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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Elektrodenvorrichtung, einen Drucksensor und eine Druckmessvorrichtung. Insbesondere betrifft diese Anmeldung eine Elektrodenvorrichtung eines Drucksensors vom Typ mit elektrostatischer Kapazität, einen Drucksensors und ein Druckmessgerät, das den Drucksensor verwendet und insbesondere zum Messen von Blutdruck geeignet ist.
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Hintergrundtechnik
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Gegenwärtig weisen Drucksensoren, die in elektronischen Blutdruckmessgeräten verwendet werden, einen Drucksensor vom Halbleiter-Silizium-Typ und einen Drucksensor vom Typ mit variabler elektrostatischer Kapazität auf.
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Ein typischer Drucksensor vom Typ mit elektrostatischer Kapazität wurde in einem japanischen Patent mit dem Titel ”Herstellung eines kapazitiven Drucksensors” mit der Veröffentlichungsnummer
JP 6307959 offenbart. Wie in
1 gezeigt ist, umfasst der herkömmliche Drucksensor vom Typ mit elektrostatischer Kapazität eine Basis
10, eine Luftdüse
11 und eine Membranplatte
12 (elastisches Element), die an der Basis
10 fixiert ist, eine fixierte Elektrodenplatte
15, die an der Basis
10 fixiert ist und eine bewegbare Elektrodenplatte
14, die parallel zu der fixierten Elektrodenplatte
15 angeordnet ist. Die bewegbare Elektrodenplatte
14 und die Membranplatte
12 (elastisches Element) bestehen aus einer Auf-Ab-Struktur und die bewegbare Elektrodenplatte
14 ist an der Membranplatte
12 angebaut, wie durch Löten.
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Der vorliegende Erfinder reichte ein chinesisches Patent mit dem Titel ”Drucksensor vom Typ mit elektrostatischer Kapazität und Blutdruckmessgerät unter Verwendung desselben” mit der Veröffentlichungsnummer
CN 1932460 ein. Wie in den
2 und
3 gezeigt ist, umfasst ein Drucksensor, der in der chinesischen Patentanmeldung offenbart ist, eine Basisbaugruppe
21, eine Membranplatte
22, eine bewegbare Elektrode
23 und eine fixierte Elektrode (nicht gezeigt), wobei die Basisbaugruppe
21 ein integriertes Ausstattungsteil ist, das eine Luftdüse
21c, eine Basis
21b und einen bewegbaren Elektrodenanschluss
21a aufweist, und die bewegbare Elektrode
23 an der Membranplatte
22 angebaut ist, wie durch Löten.
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Gleichermaßen ist ein typischer Drucksensor vom Typ mit elektrostatischer Kapazität in einem US-Patent mit dem Titel ”CENTER-MOUNT CAPACITIVE SENSOR WITH OVERLOAD PROTECTION” mit der Patentnummer
US 6,718,827 B1 offenbart. In diesem Patent sind die Kondensatorplatte
60 und das elastische Element
20 in einer Auf-Ab-Struktur vorgesehen, die durch einen festen Stab
50 verbunden sind.
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Bei dem Stand der Technik müssen die Kondensatorplatte und das elastische Element einerseits separat hergestellt werden, und andererseits kann, wenn der Sensor mikrominiaturisiert werden soll, eine Schwierigkeit bei der Verbindung der Kondensatorplatte mit dem elastischen Element in einer derartigen mikrominiaturisierten Auf-Ab-Struktur bestehen.
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Beispielsweise verhindert die Schwierigkeit beim Zusammenbauen der dünnen Membranplatte mit der kleinen bewegbaren Elektrode die Verbesserung der Produktionseffizienz des Sensors. Überdies kann der Zusammenbaufehler zwischen der Membranplatte und der bewegbaren Elektrode auch parallele Fehler und Distanzfehler zwischen der fixierten Elektrode und der bewegbaren Elektrode des Sensors bewirken, was die Linearität beeinflussen kann, wodurch die Genauigkeit des Sensors beeinträchtigt wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Technisches Problem
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Die vorliegende Anmeldung besteht darin, eine Elektrodenvorrichtung, eine Druckerfassungsvorrichtung und einen Drucksensor vom Typ mit elektrostatischer Kapazität, mit denen die Zusammenbauvorgehensweise einfacher und die Herstelleffizienz höher wird, wie auch Herstellverfahren dafür vorzusehen, um die Herstellgenauigkeit und die Zuverlässigkeit des Sensors zu verbessern und die Herstellkosten zu reduzieren.
