CN116380298A - 金属电容式压力传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属电容式压力传感器，包括：外壳，所述外壳限定出容纳腔；传感器膜盒，所述传感器膜盒设于所述容纳腔内，所述传感器膜盒包括中心电极和对称布置于所述中心电极沿厚度方向两侧的固定电极，每个所述固定电极均和所述中心电极绝缘连接，且共同限定出体积可变的压力室；承压膜盒，所述承压膜盒与所述传感器膜盒间隔布置，并与所述外壳连接，所述承压膜盒具有对称且彼此隔断的两个油路，两个油路分别和两个所述压力室连通，所述承压膜盒受压时适于驱动所述油路中的压力传递介质流向对应的所述压力室。根据本发明的金属电容式压力传感器，可以实现对传感器膜盒部分的应力隔离，进而提高抗干扰能力和压力检测性能。

Description

金属电容式压力传感器

技术领域

本发明涉及压力传感器技术领域，尤其是涉及一种金属电容式压力传感器。

背景技术

电容式压力传感器(capacitive type pressure transducer)，是一种利用电容敏感元件将被测压力转换成与电容成一定关系的电量输出的压力传感器。

目前，大口径类型的金属电容式压力传感器，由于传感器结构和承压结构为一体式结构，其过程连接部件的装夹力，会通过承压膜盒直接施加在传感器上，导致每次装夹均影响传感器的性能，不利于提高压力检测的准确性。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明在于提出一种金属电容式压力传感器，可以实现对传感器膜盒部分的应力隔离，有利于提升压力检测性能。

根据本发明的金属电容式压力传感器，外壳，所述外壳限定出容纳腔；传感器膜盒，所述传感器膜盒设于所述容纳腔内，所述传感器膜盒包括中心电极和对称布置于所述中心电极沿厚度方向两侧的固定电极，每个所述固定电极均和所述中心电极绝缘连接，且共同限定出体积可变的压力室；承压膜盒，所述承压膜盒与所述传感器膜盒间隔布置，并与所述外壳连接，所述承压膜盒具有对称且彼此隔断的两个油路，两个油路分别和两个所述压力室连通，所述承压膜盒受压时适于驱动所述油路中的压力传递介质流向对应的所述压力室。

根据本发明的金属电容式压力传感器，将承压膜盒和传感器膜盒间隔布置，使得两者在空间上相互分离，相较于相关技术中将承压膜片直接与传感器膜盒相连的方案，在使用金属电容式压力传感器检测压力的装夹过程中，装夹应力仅由承压膜盒部分来承受，而传感器膜盒部分则可以实现应力隔离，隔绝外部应力对第一压力室和第二压力室的体积变化的影响，避免每次装夹影响传感器膜盒的性能，进而提高金属电容式压力传感器的抗干扰能力，进而提升压力检测结果的准确性。

可选地，所述外壳呈筒状，所述容纳腔沿所述外壳的轴向的一端开口，所述承压膜盒设于所述容纳腔的外侧，并与所述外壳的所述开口周沿连接，所述承压膜盒与所述传感器膜盒沿所述外壳的轴向间隔开。

可选地，所述承压膜盒包括：支撑主体，所述支撑主体呈筒状，所述支撑主体的轴线与所述外壳的轴线垂直，所述支撑主体限定出沿轴向间隔布置的两个油路，两个所述油路的第一端分别位于所述支撑主体沿轴向的两端，两个所述油路的第二端位于所述支撑主体的侧壁；承压膜片，所述承压膜片为两个，两个所述承压膜片分别位于所述支撑主体沿轴向的两侧，并分别与两个所述油路的第一端相对，以将外部压力传导至对应的所述油路。

可选地，每个所述油路均包括：第一段，所述第一段沿所述支撑主体的轴向延伸，所述第一端位于所述第一段的轴向外端；第二段，所述第二段沿所述支撑主体的径向延伸，所述第二段的一端与所述第一段的轴向内端连通，另一端形成所述油路的第二端并与所述传感器膜盒连通。

可选地，所述第二段的直径大于所述第一段的直径。

可选地，每个所述油路均包括多个所述第一段，多个所述第一段沿所述支撑主体的径向间隔布置，且均与所述第二段连通。

可选地，所述承压膜盒还包括：填充件，所述填充件为两个，两个所述填充件分别设于两个所述油路的第二段内，所述填充件和所述第二段的内壁之间限定出适于压力传递介质流动的流动间隙，并且，所述填充件与多个所述第一段沿所述支撑主体的轴向相对布置。

可选地，所述承压膜盒还包括：两个压力传递件，两个所述压力传递件分别设于两个所述承压膜片的背向所述支撑主体的一侧，以将外部压力传递至所述承压膜片。

可选地，所述固定电极的朝向所述中心电极的一侧表面形成为球面，所述球面沿所述外壳的径向且远离所述中心电极的方向外凹以与所述中心电极间隔开，所述球面设有用于隔开所述中心电极的绝缘膜。

