TWI394942B - 壓力感測器 - Google Patents

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Description

壓力感測器
本發明係關於壓力感測器用隔膜、及搭載其的壓力感測器，特別係頗適於改善隔膜經年劣化情況。
自習知技術起，已知有例如水壓計、氣壓計、差壓計等，將壓電共振元件使用為感壓元件的壓力感測器。上述壓電共振元件係例如在板狀壓電基板上形成電極圖案，並將力的檢測方向設定為檢測軸，若對該檢測軸的方向作用壓力，則上述壓電共振器的共振頻率便產生變化，再由該共振頻率的變化檢測出壓力。專利文獻1~3便有揭示感壓元件係使用壓電共振器的壓力感測器。若從壓力導入口對蛇腹施加壓力時，因應該蛇腹有效面積的力便會經由以樞軸(撓性鉸鏈)為支點的力傳遞手段，依壓縮力或拉伸力的形式將力F施加給壓電共振器。在上述壓電共振器中，便將生成配合該力F的應力，且因該應力會使共振頻率產生變化。該壓力感測器係藉由檢測壓電共振器中所生成的共振頻率變化，而進行壓力測定。
就習知技術之壓力感測器，使用專利文獻1等所揭示之實例進行說明。圖10所示係習知技術之壓力感測器的構造示意圖。
圖10所示習知技術之壓力感測器501係具備有：具有呈相對向配置的第1及第2壓力輸入口502、503之筐體504、以及在筐體504內部的力傳遞構件505，並依包夾力傳遞構件505一端的方式，將第1蛇腹506與第2蛇腹507相連接。然後，將第1蛇腹506的另一端連接於第1壓力輸入口502，將第2蛇腹507的另一端連接於第2壓力輸入口503。更在力傳遞構件505另一端與基板508非屬樞軸(支點)的端部之間，配置著感壓元件的雙音叉型共振器509。
其中，壓力感測器係當高精度檢測壓力時，便對蛇腹內部填充液體。該液體係為使氣泡不致進入或滯留於蛇腹內部或內部的蛇腹部分中，一般均使用黏性較高的矽油等油。
依此的話，當在第1蛇腹506內部填充具黏性之油510，且壓力測定對象係液體的情況，便形成利用第1壓力輸入口502所開設的開口部511，使液體與油510呈相接觸且相對向之構造。另外，開口部511係設定呈油510不會洩漏於外部的開口徑。
此種構成的壓力感測器501，若從成為壓力測定對象的液體對第1蛇腹506內部所填充的油510施加壓力F，則壓力F便經由第1蛇腹506施加給力傳遞構件505(樞軸支撐的搖擺桿)一端。另一方面，對第2蛇腹507施加大氣壓，而對力傳遞構件505的一端施加相當於大氣壓的力。
結果，經由力傳遞構件505的另一端，相當於由成為壓力測定對象的液體所施加壓力F、與因大氣壓所造成由壓力間之差壓的力，便以基板508的樞軸為支點，對雙音叉型共振器509依壓縮力或拉伸力的形式而施加。若對雙音叉型共振器509施加壓縮力或拉伸力時，雙音叉型共振器509便會生成應力，而配合上述應力的大小，共振頻率將產生變化，因此藉由測定該共振頻率，便可檢測壓力F的大小。
另一方面，專利文獻4中提示有：未採用如前述壓力感測器中，使用以樞軸(撓性鉸鏈)為支點的搖擺桿的高單價力傳遞手段(懸臂)之構造。而是在感測器殼體內於一直線上排列2個蛇腹，並在其間夾入基座，針對導入各蛇腹中的壓力差所引發壓力變動，利用沿蛇腹伸縮方向的基座舉動進行檢測。所以，在第1蛇腹一端與第2蛇腹一端間夾入共振器接著用基座，並在第2蛇腹外周側，於上述基座與第2蛇腹另一端側的殼體壁面上，分別固定著感壓元件二端。且，採用在其間夾設第2蛇腹的線對稱位置處配置補強板，並使該補強板二端分別固定於上述基座與上述殼體壁面上的構造。
再者，在專利文獻5中相關於專利文獻4所揭示的上述壓力感測器提案有：為能解決蛇腹對來自與壓力檢測軸方向呈正交方向之衝擊強度屬較弱的問題，而在與壓力檢測軸方向呈正交方向上，將上述基座與殼體使用補強用彈性構件(所謂「彈簧」)進行連結的壓力感測器。
接著，在專利文獻6、7中揭示有：為能檢測引擎內部油壓，而固定於引擎本體上所使用的壓力感測器。該壓力感測器係由：輸出配合所施加壓力之電氣信號的感測部、承受壓力的受壓用隔膜部、以及用以從隔膜朝感測部傳遞壓力的壓力傳遞構件而構成，具體而言，在中空金屬測桿其中一端面上設置受壓用第1隔膜，並在另一端面設置檢測用第2隔膜，在測桿內於上述第1、第2隔膜間介設力傳遞構件。力傳遞構件係由金屬或陶瓷構成的軸，其係在一對隔膜間依賦予預應力的狀態而介設。且，在第2隔膜外端面貼附著壓力檢測元件之具應變計機能的晶片，將由第1隔膜所承受壓力利用力傳遞構件傳遞給第2隔膜，並將第2隔膜的變形利用應變計晶片轉換為電氣信號，而檢測引擎油壓。
再者，專利文獻8、9中揭示有：具有將內設有感壓元件的殼體之壓力輸入口，利用隔膜進行密封構造的壓力感測器，且呈在其上利用雷射熔接或電子束熔接等方式熔接著隔膜的構造。此時，在隔膜與殼體間的熔接部位處呈環狀形成焊珠(bead)(熔接凝固部)。
[專利文獻1]日本專利特開昭56-119519號公報
[專利文獻2]日本專利特開昭64-9331號公報
[專利文獻3]日本專利特開平2-228534號公報
[專利文獻4]日本專利特開2005-121628號公報
[專利文獻5]日本專利特開2007-57395號公報
[專利文獻6]日本專利特開2006-194736號公報
[專利文獻7]日本專利特開2007-132697號公報
[專利文獻8]日本專利特開2005-106527號公報
[專利文獻9]日本專利特開2005-106528號公報
然而，專利文獻1~3的發明中，如圖10所示的壓力感測器，因為在第1蛇腹506中所填充的油510相較於構成壓力感測器501的元件，例如力傳遞構件505或雙音叉型共振器509等，屬於熱膨脹係數較大，因此構成壓力感測器501的各構件便會產生因溫度變化所生成的熱應變。因為此種熱應變會成為不需要的應力並作用於雙音叉型共振器509，因此會有所測得壓力值產生誤差，而使壓力感測器特性惡化的問題。
