CN108692855B - 多腔室压力感测设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供具有多个隔离的压力传感器的压力感测设备。该设备包括具有多个部段的基部盖部分，并且每个部段限定了开口。传感器定位在每个基部盖部分中，并且每个传感器的一部分暴露于相应的开口。凸缘基部联接到基部盖部分以限定多个分离的腔室，并且围绕基部盖部分和基部设置有壳体，并且壳体具有与相应盖开口流体连接的多个管道。

Description

多腔室压力感测设备
技术领域
本发明涉及多腔室压力感测设备。
背景技术
近年来，汽车应用中的传感器和控制器的使用量大幅增加。这已经产生了对需要被包含在小的狭窄区域内的多个换能器或传感器的需求。在一个实例中，汽车应用中压力出口的紧密接近已经对换能器供应商提出了对这种构造提供解决方案的挑战。
所需要的是压力传感器，其能够满足行业的构造要求，同时提供所需的性能水平。
发明内容
在本公开的一个方面中，感测设备包括：限定多个部段的基部盖，每个部段具有相应的基部盖开口；以及多个传感器，每个传感器定位在相应的基部盖部段中，其中每个传感器的一部分在相应的基部盖开口中显露(evidence)。基部联接到基部盖并被构造成限定多个腔室，每个腔室对应于相应的基部盖部分；并且提供具有其中限定有多个入口的底部表面的壳体。基部和基部盖定位在壳体中，使得基部延伸穿过限定在壳体中的开口，并且每个入口与相应的基部盖开口流体连接，并且壳体的边缘被构造成联接到基部的一部分。
在本公开的另一方面，一种压力感测设备包括：长圆形的(oblong)基部盖部分，其包括第一和第二基部盖部段，其中第一和第二基部盖部段中的每一个具有限定在其中的开口；并且第一和第二传感器分别定位在第一和第二基部盖部段中，每个传感器的一部分在相应的开口中显露。包括凸缘部分的长圆形基部被联接到基部盖部分，以限定分别与第一和第二基部盖部段对应的第一和第二分离腔室；并且长圆形壳体围绕基部盖部分和基部设置，壳体具有与相应的第一和第二基部开口流体连接的第一和第二入口，并且壳体限定基部延伸穿过的长圆形开口，其中壳体的长圆形开口的边缘被卷曲以联接到基部的凸缘部分。
附图说明
下面参考附图讨论本公开的至少一个实施例的各个方面。应当理解，为了说明的简单和清楚起见，附图中示出的元件不一定是精确或按比例绘制的。例如，为了清楚起见，一些元件的尺寸可能相对于其他元件被夸大，或者一个功能块或元件中可能包含若干物理部件。此外，在认为适当的情况下，可以在附图中重复附图标记以指示对应或类似的元件。为了清楚起见，并非每个部件都可以在每个图中标注。提供这些附图是为了说明和解释的目的，而不是作为本发明限制的限定。在图中：
图1是根据本公开的一个方面的压力感测设备的透视图；
图2是图1的压力感测设备的仰视图；
图3A和3B是图1的压力感测设备的壳体部分的视图；
图4是图1的压力感测设备的基部盖部分的透视图；
图5A-5C是设置在图1的压力感测设备中的压力传感器组件的透视图；
图6和图7是图5A-5C的压力感测组件放置在图4的基部盖部分中的透视图；
图8是将基部和基部盖部分放置到图3A和3B的壳体部分中的透视图；
图9是壳体围绕基部的卷曲几何形状的特写视图；
图10是图1的压力感测设备的局部透明视图；
图11是图1的压力感测设备的剖视图；和
图12A和12B是压力感测设备的替代实施例的透视图。
具体实施方式
在以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本公开的实施例的透彻理解。本领域的普通技术人员将会理解，可以在没有这些具体细节中的一些的情况下实践这些实施例。在其他情况下，公知的方法、过程、组件和结构可能未被详细描述以免混淆所描述的实施例。
在详细解释至少一个实施例之前，应该理解的是，它们的应用不限于以下描述中阐述的或附图中示出的部件的构造和布置的细节。而且，应该理解的是，在此使用的措辞和术语仅用于描述的目的，而不应被认为是限制性的。
