ES2958187T3 - Dispositivo sensor de presión para un dispositivo de medición para medir un valor de estado de presión de una muestra de planta y procedimiento de fabricación de un dispositivo sensor de presión - Google Patents

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Abstract

La invención se refiere a un método para producir un dispositivo sensor de presión (1) para un instrumento de medición (100) para medir un valor del estado de presión de un espécimen de planta (P), comprendiendo dicho método: montar un dispositivo sensor (20) para detectar el valor del estado de presión sobre un sustrato portador (10); sujetar un marco (30) al sustrato portador (10), teniendo el marco (30) una cara de sujeción (31), una cara de contacto (32) orientada en la dirección opuesta a la cara de sujeción (31), y una cara interior (33) que define una abertura (34) y se extiende entre la cara de sujeción (31) y la cara de contacto (32), estando dispuesto el marco (30) sobre el sustrato portador (10) de manera que la cara de sujeción (31) mire el sustrato portador (10) y la cara interior (33) encierran el dispositivo sensor (20); y llenar la abertura (34) del marco (30) con un material de relleno (40) para formar una capa elástica de acoplamiento por presión (41). La invención también se refiere a un dispositivo sensor de presión (1) para un instrumento de medición (100) para medir el valor del estado de presión de un espécimen de planta (P). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo sensor de presión para un dispositivo de medición para medir un valor de estado de presión de una muestra de planta y procedimiento de fabricación de un dispositivo sensor de presión
Estado de la técnica
La sobrepresión hidrostática en las células vegetales se denomina presión de turgencia y representa un parámetro para evaluar una condición, en particular una condición de riego de una planta. Mediante el registro de la presión de turgencia o de un valor de condición de presión dependiente de la presión de turgencia, por ejemplo, en hojas de la planta, se pueden sacar conclusiones sobre si el suministro de agua de la planta es suficiente o si es necesario regar la planta.
Para medir la presión de turgencia, o una cantidad que represente la presión de turgencia, de una muestra de planta, por ejemplo, una hoja de una planta, se utilizan cada vez más dispositivos de medición basados en un procedimiento de medición no destructivo o no invasivo. Normalmente, la muestra de planta se sujeta mediante un dispositivo de sujeción y una señal de presión que representa la presión de turgencia se registra mediante un dispositivo sensor.
Por ejemplo, el documento DE 102006043058 A1 describe un dispositivo de medición para medir un valor de estado de presión de una planta con un dispositivo de detección de presión, que tiene un portasensor en forma de placa con un rebaje abierto por un lado y un dispositivo sensor dispuesto en el fondo del rebaje, en donde el rebaje está relleno con una capa elástica de acoplamiento de presión hecha de silicona. Para medir el valor del estado de presión, la muestra de planta se presiona contra la capa de acoplamiento de presión del dispositivo de medición mediante una pieza de sujeción, de modo que el dispositivo sensor puede detectar una presión. El documento DE 102009032872 A1 describe un dispositivo sensor de presión similar, en donde un dispositivo sensor se pega al fondo de un rebaje de un bloque de sujeción del sensor y se cablea en el rebaje. A continuación, el rebaje se rellena con un compuesto de encapsulado para formar una capa de acoplamiento de presión. Otro dispositivo sensor de presión de este tipo se conoce del documento EP 2244548 B1.
En el documento EP 2672806 B1, se describe un dispositivo sensor de presión para medir la presión de turgencia de una planta con un zócalo sensor y un dispositivo sensor alojado en un rebaje del zócalo sensor. El dispositivo sensor presenta una placa de circuito impreso con un sensor de presión dispuesto en ella, en donde el inserto del sensor en el rebaje está moldeado en un material polimérico. Para fabricar el dispositivo de medición, el dispositivo sensor se inserta en el rebaje del soporte del sensor y, a continuación, se moldea en capas con material polimérico. Una superficie de fijación del dispositivo sensor y una superficie de fijación del zócalo del sensor están situadas en lados opuestos de la placa de circuito impreso.
Divulgación de la invención
La presente invención se refiere a un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 y a un dispositivo sensor de presión de acuerdo con la reivindicación 6.
De acuerdo con un primer aspecto de la invención, se prevé un procedimiento de fabricación de un dispositivo sensor de presión para un dispositivo de medición para medir un valor de estado de presión de una muestra de planta. El valor de estado de presión puede estar formado por una presión de turgencia de la muestra de planta o una variable de estado dependiente de la presión de turgencia.
El procedimiento comprende montar un dispositivo sensor para detectar el valor de estado de presión sobre un sustrato soporte. El sustrato portador puede realizarse en particular como una placa plana. El dispositivo sensor está configurado para detectar una presión y está fijado a una superficie de fijación del sustrato portador, por ejemplo, está soldado o pegado al mismo.
