FR3083309A1 - PRESSURE SENSOR - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un capteur (1) de pression comprenant : - un support en céramique (3) traversé par un orifice (4) et présentant une première surface (5) et une deuxième surface (6) opposée, - un élément sensible (7) montée sur la deuxième surface (5) du support en céramique (3) de façon à recouvrir l'orifice (4), l'élément sensible (7) étant relié électriquement au support en céramique (3) par des moyens de connexion (8), l'élément sensible (7), le support (3) en céramique et les moyens de connexion (8) sont disposés dans un boitier (8) de protection, le boitier (8) de protection comportant un conduit (9) d'entrée cylindrique par lequel le fluide dont la pression est à mesurer arrive.The present invention relates to a pressure sensor (1) comprising: - a ceramic support (3) crossed by an orifice (4) and having a first surface (5) and a second surface (6) opposite, - a sensitive element ( 7) mounted on the second surface (5) of the ceramic support (3) so as to cover the orifice (4), the sensitive element (7) being electrically connected to the ceramic support (3) by connection means (8), the sensitive element (7), the ceramic support (3) and the connection means (8) are disposed in a protective casing (8), the protective casing (8) comprising a conduit (9 ) cylindrical inlet through which the fluid whose pressure is to be measured arrives.

Description

CAPTEUR DE PRESSIONPRESSURE SENSOR

La présente invention concerne un capteur de pression différentielle.The present invention relates to a differential pressure sensor.

Ce type de capteur de pression différentielle concerné par l'invention est destiné notamment à être monté sur un répartiteur d'air d'admission d'un moteur thermique d'un véhicule automobile ou sur un filtre à particule, par exemple.This type of differential pressure sensor concerned by the invention is intended in particular to be mounted on an intake air distributor of a heat engine of a motor vehicle or on a particle filter, for example.

Il comprend un élément sensible pour mesurer une différence de pression entre deux points de mesure d'un mélange gazeux circulant dans le répartiteur d'admission ou une pression absolue. Il peut être utilisé également dans une boucle EGR («Exhaust Gaz Recirculation»), par exemple.It includes a sensitive element for measuring a pressure difference between two measurement points of a gas mixture circulating in the intake manifold or an absolute pressure. It can also be used in an EGR (“Exhaust Gas Recirculation”) loop, for example.

La mesure de la pression permet au système de contrôle pilotant le moteur thermique de déterminer entre autre la densité de l'air admis. Cette information permet d'optimiser le pilotage du moteur afin de réduire les émissions polluantes et d'augmenter les performances.The pressure measurement allows the control system driving the heat engine to determine, among other things, the density of the intake air. This information makes it possible to optimize engine control in order to reduce polluting emissions and increase performance.

Classiquement l'élément sensible à la pression est disposé sur un substrat en céramique, lui-même disposé sur un substrat circuit imprimé (PCB pour Printed Circuit Board selon la terminologie anglaise) pour solidifier l'ensemble. Le tout étant logé dans un boîtier de protection. L'accès du fluide, dont on cherche à mesurer la pression, à la face connectée de l'élément sensible se fait via un conduit d'entrée. Il est donc nécessaire de protéger l'élément sensible contre les agressions chimiques.Conventionally, the pressure-sensitive element is disposed on a ceramic substrate, itself disposed on a printed circuit substrate (PCB for Printed Circuit Board according to English terminology) to solidify the assembly. The whole being housed in a protective case. Access to the fluid, the pressure of which is sought to be measured, at the connected face of the sensitive element is via an inlet duct. It is therefore necessary to protect the sensitive element against chemical attack.

Une solution connue consiste à utiliser la face non connectée de l'élément sensible pour effectuer la mesure de pression.A known solution consists in using the unconnected face of the sensitive element to carry out the pressure measurement.

L'inconvénient d'une telle configuration provient du fait qu'il y a accumulation de polluants, sur la face non connectée, dans l'orifice traversant le substrat céramique. Une solution consiste à déposer un gel de protection dans cet orifice. Cependant les configurations actuelles des capteurs ne permettent pas une dépose optimisée.The drawback of such a configuration comes from the fact that there is accumulation of pollutants, on the unconnected face, in the orifice passing through the ceramic substrate. One solution is to deposit a protective gel in this orifice. However, the current sensor configurations do not allow optimized removal.