再者，第1蛇腹506中所填充的油510係與成為壓力測定對象的液體相接觸且相對向，且依照壓力感測器的設置方法，亦會有油510流出於成為壓力測定對象的液體側，或液體流入於第1蛇腹506側的情況發生，因此會有在第1蛇腹506中所填充的油510內產生氣泡的情況發生。若油510內產生氣泡，則扮演壓力傳遞介質機能的油510便無法將力經由力傳遞構件505，穩定地傳遞給雙音叉型共振器，會有導致壓力測定發生誤差的可能性。
再者，如上述，因為油510係與成為壓力測定對象的液體呈相接觸且相對向，依照壓力感測器的設置方法，會有油510流出於成為壓力測定對象的液體側的可能性，在執行厭惡異物混入的潔淨液體壓力測定時之用途中，會有無法使用如使用油510的習知技術之壓力感測器問題。
再者，如習知技術的壓力感測器501，力傳遞構件505屬於複雜構造，在將壓力感測器小型化之際便成為阻礙。此外，由於力傳遞構件505必需設為細腰部的較細撓性鉸鏈構造，因此會成為高成本零件，所以會有壓力感測器製造成本提高的問題。
專利文獻4或5所提案的壓力感測器係若姿勢傾斜，蛇腹便會發生下垂情形，因此對感壓元件(雙音叉共振器)所施加的力便會產生變化，藉此會有共振頻率亦產生變動的問題。
再者，因為在壓力感測器的壓力導入口連接著內部有填充油的管，並呈使該管另一端接觸到被測定液體的構造，如專利文獻1~3所揭示，因為在蛇腹與管中所填充的油係與成為壓力測定對象的液體相接觸且呈相對向，因此依照壓力感測器的設置方法，亦會有油流出於成為壓力測定對象的液體側、液體流入蛇腹側的情形，因此會有蛇腹中所填充的油內發生氣泡之情況，若油內產生氣泡，扮演壓力傳遞介質機能的油便無法經由基座穩定地傳遞給雙音叉型共振器，因此會有壓力測定產生誤差的問題。
相關專利文獻5，因為被蛇腹包夾的基座係在殼體側面構成由板彈簧構成的補強用彈性構件所支撐構成，因此抑制伴隨蛇腹軸方向移動的基座舉動的力，便不會不產生作用。所以，會有壓力檢測感度劣化的可能性。此外，若為能牢固地支撐而將補強用彈性構件的硬度變硬，便會抑制蛇腹的動作，導致壓力檢測感度劣化的問題發生。
再者，專利文獻4與5中，因為補強板係在包夾蛇腹且於線對稱位置處配置呈與感壓元件呈相對向，因此會抑制蛇腹的動作，導致壓力檢測感度劣化的問題發生。
在專利文獻6或7中，隔膜與軸係在賦予預應力狀態下相接觸，而壓力感測器係以高溫高壓化使用，因此若剛性地固定，便會有因各構件的熱膨脹差異，導致機構遭破壞的可能性，所以，考慮該熱膨脹，使隔膜與軸僅依點進行接觸而已，且非使用接著劑等接著手段進行接著。所以，當利用壓力變動使隔膜與軸產生運轉時，點接觸部發生偏移的可能性非常高，因為在接觸點偏移的過程中，作用於隔膜與軸二者的力便會漏洩，因而會有無法執行高精度壓力檢測的問題。此外，畢竟專利文獻6、7所記載的壓力感測器係以高溫高壓化使用壓力感測器，因此受壓部與感測部間，為能在距離上避免對感測晶片等之熱影響，最好盡可能地將力傳遞構件加長，因而不適用於達小型化的技術。況且，專利文獻6、7的情況，在一對隔膜間介設軸而施行力的傳遞，但因為屬於在感測部的隔膜上安裝著感測晶片的構造，因此隔膜性質在受壓側與感測部側便會有差異，故會有無法提高計測精度的大缺點。
再者，專利文獻8、9所記載的壓力感測器構成，因為若停止熔接用雷射或電子束的照射，焊珠便會因急冷而生成熱應變，導致特別容易產生裂痕等情形，因此當使用搭載此種隔膜的壓力感測器時，會因承受來自外部壓力的隔膜重複發生變形，導致焊珠重複變形，所以，會發生裂痕成長、隔膜經年劣化及破損的問題。
再者，因雷射照射時的熱而膨脹之隔膜，因將隨雷射照射停止後的冷卻而收縮，因而此時所生成的殘留應力便會集中於隔膜的受壓部中央區域，導致上述中央區域呈不均勻變形，會有壓力感測器的感度劣化問題。
再者，因為熔接部位係因雷射照射進行的熔接溫度較高，因而呈高熱，所以會有引發脆性破壞的問題。
緣是，本發明係為解決上述問題，目的在於提供：承受壓力發生撓曲變形的隔膜，特別係形成隔膜與其所安裝的殼體間之接合部不易承受應力的形狀，而能改善經年劣化、抑制不均勻壓縮應力發生、較難引發脆性破壞的壓力感測器用隔膜。且，目的在於提供搭載上述隔膜，且未使用受壓介質之油的壓力感測器，而能依較少步驟進行製造，良率佳並可小型化，且不易發生經年劣化、感度佳的壓力感測器。
本發明係為能解決上述問題至少其中一部分而完成者，可實現以下的適用例。
[適用例1]一種壓力感測器用隔膜，其中央部形成隔膜本體，以外面承受外部壓力而變形，並以內面將力傳遞給殼體內部的感壓元件；其周緣部位於上述中央部之外側，與形成於殼體上的壓力輸入口的外周相熔接；該中央部與該周緣部呈一體而具有同心圓之形狀；該壓力感測器用隔膜將上述壓力輸入口密封；其特徵在於，在上述中央部與上述周緣部之間形成高低差壁。
藉由上述構成，在中央部與高低差壁的邊界處，因隔膜變形所產生的應力將集中，便可將熔接部分與應力集中部分進行位置性隔離，因而可抑制上述應力朝殼體傳遞給熔接對象的周緣部。所以，即使熔接時於焊珠中發生裂痕，仍可抑制因上述應力所造成的裂痕成長，而可改善隔膜的經年劣化，即可延長壽命。此外，藉由上述構成，因周緣部在熔接後的冷卻而產生的殘留應力，將在高低差區域中被緩和，因而可抑制中央部出現不均勻變形，可抑制隔膜感度劣化。
[適用例2]如適用例1所記載的壓力感測器用隔膜，其中，在形成上述隔膜本體的中央部，形成與上述高低差壁呈同心圓狀的壁。
當對隔膜呈急遽壓力變化的情況，隔膜會振動。但是，藉由壁的設置，便將上述振動朝壁的內側反射，而將上述振動封鎖於內側區域，因此可抑制上述振動傳遞給焊珠而導致焊珠中的裂痕成長情形。
