用于可靠介质密封的凝胶填充的端口压力传感器制造技术

本发明专利技术涉及用于可靠介质密封的凝胶填充的端口压力传感器，并且总体上涉及用于检测压力的方法和系统。压力传感器组件可包括：在一侧上具有压力输入端口的传感器单元，该传感器单元包括印刷电路板；被固定到印刷电路板的一侧的压力传感器；被固定到印刷电路板的这一侧的支撑件，该支撑件周向地包围所述压力传感器并且限定压力输入端口；及，介质隔离层，该介质隔离层包括被施加在与压力传感器相邻的位置的第一介质隔离层、和位于第一介质隔离层和压力输入端口之间且包含不同于第一介质隔离层的材料的第二介质隔离层，其中该介质隔离层构造成将由感测介质所产生的压力传递至压力传感器。

【技术实现步骤摘要】
用于可靠介质密封的凝胶填充的端口压力传感器相关申请的交叉引用本申请要求由VishalShalitkumarKusanale等人于2016年10月13日提交的名称为“用于可靠介质密封的凝胶填充的端口压力传感器”的美国专利申请序列号15/293,043的优先权，该专利申请的全部内容以参考的方式如同复制地并入本文中。关于联邦政府资助的研究或开发的声明不适用。对缩微胶片的引用不适用。
技术介绍
传感器通常用于感测环境参数，例如压力、温度、湿度、流量、热导率、气体浓度、光、磁场、电场、以及许多其它环境参数。这种传感器是用于种类广泛的应用，包括例如医学应用、飞行控制应用、工业过程应用、燃烧控制应用、气象监测应用、用水计量应用、以及许多其它应用。
技术实现思路
在一个实施例中，压力传感器组件可包括：在一侧上具有压力输入端口的传感器单元，该传感器单元包括印刷电路板；被固定到印刷电路板的一侧的压力传感器；被固定到印刷电路板的这一侧的支撑件，该支撑件周向地包围压力传感器并且限定压力输入端口；及介质隔离层，该介质隔离层包括被施加在与压力传感器相邻的位置的第一介质隔离层、和位于第一介质隔离层与压力输入端口之间且包含不同于第一介质隔离层的材料的第二介质隔离层，其中该介质隔离层构造成将由感测介质所产生的压力传递至压力传感器。在一个实施例中，压力传感器组件可包括在一侧上具有压力输入端口的传感器单元，该传感器单元包括印刷电路板；被固定到印刷电路板的一侧的压力传感器；被固定到印刷电路板的这一侧的支撑件，该支撑件周向地包围压力传感器并且限定压力输入端口；及由支撑件所容纳的至少一个介质隔离层，该介质隔离层构造成将由感测介质所产生的压力传递至压力传感器。在一个实施例中，感测压力的方法可包括：向传感器组件的压力端口施加压力，该传感器组件包括在一侧上具有压力输入端口的传感器单元，该传感器单元包括印刷电路板；被固定到印刷电路板的一侧的压力传感器；被固定到印刷电路板的这一侧的支撑件，该支撑件周向地包围压力传感器并且限定压力输入端口；及介质隔离层，该介质隔离层包括被施加在与压力传感器相邻的位置的第一介质隔离层、和位于第一介质隔离层与压力输入端口之间且包含不同于第一介质隔离层的材料的第二介质隔离层；用所施加的压力使至少一部分的压力传感器发生偏转；测量压力传感器的偏转；和基于所测量的传感器的偏转而确定所施加压力的大小。附图说明为了更全面地了解本公开，现在结合附图和详细描述来参考以下的简要说明，其中类似的附图标记代表类似的部件。图1是说明性传感器组件的透视图；图2是从传感器组件的压力端口侧所看到的图1的说明性传感器组件的视图；图3是从传感器组件的电连接器侧所看到的图1的说明性传感器组件的视图；图4是沿图3中的线4-4所截取的图1的说明性传感器组件的剖视图；图5是在图4中所示传感器组件的一部分的详细视图；图6是图1的说明性传感器组件的分解透视图；图7是图1的传感器组件的一部分的透视图；图8示出了说明性传感器单元的透视图；图9A-图9G图示说明了传感器组件的压力端口的示例性构造。具体实施方式首先应当理解的是，尽管下面说明了一个或多个实施例的说明性实施方式，但所公开的系统和方法可利用任意数量的技术（不管是目前已知的还是尚未存在的）而实施。本公开绝不应局限于下面所说明的说明性实施方式、附图、和技术，但可在所附权利要求以及它们的全部等同物的范围内进行修改。以下的术语的简要定义应当在整个本申请中适用：术语“包括”表示包括但不限于，并且应当以在专利语境中通常所使用的方式进行解释；短语“在一个实施例中”、“根据一个实施例”等通常表示接在该短语后面的具体特征、结构、或特性可包括在本专利技术的至少一个实施例中，并且可包括在本专利技术的多于一个的实施例中（重要地，这种短语未必针对相同的实施例）；如果本说明书将某物描述为“示例性”或“实例”，则应当理解的是这是指一个非排他性的实例；术语“约”或“大约”等当使用于数字时，可表示该特定数字或者可替代地接近该特定数字的范围，如本领域技术人员所理解的；并且如果本说明书陈述部件或特征“可”、“可以”、“能够”、“应当”、“将会”、“优选地”、“可能”、“通常”、“任选地”、“例如”、“常常”或“有可能”（或其它的这种用语）被包括或具有特性，那么该特定的部件或特征不必是被包括的或具有该特性。这种部件或特征可任选地包括在一些实施例中，或者可将它排除。本公开的实施例包括用于利用压力传感器对压力进行检测的方法和系统。示例性的压力传感器可包括传感器单元，该传感器单元包括支撑件及位于该支撑件内部的一个或多个介质隔离层。支撑件和介质隔离层可位于与传感器单元的传感器元件相邻的位置。典型的压力传感器可利用一个或多个O形圈将感测介质与传感器加以密封。然而，在长的使用寿命中，可能不能用O形圈将粗糙或磨损的介质良好地加以密封。此外，可能需要用于不同类型感测介质的多种O形圈，因此应当在工厂中储备多种O形圈，从而增加库存。本公开的实施例可包括传感器单元，该传感器单元包括用于为种类广泛的感测介质应用提供密封的最少密封方案。密封方案的例子可包括环氧树脂粘合剂和/或焊接方法。支撑件（其可以是金属和/或塑料环）可利用用于多种感测介质的粘合剂而提供密封。传感器可利用用第一介质隔离层（其可包含软凝胶）填充的支撑件而附接到印刷电路板（PCB）。此外，为了提供提高的耐介质性，可以将第二介质隔离（凝胶）层施加在第一介质隔离层的上方（其中第二介质隔离层可提供耐化学性、耐磨性、或者另一种类型的耐性）。例如，通过使用相应的凝胶（例如氟硅氧烷材料），可将柴油或润滑介质加以密封。参照附图，并且在一个说明性实施例中，传感器组件10可包括：具有第一侧20a和第二侧20b的传感器单元20、在传感器单元20的第一侧20a上的压力端口110、和在传感器单元20的第二侧20b上的电连接器120，如在图1-图7中最佳地示出。在有些情况下，压力端口110可机械地连接到传感器单元20。电连接器120在第一端120a可机械地和电性连接到传感器单元20，并且电连接器120在第二端120b可机械地和电性连接到构造成接收传感器单元20的输出的线缆或其它装置（未图示）。可以想到传感器组件10可以是任何合适类型的传感器组件。例如，传感器组件10可以是压力传感器组件、湿度传感器组件、力传感器组件、压力开关组件、光传感器组件、气体浓度传感器组件、磁场或电场传感器组件、电导率传感器组件、或者另一种合适的传感器组件。图2和图3示出了传感器组件10的第一端10a和第二端10b。传感器组件10的第一端10a（示于图2）可构造成可机械连接到具有被测量介质的装置。传感器组件10的第二端10b（示于图3）可构造成机械地和电性连接到用于接收传感器单元20的输出的装置。如在图2和图4中最佳地示出，传感器组件10的压力端口110可至少部分地限定从压力端口110的外侧延伸至压力端口的内侧（例如，延伸至传感器单元20的介质隔离层39）的流体路径34，其中一个或多个介质隔离层38、39可覆盖或包封在传感器单元20的支撑件50内部的传感器22（例如，如图4中所示）。支撑件50可形成传感器单元20的压力输入端口55，从而允许流体路径34向介质隔离层38、39和因本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压力传感器组件（10），包括：传感器单元（20），所述传感器单元（20）在一侧上具有压力输入端口（55），所述传感器单元（20）包括：印刷电路板（24）；被固定到所述印刷电路板（24）的一侧的压力传感器（22）；被固定到所述印刷电路板（24）的所述侧的支撑件（50），所述支撑件（50）周向地包围所述压力传感器（22）并且限定所述压力输入端口（55）；及介质隔离层（38、39），所述介质隔离层（38、39）包括施加在与所述压力传感器（22）相邻的位置的第一介质隔离层（38）、和位于所述第一介质隔离层（38）与所述压力输入端口（55）之间且包含不同于所述第一介质隔离层（38）的材料的第二介质隔离层（39），其中所述介质隔离层（38、39）构造成将由感测介质所产生的压力传递至所述压力传感器（22）。

