CN111351611A - 压力传感器 - Google Patents

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CN111351611A CN201911325093.4A CN201911325093A CN111351611A CN 111351611 A CN111351611 A CN 111351611A CN 201911325093 A CN201911325093 A CN 201911325093A CN 111351611 A CN111351611 A CN 111351611A
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A.布泰维尔斯
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Abstract

本发明涉及一种用于安装在车辆发动机构件上的压力传感器(1)，包括：印刷电路(3)，包括电连接至印刷电路的至少一个压敏元件，保护壳体(5)，其中容纳有印刷电路和压敏元件，保护壳体包括处于大气压的室(6)，压敏元件包括第一面(7)和与第一面相反的第二面(9)，第一面与连接至压力入口的腔流体连通以用于测量发动机构件中的压力，第二面与室流体连通，室和腔通过压敏元件彼此气密地分隔开，根据本发明，室由外壳(10)部分地界定，外壳包括连接到大气的分开的两个空气流通路径，包括第一空气流通路径和第二空气流通路径，外壳定位到保护壳体的下部部分(13)，在压力传感器安装在车辆发动机构件上时，下部部分朝向车辆的底部取向。

Description

压力传感器
技术领域
本发明涉及一种用于测量车辆热力发动机的构件中的压力的压力传感器以及包括这种传感器的发动机构件。
背景技术
这种压力传感器用于热力车辆的排气系统中。例如，它可用于测量排气管路上两个不同位置(例如颗粒过滤器之前和之后)处的压差或两个绝对压力。
例如，该压力传感器可用于排气再循环EGR(Exhaust Gas Recirculation)系统中。它也可以用于DPF(柴油机微粒过滤器)或GPF(汽油机微粒过滤器)系统中，以检查管是否清洁，并确保管中没有泄漏，即管是否未损坏。
从现有技术中已知差压传感器，其包括保护壳体，该保护壳体包括具有两个压敏元件的印刷电路。
印刷电路可以由陶瓷或聚合物制成，并且包括由每个压敏元件封闭的开口和电连接至压敏元件的电子部件。
保护壳体包括第一压力入口P1和第二压力入口P2，第一压力入口P1与第一压敏元件连通以用于测量发动机构件中的第一压力，第二压力入口P2与第二压敏元件连通以用于测量发动机构件中的第二压力。
每个压敏元件包括与压力入口中的一个连通的第一面和与连接到大气压的第三压力入口连通的第二面。压敏元件的这两个面是气密的。
在第三压力入口和压敏元件的第二面之间设有大气压室。
大气压室和第三压力入口由透气膜分隔开，透气膜允许空气通过，同时防止水、冷凝物和颗粒从外部进入大气压室中。但是，制造压力传感器需要使用作为附加部件的透气膜。
该压力传感器的制造还需要将透气膜定位在大气压室和第三压力入口之间的附加步骤。
发明内容
因此，本发明旨在通过提供与现有技术的传感器相比更简单的且具有简化的设计的压力传感器来克服现有技术的这些缺点，同时该压力传感器确保至少与现有技术相当的防止水和灰尘进入的能力。
发明涉及一种旨在安装在车辆发动机构件上的压力传感器，该传感器包括：
印刷电路，包括电连接到所述印刷电路的至少一个压敏元件，和
保护壳体，其中容纳有印刷电路和压敏元件，该保护壳体包括大气压室。压敏元件包括第一面和与第一面相反的第二面，所述第一面与连接到压力入口的腔流体连通以用于测量发动机构件中的压力，所述第二面与室流体连通。室和腔通过压敏元件彼此气密地分开。
根据本发明，室由外壳部分地界定，该外壳包括连接到大气的分开的两个空气流通路径，包括第一空气流通路径和第二空气流通路径。外壳定位到保护壳体的下部部分，当压力传感器安装在车辆发动机构件上时，保护壳体的该下部部分意图朝向车辆的底部取向。
优选地，外壳包括：形成在保护壳体的主体上并围绕室的周边壁；以及可移除的盖，该盖包括配合到主体的周边壁中以封闭室的主面。两个空气流通路径形成在主体的周边壁与盖之间。
周边壁可以包括彼此相对的具有较大尺寸的两个纵向壁和彼此相对的具有较小尺寸的两个侧壁。第一空气流通路径形成在纵向壁之一中，第二空气流通路径形成在侧壁之一中。纵向壁垂直于侧壁。
