CN109196324B - 传感器装置,特别是压力传感器 - Google Patents

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Abstract

一种压力传感器装置(1),包括:‑压敏部件(5,5a,6),所述压敏部件具有:传感器本体(5),所述传感器本体包括可弹性变形的膜部分(5a);以及至少一个检测元件(6),所述检测元件适合于检测膜部分(5a)的变形;‑用于支撑压敏部件(5,5a,6)的支撑结构(2,3),所述支撑结构具有用于压力待测量的流体的通路(15)。支撑结构(2,3)包括:‑支撑本体(2),传感器本体(5)以其膜部分(5a)被暴露于离开通路(15)的流体的方式相对于所述支撑本体被定位,所述支撑本体(2)具有至少一个贯通腔(14),‑可压缩本体(16),所述可压缩本体被构造成用于补偿流体体积的可能的变化。支撑本体(2)具有第一本体部分(2c),所述第一本体部分包括贯通腔(14)的横向壁(22),至少一个第一通道(23a‑23b)和至少一个第二通道(24)被限定在所述横向壁中,所述至少一个第一通道(23a‑23b)属于用于流体的通路(15)。可压缩本体(16)是相对于支撑本体(2)被包覆模制的元件,其具有相应的相对部分(20,21),所述相对部分在对应于横向壁(22)的相对两侧的位置中延伸,并且经由可压缩本体(16)的至少一个中间部分(16a)而彼此连接,所述中间部分延伸穿过至少一个第二通道(24)。第一本体部分(2c)被成形以限定至少一个台阶或一个突出部或一个凸起(25;28),所述台阶或突出部或凸起确定以下中的至少一者:‑至少一个第二通道(24)的截面变窄部,其被构造成限定可压缩本体(16)的至少一个中间部分(16a)的对应截面减小部,以及‑可压缩本体(16)的至少一个中间部分(16a)的发展部,所述发展部是大体曲折的或包括相对于彼此基本上成角度的若干伸展部。

Description

传感器装置,特别是压力传感器
技术领域
本发明涉及压力传感器装置,并且已经特别地参考这样的传感器装置来研发:该传感器装置包括压敏元件,该压敏元件具有可弹性变形的膜,用于检测膜的变形的元件与所述可弹性变形的膜相关联。
背景技术
具有在权利要求1的前序部分中所提到的特征的传感器装置从以本申请人的名义提交的WO 2008/078184 A2中已知。
上述文献描述了压力传感器装置,所述压力传感器装置的敏感部件具有带盲腔的传感器本体,盲腔的底部由膜部分形成。膜部分是可弹性变形的,并且检测元件与之相关联,所述检测元件诸如是电阻元件或压阻元件的桥。该装置具有由若干部分制成的外壳,其中包括用于传感器本体的支撑本体。支撑本体被腔轴向地横穿,所述腔的入口端处于对应于外壳的液压附接部分的位置中,与之不同,贯通腔的出口端面向传感器本体(即,其膜部分)的腔。
在某些应用中,上文提到的类型的装置在非常低温度的条件下操作,并且偶尔可能发生压力待检测的流体冻结,因此体积增加。考虑到传感器本体的膜部分通常是相对薄且脆弱的,重要的是采用可防止在由于冻结而流体体积增加后膜部分失效和/或对对应的检测元件造成损害的解决方案。因此,上述现有文献提出了使一个或多个可压缩补偿本体(即,适合于补偿在流体冻结后可能的流体体积增加的元件)与支撑本体相关联。
从WO 2008/078184 A2已知的解决方案设想了以下的使用:“外部”补偿元件,即,安装在支撑本体外部的补偿元件,其基本上在传感器本体的腔处,即,在其膜部分附近;或者“内部”补偿元件,即,直接插入支撑本体的贯通腔中的补偿元件,其与传感器本体的膜有一定的距离,其中上述补偿元件各自具有贯通轴向导管,所述贯通轴向导管提供用于经历检测的流体的通路的相应部分。
上述文献还提出了在单个可压缩本体中形成内部补偿元件和外部补偿元件的可能性。此单个可压缩本体在其性质上是柔顺性的(屈服的),并且这使得能够将其安装在支撑本体上,其中一个对应部分在支撑本体的贯通腔的内部,并且另一部分在该贯通腔的外部,以便突出到传感器本体的腔中。根据WO2008/078184 A2中描述的可能的变型实施例,上述单个本体也可被构造为被包覆模制(overmould)在装置的支撑本体上的部分。在这些已知的解决方案中,支撑本体的贯通腔具有中间横向壁,所述中间横向壁限定腔自身的变窄部或限制部,其对于保证上述单个本体的锚固来说是必要的。
在根据WO2008/078184 A2制造的装置中,其中内部补偿元件和外部补偿元件形成在单个本体中,在至装置的入口处的加压流体在下端处和/或在内部补偿元件的一些壁上施加直接推力。考虑到可压缩本体由相对屈服的材料(诸如,硅酮)制成,流体的这些轴向和/或径向推力可确定随着时间的推移屈服材料的至少部分朝向敏感元件的移位,即,形成两个补偿元件的可压缩本体的至少部分发生的一种种类的挤压。例如,本申请人已经发现,在特定条件下,诸如偶尔可能发生的连接有传感器的系统中的流体的高压力(例如,在被称为“水锤”的现象的情况下),流体在高压力下的推力可能会超过可压缩元件的压缩极限,可压缩元件的内部结构可能会被压实达到其由于流体的推力而至少部分地被移位的程度,继而将推力传递到传感器的结构的其他内部区域上。
内部补偿本体的至少一部分发生的上述移位或挤压在接近敏感元件的区域中导致屈服材料的变形,由此直接在膜部分上导致材料自身的推力,以及随之而来的装置的测量可靠性的变更或膜部分自身失效。在操作温度(即,环境温度和/或流体的温度)相对高的情况下,考虑到在这些条件下补偿元件的材料自身倾向于增加体积和/或增加其屈服,该问题更加严重。
在上述现有文献中描述的各种实施例中,此外,装置被构建成以便沿压力待检测的流体的通路限定一个或多个毛细管通道或在任何情况下具有减小截面的通道。提供这些通道的目的在于以相对精度来预先施加影响于这样的一个或多个区域:在该区域中流体将开始冻结,然后,有可能在具有更宽截面的用于流体的通路区域中导致冻结,即,沿与敏感部件的膜部分相反的方向。提供这些毛细管通道使装置的制造复杂化,例如,由于如下事实:必须存在与其支撑本体相关联的附加的有目的地成形的插入件。尽管存在具有减小截面的这些通道,但是加压流体在任何情况下都会在敏感元件的膜上施加直接的推力。由于这个原因,在对应通路内的流体冻结的情况下,在流体冻结后流体体积的增加确定了沿轴向方向朝向膜的显著推力,以及随之而来的造成损害的风险。
发明内容
鉴于前述内容,本发明的目的在于提供上文提到的类型的压力传感器装置,其中测量的变更和/或对感测膜造成损害的风险被消除或至少进一步地被降低。
在上述背景下,本发明的主要目的是提供上文提到的类型的压力传感器装置,其中由加压流体施加在被包覆模制或共模制(co-mould)的和/或限定两个补偿元件的可压缩本体上的推力不会导致形成上述可压缩本体的屈服材料的任何变形和/或挤压以致不利地影响该装置的检测的可靠性。
本发明的次要目的是提供上文提到的类型的压力传感器装置,其中由冰冷流体施加的推力不会导致变形或损害以致不利地影响该装置的检测的可靠性和/或不会导致其膜的失效。
本发明的另一次要目的是提供上文提到的类型的压力传感器装置,所述压力传感器装置能够以简单、快速和经济上有利的方式来制造。
根据本发明,上述目标中的一者或多者是通过具有所附权利要求中指定的特征的压力传感器装置来实现的。这些权利要求形成了本文中提供的与本发明有关的技术教导的整体部分。
根据本发明的压力传感器装置具有收容或支撑压敏元件的本体,至少一个可压缩本体与所述本体相关联,所述可压缩本体被设计成补偿经历检测的流体体积的任何可能的增加。
上述本体(为了简单起见,下文中其也被限定为“支撑本体”)具有贯通腔,并且至少其第一本体部分设有止动装置,特别地,在相对于贯通腔横向的壁处。至少一个第一通道横穿上述本体部分或横向壁,所述第一通道连同至少部分地由至少一个可压缩本体限定的导管属于用于压力待检测的流体的通路。可压缩本体是相对于支撑本体被包覆模制或共模制的元件,并且优选地具有相应的相对部分,所述相对部分在横向壁的相对两侧处延伸,其中,所述相对部分借助于可压缩本体的至少一个受限制部分而彼此连接,所述受限制部分延伸穿过被限定在横向壁中的至少一个第二通道。所述至少一个受限制部分优选地相对于由单个可压缩本体形成的具有较大大小的补偿元件处于中间位置中。
支撑本体的上述部分优选地被成形以便限定至少一个台阶或一个突出部或凸起(relief),所述台阶、突出部或凸起确定以下各者中的至少一者:
- 至少一个第二通道的截面的变窄部,其被构造成用于限定可压缩本体的至少一个中间部分的截面的对应减小部,以及
- 可压缩元件的至少一个中间部分的大体曲折的发展部(development),所述发展部特别地包括相对于彼此基本上成角度的若干伸展部(stretch)。
这些特征(即,限定用于限制和/或保持可压缩本体的位置的适合的装置)使得能够避免与包覆模制或共模制的可压缩本体发生可能的挤压或移位有关的风险。所引用的变窄部确定了联结可压缩本体的两个相对部分的连接部分的厚度的对应限制,由此限制了材料发生可能的挤压或移位的影响。同样的内容也适用于第二通道的情况,所述第二通道总体上是曲折的,或具有相对于彼此成角度的伸展部。上述台阶(或突出部或者径向或横向凸起)同样确定了至少一个表面的存在,可压缩本体的对应中间部分部分地靠在所述表面上,由此进一步对抗构成可压缩本体的材料的可能的挤压。
另外,以这种方式,可压缩本体可方便地被包覆模制在支撑本体上或者与支撑本体共模制,并被保留在适当位置中。为此目的,在有利实施例中,诸如在权利要求12中所提到的有利实施例中,横向壁可限定多个第二通道,可压缩本体的相应的中间部分延伸穿过所述第二通道,这对于如下来说是有利的:模制操作(材料的流动更方便);可压缩元件的相对于横向壁处于相对位置中的两个部分之间的连接的质量;以及相对于支撑本体在适当位置中的固定。
材料的提供单个可压缩本体的对应中间部分的至少一个第二通道优选地相对于横向壁的第一通道被限定在外围位置中,与之不同,所述第一通道被设计成用于压力待检测的流体;然而,至少一个第二通道可被限定在一些其他位置中,例如,相对于用于经历检测的流体的至少一个通道的中心位置。