可选地，所述传感器膜盒还包括：第一导线，所述第一导线为与所述固定电极一一对应的两个，两个所述第一导线分别与对应的所述固定电极电气导通；第二导线，所述第二导线与所述中心电极电气导通。

可选地，所述传感器膜盒还包括：上导油管，所述上导油管为与所述固定电极一一对应的两个，每个所述上导油管的一端穿过对应的所述固定电极并与所述压力室连通，另一端封闭且与对应的所述第一导线电气导通。

可选地，所述金属电容式压力传感器还包括：导管组件，所述导管组件为与所述油路一一对应的两个，所述导管组件用于连通所述油路和所述压力室。

可选地，所述导管组件包括：毛细管和下导油管，所述毛细管的上端与所述压力室连通，所述下导油管的上端与所述毛细管连通，下端与所述油路连通，所述毛细管的外径小于所述下导油管的内径。

可选地，所述固定电极具有导油通路，所述导油通路在自身延伸方向上的至少部分的内壁绝缘以形成绝缘段，所述毛细管插入所述导油通路，所述毛细管的插入所述导油通路的一端与所述绝缘段的朝向所述压力室的一端间隔开。

可选地，所述外壳包括：第一半壳和第二半壳，所述第一半壳和所述第二半壳的截面共同构成完整的圆形，所述第一半壳和所述第二半壳沿所述外壳的径向相对且连接，以限定出所述容纳腔。

可选地，所述支撑主体形成有安装凹槽，所述安装凹槽与所述外壳适配，所述外壳的开口端插入所述安装凹槽，并与所述支撑主体连接。

可选地，所述传感器膜盒的外壁和所述外壳的内壁间隔开，以限定出容置空间，所述金属电容式压力传感器还包括：预紧垫块，所述预紧垫块为与所述固定电极一一对应的两个，两个所述预紧垫块分别夹设于对应的所述固定电极和所述外壳之间，所述预紧垫块用于对所述传感器膜盒提供预紧力。

可选地，所述预紧垫块为陶瓷件。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明实施例的金属电容式压力传感器的一个角度的示意图；

图2是本发明实施例的金属电容式压力传感器的剖视图；

图3是本发明实施例的金属电容式压力传感器的另一个角度的示意图；

图4是本发明实施例的金属电容式压力传感器的又一个角度的示意图；

图5是本发明实施例的传感器膜盒的剖视图；

图6是本发明实施例的电极主体的结构示意图；

图7是本发明实施例的导管组件的结构示意图。

附图标记：

金属电容式压力传感器100：

外壳1，

第一半壳11，第二半壳12，容纳腔13，

传感器膜盒2，

固定电极21，电极主体211，绝缘嵌件212，外杯体213，玻璃件214，极板镀层215，导油通路216，导通段2161，绝缘段2162，第一导线217，上导油管218，中心电极22，第二导线221，焊接环23，连接间隙24，压力室25，

承压膜盒3，

支撑主体31，第一油路311，第二油路312，第一段313，第二段314，安装凹槽315，承压膜片32，填充件33，压力传递件34，

导管组件4，

毛细管41，下导油管42，安装基座43，第一管段431，第二管段432，焊接空间433，

预紧垫块5。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图7描述根据本发明实施例的金属电容式压力传感器100。

本发明实施例的金属电容式压力传感器100，包括：外壳1、传感器膜盒2和承压膜盒3。

具体地，结合图2和图4，外壳1可以呈筒状，外壳1限定出容纳腔13，外壳1可以限定出截面为圆形的容纳腔13。

传感器膜盒2设于容纳腔13内，传感器膜盒2可以包括固定电极21和中心电极22，其中，固定电极21为两个，两个固定电极21对称布置于中心电极22沿厚度方向的两侧，每个固定电极21均和中心电极22绝缘连接，这样，中心电极22和固定电极21可以共同构成电容结构。

结合图5，固定电极21与中心电极22之间可以共同限定出压力室25，压力室25的体积可变。例如，可以是中心电极22和固定电极21中的至少一个为柔性件，在压力室25内的压力变化例如增大或减小时，中心电极22和固定电极21中为柔性件的一个发生形变，以使压力室25产生体积变化，进而使得中心电极22和固定电极21之间的电容量发生变化。

例如图2所示，两个固定电极21分别为第一固定电极和第二固定电极，第一固定电极和第二固定电极分别设在中心电极22的左右两侧，第一固定电极和第二固定电极夹持中心电极22且与中心电极22绝缘连接，以在中心电极22的两侧形成对称的第一压力室和第二压力室，并且，中心电极22可以构造为柔性件，这样，中心电极22因任意一侧的压力发生形变时，可以使第一压力室和第二压力室同时发生体积变化，从而检测第一压力室和第二压力室之间的压力大小。可以理解地，第一压力室和第二压力室相互隔断，以保证第一压力室和第二压力室的密封性，避免第一压力室和第二压力室之间发生介质流动。