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Technische Lösung
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Anmeldung ist eine Elektrodenvorrichtung vorgesehen. Die Elektrodenvorrichtung kann einen Elektrodenabschnitt und einen elastisch verformbaren Abschnitt umfassen, der radial an dem Elektrodenabschnitt angeordnet ist. Der Elektrodenabschnitt kann mit dem elastisch verformbaren Abschnitt integriert sein, so dass, wenn eine Kraft auf die Elektrodenvorrichtung ausgeübt wird, sich der elastisch verformbare Abschnitt entsprechend verformen kann und der Elektrodenabschnitt axial verstellt wird.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Anmeldung ist eine Druckerfassungsvorrichtung vorgesehen. Die Druckerfassungsvorrichtung kann eine Basis, eine Luftdüse, die an der Basis angeordnet ist, und ein Druckerfassungselement umfassen. Das Druckerfassungselement kann einen Elektrodenabschnitt und einen elastisch verformbaren Abschnitt umfassen, der radial an dem Elektrodenabschnitt angeordnet ist. Der Elektrodenabschnitt kann mit dem elastisch verformbaren Abschnitt integriert sein, so dass, wenn eine Kraft auf das Druckerfassungselement ausgeübt wird, sich der elastisch verformbare Abschnitt entsprechend verformen kann und der Elektrodenabschnitt axial verstellt wird. Das Druckerfassungselement kann hermetisch an der Basis durch den elastisch verformbaren Abschnitt fixiert sein. Das Druckerfassungselement kann ferner eine Luftkammer umfassen, die Luft aufnehmen kann und aus dem Elektrodenabschnitt, dem elastisch verformbaren Abschnitt und der Basis geformt ist, und die Luftkammer kann mit der Luftdüse in Kommunikation stehen.
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Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Anmeldung ist ein Drucksensor vom Typ mit elektrostatischer Kapazität vorgesehen. Der Drucksensor vom Typ mit elektrostatischer Kapazität kann eine fixierte Elektrode und eine Druckerfassungsvorrichtung umfassen. Die Druckerfassungsvorrichtung kann eine Basis, eine Luftdüse, die an der Basis angeordnet ist, und eine Elektrodenvorrichtung umfassen. Die Elektrodenvorrichtung kann einen Elektrodenabschnitt und einen elastisch verformbaren Abschnitt umfassen, der radial an dem Elektrodenabschnitt angeordnet ist. Der Elektrodenabschnitt kann mit dem elastisch verformbaren Abschnitt integriert sein, so dass, wenn eine Kraft auf die Elektrodenvorrichtung ausgeübt wird, sich der elastisch verformbare Abschnitt entsprechend verformen kann und der Elektrodenabschnitt axial verstellt wird. Die Elektrodenvorrichtung kann hermetisch an der Basis durch den elastisch verformbaren Abschnitt fixiert sein. Eine Seite des Elektrodenabschnitts kann parallel zu der fixierten Elektrode angeordnet sein, und die andere Seite des Elektrodenabschnitts, der elastisch verformbare Abschnitt und die Basis können eine Luftkammer bilden, die Luft aufnehmen kann. Die Luftkammer kann in Kommunikation mit der Luftdüse stehen.