如权利要求2中所指示的,可压缩本体可被包覆模制,以便限定以下中的至少一者:第一补偿元件,其至少部分地被设置在支撑本体的贯通腔内、在横向壁上游;以及第二补偿元件,其被设置在横向壁下游、在接近敏感元件的膜的位置中,其中,第一和/或第二补偿元件各自限定用于流体的至少一个导管,或者与支撑本体的对应部分一起界定用于流体的至少一个导管。在流体冻结的情况下,第一补偿元件使得能够补偿在通路的大部分中流体体积的增加,而第二补偿元件则在最关键的点中(即,在膜附近)进行补偿。在两个补偿元件二者共存的情况下,保护是最大限度的,如在权利要求3中所提到的类型的实施例中,其中,可压缩元件的两个相对部分提供上述第一和第二可压缩元件,所述第一和第二可压缩元件被包覆模制为单个可压缩本体。
在各种实施例中,诸如,在权利要求4中所提到的实施例中,支撑本体的第一本体部分包括贯通腔的至少一个突出的或悬臂式壁,其被设置在横向壁下游,所述突出的或悬臂式壁朝向贯通腔自身的内部延伸以便至少部分地限定上述台阶(或突出部或凸起)。该特征简化了对上述台阶的限定,从而防止存在倒扣(undercut)或凹部并由此简化支撑本体的制造,特别是当其是塑性材料的模制本体时。作为上述突出壁的替代或除了上述突出壁之外,出于上文所指示的相同目的,横向壁可包括截面的变窄部。
优选地,如权利要求5中指示的,支撑本体的第一本体部分被成形以便在对应于至少一个第二通道的至少一个端区域的位置中限定至少一个台阶或突出部或凸起:这简化了通道自身的构造,特别是当支撑本体是模制本体时。非常有利的是,支撑本体的第一本体部分可被成形以在第二通道的相对两端区域中限定至少两个台阶(或突出部或者径向或横向凸起)。以这种方式,进一步对抗形成两个补偿元件的材料发生挤压或移位的可能影响,而支撑本体的构造的简单性保持不变。
当通过如下的腔来获得每个第二通道时,支撑本体的构造的简单性(特别是当通过塑性材料的模制来获得该本体时)是最大限度的:所述腔各自具有相应的底部且相对于彼此交错但相交,从而限定普遍(prevalently)为侧向的开口,例如如在权利要求7的实施例的情况下。除了简单之外,这种种类的实施例还使得能够有效地限定可压缩元件的至少一个中间部分的大体曲折的发展部,特别地包括相对于彼此基本上成角度的若干伸展部。
在各种实施例中,诸如,在权利要求8中指示的实施例中,用于流体的至少一个第一通道具有至少一个相应入口和至少一个相应出口,所述入口和出口被布置成以便限定用于流体的曲折路径。上述曲折路径大大减小了流体在敏感元件的膜上的直接推力(特别是当流体冰冷时)、以及随之而来的源自流体自身的可能冻结的现有技术的风险。在这种类型的实施例中,并且如权利要求9中指示的,优选的是,第一通道的至少一个入口与第一补偿元件的导管的出口端流体连通,和/或第一通道的至少一个出口与第二补偿元件的导管的入口端流体连通。
至少一个第一通道的至少一个入口和至少一个出口优选地根据相应的基本上平行的轴线延伸。除了简单之外,这种种类的实施例还使得能够有效地限定用于流体的曲折路径。由于这个原因,有利地,至少一个第一通道或每个第一通道也可由设有底部的至少两个腔形成,所述腔相对于彼此交错并且侧向地相交。
总的来说,在权利要求10中所提到的类型的实施例中,也可获得相同的优势,即,其中至少一个第一通道具有连接到同一出口的至少两个入口,或者具有连接到至少两个出口的一个入口。针对这样的情况,在贯通腔的横向壁上游的第一补偿元件和/或在上述壁下游的第二补偿元件可设有一个或两个相应的腔,如权利要求11中指示的。
在优先的实施例中,诸如,在权利要求13中所提到的优先的实施例中,支撑本体的贯通腔被成形以便在横向壁下游限定收容部分,接近敏感部件的补偿元件被部分地收容在所述收容部分内。以这种方式,提高了上述补偿元件的定位质量,并且限制了在流体冻结和扩张后补偿元件的任何侧向膨胀。优选地,在外围界定上述壳体的壁具有一个或多个凸起,所述凸起执行保持补偿元件的功能。
在各种实施例中,诸如,在权利要求14中所提到的实施例中,支撑本体的贯通腔的外围表面被成形以便限定一个或多个凸起,所述凸起有利地执行保持第一可压缩元件和/或第二可压缩元件的功能,从而进一步对抗可能的挤压现象。在没有横向于支撑本体的贯通腔的壁的情况下,也可有利地使用上述凸起,所述凸起自身提供用于可压缩本体的止动装置。
在各种实施例中,诸如,在权利要求15中所提到的实施例中,压力传感器装置包括用于在支撑本体的至少一个表面部分与可压缩本体的至少一个对应的表面部分之间引起粘附或结合的手段。在没有横向于支撑本体的贯通腔的凸起和/或壁的情况下,也可有利地使用这些手段,所述手段自身执行止动或保持可压缩本体的功能。
附图说明
本发明的进一步目标、特征和优势将从随后的详细说明中清楚地显现,所述详细描述是参考所附附图提供的,并且在附图中:
- 图1是根据本发明的一个实施例的压力传感器装置的示意性透视图;
- 图2是图1的装置的示意性纵向截面图;
- 图3是图1的装置本体的一部分的示意性纵向截面图;
- 图4至图6是图1的装置本体的一部分的从不同角度的透视图,图6被部分地剖视;
- 图7是图1的装置的一部分的部分和示意性截面图;
- 图8和图9是根据本发明的可能实施例的装置的可变形本体的部分和示意性透视图;
- 图10是根据本发明的装置本体的一部分的截面,具有相关联的图8至图9中所图示的类型的可变形本体;
- 图11、图12和图13分别是根据图10的线D-D、C-C和B-B的截面图;
- 图14至图16是模制设备的分解示意性透视图,能够在用于制造根据本发明的装置的过程中在各种操作步骤中使用所述模制设备;
- 图17是图14至图16的模制设备的部分和示意性剖视图,其中根据本发明的装置本体的一部分在所述模制设备内部;
- 图18是与图2的视图类似、关于本发明的另外的实施例的视图;
- 图19至图28是分别与图2、图3、图6、图4、图5、图8、图10、图11至图13的视图类似、关于本发明的另外的实施例的视图;
- 图29至图35是与图1至图6的视图类似、关于本发明的另外的实施例的视图;
- 图36是与图30的视图类似、关于本发明的另外的实施例的视图;
- 图37至图41是分别与图2、图3、图6、图4和图5的视图类似、关于本发明的另外的实施例的视图;
- 图42是与图37的视图类似、关于本发明的另外的实施例的视图;
- 图43至图50是分别与图2、图3、图6、图4、图5、图8、图9和图10的视图类似、关于本发明的另外的实施例的视图;
- 图51至图54分别是根据图50的线E-E、D-D、C-C和B-B的截面图;
- 图55至图58是与图2的视图类似、关于本发明的同样数量的另外可能的实施例的视图;
- 图59和图60是根据本发明的另外可能的实施例的装置的示意性纵向截面;
- 图61是根据本发明的可能另外的实施例的装置的部分和示意性截面图;
- 图62是图61的处于放大比例尺的细节;以及
- 图63是与图62的视图类似、但关于本发明的另外可能的实施例的视图。
具体实施方式
在本描述的框架中引用“实施例”或“一个实施例”旨在指示关于该实施例所描述的特定构造、结构或特征被包括在至少一个实施例中。因此,可存在于本描述的各个点中的诸如“在实施例中”、“在一个实施例中”等等的短语不一定指的是同一个实施例,而与之不同,可指的是不同的实施例。此外,在本描述的框架中限定的特定构型、结构或特征可以在一个或多个实施例中以任何适当的方式进行组合,所述一个或多个实施例可能甚至不同于所示出的实施例。附图标记和空间参考(诸如,“上”、“下”、“向上”、“向下”等)指的是附图中出现的示例,并且在本文中仅仅为了方便而使用,且因此不限制保护范围或实施例的范围。
在图1和图2中,总体上由1指定根据本发明的一个实施例的压力传感器装置。装置1具有被设计成收容和/或支撑压敏部件的壳体或支撑结构。如在所图示的示例中,上述结构优选地被构造成像外壳那样,所述外壳具有电气连接部分和液压连接部分。
在所例示的情况下,壳体或支撑结构(为了简单起见,其在下文中也被限定为“外壳”)包括两个主要部分,其中为:第一本体2,其在下文中也被限定为“支撑本体”,其优选地还执行液压连接功能;以及第二本体3,其在下文中也被限定为“封闭本体”,其优选地执行收容和/或封闭功能以及电气连接功能。在各种实施例中,部分2和3有助于限定保护敏感部件不受外部环境影响的外壳,尽管提供了用于压力待测量的流体的至少一个通路,并且可能提供朝向外部环境的一个或多个另外的通道,例如以使参考压力可用或以使得能够通气。
本体2和3优选地以不透流体的方式联接在一起,以便限定在其内收容压敏部件的空间。如在图2可看到的,在所图示的示例中,敏感部件具有带有膜部分5a的传感器本体5,所述膜部分是可根据所测量的流体的压力弹性变形的。在下文中,为了简单起见,部分5a也将被限定为“膜”。膜5a可在传感器本体5中整体地获得,或者被构造为例如经由焊接或胶合(例如,如在图60中所例示的情况下)而与传感器本体5相关联的单独的部分。
依据已知的技术,敏感部件5已经与被设计成检测膜部分5a的变形的至少一个元件相关联。上述检测元件(仅由图2中的6指定)可包括例如呈桥构造的多个电阻器或压阻元件,所述电阻器或压阻元件优选地提供在膜5a的未被暴露于压力待测量的流体的一侧上。在其他实施例(未示出)中,检测元件6可包括电极和/或电容性元件,诸如两个面对的电极,优选地,所述电极和/或电容元件中的至少一者位于膜5a的未被暴露于流体的一侧上。
在各种实施例中,传感器本体5是单块的,其优先地由陶瓷材料(例如,氧化铝)制成以便限定盲腔,所述盲腔具有外围表面和底表面,其中底表面属于膜5a(特别地,属于膜5a的内侧)。在各种优选实施例中,传感器本体5的盲腔具有截面的中间变窄部或变化部,以便限定较宽的下腔部分C'和较窄的上腔部分C''。这种种类的实施例就其使得能够减小可变形膜5a的区域(特别地,以便承受较高的压力或推力)而言被证实是特别有利的,在这种情况下,可变形膜5a提供较窄的腔部分C''的底部,并且用于检测变形的对应元件6在任何情况下都与可变形膜5a相关联。
在各种实施例中,电路存在于由外壳2-3限定的空间内,所述电路包括用于控制和/或处置(treatment)和/或处理由检测元件6产生的信号的电气和/或电子部件。在所例示的情况下,上述电路(未示出)被直接提供在传感器本体5上,上述电气和/或电子部件位于所述传感器本体的上表面上。为此目的,将了解的是,传感器本体5的上表面的包围膜5a的区域是相对宽的,并且本体5的在任何情况下相对厚的一部分对应于上述区域:以这种方式,因此能够在这个区域中直接在本体5的上表面处提供上述电气/电子部件。替代性地,上述电路或电气和/或电子部件可被提供在板上(未示出),所述板与上述传感器本体5相关联,或所述板被固定或胶合到上述传感器本体5。