参考图2，承压膜盒3可以与传感器膜盒2间隔布置，并且，承压膜盒3与外壳1连接，例如，可以是承压膜盒3的一部分位于容纳腔13内，另一部分位于容纳腔13外，并且，位于容纳腔13内的部分与传感器膜盒2间隔且与外壳1连接；或者，也可以是将承压膜盒3整体上均设于容纳腔13外侧，当然，本发明不限于此，承压膜盒3的布置方式可以根据实际需要合理选择。这样，在利用外壳1固定承压膜盒3的同时，由于承压膜盒3与传感器膜盒2在结构上相互分离，使得金属电容式压力传感器100在压力检测过程中，承压膜盒3承受的装夹应力只施加在承压膜盒3部分，而不会传递至传感器膜盒2部分，从而避免影响传感器膜盒2的检测性能。

承压膜盒3具有对称且彼此隔断的两个油路，两个油路分别和两个压力室25连通，承压膜盒3受压时适于驱动油路中的压力传递介质流向对应的压力室25。例如，两个油路分别为第一油路311和第二油路312，第一油路311与第一压力室连通，第二油路312与第二压力室连通，第一油路311和第二油路312彼此相互隔断，第一油路311和第二油路312中均填充有压力传递介质，例如，压力传递介质可以是硅油。承压膜盒3受压时适于驱动第一油路311中的硅油流向第一压力室，以及驱动第二油路312中的硅油流向第二压力室。

本实施例的金属电容式压力传感器100的工作原理如下：在被测压力作用于承压膜盒3时，第一油路311中灌充的硅油在压力作用下流入第一压力室，第二油路312中灌充的硅油在压力作用下流入第二压力室，通过硅油可以将压力传递到中心电极22上，如果两边的被测压力不相等，就使得中心电极22产生形变或位移，这一位移就使得中心电极22与固定电极21之间的电容量发生了变化，该电容量的变化与被测压力之间有确定的关系，根据电容量的变化，便可测出被测压力值。

根据本发明实施例的金属电容式压力传感器100，将承压膜盒3和传感器膜盒2间隔布置，使得两者在空间上相互分离，相较于相关技术中将承压膜片32直接与传感器膜盒2相连的方案，在使用金属电容式压力传感器100检测压力的装夹过程中，装夹应力仅由承压膜盒3部分来承受，而传感器膜盒2部分则可以实现应力隔离，隔绝外部应力对第一压力室和第二压力室的体积变化的影响，避免每次装夹影响传感器膜盒2的性能，进而提高金属电容式压力传感器100的抗干扰能力，进而提升压力检测结果的准确性。

可选地，参考图2，容纳腔13的沿外壳1的轴向的一端开口，承压膜盒3设于容纳腔13外，并与外壳1的开口的周沿连接，承压膜盒3与传感器膜盒2沿外壳1的轴向间隔开。例如图2所示，传感器膜盒2处于容纳腔13沿外壳1的轴向的中部，外壳1的底端形成有与容纳腔13连通的开口，承压膜盒3设于外壳1的底端且适于封堵开口，承压膜盒3整体上均位于容纳腔13的外部。从而使得承压膜盒3与传感器膜盒2沿轴向间隔开，可以实现传感器膜盒2的应力隔离，避免装夹应力通过承压膜盒3传递到传感器膜盒2上，影响传感器膜盒2的压力检测性能。可以理解地，第一油路311和第二油路312可以经开口处与传感器膜盒2连通。

可选地，结合图2和图7，承压膜盒3可以包括支撑主体31和承压膜片32。其中，支撑主体31呈筒状，支撑主体31的轴线和外壳1的轴线垂直。支撑主体31内限定出两个油路，即上述的第一油路311和第二油路312，两个油路沿支撑主体31的轴向间隔布置，两个油路的第一端位于支撑主体31的沿轴向的两端，两个油路的第二端位于支撑主体31的侧壁。

承压膜片32为两个，两个承压膜片32分别位于支撑主体31沿轴向的两侧，并分别与两个油路的第一端相对，如此，在两个承压膜片32承受被测压力时，可以将外部压力传导至第一油路311和第二油路312，进而驱动第一油路311中的压力传递介质如硅油流向第一压力室，或者驱动第二油路312中的压力传递介质如硅油流向第二压力室，当两个油路中的硅油将不同的压力传递到中心电极22两侧的压力室25中时，中心电极22会向低压侧位移，则可形成差压和电容量的线性变化，如此，即可根据第一压力室和第二压力室的电容变化情况测量被测压力值。

可选地，参考图2，每个油路均可以包括：第一段313和第二段314。其中，第一段313沿支撑主体31的轴向延伸，油路的第一端位于第一段313的轴向外端，第二段314沿支撑主体31的径向延伸，第二段314的一端与第一段313的轴向内端连通，另一端构成油路的第二端并与传感器膜盒2连通，并且，第一油路311的第一段313和第二油路312的第一段313沿支撑主体31的轴向相对且间隔布置。

