DE102019119733A1

DE102019119733A1 - Drucksensor

Info

Publication number: DE102019119733A1
Application number: DE102019119733.3A
Authority: DE
Inventors: Tomoya Sato; Katsuhiko Fukui
Original assignee: Mikuni Corp
Current assignee: Mikuni Corp
Priority date: 2018-07-25
Filing date: 2019-07-22
Publication date: 2020-01-30
Also published as: JP2020016513A; US20200033212A1

Abstract

Ein Drucksensor ist bereitgestellt. Bereitgestellt ist ein Drucksensor mit einem röhrenförmigen Gehäuse (10, 20), das eine axiale Linie (S) definiert, eine Membran (30), die an einem Kopfende des Gehäuses (10, 20) befestigt und einem druckbeaufschlagten Medium ausgesetzt ist, einem Druckmesselement (70), das aus einer ersten Elektrode (71), einem piezoelektrischen Element (72) und einer zweiten Elektrode (73) besteht, die nacheinander in Richtung der axialen Linie (S) von der Kopfendseite innerhalb des Gehäuses (10, 20) gestapelt sind, und ein Vorlastaufbringelement (80), das innerhalb des Gehäuses (10, 20) angeordnet und so konfiguriert ist, dass ein Mittelbereich, der auf der axialen Linie (S) zentriert ist, konfiguriert ist, um eine feste Form aufzuweisen, um eine Vorlast durch Drücken des Druckmesselements (70) in Richtung der Membran (30) aufzubringen.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die Offenbarung bezieht sich auf einen Drucksensor, der einen Druck eines druckbeaufschlagten Mediums erfasst, und insbesondere, auf einen Drucksensor, der einen Druck eines Hochtemperatur-druckbeaufschlagten Mediums, wie beispielsweise eines Verbrennungsgases, im Inneren einer Brennkammer eines Motors erfasst.
Beschreibung des Standes der Technik
Als Drucksensor ist im Stand der Technik ein Verbrennungsdrucksensor bekannt geworden, beinhaltend ein röhrenförmiges Gehäuse, eine Blende bzw. Wandscheibe bzw. Membran, die mit einem Kopfende des Gehäuses gekoppelt ist und ganzheitlich eine Druckübertragungseinheit aufweist, ein piezoelektrisches Element, das in Kontakt mit der Membran angeordnet ist, eine zweite Elektrode, die in Kontakt mit dem piezoelektrischen Element angeordnet ist, einen Isolierring, der in Kontakt mit der zweiten Elektrode angeordnet ist, ein röhrenförmiges Stützelement, das in Kontakt mit dem Isolierring angeordnet ist, ein zylindrisches Druckelement, das dem piezoelektrischen Element eine Vorlast aufbringt, um die Empfindlichkeit und Linearität des piezoelektrischen Elements zu erhöhen, und dergleichen, und einen Verbrennungsdruck eines Verbrennungsgases in einer Brennkammer erfasst (z.B. Japanisches Patent Nr. 5978073 ).
Im Drucksensor ist das Presselement bzw. Druckelement als Hohlkörper ausgebildet, der die Druckübertragungseinheit der Membran, des piezoelektrischen Elements, der zweiten Elektrode, des Isolierrings und des Trägerelements in einem gestapelten Zustand aufnimmt, das Trägerelement so abdichtet, dass es unbeweglich ist und den Außenumfang jeder Komponente abdeckt.
Weiterhin wird bei Einbauarbeit zum Aufbringen einer Vorlast, eine Zuglast auf das Druckelement aufgebracht und das Druckelement und die äußere Umfangsfläche der Druckübertragungseinheit durch Schweißen fixiert, so dass dem piezoelektrischen Element eine gewünschte Vorlast aufgebracht wird.
Hier ist das Druckelement ausgebildet, um eine Hohlform aufzuweisen und weist eine Struktur auf, in der das Stützelement und ein äußerer Umfangsflächenbereich der Druckübertragungseinheit durch eine elastische Kraft in einem dünnen Abschnitt des Druckelements zusammengezogen werden, so dass eine Vorlast auf das piezoelektrische Element in einer axialen Linienrichtung des Gehäuses ausgeübt wird.
Da also keine Vorlast auf die axiale Linie des Gehäuses ausgeübt wird, die durch die Mitte der Membran verläuft, kann die Druckfestigkeit durch die Spannungskonzentration im dünnen Teil des Druckelements reduziert werden, und es besteht die Sorge, ob dem piezoelektrischen Element eine gewünschte Vorlast aufgebracht wird.
Da das Druckelement eine Hohlform aufweist und der Isolierring ebenfalls eine Ringform aufweist, ist es zudem schwierig, eine Miniaturisierung zu erreichen, da auf der Innenseite eine Hohlform erforderlich ist. Da eine Fläche zur Aufnahme einer Last klein ist, besteht auch die Sorge um eine Verringerung des Druckwiderstandes.
Da das Druckelement an der Druckübertragungseinheit befestigt ist, die auch als erste Elektrode durch Schweißen funktioniert, muss das Druckelement aus einem metallischen Material gebildet sein. Wenn daher eine Durchmesserreduzierung des Druckelements erreicht wird, wird der Abstand zwischen der zweiten Elektrode, die im Inneren des Druckelements angeordnet ist, und dem Druckelement verringert, und es besteht daher die Befürchtung, dass eine Ausgangsseite (zweite Elektrode) und eine GND-Seite (Druckübertragungseinheit) kurzgeschlossen werden können.
Patentdokumente
[Patent Dokument 1] Japanisches Patent Nr. 5978073
ZUSAMMENFASSUNG
Die Offenbarung stellt einen Drucksensor bereit, der fähig ist, den Druckwiderstand bzw. die Druckfestigkeit zu verbessern, um einem piezoelektrischen Element eine gewünschte Vorlast aufzubringen und eine vorgegebene Sensorgenauigkeit zu gewährleisten.
Ein Aspekt der Offenbarung stellt einen Drucksensor bereit, beinhaltend ein röhrenförmiges Gehäuse, das eine axiale Linie definiert, eine Blende bzw. Wandscheibe bzw. Membran, die an einem Kopfende des Gehäuses befestigt und einem druckbeaufschlagten Medium ausgesetzt ist, ein Druckmesselement bestehend aus einer ersten Elektrode und einem piezoelektrischen Element, und einer zweiten Elektrode, die nacheinander in Richtung der axialen Linie von einer Kopfendseite im Inneren des Gehäuses gestapelt sind, und ein Vorlastaufbringelement, das im Inneren des Gehäuses angeordnet ist und so konfiguriert ist, dass ein Mittelbereich auf der axialen Linie zentriert ist, so konfiguriert ist, dass er eine feste Form aufweist, um eine Vorlast durch Drücken des Druckmesselements in Richtung der Membran zu erzeugen.
Gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung beinhaltet die Membran im Drucksensor einen flexiblen, plattenförmigen Abschnitt, der am Gehäuse befestigt ist, und einen Vorsprungsabschnitt, der aus einem Mittelbereich des flexiblen, plattenförmigen Abschnitts in Richtung eines Inneren des Gehäuses ragt, und das Vorlastaufbringelement so konfiguriert ist, dass es das Druckmesselement in Richtung des Vorsprungsabschnitt drückt.
Gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung beinhaltet das Vorlastaufbringelement im Drucksensor ein Befestigungselement, das am Gehäuse befestigt ist und ein Isolierelement, das zwischen dem Befestigungselement und der zweiten Elektrode angeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung weist das Befestigungselement im Drucksensor einen Stanzabschnitt bzw. gestanzten Abschnitt in einem äußeren Umfangsbereich außerhalb des Mittelbereich auf, der auf der axialen Linie zentriert ist, um es einem Konduktor zu ermöglichen, der mit der ersten Elektrode oder der zweiten Elektrode verbunden ist, durch ihn hindurchzugehen.
Gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung beinhaltet der Drucksensor weiterhin ein Positionierungselement, das im Inneren des Gehäuses angepasst ist. Das Druckmesselement ist im Positionierungselement so angepasst, dass es auf der axialen Linie positioniert ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung beinhaltet das Vorlastaufbringelement im Drucksensor ein Befestigungselement, das am Gehäuse befestigt ist und ein Isolierelement, das zwischen dem Befestigungselement und der zweiten Elektrode angeordnet ist, und das Positionierungselement ist aus einem Isoliermaterial gebildet und weist eine röhrenförmige Form auf, die ein Durchgangsloch definiert, in die das Druckmesselement und das Isolierelement angepasst sind.
Gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung beinhaltet der Drucksensor weiterhin ein Wärmeisolierelement, das zwischen der Membran und der ersten Elektrode positioniert ist. Das Wärmeisolierelement wird in das Durchgangsloch des Positionierungselements angepasst.
Gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung beinhaltet das Vorlastaufbringelement im Drucksensor ein Befestigungselement, das an dem Gehäuse befestigt ist und ein Isolierelement, das zwischen dem Befestigungselement und der zweiten Elektrode angeordnet ist, und das Positionierungselement beinhaltet ein Isoliermaterial und weist eine mit einem Boden versehene röhrenförmige Form auf, die einen konkaven Abschnitt definiert, in den das Druckmesselement und das Isolierelement angepasst sind.
Gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung beinhaltet der Drucksensor weiterhin ein Wärmeisolierelement, das zwischen der Membran und der ersten Elektrode positioniert ist. Das Positionierungselement dient als Wärmeisolierelement.
Gemäß einer Ausführungsfonn der Offenbarung weist das Positionierungselement im Drucksensor einen gestanzten Abschnitt auf, der so konfiguriert ist, um es einem Konduktor, der mit der ersten Elektrode oder der zweiten Elektrode verbunden ist, zu ermöglichen, durch ihn hindurchzugehen.
Gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung beinhaltet der Drucksensor im Drucksensor weiterhin ein Positionierungselement, das an ein Inneres des Gehäuses angepasst ist. Das Druckmesselement ist im Positionierungselement so angebracht, dass es auf der axialen Linie positioniert ist. Das Gehäuse beinhaltet ein Außengehäuse und ein Untergehäuse, das in das Außengehäuse angepasst ist und daran befestigt ist, und die Membran, das Positionierungselement, das Druckmesselement und das Vorlastaufbringelement sind im Inneren des Untergehäuses angeordnet.
Gemäß dem Drucksensor mit der oben beschriebenen Konfiguration ist es möglich, einen Drucksensor zu erhalten, der in der Lage ist, die Druckfestigkeit zu verbessern, um einem piezoelektrischen Element eine gewünschte Vorlast aufzubringen und eine vorbestimmte Sensorgenauigkeit zu gewährleisten.
Figurenliste

1 ist eine Perspektivansicht, die eine Ausführungsform eines Drucksensors gemäß der Offenbarung veranschaulicht.
2 ist eine Querschnittsansicht entlang einer axialen Linie des in 1 dargestellten Drucksensors.
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Sensormoduls, das in dem in 1 dargestellten Drucksensor beinhaltet ist.
4 ist eine Querschnittsansicht des in 3 dargestellten Sensormoduls.
5 ist eine Querschnittsansicht des Sensormoduls an einer Position, an der das Sensormodul um 90 Grad um eine axiale Linie S in Bezug auf den in 4 dargestellten Querschnitt gedreht wird.
6 ist eine Querschnittsansicht, die einen Vorgang zum Aufbringen einer Vorlast und Durchführen des Einbaus in das in 3 dargestellte Sensormodul darstellt.
7 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform eines Drucksensors gemäß der Offenbarung und ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Sensormoduls, das in den Drucksensor aufgenommen ist.
8 ist eine Querschnittsansicht des in 7 dargestellten Sensormoduls.
9 ist eine Querschnittsansicht des Sensormoduls an einer Position, an der das Sensormodul um 90 Grad um eine axiale Linie S in Bezug auf den in 8 dargestellten Querschnitt gedreht wird.
10 ist eine Querschnittsansicht, die einen Vorgang zum Aufbringen einer Vorlast und zum Durchführen des Einbaus in das in 7 dargestellte Sensormodul darstellt.
11 ist eine Perspektivansicht, die gemäß der Offenbarung noch eine weitere Ausführungsform eines Drucksensors darstellt.
12 ist eine Querschnittsansicht entlang einer axialen Linie des in 11 dargestellten Drucksensors.
13 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Sensormoduls, das in dem in 12 dargestellten Drucksensor beinhaltet ist.
14 ist eine Querschnittsansicht des in 13 dargestellten Sensormoduls.
15 ist eine Querschnittsansicht des Sensormoduls an einer Position, an der das Sensormodul um 90 Grad um eine axiale Linie S in Bezug auf den in 14 dargestellten Querschnitt gedreht wird.
16 ist eine Querschnittsansicht, die einen Vorgang zum Aufbringen einer Vorlast und zum Durchführen des Einbaus in das in 13 dargestellte Sensormodul veranschaulicht.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden die Ausführungsformen der Offenbarung mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben.
Wie in 2 dargestellt, erfasst ein Drucksensor gemäß einer ersten Ausführungsform, der an einem Zylinderkopf H eines Motors befestigt ist, einen Druck eines Verbrennungsgases im Inneren einer Brennkammer als ein druckbeaufschlagtes Medium.
Wie in den 1 bis 3 dargestellt, beinhaltet der Drucksensor gemäß der ersten Ausführungsform ein Außengehäuse 10 und ein Untergehäuse 20 als röhrenförmiges Gehäuse, die eine axiale Linie S definieren, eine Membran 30, eine Halteplatte 40, ein Positionierungselement 50, ein Wärmeisolierelement 60, ein Druckmesselement 70, ein Vorlastaufbringelement 80, Leitungsdrähte 91 und 92 als Konduktoren und einen Verbinder 100.
Das Druckmesselement 70 besteht aus einer ersten Elektrode 71, einem piezoelektrischen Element 72 und einer zweiten Elektrode 73, die nacheinander in einer Richtung der axialen Linie S von der Kopfendseite des Gehäuses gestapelt sind.
Das Vorlastaufbringelement 80 besteht aus einem Befestigungselement 81 und einem Isolierelement 82.
Wie in den 1 und 2 dargestellt, ist das Außengehäuse 10 so ausgebildet, dass es eine zylindrische Form aufweist, die sich in die Richtung der axialen Linie S unter Verwendung eines Metallmaterials erstreckt, wie beispielsweise Ausscheidungshärtung oder ferritischer Edelstahlt, und beinhaltet eine passende Innenumfangswand 11, einen Stufenabschnitt bzw. einen abgestuften Abschnitt 12, einen Durchgang 13, einen Außengewindeabschnitt 14, der an dessen Außenumfangsfläche ausgebildet ist, einen Flanschabschnitt 15 und einen Verbinderverbindungsabschnitt 16.
Wie in den 4 und 5 dargestellt, ist das Untergehäuse 20 so ausgebildet, dass es eine zylindrische Form aufweist, die sich in Richtung der axialen Linie S unter Verwendung eines Metallmaterials wie Ausscheidungshärtung oder ferritischer Edelstahl erstreckt, und beinhaltet eine äußere Umfangswand 21, die an der passenden Innenumfangswand 11 angepasst ist, eine innere Umfangswand 22, die um die axiale Linie S zentriert ist, eine Kopfendoberfläche 23 und eine rückseitige Endfläche 24.
Darüber hinaus ist das Untergehäuse 20 in das Innere des Außengehäuses 10 so angepasst, dass es durch Schweißen oder dergleichen in einem Zustand befestigt wird, in dem die Membran 30, die Halteplatte 40, das Positionierungselement 50, das Wärmeisolierelement 60, das Druckmesselement 70, das Vorlastaufbringelement 80, der Leitungsdraht 91 und der Leitungsdraht 92 darin enthalten bzw. eingebaut sind.
Wie in den 4 und 5 dargestellt, ist die Membran 30 aus einem Metallmaterial ausgebildet, wie beispielsweise ausscheidungsgehärtetem Edelstahl, und beinhaltet einen flexiblen plattenförmigen Abschnitt 31 und einen Vorsprungsabschnitt 32, der so ausgebildet ist, dass er mit dem flexiblen plattenförmigen Abschnitt 31 kontinuierlich ist.
Der flexible plattenförmige Abschnitt 31 ist so ausgebildet, dass er eine elastisch verformbare Scheibenform aufweist, und ein äußerer Randbereich davon ist an der Kopfendoberfläche 23 des Untergehäuses 20 durch Schweißen oder dergleichen befestigt.
Auf den flexiblen plattenförmigen Abschnitt 31 wirkt eine dem Druck eines Verbrennungsgases entsprechende Last, und der flexible plattenförmige Abschnitt 31 wird durch die Last in Richtung der axialen Linie S elastisch verformt.
Das heißt, die Membran 30 ist am Kopfende des Untergehäuses 20 befestigt, das einen Abschnitt des Gehäuses bildet und wird einem druckbeaufschlagten Medium ausgesetzt.
Der Vorsprungsabschnitt 32 ist so ausgebildet, dass er eine säulenförmige Form aufweist, die sich in die Richtung der axialen Linie S zum Inneren des Untergehäuses 20 von einem Mittelbereich des flexiblen plattenförmigen Abschnitts 31, der auf der axialen Linie S zentriert, erstreckt.
Die äußere Umfangsfläche des Vorsprungsabschnitts 32 ist mit einem Ringspalt von der inneren Umfangswand 22 des Untergehäuses 20 angeordnet.
Darüber hinaus spielt der Vorsprungsabschnitt 32 eine Rolle bei der Übertragung einer vom flexiblen plattenförmigen Abschnitt 31 empfangenen Kraft auf das piezoelektrische Element 72 durch die Halteplatte 40, das Wärmeisolierelement 60 und die erste Elektrode 71.
Darüber hinaus ist der Vorsprungsabschnitt 32 bereitgestellt, so dass eine auf die Membran 30 übertragene Wärmeübertragungsmenge durch den Vorsprungsabschnitt 32 begrenzt wird, dessen Fläche beim Übertragen der Wärme auf das Innere des Untergehäuses 20 verengt wird. Daher ist es möglich, eine Wärmeübertragungsmenge zu unterdrücken, die sich von der Membran 30 nach innen bewegt.
Wie in den 4 und 5 dargestellt, ist die Halteplatte 40 so ausgebildet, dass sie eine Scheibenform mit einem Außendurchmesser aufweist, der größer ist als der Außendurchmesser des Vorsprungsabschnitts 32, unter Verwendung eines Metallmaterials wie Ausscheidungshärtung oder ferritischem Edelstahl.
