ES2940101T3 - Sensor de presión para la medición de una presión de un fluido y procedimiento para la fabricación de un sensor de presión para la medición de una presión de un fluido - Google Patents
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Abstract
Se propone un sensor de presión (10) para medir la presión de un fluido, comprendiendo el sensor de presión (10): un elemento sensor (18) para detectar la presión del fluido; un circuito de activación y/o evaluación (20) para activar y/o evaluar una señal medida del elemento sensor (18); un soporte de circuito (30), estando previsto el circuito de activación y/o evaluación (20) en el soporte de circuito (30); un elemento portador (50), estando asegurado el portador de circuito (30) al elemento portador (50); y un elemento de carcasa (60), estando el elemento de soporte (50) junto con el soporte de circuito (30) asegurado por enclavamiento y/o por fricción en el elemento de carcasa (60), caracterizado porque el elemento de soporte (50) está formado integralmente de un material eléctricamente no conductor. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Sensor de presión para la medición de una presión de un fluido y procedimiento para la fabricación de un sensor de presión para la medición de una presión de un fluido
Campo de la invención
La invención se refiere a un sensor de presión para la medición de una presión de un fluido y procedimiento para la fabricación de un sensor de presión para la medición de una presión de un fluido.
Estado de la técnica
Se conoce una multiplicidad de sensores de (alta) presión. El documento DE 102015226 115 A1 describe un sensor de presión. El sensor comprende un circuito de activación y/o evaluación para la activación y/o evaluación de una señal de medición del elemento sensor. El circuito de activación y/o evaluación está dispuesto sobre un portador de circuito, el cual a su vez está sujeto a un elemento portador. El elemento portador está configurado en dos partes, es decir en una parte conductora de la electricidad y una parte aislante de la electricidad, en donde la parte conductora de la electricidad está unida con la masa o está conectada a tierra.
De esto es una desventaja que el elemento portador es técnicamente costoso y la fabricación del elemento portador es costosa, en particular debido al carácter diádico del elemento portador. Además, la parte del elemento portador conductora de la electricidad está siempre presente, incluso si no se requiere una unión del circuito de activación y/o evaluación con la masa o con ninguna conexión a tierra del circuito de activación y/o evaluación. El sensor de presión muestra en consecuencia elevados costes de fabricación. A partir de los documentos EP 3029 443 A1 y e P 2985 581 A1 se conoce otro estado de la técnica.
Divulgación de la invención
Ventajas de la invención
La invención reivindicada está definida en las reivindicaciones independientes 1 y 7.
Las formas de realización de la presente invención pueden hacer posible de manera ventajosa revelar un sensor de presión que puede ser fabricado de manera conveniente en coste y formado de manera técnicamente simple, o pueden hacer posible la fabricación conveniente en costes y técnicamente simple de un sensor de presión.
De acuerdo con un primer aspecto de la invención, se propone un sensor de presión de acuerdo con la reivindicación 1.
De ello es ventajoso que el sensor de presión está formado típicamente de manera técnicamente simple. Además, por regla general el sensor de presión puede ser fabricado de manera conveniente en costes. Además, en general el sensor de presión está configurado de manera compacta, es decir, el sensor de presión ocupa poco volumen o espacio.
De acuerdo con un segundo aspecto de la invención se propone un procedimiento para la fabricación de un sensor de presión de acuerdo con la reivindicación 7.
De ello es ventajoso que el sensor de presión es fabricado típicamente de manera conveniente en costes y técnicamente simple. El sensor de presión puede estar configurado en general de manera compacta, es decir, el sensor de presión puede ocupar poco volumen o espacio. Además, por regla general no es necesaria una ubicación laboriosa del portador de circuitos, respecto al elemento de carcasa. Esto baja en general el tiempo de fabricación. Otra ventaja es que en general se fabrica una conexión del circuito de activación y/o evaluación con la masa durante la fabricación del sensor de presión.
Con ello, durante la fabricación puede ajustarse típicamente de manera flexible el sensor de presión a los requerimientos necesarios.
El sensor de presión puede ser en particular un sensor de alta presión para la medición o determinación de presiones elevadas, por ejemplo, en el intervalo de aproximadamente 10 bar a aproximadamente 4000 bar.
Las ideas para las formas de realización de la presente invención pueden ser vistas, entre otros, como basadas en los conceptos y conocimientos descritos a continuación.