La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients des capteurs de l'art antérieur en proposant un capteur de pression optimisé et permettant une meilleure protection de l'élément sensible.The present invention therefore aims to overcome one or more of the drawbacks of sensors of the prior art by proposing an optimized pressure sensor and allowing better protection of the sensitive element.

Pour cela la présente invention propose un capteur de pression comprenant :For this, the present invention provides a pressure sensor comprising:

un support en céramique traversé par un orifice et présentant une première surface et une deuxième surface opposée, un élément sensible monté sur la deuxième surface du support en céramique de façon à recouvrir l'orifice, l'élément sensible étant relié électriquement au support en céramique par des moyens de connexion, l'élément sensible, le support en céramique et les moyens de connexion sont disposés dans un boîtier de protection, le boîtier de protection comportant un conduit d'entrée cylindrique par lequel le fluide dont la pression est à mesurer arrive.a ceramic support crossed by an orifice and having a first surface and a second opposite surface, a sensitive element mounted on the second surface of the ceramic support so as to cover the orifice, the sensitive element being electrically connected to the ceramic support by connection means, the sensitive element, the ceramic support and the connection means are arranged in a protective housing, the protective housing comprising a cylindrical inlet conduit through which the fluid whose pressure is to be measured arrives .

Un tel conduit 9 permet une dépose de gel 10 précise et optimisée. En effet le fait que le conduit soit cylindrique permet un remplissage efficace, complet et facilité.Such a conduit 9 allows precise and optimized gel deposition 10. Indeed the fact that the duct is cylindrical allows efficient, complete and easy filling.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le conduit d'entrée débouche au niveau de l'orifice.According to one embodiment of the invention, the inlet conduit opens at the orifice.

Selon un mode de réalisation de l'invention, une partie du conduit est remplie d'un gel qui permet de protéger l'orifice.According to an embodiment of the invention, a part of the duct is filled with a gel which makes it possible to protect the orifice.

Selon un mode de réalisation de l'invention, la surface d'entrée du conduit est inférieure à la surface totale de la première surface.According to one embodiment of the invention, the entry surface of the duct is less than the total surface of the first surface.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le support céramique prend appui à l'intérieur du boîtier de protection, sur une surface interne du boîtier de protection, la surface interne du boîtier de protection est celle d'une face du boîtier sur laquelle arrive le conduit d'entrée.According to one embodiment of the invention, the ceramic support is supported inside the protective housing, on an internal surface of the protective housing, the internal surface of the protective housing is that of a face of the housing on which the inlet duct arrives.

Selon un mode de réalisation de l'invention, boîtier de protection est fixé au support en céramique par de la colle.According to one embodiment of the invention, the protective housing is fixed to the ceramic support by glue.

Selon une variante de réalisation de l'invention, le support en céramique est disposé sur un circuit imprimé (PCB).According to an alternative embodiment of the invention, the ceramic support is arranged on a printed circuit (PCB).

Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément sensible, le support céramique et le circuit imprimé lorsqu'il est présent, sont englobés dans une résine.According to one embodiment of the invention, the sensitive element, the ceramic support and the printed circuit when it is present, are included in a resin.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le capteur de pression comprend un deuxième conduit fixé sur la deuxième surface du support en céramique.According to one embodiment of the invention, the pressure sensor comprises a second conduit fixed to the second surface of the ceramic support.

Selon une variante de réalisation de l'invention, le capteur de pression comprend deux éléments sensibles.According to an alternative embodiment of the invention, the pressure sensor comprises two sensitive elements.

Les caractéristiques de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux figures suivantes et non limitatives:The characteristics of the invention will be described in more detail with reference to the following non-limiting figures:

- la figure 1 est une représentation schématique en coupe d'un capteur selon un premier mode de réalisation de l'invention,FIG. 1 is a schematic sectional representation of a sensor according to a first embodiment of the invention,

- la figure 2 est une représentation schématique en coupe d'un capteur selon un deuxième mode de réalisation de l'invention,FIG. 2 is a schematic sectional representation of a sensor according to a second embodiment of the invention,

- la figure 3 est une représentation schématique en coupe d'un capteur selon un troisième mode de réalisation de l'invention,FIG. 3 is a schematic sectional representation of a sensor according to a third embodiment of the invention,

- la figure 4 est une représentation schématique en coupe d'un capteur selon un quatrième mode de réalisation de l'invention.- Figure 4 is a schematic sectional representation of a sensor according to a fourth embodiment of the invention.

