FR2839152A1

FR2839152A1 - Capteur de presion avec une membrane resistant a la corrosion

Info

Publication number: FR2839152A1
Application number: FR0304964A
Authority: FR
Inventors: Hironobu Baba; Yukihiro Kato; Hiroshi Nomura; Haruhisa Koike
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-04-24
Filing date: 2003-04-23
Publication date: 2003-10-31
Anticipated expiration: 2023-04-23
Also published as: FR2839152B1; CN1453566A; JP2003315193A; DE10318660A1; CN1207543C; US20030200813A1; US6813953B2

Abstract

Un capteur de pression (S1) comprend un dispositif capteur (20) et une membrane (81) exposée à un fluide, et une pression relative à ce fluide est détectée en utilisant le dispositif capteur (20). La membrane (81) est constituée d'un matériau ayant un index de piqûre, qui est défini par une expression (Cr + 3, 3 Mo + 20N), de 50 ou plus et une teneur en Ni de 30% en poids, ou plus, pour empêcher la corrosion de la membrane (81) sous l'effet du fluide.

Description

CAPTEUR DE PRESSION AVEC UNE MEMBRANE RESISTANT
A LA CORROSION
La présente invention concerne un capteur de pression dans lequel une membrane est exposée à un fluide dont la pression doit être mesurée par un dispositif capteur. Le capteur de pression est utilisé par exemple pour mesurer une chute de pression occasionnée par un filtre de particules de moteur diesel dans un tuyau d'échappement d'une automobile équipée d'un moteur diesel.

Au cours des dernières années, des lois et des réglementations concernant la maîtrise d'émissions polluantes sont devenues plus sévères, et il est nécessaire de réduire la suie émise en particulier par des moteurs diesels. Une technologie qui répond à un tel besoin est nommée DPF (Diesel Particulate Filter en anglais). DPF est un système qui fait appel à un filtre pour empêcher que de la suie soit libérée dans l'atmosphère. Le filtre est placé dans un tuyau d'échappement pour collecter la suie. La suie collectée est brûlée lorsqu'une certaine quantité est accumulée. On utilise normalement un filtre céramique. Le volume de la suie collectée est critique pour garantir une combustion propre. Une combustion anormale peut se produire sous l'effet d'une trop grande ou d'une trop petite quantité de suie, et peut conduire à un problème tel qu'une fissuration du filtre.

Un procédé utilisé de façon générale à l'heure actuelle pour détecter la quantité de la suie collectée est basé sur une chute de pression occasionnée par le filtre. On peut mesurer la chute de pression soit en mesurant seulement la pression dans une position amont par rapport au filtre, soit en mesurant la pression différentielle entre la pression à une position amont et celle à une position aval par rapport au filtre. Cependant, lorsque la suite est brûlée, la température du gaz près

du filtre de particules de moteur diesel peut s'élever jusqu'à 600 C ou même atteindre 1000 C. Pour cette raison, un capteur de pression peu coûteux tel qu'un capteur de pression à semiconducteur, qui est largement utilisé pour des applications dans l'industrie automobile, ne peut pas être fixé directement sur le tuyau d'échappement pour mesurer la chute de pression.

A la place, un tuyau supplémentaire, tel qu'un tuyau flexible, est branché en dérivation dans le tuyau d'échappement, et la chute de pression est mesurée par un capteur de pression fixé au tuyau flexible à un emplacement auquel la température du gaz d'échappement est suffisamment basse.

Cependant, du fait que le gaz d'échappement, qui est à une température élevée et a un niveau d'humidité élevé, est refroidi, le capteur de pression est exposé à un environnement avec 100% d'humidité et de l'eau condensée. Les inventeurs de la présente invention ont étudié l'eau condensée prélevée dans une automobile équipée d'un moteur diesel. Il est apparu que l'eau condensée est très acide, avec un pH aussi faible que 2, ce qui crée un environnement extrêmement agressif. Des capteurs de pression sont sujets à la corrosion dans un tel environnement agressif avec une acidité élevée et une humidité élevée.

La présente invention a été faite en considération des aspects ci-dessus, avec un but qui est de procurer un capteur de pression convenant pour une utilisation dans un environnement agressif, pour détecter la pression d'un gaz d'échappement, par exemple.

Pour atteindre le but ci-dessus, un capteur de pression conforme à la présente invention comprend un dispositif capteur et une membrane. La membrane est exposée à un fluide et la pression relative à ce fluide est détectée en utilisant le dispositif capteur. La membrane est constituée d'un matériau ayant un index de piqûre, qui est défini par l'expression (Cr + 3,3 Mo + 20N), de 50 ou plus, et une teneur en Ni de 30% en poids ou plus, pour empêcher la corrosion de la membrane sous l'effet du fluide.

Particulièrement le dispositif capteur est couplé à la membrane de façon que le dispositif capteur se déforme en synchronisme avec la

membrane sous l'effet de la pression, pour émettre un signal électrique corrélé à un niveau de la pression.

Particulièrement aussi le capteur de pression comprend en outre : un boîtier qui comprend une cavité, avec le dispositif capteur placé dans la cavité ; et une huile, cette huile remplissant la cavité, dans lequel la membrane est placée au-dessus de la cavité pour enfermer hermétiquement l'huile, et dans lequel la pression est transmise au dispositif capteur à travers la première membrane et l'huile.

Particulièrement encore le capteur de pression comprend en outre : un boîtier qui a un premier côté et un second côté qui est opposé au premier côté, dans lequel le boîtier comprend une première cavité du premier côté et une seconde cavité du second côté, et dans lequel le dispositif capteur est placé à l'intérieur de la première cavité pour obturer un passage qui serait autrement formé entre la première cavité et la seconde cavité, afin que le dispositif capteur puisse recevoir une pression par les premier et second côtés ; une huile, qui est placée du premier côté et du second côté, l'huile remplissant les cavités ; et une seconde membrane, dans lequel la première membrane est placée audessus de la première cavité pour enfermer hermétiquement l'huile se trouvant dans la première cavité, dans lequel la seconde membrane est exposée à un second fluide, dans lequel la seconde membrane est placée au-dessus de la seconde cavité pour enfermer hermétiquement l'huile se trouvant dans la seconde cavité, dans lequel une pression du premier fluide est transmise au dispositif capteur à travers la première membrane et l'huile se trouvant dans la première cavité, dans lequel une pression du second fluide est transmise au dispositif capteur à travers la seconde membrane et l'huile se trouvant dans la seconde cavité, dans lequel une pression différentielle entre la pression du premier fluide et la pression du second fluide est la pression détectée en utilisant le dispositif capteur, et dans lequel la seconde membrane est constituée d'un matériau ayant un index de piqûre, qui est défini par une expression (Cr + 3,3 Mo + 20N), de 50 ou plus et une teneur en Ni de 30% en poids, ou plus, pour empêcher la corrosion de la seconde membrane sous l'effet du second fluide.

Plus particulièrement, la quantité de l'huile qui se trouve du premier côté est pratiquement égale à la quantité de l'huile qui se trouve du second côté, afin de réduire une erreur dans des signaux électriques émis par le dispositif capteur due à la contraction ou la dilatation thermique de l'huile.

Plus particulièrement, le capteur de pression comprend en outre un adhésif incluant une résine, dans lequel le boîtier est constitué d'une résine et dans lequel l'adhésif est placé entre la première membrane et le' boîtier pour fixer la première membrane au boîtier.

Plus particulièrement encore le capteur de pression comprend en outre un adhésif constitué d'une résine, dans lequel le boîtier est constitué d'une résine et dans lequel l'adhésif est placé entre la première membrane et le boîtier, et entre la seconde membrane et le boîtier pour fixer les membranes au boîtier.

Avantageusement, l'adhésif comprend une résine de fluorosilicone ou une résine à base de fluorure.

Avantageusement aussi, le boîtier comprend une borne pour capter des signaux électriques émis par le dispositif capteur, et la borne s'étend de façon pratiquement parallèle à une surface du boîtier sur laquelle le dispositif capteur est placé, à partir d'une position proche du dispositif capteur.

Avantageusement encore, le boîtier comprend : une structure de placement de dispositif capteur, qui comprend la cavité ; une structure d'orifice, qui comprend un orifice d'introduction de pression ; et l'un d'une pièce de vissage et d'un rivet, dans lequel la structure de placement de dispositif capteur et la structure d'orifice ont été assemblées en utilisant l'un de la pièce de vissage et du rivet.