De acuerdo con una forma de realización, el circuito de activación y/o evaluación está dispuesto sobre dos lados opuestos del portador de circuito. Mediante ello, el sensor de presión puede estar configurado típicamente de manera particularmente compacta o de economía de espacio.
De acuerdo con la invención reivindicada, el sensor de presión comprende además un resorte a tierra para la unión del circuito de activación y/o evaluación con la masa. Mediante ello, por regla general puede fabricarse de manera
técnicamente simple una conexión con la masa. Además, la posición del portador de circuito en el sensor de presión es determinada típicamente de manera técnicamente simple.
De acuerdo con la invención reivindicada, el elemento portador exhibe una cavidad para alojar el resorte a tierra. Mediante ello, por regla general el resorte a tierra está dispuesto de manera técnicamente simple y segura contra la pérdida.
De acuerdo con una forma de realización, el sensor de presión comprende además por lo menos un resorte de conexión para la unión eléctrica del circuito de activación y/o evaluación con otros elementos. Una ventaja de ello es que típicamente el sensor de presión está unido eléctricamente de modo técnicamente simple y conveniente en costes, otros elementos.
De acuerdo con una forma de realización, el portador de circuito está unido con el elemento portador mediante una conexión con entrelazamiento positivo y/o por fricción. De ello es ventajoso que en general el portador de circuito está unido de manera técnicamente simple y que puede soltarse, con el elemento portador. Además, por regla general la conexión puede ser fabricada rápidamente durante la fabricación del sensor de presión.
De acuerdo con una forma de realización, el portador de circuito está unido mediante una unión de retención con el elemento portador. De ello es ventajoso que por regla general el portador de circuito está unido de manera en particular técnicamente simple y conveniente en costes con el elemento portador.
De acuerdo con una forma de realización, el elemento portador está sujeto mediante una unión de retención al elemento de carcasa. De ello es ventajoso que típicamente elemento portador está sujeto de manera particularmente segura y conveniente en costes al elemento de carcasa.
De acuerdo con la invención reivindicada, en el procedimiento se incorpora un resorte a tierra a la conexión del circuito de activación y/o evaluación con la masa, en una cavidad del elemento portador, de acuerdo con la invención reivindicada antes de que el portador de circuito sea unido con el elemento portador. Una ventaja de ello es que en general se fabrica de modo técnicamente simple una unión con la masa. Además, el resorte a tierra está dispuesto típicamente de modo técnicamente simple y seguro contra la pérdida.
De acuerdo con una forma de realización del procedimiento, el circuito de activación y/o evaluación está dispuesto sobre dos lados opuestos del portador de circuito. Mediante ello puede fabricarse típicamente un sensor de presión, el cual es particularmente compacto o economiza espacio.
De acuerdo con una forma de realización del procedimiento, mediante una unión de retención se conecta el portador de circuito con el elemento portador y/o mediante una unión de retención el elemento portador con el elemento de carcasa. Mediante ello se fabrican en general de modo particularmente seguro y técnicamente simple, uniones entre los diferentes elementos. Típicamente, una unión de retención es en particular conveniente en costes. Esto disminuye por regla general los costes de fabricación o el tiempo necesario para la fabricación.
Se indica con ello que algunos de los posibles rasgos y ventajas de la invención son descritos en el presente documento con referencia a diferentes formas de realización del sensor de presión o del procedimiento para la fabricación de un sensor de presión. Un experto reconoce que los rasgos pueden ser combinados, ajustados o intercambiados de manera adecuada, para llegar a otras formas de realización de la invención.
Corta descripción de los dibujos
A continuación se describen formas de realización de la invención, con referencia a los dibujos anexos, en donde ni los dibujos ni la descripción deben ser interpretados como limitantes de la invención.
La Fig. 1 muestra
una vista en perspectiva de un portador de circuito con un circuito de activación y/o evaluación y un elemento portador de una forma de realización del sensor de presión de acuerdo con la invención, antes del ensamble;
la Fig. 2 muestra
al portador de circuito de la Fig. 1, que estaría unido con el elemento portador de la Fig. 1, y un elemento inferior de carcasa de la forma de realización del sensor de presión de acuerdo con la invención;
la Fig. 3 muestra
una forma de realización del sensor de presión de acuerdo con la invención;
la Fig. 4 muestra
una vista de sección transversal del portador de circuito, que estaría unida con el elemento portador de la Fig. 2; y la Fig. 5 muestra
una lista de sección transversal del sensor de presión de la Fig. 3.