Darüber hinaus ist die Halteplatte 40 zwischen dem Vorsprungsabschnitt 32 der Membran 30 und dem Wärmeisolierelement 60 positioniert, um eine Rolle beim Halten des Positionierungselements 50 zu spielen, so dass es von dem flexiblen plattenförmigen Abschnitt 31 getrennt ist, und definiert einen Raum zwischen dem flexiblen plattenförmigen Abschnitt 31 der Membran 30 und dem Positionierungselement 50.
Dementsprechend ist es möglich, die Wärmeübertragung von der Membran 30 auf das Innere des Gehäuses durch das Vorhandensein des oben beschriebenen Raumes effizient zu unterdrücken.
Darüber hinaus kann die Halteplatte 40 aus einem Isoliermaterial oder einem anderen Material gebildet werden, sofern sie eine hohe mechanische Festigkeit aufweist.
Wie in den 4 und 5 dargestellt, ist das Positionierungselement 50 so ausgebildet, dass es eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweist, die sich in die Richtung der axialen Linie S unter Verwendung eines Isoliermaterials mit einer elektrischen Isoliereigenschaft und einer thermischen Isoliereigenschaft erstreckt, und beinhaltet ein Durchgangsloch 51, einen passenden konkaven Abschnitt bzw. einen konkaven Passabschnitt 52, eine äußere Umfangsfläche 53 und zwei Kerbennut 54 als gestanzte Abschnitte, die es den Leitungsdrähten 91 und 92 ermöglichen, hindurch zu gehen.
Das Durchgangsloch 51 ist als kreisförmiges Loch ausgebildet, die auf der axialen Linie S zentriert ist und sich in Richtung der axialen Linie S erstreckt.
Der konkave Passabschnitt 52 ist als kreisförmiger konkaver Passabschnitt ausgebildet, der auf der axialen Linie S zentriert ist, um die Halteplatte 40 aufzunehmen.
Die äußere Umfangsfläche 53 ist als säulenförmige Oberfläche ausgebildet, die auf der axialen Linie S zentriert ist, um an der inneren Umfangswand 22 des Untergehäuses 20 angepasst zu werden.
Die beiden Kerbennuten 54 in Richtung der axialen Linie S das gleiche Tiefenmaß aufweisen und sind an punktsymmetrischen Positionen vorgesehen und sind voneinander getrennt durch 180 Grad um die axiale Linie S.
Hier kann ein Isoliermaterial zum Bilden des Positionierungselements 50 eine hohe Wärmekapazität und eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Die Wärmeleitfähigkeit ist beispielsweise vorzugsweise gleich oder kleiner als 15 W/m·K und bevorzugter gleich oder kleiner als 5 W/m·K. Beispiele für ein bestimmtes Material beinhalten Keramiken wie Quarzglas, Steatit, Zirkonoxid, Cordierit, Forsterit, Mullit und Yttriumdioxid oder ein leitfähiges Material, das einer Isolierung unterzogen wurde.
Darüber hinaus positioniert und hält das Positionierungselement 50, das von der Halteplatte 40 getragen wird, die an dem Vorsprungsabschnitt 32 anliegt und an der Innenumfangswand 22 des Untergehäuses 20 angepasst ist, das Wärmeisolierelement 60 und das Druckmesselement 70 bestehend aus der ersten Elektrode 71, dem piezoelektrischen Element 72 und der zweiten Elektrode 73, und das Isolierelement 82 in einem gestapelten Zustand innerhalb des Durchgangslochs 51.
Das heißt, das Positionierungselement 50 ist an dem Inneren des Untergehäuses 20 angepasst, das einen Teil des Gehäuses bildet. Das Wärmeisolierelement 60, das Druckmesselement 70 und das Isolierelement 82 sind in das Durchgangsloch 51 so angepasst, dass sie auf der axialen Leitung S positioniert sind.
Daher ist es möglich, das Wärmeisolierelement 60 und die erste Elektrode 71, das piezoelektrische Element 72 und die zweite Elektrode 73, die das Druckmesselement 70 auf der axialen Linie S bilden, mit dem Positionierungselement 50 als Referenz zu positionieren und gleichzeitig die Isolationseigenschaften beider Elektroden zu sichern, um diese Komponenten leicht einzubauen.
Weiterhin kann eine Wärmeleitfähigkeit des Positionierungselements 50 gleich einer Wärmeleitfähigkeit des Wärmeisolierelements 60 und niedriger als eine Wärmeleitfähigkeit des Isolierelements 82 sein. Dabei ist es auch möglich, das Positionierungselement 50 als Wärmeisolierelement zu verwenden.
Weiterhin wird das Positionierungselement 50 von der Halteplatte 40 gestützt und getrennt vom flexiblen plattenförmigen Abschnitt 31 der Membran 30 angeordnet oder ist so ausgebildet, dass es das Wärmeisolierelement 60 umschließt, so dass die Wärmeübertragung von der Membran 30 und einem Wandabschnitt des Gehäuses auf das piezoelektrische Element 72 effizient unterdrückt werden kann.
Wie in den 3 bis 5 dargestellt, ist das Wärmeisolierelement 60 so ausgebildet, dass es eine säulenförmige Form mit einer vorbestimmten Höhe und einem Außendurchmesser aufweist, der den Außendurchmessern des Vorsprungsabschnitts 32 und der ersten Elektrode 71 entspricht, wobei ein Isoliermaterial mit einer elektrischen Isolationseigenschaft und einer thermischen Isolationseigenschaft verwendet wird.
Hier kann ein Isoliermaterial zur Bildung des Wärmeisolierelements 60 eine hohe Wärmekapazität und eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Die Wärmeleitfähigkeit ist beispielsweise vorzugsweise gleich oder kleiner als 15 W/m·K und bevorzugter gleich oder kleiner als 5 W/m·K. Beispiele für ein bestimmtes Material beinhalten Keramiken wie Quarzglas, Steatit, Zirkonoxid, Cordierit, Forsterit, Mullit und Yttriumdioxid oder ein leitfähiges Material, das einer Isolierung unterzogen wurde.
Darüber hinaus ist das Wärmeisolierelement 60 eng zwischen der Halteplatte 40, die gegen den Vorsprungsabschnitt 32 der Membran 30 anliegt, und der ersten Elektrode 71 im Inneren des Untergehäuses 20 angeordnet.
Dabei wirkt das Wärmeisolierelement 60 so, dass die Wärmeübertragung von der Membran 30 zur ersten Elektrode 71 unterdrückt wird.
Das heißt, eine Last durch Druck, die von der Membran 30 aufgenommen wird, wird über die Halteplatte 40, das Wärmeisolierelement 60 und die erste Elektrode 71 auf das piezoelektrische Element 72 übertragen, und die Wärmeübertragung von der Membran 30 auf die erste Elektrode 71 wird durch das Wärmeisolierelement 60 unterdrückt.
Dementsprechend wird der Einfluss von Wärme auf das piezoelektrische Element 72 angrenzend an die erste Elektrode 71 unterdrückt, so dass es möglich ist, eine Schwankung in einem Referenzpunkt (Nullpunkt) eines Sensorausgangs zu verhindern und eine vorgegebene Sensorgenauigkeit zu erhalten.
Das Druckmesselement 70 funktioniert zum Erfassen eines Drucks und beinhaltet die erste Elektrode 71, das piezoelektrische Element 72 und die zweite Elektrode 73, die nacheinander von ihrer Kopfendseite in Richtung der axialen Linie S im Inneren des Untergehäuses 20 gestapelt sind, wie in den 3 bis 5 dargestellt.
Die erste Elektrode 71 ist so ausgebildet, dass sie eine säulenförmige oder scheibenförmige Form mit einem Außendurchmesser aufweist, der in die Durchgangsloch 51 des Positionierungselements 50 unter Verwendung eines leitfähigen Metallmaterials wie Ausscheidungshärtung oder ferritischem Edelstahl angepasst wird.
Darüber hinaus ist die erste Elektrode 71 so angeordnet, dass eine Oberfläche davon in engem Kontakt mit dem Wärmeisolierelement 60 und die andere Oberfläche in engem Kontakt mit dem piezoelektrischen Element 72 innerhalb des Durchgangslochs 51 des Positionierungselements 50 steht.
Das piezoelektrische Element 72 ist in einer viereckigen Prismenform mit Abmessungen ausgebildet, so dass es nicht mit dem Durchgangsloch 51 des Positionierungselements 50 in Kontakt kommt.
Darüber hinaus ist das piezoelektrische Element 72 so angeordnet, dass eine Oberfläche davon in engem Kontakt mit der ersten Elektrode 71 und die andere Oberfläche in engem Kontakt mit der zweiten Elektrode 73 im Inneren des Durchgangslochs 51 des Positionierungselements 50 steht.
Dabei gibt das piezoelektrische Element 72 ein elektrisches Signal auf der Grundlage einer Verzerrung durch eine in Richtung der axialen Linie S aufgenommene Last aus.
Darüber hinaus werden als piezoelektrisches Element 72 Keramiken wie Zinkoxid (ZnO), Bariumtitanat (BaTiO3) und Bleizirkonattitanat (PZT), Quarzkristall und dergleichen eingesetzt.