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Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Anmeldung ist ein elektronisches Druckmessgerät vorgesehen. Das elektronische Druckmessgerät kann einen Drucksensor vom Typ mit elektrostatischer Kapazität und einen Mikroprozessor umfassen. Der Drucksensor vom Typ mit elektrostatischer Kapazität kann eine fixierte Elektrode und eine Druckerfassungsvorrichtung umfassen. Die Druckerfassungsvorrichtung kann eine Basis, eine Luftdüse, die an der Basis angeordnet ist, und eine Elektrodenvorrichtung umfassen. Die Elektrodenvorrichtung kann einen Elektrodenabschnitt und einen elastisch verformbaren Abschnitt umfassen, der radial an dem Elektrodenabschnitt angeordnet ist. Der Elektrodenabschnitt kann mit dem elastisch verformbaren Abschnitt integriert sein, so dass, wenn eine Kraft auf die Elektrodenvorrichtung ausgeübt wird, sich der elastisch verformbare Abschnitt entsprechend verformen kann und der Elektrodenabschnitt axial verstellt wird. Die Elektrodenvorrichtung kann hermetisch an der Basis durch den elastisch verformbaren Abschnitt fixiert sein. Eine Luftkammer, die Luft aufnehmen kann, kann zwischen der Elektrodenvorrichtung und der Basis geformt sein. Eine Seite des Elektrodenabschnitts kann parallel zu der fixierten Elektrode angeordnet sein, und die andere Seite des Elektrodenabschnitts, der elastisch verformbare Abschnitt und die Basis können eine Luftkammer bilden, die Luft aufnehmen kann. Die Luftkammer kann mit der Luftdüse in Kommunikation stehen. Signale der elektrostatischen Kapazität zwischen dem Elektrodenabschnitt und der fixierten Elektrode können in den Mikroprozessor eingegeben werden.
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Ferner kann ein Teil des Elektrodenabschnitts zumindest als die Elektrodenplatte einer Elektrode eines variablen Kondensators funktionieren.
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Ferner kann die Dicke des Elektrodenabschnitts so ausgelegt sein, dass es möglich gemacht wird, dass keine Verformung an dem Elektrodenabschnitt vorhanden ist oder die Verformung des Elektrodenabschnitts innerhalb eines zulässigen Bereiches liegt, wenn die auf den Elektrodenabschnitt ausgeübte Kraft kleiner als ein voreingestellter Wert ist.
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Ferner kann die Form des Querschnitts (A-A) des elastisch verformbaren Abschnitts eine Struktur einer Kurvenform, einer gewellten Form, einer Zickzack-Form oder einer Stufen-Form haben oder kann eine gemischte Struktur daraus besitzen.
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Ferner kann die dicke des elastisch verformbaren Abschnitts kleiner als die Dicke des Elektrodenabschnitts sein, und der elastisch verformbare Abschnitt kann durch Verwendung einer Schlag- bzw. Presstechnik geformt werden, um einen zu pressenden Abschnitt auszudünnen.
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Ferner kann die Elektrodenvorrichtung mit einem Elektrodenfixierabschnitt versehen sein, der an dem Umfang des elastisch verformbaren Abschnitts angeordnet ist, und die Elektrodenvorrichtung kann hermetisch an der Basis durch den Elektrodenfixierabschnitt fixiert sein.
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Die Luftdüse kann dadurch geformt werden, dass sie von der Mitte der Basis integral verlängert wird; es ist auch ein Elektrodenanschluss enthalten, der in die Luftdüse und die Basis integriert ist.
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Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Anmeldung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Drucksensors vom Typ mit elektrostatischer Kapazität vorgesehen. Das Verfahren kann die folgenden Schritte umfassen.
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Schritt 1: Herstellen einer Basis und nach außen nachfolgendes Verlängern einer Luftdüse von der Basis, um eine eingeschlossene Basisbaugruppe zu bilden;
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Schritt 2: Reservieren einer Elektrode mit einer gewünschten Form an einer Elektrodenplatte, wobei die Elektrode als ein Elektrodenabschnitt zum Erfassen eines Drucks funktioniert;
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Schritt 3: Bearbeiten eines elastisch verformbaren Abschnitts an der Elektrodenplatte an dem Umfang der reservierten Elektrode, so dass sich der elastisch verformbare Abschnitt verformen kann, wenn sich der auf die Elektrode wirkende Druck ändert;
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Schritt 4: hermetisches Fixieren der Elektrode an der Basis durch den elastisch verformbaren Abschnitt und Formen einer Luftkammer, die Luft aufnehmen kann, durch die Elektrode, den elastisch verformbaren Abschnitt und die Basis;
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Schritt 5: Herstellen einer fixierten Elektrode mit einer gewünschten Form; und
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Schritt 6: Ausrichten der Elektrode mit der fixierten Elektrode, um diese in einer parallelen Weise aneinander zu fixieren, so dass sich, wenn sich ein Druck von Luft, die in die Luftkammer von der Luftdüse eintritt, ändert, eine Distanz zwischen der Elektrode und der fixierten Elektrode aufgrund einer Verformung des elastisch verformbaren Abschnitts geändert werden kann, so dass eine elektrostatische Kapazität des Drucksensors geändert werden kann.
