单元20，其中第一侧24a（例如前侧）可面向流体路径34。在一个实例中，将传感器22背侧安装到PCB24的第一侧24a可形成更加可靠的传感器单元20，因为作用于传感器22上的任何感测介质起推动传感器22而抵接PCB 24的作用。此外，这种构造可使如下的传感器22成为可能：这种传感器与其中将传感器22安装到背对流体路径的PCB 24的第二侧的传感器单元相比较小。这种较小的传感器22可以是可能的，这至少部分地是因为：当把感测元件连接到面对流体路径的PCB 24的第一侧24a时，由于来自流体路径34的力推动感测元件进入PCB 24而不是将感测元件从PCB 24中推出因而需要较小的用以将传感器22附接到PCB 24的感测元件表面积。

尽管在本文中可将传感器22描述为背侧安装到PCB 24的第一侧24a，但可以想到可将传感器22相对于在一个或多个其它构造中的PCB 24而安装。例如，可将传感器22安装到PCB 24的第二侧24b。另外，可将传感器22前侧安装并且/或者可以以任何其它合适的方式安装传感器22。

传感器22可以以任何方式电性连接到PCB 24。在一个实例中，传感器22可通过引线接合、凸点接合、和/或以其它合适的方式电性连接到PCB 24。

当传感器22被构造为感测流体路径34中的压力时，传感器22可布置成感测绝对压力，如图4中所示，其中在传感器22的背侧（例如在传感器22和PCB 24之间）上可存在真空。可替代地，在传感器单元20中传感器22可构造成表压传感器，其中在流体路径34中的感测介质的压力被称为大气压力或其它参考压力。在这种表压传感器中，PCB 24可包括开口，该开口延伸经过PCB 24（例如，经过PCB 24从PCB 24的第一侧24a延伸至第二侧24b）从而允许参考压力到达传感器22的背侧。示范性的传感器可包括但不限于在美国专利7,503,221、7,493,822、7,216,547、7,082,835、6,923,069、6,877,380及美国专利申请公开2010/0180688、2010/0064818、2007/0095144、和2003/0167851中所描述的传感器，所有的专利文件以参考的方式并入本文中。

介质隔离层38、39可以是用于将由流体路径34中的感测介质所产生的压力或压力变化传递至传感器22同时在传感器22与流体路径34中的介质之间提供阻隔的任何类型材料。在一个实例中，介质隔离层38、39可以是凝胶材料层（例如，不可压缩材料）或其它材料。在图示的实例中，传感器22和/或介质隔离层38、39可被支撑件50包围。支撑件50可连接到PCB 24并且为PCB 24通过支撑同时将介质隔离层38、39维持在位于传感器22上方的位置。

电连接器120和/或压力端口110可机械地和/或电性连接到传感器单元20。在一个实例中，如在图4中最佳地示出，电连接器120的电连接器主体124可紧靠PCB 24的第二侧24b。此外，压力端口110的凸起部118可紧靠PCB 24的第一侧24a和/或支撑件50。在图示的实例中，电连接器主体124可为PCB 24提供支撑，以便对抗作用于传感器22和PCB 24的流体路径34中的介质所产生的力。如图4中所示，由电连接器主体124对PCB 24的第二侧24b的支撑可与由压力端口110的支撑件50和/或凸起部118对PCB 24的第一侧24a的支撑对准，以便可将PCB 24夹在电连接器主体124与支撑件50和/或凸起部118之间。此构造可有助于支撑PCB 24并且减小在传感器22处的应力。可以想到，作用于PCB 24的支撑可以是充分的，使得根据需要向传感器22和/或PCB 24施加1、2、4、8、10、20、40、50、100、1000、2000、5000 PSI或更大压力的压力源不会影响传感器组件10的输出精度达例如大于0.01%、0.1%、1%、5%、10%或更多。

说明性地，由电连接器120、压力端口110、和/或支撑件50施加给PCB 24的支撑可构造成或成形为分布可作用于PCB 24的力，使得PCB 24可保持充分地平直，以便当向传感器22施加压力时使得传感器22的输出小于特定的百分误差。该特定的百分误差可以是传感器22的输出中的百分之（%）十或更小的误差，或者另一个理想的误差限度，包括但不限于：小于0.001%、0.01%、0.1%、1.0%、2.0%、5.0%、10.0%、或20.0%。