Plus précisément, le boîtier comprend une borne pour capter des signaux électriques émis par le dispositif capteur, et la borne s'étend de façon pratiquement parallèle à une surface du boîtier sur laquelle le dispositif capteur est placé, à partir d'une position proche du dispositif capteur.

Plus précisément aussi, le boîtier comprend : une structure de placement de dispositif capteur, qui définit les premier et second côtés; une première structure d'orifice, qui comprend un premier orifice

d'introduction de pression ; une seconde structure d'orifice, qui comprend un second orifice d'introduction de pression ; et l'un d'une pièce de vissage et d'un rivet, dans lequel la structure de placement de dispositif capteur et les structures d'orifices ont été assemblées en utilisant l'un de la pièce de vissage et du rivet.

Par exemple, le matériau qui constitue la première membrane, a un index de piqûre, qui est défini par l'expression (Cr + 3,3 Mo + 20N), de 52,5 ou plus, et une teneur en Ni de 35,5% en poids, ou plus.

Par exemple encore, le premier fluide est un gaz d'échappement émis par un moteur diesel.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La suite de la description se réfère aux dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 est une coupe schématique d'un capteur de pression conforme à un premier mode de réalisation de la présente invention;
La figure 2 est une vue éclatée du capteur de pression de la figure 1;
La figure 3 est une représentation illustrant un test de résistance à la corrosion dans des environnements humide et sec;
La figure 4 est un tableau dans lequel les résultats du test de résistance à la corrosion sont résumés;
La figure 5 est une représentation graphique montrant l'avantage d'égaliser la quantité d'huile du côté de la première membrane avec celle du côté de la seconde membrane;
La figure 6 est une coupe schématique d'un capteur de pression à semiconducteur proposé du type à huile enfermée hermétiquement;
La figure 7 est une coupe schématique d'un capteur de pression conforme à un second mode de réalisation de la présente invention;
La figure 8 est une vue éclatée du capteur de pression de la figure 7;
La figure 9 est une coupe schématique d'un capteur de pression conforme à un troisième mode de réalisation de la présente invention ; Les figures 10A à 10D sont des coupes schématiques de divers capteurs de pression à semiconducteur proposés.

Des éléments qui sont communs entre les modes de réalisation suivants sont désignés par les mêmes numéros de référence dans les figures.

Premier Mode de Réalisation
Comme représenté sur les figures 10A à 10D, des capteurs de pression à semiconducteur proposés comprennent en général un dispositif capteur à semiconducteur J1, J9. Lorsqu'une pression est appliquée au dispositif capteur J1, J9, le dispositif capteur J1, J9 émet un signal électrique en réponse à la pression.

Le capteur de pression de la figure 10A comprend une puce de capteur à semiconducteur J1 à titre de dispositif capteur. La puce de capteur J1 comprend un substrat semiconducteur qui a une membrane.

Une pression mesurée est appliquée à la surface supérieure de la membrane sur la figure 10A. Comme représenté sur la figure 10A, un plot J2, fait par exemple en verre, a été fixé sur la puce de capteur J1 pour former une chambre à vide J3. Le plot J2 a été fixé sur un boîtier J4.

L'intérieur du boîtier J4 a été rempli avec un gel J5, qui consiste par exemple en une matière organique, pour enfermer hermétiquement la surface supérieure de la puce de capteur J1, comme représenté sur la figure 10A.

Le capteur de pression de la figure 10B comprend une puce de capteur à semiconducteur J1 à titre de dispositif capteur, un plot J2, et un boîtier J4. Comme représenté sur la figure 10B, un passage de prise de pression J6, à travers lequel une pression qui est mesurée est appliquée à la surface inférieure de la membrane de la puce J1, a été formé dans le plot J2 et le boîtier J4. Le passage de prise de pression J6 a été rempli avec un gel J5. La face supérieure de la membrane est exposée à l'atmosphère sur la figure 10B. Dans chacun des capteurs de pression de la figure 10A et de la figure 10B, la pression qui est mesurée est appliquée sur la membrane par l'intermédiaire du gel J5. Chacune des puces de capteur J1 émet un signal électrique en réponse à la déformation de la membrane sous l'effet de la pression.

Conformément aux études effectuées par les inventeurs, l'humidité peut s'infiltrer dans le gel J5 dans le capteur de pression représenté sur la figure 10A et corroder les lignes de connexion se

trouvant sur la surface supérieure de la puce de capteur J1. D'autre part, le capteur de pression représenté sur la figure 10D n'a pas un tel problème. Cependant, le gel J5 lui-même peut manifester une dégradation des propriétés du matériau lorsqu'il est exposé à de l'eau condensée à partir d'un gaz d'échappement, et finalement les caractéristiques de transmission de pression du gel J5 peuvent changer.

Le capteur de pression de la figure 10C comprend une membrane métallique J8. La membrane J8 a été formée comme une' partie d'une tige métallique J7, et une puce de semiconducteur J9 qui comporte un extensomètre est placée comme un dispositif capteur sur la surface supérieure de la membrane J8 sur la figure 10C. Dans le capteur de la figure 10C, la pression à mesurer est appliquée à la surface intérieure de la membrane J8, comme indiqué par une flèche sur la figure 10C, et la puce de semiconducteur J9 émet un signal électrique en réponse à la déformation de la puce de semiconducteur J9, qui se produit en synchronisme lorsque la membrane J8 se déforme à cause de la pression.

Dans le capteur de pression de la figure 10D, une puce de capteur J1 a été fixée sur un plot J2 dans un boîtier J4, et le boîtier J4 a été rempli avec une huile J10 pour enfermer hermétiquement la surface de la puce de capteur J1. En outre, une membrane métallique J11 a été fixée sur le boîtier J4 pour enfermer hermétiquement l'huile J10. Dans le capteur de pression de la figure 10D, la pression qui est mesurée est appliquée à la membrane métallique J11. La pression est transmise à la puce de capteur J1 à travers l'huile J10.

Dans les capteurs de pression représentés sur les figures 10C et 10D, les membranes J8, J11 sont exposées à un fluide, dont la pression est mesurée. Conformément aux études effectuées par les inventeurs, il est nécessaire d'améliorer davantage la résistance à la corrosion des membranes J8, J11 dans l'environnement agressif décrit précédemment. Une étude supplémentaire des capteurs de pression à semiconducteur représentés sur les figures 10C et 10D, et des expériences effectuées par les inventeurs, ont conduit à la découverte d'un matériau approprié pour une telle membrane qui doit avoir une résistance élevée vis-à-vis de la corrosion.

Un capteur de pression S1 de la figure 1 conforme à un premier mode de réalisation de la présente invention est utilisé pour détecter une pression différentielle. Le capteur de pression S1 de la figure 1 peut être appliqué, mais de façon non limitative, à une capture de pression relative à un tuyau d'échappement dans une automobile avec un moteur diesel, afin de détecter une chute de pression occasionnée par un filtre de particules de moteur diesel fixé dans le tuyau d'échappement. Le capteur de pression S1 peut détecter la pression différentielle entre la pression à une position en amont et celle à une position en aval par rapport au filtre de particules de moteur diesel dans le tuyau d'échappement.

Comme représenté sur la figure 1, un boîtier 10 qui consiste par exemple en une résine telle que du polybutylèneterephtalate (PBT) et du polyphénylènesulfure (PPS), constitue un corps principal du capteur de pression S1. Le boîtier 10 comprend un réceptacle de connecteur 11 (structure de placement de dispositif capteur), dans lequel des bornes 10a ont été moulées sous la forme de prisonniers et sur lequel se trouve un dispositif capteur 20. Le boîtier 10 comprend également une première structure d'orifice 12 et une seconde structure d'orifice 13, qui ont été assemblées avec le réceptacle de connecteur 11. Chacun des éléments 11,12, 13 du boîtier 10 est formé, par exemple, par moulage de résine.

Une première cavité 1 la se trouve sur un premier côté, ou côté supérieur, du réceptacle de connecteur 11 sur la figure 1, tandis qu'une seconde cavité 11 b se trouve sur un second côté, ou côté inférieur, du réceptacle de connecteur 11 sur la figure 1. Le dispositif capteur 20 est placé dans la première cavité 11a, de manière à obturer le passage qui aurait par ailleurs été formé entre la première cavité 11a et la seconde cavité 1 1 b.