Después de montar el dispositivo sensor, se fija un marco a la superficie de fijación del sustrato portador, teniendo el marco una superficie de fijación, una superficie de contacto orientada en sentido opuesto a la superficie de fijación, y una superficie interior que define una abertura y se extiende entre la superficie de fijación y la superficie de contacto, estando el marco dispuesto sobre el sustrato portador de tal manera que la superficie de fijación mira hacia el sustrato portador y la superficie interior encierra el dispositivo sensor. En este paso, el marco, que presenta una abertura pasante que se extiende entre una primera superficie o superficie de contacto y una segunda superficie o superficie de fijación opuesta a la misma, se coloca sobre la superficie de fijación del sustrato portador de tal manera que el dispositivo sensor se dispone en la abertura del marco y la superficie de fijación del marco mira hacia el sustrato portador
La superficie de fijación del marco está conectada a la superficie de fijación del sustrato portador. La superficie de contacto se utiliza para contactar y sujetar la muestra de planta.
En un paso posterior, la abertura del marco se rellena con un material de relleno para formar una capa elástica de acoplamiento de presión. Para ello, el material de relleno se suministra en un estado viscoelástico o fluido a la abertura del marco y la llena al menos parcialmente, de preferencia por completo, de modo que el dispositivo sensor dispuesto en la abertura quede completamente embebido en el material de relleno. El material de relleno está destinado a descansar contra la muestra de la planta y se usa para transmitir una fuerza de compresión desde la muestra de la planta al dispositivo sensor.
De acuerdo con un segundo aspecto de la invención, se prevé un dispositivo sensor de presión para un dispositivo de medición para medir un valor de condición de presión de una muestra de planta. En particular, el dispositivo sensor de presión según este aspecto de la invención puede fabricarse mediante un procedimiento según el primer aspecto de la invención. Así, las características y ventajas del procedimiento descrito en la presente divulgación se aplican de manera análoga al dispositivo sensor de presión, y viceversa.
El dispositivo de detección de presión comprende un sustrato portador con una superficie de fijación, un dispositivo sensor dispuesto en la superficie de fijación del sustrato portador para detectar el valor del estado de la presión, y un marco fijado a la superficie de fijación del sustrato portador, que tiene una superficie de fijación orientada hacia el sustrato portador, una superficie de contacto orientada de manera opuesta a la superficie de fijación para el contacto con la muestra de la planta, y una superficie interior que define una abertura y se extiende entre la superficie de fijación y la superficie de contacto, en donde la superficie interior encierra el dispositivo sensor. Por consiguiente, el marco está realizado como un componente separado del sustrato portador y presenta una abertura de paso, dentro de la cual está dispuesto el dispositivo sensor.
Además, el dispositivo sensor de presión presenta una capa elástica de acoplamiento de presión que rellena la abertura para entrar en contacto con la muestra de planta y transmitir una fuerza al dispositivo sensor. La capa de acoplamiento de presión está formada por un material de relleno elástico, como un material de silicona o un material polimérico, que envuelve completamente el dispositivo sensor dispuesto en la abertura. Preferiblemente, la capa de acoplamiento de presión forma una superficie de acoplamiento que continúa la superficie de contacto del marco de manera continua, en particular de manera plana.
Una idea subyacente a la invención es implementar un dispositivo sensor de presión para un dispositivo de medición para medir un valor de estado de presión dependiente de la presión de turgencia de una muestra de planta con un sustrato portador o una placa portadora en la que está montado un dispositivo sensor de presión, y un marco con una abertura pasante que está separada del sustrato portador o de la placa portadora. De este modo, el dispositivo sensor para detectar el valor de la condición de presión puede fijarse a la superficie de fijación del sustrato portador antes de fijar el marco. Esto facilita el montaje del dispositivo sensor. Además, la abertura del marco puede hacerse más pequeña o la superficie interior que define la abertura y rodea el dispositivo sensor puede colocarse a una distancia mínima del dispositivo sensor sin complicar el montaje del dispositivo sensor. Un menor diámetro o sección transversal de la abertura reduce la fuerza necesaria para generar una presión determinada, lo que puede reducir la fuerza de sujeción con la que se presiona el dispositivo sensor de la presión contra la muestra de planta. Esto reduce tanto el riesgo de dañar la planta como el riesgo de dañar el dispositivo de detección.
Realizaciones ventajosas y otras realizaciones resultan de las subreivindicaciones, así como de la descripción con referencia a las figuras del dibujo.
De acuerdo con una realización del procedimiento, se prevé que el montaje del dispositivo sensor comprenda la fijación del dispositivo sensor al sustrato portador y el contacto con el dispositivo sensor. La fijación del dispositivo sensor puede comprender, en particular, pegado, soldado, enganche o una fijación similar de bloqueo de material o de forma del dispositivo sensor a la superficie de fijación del sustrato portador. Para el contacto, las conexiones eléctricas del dispositivo sensor están conectadas eléctricamente a las conexiones eléctricas o terminales del sustrato portador, por ejemplo, mediante estructuras de cables o conductores.
De acuerdo con otra realización del procedimiento, el material de relleno se introduce en la abertura del marco en estado fluido y se cura en la abertura. El curado del material de relleno puede comprender en particular una reacción de reticulación, mediante la cual pueden ajustarse ventajosamente las propiedades elásticas del material de relleno o de la capa de acoplamiento de presión.