Le capteur 1 de pression, illustré figure 1 à 4 comprend un support en céramique 3 traversé par un orifice 4. Il présente une première surface 5 et une deuxième surface 6 opposée à la première surface 5.The pressure sensor 1, illustrated in FIGS. 1 to 4, comprises a ceramic support 3 crossed by an orifice 4. It has a first surface 5 and a second surface 6 opposite the first surface 5.

Cet orifice 4 traverse l'épaisseur du support en céramique 3 et débouche par la première surface 5 et la deuxième surface 6. L'orifice 4 est positionné au centre du support en céramique 3.This orifice 4 crosses the thickness of the ceramic support 3 and opens out through the first surface 5 and the second surface 6. The orifice 4 is positioned in the center of the ceramic support 3.

Le capteur 1 de pression comprend un élément sensible 7 à la pression montée sur la deuxième surface 6 du support en céramique 3 de façon à recouvrir et boucher l'orifice 4.The pressure sensor 1 comprises a pressure-sensitive element 7 mounted on the second surface 6 of the ceramic support 3 so as to cover and plug the orifice 4.

L'élément sensible 7 est collé sur la deuxième surface 6 du support en céramique 3.The sensitive element 7 is bonded to the second surface 6 of the ceramic support 3.

L'élément sensible 7 est relié électriquement au support en céramique 3 par des moyens de connexion 21 pouvant être des pattes ou des fils métalliques.The sensitive element 7 is electrically connected to the ceramic support 3 by connection means 21 which may be tabs or metallic wires.

L'élément sensible 7, le support 3 en céramique et les moyens de connexion 8 sont disposés dans un boîtier 8 de protection.The sensitive element 7, the ceramic support 3 and the connection means 8 are arranged in a protective casing 8.

Dans le cadre de l'invention, le boîtier 8 de protection comporte un conduit 9 d'entrée par lequel le fluide dont la pression est à mesurer arrive.In the context of the invention, the protective housing 8 comprises an inlet duct 9 through which the fluid whose pressure is to be measured arrives.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le conduit 9 d'entrée est un prolongement du boîtier 8 de protection.According to one embodiment of the invention, the inlet conduit 9 is an extension of the protective housing 8.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le conduit 9 d'entrée débouche au niveau de l'orifice 4.According to one embodiment of the invention, the inlet conduit 9 opens at the level of the orifice 4.

Selon un mode de réalisation de l'invention, une partie du conduit 9 est remplie d'un gel 10 qui permet de protéger l'orifice 4, et empêche une accumulation de polluants dans cet orifice 4.According to one embodiment of the invention, part of the duct 9 is filled with a gel 10 which makes it possible to protect the orifice 4, and prevents an accumulation of pollutants in this orifice 4.

Un tel conduit 9 permet une dépose de gel 10 précise.Such a conduit 9 allows precise gel deposition 10.

Dans le cadre de l'invention, le conduit 9 est de forme cylindrique.In the context of the invention, the conduit 9 is of cylindrical shape.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le conduit 9 est en polymèreAccording to one embodiment of the invention, the conduit 9 is made of polymer

Le support en céramique 3 est disposé de façon à ce que la première surface 5 soit orientée vers le conduit 9 d'entrée.The ceramic support 3 is arranged so that the first surface 5 is oriented towards the inlet duct 9.

Selon un mode de réalisation de l'invention, la surface d'entrée du conduit 9 est inférieure à la surface totale de la première surface 5.According to one embodiment of the invention, the inlet surface of the duct 9 is less than the total area of the first surface 5.

Le support 3 céramique prend appui à l'intérieur du boîtier 8 de protection, sur la surface interne 81 du boîtier de protection. Le surface interne 81 du boîtier de protection 8 est celle de la face 82 du boîtier sur laquelle arrive le conduit d'entrée 9.The ceramic support 3 is supported inside the protective housing 8, on the internal surface 81 of the protective housing. The internal surface 81 of the protective housing 8 is that of the face 82 of the housing on which the inlet duct 9 arrives.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le boîtier 8 de protection est fixé au support en céramique 3 par de la colle 14. Cette fixation assure à la fois un rôle d'étanchéité et un rôle amortisseur pour les mouvements relatifs du support 3.According to one embodiment of the invention, the protective housing 8 is fixed to the ceramic support 3 by glue 14. This fixing provides both a sealing role and a damping role for the relative movements of the support 3 .