可以理解地，第一油路311的第二段314和第二油路312的第二段314平行且间隔布置，这样，可以将来自承压膜盒3沿轴向的两侧的压力向位于承压膜盒3的径向侧方的传感器膜盒2传递，以便于检测被测压力值，同时，第一油路311和第二油路312的整体构造较为简单，容易加工成型。

根据本发明的一些实施例，参考图2和图7，第二段314的直径大于第一段313的直径，如此，有利于降低第二段314内的流体阻力，从而使第一油路311和第二油路312中的压力传递介质快速流向对应的压力室25(包括上述的第一压力室和第二压力室)，减少压力损失。

可选地，参考图2，第一油路311和第二油路312中的任意一个均包括多个第一段313，同属于第一油路311的多个第一段313沿支撑主体31的径向间隔布置，且均与第一油路311的第二段314连通，这样，有利于将第一油路311一侧的承压膜片32的不同部位所承受的压力通过第一油路311的多个第一段313均匀地传递向第二段314。同属于第二油路312的多个第一段313沿支撑主体31的径向间隔布置，且均与第二油路312的第二段314连通。这样，有利于将第二油路312一侧的承压膜片32的不同部位所承受的压力通过第二油路312的多个第一段313均匀地传递向第二段314。从而使第一油路311和第二油路312中的压力传递介质快速流向传感器膜盒2内的对应压力室25，提高检测反应速度，降低延迟。

例如图2所示，第一油路311和第二油路312中的任意一个均包括两个第一段313，同属于第一油路311的两个第一段313沿支撑主体31的径向间隔布置，且均与第一油路311的第二段314连通，属于第二油路312的两个第一段313沿支撑主体31的径向间隔布置，且均与第二油路312的第二段314连通。

可选地，参考图2，承压膜盒3还可以包括：填充件33。具体地，填充件33为两个，填充件33与油路一一对应，填充件33可以为塞棒，塞棒的截面与第二段314的截面适配，填充件33的直径小于第二段314的直径，两个填充件33分别设于第一油路311的第二段314和第二油路312的第二段314内，填充件33和第二段314的内壁之间限定出适于压力传递介质流动的流动间隙，这样，有助于减少在第一油路311和第二油路312的第二段314内灌充的硅油量，确保在实现压力传递的同时控制第一油路311和第二油路312的充油量最少，在充油量越小时，硅油的膨胀量越小，传感器100的性能越好。

可选地，填充件33在周向上与第二段314的内壁间隔开，以在填充件33的外壁和第二段314的内壁之间限定出环绕填充件33的流动间隙，并且，填充件33与对应油路的多个第一段313沿支撑主体31的轴向相对布置，这样，可以保证各个第一段313中的硅油进入第二段314后能够快速沿着流动间隙向传感器膜盒2内流动，提高响应速度。

在一些实施例中，参考图1和图2，金属电容式压力传感器100还可以包括：两个压力传递件34。两个压力传递件34均可以为夹板，两个压力传递件34分别设于两个承压膜片32的背向支撑主体31的一侧，并且与承压膜片32抵接，设置压力传递件34，可以方便承压膜盒3与外部系统管路连接，以将外部压力传递至承压膜片32，最终导入至第一油路311和第二油路312内。

在一些实施例中，两个固定电极21可以夹持中心电极22，并且，固定电极21的朝向中心电极22的一侧表面设有绝缘膜，绝缘膜用于隔开中心电极22和固定电极21，如此，可以保证在固定电极21能够固定中心电极22的情况下，固定电极21和中心电极22构成电容结构。

可选地，参考图5，固定电极21还可以形成有导油通路216，例如第一固定电极形成有第一导油通路，第二固定电极形成有第二导油通路。导油通路216可以连通压力室25和外部油路例如承压膜盒3的油路(包括上述的第一油路311和第二油路312)，这样，外部油路中的压力传递介质可以经由导油通路216导入压力室25内。如此，可以实现传感器膜盒2和承压膜盒3之间的连通，以便于压力传递介质例如硅油在承压膜盒3和传感器膜盒2之间的流动，当硅油将不同的压力传递到中心电极22两侧时，中心电极22向低压侧位移，则可形成差压和电容量的线性变化，进而能够通过第一压力室和第二压力室内电容的变化测量被测压力值。

可选地，参考图5，导油通路216在自身延伸方向的至少部分的内壁绝缘以形成为绝缘段2162，也就是说，可以仅导油通路216沿自身延伸方向的一部分构造为绝缘段2162，也可以是导油通路216整体上均构造为绝缘油路，如此，有利于实现传感器膜盒2的极板对地信号隔离，有助于增强传感器膜盒2部分的抗干扰能力，进而提高金属电容式压力传感器100的压力检测性能。