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Ferner kann der Schritt zum Verarbeiten eines elastisch verformbaren Abschnitts umfassen, dass eine Schlag- bzw. Presstechnik zum Ausdünnen eines zu pressenden Abschnitts verwendet und bewirkt wird, dass die Form eines bearbeiteten Querschnitts (A-A) des elastisch verformbaren Abschnitts eine Struktur einer Kurvenform, einer gewellten Form, einer Zickzackform oder einer Stufenform besitzt oder eine gemischte Struktur daraus besitzt.
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Da die Elektrodenvorrichtung gemäß der vorliegenden Anmeldung einen Elektrodenabschnitt und einen elastisch verformbaren Abschnitt, der radial mit dem Elektrodenabschnitt integriert ist, umfassen kann, so dass, wenn eine Kraft auf die Elektrodenvorrichtung ausgeübt wird, sich der elastisch verformbare Abschnitt entsprechend verformen kann und der Elektrodenabschnitt axial verstellt wird. Demgemäß ist die Elektrodenvorrichtung eine mechanische Vorrichtung, die auch als eine Elektrodenplatte eines variablen Kondensators funktionieren und somit eine elektronische Vorrichtung sein kann. Mit anderen Worten besitzt die Elektrodenvorrichtung sowohl mechanische als auch elektronische Funktionen. Sie erfordert keinen Einbau zwischen dem Elektrodenabschnitt und dem elastisch verformbaren Abschnitt, so dass eine Reihe technischer Probleme, die durch den Einbau zwischen die Elektrodenvorrichtung und die Membranplatte beim Stand der Technik bewirkt werden, geschickt vermieden werden, und zusätzlich sind keine Einbaufehler vorhanden, die Einbauvorgehensweise ist einfacher, die Fixiergenauigkeit ist hoch und der Herstellwirkungsgrad des Sensors kann verbessert werden.
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Beschreibung von Zeichnungen
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Drucksensoren vom Typ mit elektrostatischer Kapazität in der vorliegenden Anmeldung werden nun detailliert unter Bezugnahme auf die angefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
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1 eine bauliche Darstellung eines Drucksensors vom Typ mit elektrostatischer Kapazität nach dem Stand der Technik ist;
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2 eine bauliche Darstellung eines anderen Drucksensors vom Typ mit elektrostatischer Kapazität nach dem Stand der Technik ist;
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3 eine Explosionsdarstellung von 2 ist;
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4 eine bauliche Darstellung einer Elektrodenvorrichtung eines Drucksensors vom Typ mit elektrostatischer Kapazität ist;
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5 eine Schnittansicht von 4 entlang A-A ist;
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6 eine bauliche Darstellung einer anderen Elektrodenvorrichtung eines Drucksensors vom Typ mit elektrostatischer Kapazität ist;
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7 eine Schnittansicht von 6 entlang A-A ist;
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8 eine bauliche Darstellung einer noch weiteren Elektrodenvorrichtung eines Drucksensors vom Typ mit elektrostatischer Kapazität ist;
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9 eine Schnittansicht von 8 entlang A-A ist;
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10 eine bauliche Darstellung einer noch weiteren Elektrodenvorrichtung eines Drucksensors vom Typ mit elektrostatischer Kapazität ist;
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11 eine Schnittansicht von 10 entlang A-A ist;
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12 eine Explosionsdarstellung eines Drucksensors vom Typ mit elektrostatischer Kapazität ist;
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13 eine bauliche Darstellung des Zusammenbaus von 12 ist;
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14 eine Teilschnittansicht von 12 ist;
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15 eine Explosionsdarstellung von 12 in Rückwärtsrichtung ist; und
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16 eine Blockdarstellung einer elektronischen Blutdruckmessvorrichtung unter Verwendung des Drucksensors vom Typ mit elektrostatischer Kapazität gemäß der Erfindung ist.
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Erfindungsmodus
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Um die Implementierung der vorliegenden Erfindung deutlich zu beschreiben, sind die Begriffe ”axiale Richtung” und ”radiale Richtung” jeweils wie folgt definiert.