保护壳体的主体的周边壁可以包括两个开口，每个开口由开口边缘界定。盖包括两个舌部，舌部从盖的周边边缘垂直于盖的主面延伸。当盖装配在主体上时，每个舌部意图部分地封闭开口中的一个以形成空气流通路径中的一个。
压敏元件的第一面和第二面垂直于两个开口。
每个空气流通路径可包括第一空间、第二空间和第三空间，以形成非线性空气流通路径。
开口可以由在主体的周边壁中挖空的凹部围绕。凹部由壁部分界定，所述壁部分具有比周边壁的其余部分更薄的厚度。舌部的宽度和长度大于空气流通路径的宽度和长度，以便插入到凹部中。每个舌部都具有与所述壁部分相面对且远离的周边区域，从而在舌部的周边区域和所述壁部分之间形成第一空间。
凹部可以由垂直于所述壁部分的边界部包围。每个舌部具有前边界部，该前边界部面对并远离围绕凹部的边界部，以便在将盖装配到主体中时在该边界部与舌部的前边界部之间形成第二空间。
当将盖装配到主体的周边壁中时，在保护壳体的主体的周边壁的开口边缘与盖的主面之间形成第三空间。
压力传感器包括电连接到印刷电路的两个压敏元件。两个压敏元件每个具有与连接至压力入口的腔流体连通的第一面，以用于测量发动机构件中的两个单独的压力。
本发明还涉及一种安装在底盘上的车辆发动机构件，其包括如上所述的压力传感器。压力传感器的保护壳体的下部部分朝向车辆底盘取向。盖的主面和压敏元件的面基本平行于底盘并朝向底盘取向。保护壳体的开口沿垂直于底盘的平面延伸。
因此，本发明提供了一种比现有技术的传感器更简单的压力传感器，同时确保至少与现有技术等同的防止水和灰尘进入的能力。
为了限制敏感度的差异并使压力传感器的测量一致，两个压敏元件在其与大气压室相面对的第二面上承受大气压。
降低了水和冷凝物进入压力传感器的大气压室的风险，避免了对压敏元件的损坏。另外，空气流通路径的位置和压力传感器的取向允许容易地将水从室中去除。
当压力传感器固定在发动机构件上时，第一空气流通路径位于压力传感器的下部部分中，以使从上方自然流下的水或冷凝物的进入最小化，并且容易地将它们去除。
第二空气流通路径位于相对于第一空气流通路径成90°的水平面内，从而允许产生排出冷凝物所需的空气需求。
压敏元件的主面的取向必须垂直于通过空气流通路径排出液体和冷凝物的排出轴线。
换句话说，在保护壳体的主体上形成的开口被位于盖上的舌部部分地覆盖，从而防止灰尘和颗粒进入大气压室。
由于省略了膜定位步骤，因此还简化了该压力传感器的制造。
可以在相同的模制步骤中制成开口和保护壳体。
同样，可以在相同的模制步骤中制成盖和舌部。
参考件的数量减少。
附图说明
将参考附图更详细地描述本发明的特征，在附图中：
图1是根据本发明的压差传感器的示意性截面图；
图2是该压力传感器的分解示意图；
图3是该传感器的另一示意性截面图，示出了两个压敏元件。
具体实施方式
图1示意性地示出了压力传感器1，该压力传感器1用于测量诸如排气系统的车辆发动机构件中的压力差。
该压力传感器1包括印刷电路3，该印刷电路3包括电连接至印刷电路3的至少一个压敏元件2a、2b。
在图1至图3的示例中，压力传感器1是具有印刷电路3的差压传感器，该印刷电路3包括电连接至印刷电路3的第一压敏元件2a和第二压敏元件2b。
压力传感器1还包括保护壳体5，印刷电路3和压敏元件2a、2b容纳在该保护壳体5中。保护壳体5包括连接到大气压的室6。
第一压敏元件2a包括第一面7和与第一面7相反的第二面9，第一面7与连接至第一压力入口P1的第一腔8a流体连通以用于测量发动机构件中的第一压力，第二面9与室6流体连通。
同样，第二压敏元件2b包括第一面7和与第一面7相反的第二面9，第一面7与连接至第二压力入口P2的第二腔8b流体连通以用于测量发动机构件中的第二压力，第二面9与室6流体连通。
室6和第一腔8a通过第一压敏元件2a彼此气密地分开。同样，室6和第二腔8b通过第二压敏元件2b彼此气密地分开。
两个压敏元件2a、2b是测量压差的压敏元件。例如，第一压敏元件2a的第一面7与具有压力P1的介质接触。第二压敏元件2b的第一面7与具有压力P2的介质接触。
第一压敏元件2a的和第二压敏元件2b的第二面9与处于大气压Patm的室6流体连通。
印刷电路3可以是被称为FR4 PCB(Flamme Resistant 4Printed Circuit Board：阻燃4印刷电路板)的印刷电路，其是用玻璃纤维增强的环氧树脂复合材料，或者印刷电路3可以是陶瓷电路。
印刷电路3包括通过电连接件(未示出)电连接至压敏元件2a、2b的电子部件。
压力传感器1包括两个压敏元件支撑件30，每个压敏元件支撑件支撑压敏元件2a、2b中的一个。