Die zweite Elektrode 73 ist so ausgebildet, dass sie eine säulenförmige oder zylindrische Form mit einem Außendurchmesser aufweist, der in das Durchgangsloch 51 des Positionierungselements 50 unter Verwendung eines leitfähigen Metallmaterials wie Ausscheidungshärtung oder ferritischem Edelstahl angepasst wird.
Darüber hinaus ist die zweite Elektrode 73 so angeordnet, dass eine Oberfläche davon in engem Kontakt mit dem piezoelektrischen Element 72 und die andere Oberfläche in engem Kontakt mit dem Isolierelement 82 innerhalb des Durchgangslochs 51 des Positionierungselements 50 steht.
Wie in den 3 bis 5 dargestellt, spielt das Vorlastaufbringelement 80, das im Inneren des Untergehäuses 20 angeordnet ist, das einen Abschnitt des Gehäuses bildet, eine Rolle des Pressens des Druckmesselements 70 in Richtung der Membran 30, um dem Druckmesselement 70 eine Vorlast aufzubringen und lineare Eigenschaften als Sensor dem Druckmesselement 70 aufzubringen, und besteht aus dem Befestigungselement 81 und dem Isolierelement 82.
Das Befestigungselement 81 ist so ausgebildet, dass es eine im Wesentlichen feste säulenförmige Form in einem Mittelbereich aufweist, der auf der axialen Linie S zentriert ist und eine Fläche einnimmt, der gleich oder größer ist als der des Durchgangslochs 51, unter Verwendung eines Metallmaterials wie Ausscheidungshärtung oder ferritischer Edelstahl.
Darüber hinaus beinhaltet das Befestigungselement 81 zwei vertikale Nuten 81a als gestanzte Abschnitte in einem äußeren Umfangsbereich, der vom Mittelbereich abweicht.
Die beiden vertikalen Nuten 81a sind an punktsymmetrischen Positionen zu und getrennt voneinander durch 180 Grad um die axiale Linie S um 180 Grad ausgebildet, um es jeweils den Leitungsdrähten 91 und 92 zu ermöglichen, hindurch zu gehen.
Das heißt, das Befestigungselement 81 ist so ausgebildet, dass der auf der axialen Linie S zentrierende Mittelbereich davon eine feste Form aufweist und einen gestanzten Abschnitt im äußeren Umfangsbereich aufweist, der von dem Mittelbereich abweicht.
Das Isolierelement 82 ist so ausgebildet, dass es eine säulenförmige oder zylindrische Form mit einem Außendurchmesser aufweist, der in das Durchgangsloch 51 des Positionierungselements 50 unter Verwendung eines Isoliermaterials mit einer elektrisch hohen Isoliereigenschaft angepasst ist.
Das heißt, das Isolierelement 82 ist so ausgebildet, dass es eine feste Form aufweist, die in dem gesamten Bereich keinen Hohlraum oder Stanze aufweist und eine Fläche einnimmt, der derjenigen des Durchgangslochs 51 entspricht.
Darüber hinaus fungiert das Isolierelement 82 dazu, die elektrische Isolierung zwischen der zweiten Elektrode 73 und dem Fixierelement 81 aufrechtzuerhalten und die auf das piezoelektrische Element 72 übertragene Wärme zum Befestigungselement 81 zu leiten, um Wärme abzugeben.
Das Isoliermaterial des Isolierelements 82 kann eine geringe Wärmekapazität und eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, und Beispiele für ein spezifisches Material beinhalten Keramiken wie Aluminiumoxid, Saphir, Aluminiumnitrid und Siliziumkarbid oder ein leitfähiges Material, das einer Isolationsbehandlung unterzogen wurde.
Weiterhin kann das Isolierelement 82 eine Wärmeleitfähigkeit aufweisen, die höher ist als die Wärmeleitfähigkeit des Wärmeisolierelements 60, beispielsweise gleich oder höher als 30 W/m·K. Darüber hinaus kann das Isolierelement 82 eine geringere Wärmekapazität aufweisen als das des Wärmeisolierelements 60. Dementsprechend kann eine auf das piezoelektrische Element 72 übertragene Wärmeübertragungsmenge durch das Wärmeisolierelement 60 so weit wie möglich unterdrückt werden, und die auf das piezoelektrische Element 72 übertragene Wärme kann veranlasst werden, durch das Isolierelement 82 abgeleitet zu werden.
Wie vorstehend beschrieben, ist das Vorlastaufbringelement 80, das aus dem Befestigungselement 81 und dem Isolierelement 82 besteht, so ausgebildet, dass der Mittelbereich davon, der auf der axialen Linie S zentriert ist, eine feste Form aufweist und eine Last durch direktes Drücken des Druckmesselements 70 im Mittelbereich, der durch die axiale Linie S verläuft, ausübt.
Weiterhin sind in der vorliegenden Ausführungsform das Wärmeisolierelement 60, die erste Elektrode 71, die zweite Elektrode 73 und das Isolierelement 82 so ausgebildet, dass sie im Wesentlichen die gleiche Außendurchmesserabmessung und im Wesentlichen die gleiche Dickenabmessung aufweisen, d.h. im Wesentlichen die gleiche Form, um in das Durchgangsloch 51 des Positionierungselements 51 angepasst und auf der axialen Linie S positioniert zu werden, wie in 5 dargestellt.
Wie in den 2 und 4 dargestellt, ist der Leitungsdraht 91 elektrisch mit der ersten Elektrode 71 des Druckmesselements 70 verbunden, durchläuft eine Kerbennut 54 des Positionierungselements 50, eine vertikale Nut 81 a des Befestigungselements 81 und den Durchgang 13 des äußeren Gehäuses 10 und wird in einem Zustand zum Verbinder 100 geführt, in dem der Leitungsdraht 91 geführt wird, während er vom äußeren Gehäuse 10 isoliert ist.
Das heißt, die erste Elektrode 71 ist über den Leitungsdraht 91 mit einem Anschluss 102 des Verbinders 100 verbunden und über einen Außenverbinder mit einer Masseseite bzw. Erdungsseite (negativen Seite bzw. Minusseite) einer elektrischen Schaltung elektrisch verbunden.
Wie in den 2 und 4 dargestellt, ist der Leitungsdraht 92 elektrisch mit der zweiten Elektrode 73 des Druckmesselements 70 verbunden, durchläuft die andere Kerbennut 54 des Positionierungselements 50, die andere vertikale Nut 81a des Befestigungselements 81 und den Durchgangs 13 des Außengehäuses 10 und wird in einem Zustand zum Verbinder 100 geführt, in dem der Leitungsdraht 92 geführt wird, während er vom Außengehäuse 10 isoliert ist.
Das heißt, die zweite Elektrode 73 ist über den Leitungsdraht 92 mit einem Anschluss 103 des Verbinders 100 verbunden und elektrisch mit einer Ausgangsseite (positive Seite) der elektrischen Schaltung verbunden.
Wie in 2 dargestellt, beinhaltet der Verbinder 100 einen Kopplungsabschnitt 101, der mit dem Verbinderverbindungsabschnitt 16 des Außengehäuses 10 gekoppelt ist, der Anschluss 102, der mit dem Kopplungsabschnitt 101 fest verbunden und elektrisch mit dem Leitungsdraht 91 verbunden ist, und der Anschluss 103, der mit dem Kopplungsabschnitt 101 über ein Isolierelement und elektrisch mit dem Leitungsdraht 92 verbunden ist.
Die Anschlüsse 102 und 103 sind jeweils mit den Verbindungsanschlüssen des Außenanschlusses verbunden.
Als nächstes wird ein Vorgang zum Einbau des Drucksensors mit der oben beschriebenen Konfiguration beschrieben.
Wenn der Vorgang durchgeführt wird, werden das Außengehäuse 10, das Untergehäuse 20, die Membran 30, die Halteplatte 40, das Positionierungselement 50, das Wärmeisolierelement 60, die erste Elektrode 71, das piezoelektrische Element 72, die zweite Elektrode 73, das Befestigungselement 81, das Isolierelement 82, der Leitungsdraht 91, der Leitungsdraht 92 und der Verbinder 100 vorbereitet.
Zunächst wird, wie in 6 dargestellt, der flexible plattenförmige Abschnitt 31 der Membran 30 an der Kopfendoberfläche 23 des Untergehäuses 20 durch Schweißen W1 befestigt.
Anschließend wird das Positionierungselement 50 in die Innenumfangswand 22 des Untergehäuses 20 in einem Zustand angepasst, in dem die Halteplatte 40 in den konkaven Passabschnitt 52 angepasst wird und die Halteplatte 40 gegen den Vorsprungsabschnitt 32 der Membran 30 anliegt.
Anschließend werden das Wärmeisolierelement 60, die erste Elektrode 71, mit der der Leitungsdraht 91 verbunden ist, das piezoelektrische Element 72, die zweite Elektrode 73, mit der der Leitungsdraht 92 verbunden ist, und das Isolierelement 82 nacheinander gestapelt und in das Durchgangsloch 51 des Positionierungselements 50 angepasst.
Anschließend wird das Befestigungselement 81 in die Innenumfangswand 22 des Untergehäuses 20 angepasst und liegt an dem Isolierelement 82 an.
Anschließend wird mit einem Werkzeug, einer Lastanwendungsvorrichtung oder dergleichen von außen eine Last F auf das Befestigungselement 81 in Richtung der axialen Linie S aufgebracht und das Druckmesselement 70 auf die Membran 30 gedrückt wird, wodurch eine Vorlast aufgebracht wird.