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”Axiale Richtung” betrifft eine Richtung rechtwinklig zu der Oberfläche der Platte.
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”Radiale Richtung” betrifft eine Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung.
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Beispiel 1
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Bei einer Ausführungsform umfasst eine Elektrodenvorrichtung eines variablen Kondensators, wie in den 4 und 5 gezeigt ist, einen Elektrodenabschnitt 101 und einen elastisch verformbaren Abschnitt 102, der an einem radialen Umfang des Elektrodenabschnitts 101 angeordnet ist. Es sei zu verstehen, dass der elastisch verformbare Abschnitt 102 in einer selben Ebene mit dem Elektrodenabschnitt 101 positioniert sein kann oder der elastisch verformbare Abschnitt 102 in einer Ebene unter einem Winkel zu der Ebene, in der der Elektrodenabschnitt 101 positioniert ist, positioniert sein kann. Die in den 4 und 5 gezeigte Elektrodenvorrichtung kann auch einen Fixierabschnitt 103 zum Fixieren der Elektrodenvorrichtung umfassen. Der Elektrodenabschnitt 101, der elastisch verformbare Abschnitt 102 und der Fixierabschnitt 103 können eine integrale Struktur bilden, die durch einmalige Bearbeitung geformt wird. Optional dazu können der Elektrodenabschnitt 101 und der elastisch verformbare Abschnitt 102 auf andere Arten integriert werden. Der Elektrodenabschnitt 101 kann eine relativ große Dicke besitzen, die sicherstellen soll, dass an dem Elektrodenabschnitt 101 keine Verformung vorhanden ist oder die Verformung des Elektrodenabschnitts 101 einen zulässigen Bereich nicht überschreitet, wenn die an den Elektrodenabschnitt angelegte Kraft nicht größer als ein voreingestellter Wert ist. Die Form des Querschnitts des elastisch verformbaren Abschnitts 102 (d. h. ein Querschnitt entlang einer radialen Linie A-A) kann eine Kurvenstruktur besitzen. Im Vergleich zu dem Elektrodenabschnitt 101 soll die Struktur des elastisch verformbaren Abschnitts 102 dünner als der Elektrodenabschnitt 101 bearbeitet werden, so dass, wenn eine Kraft an die Elektrodenvorrichtung angelegt wird, der elastisch verformbare Abschnitt 102 entsprechend verformt und der Elektrodenabschnitt 101 axial verstellt werden kann.
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Der Elektrodenabschnitt 101 kann nach Bedarf teilweise oder vollständig als eine Elektrodenplatte für einen herkömmlichen variablen Kondensator funktionieren. Daher ist bei der vorliegenden Erfindung die Elektrodenvorrichtung eine mechanische Vorrichtung, die auch eine elektronische Vorrichtung sein kann, um als eine Elektrodenplatte eines variablen Kondensators zu dienen. Mit anderen Worten besitzt die Elektrodenvorrichtung sowohl mechanische als auch elektronische Funktionen.
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Eine Ausführungsform zur Herstellung der hier beschriebenen Elektrodenvorrichtung kann die folgenden Schritte umfassen:
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Schritt 1: Behalten eines Bereiches mit einer gewünschten Form an einer Elektrodenplatte als einen Elektrodenabschnitt 101; und
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Schritt 2: Vermindern einer Dicke durch Prägen oder Pressen oder andere Bearbeitung und Formen einer bestimmten Form der Elektrodenplatte an einem radialen Umfang des Elektrodenabschnitts 101, um einen elastisch verformbaren Abschnitt 102 zu bilden, so dass der elastisch verformbare Abschnitt 102 entsprechend verformt und der Elektrodenabschnitt 101 axial verstellt werden kann, wenn sich der auf die Elektrodenvorrichtung wirkende Druck ändert.