Las figuras son solamente esquemáticas y no están a escala. Los mismos signos de referencia denominan en las figuras rasgos iguales o que tienen el mismo efecto.
Formas de realización de la invención
La Fig. 1 muestra una vista en perspectiva de un portador 30 de circuito con un circuito 20 de activación y/o evaluación y un elemento 50 portador de una forma de realización del sensor 10 de presión de acuerdo con la invención, antes del ensamble. La Fig. 2 muestra al portador 30 de circuito de la Fig. 1, que estaría unido con el elemento 50 portador de la Fig. 1, y un elemento 60 inferior de carcasa de la forma de realización del sensor 10 de presión de acuerdo con la invención. La Fig. 3 muestra una forma de realización del sensor 10 de presión de acuerdo con la invención. La Fig. 4 muestra una vista en sección transversal del portador 30 de circuito, que estaría unida con el elemento 50 portador, de la Fig. 2. La Fig. 5 muestra una vista en sección transversal del sensor 10 de presión de la Fig. 3.
El sensor 10 de presión está configurado para la medición de una presión de un fluido, en particular de un líquido, como por ejemplo aceite. En particular el sensor 10 de presión está configurado para la medición de presiones altas y muy altas.
La presión comprende una unidad 15 de sensor de presión. La unidad 15 de sensor de presión exhibe un elemento 18 sensor, en particular un elemento 18 sensor de presión, para detectar la presión del fluido y un elemento 60 (inferior) de carcasa. El elemento 18 sensor detecta una presión de un fluido en un canal 19 de presión.
Un circuito 20 de activación y/o evaluación para la activación y/o evaluación de una señal de medición del elemento 18 sensor son así mismo parte del sensor 10 de presión. El circuito 20 de activación y/o evaluación recibe la señal de medición del elemento 18 sensor y procesa o analiza la señal de medición, para determinar a partir de ella la presión del fluido. El circuito 20 de activación y/o evaluación comprende normalmente varios elementos 22 semiconductores. En los dibujos se representa sólo un elemento 22 semiconductor, a modo de ejemplo. El circuito 20 de activación y/o evaluación puede exhibir uno o varios chips semiconductores o circuitos integrados. El circuito puede comprender o ser un circuito de activación para la activación del sensor 18 de presión. Adicional o alternativamente, el circuito puede ser un circuito 20 de evaluación para la evaluación de la señal de medición del sensor 18 de presión.
El circuito 20 de activación y/o evaluación está dispuesto sobre un portador 30 de circuito. El portador 30 de circuito puede comprender por ejemplo una placa conductora. El circuito 20 de activación y/o evaluación puede estar dispuesto o sujeto a los dos lados opuestos del portador 30 de circuito.
Sobre un primer lado (en la Fig. 1 el lado superior) del portador 30 de circuito están dispuestos uno o varios resortes 45, 46, 47 de conexión. Los resortes 45, 46, 47 de conexión están unidos eléctricamente con el circuito 20 de activación y/o evaluación. Los resortes 45, 46, 47 de conexión sirven para la conexión eléctrica del circuito 20 de activación y/o evaluación con otros elementos. Los otros elementos pueden ser parte del sensor 10 de presión o no ser parte del sensor 10 de presión. Los otros elementos pueden comprender por ejemplo una unidad de control que, sobre la base de la presión determinada, acomete determinadas medidas.
El portador 30 de circuito está unido con un elemento 50 portador está sujeto a éste. La unión o fijación puede ser con entrelazamiento positivo y/o por fricción. En particular la unión o fijación puede ejecutarse mediante una o varias uniones de retención.
El elemento 50 portador consiste en un material no conductor de la electricidad o en un material aislante de la electricidad. Mediante ello se evitan corto circuitos. El elemento 50 portador está configurado en una pieza. El elemento 50 portador puede ser fabricado mediante moldeo por inyección o mediante embutición a profundidad. El material del elemento 50 portador puede por ejemplo comprender plástico o ser plástico. El elemento 50 portador exhibe una cavidad 52 para alojar un resorte 40 a tierra. El resorte 40 a tierra se encuentra sobre un lado del portador 30 de circuito que se aleja resorte de conexión 45, 46, 47. El resorte 40 a tierra conecta eléctricamente una parte del circuito 20 de activación y/o evaluación con la masa y/o con el elemento 60 de carcasa.