Weiterhin wird in einem Zustand, in dem eine Vorlast aufgebracht wird, das Befestigungselement 81 an einem Bereich befestigt, in dem das Untergehäuse 20 durch Schweißen W2 so ausgebildet ist, dass es einen kleinen Außendurchmesser aufweist.
Dabei wird, wie in den 4 und 5 dargestellt, ein Sensormodul M1 ausgebildet.
Da hier die Schweißung W2 auf einen Bereich angewendet wird, in dem das Untergehäuse 20 einen kleinen Außendurchmesser aufweist, wird Sputtering bzw. Sputtern auch dann nicht von der passenden Innenumfangswand 11 des Außengehäuses 10 erfasst, wenn Sputtern zum Zeitpunkt der Schweißung W2 auftritt, so dass es möglich ist, das Sensormodul M1 einfach in das Außengehäuse 10 anzubringen.
Darüber hinaus ist ein Verfahren zum Einbau des Sensormoduls M1 nicht auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt, und die Halteplatte 40, das Wärmeisolierelement 60, die erste Elektrode 71, das piezoelektrische Element 72, die zweite Elektrode 73 und das Isolierelement 82 können vorab in das Positionierungselement 50 eingebaut werden, und das Positionierungselement 50 mit den oben beschriebenen verschiedenen darin eingebauten Komponenten wird in das Untergehäuse 20 angepasst, so dass das Befestigungselement 81 durch Schweißen oder dergleichen in einem Zustand, in dem eine Vorlast aufgebracht wird, an dem Untergehäuse 20 befestigt wird.
Anschließend wird das Sensormodul M1 in das Außengehäuse 10 eingebaut. Das heißt, die Leitungsdrähte 91 und 92 durchlaufen den Durchgang 13 des Außengehäuses 10 und das Untergehäuse 20 wird in die passende Innenumfangswand 11 des Außengehäuses 10 anpasst, so dass die rückseitige Endfläche 24 gegen den abgestuften Abschnitt 12 anliegt.
Danach wird das Untergehäuse 20 durch Schweißen am Außengehäuse 10 befestigt.
Darüber hinaus kann eine Stelle, an der das Schweißen des Untergehäuses 20 durchgeführt wird, ein beliebiger Bereich sein, wie beispielsweise ein Kopfendseitenbereich, ein Rückseitenbereich oder ein Zwischenbereich in Richtung der axialen Linie S.
Anschließend wird der Kopplungsabschnitt 101 am Verbinderverbindungsabschnitt 16 des Außengehäuses 10 befestigt.
Anschließend wird der Leitungsdraht 91 mit dem Anschluss 102 verbunden und dann wird der Anschluss 102 mit dem Kopplungsabschnitt 101 verbunden.
Anschließend wird der Leitungsdraht 92 mit dem Anschluss 103 verbunden, und dann wird der Anschluss 103 über ein Isolierelement an dem Anschluss 102 befestigt.
Dabei wird der Verbinder 100 am Außengehäuse 10 befestigt.
Damit ist das Einbauen des Drucksensors abgeschlossen.
Darüber hinaus ist das oben beschriebene Einbauverfahren nur ein Beispiel und nicht darauf beschränkt, und es können andere Einbauverfahren angenommen werden.
Gemäß dem Drucksensor der ersten Ausführungsform, da ein Mittelbereich ausgebildet ist, der auf der axiale Linie S des Vorlastaufbringungselements 80 zentriert ist, um eine feste Form aufzuweisen, kann eine durch die axiale Linie S hindurchgehende Komprimierungslast auf das Druckmesselement 70 ausgeübt werden. Dadurch wird die Druckfestigkeit verbessert und es ist möglich, dem Druckmesselement 70 eine gewünschte Vorlast aufzubringen. Da das Vorlastaufbringelement 80 eine feste Form aufweist, ist es möglich, eine Durchmesserreduzierung im Vergleich zu einem Vorlastaufbringelement im Stand der Technik, die eine Hohlform aufweist, zu erreichen.
Darüber hinaus ist es möglich, seit das Positionierungselement 50 angenommen ist, das in das Untergehäuse 20 angepasst ist, das Druckmesselement 70 und das Isolierelement 82 mit hoher Genauigkeit auf der axialen Linie S zu positionieren und zuverlässig zu verhindern, dass die erste Elektrode 71 und die zweite Elektrode 73 kurzgeschlossen werden, indem das Positionierungselement 50 aus einem Isoliermaterial gebildet wird.
Darüber hinaus beinhaltet das Gehäuse das Außengehäuse 10 und das Untergehäuse 20, das in das Außengehäuse 10 angepasst und daran befestigt ist, und die Membran 30, die Halteplatte 40, das Positionierungselement 50, das Wärmeisolierelement 60, das Druckmesselement 70 und das Vorlastaufbringelement 80 sind im Untergehäuse 20 angeordnet.
Dementsprechend ist es möglich, das Sensormodul M1 zu bilden, indem zuvor die Membran 30, die Halteplatte 40, das Positionierungselement 50, das Wärmeisolierelement 60, das Druckmesselement 70 und das Vorlastaufbringelement 80 in das Untergehäuse 20 eingebaut werden.
Daher ist es in einem Fall, in dem eine Anbringungsform und dergleichen je nach Anwendungsziel variiert, möglich, das Sensormodul M1 anzuwenden bzw. freizugeben, indem nur das Außengehäuse 10 für jedes Anwendungsziel eingestellt wird.
Da weiterhin das Wärmeisolierelement 60 angenommen ist, das zwischen der Membran 30 und der ersten Elektrode 71 positioniert ist, wird die auf die Membran 30 übertragene Wärme durch das Wärmeisolierelement 60 isoliert, wodurch die Wärmeübertragung von der Membran 30 auf die erste Elektrode 71 und das piezoelektrische Element 72 unterdrückt wird. Dadurch wird der Wärmeeinfluss auf das piezoelektrische Element 72 unterdrückt, so dass es möglich ist, eine Schwankung in einem Referenzpunkt (Nullpunkt) eines Sensorausgangs zu verhindern und eine vorgegebene Sensorgenauigkeit zu erreichen.
Hier ist das Wärmeisolierelement 60 aus einem Isoliermaterial gebildet, die erste Elektrode 71 ist über den Leitungsdraht 91 direkt mit einer elektrischen Schaltung verbunden, und die zweite Elektrode 73 ist über den Leitungsdraht 92 direkt mit der elektrischen Schaltung verbunden, so dass es möglich ist, die Erzeugung eines betreffenden Leckstroms zu verhindern, in einem Fall in dem eine erste Elektrode über ein Gehäuse mit einer Masse eines Zylinderkopfes eines Motors oder dergleichen verbunden ist und vorgegebene Sensoreigenschaften beizubehalten.
7 bis 10 veranschaulichen einen Drucksensor gemäß einer zweiten Ausführungsform der Offenbarung, bei der das Positionierungselement, die Halteplatte und das Wärmeisolierelement im Sensormodul M1 gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform geändert werden. Daher werden die gleichen Komponenten wie die des Drucksensors gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform durch die gleichen Bezugnummern und die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, und die Beschreibung wird weggelassen.
Der Drucksensor gemäß der zweiten Ausführungsform beinhaltet ein Außengehäuse 10 und ein Untergehäuse 20, eine Membran 30, ein Positionierungselement 150, ein Druckmesselement 70, ein Vorlastaufbringelement 80, einen Leitungsdraht 91, einen Leitungsdraht 92 und einen Verbinder 100.
Das Positionierungselement 150 ist so ausgebildet, dass es eine im Wesentlichen untere zylindrische Form aufweist, die sich in Richtung der axialen Linie S unter Verwendung eines Isoliermaterials mit einer elektrischen Isoliereigenschaft und einer thermischen Isoliereigenschaft erstreckt, und beinhaltet einen zylindrischen konkaven Abschnitt 151, der auf einer axialen Linie S zentriert ist, einen flachen Plattenabschnitt 152, der zwischen einem Vorsprungsabschnitt 32 und einer ersten Elektrode 71 positioniert ist, eine äußere Umfangsfläche 53 und zwei Kerbennuten 54.
Darüber hinaus ist ein Isoliermaterial zum Bilden des Positionierungselements 150 das gleiche wie das oben beschriebene Wärmeisolierelement 60 und das Positionierungselement 50.
Darüber hinaus positioniert und hält das Positionierungselement 150, das an einer Innenumfangswand 22 des Untergehäuses 20 angepasst ist und so konfiguriert ist, dass der flache Plattenabschnitt 152 an dem Vorsprungsabschnitt 32 anliegt, das Druckmesselement 70 bestehend aus der ersten Elektrode 71, einem piezoelektrischen Element 72 und einer zweiten Elektrode 73, und das Isolierelement 82 in einem gestapelten Zustand in einem konkaven Abschnitt 151.
Das heißt, das Positionierungselement 150 ist an dem Inneren des Untergehäuses 20 angepasst, das einen Teil des Gehäuses bildet. Das Druckmesselement 70 und das Isolierelement 82 sind im konkaven Abschnitt 151 so angepasst, dass sie auf der axialen Leitung S positioniert sind.