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Beispiel 2
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Bei einer anderen Ausführungsform der Elektrodenvorrichtung eines variablen Kondensators mit Bezug auf die 6 und 7 umfasst diese einen Elektrodenabschnitt 201, einen elastisch verformbaren Abschnitt 202 und einen Fixierabschnitt 203. Die Form eines Querschnitts des elastisch verformbaren Abschnitts 202, der entlang einer radialen Linie A-A gemäß diesem Beispiel verläuft, unterscheidet sich von dem von Beispiel 1. Genauer ragt die Form des Querschnitts des elastisch verformbaren Abschnitts 102 bei Beispiel 1 nach außen vor (d. h. der elastisch verformbare Abschnitt 102 besitzt eine nach außen vorragende Kurvenfläche), jedoch ragt der elastisch verformbare Abschnitt 202 bei diesem Beispiel einwärts vor (d. h. der elastisch verformbare Abschnitt 202 besitzt eine einwärts vorragende Kurvenfläche). Der Rest der Struktur und ein Herstellverfahren dafür gemäß diesem Beispiel sind ähnlich denen von Beispiel 1.
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Es sei dem Fachmann zu verstehen, dass, um den elastisch verformbaren Abschnitt zu verformen, wenn dieser unter Kraft gesetzt ist, der elastisch verformbare Abschnitt die Kombination der Kurvenfläche von Beispiel 1 und der Kurvenfläche von Beispiel 2 nutzen kann. Dies bedeutet, der elastisch verformbare Abschnitt kann eine Kurvenfläche mit gewellter Form besitzen. Demgemäß kann die Form des Querschnitts des elastisch verformbaren Abschnitts eine Struktur mit gewellter Form besitzen. Ferner kann, um den elastisch verformbaren Abschnitt, wenn dieser unter Kraft gesetzt ist, zu verformen, zusätzlich zur Verwendung einer Kurvenoberflächenstruktur die Form des Querschnitts des elastisch verformbaren Abschnitts eine Struktur anderer nichtlinearer Formen besitzen, wie eine Stufenform und eine Zickzackform.
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Beispiel 3
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Eine noch weitere Elektrodenvorrichtung eines variablen Kondensators mit Bezugnahme auf 8 und 9 umfasst einen Elektrodenabschnitt 301, einen elastisch verformbaren Abschnitt 302 und einen Fixierabschnitt 303. Die Form eines Querschnitts des elastisch verformbaren Abschnitts 302, der entlang einer Radiallinie A-A gemäß diesem Beispiel verläuft, unterscheidet sich von der vom Beispiel 1. Bei dem vorliegenden Beispiel besitzt der elastisch verformbare Abschnitt einen Querschnitt mit einer Stufenform. Während der Herstellung des elastisch verformbaren Abschnitts 302 kann der zu bearbeitende Abschnitt gepresst bzw. geprägt werden, so dass er eine Struktur mit Stufenform besitzt. Der Rest der Struktur und ein Herstellverfahren gemäß diesem Beispiel sind ähnlich denen von Beispiel 1.
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Beispiel 4
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Eine noch weitere Elektrodenvorrichtung eines variablen Kondensators mit Bezugnahme auf die 10 und 11 umfasst einen Elektrodenabschnitt 401, einen elastisch verformbaren Abschnitt 402 und einen Fixierabschnitt 403. Die Form eines Querschnitts des elastisch verformbaren Abschnitts 402, der entlang einer radialen Linie A-A gemäß diesem Beispiel verläuft, ist verschieden von dem von Beispiel 1. Bei diesem Beispiel weist der elastisch verformbare Abschnitt im Wesentlichen einen Querschnitt mit einer Zickzackform auf. Während der Herstellung des elastisch verformbaren Abschnitts 402 kann der zu bearbeitende Abschnitt gepresst bzw. geprägt werden, so dass er eine Struktur mit Zickzackform besitzt.
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Die restliche Struktur und das Herstellverfahren gemäß diesem Beispiel sind ähnlich denen von Beispiel 1.