可选地，参考图5，固定电极21可以包括电极主体211和绝缘嵌件212。其中，电极主体211的内壁的至少部分向外凹陷以形成安装槽，电极主体211可以限定出导通段2161，绝缘嵌件212嵌设于安装槽内，绝缘嵌件212限定出上述的绝缘段2162，也就是说，导油通路216的绝缘段2162邻近压力室25设置。导通段2161和绝缘段2162相互连通，且共同构成上述的导油通路216。如此，通过使导油通路216的绝缘部分邻近压力室25，能够更好地在传感器膜盒2与承压膜盒3之间形成电气隔断，确保传感器膜盒2实现对地信号隔离，增强抗干扰能力，提高电磁兼容性能，以便于在复杂的电磁环境下应用。

例如图5所示，第一固定电极可以包括第一电极主体和第一绝缘嵌件，第二固定电极可以包括第二电极主体和第二绝缘嵌件。其中，第一电极主体和第二电极主体均可以大致呈圆盘状，第一电极主体和第二电极主体对称设置于中心电极22的两侧，且共同夹持中心电极22。第一电极主体邻近底部的部分内壁沿外壳1的径向向外且向下凹陷以形成倾斜延伸的第一安装槽，第一电极主体限定出第一导通段，第一绝缘嵌件限定出第一绝缘段，第一导通段的一部分沿外壳1的轴向延伸以连接第一油路311，另一部分沿与第一安装槽平行的方向延伸以连接第一绝缘段，两部分之间为弧形过渡，第二固定电极21和第一固定电极的结构相同。

可选地，绝缘嵌件212为陶瓷件，如此，绝缘嵌件212的绝缘性能可靠，并且原料来源广泛，容易加工制造，成本较低。

可选地，参考图5，每个电极主体211均可以包括：外杯体213、玻璃件214和极板镀层215。其中，外杯体213可以为不锈钢件，外杯体213呈圆盘状，玻璃件214设于外杯体213的内侧壁上，且与外杯体213固定连接，极板镀层215覆盖于玻璃件214的背向外杯体213的一侧表面，安装槽可以形成于玻璃件214上，绝缘嵌件212嵌设于玻璃件214上。

例如图5所示，第一电极主体包括第一外杯体、第一玻璃件和第一极板镀层，第二电极主体包括第二外杯体、第二玻璃件和第二极板镀层。其中，第一外杯体和第二外杯体均呈圆盘状，第一外杯体和第二外杯体相对且间隔布置，第一玻璃件和第二玻璃件分别位于第一外杯体和第二外杯体的朝向彼此的一侧，且共同夹持中心电极22，第一玻璃件和中心电极22之间限定出第一压力室，第二玻璃件和中心电极22之间共同限定出第二压力室，第一导油通路的第一导通段形成于第一玻璃件上，第二导油通路的第二导通段形成于第二玻璃件上。

可选地，极板镀层215可以包括：金属镀膜和绝缘膜，金属镀膜和绝缘膜依次覆盖于玻璃件214的背向外杯体213的一侧表面，如此，绝缘膜可以隔开金属镀膜和中心电极22，以使金属镀膜和中心电极22之间构成电容结构。

可选地，极板镀层215的外径小于外杯体213的内径，如此，可以将外杯体213的超出极板镀层215的部分作为外杯体213的连接部位，以方便两个固定电极21之间的连接。

可选地，外杯体213、玻璃件214和绝缘嵌件212烧结为一体，如此，使得固定电极21的结构稳定性较高，增强承压性能，有利于提高传感器膜盒2的压力检测性能，而且，成型工艺简单，易于制造。

可选地，玻璃件214的朝向中心电极22的一侧表面均形成为球面，具体地，第一玻璃件的朝向中心电极22的一侧表面沿外壳1的径向且远离中心电极22的方向外凹以构成第一球面，第二玻璃件的朝向中心电极22的一侧表面沿外壳1的径向且远离中心电极22的方向外凹以构成第二球面，第一球面和第二球面关于中心电极22对称，如此，可以使固定电极21分别和中心电极22间隔开，以形成体积可变的压力室，进而方便根据压力室的电容变化确定被测压力值。

可选地，参考图5和图6，玻璃件214的直径小于中心电极22的直径，固定电极21还可以包括焊接环23，焊接环23设于玻璃件214的边缘处，例如，焊接环23可以与玻璃件214的背向外杯体213的一侧表面部分重叠，或者，也可以设于玻璃件214的周壁上，两个焊接环23沿自身径向(即外壳1的轴向)的部分结构夹持中心电极22，其余部分相互焊接，如此，通过设置焊接环23，可以将两个固定电极21向连接，并且，两个固定电极21通过焊接形成一体，压力室25的密封性更好，传感器膜盒2整体的结构强度和承压性能得到提高，工作更加可靠，有利于提高压力检测性能。