在每个压敏元件支撑件30中设置有孔口31。每个孔口31被压敏元件2a、2b中的一个封闭。
压力传感器1包括用于将其连接到外部电子控制装置(未示出)的连接器32。
印刷电路3通过电连接件33连接到该连接器32的电触点。
根据本发明，室6由外壳10部分地界定，该外壳10包括连接到大气的分开的两个空气流通路径11、12，包括第一空气流通路径11和第二空气流通路径12。
外壳10定位到保护壳体5的下部部分13，当压力传感器1安装在车辆发动机构件(未示出)上时，保护壳体5的该下部部分13意图朝向车辆的下部或底部取向。
换句话说，下部部分13是压力传感器1的在车辆的正常运行状态下最接近地面或朝向地面取向的部分。
在车辆的正常运行状态下，压敏元件2a、2b的第二面9朝向室6、外壳10并且朝向地面取向。
这使得可以最小化从高处自然落下的水或冷凝物到压力传感器1的大气压室6中的进入，并且可以容易地将它们从室6中去除。
外壳10包括形成在保护壳体5的主体39上的周边壁14和包括主面20的可移除盖15。主面20优选是平坦的。
主体39包括将室6与压敏元件2a、2b分隔开的分隔壁41。
分隔壁41包括两个开口42，每个开口与压敏元件2a、2b中的一个相面对地定位并且允许室6与压敏元件2a、2b的第二面9之间的连通。
室6由分隔壁41和外壳10界定，外壳10包括周边壁14和盖15的主面20。
盖15装配或夹入主体39的周边壁14中以关闭室6。
两个空气流通路径11、12形成在主体39的周边壁14与盖15之间。
周边壁14相对于保护壳体5的侧面34、35、36、37从保护壳体5朝向外部并且平行于这些侧面34、35、36、37延伸。
周边壁14包括彼此相对的具有较大尺寸的两个纵向壁16和彼此相对的具有较小尺寸的两个侧壁17。
第一空气流通路径11形成在纵向壁16中的一个中。
第二空气流通路径12形成在侧壁17中的一个中。
纵向壁16与侧壁17相交并且优选地垂直。
盖15在其周边处包括垂直于盖15的主面20延伸的边缘38。
保护壳体5的主体39的周边壁14包括外边缘18。
盖15的边缘38装配到主体39的周边壁14的外边缘18中。
如图2所示，保护壳体5的主体39的周边壁14包括两个开口11a、12a，每个开口由开口边缘29界定。
压敏元件2a、2b的第一面7和第二面9垂直于两个开口11a、11b。
盖15包括两个舌部19，舌部19从盖15的周边边缘21垂直于盖5的主面20延伸。
每个舌部19旨在部分地封闭开口11a、12a中的一个以形成空气流通路径11、12中的一个的一部分。
两个开口11a、12a和舌部19具有平行六面体形状，例如矩形。
开口11a、12a由在主体39的周边壁14中挖空的凹部22围绕。
凹部22由壁部分23界定，壁部分23具有比周边壁14的其余部分更薄的厚度。
舌部19的宽度和长度大于空气流通路径11、12的宽度和长度，以便插入到凹部22中。
每个舌部19都具有与壁部分23相面对且远离的周边区域24，从而在舌部19的周边区域24和壁部分23之间形成第一空间25。
第一空间25形成空气流通路径11、12中的一个的一部分。
凹部22由垂直于壁部分23的边界部26包围。
每个舌部19具有前边界部27，该前边界部27面对并远离围绕凹部22的边界部26，以便在将盖15装配到主体39中时在该边界部26与舌部19的前边界部27之间形成第二空间28。
第二空间28形成空气流通路径11、12中的一个的一部分。
当将盖15装配到主体39的周边壁14中时，在保护壳体5的主体39的周边壁14的开口边缘29与盖15的主面20之间形成第三空间40。
第三空间40形成空气流通路径11、12中的一个的一部分。
因此，每个空气流通路径11、12包括第一空间25、第二空间28和第三空间40，以形成非线性空气流通路径11、12。
在图1至3的示例中，每个空气流通路径11、12包括两个成90°的弯曲部。
这些空间25、28、40形成导流件，其允许空气通过但保留水和灰尘。
本发明还涉及一种包括上述压力传感器1的车辆发动机构件。
压力传感器1的保护壳体5的下部部分13在车辆正常运行状态下朝向地面或朝向车辆底盘取向。
盖15的主面20和压敏元件2a、2b的面7、9基本平行于车辆的底盘并且朝向车辆的底盘或地面取向。
开口11a、12a沿着垂直于底盘的平面延伸。

Claims (10)

1.一种用于安装在车辆发动机构件上的压力传感器(1)，包括：
印刷电路(3)，包括电连接至所述印刷电路(3)的至少一个压敏元件(2a，2b)，和