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Beispiel 5
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Ein Drucksensor vom Typ mit elektrostatischer Kapazität unter Bezugnahme auf die 12 bis 15 umfasst ein oberes Abschirmgehäuse 501, eine Druckerfassungsvorrichtung, eine fixierte Elektrode 507 und ein unteres Abschirmgehäuse 509. Die Druckerfassungsvorrichtung umfasst eine Luftdüse 502, eine Basis 503, eine Elektrodenvorrichtung und einen Elektrodenanschluss 511. Die Elektrodenvorrichtung umfasst einen Elektrodenabschnitt 504, einen elastisch verformbaren Abschnitt 505, der an einem radialen Umfang des Elektrodenabschnitts 504 angeordnet ist, und einen Fixierabschnitt 506. Der Elektrodenabschnitt 504, der elastisch verformbare Abschnitt 505 und der Fixierabschnitt 506 können ein integraler Aufbau sein, der durch eine einmalige Bearbeitung verformt wird. Die Dicke des Elektrodenabschnitts 504 soll sicherstellen, dass an dem Elektrodenabschnitt 504 keine Verformung vorhanden ist oder die Verformung des Elektrodenabschnitts 504 keinen zulässigen Fehlerbereich überschreitet, wenn die an den Elektrodenabschnitt 504 angelegte Kraft nicht größer als ein voreingestellter Wert ist (beispielsweise der maximale Wert des Drucks, der von dem Drucksensor detektiert werden kann). Die Form (14) des Querschnitts des elastisch verformbaren Abschnitts 505 weist im Wesentlichen eine Kurve mit gewellter Form auf. Im Vergleich zu dem Elektrodenabschnitt 504 soll die Struktur des elastisch verformbaren Abschnitt 505 dünner als der Elektrodenabschnitt 504 bearbeitet werden, so dass, wenn eine Kraft auf die Elektrodenvorrichtung angelegt wird, sich der elastisch verformbare Abschnitt 505 entsprechend verformen und der Elektrodenabschnitt 504 axial verstellt werden kann. Ein Elektrodenfixierabschnitt 506 ist an dem radialen Umfang des elastisch verformbaren Abschnitts 505 angeordnet. Der Elektrodenabschnitt 504 ist hermetisch an der Basis 503 durch den Elektrodenfixierabschnitt 506 fixiert. Eine Seite des Elektrodenabschnitts 504, der elastisch verformbare Abschnitt 505, der Elektrodenfixierabschnitt 506 und die Basis 503 bilden eine Luftkammer 512, die Luft aufnehmen kann, wobei die Luftkammer 512 mit der Luftdüse 502 in Kommunikation steht. Die fixierte Elektrode 507 kann auf der Kupferfolie einer Leiterplatte 508 hergestellt werden, und ein oder mehrere Montagelöcher 510 können an der Leiterplatte 508 um die fixierte Elektrode 507 vorgesehen werden. Ein Ende des Elektrodenanschlusses 511 ist elektrisch mit dem Elektrodenabschnitt 504 verbunden und das andere Ende des Elektrodenanschlusses 511 ist in das Elektrodenanschlussmontageloch 510 auf eine fixierte Weise eingesetzt. Die andere Seite des Elektrodenabschnitts 504 ist mit der fixierten Elektrode 507 an der Leiterplatte 508 ausgerichtet und ist parallel zu der fixierten Elektrode 507 angeordnet. Die Druckerfassungsvorrichtung und die fixierte Elektrode 507 sind zwischen dem eingeschnappten oberen Abschirmgehäuse 501 und unteren Abschirmgehäuse 509 angeordnet, um die äußere elektromagnetische Interferenz zu vermeiden.
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Im Betrieb wird, wenn Luft, die in die Luftkammer 512 eintritt, eine Änderung des Druck erzeugt, der auf die Elektrodenvorrichtung wirkt, der elektrisch verformbare Abschnitt 505 verformt, um so die Distanz zwischen dem Elektrodenabschnitt 504 und der fixierten Elektrode 507 zu ändern, was seinerseits die elektrostatische Kapazität des Drucksensors ändert.
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Ein Verfahren zum Herstellen der oben erwähnten Drucksensoren vom Typ mit elektrostatischer Kapazität kann die folgenden Schritte umfassen.