De acuerdo con otra realización del procedimiento, el material de relleno se introduce en la abertura del marco desde un lado frontal definido por la superficie de contacto del marco. De este modo, la abertura se rellena sucesivamente empezando por la superficie de fijación del sustrato portador, con lo que se consigue ventajosamente un relleno uniforme al tiempo que se reduce el riesgo de formación de burbujas de aire u otras inclusiones. Opcionalmente, el marco puede tener canales de ventilación que se extienden desde la superficie interior o están definidos por ella, lo que reduce aún más el riesgo de inclusiones de aire.
De acuerdo con otra realización del procedimiento, se prevé que el marco se fije al sustrato portador mediante una unión de material, en particular mediante una unión adhesiva, o mediante una unión de forma, en particular mediante una conexión de clip. Una conexión por unión de material ofrece en particular la ventaja de que la superficie de fijación del marco se sella en forma especialmente fiable con respecto al sustrato portador. Una conexión de unión de forma puede, por ejemplo, montarse muy rápida y fácilmente.
De acuerdo con una realización del dispositivo sensor de presión, está previsto que la superficie interior defina un primer diámetro o una primera área de sección transversal de la abertura en la región de la superficie de contacto del marco, en particular en la superficie de contacto, y un segundo diámetro o una segunda área de sección transversal de la abertura en la región de la superficie de fijación del marco, en particular en la superficie de fijación, siendo el segundo diámetro o la segunda área de sección transversal mayor que el primer diámetro o la primera área de sección transversal de la abertura. De este modo, la abertura se estrecha desde el sustrato portador o la superficie de fijación hacia la superficie de contacto. De este modo, la superficie interior forma un destalonado con respecto a un eje perpendicular a la superficie de contacto. De este modo, la superficie interior crea un obstáculo que contrarresta el movimiento de la capa de acoplamiento de presión fuera de la abertura. Esto es especialmente ventajoso cuando la superficie de contacto se retira de la muestra de planta. De esta manera, se pueden utilizar capas de acoplamiento de presión especialmente elásticas o blandas, que se adaptan muy bien a la muestra de planta. Esto aumenta la precisión de los resultados de medición. Además, también se reduce la deformación de la capa de acoplamiento de presión cuando se separa de la muestra de planta, lo que reduce el riesgo de daños en el dispositivo sensor. Además, el ensanchamiento de la sección transversal o del diámetro de la abertura desde la superficie de contacto hasta la superficie de fijación o el sustrato portador ofrece la ventaja de proporcionar una gran superficie de fijación para el dispositivo sensor en el sustrato portador. Al mismo tiempo, sin embargo, puede reducirse una superficie de contacto de la capa de acoplamiento de presión para el contacto con la muestra de planta, por lo que solo se requiere una pequeña fuerza para generar una presión de contacto predeterminada y, además, el dispositivo sensor de presión también puede fijarse a hojas más pequeñas sin ningún problema.
Para aplicar diferentes diámetros o áreas de sección transversal en la superficie de contacto y la superficie de fijación, la superficie interior puede estar al menos parcialmente biselada o angulada con respecto a un eje que se extiende transversal o perpendicularmente a la superficie de contacto. Por ejemplo, la superficie interior puede definir una abertura circular, definiendo la superficie interior una sección transversal al menos parcialmente troncocónica de la abertura. Una geometría troncocónica de este tipo ofrece la ventaja de que es especialmente fácil y, por lo tanto, barata de producir mediante procesos de mecanizado. Por supuesto, la superficie interior también puede definir secciones transversales triangulares, rectangulares o poligonales de la abertura, por lo que la superficie interior define una sección transversal de la abertura que es al menos parcialmente piramidal o generalmente con forma de poliedro truncado.
De acuerdo con otra realización del dispositivo sensor de presión, se prevé que el sustrato portador esté formado por una placa de circuito impreso. Esto facilita en particular el contacto o el cableado del dispositivo sensor.
De acuerdo con otra realización del dispositivo sensor de presión, el dispositivo sensor presenta un elemento sensor para detectar el valor de estado de presión y para generar una señal de presión que representa la presión de turgencia o el valor de estado de presión en forma de una estructura MEMS y una unidad de lectura en forma de un ASIC para procesar la señal de presión que puede ser generada por el elemento sensor. “MEMS” es una abreviatura en inglés de “microelectronic and microelectromechanical System” (sistema microelectrónico y microelectromecánico). “ASIC” es la abreviatura en inglés de “application-specific integrated Circuit” (circuito integrado de aplicación específica). El ASIC permite digitalizar directamente en el dispositivo sensor la señal de presión proporcionada por el elemento sensor. En particular, la estructura MEMS puede ponerse en contacto o cablearse ventajosamente a través del ASIC. Esto simplifica aún más el montaje del dispositivo sensor. Cuando se utiliza una placa de circuito impreso como sustrato portador, existe también la ventaja de que pueden utilizarse procesos de soldadura convencionales para el cableado y la fijación del dispositivo sensor realizado con una estructura MEMS y un ASIC, lo que facilita un montaje sencillo y rentable.