Le dispositif capteur 20 génère des signaux électriques en réponse au niveau d'une pression qui est appliquée. Le dispositif capteur 20 de la figure 1 est une puce de capteur à semiconducteur du type à membrane, qui comprend un substrat semiconducteur fait par exemple en silicium et a une partie mince à titre de membrane, bien que la membrane ne soit pas représentée sur la figure. Un plot 30, fait par exemple en verre, a été fixé sur le dispositif capteur 20 pour assembler le dispositif capteur 20 et le plot 30. Le dispositif capteur 20 a été fixé en utilisant le

plot 30 sur la surface de fond de la première cavité 11a, comme illustré sur la figure 1. Le plot 30 a été fixé sur la surface de fond en utilisant un adhésif tel qu'un adhésif du type silicone, qui n'est pas représenté sur la figure. Le dispositif capteur 20 a ainsi été logé et fixé dans la première cavité 1 la.

Comme représenté sur la figure 1, un trou traversant 31, qui communique avec la seconde cavité 11 b, a été formé dans le plot 30.

Cependant, le passage qui aurait par ailleurs été formé entre la première' cavité 11 a et la seconde cavité 11 b a été 'obturé par le dispositif capteur 20. Les bornes 10a, qui ont été moulées sous la forme de prisonniers dans le réceptacle de connecteur 11, sont utilisées pour capter des signaux de sortie du dispositif capteur '20, et consistent en un métal conducteur tel que du cuivre. Une première extrémité de chacune des bornes 10a est à nu à l'intérieur de la première cavité 11a près du dispositif capteur 20, et est connectée électriquement au dispositif capteur 20 par un fil 40 constitué par exemple en aluminium ou en or.

Un matériau d'étanchéité 50 a été placé autour de la première extrémité de chacune des bornes 10A, qui est à nu à l'intérieur de la première cavité 11a, afin de boucher hermétiquement l'espace entre chacune des bornes 10a et le réceptacle de connecteur 11. Le matériau d'étanchéité 50 est par exemple une résine. En outre, les bornes 10a ont été formées de manière à s'étendre à l'extérieur de façon pratiquement parallèle à la surface du boîtier 10 sur laquelle le dispositif capteur 20 a été monté, ou pratiquement parallèle à la surface de fond de la cavité 11a, à partir d'une position proche du dispositif capteur 20. Une seconde extrémité de chacune des bornes 10a, qui est opposée à la première extrémité, est à nu hors du corps du boîtier 10, ou du corps du réceptacle de connecteur 11.

La seconde extrémité de chacune des bornes 10a peut être connectée électriquement à des lignes de connexion externes, qui ne sont pas représentées sur la figure, afin de permettre au dispositif capteur 20 d'échanger des signaux avec un circuit externe tel qu'une unité de commande électronique dans l'automobile, par l'intermédiaire des fils 40 et des bornes 10a. Comme on l'a ainsi décrit, le réceptacle de connecteur 11 du boîtier 10 constitue une pièce sur laquelle le dispositif

capteur 20 est placé. En outre, la première structure d'orifice 12 et la seconde structure d'orifice 13 comprennent des premier et second orifices d'introduction de pression portant respectivement les références 12a, 13a, qui sont illustrés par des cercles concentriques en pointillés sur la figure 1.

Dans le capteur de pression S1 de la figure 1, le réceptacle de connecteur 11 et les structures d'orifices 12,13 ont été assemblés ensemble en utilisant des vis 60 et des écrous 61,62, ou des pièces de vissage 60,61, 62. Les écrous 61 ont été moulés sous la forme de prisonniers dans le réceptacle de connecteur 11. Le réceptacle de connecteur 11et les première et seconde structures d'orifices 12,13 sont vissés ensemble premièrement avec les vis 60 et les écrous 61, et ensuite les écrous 62 sont vissés. On peut utiliser des rivets à la place des vis 60 et des écrous 61, 62. En outre, la première cavité 1 la et la seconde cavité 11 b du réceptacle de connecteur 11 ont été remplies avec une huile 70 qui consiste par exemple en une huile à base de fluorure ou une huile de silicone. Une première membrane 81 a été fixée entre le réceptacle de connecteur 11 et la première structure d'orifice 12, tandis qu'une seconde membrane 82 a été fixée entre le réceptacle de connecteur 11 et la seconde structure d'orifice 13 dans le boîtier 10.

Dans le capteur de pression S1 de la figure 1, les première et seconde membranes 81,82 sont toutes deux des membranes métalliques consistant en un matériau ayant un index de piqûre, qui est défini par l'expression (Cr + 3,3 Mo + 20N), de 50 ou, et une teneur en Ni de 30% en poids, ou plus. L'index de piqûre est une valeur numérique comparable à la somme d'une fois la teneur en Cr, exprimée en pourcentage en poids, de 3,3 fois la teneur en Mo en pourcentage en poids, et de 20 fois la teneur en N en pourcentage en poids, dans le matériau qui constitue les membranes 81, 82. Ainsi, dans le capteur de pression S1 de la figure 1, la valeur numérique est égale ou supérieure à 50.

Comme représenté sur la figure 1, la première membrane 81 a été placée de manière à couvrir la première cavité 11 a et à enfermer hermétiquement l'huile 70 se trouvant dans la première cavité 11a.

D'autre part, la seconde membrane 82 a été placée de manière à couvrir

la seconde cavité 11 b et à enfermer hermétiquement l'huile 70 se trouvant dans la seconde cavité 11 b. Bien que ceci ne soit pas représenté sur la figure 1, la première membrane 81 et la seconde membrane 82 ont été respectivement fixées à la première structure d'orifice 12 et à la seconde structure d'orifice 13 en utilisant un adhésif consistant en une résine telle qu'une résine de fluorosilicone ou une résine à base de fluorure.

' Sur la figure 2, le numéro de référence 100 désigne l'adhésif, ' qu'on décrira ultérieurement.

Des joints toriques 90 ont été placés sur le réceptacle de connecteur 11 aux positions auxquelles les première et seconde membranes 81,82 ont été pressées contre le réceptacle de connecteur 11, de façon à mieux enfermer hermétiquement l'huile 70 avec les première et seconde membranes 81,82. Dans le capteur de pression S1 de la figure 1, la quantité de l'huile 70 qui se trouve d'un côté du dispositif capteur 20, où est placée la première membrane 81, doit de préférence être la même que celle se trouvant de l'autre côté du dispositif capteur 20, ou est placée la seconde membrane 82. Ceci pourrait être obtenu en concevant le capteur de pression S1 en prenant en considération la capacité de la première cavité 11 a, la capacité de la seconde cavité 1 1 b, et les volumes du dispositif capteur 20 et du plot 30.

Bien que ceci ne soit pas représenté sur la figure, le premier orifice d'introduction de pression 12a, par exemple, peut être branché au tuyau d'échappement à une position située en amont par rapport au filtre de particules de moteur diesel, tandis que le second orifice d'introduction de pression 13a peut être branché au tuyau d'échappement à une position située en aval par rapport au filtre de particules de moteur diesel, en utilisant par exemple des conduits flexibles en caoutchouc.

Avec les branchements ci-dessus, la première membrane 81 est exposée à la pression à la position en amont du filtre de particules de moteur diesel, tandis que la seconde membrane 82 est exposée à la pression à la position en aval du filtre de particules de moteur diesel dans le boîtier 10. Ensuite, la pression appliquée à la première membrane 81 et la pression appliquée à la seconde membrane 82 sont transmises au dispositif capteur 20 par l'intermédiaire de l'huile 70. Le dispositif capteur

20 détecte la pression différentielle entre la pression appliquée à la première membrane 81 et la pression appliquée à la seconde membrane 82.

Dans le capteur de pression S1 de la figure 1, la pression à une position en amont du filtre de particules de moteur diesel est appliquée par l'intermédiaire de la première membrane 81 à la surface supérieure d'une membrane qui a été formée dans le dispositif capteur 20, bien qu'elle ne soit pas représentée sur la figure, tandis que la pression à une position en aval du filtre de particules de moteur diesel est appliquée par l'intermédiaire de la seconde membrane 82 au côté inférieur de la membrane sur le dispositif capteur 20. La membrane du dispositif capteur 20 se déforme sous l'effet de la pression différentielle entre la pression à la position en amont et la pression à la position en aval, et un signal électrique qui est produit en réponse à la déformation, est émis par le dispositif capteur 20 par l'intermédiaire des fils 40 et des bornes 10a, vers un circuit extérieur, pour détecter la pression différentielle.