【技术特征摘要】
2016.10.13 US 15/2930431.一种压力传感器组件（10），包括：传感器单元（20），所述传感器单元（20）在一侧上具有压力输入端口（55），所述传感器单元（20）包括：印刷电路板（24）；被固定到所述印刷电路板（24）的一侧的压力传感器（22）；被固定到所述印刷电路板（24）的所述侧的支撑件（50），所述支撑件（50）周向地包围所述压力传感器（22）并且限定所述压力输入端口（55）；及介质隔离层（38、39），所述介质隔离层（38、39）包括施加在与所述压力传感器（22）相邻的位置的第一介质隔离层（38）、和位于所述第一介质隔离层（38）与所述压力输入端口（55）之间且包含不同于所述第一介质隔离层（38）的材料的第二介质隔离层（39），其中所述介质隔离层（38、39）构造成将由感测介质所产生的压力传递至所述压力传感器（22）。2.如权利要求1所述的压力传感器组件（10），其中，所述第一介质隔离层（38）包含第一凝胶材料，并且其中所述第二介质隔离层（39）包含第二凝胶材料。3.如权利要求1所述的压力传感器组件（10），还包括压力端口（110），所述压力端口具有从所述压力端口（110）的外侧延伸至所述压力输入端口（55）的流体路径（34），其中将所述支撑件（50）相对于所述压力端口（110）加以固定，以使得所述压力端口（110）的所述流体路径（34）与所述介质隔离层（38、39）流体连通。4.如权利要求3所述的压力传感器组件（10），其中，利用粘合剂（54）将所述支撑件（50）...

【专利技术属性】
技术研发人员：VS库萨纳尔，P塔尼加查拉姆，T埃克哈德特，LF里克斯，J库克，PR卡什亚普，V穆鲁格桑，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国,US