De acuerdo con otra realización del dispositivo de detección de la presión, se prevé que el marco comprenda un material magnético o magnetizable. Por ejemplo, el marco puede estar compuesto por una parte de base, que proporciona o forma la superficie de contacto, la superficie de fijación y la superficie interior que define la abertura del marco, y una parte de imán hecha de un material magnetizable o magnético, siendo la parte de imán recibida en una estructura receptora, por ejemplo, una ranura receptora, de la parte de base. La parte de la base puede, por ejemplo, estar hecha de un material plástico. Alternativamente, el marco puede estar formado en su totalidad por un material magnético o magnetizable.
De acuerdo con otra realización del dispositivo sensor de presión, se prevé que el marco esté formado de un material plástico. En particular, los materiales termoplásticos, los materiales termoestables o los materiales elastoméricos son adecuados en este caso.
En general, el marco puede presentar, por ejemplo, una circunferencia exterior rectangular, circular, poligonal o similar. La circunferencia exterior del marco se realiza mediante una superficie circunferencial exterior opuesta a la superficie interior, que se extiende entre la superficie de fijación y la superficie de contacto del marco. La superficie circunferencial exterior puede, por ejemplo, extenderse paralela a la superficie interior, de modo que [sic].
Con respecto a la información direccional y los ejes, en particular la información direccional y los ejes que se relacionan con el curso de las estructuras físicas, se entiende que un curso de un eje, una dirección o una estructura “a lo largo” de otro eje, dirección o estructura significa que estos, en particular las tangentes que dan lugar a un punto respectivo de las estructuras, discurren cada una en un ángulo de menos de 45 grados, preferiblemente menos de 30 grados y, de manera particularmente preferida, paralelas entre sí.
Con respecto a las indicaciones direccionales y a los ejes, en particular a las indicaciones direccionales y a los ejes relativos al curso de las estructuras físicas, se entiende aquí por curso de un eje, de una dirección o de una estructura “transversalmente” a otro eje, dirección o estructura que éstos, en particular las tangentes que dan lugar a una localización respectiva de las estructuras, se extienden cada uno en un ángulo superior o igual a 45 grados, preferentemente superior o igual a 60 grados y en particular preferentemente perpendiculares entre sí.
Tal como se utiliza en el presente documento, se entiende por “muestra de planta” un componente de una planta intacta, en particular un órgano o tejido vegetal, por ejemplo, una hoja o un tallo de la planta. El componente de la planta también puede estar separado del resto de la planta.
La presente invención se explicará con más detalle a continuación con referencia a los ejemplos de realización que se dan en las figuras esquemáticas de los dibujos. De este modo:
Fig. 1 muestra una vista en sección esquemática de un dispositivo de medición para medir un valor de estado de presión de una muestra de planta, que comprende un dispositivo sensor de presión según una realización de la invención;
Fig. 2 muestra una vista en perspectiva de una vista esquemática en sección de un dispositivo sensor de presión según un ejemplo de realización de la invención;
Fig. 3 muestra una vista en perspectiva de una vista esquemática en sección de un dispositivo sensor de presión según otro ejemplo de realización de la invención;
Fig. 4 muestra una vista en perspectiva de una vista en sección esquemática de un dispositivo sensor de presión según otro ejemplo de realización de la invención;
Fig. 5 muestra una vista en perspectiva de una vista esquemática en sección de un dispositivo sensor de presión según otro ejemplo de realización de la invención;
Fig. 6 muestra una vista en planta de una superficie de contacto de un marco de un dispositivo de detección de presión según otro ejemplo de realización de la invención;
Fig. 7 muestra un primer paso de un procedimiento de fabricación de un dispositivo de detección de presión según un ejemplo de realización de la invención;
Fig. 8 muestra otra etapa del procedimiento según un ejemplo de realización de la invención;
Fig. 9 muestra otra etapa del procedimiento según un ejemplo de realización de la invención;
y
Fig. 10 muestra otro paso del procedimiento según un ejemplo de realización de la invención.
La Fig. 1 muestra esquemáticamente una vista en sección de un dispositivo 100 de medición para medir un valor de estado de presión de una muestra de planta P. El valor de estado de presión medido depende de la denominada presión de turgencia de la muestra de planta P. La sobrepresión hidrostática en las células vegetales se denomina presión de turgencia y es un parámetro que representa un estado de riego de la planta. Normalmente, una presión de turgencia alta representa un alto contenido de agua y, por lo tanto, un estado de riego suficiente de la planta, mientras que una presión de turgencia baja indica un bajo contenido de agua en la planta. El dispositivo 100 de medición mostrado ilustrativamente en la Fig. 1 comprende un dispositivo 1 de detección de presión y un dispositivo 2 de sujeción. Opcionalmente, también se puede prever un imán 3.