在这种类型的实施例中,接触件10与被提供在传感器本体5上的电路相关联,所述接触件将电路自身的导电垫或路径电气连接到与装置1的外壳部分3相关联的相应端子11(在图2中仅可见一个)。在各种实施例中,接触件10是弹性接触件,特别地根据以本申请人的名义提交的WO 2009/153737中所提到的特定教导制成,该文献的内容被认为并入本文中。端子11具有第一部分,所述第一部分优选地被构造成用于电气联接和机械联接到接触件10的一部分(例如,基本上为L形的构造)。外壳部分3限定管状部分3a,所述管状部分在此沿装置1的大体轴向方向延伸,端子11的相应的第二部分在所述管状部分内延伸以提供电气连接器。
在其他可能的实施例中,用于控制和/或处置和/或处理由感测元件6产生的信号的电路位于装置1的外部,即,被连接在端子11下游(例如,被集成在其上安装有装置1的车辆载有的电子控制单元中),在这种情况下,接触件10仅具有将感测元件6连接到端子11的功能。根据另外的可能的实施例,与之不同,上述电路包括其自己的电路板,所述电路板被设置在外壳2-3内,可能具有对应的定位元件和/或垫片,例如,如WO2008/078184 A2中所描述的。
支撑本体2具有液压连接部分2a,所述液压连接部分优选地是突出的并且具有筒形构型,其被设计成用于与压力待检测的流体从中通过的管线连接。优先地,在液压连接部分2a的外部提供了外部密封元件13,所述外部密封元件在此具有环形形状,例如,O形环。
支撑本体2的相对部分(即,其上表面或表面)以自身已知的方式在外围被构造成用于与外壳部分3联接,例如利用通过焊接获得的不透流体的固定。从液压连接部分2a分支出去(branch off)的是由14指定的贯通腔,所述贯通腔延伸穿过本体2(优选地,沿轴向方向)直到其上表面。在一个或多个实施例中,贯通腔14至少部分地限定用于压力待检测的流体的通路,上述通路在图2中总体上由15指定。如将看到的,上述通路15的至少一部分由相应的可压缩本体(即,可变体积补偿本体)限定,所述可压缩本体与支撑本体2相关联、优选地由一种或多种可弹性压缩和/或屈服的材料制成,其被构造成用于补偿流体体积的可能的变化,特别是在流体冻结的情况下。
在优选实施例中,同一可压缩本体被成形以便限定若干可弹性压缩的补偿元件。这样的可压缩或可弹性变形的本体的非限制性示例在图2中总体上由16指定。在所图示的示例中,本体16限定两个元件(20, 21)以用于补偿流体体积的可能的变化,这两个元件限定通路15的相应部分(20a, 21a)。
传感器本体5以这样的方式被安装在支撑本体2上:其膜5a的下表面在通路15的出口处被暴露于流体,特别地面向通路15的出口(在此由补偿元件21的轴向导管21a限定)。在优选实施例中,装置1进一步包括由17指定的内部密封元件,所述内部密封元件被设置在支撑本体2与传感器本体5之间,以便与支撑本体2和传感器本体5一起限定感测室(未示出)。通路15发散进入上述室中,使得流体的压力能够作用于膜5a上。
在一个实施例(诸如,所例示的实施例)中,支撑本体2在其上表面处具有中心突出部分(在图3和图5至图7也可见),其中所述中心突出部分总体上由2b指定,贯通腔14的相应部分横穿所述中心突出部分。内部密封元件17围绕上述部分2b延伸,优选地在部分2b自身的对应的外部座或肩部处:以这种方式,密封元件17在部分2b与传感器本体5(特别地,其盲腔的外围表面)之间提供了径向密封,从而与上述元件一起界定上述感测室。
在优选实施例(诸如,图2中所图示的实施例)中,可压缩本体16限定至少两个不同的补偿元件20和21,所述补偿元件在此也分别被限定为“内部”和“外部”,或者被限定为“第一”和“第二”。上述术语“内部”和“外部”指已经被示出的和/或为优先的补偿元件20和21的布置,其中所述补偿元件分别普遍地或至少部分地位于本体2的内部和外部;这些术语在本文中仅仅是为了方便而使用。
本体16(即,可压缩本体20和21中的每者)优先地由聚合物或弹性体制成,优选地为硅酮材料,诸如硅酮弹性体或液体硅酮橡胶(LSR)或液体氟硅酮橡胶(FLSR),优选地为双组分材料或双组分硅酮,特别地为被设计成经由注射被包覆模制或共模制的类型。
至少部分地在贯通腔14内延伸的内部补偿元件20优选地具有大体筒形和/或截头锥形形状、或者管状或环形形状。元件20界定通路15的至少一个相应部分:为此目的,在各种实施例中,元件20具有沿轴向方向延伸的至少一个导管,诸如由20a指定的导管;另一方面,如将看到的,根据其他实施例,元件20可被成形为与支撑本体2的表面或壁一起界定用于流体的导管。
与之不同,外部补偿元件21被设置在大体面向传感器本体5的膜5a的位置中并且至少部分地在贯通腔14的外部延伸,特别地在支撑本体2的突出部分2b的顶部处、在相对接近膜自身的位置中。另外,外部补偿元件21优选地界定通路15的至少一个相应部分。为此目的,在各种实施例中,元件21设有贯通导管,所述贯通导管沿轴向方向延伸、由21a指定、并且优选地形成通路15的末端伸展部(然而,并不从本发明的范围排除如下:存在部分2b的被元件21包围的突出部或末端管状插入件,如在WO2008/078184中那样)。
如在图2中可注意到的,外部补偿元件21优先地位于传感器本体5的盲腔内,其中其外围表面的部分相对接近上述盲腔的外围表面的对应部分,并且其中其上表面相对接近膜5a的下表面。
优先使用带有具有不同截面的两个腔部分C'和C''的传感器本体5使得能够:提供较宽的下腔部分C',在所述下腔部分中,有可能经由密封元件17更方便地获得内部径向密封;以及提供更受限制的上腔部分C'',所述上腔部分能够容纳更少量的流体,且因此在流体冻结和/或膨胀的情况下经受更低的机械应力。以这种方式,可更方便地通过元件21来补偿可能会被容纳在腔部分C''中的更少量流体的冻结。为此目的,在图2中所例示的类型的实施例中,外部补偿元件21优选地至少部分地在本体5的盲腔的上部部分C''内延伸,以便进一步减小能够被流体占据的体积。
支撑本体2具有第一本体部分,所述第一本体部分被成形以便限定贯通腔14的至少一个第一通道,特别是限定贯通腔自身的变窄部的通道,其中补偿元件20和21分别位于上述部分的上游和下游。上述第一本体部分(其总体上由2c指定)包括贯通腔14的横向壁22,所述横向壁位于相对接近敏感部件5的位置中,特别地在贯通腔14的与液压连接部分2a相对的上端附近。在各种实施例中,第一本体部分2c位于本体2的突出部分2b的中间位置中。优选地,元件20的上端与壁22的下侧接触,而元件21的基底端与壁22的上侧接触。
如在图3中还可了解的,至少一个相应的第一通道横穿横向壁22,所述第一通道形成通路15的相应部分并且包括用于流体的至少一个相应入口23a和用于流体的至少一个相应出口23b。应注意的是,为了方便而就如下而言使用术语“入口”和“出口”:它们可指例如为了朝向感测膜传递对应的压力而发生在装置中的流体的尽管最小的移位;事实上,在实际使用中,装置内部的流体基本上处于静止状态中。
在各种优选实施例中,上述第一通道的至少一个入口23a和至少一个出口23b具有相对位置,使得经历测量的流体在壁22的区域处被普遍地诱导为遵循曲折路径。为此目的,在各种优选实施例中,至少一个入口23a和至少一个出口23b相对于彼此交错。
在各种实施例(诸如,图2中示出的实施例)中,入口23a和出口23b根据基本上彼此平行的相应轴线延伸。为此目的,在优选实施例中,入口23a和出口23b基本上由两个腔形成,所述两个腔中的每者具有相应的底壁,被限定在横向壁22的相对两侧处,所述两个腔分别向下和向上开放。优选地是基本上柱形的或具有至少部分地弯曲的轮廓的上述腔被布置成以便沿侧向方向相交,以便彼此流体连通并由此限定用于流体的上述基本上曲折的路径。为了简单起见,上述腔在下文中将也被限定为“盲腔”。。
当支撑本体2是由模制塑性材料、特别地注射模制材料(尽管可能由另一材料制成,诸如使用机床冲压或机加工的金属)的单个零件制成时,这种种类的实施例被证实是特别有利的。为此目的,本体2优选地由聚合物或共聚物或热塑性材料制成,诸如聚酰胺PA或聚邻苯二甲酰胺PPA或两者(PA和PPA)的混合物或组合。尽管由聚合物制成,但支撑本体2优选地具有有一厚度和/或形状的结构和/或部分,以便基本上是刚性的和/或能够承受机械推力和/或应力,诸如由于被容纳在装置中的流体的压力和/或膨胀所致的机械推力和/或应力。
通过沿相反方向开放并且彼此相交的两个盲腔来获得横穿横向壁22的通道23a-23b的事实防止了倒扣或凹部的存在,且因此大大简化了本体2的模制和对应设备。
在各种实施例(诸如,到目前为止所例示的实施例)中,出口23b处于横向壁22的基本上中心位置中,即,总体上与贯通腔14基本上同轴:以这种方式,补偿元件21的贯通导管21a(所述贯通导管在此构成了通路15的终端延伸部)可被限定在元件21自身的基本上中心位置中,并且可直接面向敏感元件的膜5a的中心区域。在另一侧上,与之不同,入口23a相对于出口23b处于偏心位置中,并且为此目的,补偿元件20的轴向导管20a相对于元件自身的轴线而偏移。因此,如可了解的,在图2中所例示的实施例中,入口23a与补偿元件20的贯通导管20a的出口端流体连通,而出口23b与补偿元件21的贯通导管21a的入口端流体连通,两个导管20a和21a相对于彼此交错。
在装置1的操作中,经历测量的流体通过液压连接部分2a到达装置1的内部,支撑本体2的贯通腔14从液压连接部分2a分支出去。因此,流体占据补偿元件20的导管20a、被限定在横向壁22中的通道22a-22b、以及补偿元件21的导管21a。
以这种方式,流体占据被限定在本体2的突出部分2b的顶部、密封元件17和腔C'-C''的内表面之间的感测室。上述室中的流体压力确定了敏感元件的膜5a的弯曲或弹性变形,由检测元件6来检测所述弯曲或弹性变形的程度。根据自身已知的技术,由上述检测元件6确定的电气信号示出流体的压力。