La colle est une colle dont les propriétés permettent à la fois la fixation l'étanchéité et l'amortissement.The glue is an adhesive whose properties allow both fixing, sealing and damping.

Selon une variante de réalisation de l'invention illustré figue 2, le support 3 en céramique est disposé sur un circuit imprimé 2 (PCB). Le support 3 en céramique est associé au circuit imprimé par sa deuxième 6 face. Le circuit imprimé comporte alors une ouverture permettant le logement de l'élément sensible.According to an alternative embodiment of the invention illustrated in fig 2, the ceramic support 3 is arranged on a printed circuit 2 (PCB). The ceramic support 3 is associated with the printed circuit by its second 6 face. The printed circuit then has an opening allowing the housing of the sensitive element.

Selon un mode de réalisation de l'invention, l'ensemble élément sensible 7, support 3 céramique et circuit imprimé lorsqu'il est présent, est englobé dans une résine 15. La résine 15 garantit une étanchéité et la protection de l'ensemble.According to one embodiment of the invention, the sensitive element 7 assembly, ceramic support 3 and printed circuit when it is present, is included in a resin 15. The resin 15 guarantees sealing and protection of the assembly.

Selon une variante de réalisation de l'invention, illustrée figure 3, le capteur 1 comprend un deuxième conduit 11 fixé sur la deuxième surface 6 du support en céramiqueAccording to an alternative embodiment of the invention, illustrated in FIG. 3, the sensor 1 comprises a second conduit 11 fixed on the second surface 6 of the ceramic support

3.3.

Le deuxième conduit 11 entoure l'élément sensible 7 de façon à former un deuxième canal d'entrée 12 reliant l'élément sensible 7 à un milieu à mesurer dans le véhicule.The second conduit 11 surrounds the sensitive element 7 so as to form a second inlet channel 12 connecting the sensitive element 7 to a medium to be measured in the vehicle.

Le deuxième conduit 11 fait saillie sur la deuxième surface 6 du support en céramique 3, perpendiculairement à cette surface, de façon à entourer complètement l'élément sensible 7.The second conduit 11 projects from the second surface 6 of the ceramic support 3, perpendicular to this surface, so as to completely surround the sensitive element 7.

Le deuxième conduit 11 est de préférence en polymère et présente une forme cylindrique.The second conduit 11 is preferably made of polymer and has a cylindrical shape.

Le deuxième conduit 11 comprend une première extrémité 36 qui est fixée au support en céramique 3 par de la colle. Cette fixation assure également une étanchéité.The second conduit 11 comprises a first end 36 which is fixed to the ceramic support 3 by glue. This attachment also provides a seal.

Selon un mode de réalisation de l'invention, une partie du deuxième conduit 11 est remplie d'un gel 10' qui permet de protéger l'élément sensible 7, et empêche une accumulation de polluants dans cet orifice 4.According to one embodiment of the invention, part of the second conduit 11 is filled with a gel 10 ′ which makes it possible to protect the sensitive element 7, and prevents an accumulation of pollutants in this orifice 4.

Selon une autre variante de réalisation de l'invention, illustrée figure 4, le capteur 1', comporte au moins deux ensembles, chaque ensemble étant formé par un conduit 9, 9' un élément sensible 7, 7', un support 3, 3' en céramique et un deuxième conduit 11,1Γ.According to another alternative embodiment of the invention, illustrated in FIG. 4, the sensor 1 ′ comprises at least two assemblies, each assembly being formed by a conduit 9, 9 ′ a sensitive element 7, 7 ′, a support 3, 3 'in ceramic and a second 11.1Γ duct.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le PCB 2 comprend des moyens de traitement du signal de pression 21 du type ASSIC ou ASSD, par exemple, positionnés sur une surface 28 du PCB ou sur une surface 6 du support 3 céramique.According to one embodiment of the invention, the PCB 2 comprises means for processing the pressure signal 21 of the ASSIC or ASSD type, for example, positioned on a surface 28 of the PCB or on a surface 6 of the ceramic support 3.