Mediante la conexión por fricción y/o con entrelazamiento positivo el portador 30 de circuito puede estar o ser ensamblado en ambos lados. Mediante ello puede reducirse o minimizarse el volumen que requiere el sensor 10 de presión o el portador 30 de circuito con el circuito 20 de activación y/o evaluación.
Después de fijar el portador 30 de circuito al elemento 50 portador se usan estos elementos unidos mutuamente (también denominado tablero portador de circuito) en un elemento 60 inferior de carcasa del sensor 10 de presión. La Fig. 2 muestra el estado antes de este uso en el elemento 60 inferior de carcasa.
El elemento 60 inferior de carcasa exhibe una forma hexagonal (regular), en particular forma interior. El portador 30 de circuito exhibe una forma hexagonal. El elemento 50 portador exhibe una forma hexagonal complementaria a ella. Mediante ello el portador 30 de circuito está orientado de manera técnicamente simple al uso en el elemento 50 portador. También durante el uso del elemento 50 portador en el elemento 60 de carcasa, el elemento 50 portador con el portador 30 de circuito está orientado de manera técnicamente simple y rápida.
El portador 30 de circuito exhibe en su centro una cavidad 35, en particular una cavidad circular. Durante el uso del portador 30 de circuito en el elemento 60 inferior de carcasa, el sensor 10 de presión, que está dispuesto por encima de un canal 19 de presión para recibir el fluido que va a ser medido, encuentra su camino a esta cavidad 35. Simultáneamente, mediante el arreglo del portador 30 de circuito con el circuito 20 de activación y/o evaluación en el elemento 60 inferior de carcasa, puede prepararse una conexión eléctrica entre el sensor 10 de presión y el circuito 20 de activación y/o evaluación. Para ello, el sensor 10 de presión puede hacer contacto o descansar en el portador 30 de circuito, en la zona de la cavidad 35 del portador 30 de circuito.
El elemento 50 portador exhibe en su centro una abertura 38 en forma de una cavidad. Durante el uso del elemento 50 portador en el elemento 60 inferior de carcasa, el sensor 10 de presión y una parte del canal 19 de presión encuentran su camino a esta abertura 38.
Por ello, el sensor 10 de presión puede ser muy compacto o economizar volumen.
El elemento 50 portador está sujeto mediante una conexión por fricción y/o con entrelazamiento positivo al elemento 60 inferior de carcasa. En particular, la conexión entre el elemento 50 portador y el elemento 60 inferior de carcasa puede ser una unión de retención o unión de clip.
El elemento 60 inferior de carcasa exhibe para ello uno o varios bordes 61 que se proyectan hacia adentro. El borde 61 puede ser circunferencial. De modo alternativo, el elemento 60 inferior de carcasa puede exhibir varios bordes 61 distribuidos de manera homogénea o no homogénea a lo largo del perímetro.
El elemento 50 portador exhibe uno o varios salientes 53 de enganche complementarios al borde 61 o a los bordes 61. El saliente 53 de enganche puede estar configurado de modo circunferencial. Alternativamente, pueden estar presentes varios salientes 53 de enganche distribuidos de manera uniforme o no uniforme a lo largo del perímetro.
El saliente 53 de enganche o los salientes 53 de enganche del elemento 50 portador están fijos con pestillo o asegurados con clip o asegurados a presión bajo el borde 61 o los bordes 61 del elemento 60 inferior de carcasa. De esta manera puede alcanzarse de manera técnicamente simple, conveniente en costes y rápida una fijación segura del elemento 50 portador, y con ello también del portador 30 de circuito unido de manera segura con el elemento 50 portador, con el circuito 20 de activación y/o evaluación.
La unión de retención o la unión con clip o la unión a presión pueden estar configuradas de modo que puedan soltarse. De esta manera, puede retirarse el elemento 50 portador con el portador 30 de circuito nuevamente del elemento 60 inferior de carcasa, para cambiarlo o examinarlo.
Finalmente se une un elemento 65 superior de carcasa con el elemento 60 inferior de carcasa. Ahora, el elemento 50 portador con el portador 30 de circuito y el circuito 20 de activación y/o evaluación están protegidos contra el medio ambiente o los alrededores.