Daher ist es möglich, die erste Elektrode 71, das piezoelektrische Element 72 und die zweite Elektrode 73, die das Druckmesselement 70 auf der axialen Linie S bildet, mit dem Positionierungselement 150 als Referenz zu positionieren und gleichzeitig die Isolationseigenschaften beider Elektroden zu sichern, um diese Komponenten leicht einzubauen.
Darüber hinaus ist der flache Plattenabschnitt 152 des Positionierungselements 150 zwischen der Membran 30 und der ersten Elektrode 71 positioniert, um eine Rolle als Wärmeisolierelement zur Unterdrückung der Wärmeübertragung von der Membran 30 zur ersten Elektrode 71 zu spielen.
Das heißt, das Positionierungselement 150 positioniert das Druckmesselement 70 auf der axialen Linie S, um das Druckmesselement auszubohren, und dient gleichzeitig als Wärmeisolierelement, das zwischen der Membran 30 und der ersten Elektrode 71 positioniert ist.
Auf diese Weise, da das Positionierungselement 150 als Wärmeisolierelement ausgebildet ist, sind eine Halteplatte 40 und ein Wärmeisolierelement 60 in der ersten Ausführungsform nicht erforderlich, und es ist möglich, die Anzahl der Komponenten im Vergleich zu einem Fall zu reduzieren, in dem ein Wärmeisolierelement separat vorgesehen ist.
Da der flache Plattenabschnitt 152 ganzheitlich als Abschnitt des Positionierungselements 150 ausgebildet ist, fungiert das gesamte Positionierungselement 150 darüber hinaus als Wärmeisolierelement mit hoher Wärmekapazität.
Als nächstes wird ein Vorgang zum Einbau des Drucksensors mit der oben beschriebenen Konfiguration beschrieben.
Wenn der Vorgang durchgeführt wird, werden das Außengehäuse 10, das Untergehäuse 20, die Membran 30, das Positionierungselement 150, die erste Elektrode 71, das piezoelektrische Element 72, die zweite Elektrode 73, das Befestigungselement 81, das Isolierelement 82, der Leitungsdraht 91, der Leitungsdraht 92 und der Verbinder 100 vorbereitet.
Zunächst wird, wie in 10 dargestellt, der flexible plattenförmige Abschnitt 31 der Membran 30 mit der Schweißnaht W1 an der Kopfendoberfläche 23 des Untergehäuses 20 befestigt.
Anschließend wird das Positionierungselement 150 in die Innenumfangswand 22 des Untergehäuses 20 angepasst.
Anschließend werden die erste Elektrode 71, mit der der Leitungsdraht 91 verbunden ist, das piezoelektrische Element 72, die zweite Elektrode 73, mit der der Leitungsdraht 92 verbunden ist, und das Isolierelement 82 nacheinander gestapelt und in den konkaven Abschnitt 151 des Positionierungselements 150 angepasst.
Anschließend wird das Befestigungselement 81 in die Innenumfangswand 22 des Untergehäuses 20 angepasst und liegt an dem Isolierelement 82 an.
Anschließend wird mit einem Werkzeug, einer Lastaufnahmevorrichtung oder dergleichen von außen eine Last F auf das Befestigungselement 81 in Richtung der axialen Linie S aufgebracht und das Druckmesselement 70 auf die Membran 30 gedrückt, wodurch eine Vorlast aufgebracht wird.
Darüber hinaus wird das Befestigungselement 81 in einem Zustand, in dem eine Vorlast aufgebracht wird, unter Verwendung der Schweißung W2 an einem Bereich befestigt, in dem das Untergehäuse 20 so ausgebildet ist, dass es einen kleinen Außendurchmesser aufweist.
Dabei wird, wie in den 8 und 9 dargestellt, ein Sensormodul M2 ausgebildet.
Da hier die Schweißung W2 auf einen Bereich angewendet wird, in dem das Untergehäuse 20 einen kleinen Außendurchmesser aufweist, wird Sputtern auch dann nicht von der passenden Innenumfangswand 11 des Außengehäuses 10 aufgefangen, wenn zum Zeitpunkt der Schweißung W2 Sputtern auftritt, so dass es möglich ist, das Sensormodul M2 einfach in das Außengehäuse 10 einzubauen.
Darüber hinaus ist ein Verfahren zum Einbau des Sensormoduls M2 nicht auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt, und die erste Elektrode 71, das piezoelektrische Element 72, die zweite Elektrode 73 und das Isolierelement 82 können im Voraus in das Positionierungselement 150 eingebaut werden, und das Positionierungselement 150 mit den oben beschriebenen verschiedenen darin eingebauten Komponenten wird in das Untergehäuse 20 eingebaut, so dass das Befestigungselement 81 am Untergehäuse 20 durch Schweißen in einem Zustand angepasst wird, in dem ihm eine Vorlast aufgebracht wird.
Anschließend wird das Sensormodul M2 in das Außengehäuse 10 eingebaut.
Danach wird das Einbauen des Drucksensors durch das gleiche Verfahren wie der Vorgang gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform abgeschlossen.
Darüber hinaus ist das oben beschriebene Einbauverfahren nur ein Beispiel und nicht darauf beschränkt, und es können andere Einbauverfahren beschlossen werden.
Gemäß dem Drucksensor der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform kann, da der Mittelbereich, der auf der axialen Linie S des Vorlastaufbringelements 80 zentriert ist, ausgebildet ist, um eine feste Form aufzuweisen, eine durch die axiale Linie S hindurchgehende Kompressionslast auf das Druckmesselement 70 ausgeübt werden kann. Dadurch wird die Druckfestigkeit verbessert und es ist möglich, dem Druckmesselement 70 eine gewünschte Vorlast aufzubringen. Da das Vorlastaufbringelement 80 eine feste Form aufweist, ist es möglich, eine Durchmesserreduzierung im Vergleich zu einem Vorlastaufbringelement mit einer Hohlform im Stand der Technik zu erreichen.
Darüber hinaus ist es möglich, seit das Positionierungselement 150 angenommen ist, das im Untergehäuse 20 angepasst ist, das Druckmesselement 70 und das Isolierelement 82 mit hoher Genauigkeit auf der axialen Linie S zu positionieren und zuverlässig zu verhindern, dass die erste Elektrode 71 und die zweite Elektrode 73 kurzgeschlossen werden, indem das Positionierungselement 150 aus einem Isoliermaterial gebildet wird.
Darüber hinaus beinhaltet das Gehäuse das Außengehäuse 10 und das Untergehäuse 20, das in das Außengehäuse 10 angepasst und daran befestigt ist, und die Membran 30, das Positionierungselement 150, das Druckmesselement 70 und das Vorlastaufbringelement 80 sind im Untergehäuse 20 angeordnet.
Das heißt, es ist möglich, ein Sensormodul M2 zu bilden, indem vorher die Membran 30, das Positionierungselement 150, das als Wärmeisolierelement dient, das Druckmesselement 70 und das Vorlastaufbringelement 80 in das Untergehäuse 20 eingebaut werden.
Daher ist es in einem Fall, in dem eine Anbringungsform und dergleichen je nach Anwendungsziel variiert, möglich, das Sensormodul M2 zu freizugeben, indem nur das Außengehäuse 10 für jedes Anwendungsziel eingestellt wird.
Da der flache Plattenabschnitt 152 des Positionierungselements 150 angenommen ist als Wärmeisolierelement, das zwischen der Membran 30 und der ersten Elektrode 71 positioniert ist, zu funktioneren, wird die auf die Membran 30 übertragene Wärme durch die Gesamtheit des flachen Plattenabschnitts 152 oder des Positionierungselements 150 isoliert und somit die Wärmeübertragung von der Membran 30 auf die erste Elektrode 71 und das piezoelektrische Element 72 unterdrückt. Dadurch wird der Wärmeeinfluss auf das piezoelektrische Element 72 unterdrückt, so dass es möglich ist, eine Schwankung in einem Referenzpunkt (Nullpunkt) eines Sensorausgangs zu verhindern und eine vorgegebene Sensorgenauigkeit zu erreichen.
Insbesondere das Positionierungselement 150 dient als Wärmedämmelement, so dass es möglich ist, die Anzahl der Komponenten zu reduzieren und eine Struktur zu vereinfachen.
Da das Positionierungselement 150 aus einem Isoliermaterial gebildet ist, ist die erste Elektrode 71 über den Leitungsdraht 91 direkt mit einer elektrischen Schaltung verbunden, und die zweite Elektrode 73 ist über den Leitungsdraht 92 direkt mit der elektrischen Schaltung verbunden, ein Leckstrom wird nicht erzeugt und vorgegebene Sensoreigenschaften können ähnlich der ersten Ausführungsform beibehalten werden.
11 bis 16 veranschaulichen einen Drucksensor gemäß einer dritten Ausführungsform der Offenbarung. Komponenten, die mit denen des Drucksensors gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform identisch sind, werden durch die gleiche Bezugsnummer und die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, wobei die Beschreibung weggelassen wird.
Der Drucksensor gemäß der dritten Ausführungsform beinhaltet ein Außengehäuse 110 und ein Untergehäuse 20 als röhrenförmiges Gehäuse, die eine axiale Linie S definieren, eine Membran 30, ein Positionierungselement 250, ein Druckmesselement 70, ein Vorlastaufbringelement 80, einen Leitungsdraht 190 als Konduktor und einen Verbinder 200.