例如图5所示，玻璃件214的背向外杯体213的一侧的边缘部位形成有安装缺口，安装缺口沿玻璃件214的周向延伸，焊接环23嵌设于安装缺口处，并且在外壳1的径向方向上，焊接环23的朝向中心电极22的一侧表面凸出于玻璃件214的朝向中心电极22的一侧表面，这样，在利用两个焊接环23相对焊接且夹持中心电极22的同时，可以使得玻璃件214与中心电极22间隔开，即使得固定电极21的极板镀层215和中心电极22间隔开，有利于保证固定电极21和中心电极22形成的电容结构的稳定性。

可选地，焊接环23与玻璃件214可以烧结为一体，如此，可以提高焊接环23和玻璃件214的连接稳定性。

可选地，参考图5，焊接环23沿自身径向的超出玻璃件214的部分与外杯体213沿外壳1的径向(即玻璃件214的厚度方向)间隔开，以形成连接间隙24，连接间隙24和导油通路216连通，这样，可以方便用于连接传感器膜盒2的压力室25和承压膜盒3的油路的管路从连接间隙24处连接至导油通路216。

可选地，中心电极22被构造为在受到压力时发生形变，例如，中心电极22可以构造为柔性件，这样，在第一压力室和第二压力室内压力不同时，中心电极22可以向低压侧发生变形或偏移，以使第一压力室和第二压力室同时发生体积变化，能够更准确地检测中心电极22两侧的压力差。

可选地，参考图2，传感器膜盒2还可以包括：第一导线217和第二导线221。具体地，第一导线217可以为两个，两个第一导线217和两个固定电极21一一对应，每个第一导线217和对应的固定电极21电气导通，第二导线221与中心电极22电气导通，这样，当两个压力室25发生体积变化时，可以通过第一导线217和第二导线221测得两个第一压力室电容变化量，并将压力信号输出。

可选地，参考图2和图5，传感器膜盒2还可以包括：上导油管218。具体地，上导油管218为两个，上导油管218的一端穿过固定电极21并与压力室25连通，另一端为封闭端且与第一导线217电气导通，如此，上导油管218可以将信号传输给第一导线217，以便于电压信号的输出。此外，通过上导油管218，可以向系统中填充或补充压力传递介质(如硅油)。例如，上导油管218可以在金属电容式压力传感器100的装配过程中，向传感器膜盒2以及承压膜盒3所构成的整体油路进行注油，并在注油完毕后将注油口一端封闭。

可选地，参考图2和图7，金属电容式压力传感器100还可以包括：导管组件4，具体地，导管组件4为两个，分别为第一导管组件4和第二导管组件4。其中，第一导管组件4可以用于连通第一油路311和第一压力室，第二导管组件4可以用于连通第二油路312和第二压力室，如此，可以实现承压膜盒3与传感器膜盒2的连通，以便于压力传递介质例如硅油在油路和压力室25之间的流动，并且连接方式简单可靠。

可选地，参考图7，导管组件4可以包括：毛细管41和下导油管42。毛细管41的上端与压力室25连通，下导油管42的上端与毛细管41连通，下端与油路连通。

例如，第一导管组件包括第一毛细管和第一下导油管，第二导管组件包括第二毛细管和第二下导油管，第一毛细管的上端经过连接间隙24插入第一导油通路内，并且第一毛细管插入第一导油通路的一端和第一绝缘段的朝向第一压力室的一端间隔开，第二毛细管的上端经过连接间隙24插入第二导油通路内，并且第二毛细管插入第二导油通路的一端和第二绝缘段的朝向第二压力室的一端间隔开。这样，能够在实现将油路内的压力传递介质如硅油导入压力室25的同时，保证压力室25与毛细管41的绝缘，从而实现传感器膜盒2对地信号隔离。

可以理解地，通过将导管组件4构造为包括直径较小的毛细管41和直径较大的导油管相连接，可以方便地连接直径不同的导油通路216和油路，相较于相关技术中用转弯式导油管连接的方案，有利于缩短导油路线，减小导压阻尼，减小产品体积，提高产品性能。

可选地，毛细管41为金属件，如此，毛细管41自身的承压性能以及结构性能较好，有利于保证毛细管41与固定电极21以及下导油管42之间的连接可靠性。

在一些实施例中，参考图7，毛细管41的外径小于下导油管42的内径，毛细管41下端可以插入下导油管42的内侧，换言之，毛细管41与下导管为插接配合，如此，毛细管41与下导油管42的配合方式比较简单，容易进行连接。

可选地，毛细管41与下导油管42可以通过银铜焊局部焊接，例如，在毛细管41周侧与下导油管42上端的连接部位处施焊，如此，有助于保证毛细管41和导油管之间的密封性，从而使得压力传递介质如硅油可以更准确地将承压膜盒3侧的压力传递到传感器膜盒2。