On décrira ensuite un exemple d'un procédé de fabrication du capteur de pression S1 de la figure 1, en se référant à la figure 2.

Premièrement, chaque première extrémité des bornes 10a, qui est à nu à l'intérieur d'une première cavité 11a, est enfermée hermétiquement avec une matière d'étanchéité 50 dans un réceptacle de connecteur 11, dans lequel les bornes 10a et des écrous 61 ont déjà été moulés sous la forme de prisonniers. Ensuite, un plot 30, qui a été assemblé avec un dispositif capteur 20, est fixé par adhérence à une position prédéterminée dans la première cavité 11a du réceptacle de connecteur 11, et le dispositif capteur 20 et les bornes 10a sont connectés par soudage de fils.

Ensuite, une première membrane 81 est fixée sur une première structure d'orifice 12 en utilisant un adhésif 100, et une huile 70 est injectée dans la première cavité 11a. Un joint torique 90 est placé sur le réceptacle de connecteur 11. Ensuite, le réceptacle de connecteur 11et la première structure d'orifice 12 sont assemblés en les vissant ensemble avec des vis 60 et les écrous 61, sous vide, afin d'enfermer hermétiquement l'huile 70. Les vis 60 sont serrées de manière à éviter de créer des bulles dans l'huile 70.

Ensuite, de façon similaire à la première structure d'orifice 12, une seconde structure d'orifice 13 est également vissée sous vide sur le réceptacle de connecteur 11, en utilisant des écrous 62, avec une seconde membrane 82, une huile 70 et un joint torique 90 intercalé entre eux. Enfin, un réglage fin et une inspection sont effectués pour achever la fabrication d'un capteur de pression S1 représenté sur la figure 1.

Dans le capteur S1 de la figure 1, les membranes 81,82 sont constituées d'un matériau ayant un index de piqûre, qui est défini par une expression (Cr + 3,3 Mo + 20N), de 50 ou plus et une teneur en Ni de 30% en poids, ou plus. Par conséquent, bien que les membranes 81,82 soient exposées à un environnement de fonctionnement agressif qui contient de l'eau fortement acide condensée à partir d'un gaz d'échappement, les membranes 81,82 sont capables d'offrir une meilleure résistance à la corrosion en comparaison avec les membranes de capteurs de pression proposés.

Ensuite, on décrira sur quelle base on a choisi pour les membranes 81,82 un matériau ayant un index de piqûre, qui est défini par une expression (Cr + 3,3 Mo + 20N), de 50 ou plus et une teneur en Ni de 30% en poids, ou plus. On a choisi le matériau sur la base des résultats expérimentaux suivants, obtenus par les inventeurs.

Les inventeurs ont étudié la composition de l'eau condensée à partir du gaz d'échappement émis par un moteur diesel d'une automobile réelle, et ont trouvé que l'eau condensée était fortement acide, avec un pH d'une valeur faible telle que 2. Une analyse de l'eau condensée a montré l'existence de bases oxydantes telles que N03- et SO42- et de bases réductrices telles que CI-, CH3COO- et HCOO-, occasionnant toutes une corrosion. En particulier, CI- occasionne une corrosion sous la forme de piqûres.

Les inventeurs ont préparé une variété d'échantillons de matériaux qui sont constitués d'éléments dont on considère qu'ils atténuent la corrosion, à diverses teneurs. Les éléments qui sont considérés comme efficaces pour empêcher la corrosion sont Cr contre les bases oxydantes, Ni et Mo contre les bases réductrices, et Cr, Mo et N contre des bases qui occasionnent une corrosion sous forme de piqûres. Ensuite, les inventeurs ont effectué des tests de corrosion en

utilisant de l'eau quasi-condensée, qui était préparée sur la base de l'analyse de composition ci-dessus effectuée sur l'eau réellement condensée.

On expliquera le procédé pour les tests de corrosion en se référant à la figure 3. Premièrement, on ajoute de l'eau quasi-condensée K2 dans une cuve en verre K1, et ensuite on immerge une pièce de test K3 dans l'eau quasi-condensée K2. Ensuite, on fait évaporer à 80 C l'eau quasi-condensée K2, jusqu'à ce que l'eau quasi-condensée K2 sèche' complètement. Après ceci, on examine la pièce de test K3 pour voir si la pièce de test K3 se corrode ou non. Les résultats de test sont résumés sur la figure 4.

Comme représenté sur la figuré 4, des matériaux A, B, C et D, qui ont une combinaison différente de pourcentage en poids de Ni, Cr, Mo et N, et un alliage SUS 631, qui est un matériau largement utilisé pour des membranes proposées, ont été respectivement utilisés pour fabriquer la pièce de test K3. La figure 4 montre les combinaisons de pourcentage en poids des éléments ci-dessus et les index de piqûre des matériaux, qui sont définis par l'expression (Cr + 3,3 Mo + 20N).

Comme indiqué par les résultats sur la figure 4, SUS 631 et les matériaux A et B se sont corrodés, ce qui fait que leurs résistances à la corrosion sont insuffisantes dans un environnement agressif dans lequel on utilise un filtre de particules de moteur diesel. Au contraire, les matériaux C et D, qui ont un index de piqûre de 50 ou plus et une teneur en Ni de 30% en poids ou plus, ne se sont pas corrodés, ce qui fait que leurs résistances à la corrosion sont suffisamment élevées dans un environnement agressif dans lequel un filtre de particules de moteur diesel est utilisé.

Les résultats expérimentaux ci-dessus sont la base du choix d'un matériau ayant un index de piqûre, qui est défini par une expression (Cr + 3,3 Mo + 20N), de 50 ou plus, et une teneur en Ni de 30% en poids, ou plus, pour les membranes 81,82. En utilisant un tel matériau pour les membranes 81,82, il est possible d'éviter que les membranes 81,82 se corrodent, même dans un environnement agressif corrosif ayant une température élevée et une humidité élevée. Par conséquent, le capteur de pression S1 de la figure 1 convient pour l'utilisation dans un

environnement agressif, pour détecter la pression d'un gaz d'échappement, par exemple.

En outre, le dispositif capteur 20 dans le capteur de pression S1 de la figure 1 est enfermé hermétiquement dans l'huile 70, ce qui fait que le dispositif capteur 20 n'est pas exposé à un environnement de fonctionnement agressif incluant, par exemple, de l'eau condensée provenant de gaz d'échappement.

Dans le capteur de pression S1 de la figure 1, la quantité de l'huile 70 qui est placée du premier côté du réceptacle de connecteur 11, où se trouve la membrane 81 mentionnée en premier, est pratiquement égale à la quantité de l'huile 70 qui est placée du second côté du réceptacle de connecteur 11, où se trouve la membrane 82 mentionnée en dernier.

Si la quantité d'huile 70 était notablement différente entre les deux côtés, une erreur notable serait occasionnée dans le signal de sortie du capteur lorsque l'huile 70 subit une dilatation ou une contraction thermique, en générant une pression différentielle erronée entre les deux côtés. Pour éviter le problème ci-dessus, il serait nécessaire de donner une grande taille aux membranes 81,82, de façon que les membranes 81,82 se déforment aisément pour atténuer la pression différentielle erronée entre les deux côtés en utilisant les déformations des membranes 81, 82.

Au contraire, dans le capteur de pression S1 de la figure 1, la quantité de l'huile 70 qui est placée du premier côté du réceptacle de connecteur 11, où se trouve la membrane 81 mentionnée en premier, est pratiquement égale à la quantité de l'huile 70 qui est placée du second côté du réceptacle de connecteur 11, où se trouve la membrane 82 mentionnée en dernier. Par conséquent, la contraction et la dilatation thermiques de l'huile 70 d'un côté annulent celles de l'huile 70 de l'autre côté, et l'erreur dans le signal de sortie du capteur est notablement réduite.

La figure 5 montre l'avantage qu'on obtient en égalisant la quantité de l'huile 70 du premier côté avec celle du second côté. Sur la figure 5, le niveau d'erreur dans la mesure de pression est représenté en kPa à diverses températures ( C). L'erreur fait ici référence à la pression

obtenue lorsque la pression différentielle réelle à détecter est de 0 kPa.

Le niveau de la pression émise lorsque la pression différentielle réelle à détecter est de 0 kPa et la température de l'huile 70 est de 25 C, est utilisé à titre de critère pour 0 kPa dans la pression détectée.