Ein Außengehäuse 110 ist so ausgebildet, dass es eine zylindrische Form aufweist, die sich in Richtung der axialen Linie S unter Verwendung eines Metallmaterials wie Ausscheidungshärtung oder ferritischem Edelstahl erstreckt, und beinhaltet eine passende Innenumfangswand 11, einen abgestuften Abschnitt 12, einen Durchgang 13, einen Außengewindeabschnitt 14, einen Flanschabschnitt 15 und einen Verbinderverbindungsabschnitt 116.
Der Leitungsdraht 190 ist elektrisch mit der zweiten Elektrode 73 des Druckmesselements 70 verbunden, durchläuft eine Kerbennut 254 des Positionierungselements 250, eine vertikale Nut 81 a des Befestigungselements 81a und den Durchgang 13 des Außengehäuses 110 und wird in einem Zustand zum Verbinder 200 geführt, in dem der Leitungsdraht 190 geführt wird, während er vom Außengehäuse 110 isoliert ist.
Das heißt, die zweite Elektrode 73 ist über den Leitungsdraht 190 mit dem Anschluss 202 des Verbinders 200 verbunden und über den Außenanschluss mit einer Ausgangsseite (positive Seite) der elektrischen Schaltung elektrisch verbunden.
Andererseits ist die erste Elektrode 71 des Druckmesselements 70 so angeordnet, dass sie an dem Vorsprungsabschnitt 32 der Membran 30 anliegt.
Das heißt, die erste Elektrode 71 ist über die Membran 30 und die Gehäuse (das Außengehäuse 110 und das Untergehäuse 20) mit einer Erdungsseite (Minusseite) einer elektrischen Schaltung elektrisch verbunden.
Der Verbinder 200 beinhaltet einen Kopplungsabschnitt 201, der mit dem Verbinderverbindungsabschnitt 116 des Außengehäuses 110 gekoppelt ist, und der Anschluss 202, der über ein Isolierelement mit dem Kopplungsabschnitt 201 verbunden und elektrisch mit dem Leitungsdraht 190 verbunden ist. Der Anschluss 202 ist mit einem Verbindungsanschluss des Außenanschlusses verbunden.
Wie in den 14 und 15 dargestellt, ist das Positionierungselement 250 so ausgebildet, dass es eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweist, die sich in Richtung der axialen Linie S unter Verwendung eines Isoliermaterials mit einer elektrischen Isoliereigenschaft und einer thermischen Isoliereigenschaft erstreckt, und beinhaltet ein zylindrisches Durchgangsloch 51, das auf der axialen Linie S zentriert ist, eine Endfläche 252, die mit einem flexiblen plattenförmigen Abschnitt 31 der Membran 30 in Kontakt steht, eine äußere Umfangsfläche 53 und zwei Kerbennuten 254 als gestanzte Abschnitte.
Die beiden Kerbennuten 254 haben das gleiche Tiefenmaß in Richtung der axialen Linie S und sind an Positionen punktsymmetrisch zueinander und um 180 Grad um die axiale Linie S herum voneinander getrennt angeordnet. In einem Fall, in dem der Leitungsdraht 190 durch die Kerbennuten verläuft, kann daher jede einzelne Kerbennut 254 verwendet werden.
Das heißt, das Positionierungselement 250 ist an der Innenseite des Untergehäuses 20 angepasst, das einen Teil des Gehäuses bildet. Das Druckmesselement 70 und das Isolierelement 82 sind in der Durchgangsloch 51 so angepasst sind, dass sie auf der axialen Leitung S positioniert sind.
Darüber hinaus ist ein Isoliermaterial zum Bilden des Positionierungselements 250 das gleiche wie die oben beschriebenen Positionierungselemente 50 und 150.
Darüber hinaus ist das Positionierungselement 250 an einer Innenumfangswand 22 des Untergehäuses 20 angepasst und positioniert und hält den Vorsprungsabschnitt 32 der Membran 30, das Druckmesselement 70 bestehend aus der ersten Elektrode 71, einem piezoelektrischen Element 72 und einer zweiten Elektrode 73, und das Isolierelement 82 in einem gestapelten Zustand im Inneren des Durchgangslochs 51.
Das heißt, das Positionierungselement 250 ist an dem Inneren des Untergehäuses 20 angepasst, das einen Teil des Gehäuses bildet. Der Vorsprungsabschnitt 32, das Druckmesselement 70 und das Isolierelement 82 sind in der Durchgangsloch 51 so angepasst, dass sie auf der axialen Linie S positioniert sind.
Daher ist es möglich, den Vorsprungsabschnitt 32 und die erste Elektrode 71, das piezoelektrische Element 72 und die zweite Elektrode 73, die das Druckmesselement 70 auf der axialen Linie S mit dem Positionierungselement 250 als Referenz bilden, zu positionieren und gleichzeitig die Isolationseigenschaften beider Elektroden zu sichern, um diese Komponenten leicht einzubauen.
Als nächstes wird ein Vorgang zum Einbau des Drucksensors mit der oben beschriebenen Konfiguration beschrieben.
Wenn der Vorgang durchgeführt wird, werden das Außengehäuse 110, das Untergehäuse 20, die Membran 30, das Positionierungselement 250, die erste Elektrode 71, das piezoelektrische Element 72, die zweite Elektrode 73, das Befestigungselement 81, das Isolierelement 82, der Leitungsdraht 190 und der Verbinder 200 vorbereitet.
Zunächst wird, wie in 16 dargestellt, der flexible plattenförmige Abschnitt 31 der Membran 30 an der Kopfendoberfläche 23 des Untergehäuses 20 durch Schweißen W1 befestigt.
Anschließend wird das Positionierungselement 250 in die Innenumfangswand 22 des Untergehäuses 20 angepasst und der Vorsprungsabschnitt 32 in das Durchgangsloch 51 angepasst.
Anschließend werden die erste Elektrode 71, das piezoelektrische Element 72, die zweite Elektrode 73, mit der der Leitungsdraht 190 verbunden ist, und das Isolierelement 82 nacheinander gestapelt und in das Durchgangsloch 51 des Positionierungselements 250 angepasst.
Anschließend wird das Befestigungselement 81 in die Innenumfangswand 22 des Untergehäuses 20 angepasst und liegt an dem Isolierelement 82 an.
Anschließend wird mit einem Werkzeug, einer Lastaufnahmevorrichtung oder dergleichen von außen eine Last F auf das Befestigungselement 81 in Richtung der axialen Linie S aufgebracht und das Druckmesselement 70 auf die Membran 30 gedrückt, wodurch eine Vorlast aufgebracht wird.
Weiterhin wird in einem Zustand, in dem eine Vorlast aufgebracht wird, das Befestigungselement 81 an einem Bereich befestigt, in dem das Untergehäuse 20 mit dem Schweißen W2 so ausgebildet ist, dass es einen kleinen Außendurchmesser aufweist.
Dabei wird, wie in den 14 und 15 dargestellt, ein Sensormodul M3 gebildet.
Da hier die Schweißung W2 auf einen Bereich angewendet wird, in dem das Untergehäuse 20 einen kleinen Außendurchmesser aufweist, wird Sputtern auch dann nicht von der passenden Innenumfangswand 11 des Außengehäuses 110 aufgefangen, wenn zum Zeitpunkt der Schweißung W2 Sputtern auftritt, so dass es möglich ist, das Sensormodul M3 einfach in das Außengehäuse 110 einzubauen.
Darüber hinaus ist ein Verfahren zum Einbau des Sensormoduls M3 nicht auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt, und die erste Elektrode 71, das piezoelektrische Element 72, die zweite Elektrode 73 und das Isolierelement 82 können im Voraus in das Positionierungselement 250 angepasst werden, und das Positionierungselement 250 mit den oben beschriebenen verschiedenen darin eingebauten Komponenten wird in das Untergehäuse 20 eingebaut, so dass das Befestigungselement 81 am Untergehäuse 20 durch Schweißen in einem Zustand befestigt wird, in dem ihm eine Vorlast aufgebracht wird.
Anschließend wird das Sensormodul M3 in das Außengehäuse 110 eingebaut. Das heißt, der Leitungsdraht 190 durchläuft den Durchgang 13 des Außengehäuses 110, und das Untergehäuse 20 wird in die passende Innenumfangswand 11 des Außengehäuses 110 angepasst, so dass eine rückseitige Endfläche 24 gegen den abgestuften Abschnitt 12 anliegt.
Danach wird das Untergehäuse 20 durch Schweißen am Außengehäuse 110 befestigt.
Darüber hinaus kann eine Stelle, an der das Schweißen des Untergehäuses 20 durchgeführt wird, ein beliebiger Bereich sein, wie beispielsweise ein Kopfendseitenbereich, ein Rückseitenbereich oder ein Zwischenbereich in Richtung der axialen Linie S.
Anschließend wird der Leitungsdraht 190 mit dem Anschluss 202 des Verbinders 200 verbunden und der Kopplungsabschnitt 201 mit dem Verbinderverbindungsabschnitt 116 des Außengehäuses 110 verbunden. Dabei wird der Verbinder 200 am Außengehäuse 110 befestigt. Damit ist der Einbau des Drucksensors abgeschlossen.
Darüber hinaus ist das oben beschriebene Einbauverfahren nur ein Beispiel und nicht darauf beschränkt, und es können andere Einbauverfahren übernommen werden.