Como se muestra esquemáticamente en la Fig. 1, el dispositivo 1 sensor de presión, que se explicará con más detalle a continuación, comprende un sustrato 10 portador, un dispositivo 20 sensor, un marco 30 y una capa 41 de acoplamiento de presión.
El dispositivo 2 de sujeción se implementa como un componente en forma de placa que presenta una superficie 2a de contacto de sujeción. En particular, el dispositivo 2 de sujeción puede estar formado parcial o totalmente de un material magnético o magnetizable y sirve como estribo para la sujeción de una muestra de planta P, tal como se muestra a modo de ejemplo en la Fig. 1.
Para medir el valor del estado de presión, una muestra de planta P, por ejemplo, una hoja de una planta, se sujeta entre la superficie 2a de contacto de sujeción del dispositivo 2 de sujeción y una superficie 32 de contacto del marco 30 del dispositivo 1 sensor de presión, tal como se muestra esquemáticamente en la Fig. 1. En este caso se ejerce una fuerza de sujeción predeterminada F sobre la muestra de planta, que se aplica, por ejemplo, mediante una fuerza magnética que actúa sobre el dispositivo 2 de sujeción a través del imán 3 opcional. El medio de acoplamiento de presión o la capa 41 de acoplamiento de presión, que es elásticamente deformable, entra así en contacto con la muestra de planta P con una superficie 41a de contacto y puede transmitir así una fuerza de presión al dispositivo 20 sensor. El dispositivo 20 sensor detecta así una variable que representa el valor del estado de presión o la presión de turgencia.
En las Fig. 2 a 5, se muestran diversos dispositivos 1 sensores de presión que pueden utilizarse para detectar el valor de estado de la presión, tal como se ha descrito con anterioridad. Como se ejemplifica en la Fig. 2, el dispositivo 1 sensor de presión presenta un sustrato 10 portador, un dispositivo 20 sensor, un marco 30 y una capa 41 de acoplamiento de presión.
Como puede verse en la vista en sección en perspectiva de la Fig. 2, el sustrato 10 portador puede implementarse como un disco con una circunferencia exterior circular. Por supuesto, también son concebibles otras geometrías circunferenciales. En general, el sustrato 10 portador se realiza como un componente plano en forma de placa que proporciona una superficie 10a de montaje. El sustrato 10 portador sirve de apoyo o soporte para los demás componentes del dispositivo de impresión óptica. Opcionalmente, el sustrato 10 portador puede realizarse como una placa de circuito impreso en la que se forman puntos de contacto eléctrico o estructuras de contacto tales como pistas conductoras (no mostradas) o similares.
En la Fig. 2, el dispositivo 20 sensor se muestra solo esquemáticamente como un bloque. El dispositivo 20 sensor se implementa generalmente como un sensor de fuerza/presión que está configurado para detectar una variable que representa una presión. Como se muestra esquemáticamente en la Fig. 5, el dispositivo 20 sensor puede presentar un elemento 21 sensor para detectar el valor de estado de la presión y para generar una señal de presión que representa el valor de estado de la presión o la presión de turgencia, que se implementa como una estructura MEMS. La estructura MEMS puede comprender, por ejemplo, un chip portador con una membrana deformable unida al mismo, en el que las resistencias eléctricas están unidas a la membrana que están conectadas para formar un puente de Wheatston. La deformación de la membrana debida a un cambio de presión da lugar a un cambio de tensión eléctrica proporcional a la deformación, que se representa como una cantidad representativa de una señal de presión. Como se muestra en la Fig. 5, además del elemento 21 sensor, se puede prever opcionalmente una unidad 22 de lectura en forma de ASIC para procesar la señal de presión que puede ser generada por el elemento sensor. Como se muestra además en la Fig. 5, la unidad 22 de lectura y el elemento 21 sensor pueden estar dispuestos y en contacto en una placa 24 de circuito sensora común. Alternativamente, se pueden utilizar sensores de presión de un diseño diferente cuya señal de presión se procesa o evalúa posteriormente en una unidad de lectura externa.
Como se muestra esquemáticamente en la Fig. 2, el dispositivo 20 sensor se fija a la superficie 10a de montaje del sustrato 10 portador. Por ejemplo, el dispositivo 20 sensor puede pegarse o soldarse a la superficie 10a de montaje. Como también se muestra esquemáticamente en la Fig. 2, el dispositivo 20 sensor se pone en contacto eléctricamente a través de un cableado 23, por ejemplo, con estructuras de conexión proporcionadas en el sustrato 10 portador (no mostradas). Como se ejemplifica en la Fig. 5, el contacto y la fijación de la placa 24 de circuito sensora pueden implementarse simultáneamente mediante conexiones 26 de soldadura.
Como se muestra además en la Fig. 2, el marco 30 puede realizarse como un componente circular en forma de anillo. La Fig. 6, por otra parte, muestra esquemáticamente una vista superior de un marco 30, que está realizado con una circunferencia exterior rectangular y una abertura 34 rectangular. En general, el marco 30 presenta una superficie 31 de fijación, una superficie 32 de contacto orientada en sentido opuesto a la superficie 31 de fijación, una superficie 33 interior que define una abertura 34 y se extiende entre la superficie 31 de fijación y la superficie 32 de contacto, y una superficie 35 circunferencial exterior orientada en sentido opuesto a la superficie 33 interior y que se extiende entre la superficie 31 de fijación y la superficie 32 de contacto.