Como se reconoce claramente en las vistas de sección transversal de la Fig. 4 o la fig. 5, el resorte 40 a tierra entre el lado inferior del portador 30 de circuito y el elemento 60 inferior de carcasa está dispuesto de manera segura contra la pérdida en la cavidad 52 del elemento 50 portador. Simultáneamente, se establece de manera segura la posición del elemento 50 portador en el elemento 60 inferior de carcasa mediante el resorte 40 a tierra y los resortes 45, 46, 47 de conexión.
Los resortes 45, 46, 47 de conexión establecen una conexión eléctrica entre el circuito 20 de activación y/o evaluación y una parte dispuesta en el elemento 65 superior de carcasa. Con ello se prepara una conexión eléctrica técnicamente simple del circuito 20 de activación y/o evaluación.
El sensor 10 de presión se ensambla o conecta de manera técnicamente simple y sin herramientas o aparatos. En particular no se requiere ninguna unión firmemente conectada o ninguna adhesión, para unir el portador 30 de circuito con el elemento 50 portador o el elemento 50 portador con el elemento 60 inferior de carcasa del sensor 10 de presión.
Claims (7)
1. Sensor (10) de presión para la medición de una presión de un fluido, en donde el sensor (10) de presión comprende - un elemento (18) sensor para detectar la presión del fluido,
- un circuito (20) de activación y/o evaluación para la activación y/o evaluación de una señal de medición del elemento (18) sensor,
- un portador (30) de circuito, en donde el circuito (20) de activación y/o evaluación está dispuesto en el portador (30) de circuito,
- un elemento (50) portador, en donde el portador (30) de circuito está sujeto al elemento (50) portador, y
- un elemento (60) de carcasa, en donde el elemento (50) portador junto con el portador (30) de circuito están sujetados con entrelazamiento positivo y/o por fricción al elemento (60) de carcasa,
y en donde el elemento (50) portador está configurado en una pieza con un material no conductor de la electricidad, caracterizado porque el sensor (10) de presión comprende además un resorte (40) a tierra para la unión del circuito (20) de activación y/o evaluación con la tierra y el elemento (60) de carcasa, en donde el resorte (40) a tierra es incorporado de modo cautivo en una cavidad (52) del elemento (50) portador.
2. Sensor (10) de presión de acuerdo con la reivindicación 1, en donde
el circuito (20) de activación y/o evaluación está dispuesto en dos sitios opuestos del portador (30) de circuito.
3. Sensor (10) de presión de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en donde el sensor (10) de presión comprende además por lo menos un resorte de conexión (45, 46, 47) para la conexión eléctrica del circuito (20) de activación y/o evaluación a otros elementos.
4. Sensor (10) de presión de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en donde el portador (30) de circuito está unido mediante una unión con entrelazamiento positivo y/o por fricción con el elemento (50) portador.
5. Sensor (10) de presión de acuerdo con la reivindicación 4, en donde
el portador (30) de circuito está unido mediante una unión de retención con el elemento (50) portador.
6. Sensor (10) de presión de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en donde el elemento (50) portador está sujeto mediante una unión de retención al elemento (60) de carcasa.
7. Procedimiento para la fabricación de un sensor (10) de presión para la medición de una presión de un fluido, en donde el procedimiento comprende las siguientes etapas:
- suministro de una unidad (15) de sensor de presión, en donde la unidad (15) de sensor de presión comprende un elemento (60) de carcasa y un elemento (18) sensor para detectar la presión del fluido;
- suministro de un portador (30) de circuito con un circuito (20) de activación y/o evaluación para la activación y/o evaluación de una señal de medición del elemento (18) sensor;
- unión del portador (30) de circuito con un elemento (50) portador configurado en una pieza, de un material no conductor de la electricidad, mediante entrelazamiento positivo y/o por fricción; y
- inserción del elemento (50) portador con el portador (30) de circuito en el elemento (60) de carcasa y unión del elemento (50) portador con el elemento (60) de carcasa, caracterizado porque se incorpora de modo cautivo un resorte (40) a tierra para la unión del circuito (20) de activación y/o evaluación con tierra y el elemento (60) de carcasa, en una cavidad (52) del elemento (50) portador, antes de que el portador (30) de circuito esté unido con el elemento (50) portador.
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