在图示的实例中，压力端口110的壁112可接纳电连接器120。O形圈126可被接纳在电连接器主体124的第一端124a中和/或电连接器主体124的第一端124a处，从而在电连接器主体124与压力端口110的壁112之间形成密封。在有些情况下，为了在压力端口110、传感器单元20、和电连接器120之间形成机械连接，可在电连接器120的电连接器主体124的附近形成（例如，弯曲、卷曲，等）压力端口的壁112。壁112的这种形成可压缩O形圈126从而在传感器组件10中形成环境和气力密封。

图5是传感器单元20的详细视图。如图5中所示，传感器单元20可包括PCB 24、传感器22、介质隔离层38和39、及支撑件50（如上所述）。传感器22可利用粘合剂56直接地附接到PCB 24。第一介质隔离层38可直接地附接到在传感器22上方的PCB 24。支撑件50也可利用一层或多层粘合剂56而直接地附接到PCB 24。在一些实施例中，传感器单元20可包括可被施加在第一介质隔离层38上方的第二介质隔离层39。第二介质隔离层39可包含阻止介质进入传感器单元20的合适材料，其中可基于传感器组件10的应用和使用对第二介质隔离层39加以选择。

在一些实施例中，传感器单元20可以不包括在传感器单元20内部的O形圈。在传感器单元20内部没有O形圈可简化传感器单元20（和因此传感器组件10）的制造过程并且可使在传感器单元20的元件与作为整体的传感器组件10之间更精确的间距成为可能。此外，可在没有O形圈的情况下更精确地控制介质隔离层38和39的厚度。此外，粗糙或磨损的感测介质可穿透使用O形圈的密封，并且可将该O形圈压缩设定在较高温度，从而导致在一段时间中的泄漏。因此，可在没有O形圈的情况下使用介质隔离层38、39和支撑件50。

支撑件50可包括使第二介质隔离层39（和/或第一介质隔离层38）暴露于流体路径34的开口。在一些实施例中，可利用在支撑件50与凸起部118的成形表面52之间的一层或多层粘合剂54将支撑件50附接到压力端口110的凸起部118。

图6是传感器组件10的分解透视图。如图6中所示，传感器22可包括专用集成电路（ASIC）40。该ASIC 40可附接到PCB 24的第一侧24a。ASIC 40可利用引线接合、凸点接合、电端子、和/或任何其它合适的电连接件电性连接到PCB 24。

在有些情况下，可利用附接作用或粘合剂56将传感器22、支撑件50、和/或ASIC 40中的一个或多个机械地和/或电性连接到PCB 24的第一侧24a。本文中所描述的粘合剂56和54可以是单件或单层的粘合剂，或者可包括两件或两层或者更多件或更多层的粘合剂。粘合剂层56可以是能够促进传感器组件10的组装的任何粘合剂，例如环氧树脂粘合剂或者其它相似或不同的粘合剂。说明性的示范性粘合剂可包括但不限于：具有至少双酚A型环氧树脂、新戊二醇的二缩水甘油醚、脂环族/脂肪族胺、氧化铝、炭黑、和无定形二氧化硅的成分的粘合剂；具有酚醛环氧树脂（重量为25%-50%）、铝粉（重量为10%-25%）、增韧剂环氧树脂（重量为10%-25%）、固化剂（重量为2.5%-10%）、用硅氧烷处理的二氧化硅（重量为2.5%-10%）、化学方法制备的二氧化硅（重量为≤2.5%）、和固化剂（重量为≤2.5%）的成分的粘合剂；和具有环氧树脂（重量为70%-90%）、非挥发性酰胺（重量为10%-30%）和无定形二氧化硅（重量为1%-5%）的成分的粘合剂；或者根据需要其它合适的粘合剂。

在一些实施例中，支撑件50可包含金属材料、塑料材料、其它材料示例。支撑件50可构造成利用粘合剂54的（多个）层形成与压力端口110的牢固的竖向连接。该粘合剂构造可提供牢固的剪切粘接，从而增加传感器组件10的强度以便经受高崩裂压力。可对粘合剂层54和56加以选择以便承受温度和压力中的变化、以及进入压力端口110的介质中的变化。

传感器组件10也可包括位于压力端口110内部的减振器35。减振器35可以嵌入流体路径中用以保护传感器单元20免受大的压力尖峰或压力变化的影响，这可延长传感器单元20的使用寿命。