Sur la figure 5, "l'encapsulation bilatérale de l'huile" fait référence aux résultats obtenus à partir d'une multiplicité des capteurs de pression S1 de la figure 1, dans chacun desquels la quantité de l'huile 70 du premier côté est pratiquement égale à celle du second côté. Dans un' but de comparaison, la corrélation entre l'erreur et la température a également été mesurée en utilisant une multiplicité de capteurs de référence, dans chacun desquels un remplissage avec de l'huile avait été effectué d'un seul côté. Sur la figure 5, "encapsulation unilatérale de l'huile" fait référence aux résultats obtenus à partir des capteurs de référence. De façon spécifique, les capteurs de référence sont des capteurs conformes à un second mode de réalisation, qu'on décrira ultérieurement.

Comme représenté sur la figure 5, du fait de la dilatation ou de la contraction thermique de l'huile, chacun des capteurs de référence est sujet à une erreur s'élevant jusqu'à 3 kPa, même lorsque la pression réelle à détecter est de 0 Pa, comme si une pression était appliquée au dispositif capteur à partir de l'extérieur. D'autre part, en ce qui concerne le capteur de pression S1 de la figure 1, l'erreur est pratiquement négligeable du fait que la dilatation et la contraction thermiques de l'huile 70 sont pratiquement annulées dans le capteur de pression S1 de la figure 1. Par conséquent, en ce qui concerne le capteur de pression S1 de la figure 1, les membranes 81,82 n'ont pas besoin d'être relativement grandes pour atténuer la pression différentielle erronée qui est due à la dilatation et la contraction thermiques de l'huile 70, utilisant les déformations des membranes 81,82. Par conséquent, les membranes 81, 82 peuvent être relativement petites, et il en résulte que le capteur de pression S1 peut être relativement petit.

Dans le capteur de pression S1 de la figure 1, le boîtier 10 est constitué d'une résine, et la première membrane 81 et la seconde membrane 82 ont été respectivement collées sur la première structure d'orifice 12 et la seconde structure d'orifice 13 en utilisant l'adhésif 100,

qui consiste en une résine. En outre, le réceptacle de connecteur 11 comprend les bornes 10a pour capter des signaux provenant du dispositif capteur 20, et les bornes 10a s'étendent de façon pratiquement parallèle à une surface du boîtier 10 sur laquelle se trouve le dispositif capteur 20, à partir d'une position proche du dispositif capteur 20. En outre, le réceptacle de connecteur 11et chacune des structures d'orifice 12,13 ont été assemblés ensemble en utilisant les pièces de vissage 60, 61, 62.

On décrira ensuite des avantages qui sont liés aux caractéristiques ci-dessus du capteur de pression S1 de la figure 1, en comparaison avec un capteur de pression à semiconducteur proposé, du type à huile enfermée hermétiquement, dont la coupe est représentée sur la figure 6. On examinera brièvement tout d'abord le capteur de pression de la figure 6.

Comme représenté sur la figure 6, un plot 30, sur lequel se trouve un dispositif capteur 20, a été fixé en utilisant un adhésif à l'extrémité inférieure d'un réceptacle de connecteur J11, qui consiste en une résine. Des bornes J12 ont été moulées sous la forme de prisonniers dans le réceptacle de connecteur J11, et le dispositif capteur 20 est connecté électriquement aux bornes J12 par soudage de fils. Un boîtier J13 consiste en un métal tel que de l'acier et comporte un trou d'introduction de pression J14. Une membrane métallique J15 a été fixée sur le boîtier J13 par soudage de la périphérie entière de la membrane J15 sur le boîtier J13. Sur la figure 6, la partie soudée est désignée par un numéro de référence J15a. Le réceptacle de connecteur J11 et le boîtier J13 ont été joints ensemble en ajustant le réceptacle de connecteur J11 dans le boîtier J13, et en sertissant le réceptacle de connecteur J11 en utilisant une partie d'extrémité J16 du boîtier J13, sur tout le tour de la périphérie du réceptacle de connecteur J11.

En joignant ensemble le réceptacle de connecteur J11 et le boîtier J13, on crée une chambre de détection, qui est obturée par le réceptacle de connecteur J11 et la membrane J15. La chambre de détection contient le dispositif capteur 20 et a été remplie avec de l'huile 70. La pression à mesurer est transmise à travers le trou d'introduction de pression J14, vers la membrane J15 dans le capteur de pression de la figure 6. La pression appliquée sur la membrane J15 est transmise au

dispositif capteur 20 par l'huile 70. Le dispositif capteur 20 émet des signaux électriques en réponse au niveau de la pression. Les signaux électriques émis sont transmis à un circuit externe à partir du dispositif capteur 20, par l'intermédiaire des bornes J12.

Dans le capteur de pression de la figure 6, comme décrit cidessus, la membrane J15 pour enfermer hermétiquement l'huile 70 est fixée sur le boîtier J13 par soudage. Avec une telle structure, même si la membrahe J15 était formée de façon à avoir une résistance à la corrosion' élevée, la partie soudée J15a pourrait' néanmoins être sujette à la corrosion dans un environnement agressif qui contient de l'eau fortement acide condensée à partir d'un gaz d'échappement. De plus, du fait que le boîtier J 13 lui-même est également constitué d'un métal, un choix approprié du matériau est exigé en considération de la résistance à la corrosion.

Au contraire, le capteur de pression S1 de la figure 1 n'a pas un tel problème de corrosion potentielle dans la partie dans laquelle les membranes 81,82 sont fixées au boîtier 10, du fait que les membranes 81,82 sont fixées sur les structures d'orifice 12,13 du boîtier 10 en utilisant l'adhésif 100, qui consiste en'une résine. Le boîtier 10 lui-même est également exempt de corrosion, du fait que les parties du boîtier 10 qui sont exposées au gaz d'échappement sont également constituées d'une résine.

Le capteur de pression de la figure 6 comprend également les bornes J12 dans le réceptacle de connecteur J11, pour prélever le signal de sortie du dispositif capteur 20. Cependant, les bornes J12 s'étendent à partir d'une position proche du dispositif capteur 20 dans une direction orthogonale à la surface sur laquelle le dispositif capteur 20 est monté, ou verticalement sur la figure 6. Dans un tel cas, comme on le comprend d'après la figure 6, il est difficile de placer l'huile 70 des deux côtés du dispositif capteur 20 pour mesurer une pression différentielle, du fait qu'il est difficile d'obtenir suffisamment d'espace pour placer l'huile 70 du côté duquel se trouvent les bornes J12, ou du côté supérieur du dispositif capteur 20 sur la figure 6.

D'autre part, dans le capteur de pression S1 de la figure 1, les bornes 10a s'étendent de façon pratiquement parallèle à la surface sur

laquelle le dispositif capteur 20 est monté, à partir d'une position proche du dispositif capteur 20, ce qui fait que des espaces appropriés pour former une chambre d'huile hermétique, ou la première cavité 11 a, peuvent aisément être obtenus du côté supérieur du dispositif capteur 20 sur la figure 1, obstruction par les bornes 10a. Ainsi, on peut aisément fabriquer un capteur de pression capable de détecter une pression différentielle.

Dans le capteur de pression de la figure 6, le réceptacle de' connecteur J11 et le boîtier J13 ont été joints ensemble en sertissant le réceptacle de connecteur J11 en utilisant la partie d'extrémité J16 du boîtier J13. D'autre part, dans le capteur de pression S1 de la figure 1, il ne serait pas possible de sertir la périphérie entière du réceptacle de connecteur 11et des structures d'orifices 12,13, du fait que les orifices d'introduction de pression 12a, 13a pour le branchement dans des tuyaux font saillie à partir des structures d'orifices 12,13, et le réceptacle de connecteur 11 est plus grand que les structures d'orifices 12,13. Si la périphérie entière n'est pas sertie sur toute la longueur, la fiabilité d'assemblage peut devenir insuffisante.

Par conséquent, les pièces de vissage 60,61, 62 sont utilisées dans le capteur de pression S1 de la figure 1, de façon que le réceptacle de connecteur 11 et les structures d'orifices 12,13 soient joints ensemble de façon sûre. Cependant, lorsque le capteur de pression S1 de la figure 1 doit être monté dans une automobile, une patte pour le montage du capteur de pression S1 sur la carrosserie de l'automobile peut aisément être fixée au capteur de pression S1 en la vissant à l'aide des vis 60.