可选地，参考图7，导管组件4还可以包括：安装基座43。具体地，安装基座43与承压膜盒3连接，并与油路连通，下导油管42插设于安装基座43，并且下导油管42的下端穿过安装基座43与油路连通。例如，两个安装基座43分别为第一安装基座和第二安装基座，第一安装基座可以插设于第一油路311的第二段314内，并与承压膜盒3的支撑主体31焊接，相应地，第二安装基座可以插设于第二油路312的第二段314内，并与承压膜盒3的支撑主体31焊接。由于油路的直径大于下导油管42的直径，设置安装基座43，可以方便将下导油管42稳定地安装至承压膜盒3上，并与对应的油路连通。

可选地，安装基座43与下导油管42可以通过真空钎焊连接，如此，既可以提高安装基座43与下导油管42之间的连接强度，也可以保证安装基座43与下导油管42的连接密封性。

可选地，安装基座43可以与承压膜盒3通过电阻焊连接，例如，安装基座43可以与支撑主体31通过电阻焊连接，如此，可以保证安装基座43与承压膜盒3之间的连接强度和连接密封性。

可选地，安装基座43与下导油管42均为不锈钢件，如此，安装基座43和下导油管42结构强度高，成本较低。

在一些实施例中，参考图7，安装基座43可以包括：第一管段431和第二管段432。具体地，第一管段431的直径小于第二管段432的直径，第二管段432位于第一管段431的远离承压膜盒3的一侧。其中，安装基座43的第一管段431适于插入油路并与承压膜盒3连接，下导油管42适于插入安装基座43的第一管段431，并与安装基座43的第二管段432的内壁沿径向间隔开，下导油管42与安装基座43的第二管段432之间形成焊接空间433，由于安装基座43与下导油管42为真空钎焊连接，设置焊接空间433可以便于放置焊粉等焊接材料，这样，焊粉在焊接空间433内受热熔化后，可以直接到达并封堵下导油管42和安装基座43之间的缝隙，以实现两者的密封连接。可以理解地，在下导油管42和安装基座43钎焊完成后，两者的焊缝位于焊接空间433内。

可选地，参考图1、图2和图4，外壳1可以包括：第一半壳11和第二半壳12。其中，第一半壳11和第二半壳12沿外壳1的径向相对且连接，第一半壳11和第二半壳12的截面共同构成完整的圆形，例如，第一半壳11和第二半壳12均可以形成为半圆柱状，这样，当第一半壳11和第二半壳12沿径向对接时，可以构成完整的圆柱状壳体，并限定出容纳腔13，以便于传感器膜盒2的安装。如此，外壳1的结构简单，容易制造，也方便传感器膜盒2在容纳腔13内的安装。

可选地，参考图2和图7，支撑主体31上可以形成有安装凹槽315，安装凹槽315与外壳1适配，外壳1的开口端(例如图中所示的外壳1的下端)插入安装凹槽315，并与支撑主体31连接，如此，能够实现承压膜盒3与外壳1的连接。

可选地，参考图2和图4，传感器膜盒2和外壳1沿外壳1的径向间隔开，以在传感器膜盒2的外壁和外壳1的内壁之间限定出容置空间，容置空间可以环绕传感器膜盒2。金属电容式压力传感器100还可以包括：预紧垫块5。具体地，预紧垫块5可以为两个，预紧垫块5与固定电极21一一对应，两个预紧垫块5分别设于对应的固定电极21和外壳1之间，预紧垫块5可以用于对传感器膜盒2提供预紧力。例如图4所示，在装配时，可以在第一固定电极和外壳1之间设置第一预紧垫块5，在第二固定电极和外壳1之间设置第二预紧垫块5，然后通过第一半壳11和第二半壳12预压紧并焊接形成外壳1拼接焊缝，从而使传感器膜盒2获得预紧力。如此，通过设置预紧垫块5，使得传感器膜盒2可以承受一定量的内部高压而不开裂，这样，金属电容式压力传感器100可以选用大口径传感器膜盒2，以提高压力检测性能。

可选地，预紧垫块5均为陶瓷件，如此，预紧垫块5的绝缘性好，可以实现传感器膜盒2与外壳1之间的绝缘，同时，预紧垫块5的结构强度高，在对传感器膜盒2预紧时不容易损坏。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (18)

1.一种金属电容式压力传感器，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳限定出容纳腔；

传感器膜盒，所述传感器膜盒设于所述容纳腔内，所述传感器膜盒包括中心电极和对称布置于所述中心电极沿厚度方向两侧的固定电极，每个所述固定电极均和所述中心电极绝缘连接，且共同限定出体积可变的压力室；

承压膜盒，所述承压膜盒与所述传感器膜盒间隔布置，并与所述外壳连接，所述承压膜盒具有对称且彼此隔断的两个油路，两个油路分别和两个所述压力室连通，所述承压膜盒受压时适于驱动所述油路中的压力传递介质流向对应的所述压力室。

2.根据权利要求1所述的金属电容式压力传感器，其特征在于，所述外壳呈筒状，所述容纳腔沿所述外壳轴向的一端开口，所述承压膜盒设于所述容纳腔之外，并与所述外壳的所述开口周沿连接，所述承压膜盒与所述传感器膜盒沿所述外壳的轴向间隔开。

