CN112105903A - 用于保护电子设备的外壳 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于保护电子设备(5)的保护外壳(2)。外壳的被称为主壁的壁具有用于将测量设备(5)的一部分暴露于大气压力的开口(2c)。外壳(2)包括布置在主壁的外表面上的多个隔板(8a，8b)和至少一个流动槽(9)，所述多个隔板通过通道彼此分开并且围绕开口(2c)布置以完全围绕开口，所述至少一个流动槽靠近开口(2c)布置，以便允许可能积聚在开口(2c)周围和/或积聚在隔板(8a，8b)上的液体，8b)排出。本发明还涉及一种压力传感器(1)，特别是使用保护外壳并用于机动车辆的罐。

Description

用于保护电子设备的外壳

技术领域

本发明涉及一种保护例如用于测量压力的电子设备的保护外壳。外壳和电子设备可以形成压力传感器的一部分，以装备例如机动车辆的罐。

背景技术

例如，US 2001029786公开了一种用于测量燃料箱的内部压力的传感器。换能器部件将贮存器的压力占主导的第一容积与大气压力占主导的第二容积分开。该部件对这两个容积之间的压力差敏感，并且与膜相关联的电子设备使得可以提供该相对压力的测量。

为了将第二容积保持在大气压下，通常提供进入该容积的开口。将防水但透气的膜放置在开口上以覆盖开口。这防止了水或更一般地液体填充该第二容积，这当然会影响测量。

通常寻求将膜牢固地固定到限定了第二容积的外壳上，以便防止膜分离，同时膜可以承受高水平的机械应力，例如在加压水射流的作用下。

通常还在第二容积中占主导的压力和大气之间寻求压力平衡，以确保贮存器压力测量的保真度。特别地，寻求防止液体膜遮蔽防水膜，该防水膜然后不再允许空气自由地循环进出第二容积。

这些问题在现有技术中被广泛记载。例如，旨在解决这些问题的各种解决方案可以在以下文献中找到：US5528941，US5661244，US5692637，US5747694，US6506110，US6807864，US6964200，US6994621，US7055391，US7166024，US7406875，US7454976，US7465887，US7503784，US7568393，US7626129，US7743750，US8109148，US8246726，US8292109，US8375778，US8413496，US8505386，US8544333，US8814993，US8821226，US8869623，US9120059，US9255719，US9295949，US9332662，US9372102，US2012/0247179，US2015/0330421，US2017/0089794。

本发明的目的

本发明旨在至少部分地提供对于上述问题的原始解决方案。

发明内容

为了实现该目标，本发明的目的是提供一种用于保护电子设备的保护外壳，其中所述外壳包括限定了壳体的多个壁，在所述壳体中布置有电子设备，并且其中所述壁中的被称为主壁的壁具有用于将测量设备的一部分暴露于大气压力的开口。

该外壳包括布置在主壁的外表面上的多个隔板和至少一个流动槽，所述多个隔板通过多个通道彼此分开并且布置在开口的周围以完全包围开口，所述至少一个流动槽布置在开口附近，以允许可能积聚在开口周围和/或积聚在隔板上的液体排出。

通过将开口周围的“形成迷宫的”保护隔板与至少一个排放槽组合，可以将防水膜定位在外壳的开口上，而不存在液体膜遮蔽开口的风险，该液体膜不再允许电子设备的一部分暴露于大气压力。还避免了膜在外部机械应力作用下的分层。

根据本发明的其他有利和非限制性特征，单独采用或以任何技术上可行的组合采用以下特征：

-主壁的外表面限定主平面，并且开口设置在该主平面内；

-隔板垂直于主壁；

-将隔板放置在距开口第一距离处，并且将另外的隔板放置在距开口第二距离处，所述第二距离大于第一距离；

-第一组隔板围绕开口设置，并且所述隔板由多个第一通道彼此隔开，并且第二组隔板与第一通道相对设置，使得开口完全被隔板包围；

-凹槽位于开口与隔板之间；

-至少一个隔板由电连接器的侧面形成。

本发明的目的还提供一种压力传感器，特别是用于机动车辆的罐的压力传感器，该压力传感器包括本体、安装在该本体上的电子压力测量装置、连接到本体且如上所述的保护外壳、以及连接到外壳以覆盖开口的膜。

附图说明

本发明的其它特征和优点将从下面参考附图对本发明的详细描述中显现出来，其中：

图1是采用根据本发明的保护外壳的压力传感器的分解图；

图2是压力传感器的截面图；

图3是根据本发明的保护外壳的俯视图。

具体实施方式

参照附图，示出了采用保护外壳2来保护电子压力测量设备5的压力传感器1。传感器1包括限定第一容积3a的主体3。主体3设置有密封系统4，使得可以将传感器1与要测量其内部压力的罐相关联，例如机动车辆的罐。在附图所示的示例中，密封系统4是阴连接器，使得可以通过锁4c将传感器1卡扣到罐的阳连接器上。由环4a保持在主体3中的密封垫圈组件4b确保其密封功能。然而，本发明决不限于所示的连接器，并且任何能够将压力传感器连接到罐使得第一容积中的压力等于罐的压力的机构都是合适的。