En particular, la superficie 31 de fijación y la superficie 32 de contacto pueden ser planas y preferiblemente extenderse paralelas entre sí, como se muestra esquemáticamente en la Fig. 2. La superficie 32 de contacto se utiliza para el contacto con la muestra de planta P, como se explica con referencia a la Fig. 1. La superficie 31 de fijación del marco 30 sirve para conectar o fijar el marco 30 a la superficie 10a de montaje del sustrato 10 portador. La superficie 35 circunferencial exterior conecta la superficie 31 de fijación a la superficie 32 de contacto, definiendo así la geometría circunferencial del marco 30. Como se muestra en las Figs. 2 a 5, la superficie 35 circunferencial exterior puede, por ejemplo, definir una periferia exterior circular del marco 30. La Fig. 6 muestra un ejemplo de una periferia exterior rectangular del marco 30 definida por la superficie 35 circunferencial exterior. Por supuesto, son concebibles otras geometrías circunferenciales del marco 30, por ejemplo, una circunferencia exterior ovalada, triangular, trapezoidal u otra poligonal. En las Fig. 2 a 6 se muestra ejemplarmente que la superficie 33 interior y la superficie 35 circunferencial exterior se extienden paralelas entre sí. Por supuesto, también es concebible que la superficie 33 interior y la superficie 35 circunferencial exterior definan geometrías diferentes de la abertura 34 y la circunferencia exterior.
Como se muestra, además, en la Fig. 2, la superficie 33 interior conecta la superficie 31 de fijación con la superficie 32 de contacto, formando así una abertura 34 pasante del marco 30 que se extiende entre la superficie 31 de fijación y la superficie 32 de contacto. La superficie 33 interior define, además, la forma de la sección transversal de la abertura 34. Por ejemplo, la abertura 34 puede presentar una sección transversal circular, por ejemplo, una sección transversal cilíndrica como se muestra esquemáticamente en la Fig. 2. Por supuesto, también son concebibles otras formas de sección transversal, como una sección transversal rectangular, tal como se ejemplifica en la Fig. 6. También son concebibles otras formas poligonales de sección transversal.
La Fig. 2 muestra a modo de ejemplo un marco 30 cuya superficie 33 interior define una sección transversal constante o diámetro d de la abertura 34. Como en las Figs. 3 a 5 a modo de ejemplo, también puede estar previsto que un diámetro definido por la superficie interior 33 o un área de sección transversal de la abertura 34 definida por la superficie interior 33 aumente desde la superficie de contacto 32 hasta la superficie de fijación 31. .
La Fig. 3 muestra, a modo de ejemplo, que la superficie 33 interior define una sección transversal troncocónica de la abertura, en donde un primer diámetro d1 o área de la sección transversal de la abertura 34 en la superficie 32 de contacto es menor que un segundo diámetro d2 o área de la sección transversal de la abertura 34 en la superficie 31 de fijación.
En las Fig. 4 y 5, se muestra, a modo de ejemplo, una sección transversal parcialmente troncocónica de la abertura 34. En particular, la superficie 33 interior en la región de la superficie 32 de contacto define una zona 36 de sección transversal cilíndrica de la abertura 34 con un primer diámetro d1 y una zona 37 troncocónica que se extiende entre esta zona 36 cilíndrica y la superficie 31 de fijación, en donde la abertura 34 presenta un segundo diámetro d2 en la superficie 32 de fijación que es mayor que el primer diámetro d1.
Además de las secciones transversales mostradas en las Fig. 3 a 5 a modo de ejemplo, también son concebibles otras formas de sección transversal, por ejemplo, una forma piramidal truncada o al menos parcialmente piramidal truncada. Generalmente, la superficie 33 interior del marco 30 define un primer diámetro d1 o una primera área de sección transversal de la abertura 34 en la región de la superficie 32 de contacto del marco 30 y un segundo diámetro d2 o una segunda área de sección transversal de la abertura 34 en la región de la superficie 31 de fijación del marco 30, siendo el segundo diámetro d2 o la segunda área de sección transversal mayor que el primer diámetro d1 o la primera área de sección transversal de la abertura 34.
El marco 30 puede presentar un material magnético o magnetizable o estar formado de un material de este tipo. En este caso, se puede prescindir ventajosamente del imán 3 si el dispositivo 2 de sujeción del dispositivo 100 de medición está implementado como imán. El marco 30 también puede estar formado de un material plástico, por ejemplo, un material termoplástico, un material termoestable o un elastómero. En este caso, también es concebible que se incorporen regiones de material magnético o magnetizable en el material plástico.