如图1所示，压力感测设备100包括长圆形壳体102和相关联的基部104。在一个实施例中，基部104包括插头部分105，用于在例如设备100的汽车应用中联接到缆线接口。在一个实施例中，壳体102可以包括一个或多个安装孔眼106。在一个实施例中，壳体102由铝制成并且基部104由塑料制成。
参考图2，壳体102包括底部表面202，该底部表面具有被限定为与壳体102的内部空间302(参见图3A)流体地联接的两个入口204。在每个入口204周围的底部表面202上设置有外部密封件206，例如橡胶O形环。
壳体102限定了内部空间302，该内部空间由壁部分304界定，该壁部分具有限定为竖直唇缘306的上部部段。如图3B所示，入口206的间距由感测设备100将被放置的位置的几何形状决定。
如图4所示，长圆形基部盖部分402被设置和构造成用于联接到基部104并且放置在空间302内。基部盖部分402限定了两个部段404-1、404-2，每个部段具有相应的开口406-1、406-2。基部盖部分402包括两个指状物407-1、407-2，指状物用于将基部盖部分402联接到基部104中的相应开口。基部盖部分402被构造成使得当基部盖部分402设置在壳体102内时，入口204在相应的开口406中可见。
如图5A-5C所示，提供两个压力感测组件502-1、502-2。每个压力感测组件502包括感测元件504(例如平行板电容器)、柔性电路506、安装在柔性电路506上的支持电路和部件508、以及内部密封件510。每个柔性电路506包括联接到壳体102的两个接地夹或尾部512，以便为需要这种特征的那些应用提供接地连接。压力感测组件可以类似于在名称为“Pressure Sensor Apparatus(压力传感器设备)”的美国专利6,487,911中描述的压力感测组件，为了所有目的，该专利的全部内容通过引用并入本文中。
基部盖部分402中的每个开口406被构造成接收相应的感测组件502，如图6和7所示，并将感测组件502保持就位。基部盖部分402也被构造成使得内部密封件510从基部盖部分402的底部充分地延伸，以与壳体102的腔室302的底部联接。
如图8所示，基部104包括凸缘902和下部结构部分904，下部结构部分被构造成与基部盖部分402联接。通过操作指状物407-1、407-2和下部结构部分904中的相应开口，基部104被放置在基部盖部分402上方，即卡扣配合到基部盖部分402上。然后，组合的基部盖部分402和基部104被定位在壳体102中。每个感测组件502被密封并与另一个感测组件隔离。结果，每个感测组件502流体地联接到相应的入口204并且与另一个入口204隔离。
如图9所示，基部104被设定就位，并且通过针对椭圆形开口的整个周边在凸缘904上卷曲上部唇缘306，来维持感测组件502的隔离的完整性。一旦卷曲，每个感测组件502就流体地联接到相应的入口204，如图10所示。有利的是，基部盖部分402和基部104在由卷曲的壳体102保持就位时允许相应的感测组件502测量通过相应入口204的流体的压力。此外，接地夹512在卷曲操作期间联接到壳体102。
在一个实施例中，壳体102由挤出铝制成。为了提供最强的卷曲，挤出的铝的晶粒应该按照图8所示的G方向排列。
每个感测组件502需要接收电力，并且具有输出相应压力测量结果的机构。在一个实施例中，参考图11，基部104(未示出)包括多个引线1202，这些引线联接到柔性电路506，以便向感测组件502提供共同的电力和接地，并且将测量信号传递到中央系统，例如汽车控制系统。
作为另外一种选择，可以提供如图12A和12B所示的包括例如电池和无线通信部件(未示出)的帽1302。帽1302将被构造成与基部盖部分402的指状物407-1、407-2联接(未示出)，类似于上面已经描述的。
有利的是，根据支持电路中提供的功能，本公开的压力感测设备可以被实现为提供差分、冗余或独立的流体压力测量。此外，虽然呈现了两个传感器的示例性实施例，但本领域的普通技术人员将理解可以在该设备中提供多于两个的传感器而无需过度的实验。