在被容纳于上述感测室、导管20a、21a和通道23a-23b内的流体冻结的情况下,流体自身的体积发生膨胀或增加,这普遍地通过元件20和21的变形以及部分地通过密封元件17的变形来补偿。在各种优选实施例中,由中间壁22的入口23a和出口23b的相互交错的位置确定的曲折路径的存在防止了被容纳在通路15中的冰冷流体沿轴向方向的体积增加在敏感元件5的膜5a上施加显著推力。为此目的,应考虑的是,导管21a的长度优选地短于导管20a的长度,特别地导管21a的长度小于导管20a的长度的一半。
因此,对于被容纳在元件20的导管20a和入口23a中的流体来说,沿轴向方向的体积增加更大,所述导管20a和入口构成流体的通路15的大部分。然而,流体的这部分的体积的轴向增加在向上方向被形成入口23a的盲腔的底部对抗。与之不同,考虑到出口23b和元件21的导管21a构成了通路15的较小部分,被容纳在这两者中的流体的沿轴向方向的体积增加更加有限。于是,以这种方式,由出口23b和导管21a内的冰冷流体的体积增加所确定的向上推力是适度的,并且以便确定膜5a没有失效的风险。
在各种实施例中,尽管入口和出口呈交错布置,但是通道23a-23b在任何情况下都包括尽管为最小的轴向伸展部(图7中以虚线示出),所述轴向伸展部由提供上述入口和出口的两个腔的相交所确定。上述轴向伸展部的截面尺寸在任何情况下都是非常有限的,以便不会明显地影响在上文刚刚描述的保护功能,特别地以便不允许导管20a中的可能的冰冷流体柱朝向膜5a发生任何移位或挤压。
在本发明的优选实施例中,形成补偿元件20和21的单个可变形本体16是被包覆模制在支撑本体2上或与其共模制的本体。更一般地说,根据本发明,本体16是包覆模制或共模制元件,其具有在横向壁22的相对两侧处延伸的相应的相对部分,其中上述相对部分(在此由元件20和21例示)借助于至少一个中间部分被连接在一起。
应指出的是,在本描述中和所附权利要求中,并且在并未另有指定的情况下,通用术语“包覆模制”及其衍生词将被理解为指定至少两种不同的模制技术,并且尤其是严格意义上的包覆模制技术和共模制技术。在严格意义上的包覆模制中,将先前获得的第一部件(例如,支撑本体2)插入模具中,其中然后在熔融或液体状态下注入至少一种材料,所述材料被设计成在第一部件上提供第二部件(例如,可压缩本体16)。与之不同,在共模制中,在特定的模具中,首先在熔融或液体状态下注入至少一种材料,所述材料被设计成形成第一部件,其后,通常以自动的方式将模具的一部分替换为不同的部分,并且在因此形成的仍收容第一部件的新模具中,在熔融或液体状态下注入至少一种材料以在第一部件上形成第二部件(替代性地,模具的上述部分可以以这样的方式被翻转而不是被替换:其不同部分形成模制型腔的一部分)。
实际上,然后,在第一种情况下,第一部件被分开地获得、被引入到模具中,并且第二部件被模制在其上,有可能通过使用分布在第一部件的至少部分上的粘附促进剂(底漆),而在第二种情况下,两个部件在同一模制设备的至少部分中一个接一个地获得,优选地,不久之后(特别地,在几十秒或几秒之后)当第一部件仍然是热的或尚未达到室温时对第二部件进行包覆模制。以这种方式,还优选地获得了第一部件与第二部件之间的结构或化学键和/或更好的粘附。然而,在任一种情况下,一个部件都被模制在另一部件上。本描述中例示了将第一部件(诸如,可压缩本体)包覆模制在第二部件(诸如,壳体或支撑本体)上的情况,但本发明可同样适用于共模制所讨论的两个部件的情况(包括将壳体或支撑本体包覆模制在可压缩本体上或者将壳体或支撑本体与可压缩本体共模制的情况)。
在其中元件20和21由单个零件(特别地,单个包覆模制的补偿元件)制成的实施例中,对应的本体16具有至少一个中间部分,所述中间部分将第一可压缩元件20和第二可压缩元件21连接在一起。在图2中,上述连接部分中的一者由16a指定。在上述实施例中,支撑本体2的部分2c(特别地,横向部分22)被成形以便限定至少一个第二通道,并且可压缩本体16的至少一个连接部分16a延伸穿过上述第二通道。优先地,至少一个第二通道确定贯通腔14的截面中的相应限制。
在各种实施例中,因此,除了通道23a-23b之外,本体2的横向壁22还设有一个或多个第二通道。上述第二通道中的一些由图3和图4至图6中的24指定,并且优先地相对于流体的导管部分23a-23b位于外围或偏心位置中。优先地,提供多个第二通道24,所述第二通道被布置成围绕中间壁22的入口23a和出口23b。在各种实施例中,根据周边或周边的弧来布置第二通道24。优先地,第二通道24具有至少部分地弯曲或圆化、而不一定是圆形的截面或轮廓。
根据本发明,此外,本体部分2c被成形以便限定至少一个止动装置,诸如,台阶或突出部或者径向或横向凸起,所述止动装置被设计成对抗形成可压缩本体16的材料由于经历检测的流体的压力而发生移位或挤压的可能现象。为此目的,在各种实施例中,本体部分2c包括至少一个突出壁,所述突出壁被限定在横向壁22下游并且朝向贯通腔14的内部延伸。优选地,上述突出壁至少部分地上覆(overlie)对应的第二通道24或每个第二通道24,如可例如从图3、图5和图6表明的,其中突出壁由25指定。突出壁25被预先布置成用于确定对应的第二通道24或每个第二通道24的变窄部或变化部,特别地以便限定可压缩本体16的对应中间部分16a的对应截面减小部或曲折路径。可特别地在图7中了解该特征。如可注意到的,第二通道24普遍被可压缩本体16的连接部分16a的材料的相应部分16a1所占据。
上覆第二通道24的突出壁25的存在提供了确定通道16a自身的上截面的变窄部的台阶,此变窄部被连接部分16a的材料的最小截面16a2所占据。与之不同,连接部分16a的材料的部分16a3(该部分也部分地形成可压缩元件21的一种种类的基底)占据了被突出壁25圈住(circumscribe)的区域。部分16a1和部分16a3优选地相对于彼此径向地或侧向地交错。
图8和9中部分可见的是限定补偿元件20和补偿元件21的可变形本体16的示例,其中突出显示了连接部分16a的材料的部分16a1和16a3。此外,上述部分16a1、16a2和16a3在出现于图11至图13中的截面图中是可见的。
如在本描述的引言部分中所解释的,所描述的类型的布置能够有效地限制形成单个本体16的材料由于入口处的流体压力而发生可能的挤压或移位的影响。获得这种效果既是由于突出壁25的下表面抵抗构成本体16的材料向上挤压的事实,也是因为本体16的材料的有效通道的截面(在此由用16a2指定的部分来示出)是最小的。
在各种优选实施例中,本体2的横向壁22是贯通腔14的中间壁,即,位于贯通腔14的两端处的中间位置中、但优选地位于更接近贯通腔的面向敏感元件的一端的位置中的壁。在这种类型的实施例中,贯通腔14或本体部分2b可以有利地被成形以便越过横向壁22来限定用于收容可压缩元件21的一部分,例如在图3、图5和图6中清楚可见的,其中上述收容部分由26指定,特别是中空筒形部分。如可注意到的,收容部分26基本上位于突出部分2b的顶部处。
还参考图7,可清楚地注意到,如何使得元件21的下部部分(所述下部部分由211指定)位于上述部分26内,而元件21的上部部分(所述上部部分由212指定)位于上述收容部分26的外部,即,在压敏元件的盲腔内。
优选地,在操作条件下,在至少容纳于敏感元件的本体5的上腔部分C''中的流体冻结的情况下,元件21的上述下部部分211在外围受部分26的约束,特别地以便防止任何径向变形和/或以提供对元件21的上部部分212更好的支撑或固定。与之不同,补偿元件21的上部部分212能够根据不同的角度(例如,径向地或轴向地)经历压缩或变形,以便补偿至少部分地被容纳在上腔部分C''中的流体的冻结和/或膨胀。
优选地,补偿元件21的上部部分212还至少部分地在下腔部分C'中延伸,以便还在也由密封元件17界定的区域中补偿被容纳在上述下部部分C'的一部分中的流体的冻结或膨胀。
从图3可注意到,在优选的实施例中,横穿支撑本体2的贯通腔14是如何在其要收容可压缩元件20的区域中也呈现中间变窄部或限制部的,此中间变窄部仅在图3中由14a指定:以这种方式,补偿元件20也具有直径不同或者在任何情况下具有不同的截面尺寸的两个伸展部,优选地具有抵抗补偿元件20朝向膜5a的挤压或移位的至少一个台阶。
这种解决方案连同元件21被定位成越过横向壁22但相对于元件20被连接或固定的事实保证了在以下两种情况下总体上对可变形本体16的定位和/或固定:在流体的高压力的情况下,和在流体的剧烈负压力或构成可变形本体16的一种或多种材料可能松动的情况下。当然,针对对抗本体16的材料朝向膜5a挤压的上述现象的目的,变窄部14a也被证实是有用的。
在各种自主创新性的实施例中,即,即使在没有由22指定的类型的横向壁的情况下,本体2的贯通腔14具有外围表面,所述外围表面被成形以便限定一个或多个凸起,该凸起执行保持至少一个可压缩元件的功能。
例如,参考图3、图4和图7,由27指定贯通腔14的外围表面的突出的环形凸起,这些凸起可被提供在导管14的收容可压缩元件20的部分中和/或贯通腔14的部分地收容可压缩元件21的部分中(即,在收容部分26中)。如可特别地在图7中注意到的,这些凸起27优先地不是非常突出,并且具有明显张开的圆角(radiusing)表面,以便在经由塑性材料的模制获得上述本体2时防止存在可能会阻碍从对应的制造模具中提取本体2的倒扣。如已经说过的,这些凸起27执行保持元件20和/或21或者构成它们的单个本体16的功能,以用于对抗上述挤压或移位现象的目的。
针对先前参考图1至图13所描述的类型的装置1,图14至图17中示意性地示出了可能的模制设备,所述模制设备能够被用于将可变形本体16包覆模制在支撑本体2上。
最初参考图14,在示例中,该设备包括两个模具部分30和31。在示例中,模具部分30和31各自限定用于定位先前获得的支撑本体2以及用于限定可变形本体16的一些内部和外部轮廓的型腔30a和31a。特别地,型腔30a包括对于限定本体16的下表面来说必要的中心基底部分30a1,柱状元件30a2从所述中心基底部分突出,所述柱状元件被成形以便限定元件20的轴向导管20a。在另一侧上,型腔31a包括对于限定可压缩元件21的部分212(见图8至图9)的外部轮廓来说必要的中心部分31a1,柱状元件31a2从所述中心部分突出,所述柱状元件被成形以便限定元件21的轴向导管21a。