[適用例3]如適用例1或2所記載的壓力感測器用隔膜，其中，在上述高低差壁的內周面，嵌合著具有外形模仿上述高低差壁內周形狀的環，俾可約束上述高低差壁的變形。
藉此，因為環可抑制高低差壁朝中央部側之位移，因而較適用例1的情況更有效地使因隔膜變形所產生的應力，集中於隔膜本體的中央部與高低差壁間，俾可抑制應力對殼體所熔接周緣部的傳遞。
[適用例4]如適用例1至3項中任一項所記載的壓力感測器用隔膜，其中，上述隔膜係由與上述殼體同一材料所形成。
藉由將隔膜材料設定為與殼體相同材料，便可抑制因從殼體朝隔膜的溫度變化所產生的應力，俾可抑制隔膜之經年劣化情形。
[適用例5]一種壓力感測器用隔膜，其特徵在於，其形成有：圓盤狀隔膜本體，其乃承受外部壓力而撓曲變形；圓筒部，其乃在該隔膜本體周緣呈一體設置，且可嵌接於感測器殼體的壓力輸入口之內壁面；以及高低差，其形成在設置於該圓筒部端緣上用以與上述感測器殼體相熔接的熔接部、與成為上述隔膜本體撓曲基點的周緣部之間。
藉由上述構成，因隔膜撓曲變形所生成的應力會集中於隔膜本體與圓筒部的邊界處，便可將熔接部分與應力集中部分進行位置性隔離，因此可抑制上述應力對圓筒部端緣之熔接部的傳遞。所以，即使在熔接時於焊珠中發生裂痕情形，仍可抑制因上述應力造成的裂痕成長情形，俾可改善隔膜之經年劣化，即延長壽命。此外，藉由上述構成，因圓筒體緣部施行熔接後的冷卻所生成之殘留應力，對隔膜本體外緣的作用將被緩和，因而可抑制隔膜本體發生不均勻變形，俾可抑制隔膜感度劣化情形。
[適用例6]如適用例5所記載的壓力感測器用隔膜，其中，在上述圓筒部端緣形成凸緣而成為帽形隔膜，並將上述凸緣部當作與上述殼體間的熔接部。
此種構成中，由於可將熔接部與隔膜本體撓曲基點部間之相隔距離加大，因而可抑制因隔膜本體撓曲變形所生成的應力對熔接部產生作用，俾可提高劣化防止效果。
[適用例7]如適用例5所記載的壓力感測器用隔膜，其中，將與上述壓力輸入口之開口緣部接觸的上述圓筒部端緣，作為與上述感測器殼體熔接的熔接部。
此種構成中，利用高低差可防止因隔膜本體變形所生成的應力作用於熔接部，同時因為熔接部成為圓筒部外緣，因此在熔接時的熱會逃逸，所以可使在殼體側所形成之斷熱溝靠近圓筒部，可縮小隔膜安裝所需的尺寸，故可縮小安裝該隔膜的壓力感測器尺寸。
[適用例8]一種壓力感測器，係依適用例1至7項中任一項所記載的壓力感測器用隔膜，而覆蓋著上述壓力輸入口外周的方式，將上述隔膜周緣部施行熔接。
藉由上述構成，因周緣部在熔接後的冷卻所生成之殘留應力，將在高低差梯度區域中被緩和，便可抑制中央部的隔膜本體發生不均勻變形(deformation)情形。所以，中央部所連接的力傳遞手段便不會發生位移方向的偏移，可防止從隔膜對感壓元件的力傳遞損失，形成不會對感度特性造成不良影響的壓力感測器。
[適用例9]如適用例8所記載的壓力感測器，其中，在上述周緣部附近形成絕熱溝。
利用斷熱溝縮小壓力輸入口的熔接部位容積，俾減少熱容量，因而可降低熔接時的熱量，藉此便可抑低熔接溫度，從而可抑制因熔接部位的熱應變所造成的脆性破壞。且，因為熔接結束後在冷卻過程中的隔膜收縮率亦可縮小，因此成為亦降低殘留應力的壓力感測器。
[適用例10]如適用例8所記載的壓力感測器，其中，在上述壓力輸入口的內壁形成錐坑(countersunk)，且上述錐坑接觸到上述中央部與上述緩衝部。
藉此，當隔膜朝外側變形時，應力將集中於中央部與高低差區域的邊界，當隔膜朝內側變形時，應力將集中於中央部與錐坑角落的牴接部分。所以，可減少對中央部與高低差區域的邊界所施加應力頻度，俾可成為已抑制經年劣化的壓力感測器。
[適用例11]一種壓力感測器，係設置有：殼體，其乃設有壓力輸入口；隔膜，其乃將該殼體的上述壓力輸入口密封且外面為受壓面；力傳遞手段，其乃在上述殼體內部連接於上述隔膜的中央區域，並連動於該隔膜而朝該受壓面的垂直方向進行移動；以及感壓部，其乃連接於該力傳遞手段與上述殼體，且沿上述隔膜的受壓面之垂直軸而設定檢測軸；其中，上述隔膜係形成有：圓盤狀隔膜本體，其乃承受外部壓力而撓曲變形；圓筒部，其乃在該隔膜本體周緣呈一體設置，且可嵌接於感測器殼體的壓力輸入口之內壁面；以及高低差，其形成在設置於該圓筒部端緣上用以與上述感測器殼體相熔接的熔接部、與成為上述隔膜本體撓曲基點的周緣部之間。
根據上述構成，以承受壓力測定環境之壓力的受壓介質為隔膜，且壓力感測器中並不需要受壓介質的油，因此不會有油流出於壓力測定環境側的情況發生，可使用於執行例如壓力測定環境係不喜有異物混入的潔淨液體壓力測定等用途。此外，因為停止使用熱膨脹係數較大的受壓介質之油，因此可大幅提升壓力感測器的溫度特性。特別係因為由隔膜撓曲變形所生成的應力會集中於隔膜本體與圓筒部的邊界處，而可將熔接部分與應力集中部分進行位置性隔離，俾可抑制上述應力對圓筒部端緣熔接部之傳遞。所以，即使在熔接時於焊珠有發生裂痕，仍可抑制因上述應力造成裂痕成長情形，可改善隔膜的經年劣化，即壽命延長。再者，利用上述構成，因圓筒體緣部施行熔接後的冷卻所生成殘留應力，對隔膜本體外緣的作用被緩和，因此可抑制隔膜本體發生不均勻變形，俾可抑制隔膜感度劣化情形。
[適用例12]如適用例10所記載的壓力感測器用隔膜，其中，將與上述壓力輸入口的開口緣部接觸的上述圓筒部端緣，作為與上述感測器殼體熔接的熔接部。
根據該構成，利用高低差可防止因隔膜本體變形所生成之應力對熔接部產生作用，同時因為熔接部成為圓筒部外緣，從而在熔接時的熱會逃逸，便可使殼體側所形成之斷熱溝靠近圓筒部，俾可縮小隔膜安裝所需的尺寸，故可縮小安裝該隔膜的壓力感測器尺寸。