PCB 24可包括连接到PCB 24的第二侧24b或者在该第二侧24b上的一个或多个处理电子器件和/或补偿电路，如在图6和图8中最佳地示出。这种处理电子器件可电性连接到传感器22和/或电端子92，从而处理来自传感器22 的电信号并且/或者将来自传感器22的输出传递至电连接器120的电端子122（示于图4）。

在有些情况下，PCB 24可包括可构造成将由传感器22所提供的一个或多个输出信号格式化为特定输出格式的电路。例如，PCB 24的电路（例如，在PCB 24的第一侧24a和第二侧24b中的一个或多个上的电路）可构造成将由传感器22所提供的输出信号格式化为比例测量（ratio-metric）输出格式、电流格式、数字输出格式、和/或任何其它合适的格式。在有些情况下，PCB 24的电路可构造成调节输出电压。用于提供比例测量（或其它）输出的在PCB24上的电路可包括可用作通到测试焊点（test pad）和/或用于将比例测量（或其它）输出提供至电连接器120的走线和/或其它电路，其中该电路不必将输出重新格式化。

在有些情况下，电连接器120可包括一个或多个连接器128（例如，顺应针（compliant pin）、焊针（例如，具有厚膜印刷陶瓷），和/或构造成与PCB 24机械和/或电接合的其它连接器。连接器128可以以任何方式连接到电连接器主体124；例如，可将连接器128插入成型于电连接器主体124中。一个或多个连接器128可包括可构造成机械接合并且电性连接到PCB 24的电端子92的顺应针。于2008年12月2日授予Lamb等人的名称为“包括顺应针的压力传感器”的美国专利7,458,274中更详细地描述了顺应针，该专利的全部内容以参考的方式并入本文中。

图7示出了传感器单元20和电连接器120（没有附接到组件的压力端口110）的视图。传感器单元20的PCB 24被图示为（经由一个或多个连接器128）附接到一个或多个电端子122。

图8是PCB 24的透视图，图中示出了PCB 24的第二侧24b。PCB 24可包括附接到第二侧24b的任意数量的元件。在一些实施例中，PCB 24可包括构造成接纳连接器128以便将电连接器120机械和电性连接到PCB 24的电端子92。

一旦传感器单元20已被制成，可在进一步组装入传感器组件10之前对传感器单元20进行校准和/或补偿。可替代地或者另外，也可在组装入传感器组件10之后对传感器单元20进行校准和/或补偿。

如上所述，传感器组件10的传感器单元20可构造成确定来自感测介质的压力，其中该感测介质可经由流体路径34进入压力端口110。感测介质可经由支撑件50的压力输入端口55进入传感器单元20，并且感测介质可接触第二介质隔离层39，由此压缩介质隔离层39和第一介质隔离层38。介质隔离层38和39的压缩可使至少一部分（例如膜片或其它感测元件）的传感器22发生偏转。传感器22可构造成确定与传感器22的偏转相关的压力。压力端口110可构造成将感测介质提供至传感器单元20。电连接器120可构造成与传感器单元20电性连接，以便接收来自传感器单元20的所确定压力。电连接器120也可将传感器单元20连接到用于接收所确定压力的另一个装置。

可利用一种或多种示例性方法来组装传感器组件10。一种方法是通过提供PCB 24而开始。可将粘合剂56施加在PCB 24的第一侧24a。可将传感器22置于粘合剂56的相关件上，可将ASIC 40置于粘合剂56的相关件上，并且可将支撑件50置于粘合剂56的相关件上。在将传感器22、ASIC 40、和支撑件50置于（多种）粘合剂56上之后，可使（多种）粘合剂56固化。然后，可将传感器22、ASIC 40、和/或其它电子元件引线接合或以其它方式电性连接到PCB 24。将第一介质隔离层38经过在支撑件50中的压力输入端口55而施加到传感器22和PCB 24，其中支撑件50可周向地或大体上周向地包围传感器22（例如，在这种情况下，支撑件50可以是支撑覆盖传感器22的介质隔离层38的环或凝胶环）。一旦被施加，可使介质隔离层38固化。在有些情况下，可通过向介质隔离层38施加真空和/或施加特定温度而使介质隔离层38固化。在一些实施例中，可将第二介质隔离层39经过在支撑件50中的压力输入端口55施加在第一介质隔离层38的上方，其中支撑件50可周向地或大体上周向地包围传感器22及介质隔离层38和39。一旦被施加，可使介质隔离层39固化。在有些情况下，通过向介质隔离层39施加真空和/或施加特定温度，可使介质隔离层39固化。在一些实施例中，可使第一介质隔离层38和第二介质隔离层39单独地固化。在一些实施例中，可使第一介质隔离层38和第二介质隔离层39同时（至少部分地）固化。各介质隔离层的施加和固化可形成传感器单元20。在有些情况下，可在此阶段中在压力下对传感器单元20进行校准，尽管这不是必需的。