在图15中,设备被示出为处于在先前形成的本体2已被定位在模具中之后模具仍然打开的状态下。在模具闭合并开始注射处于熔融状态的材料之后,后者占据了被限定在部分30、31与本体2(包括本体2的通道24)之间的自由空间,以便获得可压缩本体16。因此,将了解的是,在这种类型的应用中,同一支撑本体2将构成对于限定可压缩本体16的最终形状来说必要的一种种类的“模具的部分”。在使包覆模制材料冷却和凝固的必要时段之后,可将模具部分30和31分离,如图16中示意性地图示的,其中本体16到目前为止形成在本体2上。
从图17(其中模具被示出为处于闭合状态下,本体2在其内部,并且是在注射材料之前)的细节中可了解的是,柱状元件30a2和31a2是如何处于沿侧向方向交错的位置中的,特别是被布置成使得对应的自由端分别阻挡横向壁22的入口23a和出口23b,以便防止处于熔融状态的材料可能地渗透到上述入口和出口中。
图18以与图2的视图类似的视图图示了变型实施例,根据该变型实施例,可压缩元件20的轴向导管20a在元件自身的轴向中心位置中延伸,即,在相对于补偿元件21的腔21a和被限定在横向壁22中的出口23b基本上同轴的位置中延伸。因此,与图1至图13中所图示的实施例的唯一实质性差异由以下事实示出:导管20a的截面尺寸或直径大于在先前情况下的导管20a的截面尺寸或直径,使得上述导管处于中心位置中并且在任何情况下都面向横向壁22的入口23a。对于其余部分来说,图18的装置1的制造和操作与上文已经描述的装置1的制造和操作类似。
图19至图28分别以与图2、图3、图6、图4、图5、图8和图10至图13的视图类似的视图图示了根据本发明的装置的另外的实施例。在这种情况下,本体2的部分2c被成形以便在第二通道24或每个第二通道24的下端区域处限定至少一个台阶(或者径向或横向突出部或凸起)。更特别地,在所图示的情况下,本体2的部分2c被成形以便在第二通道24或每个第二通道24的相对两端区域中限定至少两个台阶或突出部或凸起。
可特别地从图20和图21中了解所讨论的特征,其中可注意到的是,横向壁22是如何被成形以便在相应的第二通道24的底端处限定突出朝向该第二通道自身的内部的由28指定的相应台阶(或突出部或凸起)。
有利地,选择台阶28的突出范围(尺寸)和由突出壁25确定的台阶或凸起的突出范围(尺寸)以便防止存在倒扣,如由图20的虚线直观地突出显示的。这在本体2由模制塑性材料的单个零件制成时大大简化了本体2的制造,关于模制设备的简化也具有明显的优势。
如在图24至图28中可看到的,台阶28和突出壁25的存在实际上使得能够确定在第二通道24的在其两端处的截面中存在两个限制部,由此赋予可压缩本体16的连接部分16a基本上曲折的发展部,特别地,该曲折发展部包括相对于彼此基本上交错或成角度的若干伸展部。
如可特别地从图24和图25中了解的,台阶28还使得能够在部分16a的连接至可压缩元件20的区域处限定部分16a中的每个的减小截面16a4。上述减小截面16a4优选地具有大于由突出壁25确定的减小截面16a2的尺寸(见图26和图28),但使得能够进一步降低源自构成可压缩本体16的材料发生可能的挤压的风险。
图19至图28的装置1的制造和操作与上文已经描述的装置1的制造和操作类似。
图29至图35以与图1至图6的视图类似的视图图示了根据本发明的装置的另外的实施例。在这种情况下,横穿横向壁22的用于流体的第一通道具有两个大体平行的入口23a,这些入口与同一出口23b流体连通,该出口相对于这两个入口23a交错。
优先地,两个入口23a由两个盲腔(即,具有相应的底部)形成,这两个盲腔被限定在壁22的下侧处、向下开放、并且基本上彼此平行,优选地相对于装置和/或出口23b的轴线对称。出口23b由盲腔形成,所述盲腔被限定在壁22的上侧处,其向上开放。上述三个腔优选地为基本上柱形或截面至少部分地弯曲,并且非常优选地,它们的轴线基本上彼此平行。优选地,两个入口伸展部23a的通道截面之和等于或接近于出口伸展部23b的截面。
两个入口23a被布置成以便沿侧向方向与出口23b相交,从而以便与出口23b流体连通并因此限定用于流体的基本上曲折的路径。如先前所解释的,在冻结的情况下,这种类型的解决方案使得能够降低源自沿轴向方向的流体体积增加的风险。在这些实施例中,在任何情况下,入口与出口之间的交错布置都确定在贯通腔14的导管部分23a-23b中存在两个平行的轴向伸展部,这些轴向伸展部是由每个入口与出口的相交确定的。有利地,上述两个轴向伸展部的截面尺寸可各自小于在先前所描述的实施例的情况下存在的单个轴向伸展部,特别地以便具有更小的体积并且因此冰冷流体沿膜的方向更小的膨胀和/或更低的推力,由此增加对于敏感元件的膜的保护功能。
在这种类型的实施例中,内部可压缩元件20可被成形以便呈现两个相互平行的贯通导管20a,如图30中所示出,所述贯通导管的出口端与两个入口23a流体连通。另一方面,外部可压缩元件21可具有与先前所描述的结构类似的结构,且因此对应的贯通导管21a的入口端与出口23b流体连通。当然,内部可压缩元件20可设有单个轴向导管20a而非两个轴向导管20a,所述单个轴向导管具有增加的截面尺寸,或在任何情况下使得横向壁22的两个入口23a都面向其出口端的尺寸。在图36中例示了这样的情况,其中,尽管导管20a存在更大的截面,但冰冷流体所导致的可能的推力被横向壁22的没有通道的下部部分对抗,所述下部部分抵抗导管20a中的冰冷流体沿膜的方向的膨胀和推力。
优选地,上述轴向伸展部的截面尺寸之和等于或大于在先前所描述的实施例的情况下存在的单个轴向伸展部的大小。此外,优选地,对应导管20a和/或两个入口23a的通道的截面之和等于或大于出口23b和/或对应导管21a的截面。
对于其余部分来说,图29至图35和图36的装置1的制造和操作分别与上文已经描述的装置1的制造和操作类似。
图37至图41以与图2至图6的视图类似的视图图示了根据本发明的装置的另外的实施例。在这种情况下,横穿横向壁22的用于流体的第一通道具有两个大体平行的出口23b,这些出口与同一入口23a流体连通,该入口相对于这两个出口23b交错。
优先地,两个出口23b由两个盲腔形成,这两个盲腔被限定在壁22的上侧处、向上开放、并且基本上彼此平行。入口23a由被限定在壁22的下侧处、向下开放的盲腔形成。在这种情况下,上述三个腔也优选地是基本上柱形或至少部分地是弯曲的,并且非常优选地,它们的轴线基本上彼此平行。
两个出口23b被布置成以便沿侧向方向与入口23a相交,以便与入口23a流体连通并限定用于流体的基本上曲折的路径。这种类型的解决方案提供了参考图29至图35的实施例所描述的基本上相同的优势。
在这种类型的实施例中,外部可压缩元件21可被成形以便呈现两个相互平行的贯通导管21a,如图37中所示出,所述贯通导管的入口端与两个出口23b流体连通。在另一侧上,内部可压缩元件20可具有与先前所描述的结构类似的结构,且因此对应的贯通导管20a的出口端与入口23a流体连通。当然,外部可压缩元件21可设有单个轴向导管21a而非两个轴向导管21a,所述单个轴向导管具有增加的截面尺寸,或在任何情况下都使得横向壁22的两个出口23b都面向其入口端的尺寸。在图42中例示了这样的情况,其中优选地轴向导管21a的截面和/或高度是预先限定的,以便限制冰冷流体的线性膨胀并防止对膜的损害。
对于其余部分来说,图37至图41和图42的装置1的制造和操作分别与上文已经描述的装置1的制造和操作类似。
参考图29至图35和图37至图41的实施例,将了解的是,横穿横向壁22的用于流体的第一通道可具有与至少一个出口23a流体连通的超过两个的入口23a(在这种情况下,元件20也可具有对应于入口23a的数目的若干导管),或者具有与至少一个入口23a流体连通的超过两个的出口23b(在这种情况下,元件21也可具有对应于入口23a的数目的若干导管)。
图43至图54以与图2、图3、图6、图4、图5、图8、图9和图10至图13的视图类似的视图图示了根据本发明的装置的另外的实施例。
在这种情况下,本体2的第一部分2c没有(先前由25指定的类型的)突出的环形壁,但是横向壁22的第二通道(将通过所述第二通道来接收可压缩本体16的连接部分16a)在任何情况下都被成形以便限定曲折的路径。
在这种类型的实施例中,可有利地使用提供横向壁22的入口23a和出口23b所采用的相同技术(例如,如参考图1至图7所描述的)来获得第二通道。
在各种实施例中,并且如可特别地从图44和图45中了解的,每个第二通道包括相对于彼此交错的两个盲腔24a和24b(即,具有相应的底部),这两个盲腔具有优选地基本上彼此平行的相应轴线。两个腔24a和24b被限定在横向壁22的相对两侧处,且因此分别向下和向上开放。不一定为柱形的上述盲腔被布置成以便沿侧向方向相交,以便直接连接在一起。如可了解的,在不存在倒扣或凹部的情况下,当支撑本体2是由模制塑性材料的单个零件制成时,这个实施例也被证实是有利的。
因此所获得的第二通道24a-24b确定了本体16的对应连接部分16a的发展部,所述发展部包括曲折路径或相对于彼此成角度的若干伸展部。
可特别地从图48至图50中了解这个特征,其中可注意的是,连接部分16a是如何基本上包括两个轴向伸展部16a5和16a6的,这两个轴向伸展部基本上平行但在中间区域16a7中联结在一起(可注意到在图48至图50中对应的截面平面是如何相对于本体16和本体2的轴线交错的)。也可在图51至图54中呈现的截面中了解通道24a-24b和本体16的对应中间部分的结构。
如已经说过的,在各种实施例中,构成横向壁22的至少一个入口23a和至少一个出口23b的设有底部的腔相对于彼此交错,但侧向地相交,由此限定普遍侧向的连通通道,这些通道使得被测量的流体能够在所讨论的两个腔之间通过。优先地,上述侧向通道具有接近于或大于每个交错腔的截面尺寸的截面尺寸,特别是以便保证用于流体的通道的适当侧向截面,诸如对于交错腔的通道的截面和/或对于整个路径将不会导致任何阻塞的截面。类似的考虑适用于将收容连接部分16a的材料的通道,特别是当这些通道也通过由24a和24b指定的类型的交错腔限定时。
如可表明的,这种类型的实施例还使得能够大大降低源自构成可压缩本体16的材料发生可能的挤压或移位的上述风险。