[適用例13]一種壓力感測器，係包括有：殼體；一對壓力輸入口，其乃在該殼體相對向的端面板上而設置於同軸上；第1、第2隔膜，其乃將上述壓力輸入口密封且外面為受壓面；力傳遞手段，其乃在上述殼體內部，使上述隔膜內面的中央區域間相連接；以及感壓元件，其乃一端連接於該力傳遞手段途中，另一端連接於上述殼體，且檢測軸係與上述垂直隔膜受壓面的軸呈平行排列；其中，上述隔膜係形成有：圓盤狀隔膜本體，其乃承受外部壓力而撓曲變形；圓筒部，其乃在該隔膜本體周緣呈一體設置，且可嵌接於感測器殼體的壓力輸入口之內壁面；以及高低差，其形成在設置於該圓筒部端緣上用以與上述感測器殼體相熔接的熔接部、與成為上述隔膜本體撓曲基點的周緣部之間，而將與上述壓力輸入口的開口緣部接觸的上述圓筒部端緣，作為與上述感測器殼體熔接的熔接部。
藉由該構成，因為相對壓感測器係可設為無油且小型的壓力感測器，且因隔膜撓曲變形所生成應力會集中於隔膜本體與圓筒部的邊界處，並可將熔接部分與應力集中部分進行位置性隔離，所以可抑制上述應力對圓筒部端緣的熔接部之傳遞。所以，即使熔接時於焊珠發生裂痕，仍可抑制因上述應力造成裂痕成長情形，俾可改善隔膜經年劣化，即延長壽命。
[適用例14]一種壓力感測器，係包括有：殼體；壓力輸入口，其乃設置於該殼體的端面板上；隔膜，其乃將上述壓力輸入口密封且外面為受壓面；力傳遞手段，其乃在上述殼體內部，於上述隔膜內面的中央區域中配置於該隔膜受壓面的垂直軸線上，且與相對向的殼體端面板相連接；以及感壓元件，其乃一端連接於該力傳遞手段途中，另一端連接於上述殼體，且檢測軸係與上述垂直隔膜受壓面的軸設定為同軸；其中，上述隔膜係形成有：圓盤狀隔膜本體，其乃承受外部壓力而撓曲變形；圓筒部，其乃在該隔膜本體周緣呈一體設置，且可嵌接於感測器殼體的壓力輸入口之內壁面；以及高低差，其形成在設置於該圓筒部端緣上用以與上述感測器殼體相熔接的熔接部、與成為上述隔膜本體撓曲基點的周緣部之間，而將與上述壓力輸入口的開口緣部接觸的上述圓筒部端緣，作為與上述感測器殼體熔接的熔接部。
藉由此種構成，因為絕對壓感測器係可設為無油且小型的壓力感測器，且因隔膜撓曲變形所生成應力會集中於隔膜本體與圓筒部的邊界處，並可將熔接部分與應力集中部分進行位置性隔離，所以可抑制上述應力對圓筒部端緣熔接部之傳遞。所以，即使熔接時於焊珠發生裂痕，仍可抑制因上述應力造成裂痕成長情形，俾可改善隔膜經年劣化，即延長壽命。
以下，針對本發明的壓力感測器用隔膜、及搭載其的壓力感測器，使用圖示實施形態進行詳細說明。但，該實施形態所記載的構成要件、種類、組合、形狀、及其相對配置等並不僅侷限於特定的記載，其意並非將本發明範圍僅限定於其中，而是僅不過為說明例而已。
圖1所示係本發明壓力感測器的第1實施形態。圖1(a)所示係壓力感測器的概要示意剖視圖，圖1(b)所示係圖1(a)的隔膜熔接部位之部分詳細圖。第1實施形態的壓力感測器10係具有圓筒形外形，由：殼體12、隔膜32、屬於力傳遞手段34的軸36、及感壓元件38構成。
殼體12係將內部施行真空密封，並收容著後述各構成元件。藉此，壓力感測器10便可提高感壓元件38的Q值，俾可確保安定的共振頻率，因此可確保壓力感測器10的長期安定性。
再者，殼體12係由：構成上端面板的圓盤狀第1構件14、構成下端面板的圓盤上之第2構件16、將第1構件14與第2構件16相接合的支撐棒18、以及形成覆蓋第1構件14與第2構件16側面之圓筒側壁的第3構件20，而構成整體外形。第1構件14與第2構件16係具有相同直徑的構件。第1構件14與第2構件16係在構成同心圓的位置處，突出形成分別朝外部突出的管套22，在該管套22中開設第1壓力輸入口24、與第2壓力輸入口26。而，將第1構件14與第1壓力輸入口24(第2構件16與第2壓力輸入口26)相連通的貫通孔28，係形成於上述同心圓的中心位置處。
支撐棒18係具有一定剛性，形成於第1構件14與第2構件16呈相互相對向位置處，藉由插入於形狀模仿支撐棒18剖面外形的銷孔(未圖示)中並相接合，便使第1構件14、第2構件16、及支撐棒18間獲得剛性，在壓力感測器10組裝時及使用時，均可抑制後述對感壓元件38所不需要的應變。另外，圖示係標示2支支撐棒18，但亦可使用1支或3支以上。
殼體12的材質係為能緩和因熱膨脹所造成的壓力感測器10之誤差，最好將收容支撐棒18與感壓元件38的部分之周圍，設為熱膨脹係數較小的金屬或陶瓷。
而，在第1壓力輸入口24及第2壓力輸入口26中，安裝著配合測定對象液體或氣體的壓力而撓曲的隔膜32(第1隔膜32a、第2隔膜32b)，並將貫通孔28密封且露出於外部。
隔膜32(第1隔膜32a、第2隔膜32b)係從內側起呈同心圓狀地由：中央部(隔膜本體)40、在該中央部(隔膜本體)40外緣形成的圓筒狀緩衝部(圓筒部)42、以及在該緩衝部(圓筒部)42前端外緣形成的凸緣所構成周緣部(凸緣)44構成，而整體形成如帽形菸灰缸的形狀。圓盤狀中央部(隔膜本體)40係一面形成面朝外部的受壓面，而上述受壓面將承接被測定壓力的外部壓力而撓曲變形，俾對接觸到之隔膜32之另一面的中央部(隔膜本體)40而屬於後述力傳遞手段34的軸36之端面施加力。環形狀周緣部(凸緣)44係與殼體12的管套22外周間，利用雷射熔接等施行熔接的部分。圓筒形狀緩衝部(圓筒部)42係分別垂直連接於中央部(隔膜本體)40的外周、及周緣部(凸緣)44的內周，藉此便在中央部(隔膜本體)40的外周與周緣部(凸緣)44之間形成高低差而隔開。藉此，在中央部(隔膜本體)40與周緣部(凸緣)44之間便形成高低差壁(緩衝部42)。另一方面，在殼體12的管套22中形成形狀模仿周緣部(凸緣)44外形的周緣錐坑25，並可嵌入周緣部(凸緣)44。然後，嵌入周緣錐坑25中的周緣部(凸緣)44便利用熔接而連接於周緣錐坑25，此時便形成環狀焊珠46。更在周緣錐坑25附近(外周)，以呈同心圓之方式鑿刻斷熱溝27。