Second Mode de Réalisation
Un capteur de pression S2 de la figure 7, conforme à un second mode de réalisation, est utilisé pour détecter une pression absolue. Le capteur de pression S2 de la figure 7 peut être appliqué, mais de façon non limitative, à un capteur de pression qui est installé dans un tuyau d'échappement dans une automobile avec un moteur diesel, afin de détecter une chute de pression occasionnée par un filtre de particules de moteur diesel, qui est installé dans le tuyau d'échappement. Le capteur de pression S2 peut détecter le niveau de pression à une position amont

par rapport au filtre de particules de moteur diesel dans le tuyau d'échappement.

Dans le capteur de pression S2 de la figure 7, un boîtier 10 est constitué d'une résine. telle qu'une résine PPS et PBT. Le boîtier 10 comprend un réceptacle de connecteur 11 (structure de placement de dispositif capteur) et une structure d'orifice 12. Le réceptacle de connecteur 11 comprend des bornes 10a. La structure d'orifice 12 a été fixée sur le réceptacle de connecteur 11 et comprend un orifice d'introduction de pression 12a. La structure d'orifice 12 est similaire à la première structure d'orifice 12 dans le capteur de pression S1 de la figure 1, bien que la position de l'orifice d'introduction de pression 12a soit légèrement différente.

Comme représenté sur la figure 7, une cavité 11a a été formée d'un seul côté du réceptacle de connecteur 11. La cavité 11a est similaire à la première cavité 11a dans le capteur de pression S1 de la figure 1.

Un dispositif capteur 20 pour la détection de pression a été placé à l'intérieur de la cavité 11a. Le dispositif capteur 20 émet des signaux électriques en réponse au niveau de la pression qui est appliquée, exactement de la même manière que le dispositif capteur 20 dans le capteur de pression S1 de la figure 1, bien que la pression mesurée soit une pression absolue. Le dispositif capteur 20 dans le capteur de pression S2 de la figure 7 est également une puce de capteur à semiconducteur du type membrane, qui comprend un substrat semiconducteur qui consiste par exemple en silicium et qui a une partie mince à titre de membrane, bien que la membrane ne soit pas représentée sur la figure.

Un plot 30, qui consiste par exemple en verre, a été fixé au dispositif capteur 20 pour assembler le dispositif capteur 20 et le plot 30.

Le dispositif capteur 20 a été fixé, en utilisant le plot 30, sur la surface de fond de la cavité 11a. Le plot 30 a été fixé sur la surface de fond en utilisant un adhésif tel qu'un adhésif du type silicone, qui n'est pas représenté sur la figure. Le dispositif capteur 20 a ainsi été logé et fixé dans la cavité 11a. Le plot 30 dans le capteur de pression S1 de la figure 7 ne comporte aucun trou traversant, contrairement au plot 30 dans le capteur de pression S1 de la figure 1. A la place, une chambre de

référence de pression, qui est par exemple une chambre à vide, a été formée entre le dispositif capteur 20 et le plot 30, bien que la chambre de référence ne soit pas illustrée sur la figure.

Une première extrémité de chacune des bornes 10a, qui ont été moulées sous la forme de prisonniers dans le réceptacle de connecteur 11, est à nu à l'intérieur de la cavité 11a près du dispositif capteur 20, et elle est connectée électriquement au dispositif capteur 20 par un fil 40 consistant par exemple en aluminium ou en or. Une matière d'étanchéité 50 a été placée autour de la première extrémité de chacune des bornes 10a, qui est à nu à l'intérieur de la première cavité 11a, afin d'obturer hermétiquement l'espace entre chacune des bornes 10a et le réceptacle de connecteur 11. La matière d'étanchéité 50 consiste par exemple en une résine.

Comme représenté sur la figure 7, également dans le capteur de pression S2 de la figure 7, le réceptacle de connecteur 11 du boîtier 10 constitue un élément de placement de dispositif capteur, sur lequel le dispositif capteur 20 est placé.

Le réceptacle de connecteur 11 et la structure d'orifice 12 ont été assemblés ensemble par des vis 6'0 et des écrous 61. Les écrous 61 ont été moulés sous la forme de prisonniers dans le réceptacle de connecteur 11. Le réceptacle de connecteur 11 et la structure d'orifice 12 ont été vissés ensemble avec les vis 60 et les écrous 61. On peut utiliser des rivets à la place des vis 60 et des écrous 61.

La cavité 11a du réceptacle de connecteur 11 a été remplie avec une huile 70, qui est par exemple une huile à base de fluorure ou une huile de silicone. Une membrane 81 a été fixée entre le réceptacle de connecteur 11 et la structure d'orifice 12 dans le boîtier 10. La membrane 81 est similaire à la membrane 81 dans le capteur de pression S1 de la figure 1. Egalement dans le capteur de pression S2 de la figure 7, la membrane 81 est une membrane métallique constituée d'un matériau ayant un index de piqûre, qui est défini par (Cr + 3,3 Mo + 20N), de 50 ou plus, et une teneur en Ni de 30% en poids, ou plus.

Comme représenté sur la figure 7, la membrane 81 a été placée de manière à couvrir la cavité 11a et à enfermer hermétiquement l'huile 70 se trouvant dans la cavité 1 la. La membrane 81 a été fixée sur la

structure d'orifice 12 en utilisant un adhésif consistant en une résine, telle qu'une résine de fluorosilicone ou une résine à base de fluorure, bien que l'adhésif ne soit pas illustré sur la figure 7. Un numéro de référence 100 est attribué à cet adhésif sur la figure 8, qu'on décrira ultérieurement.

Exactement de la même manière que les joints toriques 90 dans le capteur de pression S1 de la figure 1, un joint torique 90 a été placé sur le réceptacle de connecteur 11 à l'endroit auquel la membrane 81 a été pressée contre le réceptacle de connecteur 11, afin de mieux enfermer hermétiquement l'huile 70 avec la membrane 81. Bien que ceci ne soit pas représenté sur la figure, l'orifice d'introduction de pression 12a de la structure d'orifice 12, par exemple, peut être branché au tuyau d'échappement à une position en amont du filtre de particules de moteur diesel, en utilisant par exemple un tuyau flexible en caoutchouc. Avec le branchement ci-dessus, la membrane 81 est exposée à la pression à la position en amont du filtre de particules de moteur diesel.

La pression appliquée à la membrane 81 est transmise au dispositif capteur 20 à travers l'huile 70. La membrane dans le dispositif capteur 20 se déforme sous l'effet de la pression transmise, et un signal électrique qui est produit en réponse à la déformation est émis par le dispositif capteur 20 vers un circuit extérieur, par l'intermédiaire des fils 40 et des bornes 10a, pour détecter la pression.

On décrira ensuite un exemple d'un procédé pour la fabrication du capteur de pression S2 de la figure 7, en se référant à la figure 8.

Premièrement, chaque première extrémité des bornes 10a, qui est à nu à l'intérieur d'une cavité 11 a, est enfermée hermétiquement avec une matière d'étanchéité 50 dans un réceptacle de connecteur 11, dans lequel les bornes 10a et les écrous 61 ont déjà été moulés sous la forme de prisonniers. Ensuite, un plot 30, qui a été assemblé à un dispositif capteur 20, est fixé par adhérence à une position prédéterminée dans la cavité 11a du réceptacle de connecteur 11, et le dispositif capteur 20 et les bornes 10a sont connectés par soudage de fils.

Ensuite, une membrane 81 est fixée sur une structure d'orifice 12 en utilisant un adhésif 100, et une huile 70 est injectée dans la cavité 11a. Un joint torique 90 est installé sur le réceptacle de connecteur 11.

Ensuite, le réceptacle de connecteur 11 et la structure d'orifice 12 sont assemblés en les vissant ensemble, sous vide, avec les vis 60 et les écrous 61, afin d'enfermer hermétiquement l'huile 70. Les vis 60 sont serrées de manière à éviter de créer des bulles dans l'huile 70. Enfin, un réglage fin et une inspection sont effectués pour achever la fabrication d'un capteur de pression S2 représenté sur la figure 7.

Dans le capteur de pression S2 de la figure 7, la membrane 81 est constituée d'un matériau ayant un indice de piqûre, qui est défini par une expression (Cr + 3,3 Mo + 20N), de 50 ou plus, et une teneur en Ni de 30% en poids, ou plus, pour éviter la corrosion de la membrane 81.