3.根据权利要求2所述的金属电容式压力传感器，其特征在于，所述承压膜盒包括：

支撑主体，所述支撑主体呈筒状，所述支撑主体的轴线与所述外壳的轴线垂直，所述支撑主体限定出沿轴向间隔布置的两个油路，两个所述油路的第一端分别位于所述支撑主体沿轴向的两端，两个所述油路的第二端位于所述支撑主体的侧壁；

承压膜片，所述承压膜片为两个，两个所述承压膜片分别位于所述支撑主体沿轴向的两侧，并分别与两个所述油路的第一端相对，以将外部压力传导至对应的所述油路。

4.根据权利要求3所述的金属电容式压力传感器，其特征在于，每个所述油路均包括：

第一段，所述第一段沿所述支撑主体的轴向延伸，所述油路的第一端位于所述第一段的轴向外端；

第二段，所述第二段沿所述支撑主体的径向延伸，所述第二段的一端与所述第一段的轴向内端连通，另一端形成所述油路的第二端并与所述传感器膜盒连通。

5.根据权利要求4所述的金属电容式压力传感器，其特征在于，所述第二段的直径大于所述第一段的直径。

6.根据权利要求4所述的金属电容式压力传感器，其特征在于，每个所述油路均包括多个所述第一段，多个所述第一段沿所述支撑主体的径向间隔布置，且均与所述第二段连通。

7.根据权利要求6所述的金属电容式压力传感器，其特征在于，所述承压膜盒还包括：

填充件，所述填充件为两个，两个所述填充件分别设于两个所述油路的第二段内，所述填充件和所述第二段的内壁之间限定出适于压力传递介质流动的流动间隙，并且，所述填充件与多个所述第一段沿所述支撑主体的轴向相对布置。

8.根据权利要求3-7中任一项所述的金属电容式压力传感器，其特征在于，所述承压膜盒还包括：两个压力传递件，两个所述压力传递件分别设于两个所述承压膜片的背向所述支撑主体的一侧，以将外部压力传递至所述承压膜片。

9.根据权利要求1所述的金属电容式压力传感器，其特征在于，所述固定电极的朝向所述中心电极的一侧表面形成为球面，所述球面沿所述外壳的径向且远离所述中心电极的方向外凹以与所述中心电极间隔开，所述球面设有用于隔开所述中心电极的绝缘膜。

10.根据权利要求1所述的金属电容式压力传感器，其特征在于，所述传感器膜盒还包括：

第一导线，所述第一导线为与所述固定电极一一对应的两个，两个所述第一导线分别与对应的所述固定电极电气导通；

第二导线，所述第二导线与所述中心电极电气导通。

11.根据权利要求10所述的金属电容式压力传感器，其特征在于，所述传感器膜盒还包括：上导油管，所述上导油管为与所述固定电极一一对应的两个，每个所述上导油管的一端穿过对应的所述固定电极并与所述压力室连通，另一端封闭且与对应的所述第一导线电气导通。

12.根据权利要求1所述的金属电容式压力传感器，其特征在于，还包括：

导管组件，所述导管组件为与所述油路一一对应的两个，所述导管组件用于连通所述油路和所述压力室。

13.根据权利要求12所述的金属电容式压力传感器，其特征在于，所述导管组件包括：毛细管和下导油管，所述毛细管的上端与所述压力室连通，所述下导油管的上端与所述毛细管连通，下端与所述油路连通，所述毛细管的外径小于所述下导油管的内径。

14.根据权利要求13所述的金属电容式压力传感器，其特征在于，所述固定电极具有导油通路，所述导油通路在自身延伸方向上的至少部分的内壁绝缘以形成绝缘段，所述毛细管插入所述导油通路，所述毛细管的插入所述导油通路的一端与所述绝缘段的朝向所述压力室的一端间隔开。

15.根据权利要求3所述的金属电容式压力传感器，其特征在于，所述外壳包括：第一半壳和第二半壳，所述第一半壳和所述第二半壳的截面共同构成完整的圆形，所述第一半壳和所述第二半壳沿所述外壳的径向相对且连接，以限定出所述容纳腔。

16.根据权利要求15所述的金属电容式压力传感器，其特征在于，所述支撑主体形成有安装凹槽，所述安装凹槽与所述外壳适配，所述外壳的开口端插入所述安装凹槽，并与所述支撑主体连接。

17.根据权利要求1所述的金属电容式压力传感器，其特征在于，所述传感器膜盒的外壁和所述外壳的内壁间隔开，以限定出容置空间，所述金属电容式压力传感器还包括：

预紧垫块，所述预紧垫块为与所述固定电极一一对应的两个，两个所述预紧垫块分别夹设于对应的所述固定电极和所述外壳之间，所述预紧垫块用于对所述传感器膜盒提供预紧力。

18.根据权利要求17所述的金属电容式压力传感器，其特征在于，所述预紧垫块为陶瓷件。

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