殼體12與隔膜32的材料係諸如不銹鋼之類金屬或陶瓷等耐腐蝕性優異物，且亦可如水晶之類的單晶體或其他非晶體，而最好依同一材料形成。藉由將隔膜材料設為與殼體同一材料，便可抑制因從殼體朝隔膜的溫度變化所造成的應力，俾可抑制隔膜之經年劣化。
隔膜32係可利用沖壓加工形成，且亦可利用不會產生殘留應力，並有利於小型化的光學微影方法與蝕刻方法(以下將二者合併稱「光學微影．蝕刻加工」)而形成。特別係當中央部(隔膜本體)與周緣部(凸緣)的厚度係相同的情況，可依一次的蝕刻步驟便形成隔膜。此外，隔膜32亦可依不會因液體或氣體等而遭受腐蝕之方式，將露出於外部的表面施行塗佈。例如若為金屬製隔膜，便可施行鎳化合物的塗佈。
在第1隔膜32a與第2隔膜32b之間，屬於力傳遞手段34的軸36將插通於貫通孔28中並安裝，軸36的二端部係與第1隔膜32a及第2隔膜32b中央部(隔膜本體)40的中心區域之面分別呈垂直地接觸(連接)。所以，即使對隔膜32施加壓力，軸36仍呈與第1隔膜32a及第2隔膜32b的位移方向相同。此時，壓力較高側的隔膜32將朝殼體12內側位移，壓力較低側的隔膜32會朝殼體12外側位移，由於軸36的長度並無變化，因此位移的絕對值係二側呈一致。且，在軸36的既定位置處將固定著可動構件36a，該可動構件36a亦是具與軸36相同的位移方向。
軸36係配合壓力感測器的用途，而藉由選擇使用屬於強度安定材質的不銹鋼、或鋁、或容易加工的陶瓷等，便可構成高精度且安定的壓力感測器。特別係若將軸36材料設為陶瓷，因為熱膨脹係數較小，所以壓力感測器的溫度特性便幾乎依存於感壓元件38的溫度特性。此外，軸36二端部最好形成圓形，且依與隔膜32的中央部(隔膜本體)40形成同心圓方式進行連接。
感壓元件38係使用諸如水晶、鈮酸鋰、鉭酸鋰等壓電材料，並依雙音叉型壓電共振器、SAW(surface acoustic wave，表面聲波)共振器、厚度剪應力共振器等形式形成。感壓元件38係可動構件36a、與第1構件14的固定構件30分別連接於感壓元件38的二端部並支撐。此時，感壓元件38係將力的檢測方向設定為檢測軸，感壓元件38的上述二端部連結方向係與上述檢測軸呈平行關係。此外，感壓元件38係電氣式耦接於殼體12上所安裝的振盪電路(未圖示)，利用來自振盪電路(未圖示)的交流電壓，而依固有之共振頻率產生振動。然後，感壓元件38係利用承受來自可動構件38a的伸長(拉伸)應力或壓縮應力，而改變共振頻率。特別係雙音叉型壓電共振片相較於厚度剪應力共振器等之下，共振頻率對伸長．壓縮應力的變化極大，共振頻率的可變幅度較大，因此可檢測些微壓力差，屬於分解能力優異的較佳壓力感測器。若雙音叉型壓電共振器承受伸長應力，振盪臂(振盪部)的振幅幅度便變小，因此共振頻率將變高，若承受壓縮應力，因為振盪臂(振盪部)的振幅幅度變大，因此共振頻率將降低。另外，雙音叉型壓電共振器的壓電基板，最好係溫度特性優異的水晶。
由於上述構成的隔膜32(圖1(b)斜線部分)係擠入於管套22中，因此中央部(隔膜本體)40與緩衝部(圓筒部)42便會因管套22內壁而產生壓縮應力。上述壓縮應力因為在隔膜32屬於受壓部的中央部(隔膜本體)40，呈同心圓狀均勻分佈，所以幾乎不會對隔膜所具有之撓性感度造成不良影響。因此，在中央部(隔膜本體)40與緩衝部(圓筒部)42的邊界41，雖因隔膜變形而發生之應力集中，但因為熔接部分(周緣部(凸緣)44)與上述應力集中部分係呈位置性隔離，因此可抑制上述應力傳遞給周緣部(凸緣)44。所以，熔接時，即使焊珠46產生裂痕，仍可抑制因上述應力所造成裂痕的成長，俾可改善隔膜32的經年劣化，亦即延長壽命。此外，周緣部(凸緣)44之利用雷射照射施行熔接時所生成的殘留應力，在高低差區域的緩衝部(圓筒部)42處被緩和，而不會集中於屬於隔膜受壓部的中央部(隔膜本體)40，因此可防止中央部(隔膜本體)40發生不均勻變形。
所以，本案發明者所提案的圖1(a)所示壓力感測器10，亦是不會因隔膜32的不均勻變形，導致軸36傾斜而造成位移方向偏移情形發生，軸36將確實地在力的檢測軸方向上位移，因此可防止因位移方向的偏移，導致從隔膜32對感壓元件38的力傳遞損失，亦幾乎不會對壓力感測器10的感度特性造成不良影響。
再者，因為利用斷熱溝27縮小管套22熔接部位的容積，而減少熱容量，因此可降低熔接時的熱量，藉此便可抑低熔接溫度，俾可抑制因熔接部位的熱應變所造成的脆性破壞。且，因為在熔接停止後的冷卻過程中，亦可降低隔膜收縮率，從而亦可減輕殘留應力。
圖3所示係第2實施形態的壓力感測器用隔膜、及搭載其的壓力感測器。圖3(a)所示係壓力感測器的概要圖，圖3(b)所示係圖3(a)隔膜熔接部位的部分詳細圖。第2實施形態的隔膜32係如同第1實施形態。另一方面，第2實施形態的壓力感測器50，基本上係類似第1實施形態的壓力感測器10，但壓力感測器50係在第1壓力輸入口54與第2壓力輸入口56的內壁開口端形成錐坑58。即，貫通孔60係具有在上述開口端附近形成擴大其內徑的構造。該錐坑58將接觸到隔膜32。在此，中央部(隔膜本體)40的外周部分將接觸到錐坑58的環狀端面58b，而緩衝部42的外周則接觸到錐坑58的側面58c。
藉此，當隔膜32朝殼體52外側變形時，中央部(隔膜本體)40與緩衝部42的邊界41處便會集中應力，而當隔膜32朝殼體52內側變形時，在中央部(隔膜本體)40與錐坑58的角落58a之牴接部分處便會集中應力。所以，可減少對中央部(隔膜本體)40與緩衝部42的邊界41處施加應力的頻度，俾可抑制經年劣化。