保护壳体(5)，其中容纳有所述印刷电路(3)和压敏元件(2a，2b)，所述保护壳体(5)包括处于大气压的室(6)，压敏元件(2a，2b)包括第一面(7)和与所述第一面(7)相反的第二面(9)，所述第一面与连接至压力入口(P1，P2)的腔(8a，8b)流体连通以用于测量发动机构件中的压力，所述第二面与所述室(6)流体连通，所述室(6)和所述腔(8a，8b)通过压敏元件(2a，2b)彼此气密地分隔开，
其特征在于：
所述室(6)由外壳(10)部分地界定，所述外壳(10)包括连接到大气的分开的两个空气流通路径(11、12)，包括第一空气流通路径(11)和第二空气流通路径(12)，所述外壳(10)定位到所述保护壳体(5)的下部部分(13)，在所述压力传感器(1)安装在车辆发动机构件上时，所述下部部分(13)朝向车辆的底部取向。
2.根据权利要求1所述的压力传感器(1)，其特征在于，所述外壳(10)包括形成在所述保护壳体(5)的主体(39)上并围绕所述室(6)的周边壁(14)，并且所述外壳(10)包括可移除的盖(15)，所述盖包括主面(20)，所述柱面装配到所述主体(39)的周边壁(14)中以关闭所述室(6)，两个空气流通路径(11,12)形成在所述主体(39)的周边壁(14)与所述盖(15)之间。
3.根据权利要求2所述的压力传感器(1)，其特征在于，所述周边壁(14)包括彼此相对的具有较大尺寸的两个纵向壁(16)和彼此相对的具有较小尺寸的侧壁(17)，所述第一空气流通路径(11)形成在纵向壁(16)中的一个中，所述第二空气流通路径(12)形成在侧壁(17)中的一个中，纵向壁(16)垂直于侧壁(17)。
4.根据权利要求2或3所述的压力传感器(1)，其特征在于，所述保护壳体(5)的主体(39)的周边壁(14)包括两个开口(11a，12a)，每个开口由开口边缘(29)界定，所述盖(15)包括两个舌部(19)，所述舌部从所述盖(15)的周边边缘(21)垂直于所述盖(15)的主面(20)延伸，每个舌部(19)用于部分地封闭开口(11a，12a)中的一个，以在所述盖(15)装配在所述主体(39)上时形成空气流通路径(11，12)中的一个。
5.根据权利要求4所述的压力传感器(1)，其特征在于，包括压敏元件(2a，2b)的第一面(7)和第二面(9)的平面垂直于穿过两个开口(11a，12a)的平面。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的压力传感器(1)，其特征在于，每个空气流通路径(11，12)包括第一空间(25)、第二空间(28)和第三空间(40)，以形成非线性空气流通路径(11，12)。
7.根据从属于权利要求4或5的权利要求6所述的压力传感器(1)，其特征在于，开口(11a，12a)由在所述主体(39)的周边壁(14)中挖空的凹部(22)围绕，所述凹部(22)由壁部分(23)界定，所述壁部分的厚度比所述周边壁(14)的其余部分更小，所述舌部(19)的宽度和长度大于空气流通路径(11，12)的宽度和长度以便插入所述凹部(22)中，每个舌部(19)具有面对并远离所述壁部分(23)的周边区域(24)，以便在所述舌部(19)的周边区域(24)与所述壁部分(23)之间形成所述第一空间(25)。
8.根据权利要求7所述的压力传感器(1)，其特征在于，所述凹部(22)被垂直于所述壁部分(23)的边界部(26)围绕，每个舌部(19)具有面对并远离围绕所述凹部(22)的边界部(26)的前边界部(27)，以便在将所述盖(15)装配到所述主体(39)中时，在所述边界部(26)与所述舌部(19)的前边界部(27)之间形成所述第二空间(28)。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的压力传感器(1)，其特征在于，当将所述盖(15)装配到所述主体(39)的周边壁(14)中时，在所述保护壳体(5)的主体(39)的周边壁(14)的开口边缘(29)与所述盖(15)的主面(20)之间形成所述第三空间(40)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的压力传感器(1)，其特征在于，所述压力传感器包括电连接到印刷电路(3)的两个压敏元件(2a，2b)，每个压敏元件具有第一面(7)，所述第一面与连接到压力入口(P1，P2)的腔(8)流体连通，以用于测量发动机构件中的两个独立压力。
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