用于测量相对压力的电子设备5安装在主体3上。在图2所示的示例中，该设备包括PCB(“印刷电路板”)支撑件5a，该设备的各种部件布置在该支撑件的表面上。特别地，存在与支撑件5a中的开口对齐放置的压敏换能部件5b，使得可以将部件的每个面暴露于不同的压力。

部件5b的一个面暴露于在主体3的第一容积3a中占主导的第一压力。为此目的，通道3d已经布置在主体3中，位于第一容积3a和孔之间，该孔设置为接收来自电子设备5的管道5d，例如玻璃管道。管道5d连接到支撑件5，与换能器构件5b对齐，并允许第一容积3a的流体循环通过通道3d并到达换能器构件5b的第一面。布置在主体3的孔中的密封垫圈组件密封主体3和管道5b之间的连接部，以便将第一容积3a(其与压力待测量的罐连通)与外部环境完全隔离。

电子设备5由保护外壳2保护。该外壳2由限定了电子设备位于其中的壳体的几个壁形成。壳体的至少一部分构成第二容积2a，在该第二容积中试图使大气压力占主导，以便在其中使换能部件5b的第二面暴露。第二容积2a可以部分地填充有布置在换能器部件5b上的保护材料5c，例如凝胶。由保护外壳2限定的第二容积2a经由形成在外壳2的多个壁中的被称为主壁的壁上的开口2c与外部环境连通。在附图所示的例子中，外壳2的侧壁接合在主体3上形成的周边凹槽中，以便封闭电子设备5上的壳体，从而机械地保护它。在图3中清楚可见的弹性托架2d允许外壳2保持在主体上。当然可以考虑用于将外壳2保持在主体3上的任何其它机构。优选地，外壳2和主体3之间的连接部是密封的，以保护电子设备5免受水或灰尘的侵入。在这种情况下，外壳内部与其周围环境之间唯一的连通是开口2c。

由电子设备建立的相对压力测量值可以提供给电连接器6的引脚6a，在此布置在外壳2的主表面上。

如在本申请的引言中所述，将第二容积2a的内部保持在大气压力下是重要的。为此，提供了用防水、疏水和透气膜7覆盖开口2c。这样，可以允许外部空气通过开口2c自由地进入和离开第二容积2a和壳体的内部，从而在第二容积2a中具有恒定的大气压力。

防水膜7还防止液体流过开口2c进入第二容积2a，这将影响测量。其疏水性还防止液体膜永久覆盖膜7，从而防止空气通过开口2c循环。作为例子，它可以是Teflon膜，这里是圆盘的形式，粘结到外壳上。然而，在不脱离本发明的范围的情况下，可以设想膜由其它材料制成或具有其它形状。

外壳2的主壁具有限定外壳2的主平面的面向外的表面。在附图所示的示例中，膜7直接连接到外壳2的主壁，即膜的组装表面位于外壳2的主平面内。开口2c和膜7因此不布置在外壳2的凹部或升高部上，该凹部或升高部会将它们置于主平面之外。在这种构造中，水不会像当膜7放置在升高的圆顶上时的情况那样从膜7或其附近自然地排出。膜7的周边侧面暴露于外部机械应力，例如暴露于飞溅的水，随着时间的推移，水可能导致膜脱离。当膜7放置在外壳2的主壁的加强件中(这使得膜的周边侧更不易接近)时，这种现象减少。

为了防止附图中所示的膜7的组装构造中的这些现象，已经为外壳2提供围绕开口2c布置的多个隔板8a、8b，以便保护膜7的周边侧面。隔板可以垂直于外壳2的主壁设置。隔板8a、8b通过允许液体排出和空气循环的通道而彼此分开。隔板8a、8b围绕开口2c的布置使得膜7的整个周边侧通过至少一个隔板与外部环境隔离。换句话说，开口2c的边缘被隔板8a、8b完全包围，并且开口2c的边缘的任何部分，以及因此膜7的侧面的任何部分被隔板8a、8b中的至少一个遮蔽。这种“形成迷宫”的构造确保既保护了膜7的周边侧面免受外部机械应力，又防止了可能通过设置在隔板8a、8b之间的通道逸出的液体的积聚。

为了促进液体的排放，还提供了在外壳2的主壁中邻近开口2c、膜7和隔板8a、8b布置至少一个流动槽9。以这种方式，试图通过毛细作用防止液体以薄膜或液滴的形式积聚在开口2c周围和/或积聚在隔板8a，8b上。在所示例子中提供的两个流动槽9使得可以破坏薄膜或液滴的表面张力。该液体然后可以被排出，由槽9引导，并且例如在外壳2的侧壁上流动。为此，所述槽或所述多个槽9在外壳的整个主壁上延伸，以出现在该壁的至少一侧上，并且有利地出现在壁的两侧或更多侧上。