圖4所示係第3實施形態的隔膜。圖4(a)所示係熔接時的隔膜俯視圖，圖4(b)所示係熔接時的詳細圖。第3實施形態的隔膜70係與第1實施形態的隔膜32形態相同，但在高低差壁的緩衝部(圓筒部)74內周嵌入具有模仿形狀外形的環78(圖4的斜線部分)，俾可約束上述緩衝部(圓筒部)74的變形。環78係將隔膜70熔接在管套22上並形成焊珠79後便進行嵌入。藉此，因為環78將抑制緩衝部(圓筒部)74朝中央部72側的位移，所以相較於第1實施形態與第2實施形態的情況，更能使因隔膜70受壓所衍生變形而造成的應力，有效地集中於中央部72與緩衝部74的邊界73，並可抑制朝周緣部76的傳遞。另外，該環78亦依照上述同樣的理由，隔膜70與殼體最好使用相同材料。
圖5所示係第4實施形態的隔膜80。圖5(a)係俯視圖，圖5(b)係圖5(a)的A-A線剖視圖。第4實施形態的隔膜80係類似第1實施形態的隔膜，但在隔膜80的中央部(隔膜本體)82形成同心圓狀的壁88(圖5(a)的斜線部分)。在壁88的外周與緩衝部(圓筒部)84間形成間隙。隔膜80係當壁88的開放端88a與周緣部(凸緣)86形成同一平面時，利用光學微影‧蝕刻加工便可依一次的蝕刻步驟而形成。
當對隔膜呈急遽壓力變化時，隔膜便會振動。但是，藉由壁88的設置，上述振動便會因壁88而朝內側反射，將上述振動封鎖於較中央部(隔膜本體)82的壁88更靠內側區域中，因此可抑制上述振動傳遞給焊珠而導致焊珠中的裂痕成長情況發生。
第3實施形態與第4實施形態的隔膜係與第1實施形態及第2實施形態的壓力感測器不會有任何干涉，因此該等可適用於第1實施形態及第2實施形態。另外，將第3實施形態適用於第2實施形態時，為使環78不會牴接到中央部72，環78必需在與中央部72間形成間隙的情況下嵌入。而，將第3實施形態適用於第4實施形態時，只要將環78的厚度設計成壁88的外周與緩衝部84的內周間之間隙寬度以下便可。
圖6所示係第5實施形態。該圖係第5實施形態的壓力感測器90，將隔膜92安裝於壓力感測器之殼體94上的狀態剖視圖。該隔膜92係由：承受外部壓力而撓曲變形的圓盤狀隔膜本體(中央部)96、以及在該隔膜本體(中央部)96周緣呈一體設置且可嵌接於感測器殼體94壓力輸入口98的內壁面之圓筒部(緩衝部)100構成。而，在熔接部(焊珠)102(其係熔接於在該圓筒部(緩衝部)100端緣所設置的上述感測器殼體94)、與外周緣部104(其係成為上述隔膜本體96的撓曲基點)之間形成高低差壁。特別係本實施形態中，熔接部(焊珠)102設為接觸到感測器殼體94的壓力輸入口98開口緣部之上述圓筒部端緣，並熔接於上述感測器殼體94的開口緣。即，本實施形態的隔膜92係設為省略上述第1~4實施形態所說明作為隔膜周緣部的凸緣之圓筒容器形隔膜，而在壓力輸入口98的內壁面嵌接著圓筒部(緩衝部)100，並在壓力輸入口98的開口端進行熔接。藉此，為避免熔接時的熱影響，包圍熔接部(焊珠)102外周狀態而形成的斷熱溝106半徑，便可較使用具凸緣之隔膜的情況更進一步縮小，俾可縮小壓力感測器尺寸。
圖7所示係第6實施形態。此係圖6所示第5實施形態的壓力感測器110，僅就隔膜112中，形成受壓面的隔膜本體114構造不同而已。即，壓力感測器110係承受壓力而撓曲變形，而隔膜本體114(其係連接於用以將壓力感測器110承受壓力而撓曲之變形傳遞至壓感構件且屬於力傳遞構件的軸36)係由平板面所形成。而，在軸36所連接的隔膜本體114之中心區域116周圍，形成環狀溝118，使中心區域116形成相對性厚板。因為其餘構造均如同第5實施形態，因此就同一構件便賦予相同元件編號，並省略說明。
根據本實施形態，除上述第5實施形態的壓力感測器效果之外，尚可獲得如下述效果。即，承受壓力，在薄板部與厚板部的高低差部分便會應力集中，雖厚板的中心區域116承受壓力會進行上下位移，但因為中心區域116的彎曲變形會變小，因此便可避免中央軸36與隔膜112的接合部分發生應力集中情形。藉此，對中央軸36便不會作用朝與軸方向力不同方向的不需要力，便可提升壓力檢測精度。
圖8所示係使用圖7所示隔膜112之第7實施形態的相對壓檢測用壓力感測器120。
該壓力感測器120係具有由中空圓筒體構成的殼體122。該殼體122係將第1構件(上端面板)設為密封式端子台124，且將第2構件(下端面板)設為凸緣端面板126，利用第3構件的圓筒側壁128，包圍離隔配置的端面板周圍而構成中空密閉容器。在密封式端子台124與凸緣端面板126的各外面部，連通於殼體內部空間的第1壓力輸入口130、第2壓力輸入口132係形成凹陷部，在其底板部分穿設與殼體122軸芯呈同芯的貫通孔134(134A、134B)，而將內外連通。在該壓力輸入口130、132的凹陷部中，分別嵌接著第1隔膜112A、第2隔膜112B，且將其周圍與密封式端子台124及凸緣端面板126呈一體熔接結合，藉此便將內外遮蔽。密封式端子台124側的第1隔膜112A係大氣壓設定用，凸緣端面板126的第2隔膜112B係受壓用。此種殼體122亦是就呈將內外阻斷的狀態，同時利用未圖示空氣脫除手段而可將內部保持真空狀態的情形，與其他實施形態相同。
各隔膜112(112A、112B)係圖7所示構造，由：承受外部壓力而撓曲變形的圓盤狀隔膜本體(中央部)114、以及一體設置於該隔膜本體(中央部)114的周緣且可嵌接於感測器殼體122的壓力輸入口130、132內壁面上之圓筒部(緩衝部)100構成。然後，利用將該圓筒部(緩衝部)100的端緣、與壓力輸入口130、132的開口緣相熔接之熔接部102(熔接焊珠)而相結合。依包圍熔接部102周圍的方式而形成斷熱溝106。藉此，在熔接部(熔接焊珠)102(其係與上述感測器殼體122熔接)、與外周緣部104(其係成為上述隔膜本體114的撓曲基點)間形成高低差壁。特別係本實施形態中，在隔膜本體114的中心區域連接著作為力傳遞手段的軸136，並依該中心區域116形成厚板的方式在周圍形成圓周溝118。