Par conséquent, bien que la membrane 81 soit exposée à un environnement de fonctionnement agressif qui contient de l'eau fortement acide condensée à partir d'un gaz d'échappement, la membrane 81 est capable d'offrir une meilleure résistance à la corrosion, en comparaison avec les membranes du capteur de pression proposé.

La raison pour laquelle on a choisi le matériau ayant l'index de piqûre, qui est défini par l'équation (Cr + 3,3 Mo + 20N), de 50 ou plus et une teneur en Ni de 30% en poids, ou plus, pour la membrane 81, est la même que celle décrite précédemment'en référence aux figures 3 et 4.

En utilisant un tel matériau pour la membrane 81, il est possible d'éviter que la membrane 81 se corrode, même dans un environnement agressif corrosif ayant une température élevée et une humidité élevée.

Par conséquent, le capteur de pression S2 de la figure 7 convient pour l'utilisation dans un environnement agressif, afin de détecter la pression d'un gaz d'échappement, par exemple. En outre, le dispositif capteur 20 dans le capteur de pression S2 de la figure 7 est enfermé hermétiquement dans l'huile 70, ce qui fait que le dispositif capteur 20 n'est pas exposé à un environnement de fonctionnement agressif, contenant par exemple de l'eau condensée à partir d'un gaz d'échappement.

En outre, l'adhésif 100, les bornes 10a et les pièces de vissage 60,61 dans le capteur de pression S2 de la figure 7 ont des caractéristiques similaires à celles de ces éléments dans le capteur de pression S1 de la figure 1, et ils fonctionnent de la même manière que ceux-ci dans le capteur de pression S1 de la figure 1. Ainsi, le boîtier 10

est constitué d'une résine, et la membrane 81 a été fixée sur la structure d'orifice 12 en utilisant l'adhésif 100 consistant en une résine. Il en résulte que les parties fixées de la membrane 81 et de la structure d'orifice 12 sont dépourvues de corrosion, de même que le boîtier 10 luimême. En outre, les bornes 10a s'étendent de façon pratiquement parallèle à la surface sur laquelle le dispositif capteur 20 est monté, à partir d'une position proche du dispositif capteur 20 dans le boîtier 10. En outre, le réceptacle de connecteur 11 (structure de placement de dispositif capteur) et la structure d'orifice 12 ont été assemblés ensemble en utilisant les pièces de vissage 60,61.

Comme décrit précédemment, lorsque les capteurs de pression S1, S2 sont utilisés pour l'application de filtre de particules de moteur diesel, le capteur de pression S2 de la figure 7, qui détecte une pression absolue, est utilisé seulement pour mesurer le niveau de pression à une position amont par rapport au filtre, tandis que le capteur de pression S1 de la figure 1, qui détecte une pression différentielle, est utilisé pour mesurer la pression différentielle entre la pression à une position amont et la pression à une position aval par rapport au filtre.

La plage de niveaux de pression dans l'application de filtre de particules de moteur diesel serait de 60 à 200 kPa pour la pression absolue à une position amont par rapport au filtre, et 20 à 50 kPa pour la pression différentielle entre la pression à une position amont et la pression à une position aval par rapport au filtre. Par conséquent, la gamme de niveau de pression est relativement étroite dans le capteur de pression S1 de la figure 1.

En général, le signal de sortie d'un capteur de pression est davantage influencé par la dilatation et la contraction de l'huile 70 lorsque le niveau de pression à mesurer devient plus faible. Pour cette raison, une membrane avec un plus grand diamètre, qui se déforme aisément pour atténuer la dilatation et la contraction de l'huile 70, doit être utilisée dans le capteur de pression S1 de la figure 1, afin de diminuer l'influence de la dilatation et de la contraction de l'huile, à moins que la quantité de l'huile 70 qui se trouve du premier côté du réceptacle de connecteur 11 soit pratiquement égale à la quantité de l'huile 70 qui se trouve du second côté du réceptacle de connecteur 11.

D'autre part, si le niveau de pression à mesurer est suffisamment élevé, l'influence que la dilatation et la contraction de l'huile exercent sur le signal de sortie est négligeable. Par conséquent, il n'est pas nécessaire d'utiliser une membrane avec un plus grand diamètre dans le capteur de pression S2 de la figure 7.

Comme on le comprend lorsqu'on compare la figure 1 et, la figure 7, le capteur de pression S1 de la figure 1 et le capteur de pression S2 de la figure 7 ont des pièces similaires. Par conséquent, les deux capteurs de pression S1, S2 peuvent se partager certaines pièces.

En particulier, du fait qu'il n'est pas nécessaire d'agrandir les diamètres des membranes 81,82 dans le capteur de pression S1 de la figure 1, comme décrit précédemment, il est possible d'utiliser la même taille de membrane dans le capteur de pression S2 de la figure 7 et dans le capteur de pression S1 de la figure 1. Par conséquent, il est possible de partager une ligne de fabrication pour, par exemple, former les membranes 81,82, enfermer hermétiquement l'huile 70, et assembler les membranes 81,82.

Troisième Mode de Réalisation
Comme représenté sur la figure 9, un capteur de pression S3 conforme à un troisième mode de réalisation comprend une tige métallique 200, qui a la forme d'un cylindre creux. La tige 200 comprend une membrane mince 201 à l'extrémité supérieure et une ouverture 202 à l'extrémité inférieure sur la figure 9. La tige 200 est logée dans un boîtier métallique 210.

La tige 200 et le boîtier 210 ont été soudés sur tout le tour de leurs périphéries à leurs extrémités inférieures sur la figure 9, pour former une partie soudée 203 qui accouple la tige 200 et le boîtier 210.

Une pression à mesurer est transmise à la surface intérieure de la membrane 201 à travers l'ouverture 202 de la tige 200. Une puce de capteur 220, qui est un dispositif capteur à semiconducteur incluant par exemple un substrat en silicium, a été fixée sur la surface extérieure de la membrane 201, en utilisant par exemple un verre à bas point de fusion, bien que le verre ne soit pas représenté sur la figure.

La puce de capteur 220 comprend des extensomètres, qui ne sont pas représentés sur la figure. La puce de capteur 220 se déforme en

synchronisme pour changer une caractéristique électrique des extensomètres, lorsque la membrane 201 se déforme sous l'effet de la pression à mesurer. Par exemple, les extensomètres sont des résistances qui sont formées par diffusion dans le substrat en silicium et constituent un circuit en pont qui permet à la puce de capteur 220 d'émettre des signaux corrélés à la pression à mesurer.

Un substrat en céramique 230, qui est une plaquette de circuit pour amplifier et régler les signaux de sortie de la puce de capteur 220,' est placé à l'extérieur de la puce de capteur 220, dans une cavité située à l'extrémité supérieure du boîtier 210. Le substrat en céramique 230 comprend des puces de circuit intégré pour l'amplification du signal et le réglage fin du signal. Les puces de circuit intégré sont connectées électriquement à la puce de capteur 220 par des fils soudés 240. Le substrat en céramique 230 est connecté électriquement à des bornes 250 avec des broches 260, bien que seulement une paire comprenant une borne 250 et une broche 260 soit illustrée sur la figure 9. Le substrat en céramique 230, les broches 260 et les bornes 250 peuvent être connectés ensemble par exemple par soudage. Les bornes 250 ont été moulées sous la forme de prisonniers dans une résine 251, et la résine 251 a été fixée au boîtier 210 et supportée par celui-ci.

Comme représenté sur la figure 9, un réceptacle de connecteur 270, qui consiste par exemple en une résine, a été joint à l'extrémité supérieure du boîtier 210. L'espace entre le réceptacle de connecteur 270 et l'extrémité supérieure du boîtier 210 a été fermé hermétiquement en utilisant un joint torique 280. Le réceptacle de connecteur 270 a été serti sur tout le tour de sa périphérie en utilisant le bout de l'extrémité supérieure du boîtier 210, de façon que le boîtier 210 et le réceptacle de connecteur 270 soient accouplés hermétiquement ensemble.

Dans le capteur de pression S3 de la figure 9, lorsque la membrane 201 se déforme sous l'effet de la pression à mesurer, la puce de capteur 220 émet des signaux corrélés à la pression à mesurer, comme décrit précédemment. Les signaux sont traités par le substrat en céramique 230 et sont émis vers un circuit extérieur par l'intermédiaire des broches 260 et des bornes 150. Dans le capteur de pression S3 de la figure 9, la tige 200 est constituée d'un matériau ayant un index de

piqûre, qui est défini par l'expression (Cr + 3,3 Mo + 20N), de 50 ou plus et une teneur en Ni de 30% en poids, ou plus.