Gemäß dem Drucksensor der vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsform, da der Mittelbereich, der auf der axialen Linie S des Vorlastaufbringelements 80 zentriert ist, ausgebildet ist, um eine feste Form aufzuweisen, kann eine durch die axiale Linie S hindurchgehende Kompressionslast auf das Druckmesselement 70 ausgeübt werden. Dadurch wird die Druckfestigkeit verbessert und es ist möglich, dem Druckmesselement 70 eine gewünschte Vorlast aufzubringen. Da das Vorlastaufbringelement 80 eine feste Form aufweist, ist es möglich, eine Durchmesserreduzierung im Vergleich zu einem Vorlastaufbringelement mit einer Hohlform im Stand der Technik zu erreichen.
Darüber hinaus ist es möglich, seit das Positionierungselement 250, das im Untergehäuse 20 angepasst ist, angenommen ist, das Druckmesselement 70 und das Isolierelement 82 mit hoher Genauigkeit auf der axialen Linie S zu positionieren und zuverlässig zu verhindern, dass die erste Elektrode 71 und die zweite Elektrode 73 kurzgeschlossen werden, indem das Positionierungselement 250 aus einem Isoliermaterial gebildet wird.
Darüber hinaus beinhaltet das Gehäuse das Außengehäuse 110 und das Untergehäuse 20, das in das Außengehäuse 110 angepasst ist und daran befestigt ist, und die Membran 30, das Positionierungselement 250, das Druckmesselement 70 und das Vorlastaufbringelement 80 sind im Untergehäuse 20 angeordnet.
Das heißt, es ist möglich, ein Sensormodul M3 zu bilden, indem zuvor die Membran 30, das Positionierungselement 250, das Druckmesselement 70 und das Vorlastaufbringelement 80 in das Untergehäuse 20 eingebaut werden.
Daher ist es in einem Fall, in dem die Anbringungsform und dergleichen je nach Anwendungsziel variiert, möglich, das Sensormodul M3 zu freizugeben, indem nur das Außengehäuse 110 für jedes Anwendungsziel eingestellt wird.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wurde die Membran 30, die ganzheitlich den flexiblen plattenförmigen Abschnitt 31 und den Vorsprungsabschnitt 32 enthält, als Membran beschrieben. Die Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und eine Konfiguration, in der der flexible plattenförmige Abschnitt 31 und der Vorsprungsabschnitt 32 getrennt so ausgebildet sind, dass der flexible plattenförmige Abschnitt 31 als Membran fungiert und der Vorsprungsabschnitt 32 als Kraftübertragungselement fungiert, kann angenommen werden.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wurde eine Konfiguration, die das Außengehäuse 10 oder 110 und das Untergehäuse 20 als Gehäuse beinhaltet, beschrieben. Die Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und es kann ein Gehäuse angenommen werden.
Wie vorstehend beschrieben, können die Drucksensoren der Offenbarung die Druckfestigkeit verbessern, um einem piezoelektrischen Element eine gewünschte Vorlast aufzubringen, eine vorgegebene Sensorgenauigkeit zu gewährleisten und den Einfluss von Wärme zu unterdrücken. Daher können die Drucksensoren insbesondere als Drucksensor eingesetzt werden, der einen Druck eines Hochtemperatur-druckbeaufschlagten Mediums, wie beispielsweise eines Verbrennungsgases in einer Brennkammer eines Motors, erfasst und auch als Drucksensor, der einen Druck eines anderen druckbeaufschlagten Mediums als ein Verbrennungsgas oder ein anderes druckbeaufschlagtes Medium erfasst.
Bezugszeichenliste

S: Axiale Linie
10, 110: Außengehäuse
20: Untergehäuse
30: Membran
31: Flexibler plattenförmiger Abschnitt
32: Vorsprungsabschnitt
50, 150, 250: Positionierungselement
51: Durchgangsloch
54, 254: Kerbennut (gestanzter Teil)
60: Wärmeisolierelement
70: Druckmesselement
71: Erste Elektrode
72: Piezoelektrisches Element
73: Zweite Elektrode
80: Vorlastaufbringelement
81: Befestigungselement
81a: Vertikale Nut (gestanzter Abschnitt)
82: Isolierelement
91, 92, 190: Leitungsdraht (Konduktor)
150: Positionierungselement
151: Konkaver Abschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5978073 [0002, 0009]

Claims

Drucksensor, umfassend: ein röhrenförmiges Gehäuse (10, 20), das eine axiale Linie (S) definiert; eine Membran (30), die an einem Kopfende des Gehäuses (10, 20) befestigt und einem druckbeaufschlagten Medium ausgesetzt ist, ein Druckmesselement (70), bestehend aus einer ersten Elektrode (71), einem piezoelektrischen Element (72) und einer zweiten Elektrode (73), die nacheinander in Richtung der axialen Linie (S) von einer Kopfendseite im Inneren des Gehäuses (10, 20) gestapelt sind; und ein Vorlastaufbringelement (80), das im Inneren des Gehäuses (10, 20) angeordnet und so konfiguriert ist, so dass ein Mittelbereich, der auf der axialen Linie (S) zentriert ist, so konfiguriert ist, um eine feste Form aufzuweisen, um eine Vorlast durch Drücken des Druckmesselements (70) in Richtung der Membran (30) aufzubringen.
Drucksensor gemäß Anspruch 1, wobei die Membran (30) einen flexiblen plattenförmigen Abschnitt (31), der am Gehäuse (20) befestigt ist, und einen Vorsprungsabschnitt (32) beinhaltet, der von einem Mittelbereich des flexiblen plattenförmigen Abschnitts (31) zu einem Inneren des Gehäuses (20) vorsteht, und das Vorlastaufbringelement (80) so konfiguriert ist, dass es das Druckmesselement (70) in Richtung des Vorsprungabschnitts (32) drückt.
Drucksensor gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Vorlastaufbringelement (80) ein Befestigungselement (81), das an das Gehäuse (20) befestigt ist und ein Isolierelement (82) beinhaltet, das zwischen dem Befestigungselement (81) und der zweiten Elektrode (73) angeordnet ist.
Drucksensor gemäß Anspruch 3, wobei das Befestigungselement (81) einen gestanzten Abschnitt (81a) in einem äußeren Umfangsbereich außerhalb des Mittelbereichs aufweist, der auf der axialen Linie (S) zentriert ist, um einem Konduktor (91, 92) zu ermöglichen, der mit der ersten Elektrode (71) oder der zweiten Elektrode (73) verbunden ist, durch ihn hindurchzugehen.
Drucksensor gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend: ein Positionierungselement (50), das an ein Inneres des Gehäuses (20) angepasst ist, und das Druckmesselement (70) an dem Positionierungselement (50) so angepasst ist, um auf der axialen Linie (S) positioniert zu werden.
Drucksensor gemäß Anspruch 5, wobei das Vorlastaufbringelement (80) ein Befestigungselement (81), das an dem Gehäuse (20) befestigt ist und ein Isolierelement (82) beinhaltet, das zwischen dem Befestigungselement (81) und der zweiten Elektrode (73) angeordnet ist, und das Positionierungselement (50) aus einem Isoliermaterial gebildet ist und eine röhrenförmige Form aufweist, die ein Durchgangsloch (51) definiert, in das das Druckmesselement (70) und das Isolierelement (82) angepasst sind.
Drucksensor gemäß Anspruch 6, umfassend: ein Wärmeisolierelement (60), das zwischen der Membran (30) und der ersten Elektrode (71) zwischenpositioniert ist, wobei das Wärmeisolierelement (60) in dem Durchgangsloch (51) des Positionierungselements (50) angepasst ist.
Drucksensor gemäß Anspruch 5, wobei das Vorlastaufbringelement (80) ein Befestigungselement (81), das an dem Gehäuse (20) befestigt ist und ein Isolierelement (82) beinhaltet, das zwischen dem Befestigungselement (81) und der zweiten Elektrode (73) angeordnet ist, und das Positionierungselement (50) ein Isoliermaterial beinhaltet und eine untere röhrenförmige Form aufweist, die einen konkaven Abschnitt (151) definiert, in die das Druckmesselement (70) und das Isolierelement (82) angepasst sind.
Drucksensor gemäß Anspruch 8, umfassend: ein Wärmeisolierelement (60), das zwischen der Membran (30) und der ersten Elektrode (71) zwischenpositioniert ist, wobei das Positionierungselement (50) als das Wärmeisolierelement (60) dient.
Drucksensor gemäß irgendeinem der Ansprüche 5 bis 9, wobei das Positionierungselement (50) einen gestanzten Abschnitt (54) aufweist, der konfiguriert ist, um einem Konduktor (91, 92) zu ermöglichen, der mit der ersten Elektrode (71) oder der zweiten Elektrode (73) verbunden ist, durch ihn hindurchzugehen.
Drucksensor gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend: ein Positionierungselement (50), das an ein Inneres des Gehäuses (20) angepasst ist, und das Druckmesselement (70) an dem Positionierungselement (50) so anpasst ist, um auf der axialen Linie (S) positioniert zu werden, wobei das Gehäuse (10, 20) ein Außengehäuse (20) und ein Untergehäuse (20) beinhaltet, das in das Außengehäuse (10) angepasst und daran befestigt ist, und die Membran (30), das Positionierungselement (50), das Druckmesselement (70) und das Vorlastaufbringelement (80) innerhalb des Untergehäuses (20) angeordnet sind.