在上述殼體122的內部，將上述第1、第2隔膜112A、112B的內面中心區域相互連接的軸(力傳遞手段)136，係沿殼體122的軸芯配置，並貫通上述貫通孔134而將二者接著連結。然後，在該軸136的途中一體設置作為感壓元件基座的可動部138，相對於該可動部138，安裝有由雙音叉型共振器(其係將檢測軸設定呈平行於與上述第1、第2隔膜112(112A、112B)受壓面垂直之軸)構成的感壓元件140一端部。感壓元件140另一端部係連接於作為感壓元件基座(其係突出於設置在上述殼體122的密封式端子台124之內側)的軸套部142。藉此，若利用受壓用第2隔膜112B與大氣壓用第1隔膜112A間之差壓，使軸136朝軸方向移動，便追蹤其而使可動部138的位置變動，該力便產生朝感壓元件140檢測軸方向的作用力。
在上述殼體122內部，平行於上述軸136且在其周圍配置複數支撐棒144。該等係將屬於第2構件的凸緣端面板126、與屬於第1構件的密封式端子台124間之間隔保持呈一定，俾不會因外力所造成的殼體122變形或任意姿勢，而導致檢測精度降低情形發生。
根據此種第7實施形態，一對隔膜112彼此間係利用中央軸136連結，在中央軸136途中設置的可動部138係配合隔膜112的舉動而一體的朝軸之軸方向移動(此係因一對隔膜112A、112B所承受之壓力差而造成的動作)，成為配合對屬於雙音叉型共振器的感壓元件140檢測軸方向所作用之力而產生的動作。所以，可構成未使用油且檢測精度高的壓力感測器，而成為小型且組裝容易的構造。此外，凸緣端面板126、密封式端子台124、以及圓筒側壁128將形成真空容器的殼體122，而密封式端子台124與第1隔膜112A形成一體，凸緣端面板126與第2隔膜112B形成一體，便可簡單地執行組裝。將該壓力感測器120安裝於沉入(浸漬)到測定對象液體中的容器時，凸緣端面板126係在測定對象液體容器中，經由依包圍第2隔膜112B周圍的方式而配置之O形環，施行面接合並利用螺鎖而安裝。O形環係可利用上述斷熱溝106進行裝設。
特別係本第7實施形態中，軸136所連接的一對隔膜112中心區域116(參照圖7)，係較其周邊部形成厚板狀態，因此承受壓力，應力便會集中於薄板部與厚板部的高低差部分，雖厚板中心區域116承受壓力會進行上下位移，但因為中心區域116的彎曲變形變小，從而可避免應力集中於軸136與隔膜112的接合部分。藉此，便不會對中央軸136作用與軸方向力不同方向的不需要力，俾可提升壓力檢測精度。
再者，第7實施形態中，因為隔膜112係嵌接安裝於壓力輸入口130、132(其係在密封式端子台124與凸緣端面板126的外面形成凹陷部)，因此殼體122並無朝外部的突出部分，而可縮短高度尺寸，並可促進小型化。
除此之外，本實施形態中，將隔膜112安裝於殼體122上之時，由於圓筒部100前端緣係在壓力輸入口130、132的開口緣施行熔接，因此便可使斷熱溝106的形成位置靠近殼體中心側，藉此相較於其他實施形態的情況，可更減少隔膜凸緣尺寸的份量，對小型化具有大貢獻。
其次，圖9所示係第8實施形態的壓力感測器150剖視圖。圖示例係使用圖7所示隔膜112的絕對壓檢測用壓力感測器之使用例。
該壓力感測器150係具有由中空圓筒體構成的殼體152。該殼體152係將第1構件(上端面板)設為密封式端子台154，將構成第2構件(下端面板)的端面板設為如同第7實施形態的凸緣端面板156，並利用屬於第3構件的圓筒側壁158包圍離隔配置的端面板周圍，而構成中空密閉容器。在凸緣端面板156中，連通內部空間的壓力輸入口160，係與殼體152軸芯呈同芯狀態貫通，並形成凹陷部，且在其中央部形成貫通孔164，在凹陷部中嵌接著隔膜112，而將殼體152的內外遮蔽。隔膜112係如同第7實施形態，熔接結合於壓力輸入口160的凹陷部內壁而形成一體結合。該隔膜112係測定對象液體的受壓用。密封式端子台154係構成省略壓力流入口與隔膜之端面板。此種殼體152亦是就形成內外均被阻斷的狀態，同時利用未圖示空氣脫除手段而可將內部保持呈真空狀態之情形，係如同其他實施形態。
在上述殼體152的內部，於上述隔膜112的內面中心區域116(參照圖9)，垂直立設著軸(力傳遞手段)166，此係沿殼體152的軸芯而配置。然後，在該軸166的前端部一體設置感壓元件基座的可動部168，該可動部168係安裝有由雙音叉型共振器(其係將檢測軸設定成與軸166呈同軸狀態)構成的感壓元件170一端部。感壓元件170另一端部係連接於基座172(其係突出於設置在上述殼體152的密封式端子台154中心區域之內側)。藉此，若因受壓用隔膜112承受測定對象液體的壓力而進行撓曲，軸166便朝軸方向移動，並追蹤其便產生朝可動部168所連結之感壓元件170檢測軸方向之作用力。其餘均如同第7實施形態所示壓力感測器，因此就相同零件便賦予相同元件編號，並省略說明。
根據此種第8實施形態，絕對壓檢測用壓力感測器便可成為小型且高檢測精度。
另外，上述任一實施形態中，隔膜的構成元件係可自由組合。即，在圖6、圖7所示隔膜中，亦可設置圖4、圖5所示環78或壁88。
10、50、90、110、120、501、150．．．壓力感測器
12、52、94、122、152．．．殼體
14．．．第1構件
16．．．第2構件
18、144．．．支撐棒
20．．．第3構件
22．．．管套
24、54、130、502．．．第1壓力輸入口
25．．．周緣錐坑
26、56、132、503．．．第2壓力輸入口
27、106．．．斷熱溝
28、60、134A、134B、164．．．貫通孔
30．．．固定構件
32、70、80、92、112．．．隔膜
32a、112A．．．第1隔膜
32b、112B．．．第2隔膜
34．．．力傳遞手段
36．．．軸
36a．．．可動構件
38、140、170．．．感壓元件