本发明还可适用于如下的压力传感器装置的情况,其中,横向壁22包括用于流体的通道23,所述通道位于分别与补偿元件20和21的导管20a和21a大体同轴的位置中,如图55中所例示的。在所述图55中,单个本体16的连接部分16a的通道在两端区域处具有台阶,且特别地是由突出壁25限定的上台阶和由在所述通道的下端处的横向或径向凸起或突出部限定的下台阶。清楚地,根据本文中未示出的实施例,不排除存在单个台阶,优选地,由突出壁25限定的台阶。
另一方面,可在本体2上包覆模制仅一个补偿元件(例如,外部元件21),如图56和图57中所例示的。如可注意到的,在这种情况下,包覆模制材料的至少一部分20’优选地也在横向壁22的与可压缩元件(此处为元件21)延伸自的一侧相对的一侧处延伸,以便改进至本体2的锚固。然而,为这个原因,方便的是设想通道,诸如先前由24或24a-24b指定的通道。在图55的情况下,壁22限定与可压缩元件20和21的贯通导管20a和21a轴向对齐的通道23,而在图57的情况下,壁22具有由两个腔限定的通道,这两个腔具有底部23a、23b、相对于彼此交错,如在先前所描述的实施例中那样。
如先前所提到的,对应的台阶可由在横向壁22下游的贯通腔14的截面的对应变窄部或减小部来限定,而不是由突出壁25来限定。图58中例示了这种种类的实施例,其中截面中的上述减小部(即,对应的台阶)由25’指定。在这种情况下,台阶25‘也上覆第二通道24,并且大小被设计成以便防止存在倒扣,如上文参考突出壁25所描述的。另外,在图55至图58的实施例中,在至少一个第二通道24的下端处,存在由28指定的相应台阶(或突出部或凸起),所述台阶突出朝向第二通道自身的内部。在各种实施例中,诸如,在图55至图58的实施例中,存在至少一个第一台阶或凸起25、25’,所述第一台阶或凸起相对于至少一个第二台阶或凸起28交错且相对,所述第二台阶或凸起朝向第二通道24的内部设置;和/或存在至少一个入口23a和至少一个出口23b,所述入口和出口彼此交错且平行,并且侧向地相交。
在图1至图58中,已参考使用这样的敏感元件的装置例示了本发明:所述敏感元件被成形以便限定由单个零件制成和/或具有盲腔的传感器本体,所述盲腔的底部由膜部分形成,至少一个感测元件与所述膜部分相关联。在任何情况下,本发明都可用在设有不同构型的敏感元件的装置中,例如如下的构型,具有由若干部分制成的传感器本体和/或具有由主要传感器本体限定的腔,膜部分与所述主要传感器本体相关联,所述膜部分被构造为界定腔的相应部分的单独的元件。
图59例示了如下的实施例,其中敏感部件具有包括两个部分的本体,这两个部分包括被构造为单独的部件的膜5a,所述膜5a被刚性地固定到主体5b。在示例中,经由自身已知的构想的适合的粘附剂材料5c的环形层将膜5a固定在本体5b的基本上平面端表面(在此为下表面)处。以这种方式,腔C被限定在本体5b、粘附剂层5c和膜5a之间,所述腔既在外围又在两个轴向端处被界定。优选地,传感器本体的部分5b是单块的和/或基本上刚性的,而部分5a至少部分地为柔性的。在替代性实施例中,本体5b的下表面可呈现相应的凹部,所述凹部界定腔C的部分,例如如WO 2010/134043中所描述的,认为该文献的教导被并入本文中;在这样的情况下,可将膜焊接到本体部分5b,或者可使用比所例示的粘附剂层更薄的粘附剂层5c。
如在所图示的示例中,腔C可以是封闭的,并且具有这种构造的敏感元件被用于制造绝对类型的压力传感器(在这种情况下,在封闭的腔C中存在已知的正压力或负压力,或者存在真空)。在其他实施例中,腔C可经由被限定在本体部分5b中的小孔与环境流体连通。
因此,在这些构造中,敏感元件的本体包括相对于彼此胶合或焊接或被使得固定的至少两个本体部分5a、5b,腔C被提供在所述至少两个本体部分之间。在这种类型的敏感元件中,腔C的深度(不管其是由本体5a的小腔限定,还是由用于胶合膜5a的环形层5c的厚度确定)是大体适度的,使得本体部分5b在与膜5a相对的一侧上的厚度可使得能够直接安装控制件和/或校准件和/或处理电气和/或电子部件。变形检测元件6可至少部分地与膜5a的内侧相关联,且因此处于被保护以不受流体影响的位置中。如在先前的实施例中一样,在这种情况下,也可使用弹性接触件10,所述弹性接触件在端子11的部分与被提供在本体部分5b的上表面上的对应的导电垫或路径之间延伸。
在这种类型的各种实施例中,密封元件17被设置在支撑本体2的上表面与膜5a之间(或者在膜5a比在所图示的示例的情况中具有更小直径的情况下,可能在本体2的上表面与本体5b的下表面之间),以便既为敏感元件提供弹性支撑,又在上述本体2的上表面与膜5a之间提供轴向类型的密封。在各种实施例中,密封元件17圈住外部补偿元件21被定位在其内的区域。
在这种类型的各种实施例中,补偿元件21构成一种种类的盘或板,其下表面优先地设置成完全搁置在本体2的上表面上。从图59中同样可注意到,在各种实施例中,密封元件17如何相对于支撑本体2的上表面延伸直到大于补偿元件21的高度的高度:以这种方式,支撑本体2的上表面、敏感元件(此处由膜5a示出)的下表面和密封元件17界定感测室,元件21被定位在所述感测室内,处于大体面向膜5a并被设置成距其一段距离的位置中。
将了解的是,在这种类型的实施例中,密封元件17至少部分地操作为弹性或可压缩补偿元件。
在参考图59所例示的类型的解决方案中,也可关于用于流体的通道23a-23b和/或用于补偿元件20与21之间的连接部16a的至少一部分的材料的通道24来实施先前所描述的特征。
例如,在这种情况下,支撑本体2a也具有以存在横向于贯通腔14的壁22作为区别的部分2c,所述壁的厚度大于在图1至图59中所图示的实施例的情况下的厚度,其在此限定了本体2的上表面的部分(然而,其也可位于贯通腔14的中间位置中)。
在所图示的示例中,用于流体的至少一个第一通道被限定在横向壁22的中心区域中,所述第一通道具有对应的入口截面23a和出口截面23b,所述入口截面和出口截面可以以先前所描述的任何形态获得、分别与补偿元件20和21的贯通导管20a和21a流体连通。另外和/或替代性地,在壁22中可限定通道24,这些通道将被包覆模制的可压缩本体16的连接部分16a所占据;另外,可以根据先前所描述的形态中的任一者来获得上述通道24和部分16a。
此外,将了解的是,可以以各种方式将针对提供第一通道(所述第一通道被设计成用于经历检测的流体)和第二通道(所述第二通道被设计成收容可压缩本体16的中间连接部分)所提出的各种特征和/或解决方案组合在一起。例如,可在先前所描述的所有实施例中使用如在图19至图28中的包括台阶28的壁22的结构。也可在先前所描述的所有实施例中使用如在图43至图45中的具有由相对且交错的两个盲腔24a、24b形成的第二通道的壁22的结构。
已结合图1至图13的实施例例示了图14至图17的设备,但清楚的是,可使用同一类型的设备(通过进行对本领域技术人员显而易见的改变)以用于制造先前所描述的各种其他实施例的压力传感器装置。此外,已经主要结合严格意义上的包覆模制过程描述了上述设备,但是,如已经说过的,也可使用自身对于本分支领域的技术人员显而易见的构想的技术和设备通过共模制过程来实施本发明。
从前述描述中,本发明的特征和优势清楚地显现出来。
清楚的是,可由本分支领域的技术人员对通过示例描述的装置作出众多变化,而不由此脱离本发明的范围。如已经提到的,为了实施上述另外的变型的目的,可以以任何适当的方式组合先前参考不同实施例所描述的特征中的一者或多者。
补偿元件20和/或21优先地具有基本上筒形或截头锥形形状或者管状或环形形状,但这并不构成不可或缺的特征,因为上述元件20、21中的至少一者或两者可具有棱柱形或多面体形形状,诸如,具有基本上三角形或四边形或五边形或六角形截面等等的形状,可能具有圆角。
元件20、21中的一者或两者的导管20a、21a可至少部分地被界定在可压缩元件的表面轮廓与支撑本体2的表面轮廓之间(而非由完全通过可压缩元件限定的贯通导管形成)。例如,可压缩元件20和/或21可具有至少一个表面沟槽,所述表面沟槽与贯通腔14的相应内表面一起界定对应的导管的至少部分,或反之亦然:支撑本体2的贯通腔14的内表面可具有至少一个表面沟槽,所述表面沟槽与可压缩元件20和/或21的相应表面一起界定对应的导管,或者同样,可压缩元件20和/或21与贯通腔14两者都可具有相应的沟槽,所述沟槽面向彼此或被联接在一起以形成导管和/或通路15的至少部分。在图60中示意性地图示了这种种类的实施例:此图图示了与图59中所图示的类型相同的类型的装置1,但是下文中所描述的特征中的一者或多者也可适用于参考图1至图58所图示的类型的装置的情况。
在图60中所图示的情况下,装置1包括限定补偿元件20和21的可压缩本体,沿大体轴向方向延伸的一个或多个凹部或沟槽或通道20a’和21a’分别被提供在所述补偿元件的外围表面上。上述沟槽20a’和21a’与本体2的贯通腔14的对应表面部分一起界定用于流体的通路15的相应部分。
在这种情况下,壁22限定用于流体的一个或多个第一通道,所述第一通道具有用于流体的相应入口23a和出口23b,所述入口和出口中的每者分别与沟槽20a’的出口端和沟槽21a’的入口端流体连通。在这种情况下,出于上文已经解释的目的,入口23a和出口23b也相对于彼此交错。
横向壁22还限定一个或多个对应的第二通道24,所述第二通道将收容本体16的至少一个中间部分16a,所述中间部分将两个可压缩元件20和21连接在一起。优先地,在这种情况下,出于先前已经描述的目的,一个通道24或多个通道24也被成形以便限定台阶或突出部或凸起。
如已经提到的,在图60的实施例的替代性实施例中,凹部或沟槽或通道可被限定在本体2的贯通腔14的内表面上,例如,在与由图60中的20a’和21a’指定的沟槽的位置对应的位置中,以便与可压缩元件20和/或21的外表面一起界定用于流体的通路的对应部分。
图60还图示了在各种实施例中一个或多个第一通道23a-23b可如何被限定在壁22中位于相对于一个或多个通道24外围或偏心的位置中。
此外,如可注意到的,在其中敏感元件5具有由若干部分5a、5b制成的本体、在部分5a、5b之间限定腔C的实施例中,贯通腔14(即,限定它的本体2)也可有利地被成形以便在横向壁22下游呈现用于上部可压缩元件21的至少部分的收容部分26。