Par conséquent, également dans le capteur de pression S3 de la figure 9, la membrane 201 a une résistance à la corrosion plus élevée que celle de capteurs de pression proposés, ce qui fait que le capteur de pression S3 de la figure 9 convient pour l'utilisation dans ,un environnement agressif, pour détecter par exemple la pression d'un gaz d'échappement. En outre, le capteur de pression S3 de la figure 9 peut également être utilisé pour mesurer une pression élevée, telle qu'une pression d'échappement près d'un turbocompresseur, au lieu de l'application de filtre de particules de moteur diesel décrite précédemment.

Dans les capteurs de pression S1, S2, S3 des figures 1,7 et 9, les membranes 81, 82,201 sont constituées d'un matériau ayant un index de piqûre, qui est défini par l'expression (Cr + 3,3 Mo + 20N), de 50 ou plus et une teneur en Ni de 30% en poids, ou plus. Cependant, d'après une conclusion tirée du tableau de la figure 4, les membranes 81,82, 201 sont plus préférablement constituées d'un matériau ayant un index de piqûre, qui est défini par l'expression (Cr + 3,3 Mo + 20N), de 52,5 ou plus, et une teneur en Ni de 35% en poids, ou plus, pour empêcher la corrosion des capteurs de pression S1, S2, S3.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Capteur de pression (S1, S2, S3) caractérisé en ce qu'il comprend : un dispositif capteur (20,220); et une première membrane (81,201), dans lequel la première membrane (81,201) est exposée à un premier fluide, une pression relative à celui-ci étant détectée en utilisant le dispositif capteur (20, 220), et dans lequel la première membrane (81, 201) est' constituée d'un matériau ayant un index de piqûre, qui est défini par une expression (Cr + 3,3 Mo + 20N), de 50 ou plus, et une teneur en Ni de 30% en poids, ou plus, pour empêcher la corrosion de la première membrane (81, 201) sous l'effet du premier fluide.

2. Capteur de pression (S3) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif capteur (220) est couplé à la membrane (201) de façon que le dispositif capteur (220) se déforme en synchronisme avec la membrane sous l'effet de la pression, pour émettre un signal électrique corrélé à un niveau de la pression.

3. Capteur de pression (S2) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : un boîtier (10) qui comprend une cavité (11a), avec le dispositif capteur (20) placé dans la cavité (11a); et une huile (70), cette huile (70) remplissant la cavité (11a), dans lequel la première membrane (81) est placée au-dessus de la cavité (11a) pour enfermer hermétiquement l'huile (70), et dans lequel la pression est transmise au dispositif capteur (20) à travers la première membrane (81) et l'huile (70).

4. Capteur de pression (S1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : un boîtier (10) qui a un premier côté et un second côté qui est opposé au premier côté, dans lequel le boîtier (10) comprend une première cavité (11a) du premier côté et une seconde cavité (11 b) du second côté, et dans lequel le dispositif capteur (20) est placé à l'intérieur de la première cavité (11a) pour obturer un passage qui serait autrement formé entre la première cavité (11a) et la seconde cavité (11 b), afin que le dispositif capteur (20) puisse

recevoir une pression par les premier et second côtés ; unehuile (70), qui est placée du premier côté et du second côté, l'huile (70) remplissant les cavités (11 a, 11 b); et une seconde membrane (82), dans lequel la première membrane (81) est placée au-dessus de la première cavité (11a) pour enfermer hermétiquement l'huile (70) se trouvant dans la première cavité (11 a), dans lequel la seconde membrane (82) est exposée à un second fluide, dans lequel la seconde membrane (82) est placée au-dessus de la seconde cavité (11 b) pour enfermer hermétiquement l'huile (70) se trouvant dans la seconde cavité (11b), dans lequel une pression du premier fluide est transmise au dispositif capteur (20) à travers la première membrane (81) et l'huile (70) se trouvant dans la première cavité (11 a), dans lequel une pression du second fluide est transmise au dispositif capteur (20) à travers la seconde membrane (82) et l'huile (70) se trouvant dans la seconde cavité (11b), dans lequel une pression différentielle entre la pression du premier fluide et la pression du second fluide est la pression détectée en utilisant le dispositif capteur (20), et dans lequel la seconde membrane (82) est constituée d'un matériau ayant un index de piqûre, qui est défini par une expression (Cr + 3,3 Mo + 20N), de 50 ou plus et une teneur en Ni de 30% en poids, ou plus, pour empêcher la corrosion de la seconde membrane (82) sous l'effet du second fluide.

5. Capteur de pression (S1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la quantité de l'huile (70) qui se trouve du premier côté est pratiquement égale à la quantité de l'huile (70) qui se trouve du second côté, afin de réduire une erreur dans des signaux électriques émis par le dispositif capteur (20) due à la contraction ou la dilatation thermique de l'huile (70).

6. Capteur de pression (S2) selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un adhésif (100) incluant une résine, dans lequel le boîtier (10) est constitué d'une résine et dans lequel l'adhésif (100) est placé entre la première membrane (81) et le boîtier (10) pour fixer la première membrane (81 ) au boîtier (10).

7. Capteur de pression (S1 ) selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un adhésif (100) constitué d'une résine, dans lequel le boîtier (10) est constitué d'une résine et dans lequel l'adhésif (100) est placé entre la première membrane (81) et le boîtier (10), et entre la seconde membrane (82) et le boîtier (10) pour fixer les membranes (81,82) au boîtier (10).

8. Capteur de pression (S2) selon la revendication 6,' caractérisé en ce que l'adhésif (100) comprend une résine de fluorosilicone ou une résine à base de fluorure.

9. Capteur de pression (S2)' selon l'une quelconque des revendications 3,6 et 8, caractérisé en ce que le boîtier (10) comprend une borne (10a) pour capter des signaux électriques émis par le dispositif capteur (20), et la borne (10a) s'étend de façon pratiquement parallèle à une surface du boîtier (10) sur laquelle le dispositif capteur (20) est placé, à partir d'une position proche du dispositif capteur (20).

10. Capteur de pression (S2) selon l'une quelconque des revendications 3,6 et 8, caractérisé en ce que le boîtier (10) comprend : une structure de placement de dispositif capteur (11), qui comprend la cavité (11a); une structure d'orifice (12), qui comprend un orifice d'introduction de pression (12a) ; et l'un d'une pièce de vissage (60,61 et 62) et d'un rivet, dans lequel la structure de placement de dispositif capteur (11) et la structure d'orifice (12) ont été assemblées en utilisant l'un de la pièce de vissage (60,61 et 62) et du rivet.

11. Capteur de pression (S1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'adhésif (100) comprend une résine de fluorosilicone ou une résine à base de fluorure.

12. Capteur de pression (Si) selon l'une quelconque des revendications 4,5 et 7, caractérisé en ce que le boîtier (10) comprend une borne (10a) pour capter des signaux électriques émis par le dispositif capteur (20), et la borne (10a) s'étend de façon pratiquement parallèle à

une surface du boîtier (10) sur laquelle le dispositif capteur (20) est placé, à partir d'une position proche du dispositif capteur (20).

13. Capteur de pression (S1) selon l'une quelconque des revendications 4,5 et 7, caractérisé en ce que le boîtier (10) comprend : une structure de placement de dispositif capteur (11), qui définit les premier et second côtés ; première structure d'orifice (12), qui comprend un premier orifice d'introduction de pression (12a); une seconde structure d'orifice (13), qui 'comprend un second orifice d'introduction de pression (13a) ; et l'un d'une pièce de vissage (60,61 et 62) et d'un rivet, dans lequel la structure de placement de dispositif capteur (11 ) et les structures d'orifices (12a, 13a) ont été assemblées en utilisant l'un de la pièce de vissage (60,61 et 62) et du rivet.

14. Capteur de pression (S1, S2, S3) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau qui constitue la première membrane (81,201) a un index de piqûre, qui est défini par l'expression (Cr + 3,3 Mo + 20N), de 52,5 ou plus, et une teneur en Ni de 35,5% en poids, ou plus.

15. Capteur de pression (S1, S2, S3) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier fluide est un gaz d'échappement émis par un moteur diesel.