La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails donnés ci-dessus et permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans s'éloigner du domaine d'application de l'invention. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, et peuvent être modifiés sans toutefois sortir de la portée définie par les revendications.The scope of the present invention is not limited to the details given above and allows embodiments in many other specific forms without departing from the scope of the invention. Therefore, the present embodiments should be considered by way of illustration, and may be modified without however departing from the scope defined by the claims.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Capteur (1) de pression comprenant :1. Pressure sensor (1) comprising: un support en céramique (3) traversé par un orifice (4) et présentant une première surface (5) et une deuxième surface (6) opposée, un élément sensible (7) monté sur la deuxième surface (5) du support en céramique (3) de façon à recouvrir l'orifice (4), l'élément sensible (7) étant relié électriquement au support en céramique (3) par des moyens de connexion (8), l'élément sensible (7), le support (3) en céramique et les moyens de connexion (8) sont disposés dans un boîtier (8) de protection, caractérisé en ce le boîtier (8) de protection comporte un conduit (9) d'entrée cylindrique par lequel le fluide dont la pression est à mesurer arrive.a ceramic support (3) crossed by an orifice (4) and having a first surface (5) and an opposite second surface (6), a sensitive element (7) mounted on the second surface (5) of the ceramic support ( 3) so as to cover the orifice (4), the sensitive element (7) being electrically connected to the ceramic support (3) by connection means (8), the sensitive element (7), the support ( 3) made of ceramic and the connection means (8) are arranged in a protective casing (8), characterized in that the protective casing (8) comprises a cylindrical inlet conduit (9) through which the fluid, the pressure of which is to be measured arrives. 2. Capteur (1) de pression selon la revendication 1, dans lequel le conduit (9) d'entrée débouche au niveau de l'orifice (4).2. Pressure sensor (1) according to claim 1, in which the inlet duct (9) opens at the orifice (4). 3. Capteur (1) de pression selon une des revendications 1 ou 2, dans lequel une partie du conduit (9) est remplie d'un gel qui permet de protéger l'orifice (4).3. Pressure sensor (1) according to one of claims 1 or 2, wherein a part of the conduit (9) is filled with a gel which protects the orifice (4). 4. Capteur (1) de pression selon une des revendications 1 à 3, dans lequel la surface d'entrée du conduit (9) est inférieure à la surface totale de la première surface (5).4. Pressure sensor (1) according to one of claims 1 to 3, wherein the inlet surface of the conduit (9) is less than the total area of the first surface (5). 5. Capteur (1) de pression selon une des revendications 1 à 4, dans lequel le support (3) céramique prend appui à l'intérieur du boîtier (8) de protection, sur une surface interne (81) du boîtier de protection, la surface interne (81) du boîtier de protection (8) est celle d'une face (82) du boîtier sur laquelle arrive le conduit d'entrée (9).5. Pressure sensor (1) according to one of claims 1 to 4, in which the ceramic support (3) is supported inside the protective housing (8), on an internal surface (81) of the protective housing, the internal surface (81) of the protective housing (8) is that of a face (82) of the housing on which the inlet duct (9) arrives. 6. Capteur (1) de pression selon une des revendications 1 à 5, dans lequel le boîtier (8) de protection est fixé au support en céramique (3) par de la colle (14).6. Pressure sensor (1) according to one of claims 1 to 5, wherein the protective housing (8) is fixed to the ceramic support (3) by glue (14). 7. Capteur (1) de pression selon une des revendications 1 à 6, dans lequel le support (3) en céramique est disposé sur un circuit imprimé (PCB).7. Pressure sensor (1) according to one of claims 1 to 6, in which the ceramic support (3) is arranged on a printed circuit (PCB). 8. Capteur (1) de pression selon une des revendications 1 à 7, dans lequel l'élément sensible (7), le support (3) céramique et le circuit imprimé lorsqu'il est présent, sont englobés dans une résine (15).8. Pressure sensor (1) according to one of claims 1 to 7, wherein the sensitive element (7), the support (3) ceramic and the printed circuit when present, are included in a resin (15) . 9. Capteur (1) de pression selon une des revendications 1 à 8, comprenant un deuxième conduit (11) fixé sur la deuxième surface (6) du support en céramique (3).9. Pressure sensor (1) according to one of claims 1 to 8, comprising a second conduit (11) fixed on the second surface (6) of the ceramic support (3). 10. Capteur (1) de pression selon une des revendications 1 à 9, comprenant deux éléments sensibles (7).10. Pressure sensor (1) according to one of claims 1 to 9, comprising two sensitive elements (7).
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