图60同样图示了在可能的实施例中敏感部件5的被限定在主体5b与对应的膜5b之间的腔C如何不一定必须与外部环境隔离(诸如在图59的情况下,图59图示了通常被称为“绝对”压力传感器的类型的压力传感器)。
如可注意到的,事实上,在图60中所例示的情况下,敏感元件5的本体5b具有通道5b’,所述通道被设计成将腔C的内部设置为与外部环境连通以便使参考压力(此处为环境压力)可用,并由此提供通常被称为“相对”压力传感器的类型的压力传感器。在所例示的情况下,通道5b’将腔C设置为与壳体结构2-3内部的环境连通,所述壳体结构继而经由外壳本体2-3的通道与外部连通:这样的通道仅在图60中由3b指定,其也存在于各种其他实施例中。此外,应注意的是,在所例示的情况下(且与图59中所例示的装置不同),本体5b在其下端处被成形以便限定小的凹部(未示出),其因此确定存在比在图59的情况下具有略微更大的体积的腔C。
当然,参考图60所描述的特征中的一者或多者也可适用于仅包括可压缩元件20和可压缩元件21中的一者的装置的情况,或者适用于包括被构造为单独部件的两个元件20和21的装置的情况。
在各种自主创新性的实施例中,即,即使在没有由22指定的类型的横向壁的情况下,压力传感器装置包括或设想适合于在其外壳本体的至少一部分(诸如,支撑本体2)与包覆模制或共模制的可压缩本体(诸如,本体16或20或21)之间形成结构或化学键(即,改进的粘附)的手段。优选地,通过以下方法来获得上述改进的粘附:
- 对于所讨论的两个部件使用化学上和/或结构上彼此相容的材料(例如,先前由2指定的类型的本体可至少部分地由聚酰胺PA或聚邻苯二甲酰胺PPA制成,并且由16或20或21指定的类型的可压缩本体可至少部分地由硅酮、硅酮弹性体或硅酮橡胶制成);和/或
- 使用集成在所述部件中的至少一者(例如,本体2)的表面部分中或分布在所述表面部分处的粘附促进剂(底漆),之后将另一部件(例如,可压缩本体16)模制在其上。
在自身为创新性的各种实施例中,支撑本体2和可压缩本体16或20或21中的至少一者的材料自身包括或集成了促进剂,所述促进剂被设计成有利于与支撑本体2和可压缩本体16或20或21中的另一者的材料进行粘附或化学键(诸如,共价键或离子键或离子桥键)。例如,可至少部分地利用聚酰胺PA或聚邻苯二甲酰胺PPA来获得先前由2指定的类型的本体,并且可至少部分地利用硅酮或硅酮弹性体或硅酮橡胶来获得用16或20或21所指示的可压缩本体的类型的可压缩本体。在图61和图62中示意性地图示了这种类型的构造,其中小圆圈示出上述可能的化学或结构键。在示例中,相交的成对圆圈示出可能的共价键,并且具有相反极性的面对的成对圆圈代表可能的离子键和/或离子桥键。在所图示的示例中,贯通腔14的表面(即,本体2与本体16之间的界面表面)呈现了与本体16(或在图62的情况下,元件20)的化学键。此外,图62突出显示了由加压流体在可压缩本体16或20上的推力的情况,其中:
- 由竖直或轴向箭头所示出的向量示意性地示出流体推力的力,其倾向于使可压缩元件16(或20)基本上沿腔14的轴向方向朝向敏感部件5移动和变形;以及
- 由水平箭头或相对于本体2与16(或20)之间的界面为径向的箭头所示出的向量示意性地示出上述化学键的力,这些化学键的力倾向于维持本体2和16(或20)的表面相对于彼此固定,从而抵抗上述轴向力或剪切力,并因此抵抗可压缩本体在流体的推力作用下朝向敏感元件5发生变形和/或挤压。
在自身为创新性的其他实施例中,粘附促进剂材料或物质被设置在支撑本体2的材料与可压缩本体16或20或21的材料之间,所述粘附促进剂材料或物质形成薄的中间层,优选地包括在1 µm与20 µm之间,其目的是使得两种上述材料粘附在一起,即,在相对于支撑本体2的材料(例如,PA或PPA)的一侧上和在相对于可压缩本体16或20或21的材料(例如,硅酮或合成橡胶或弹性体)的另一侧上产生化学键(诸如,共价键或离子键或离子桥键)。在图63中示意性地图示了这种类型的构造,其中提供了在以下各者之间的化学或结构键(在这种情况下也由相交或面对的成对小圆圈来示意性地示出):
- 在一侧上,在粘附促进剂的层Pr与本体2的材料之间,以及
- 在另一侧上,在粘附促进剂的层Pr与本体16(或20)之间;
(为了更清晰地示出的原因,已经故意增加了层Pr的厚度)。
在图63中示意性地示出的类型的构造中,上述化学键的力倾向于维持本体2的(特别地,贯通腔14的)表面与材料层Pr的对应的第一表面固定在一起,以及维持材料层Pr的第二表面(与第一表面相对)与本体16(或20)的表面固定在一起,从而以这种方式抵抗由流体施加在可压缩本体16(或20)上的轴向力或剪切力,并且因此抵抗可压缩本体沿敏感部件5的方向发生变形和/或挤压,如图62中示意性地示出的。
显然,上文刚刚参考图61至图63所陈述的创新性构思也关于横向壁22和/或一个或多个通道24(包括突出壁25或25’)的表面适用,和/或关于可压缩本体16的一个或多个连接部分16a的表面适用,和/或关于收容部分26和/或对应的可压缩元件21的表面适用。
根据未示出的变型,至少一个入口23a和至少一个出口23b可包括在支撑本体2的与附图中所例示的部分不同的部分中获得交错的通道和/或被成形以便限定曲折路径的通道;为此目的,先前已经以优先级别关于本体2的部分2c和壁22所描述的内容将被理解为也指本体2的其他区域。
在可能的变型实施例(未示出)中,相对于用于流体的一个或多个第一通道,将收容形成内部可压缩元件与外部可压缩元件之间的一个连接部分或多个连接部分的材料的通道被限定在横向于支撑本体的贯通腔的壁的基本上中心区域中。
在其他实施例中,可以将参考先前所描述的实施例概述的单独的特征组合在一起。例如,参考图1至图58的示例关于带有具有单块传感器本体的敏感元件的装置所描述的特征可被组合和/或改变,以获得参考图59至图60所描述的类型的具有敏感元件的装置,该敏感元件具有包括若干部分的传感器本体。

Claims (20)

1.一种压力传感器装置(1),所述压力传感器装置包括:
- 压敏部件(5, 5a, 6; 5a, 5b, 5c, 6),所述压敏部件具有:传感器本体(5; 5a,5b, 5c),所述传感器本体包括可弹性变形的膜部分(5a);以及至少一个检测元件(6),所述检测元件适合于检测所述可弹性变形的膜部分(5a)的变形;
- 所述压敏部件(5, 5a, 6; 5a, 5b, 5c, 6)的壳体或支撑结构(2, 3),所述壳体或支撑结构具有用于压力待检测的流体的至少一个通路(15),所述壳体或支撑结构(2, 3)包括:
- 壳体或支撑本体(2),所述传感器本体(5; 5a, 5b, 5c)相对于所述壳体或支撑本体以这样的方式定位:使得所述传感器本体的可弹性变形的膜部分(5a)被暴露于离开所述至少一个通路(15)的所述流体,所述壳体或支撑本体(2)具有至少一个贯通腔(14),
- 可压缩本体(16),所述可压缩本体被构造成用于补偿所述流体体积的可能的变化,
其中,所述壳体或支撑本体(2)具有第一本体部分(2c),所述第一本体部分包括所述至少一个贯通腔(14)的横向壁(22),至少一个第一通道(23a-23b)被限定在所述横向壁中,所述第一通道属于用于所述流体的所述至少一个通路(15),
其中,至少一个第二通道(24; 24a-24b)被限定在所述横向壁(22)中,并且所述可压缩本体(16)是相对于所述壳体或支撑本体(2)被包覆模制或共模制的元件,所述可压缩本体具有相应的相对部分(20, 21;20’, 21),所述相对部分在对应于所述横向壁(22)的相对两侧的位置中延伸,所述相对部分经由所述可压缩本体(16)的至少一个中间部分(16a)而彼此连接,所述中间部分延伸穿过所述至少一个第二通道(24; 24a-24b),
其中,所述第一本体部分(2c)被成形以限定至少一个台阶或一个突出部或一个凸起(25’;28),所述台阶或突出部或凸起确定以下中的至少一者:
- 所述至少一个第二通道(24; 24a-24b)的截面变窄部,所述截面变窄部被构造成限定所述可压缩本体(16)的所述至少一个中间部分(16a)的对应截面减小部,以及
- 所述可压缩本体(16)的所述至少一个中间部分(16a)的发展部,所述发展部是大体曲折的或包括相对于彼此基本上成角度的若干伸展部。
2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述可压缩本体(16)限定以下中的至少一者:
- 第一可压缩元件(20),所述第一可压缩元件至少部分地设置在所述壳体或支撑本体(2)的所述至少一个贯通腔(14)内、在所述横向壁(22)上游,所述第一可压缩元件至少部分地界定用于所述流体的至少一个相应的导管(20a; 20a’),所述导管具有入口端和出口端,
- 第二可压缩元件(21),所述第二可压缩元件被设置在所述横向壁(22)下游,所述第二可压缩元件(21)具有面向所述传感器本体(5; 5a, 5b, 5c)的所述可弹性变形的膜部分(5a)的顶表面,并且至少部分地界定用于所述流体的至少一个相应的导管(21a; 21a’),所述导管具有入口端和出口端。
3.根据权利要求2所述的装置,其中,所述第一可压缩元件(20)与所述横向壁(22)接触和/或所述第二可压缩元件(21)与所述横向壁(22)接触。
4.根据权利要求2所述的装置,其中,所述可压缩本体(16)在单个零件中限定所述第一可压缩元件(20)和所述第二可压缩元件(21),所述第一可压缩元件和所述第二可压缩元件经由所述至少一个中间部分(16a)彼此连接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置,其中,所述第一本体部分(2c)包括以下中的至少一者:
- 所述至少一个贯通腔(14)的在所述横向壁(22)下游的至少一个突出的或悬臂式壁(25),所述至少一个突出的或悬臂式壁(25)朝向所述至少一个贯通腔(14)的内部延伸以至少部分地限定所述至少一个台阶,以及
- 所述至少一个贯通腔(14)的在所述横向壁(22)下游的至少一个截面变窄部,所述截面变窄部至少部分地限定所述至少一个台阶(25’)。
6.根据权利要求1或2所述的装置,其中,所述第一本体部分(2c):