通过将O形圈126装载到电连接器主体124上，可准备电连接器120以便连接到传感器单元20。通过将连接器128置于PCB 24的电端子92的开口中以便将电连接器120机械地和电性连接到PCB 24，可将电连接器120连接到传感器单元20。然后，可将电连接器120和传感器单元20插入压力端口110中。可用粘合剂54涂覆压力端口110的凸起部118，可将支撑件50置于粘合剂54上，并且使粘合剂54固化。一旦将连接的电连接器120和传感器单元20插入压力端口110中，便在电连接器120附近形成（例如，弯曲、卷曲，等）壁112，从而形成传感器组件10。

图9A-图9G图示说明了示例性的传感器组件10，其中传感器组件10的压力端口110可包括连接器类型的许多变体中的一种。图9A示出了带减压器（deflator）的7/16-20阴型接头（Female Schrader）。图9B示出了1/4-18 NPT。图9C示出了1/8-27 NPT。图9D示出了G1/4 BSPP（ISO 228-1）。图9E示出了M12 X1.5（ISO 6149-3）。图9F示出了ISO 1179-2、G1/4 A-L。图9G示出了¼-英寸OD铜管。

在第一实施例中，压力传感器组件可包括：在一侧上具有压力输入端口的传感器单元，该传感器单元包括印刷电路板；被固定到印刷电路板的这一侧的压力传感器；被固定到印刷电路板的这一侧的支撑件，该支撑件周向地包围压力传感器并且限定压力输入端口；及介质隔离层，该介质隔离层包括施加在与压力传感器相邻的位置的第一介质隔离层、和位于第一介质隔离层与压力输入端口之间且包含不同于第一介质隔离层的材料的第二介质隔离层，其中该介质隔离层构造成将由感测介质所产生的压力传递至压力传感器。

第二实施例可以包括第一实施例的压力传感器组件，其中第一介质隔离层包含第一凝胶材料，并且其中第二介质隔离层包含第二凝胶材料。

第三实施例可以包括第一或第二实施例的压力传感器组件，其中第二介质隔离层包含具有耐化学性的凝胶材料。

第四实施例可以包括第一至第三实施例中任一实施例的压力传感器组件，其中介质隔离层被支撑件所容纳。

第五实施例可以包括第一至第四实施例中任一实施例的压力传感器组件，还包括具有从压力端口的外侧延伸至压力输入端口的流体路径的压力端口，其中将支撑件相对于压力端口而固定使得压力端口的流体路径与介质隔离层流体连通。

第六实施例可以包括第五实施例的压力传感器组件，其中利用粘合剂将支撑件固定到压力端口的凸起部。

第七实施例可以包括第五或第六实施例的压力传感器组件，还包括位于压力端口的流体路径内部的减振器。

第八实施例可以包括第一至第七实施例中任一实施例的压力传感器组件，还包括具有一个或多个电端子的电连接器，其中一个或多个电端子中的至少一个电性连接到传感器单元的输出。

第九实施例可以包括第一至第八实施例中任一实施例的压力传感器组件，其中支撑件包括金属环。

第十实施例可以包括第一至第九实施例中任一实施例的压力传感器组件，其中支撑件包括塑料环。

在第十一实施例中，压力传感器组件可包括：在一侧上具有压力输入端口的传感器单元，该传感器单元包括印刷电路板；被固定到印刷电路板的一侧的压力传感器；被固定到印刷电路板的这一侧的支撑件，该支撑件周向地包围压力传感器并且限定压力输入端口；及，由支撑件所容纳的至少一个介质隔离层，该介质隔离层构造成将由感测介质所产生的压力传递至压力传感器。