应该认识到，为了清楚起见，在分开的实施例的上下文中描述的本发明的某些特征也可以在单个实施例中组合提供。相反，为了简洁起见，在单个实施例的上下文中描述的本发明的各种特征也可以分开提供或以任何合适的子组合提供。
尽管在阅读了前述说明之后，本公开内容的许多变更和修改对于本领域普通技术人员来说无疑将变得显而易见，但应当理解，通过说明示出和描述的特定实施例不应当被视为是限制性的。此外，已经参考特定实施例描述了主题，但是本领域技术人员将会想到在本公开的精神和范围内的变化。应该注意的是，前述实施例仅仅是为了解释的目的而提供的，并且决不被解释为限制本公开。
虽然本文已经参考特定实施例描述了本公开，但是本公开并非旨在限于本文公开的细节；相反，本公开扩展到例如在权利要求的范围内的所有功能上等同的结构、方法和用途。

Claims (12)

1.一种感测设备，其包括：
基部盖，所述基部盖限定了多个部段，每个部段具有相应的基部盖开口；
多个传感器，每个传感器定位在相应的基部盖部段中，其中每个传感器的一部分定位在相应的基部盖开口中；
基部，所述基部包括凸缘部分，所述基部联接到所述基部盖并且被构造成限定多个腔室，每个腔室对应于相应的基部盖开口；以及
壳体，所述壳体具有壁部分和底部表面，所述底部表面中限定有多个入口，所述壁部分具有上部部段，
其中所述基部和基部盖定位在所述壳体中，使得所述基部延伸穿过由所述壳体的壁部分限定的开口，
其中每个入口与相应的基部盖开口流体连接，
其中所述壳体包括具有晶粒的材料，该晶粒具有第一晶粒方向，其中所述第一晶粒方向横向于所述底部表面；
其中所述壳体的上部部段被卷曲以联接到所述基部的凸缘部分；并且
其中在所述壳体的上部部段被卷曲之后，卷曲的上部部段具有第二晶粒方向，所述第二晶粒方向相对于所述壳体的未卷曲部分中的第一晶粒方向成角度。
2.根据权利要求1所述的感测设备，其中所述壳体、所述基部和所述基部盖中的每一个均包括长圆形形状。
3.根据权利要求1所述的感测设备，其中每个传感器包括压力传感器。
4.根据权利要求1所述的感测设备，其中每个传感器包括处理电路。
5.根据权利要求1所述的感测设备，其中所述壳体包括铝。
6.根据权利要求1所述的感测设备，其中每个传感器包括电容感测元件组件。
7.一种压力感测设备，其包括：
长圆形的基部盖部分，所述基部盖部分包括第一基部盖部段和第二基部盖部段，所述第一基部盖部段和第二基部盖部段中的每一个中限定有开口；
第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和第二传感器分别位于所述第一基部盖部段和第二基部盖部段中，每个传感器的一部分定位在相应的开口中；
长圆形的基部，所述基部包括凸缘部分，所述基部联接到所述基部盖部分以限定分别与第一基部盖开口和第二基部盖开口对应的第一分离腔室和第二分离腔室；以及
长圆形的壳体，所述壳体围绕所述基部盖部分和基部设置，所述壳体具有限定在底部表面中的与相应的第一基部开口和第二基部开口流体连接的第一入口和第二入口，所述壳体限定了长圆形的开口，所述基部延伸穿过所述长圆形的开口，所述壳体具有壁部分，所述壁部分包括上部部段；
其中所述壁部分包括具有晶粒材料，该晶粒具有第一晶粒方向，其中所述第一晶粒方向横向于所述底部表面，
其中所述壳体的上部部段被卷曲以联接到所述基部的凸缘部分；并且
其中在所述壳体的上部部段被卷曲之后，卷曲的上部部段具有第二晶粒方向，所述第二晶粒方向相对于所述壳体的未卷曲部分中的第一晶粒方向成角度。
8.根据权利要求7所述的压力感测设备，其中每个传感器包括压力传感器。
9.根据权利要求7所述的压力感测设备，其还包括：
分别联接到所述第一传感器和第二传感器的第一处理电路和第二处理电路。
10.根据权利要求7所述的压力感测设备，其中所述基部盖部分的第一基部盖部段和第二基部盖部段中的每一个被构造成接收相应的传感器并将该相应的传感器保持就位。
11.根据权利要求7所述的压力感测设备，其中所述壳体包括铝。
12.根据权利要求7所述的压力感测设备，其中每个传感器包括电容感测元件组件。
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