El marco 30 se fija al sustrato 10 portador de tal manera que la superficie 31 de fijación está orientada hacia la superficie 10a de montaje del sustrato 10 portador, y el dispositivo 20 sensor se dispone en la abertura 34 del marco 30. Así, la superficie 33 interior encierra el dispositivo 20 sensor, como se muestra esquemáticamente en las Fig. 2 a 5 de manera esquemática. El marco 30 puede, por ejemplo, estar adherido al sustrato 10 portador o unido positivamente al mismo, por ejemplo, mediante una conexión de clip.
La capa 41 de acoplamiento de presión está dispuesta en la abertura 34 del marco 30. En particular, la abertura 34 puede estar completamente llena por la capa 41 de acoplamiento de presión, como se ejemplifica en las Fig. 2 a 5 a modo de ejemplo. Como puede verse en las Fig. 2 a 5, puede estar previsto que una superficie 41a de contacto formada por la capa 41 de acoplamiento de presión, que está situada en dirección opuesta al sustrato 10 portador y está prevista para el apoyo contra la muestra de planta P, se extienda planarmente a la superficie de contacto 31 del marco 30. La capa 41 de acoplamiento de presión está formada a partir de un material 40 de relleno elásticamente deformable, por ejemplo, un material de silicona o un material polimérico, y sirve para transmitir una fuerza al dispositivo 20 sensor como se ha explicado con anterioridad en relación con la Fig. 1.
Como puede verse en las Fig. 3 a 5, el diámetro o la sección transversal de la abertura 34 en la superficie 10a de montaje del sustrato 10 portador, que aumenta desde la superficie 32 de contacto del marco 30 hasta la superficie 31 de fijación, puede proporcionar suficiente espacio para el dispositivo sensor, mientras que la abertura 34 en la superficie 31 de contacto presenta un pequeño diámetro d1. Ventajosamente, solo se requiere una pequeña fuerza para generar cierta presión en la superficie 41a de contacto de la capa 41 de acoplamiento de presión, cuyo tamaño viene determinado por el primer diámetro d1 de la abertura 34. Además, la capa 41 de acoplamiento de presión se mantiene positivamente en la abertura 41 gracias a que el diámetro de la abertura 41 disminuye en la dirección de la superficie 31 de contacto.
Las Fig. 7 a 10 muestran esquemática y ejemplarmente un procedimiento para fabricar un dispositivo 1 sensor de presión para un dispositivo 100 de medición para medir un valor de estado de presión de una muestra de planta P. El procedimiento es particularmente adecuado para fabricar el dispositivo 1 sensor de presión descrito con anterioridad y se explica a continuación con referencia al dispositivo 1 sensor de presión descrito con anterioridad. Las características y ventajas descritas en relación con el dispositivo 1 sensor de presión se aplican, por lo tanto, también de manera análoga al procedimiento, y viceversa.
Como se muestra en la Fig. 7, el dispositivo 20 sensor se monta primero en el sustrato 10 portador. Por ejemplo, el dispositivo 20 sensor se puede pegar, soldar o fijar de otro modo a la superficie 10a de montaje del sustrato 10 portador. El montaje del dispositivo 20 sensor puede incluir ya el contacto con el dispositivo 20 sensor, por ejemplo, si está construido y soldado al sustrato 10 portador como se muestra en la Fig. 5. Alternativamente, el contacto tiene lugar después del montaje, como se ejemplifica en la Fig. 8, en la que el dispositivo 20 sensor se contacta eléctricamente, por ejemplo, a través de un cableado 23, por ejemplo, con estructuras de conexión proporcionadas en el sustrato 10 portador (no mostradas).
Después de montar el dispositivo 20 sensor, el marco 30 se fija al sustrato 10 portador, tal como se ejemplifica en la Fig. 9. Aquí, el marco 30 se coloca con la superficie 31 de fijación sobre la superficie 10a de montaje del sustrato 10 portador y se posiciona sobre la superficie 10a de montaje del sustrato 10 portador de tal manera que la superficie 33 interior rodea el dispositivo 20 sensor. De este modo, el marco 30 y el dispositivo sensor están montados por separado uno del otro en el sustrato 10 portador. En particular, el dispositivo 20 sensor se monta y se pone en contacto eléctricamente en primer lugar y, a continuación, se monta el marco 30. Esto permite que la abertura 34 del marco 30 sea relativamente pequeña, ya que no es necesario proporcionar espacio de montaje para insertar dispositivos de montaje que sujeten el dispositivo 20 sensor. Esto facilita la automatización del proceso de montaje. Esto facilita la automatización del proceso. Al mismo tiempo, puede realizarse una estructura más compacta del dispositivo 1 sensor de presión.
En general, el marco 30 puede fijarse al sustrato 10 portador mediante una unión de material, por ejemplo, mediante encolado, o mediante un ajuste de forma, por ejemplo, mediante una conexión de clip.
Posteriormente, la abertura 34 del marco 30 se rellena con el material 40 de relleno para formar la capa 41 de acoplamiento de presión elástica. Este paso se muestra esquemáticamente en la Fig. 10. El material 40 de relleno se introduce en la abertura 34 del marco 30 en un estado fluido. Una vez introducido, el material 41 de relleno se endurece en la abertura 34, por ejemplo, mediante una reacción química de reticulación. A tal fin, puede preverse, por ejemplo, que el material 41 de relleno se lleve a una temperatura determinada o se irradie con luz ultravioleta tras su inserción en la abertura 34, a fin de desencadenar y/o romper la reacción química.