第十二实施例可以包括第十一实施例的压力传感器组件，其中至少一个介质隔离层包括：被施加在与压力传感器相邻的位置的第一介质隔离层、及位于第一介质隔离层和压力输入端口之间且包含不同于的第一介质隔离层的材料的第二介质隔离层。

第十三实施例可以包括第十二实施例的压力传感器组件，其中第二介质隔离层包含具有耐化学性的凝胶材料。

第十四实施例可以包括第十一至第十三实施例中任一实施例的压力传感器组件，还包括具有从压力端口的外侧延伸至压力输入端口的流体路径的压力端口，其中将支撑件相对于压力端口而加以固定使得压力端口的流体路径与至少一个介质隔离层流体连通。

第十五实施例可以包括第十一至第十四实施例中任一实施例的压力传感器组件，其中支撑件的周长小于印刷电路板的周长。

第十六实施例可以包括第十一至第十五实施例中任一实施例的压力传感器组件，其中支撑件包括构造成利用粘合剂被固定到印刷电路板的唇缘。

第十七实施例可以包括第十一至第十六实施例中任一实施例的压力传感器组件，还包括具有一个或多个电端子的电连接器，其中一个或多个电端子中的至少一个电端子电性连接到传感器单元的输出。

在第十八实施例中，感测压力的方法可包括：向传感器组件的压力端口施加压力，该传感器组件包括在一侧上具有压力输入端口的传感器单元，该传感器单元包括印刷电路板；被固定到印刷电路板的一侧的压力传感器；被固定到印刷电路板的这一侧的支撑件，该支撑件周向地包围压力传感器并且限定压力输入端口；及介质隔离层，该介质隔离层包括施加在与压力传感器相邻的位置的第一介质隔离层、和位于第一介质隔离层与压力输入端口之间且包含不同于第一介质隔离层的材料的第二介质隔离层；用所施加的压力使至少一部分的压力传感器发生偏转；测量压力传感器的偏转；及，基于所测量的传感器偏转而确定所施加压力的大小。

第十九实施例可以包括第十八实施例的方法，其中使至少一部分的压力传感器发生偏转包括将第一介质隔离层和第二介质隔离层压缩。

第二十实施例可以包括第十八或第十九实施例的方法，还包括利用电连接器对所施加压力的确定大小进行电通信。

虽然上面已揭示并描述了根据本文中所公开原理的各种实施例，但在不背离本公开的精神和教示的前提下可由本领域技术人员做出其修改。本文中所描述的实施例只是代表性的，而并非意图是限制性的。许多变型、组合、和修改是可行的，并且是在本公开的范围内。通过将（多个）实施例的特征加以组合、合并、和/或省略所形成的替代实施例也是在本公开的范围内。因此，保护范围并不受上面所陈述的描述的限制，而是由所附权利要求（包括权利要求的主题的所有等同物）所限定。各项和每项权利要求作为进一步的公开而并入本说明书中，并且各权利要求是（多个）本发明的（多个）实施例。此外，上述任何优点和特征可与各具体实施例有关，但不应将这种经授权权利要求的应用局限于实现任何或全部上述优点或者具有任何或全部上述特征的过程和结构。

此外，本文中所使用的段落标题是符合依照37 C.F.R. 1.77的建议而提供或者提供组织线索。这些标题不应限制或表征在可由本公开所产生的任何权利要求中所陈述的（多个）发明。具体地并且通过举例，尽管这些标题可以指代“技术领域”，但权利要求不应受到在此标题下所选择的用于描述所谓技术领域的用语的限制。此外，在“背景技术”中对技术的描述不应理解成承认某个技术是本公开中的任何（多个）发明的现有技术。“发明内容”也不应被视为在经授权权利要求中所陈述的（多个）发明的限制特征。此外，在本公开中以单数形式对“发明”的任何引述不应用于证明在本公开至仅存在单个新颖点。可根据由本公开所产生的多项权利要求的限制而陈述多个发明，因此这种权利要求限定由此所保护的（多个）发明和它们的等同物。在所有情况下，权利要求的范围应当基于根据本公开的它们自身优点而考虑，而不应受到在本文中所陈述标题的限制。

较宽泛术语（例如“包括”、“包含”和“具有”）的使用应被理解成为较狭窄术语（例如“由……组成”、“基本上由……组成”和“大体上由……组成”）提供支持。有关于实施例的任何元件的术语“任选地”、“可”、“可以”、“可能”等的使用表示该元件不是必需的，或者可替代地该元件是必需的，这两个情况都是在（多个）实施例的范围内。另外，对实例的引述仅仅是为说明的目的而提供，而并非意图是排他的。