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Schritt 1: Herstellen einer Basis 503 mit einem leitenden Material und Ausbilden einer Luftdüse 502 und eines Elektrodenanschlusses 511, der sich von der Basis 503 nach außen erstreckt, um eine integrale Basisbaugruppe zu bilden;
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Schritt 2: Beibehalten eines Bereiches mit einer gewünschten Form an der Elektrodenplatte als einen Elektrodenabschnitt 504;
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Schritt 3: Formen eines elastisch verformbaren Abschnitts 505 mit beispielsweise gewellter Form durch Bearbeiten der Elektrodenplatte an dem radialen Umfang des Elektrodenabschnitts 504 beispielsweise durch Pressen bzw. Prägen oder andere Bearbeitung und Beibehalten eines Bereiches an der Elektrodenplatte an dem radialen Umfang des elastisch verformbaren Abschnitts 505, um einen Fixierabschnitt 506 zu bilden;
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Schritt 4: hermetisches Fixieren des Elektrodenabschnitts 504 an der Basis 503 durch den Fixierabschnitt 506 und Formen einer Luftkammer 512, die Luft aufnehmen kann;
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Schritt 5: Herstellen einer fixierten Elektrode 507 mit einer vorbestimmten Form an der Kupferfolie einer Leiterplatte 508; und
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Schritt 6: Öffnen eines Montagelochs 510 an der Leiterplatte 508 um die fixierte Elektrode 507, wobei ein Ende des Elektrodenanschlusses 511 elektrisch mit dem Elektrodenabschnitt 504 verbunden ist und das andere Ende des Elektrodenanschlusses 511 in das Elektrodenanschlussmontageloch 510 auf eine fixierte Art und Weise eingesetzt ist und wobei eine Seite des Elektrodenabschnitts 504 mit der fixierten Elektrode 507 an der Leiterplatte 508 ausgerichtet und parallel zu der fixierten Elektrode 507 angeordnet ist.
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Dem Fachmann sei zu verstehen, dass die Elektrodenvorrichtung des Drucksensors vom Typ mit elektrostatischer Kapazität bei diesem Beispiel beliebige der in den Beispielen 1 bis 4 beschriebenen Strukturen und zusätzlich die Struktur einer Kurvenform, einer gewellten Form, einer Zickzackform oder einer Stufenform verwenden kann, wobei die Form des Querschnitts des elastisch verformbaren Abschnitts, der entlang der radialen Linie (A-A) genommen ist, eine Kombination aus diesen, wie erforderlich, verwenden kann.
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Beispiel 6
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Ein elektronisches Druckmessgerät mit Bezugnahme auf die 15 und 16 umfasst einen Luftsack 530, einen Drucksensor 531, eine Druckpumpe 534, ein Luftventil 535, eine Batterie 538, eine Spannungsdetektionsschaltung 537, eine Spannungsstabilisierungsschaltung 536, einen Mikroprozessor 532, ein Display 533 und einen Schalter 539. Der Luftsack 530, die Druckpumpe 534, das Luftventil 535, die Batterie 538, die Spannungsdetektionsschaltung 537, die Spannungsstabilisierungsschaltung 536, der Mikroprozessor 532, das Display 533 und der Schalter 539 sind im Stand der Technik gut bekannt. Der Mikroprozessor 532 kann eine Blutdruckablesung gemäß dem Eingang des Drucksensors 531 berechnen und ausgeben. Der Drucksensor verwendet die Struktur des Drucksensors vom Typ mit elektrostatischer Kapazität, wie bei Beispiel 5 beschrieben ist, bei der eine Leiterplatte 508 die Hauptschaltung des Blutdruckmessgeräts ist. Der obere Teil der Düse 502 steht mit dem Luftsack 530 in Kommunikation, und die Signale der elektrostatischen Kapazität, die aufgrund der Druckvariation erzeugt und durch den Elektrodenabschnitt 504 und die fixierte Elektrode 507 detektiert werden, können in dem Mikroprozessor 532 über den Elektrodenanschluss 511 und die mit der fixierten Elektrode 507 verbundene Leiterplatte 508 eingegeben werden.
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Dem Fachmann sei es zu verstehen, dass zusätzlich zu der Implementierung in einer Blutdruckmessung die vorliegenden Erfindung in anderen Typen von Luftdruckmessungen verwendet werden kann. Gleichermaßen kann die vorliegende Erfindung bei der Messung hydraulischer Druckänderungen verwendet werden und kann für beliebige Typen von Druckmessungen geeignet sein.
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Hier zuvor sind beispielhafte Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Anmeldung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Jedoch sei dem Fachmann angemerkt, verschiedene der oben erwähnten Elemente zu kombinieren, wobei verschiedene technische Lösungen gebildet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 6307959 [0003]
- CN 1932460 [0004]
- US 6718827 B1 [0005]