En particular, el material 40 de relleno puede llenarse directamente en la abertura 34, es decir, desde un lado frontal definido por la superficie 32 de contacto del marco 30. Para evitar el atrapamiento de aire, el marco 30 puede presentar estructuras de ventilación opcionales, por ejemplo, en forma de un canal 39 de ventilación que se extiende desde la superficie 33 interior hasta la superficie 35 circunferencial exterior, como se muestra esquemáticamente en las Fig. 9 y 10, y/o en forma de una ranura 38 de ventilación como se muestra esquemáticamente en la Fig. 6. formada en la superficie 33 interior y que se extiende hasta la superficie 31 de contacto del marco 30.
Aunque la presente invención se ha descrito completamente con anterioridad con referencia a realizaciones preferidas, no está limitada a las mismas, sino que es modificable de diversas maneras dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento de fabricación de un dispositivo (1) sensor de presión para un dispositivo (100) de medición para medir un valor de estado de presión de una muestra de planta (P), con los siguientes pasos:
montaje de un dispositivo (20) sensor para detectar el valor de estado de presión sobre una superficie (10a) de montaje de un sustrato (10) portador;
montaje de un marco (30) en la superficie (10a) de montaje del sustrato (10) portador, en donde el marco (30) presenta una superficie (31) de fijación, una superficie (32) de contacto orientada en sentido opuesto a la superficie (31) de fijación, y una superficie (33) interior que define una abertura (34) y que se extiende entre la superficie (31) de fijación y la superficie (32) de contacto, en donde el marco (30) está dispuesto sobre el sustrato (10) portador de tal manera que la superficie (31) de fijación está orientada hacia el sustrato (10) portador y la superficie (33) interior rodea el dispositivo (20) sensor; y
llenado de la abertura (34) del marco (30) con un material (40) de relleno para formar una capa (41) elástica de acoplamiento de presión.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el montaje del dispositivo (20) sensor comprende la fijación del dispositivo (20) sensor al sustrato (10) portador y un contacto eléctrico del dispositivo (20) sensor.
3. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en donde el material (40) de relleno se introduce en la abertura (34) del marco (30) en estado fluido y se cura en la abertura (34).
4. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el material (40) de relleno se introduce en la abertura (34) del marco (30) desde un lado frontal definido por la superficie (32) de contacto del marco (30).
5. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el marco (30) se fija por unión de material, en particular mediante encolado, o bien por unión de forma, en particular mediante unión por clip, a la superficie (10a) de montaje del sustrato (10) portador.
6. Dispositivo (1) sensor de presión para un dispositivo (100) de medición para medir un valor de estado de presión de una muestra de planta (P), con:
un sustrato (10) portador con una superficie (10a) de montaje;
un dispositivo (20) sensor dispuesto en la superficie (10a) de montaje del sustrato (10) portador para detectar el valor del estado de la presión;
un marco (30) fijado a la superficie (10a) de montaje del sustrato (10) portador; que presenta una superficie (31) de fijación orientada hacia el sustrato (10) portador, una superficie (32) de contacto orientada en sentido opuesto a la superficie (31) de fijación para entrar en contacto con la muestra de planta (P), y una superficie (33) interior que define una abertura (34) y que se extiende entre la superficie (31) de fijación y la superficie (32) de contacto, en donde la superficie (33) interior encierra el dispositivo (20) sensor y una capa (41) elástica de acoplamiento de presión que rellena la abertura (34) para enganchar la muestra de planta (P) a fin de transmitir una fuerza al dispositivo (20) sensor.
7. Dispositivo (1) sensor de presión de acuerdo con la reivindicación 6, en donde la superficie (33) interior define una primera área de sección transversal de la abertura (34) en la región de la superficie (32) de contacto del marco (30) y una segunda área de sección transversal de la abertura (34) en la región de la superficie (31) de fijación del marco (30), en donde la segunda área de sección transversal es mayor que la primera área de sección transversal de la abertura (34).
8. Dispositivo (1) sensor de presión de acuerdo con las reivindicaciones 6 o 7, en donde el sustrato (10) portador está formado por una placa de circuito impreso.
9. Dispositivo (1) sensor de presión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en donde el dispositivo (20) sensor presenta un elemento (21) sensor para detectar el valor del estado de presión y para generar una señal de presión que representa el valor del estado de presión en forma de una estructura MEMS y una unidad (22) de lectura en forma de un ASIC para procesar la señal de presión que puede ser generada por el elemento sensor.
10. Dispositivo (1) sensor de presión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en donde el marco (30) presenta un material magnético o magnetizable.
11. Dispositivo (1) sensor de presión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, en donde el marco (30) está formado de un material plástico, en particular de un material termoplástico, un material termoestable o un material elastomérico.
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