虽然在本公开中已提供了若干实施例，但应当理解的是在不背离本公开的精神或范围的前提下，所公开的系统和方法可具体化为许多其它具体形态。本发明的实例应被视为说明性而不是限制性的，并非意图局限于本文中所给出的细节。例如，可将各种元件或部件组合或合并入另一个系统至，或者某些特征可被省略或不被实施。

另外，在不背离本公开的范围的前提下，可将在各种实施例中被描述和图示为分离或单独的技术、系统、子系统、和方法与其它的系统、模块、技术、或方法组合或合并。被图示并描述为彼此直接地联接或连通的其它物件可经由一些接口、装置、或中间部件而间接地联接或连通，无论是电性地、机械地或者以其它方式。变更、替换、和修改的其它例子可由本领域技术人员加以确定并且可以在不背离本文中所公开的精神和范围的前提下做出变更、替换、和修改。

Claims (10)

1.一种压力传感器组件（10），包括：

传感器单元（20），所述传感器单元（20）在一侧上具有压力输入端口（55），所述传感器单元（20）包括：

印刷电路板（24）；

被固定到所述印刷电路板（24）的一侧的压力传感器（22）；

被固定到所述印刷电路板（24）的所述侧的支撑件（50），所述支撑件（50）周向地包围所述压力传感器（22）并且限定所述压力输入端口（55）；及

介质隔离层（38、39），所述介质隔离层（38、39）包括施加在与所述压力传感器（22）相邻的位置的第一介质隔离层（38）、和位于所述第一介质隔离层（38）与所述压力输入端口（55）之间且包含不同于所述第一介质隔离层（38）的材料的第二介质隔离层（39），其中所述介质隔离层（38、39）构造成将由感测介质所产生的压力传递至所述压力传感器（22）。

2.如权利要求1所述的压力传感器组件（10），其中，所述第一介质隔离层（38）包含第一凝胶材料，并且其中所述第二介质隔离层（39）包含第二凝胶材料。

3.如权利要求1所述的压力传感器组件（10），还包括压力端口（110），所述压力端口具有从所述压力端口（110）的外侧延伸至所述压力输入端口（55）的流体路径（34），其中将所述支撑件（50）相对于所述压力端口（110）加以固定，以使得所述压力端口（110）的所述流体路径（34）与所述介质隔离层（38、39）流体连通。

4.如权利要求3所述的压力传感器组件（10），其中，利用粘合剂（54）将所述支撑件（50）固定到所述压力端口（110）的凸起部（118）。

5.如权利要求3所述的压力传感器组件（10），还包括位于所述压力端口（110）的所述流体路径（34）内部的减振器（35）。

6.如权利要求1所述的压力传感器组件（10），还包括电连接器（120），所述电连接器（120）包括一个或多个电端子（122），其中，所述一个或多个电端子（122）中的至少一个电性连接到所述传感器单元（20）的输出。

7.如权利要求1所述的压力传感器组件（10），其中，所述支撑件（50）的周长小于所述印刷电路板（24）的周长。

8.如权利要求1所述的压力传感器组件（10），其中，所述支撑件（50）包括构造成利用粘合剂（56）被固定到所述印刷电路板（24）的唇缘。

9.一种感测压力的方法，包括：

向传感器组件的压力端口施加压力，所述传感器组件包括在一侧上具有压力输入端口的传感器单元，所述传感器单元包括：

印刷电路板；

被固定到所述印刷电路板的一侧的压力传感器；

被固定到所述印刷电路板的所述侧的支撑件，所述支撑件周向地包围所述压力传感器并且限定所述压力输入端口；和

介质隔离层，所述介质隔离层包括被施加在与所述压力传感器相邻的位置的第一介质隔离层、和位于所述第一介质隔离层与所述压力输入端口之间且包含不同于所述第一介质隔离层的材料的第二介质隔离层；

利用所施加的压力使至少一部分的所述压力传感器发生偏转；

测量所述压力传感器的偏转；和

基于所述传感器的测量的偏转而确定所施加压力的大小。

10.如权利要求9所述的方法，其中，使至少一部分的所述压力传感器发生偏转包括将所述第一介质隔离层和所述第二介质隔离层压缩。

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