- 被成形以在所述至少一个第二通道(24)的至少一个端区域处限定所述至少一个台阶或突出部或凸起(25’, 28),和/或
- 被成形以在所述至少一个第二通道(24)的相对两端区域处限定至少两个台阶或突出部或凸起(25’, 28)。
7.根据权利要求1或2所述的装置,其中,所述至少一个第二通道(24a-24b)包括具有底部的第一腔(24a)和具有底部的第二腔(24b),所述第一腔和所述第二腔被限定在所述横向壁(22)的相对两侧处并且被形成以便沿侧向方向彼此相交。
8.根据权利要求1所述的装置,其中:
- 用于所述流体的所述至少一个通路(15)包括至少部分地由所述可压缩本体(16)界定的至少一个导管(20a, 21a; 20a’, 21a’),
- 所述至少一个第一通道(23a-23b)具有用于所述流体的至少一个相应入口(23a)和用于所述流体的至少一个相应出口(23b),所述至少一个入口(23a)和所述至少一个出口(23b)中的至少一者与所述至少一个导管(20a, 21a; 20a’, 21a’)流体连通,所述至少一个导管至少部分地由所述可压缩本体(16)界定,以及
- 所述至少一个第一通道(23a-23b)的所述至少一个入口(23a)和所述至少一个出口(23b)被布置成限定用于所述流体的曲折路径。
9.根据权利要求8所述的装置,所述至少一个入口(23a)和所述至少一个出口(23b)沿侧向方向位于交错的位置中。
10.根据权利要求8所述的装置,其中,所述可压缩本体(16)限定以下中的至少一者:
- 第一可压缩元件(20),所述第一可压缩元件至少部分地设置在所述壳体或支撑本体(2)的所述至少一个贯通腔(14)内、在所述横向壁(22)上游,所述第一可压缩元件至少部分地界定用于所述流体的至少一个相应的导管(20a; 20a’),所述导管具有入口端和出口端,
- 第二可压缩元件(21),所述第二可压缩元件被设置在所述横向壁(22)下游,所述第二可压缩元件(21)具有面向所述传感器本体(5; 5a, 5b, 5c)的所述可弹性变形的膜部分(5a)的顶表面,并且至少部分地界定用于所述流体的至少一个相应的导管(21a; 21a’),所述导管具有入口端和出口端;
并且其中:
- 所述至少一个第一通道(23a-23b)的所述至少一个入口(23a)与至少部分地由所述第一可压缩元件(20)界定的所述至少一个导管(20a)的所述出口端流体连通,和/或
- 所述至少一个第一通道(23a-23b)的所述至少一个出口(23b)与至少部分地由所述第二可压缩元件(21)界定的所述至少一个导管(21a)的所述入口端流体连通。
11.根据权利要求1所述的装置,其中,所述至少一个第一通道(23a-23b)具有至少一个相应入口(23a)和至少一个相应出口(23b),所述入口和所述出口包括各自具有底部的第一腔和第二腔,所述第一腔和所述第二腔被限定在所述横向壁(22)的相对两侧处并且被形成以便沿侧向方向彼此相交。
12.根据权利要求8所述的装置,其中:
- 所述至少一个第一通道(23a-23b)的所述至少一个入口(23a)包括第一入口(23a)和第二入口(23a),所述第一入口和所述第二入口彼此交错并且与所述至少一个第一通道(23a-23b)的同一出口(23b)流体连通,所述出口(23b)相对于所述第一入口(23a)和所述第二入口(23a)交错,或者
- 所述至少一个第一通道(23a-23b)的所述至少一个出口(23b)包括第一出口(23b)和第二出口(23b),所述第一出口和所述第二出口彼此交错并且与所述至少一个第一通道(23a-23b)的同一入口(23a)流体连通,所述入口(23a)相对于所述第一出口(23b)和所述第二出口(23b)交错。
13.根据权利要求12所述的装置,其中,所述可压缩本体(16)限定以下中的至少一者:
- 第一可压缩元件(20),所述第一可压缩元件至少部分地设置在所述壳体或支撑本体(2)的所述至少一个贯通腔(14)内、在所述横向壁(22)上游,所述第一可压缩元件至少部分地界定用于所述流体的至少一个相应的导管(20a; 20a’),所述导管具有入口端和出口端,
- 第二可压缩元件(21),所述第二可压缩元件被设置在所述横向壁(22)下游,所述第二可压缩元件(21)具有面向所述传感器本体(5; 5a, 5b, 5c)的所述可弹性变形的膜部分(5a)的顶表面,并且至少部分地界定用于所述流体的至少一个相应的导管(21a; 21a’),所述导管具有入口端和出口端;
并且其中:
- 所述第一可压缩元件(20)的所述至少一个导管包括两个导管(20a),所述两个导管的所述出口端分别与所述至少一个第一通道(23a-23b)的所述第一入口(23a)和所述第二入口(23a)流体连通,或者
- 所述第二可压缩元件(21)的所述至少一个导管包括两个导管(21a),所述两个导管的所述入口端分别与所述至少一个第一通道(23a-23b)的所述第一出口(23b)和所述第二出口(23b)流体连通。
14.根据权利要求1至4中任一项所述的装置,其中,所述横向壁(22)限定以下中的至少一者:
- 用于所述流体的多个所述第一通道(21a’),以及
- 多个所述第二通道(24; 24a-24b),所述可压缩本体(16)的相应的中间部分(16a)延伸穿过所述第二通道。
15.根据权利要求2或4所述的装置,所述装置包括所述第二可压缩元件(21),其中,所述至少一个贯通腔(14)被成形以在所述横向壁(22)下游限定收容部分(26),所述第二可压缩元件(21)至少部分地被收容在所述收容部分内。
16.根据权利要求1所述的装置,其中,所述至少一个贯通腔(14)具有外围表面,所述外围表面被成形以限定执行保持所述可压缩本体(16)的功能的一个或多个凸起部分(27)。
17.根据权利要求1所述的装置,所述装置包括用于在所述壳体或支撑本体(2)的至少一部分与所述一可压缩本体(16)的至少一部分之间引起粘附或结合的手段。
18.根据权利要求17所述的装置,其中,
- 所述壳体或支撑本体(2)和所述可压缩本体(16)中的至少一者的至少一个表面部分的材料与所述壳体或支撑本体(2)和所述可压缩本体(16)中的另一者的至少一个表面部分的材料化学上和/或结构上相容,和/或
- 所述壳体或支撑本体(2)和所述可压缩本体(16)中的至少一者的至少一个表面部分的材料包括或集成底漆,所述底漆适合于有利于与所述壳体或支撑本体(2)和所述可压缩本体(16)中的另一者的至少一个表面部分的材料进行所述粘附或结合,和/或
- 在所述壳体或支撑本体(2)的材料与所述可压缩本体(16)的材料之间设置底漆层,所述底漆层适合于有利于所述粘附或结合。
19.一种压力传感器装置(1),所述压力传感器装置包括:
- 压敏部件(5, 5a, 6; 5a, 5b, 5c, 6),所述压敏部件具有:传感器本体(5; 5a,5b, 5c),所述传感器本体包括可弹性变形的膜部分(5a);以及至少一个检测元件(6),所述检测元件适合于检测所述可弹性变形的膜部分(5a)的变形;
- 所述压敏部件(5, 5a, 6; 5a, 5b, 5c, 6)的壳体或支撑结构(2, 3),所述壳体或支撑结构具有用于压力待检测的流体的至少一个通路(15),所述壳体或支撑结构(2, 3)包括:
-壳体或支撑本体(2),所述传感器本体(5; 5a, 5b, 5c)相对于所述壳体或支撑本体以这样的方式定位:使得所述传感器本体的可弹性变形的膜部分(5a)被暴露于离开所述至少一个通路(15)的所述流体,所述壳体或支撑本体(2)具有至少一个贯通腔(14),
- 至少一个可压缩元件(20, 21),所述至少一个可压缩元件被构造成用于补偿所述流体体积的可能的变化;
其中,所述壳体或支撑本体(2)具有第一本体部分(2c),所述第一本体部分包括所述至少一个贯通腔(14)的横向壁(22),至少一个第一通道(23a-23b)被限定在所述横向壁中,所述第一通道属于用于所述流体的所述至少一个通路(15),
其中,至少一个第二通道(24; 24a-24b)被限定在所述横向壁(22)中,并且所述可压缩元件是相对于所述壳体或支撑本体(2)被包覆模制或共模制的元件,所述可压缩元件具有相应的相对部分,所述相对部分在对应于所述横向壁(22)的相对两侧的位置中延伸,所述相对部分经由至少一个中间部分(16a)而彼此连接,所述中间部分延伸穿过所述至少一个第二通道(24; 24a-24b)。
20.一种用于制造压力传感器装置(1)的方法,所述方法包括以下步骤:
a)提供压敏部件(5, 5a, 6; 5a, 5b, 5c, 6),所述压敏部件具有:传感器本体(5;5a, 5b, 5c),所述传感器本体包括可弹性变形的膜部分(5a);以及至少一个检测元件(6),所述检测元件适合于检测所述可弹性变形的膜部分(5a)的变形;
b)提供所述压敏部件(5, 5a, 6; 5a, 5b, 5c, 6)的壳体或支撑结构(2, 3),所述壳体或支撑结构具有用于压力待检测的流体的至少一个通路(15),所述壳体或支撑结构(2,3)包括:壳体或支撑本体(2),所述壳体或支撑本体具有至少一个贯通腔(14);以及至少一个可压缩元件(20, 21),所述至少一个可压缩元件被构造成用于补偿所述流体体积的可能的变化;c)将所述传感器本体(5; 5a, 5b, 5c)以这样的方式安装在所述壳体或支撑本体(2)上:使得所述传感器本体的可弹性变形的膜部分(5a)被暴露于离开所述至少一个通路(15)的所述流体,
其中,步骤b)包括如下操作:
b1)形成具有第一本体部分(2c)的所述壳体或支撑本体(2),所述第一本体部分包括所述至少一个贯通腔(14)的横向壁(22),在所述横向壁中限定了:
-至少一个第一通道(23a-23b),所述至少一个第一通道属于用于所述流体的所述至少一个通路(15),以及
-至少一个第二通道(24; 24a-24b),
b2)以如下方式将所述至少一个可压缩元件相对于所述壳体或支撑本体(2)包覆模制或共模制,使得所述至少一个可压缩元件具有相应的相对部分,所述相对部分在对应于所述横向壁(22)的相对两侧的位置中延伸,所述相对部分经由至少一个中间部分而彼此连接,所述中间部分延伸穿过所述至少一个第二通道(24; 24a-24b)。
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