在所示的示例中，并且从图3中可以更清楚地看出，多个隔板8a、8b由第一系列的分离隔板8a组成，这里是两个隔板8a，并且通过第一通道彼此分离。它们紧邻开口2c和膜7放置，即在相对短的第一距离处。这些隔板8a在主平面上具有与膜7的形状相匹配的部分，这里是圆形部分。这两个隔板8a彼此面对地布置在开口2c的两侧。为了保护由存在于第一系列的两个隔板8a之间的通道暴露的膜的周边侧面的部分，提供第二系列的互补隔板8b，其与第一系列的壁8a不同并且通过互补通道与第一系列的壁8a分开。这些互补隔板8b在主平面上具有笔直部分。它们彼此相对地布置，并且第一通道在开口2c和膜7的任一侧上，以从外部遮蔽位于第一系列的隔板8a之间的现有通道。第一和第二系列隔板之间的互补通道通过将该第二系列隔板8b放置在距开口2c第二距离处而形成，所述第二距离大于将第一系列隔板8a与开口2c分开的第一距离。在该示例中，在开口2c和隔板8b之间用第二系列的笔直部分清除的空间中，在外壳的主壁中形成两个流动槽9。两个槽9在整个主壁上延伸以出现在该壁的相反两侧上，并允许水在侧壁上流动。

当然，也可以设置其它系列的隔板，或者根据与刚刚描述的不同的“形成迷宫”的布置而布置在主平面中，只要这些隔板布置成在所有可能的接近方向上完全将膜7的周边侧与它的远程环境隔开并因此完全包围开口2c即可。除了刚刚描述的保护功能之外，隔板还可以具有其它功能。因此，在未示出的示例性实施例中，隔板8a中的至少一个或互补隔板8b中的一个可以从电连接器6的垂直侧形成。通过使开口2c和保护隔板8a、8b更靠近连接器，可以使外壳更紧凑。

因此，通过以“形成迷宫”的方式将保护隔板8a、8b围绕膜7与排放槽9结合，可以选择将膜7定位在由外壳的壁限定的主平面中，而不存在用液体膜覆盖膜7的风险或在外部机械应力的作用下其分层的风险。

除了保护开口2c和膜7之外，作为示例，在传感器1中已经提供了安装悬置于膜7之上的保护盖10。在此，该盖设置有两个开口，形成在第一系列的隔板8a的外表面上的凹口放置在所述开口中。这样，盖10可以容易地夹到外壳2上。

当然，本发明不限于所描述的实施例，并且在不脱离由权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以提供替代实施例。

例如，可以考虑将开口2c、隔板8a、8b和排放槽9放置在不同于主平面的平面中，放置在外壳2的主壁的圆顶上或凹部中，并且获得与已经暴露的相同的益处。

此外，电子设备不必是压力测量装置。实际上，本发明适用于保护任何电子设备的任何保护外壳，特别是当必须保护所述电子设备免受其环境的影响时，同时保持与所述环境的连通，例如出于散热的原因。

Claims (8)

1.一种用于保护电子设备(5)的保护外壳(2)，其中，所述外壳包括限定了壳体的多个壁，在所述壳体中布置有所述电子设备(5)，其中所述多个壁中的被称为主壁的壁具有用于将所述测量设备(5)的一部分暴露于大气压力的开口(2c)，并且其中所述外壳(2)的特征在于，所述外壳包括设置在所述主壁的外表面上的：

-多个隔板(8a，8b)，所述多个隔板通过多个通道彼此分开并且被布置在所述开口(2c)周围以便完全包围所述开口；

-至少一个流动槽(9)，所述至少一个流动槽靠近所述开口(2c)设置，以允许可能积聚在所述开口(2c)周围和/或积聚在所述隔板(8a，8b)上的液体排出。

2.根据前述权利要求所述的保护外壳(2)，其中，所述主壁的外表面限定了主平面，并且其中所述开口(2c)被布置在所述主平面中。

3.根据前述权利要求中任一项所述的保护外壳(2)，其中，所述隔板(8a，8b)垂直于所述主壁。

4.根据前述权利要求中任一项所述的保护外壳(2)，其中，所述隔板(8a)被放置在距所述开口(2c)第一距离处，并且另外的隔板(8b)被放置在距所述开口(2c)第二距离处，所述第二距离大于所述第一距离。

5.根据前述权利要求中任一项所述的保护外壳(2)，其中，第一系列隔板(8a)围绕所述开口(2c)布置，并且所述隔板通过第一通道彼此分开，并且其中，第二系列隔板(8b)与所述第一通道相对布置，使得所述开口(2c)完全被所述隔板(8a，8b)包围。

6.根据前述权利要求中任一项所述的保护外壳(2)，其中，所述槽(9)被定位在所述开口(2c)与隔板(8b)之间。

7.根据前述权利要求中任一项所述的保护外壳(2)，其中，所述隔板(8a，8b)中的至少一者是从电连接器(6)的一侧形成的。

8.一种压力传感器(1)，尤其用于机动车辆的罐，所述压力传感器包括本体(3)、安装在所述本体(3)上的电子压力测量设备(5)、连接到所述本体(3)并根据前述权利要求中任一项所述的保护外壳(2)、以及连接到所述外壳(2)以覆盖所述开口(2c)的膜(7)。

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