72．．．中央部
40、82、96、114．．．中央部(隔膜本體)
41、73．．．邊界
42、74、84、100．．．緩衝部(圓筒部)
44、76、86．．．周緣部(凸緣)
46、79．．．焊珠
58．．．錐坑
58a．．．角落
58b．．．環狀端面
58c．．．側面
78．．．環
88．．．壁
88a．．．開放端
98、160．．．壓力輸入口
102．．．熔接部(焊珠)
104．．．外周緣部
116．．．中心區域
118．．．環狀溝
124、154．．．密封式端子台
126、156．．．凸緣端面板
128、158．．．圓筒側壁
136、166．．．軸(力傳遞手段)
138、168．．．可動部
142．．．軸套部
172．．．基座
504．．．筐體
505．．．力傳遞構件
506．．．第1蛇腹
507．．．第2蛇腹
508．．．基板
509．．．雙音叉型共振器
510．．．油
511．．．開口部
F．．．壓力
圖1(a)及(b)為第1實施形態的壓力感測器、與其所使用隔膜的示意剖視圖、及重要部分放大剖視圖。
圖2(a)及(b)為第1實施形態的壓力感測器用隔膜俯視圖與剖視圖。
圖3(a)及(b)為第2實施形態的壓力感測器用隔膜之剖視圖、及壓力感測器安裝部的放大剖面示意圖。
圖4(a)及(b)為第3實施形態的隔膜俯視圖及殼體裝設部的重要部份放大剖視圖。
圖5(a)及(b)為第4實施形態的隔膜俯視圖與剖視圖。
圖6為第5實施形態的壓力感測器重要部分詳細剖視圖。
圖7為第6實施形態的壓力感測器重要部分詳細剖視圖。
圖8為第7實施形態的壓力感測器概略剖視圖。
圖9為第8實施形態的壓力感測器概略剖視圖。
圖10為習知技術例的壓力感測器構造例剖視圖。
10．．．壓力感測器
12．．．殼體
14．．．第1構件
16．．．第2構件
18．．．支撐棒
20．．．第3構件
22．．．管套
24．．．第1壓力輸入口
25．．．周緣錐坑
26．．．第2壓力輸入口
27．．．斷熱溝
28．．．貫通孔
30．．．固定構件
32．．．隔膜
32a．．．第1隔膜
32b．．．第2隔膜
34．．．力傳遞手段
36．．．軸
36a．．．可動構件
38．．．感壓元件
40．．．中央部(隔膜本體)
41．．．邊界
42．．．緩衝部(圓筒部)
44．．．周緣部(凸緣)
46．．．焊珠

Claims (6)

  1. 一種壓力感測器，係依將壓力感測器用隔膜覆蓋上述壓力輸入口外周的方式，將上述隔膜周緣部施行熔接；該壓力感測器用隔膜係形成有：圓盤狀隔膜本體，其乃承受外部壓力而撓曲變形；圓筒部，其乃在該隔膜本體周緣呈一體設置，且可嵌接於感測器殼體的壓力輸入口之內壁面；以及高低差，其形成在設置於該圓筒部端緣上用以與上述感測器殼體相熔接的熔接部、與成為上述隔膜本體撓曲基點的周緣部之間；在上述周緣部附近形成斷熱溝。
  2. 如申請專利範圍第1項之壓力感測器，其中，在上述壓力輸入口的內壁形成錐坑，且上述錐坑接觸到上述中央部與上述高低差壁。
  3. 如申請專利範圍第1項之壓力感測器，其中，將與上述壓力輸入口的開口緣部接觸的上述圓筒部端緣，作為與上述感測器殼體間熔接的熔接部。
  4. 一種壓力感測器，係設置有：殼體，其乃設有壓力輸入口；隔膜，其乃將該殼體的上述壓力輸入口密封且外面為受壓面；力傳遞手段，其乃在上述殼體內部連接於上述隔膜的中央 區域，並連動於該隔膜而朝該受壓面的垂直方向進行移動；以及感壓部，其乃連接於該力傳遞手段與上述殼體，且沿上述隔膜的受壓面之垂直軸而設定檢測軸；其中，上述隔膜係形成有：圓盤狀隔膜本體，其乃承受外部壓力而撓曲變形；圓筒部，其乃在該隔膜本體周緣呈一體設置，且可嵌接於感測器殼體的壓力輸入口之內壁面；以及高低差，其形成在設置於該圓筒部端緣上用以與上述感測器殼體相熔接的熔接部、與成為上述隔膜本體撓曲基點的周緣部之間；在隔膜周緣部附近具有斷熱溝。
  5. 一種壓力感測器，係包括有：殼體；一對壓力輸入口，其乃在該殼體相對向的端面板上而設置於同軸上；第1、第2隔膜，其乃將上述壓力輸入口密封且外面為受壓面；力傳遞手段，其乃在上述殼體內部，使上述隔膜內面的中央區域間相連接；以及感壓元件，其乃一端連接於該力傳遞手段途中，另一端連接於上述殼體，且檢測軸係與上述垂直隔膜受壓面的軸呈平 行排列；其中，上述隔膜係形成有：圓盤狀隔膜本體，其乃承受外部壓力而撓曲變形；圓筒部，其乃在該隔膜本體周緣呈一體設置，且可嵌接於感測器殼體的壓力輸入口之內壁面；以及高低差，其形成在設置於該圓筒部端緣上用以與上述感測器殼體相熔接的熔接部、與成為上述隔膜本體撓曲基點的周緣部之間，而將與上述壓力輸入口的開口緣部接觸的上述圓筒部端緣，作為與上述感測器殼體熔接的熔接部；在隔膜周緣部附近具有斷熱溝。
  6. 一種壓力感測器，係包括有：殼體；壓力輸入口，其乃設置於該殼體的端面板上；隔膜，其乃將上述壓力輸入口密封且外面為受壓面；力傳遞手段，其乃在上述殼體內部，於上述隔膜內面的中央區域中配置於該隔膜受壓面的垂直軸線上，且與相對向的殼體端面板相連接；以及感壓元件，其乃一端連接於該力傳遞手段途中，另一端連接於上述殼體，且檢測軸係與上述垂直隔膜受壓面的軸設定為同軸；其中，上述隔膜係形成有： 圓盤狀隔膜本體，其乃承受外部壓力而撓曲變形；圓筒部，其乃在該隔膜本體周緣呈一體設置，且可嵌接於感測器殼體的壓力輸入口之內壁面；以及高低差，其形成在設置於該圓筒部端緣上用以與上述感測器殼體相熔接的熔接部、與成為上述隔膜本體撓曲基點的周緣部之間，而將與上述壓力輸入口的開口緣部接觸的上述圓筒部端緣，作為與上述感測器殼體熔接的熔接部；在隔膜周緣部附近具有斷熱溝。
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