传感器装置，特别是压力传感器制造方法及图纸

一种压力传感器装置（1），包括：压敏部件（5,5a,6），所述压敏部件具有：传感器本体（5），所述传感器本体包括可弹性变形的膜部分（5a）；以及至少一个检测元件（6），所述检测元件适合于检测膜部分（5a）的变形；用于支撑压敏部件（5,5a,6）的结构（2,3），所述支撑结构具有用于压力待测量的流体的至少一个通路（15），支撑结构（2,3）包括：支撑本体（2），传感器本体（5）以其膜部分（5a）被暴露于离开至少一个通路（15）的流体的方式相对于所述支撑本体被定位，所述支撑本体（2）具有至少一个贯通腔（14），至少一个可压缩本体（20,21），所述可压缩本体被构造成用于补偿流体体积的可能的变化，并且至少部分地界定用于流体的至少一个相应的导管(20a,21a)，所述导管具有入口端和出口端。支撑本体（2）具有第一本体部分（2c），所述第一本体部分包括贯通腔（14）的横向壁（22），至少一个第一通道（23a‑23b）被限定在所述横向壁中，并且用于流体的通路（15）包括至少一个可压缩元件（20,21）的至少一个导管（20a，21a）和贯通壁（22）的至少一个第一通道（23a‑23b）。所述至少一个第一通道（23a‑23b）具有至少一个相应的入口（23a）和至少一个相应的出口（23b），所述至少一个入口（23a）和所述至少一个出口（23b）中的至少一个与至少一个导管（20a,21a）流体连通。所述至少一个第一通道（23a‑23b）的所述至少一个入口（23a）和所述至少一个出口（23b）被布置以便限定用于所述流体的曲折路径，所述至少一个入口（23a）和所述至少一个出口（23b）特别地被布置在侧向交错的位置中。

Sensor devices, especially pressure sensors

A pressure sensor device (1) comprises a pressure sensitive component (5, 5a, 6), which comprises a sensor body (5), which comprises an elastic deformed film part (5a), and at least one detection element (6), which is suitable for detecting the deformation of the film part (5a), and a structure (2, 3) for supporting the pressure sensitive component (5, 5a, 6). The support structure has at least one path (15) for a fluid to be measured for pressure. The support structure (2,3) includes a support body (2), a sensor body (5) positioned relative to the support body in a manner in which its membrane portion (5a) is exposed to a fluid leaving at least one path (15), and the support body (2) has at least one through cavity (14). At least one compressible body (20,21) is constructed to compensate for possible changes in fluid volume and at least partially defines at least one corresponding conduit (20a, 21a) for fluid, which has an inlet and an outlet end. The support body (2) has a first body part (2c), the first body part includes a transverse wall (22) of the through cavity (14), at least one first channel (23a_23b) is limited in the transverse wall, and the passage (15) for fluid includes at least one conduit (20a, 21a) of at least one compressible element (20, 21) and at least one section (22) of the through wall (14). One channel (23a_23b). The at least one first channel (23a_23b) has at least one corresponding inlet (23a) and at least one corresponding outlet (23b), and at least one of the at least one inlet (23a) and at least one of the at least one outlet (23b) is fluidly connected with at least one conduit (20a, 21a). The at least one entry (23a) and at least one exit (23b) of the at least one first channel (23a 23b) are arranged to limit a zigzag path for the fluid, and the at least one entry (23a) and the at least one exit (23b) are particularly arranged in a laterally staggered position.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】传感器装置，特别是压力传感器
本专利技术涉及压力传感器装置，并且已经特别地参考这样的传感器装置来研发：该传感器装置包括压敏元件，该压敏元件具有可弹性变形的膜，用于检测膜的变形的元件与所述可弹性变形的膜相关联。
技术介绍
具有在权利要求1的前序部分中所提到的特征的传感器装置从以本申请人的名义提交的WO2008/078184A2中已知。上述文献描述了压力传感器装置，所述压力传感器装置的敏感部件具有带盲腔的传感器本体，盲腔的底部由膜部分形成。膜部分是可弹性变形的，并且检测元件与之相关联，所述检测元件诸如是电阻元件或压阻元件的桥。该装置具有由若干部分制成的外壳，其中包括用于传感器本体的支撑本体。支撑本体被腔轴向地横穿，所述腔的入口端处于对应于外壳的液压附接部分的位置中，与之不同，贯通腔的出口端面向传感器本体（即，其膜部分）的盲腔。在某些应用中，上文提到的类型的装置在非常低温度的条件下操作，并且偶尔可能发生压力待检测的流体冻结，因此体积增加。考虑到传感器本体的膜部分通常是相对薄且脆弱的，重要的是采用可防止在由于冻结而流体体积增加后膜部分失效和/或对对应的检测元件造成损害的解决方案。因此，上述现有文献提出了使一个或多个可压缩补偿本体（即，适合于补偿在流体冻结后可能的流体体积增加的元件）与支撑本体相关联。从WO2008/078184A2已知的解决方案设想了以下的使用：“外部”补偿元件，即，安装在支撑本体外部的补偿元件，其基本上在传感器本体的盲腔处，即，在其膜部分附近；或者“内部”补偿元件，即，直接插入支撑本体的贯通腔中的补偿元件，其距传感器本体的膜一定的距离，其中上述补偿元件各自具有贯通轴向导管，所述贯通轴向导管提供用于经历检测的流体的通路的相应部分。上述文献还提出了在单个可压缩本体中形成内部补偿元件和外部补偿元件的可能性。此单个可压缩本体在其性质上是柔顺性的（屈服的），并且这使得能够将其安装在支撑本体上，其中一个对应部分在支撑本体的贯通腔的内部，并且另一部分在该贯通腔的外部，以便突出到传感器本体的盲腔中。根据WO2008/078184A2中描述的可能的变型实施例，上述单个本体也可被构造为被包覆模制（overmould）在装置的支撑本体上的部分。在这些已知的解决方案中，支撑本体的贯通腔具有中间横向壁，所述中间横向壁限定腔自身的变窄部或限制部，其对于保证上述单个本体的锚固来说是必要的。在上述现有文献中描述的各种实施例中，此外，装置被构建成以便沿压力待检测的流体的通路限定一个或多个毛细管通道或在任何情况下具有减小截面的通道。提供这些通道的目的在于以相对精度来预先施加影响于这样的一个或多个区域：在该区域中流体将开始冻结，然后，有可能在具有更宽截面的用于流体的通路区域中导致冻结，即，沿与敏感部件的膜部分相反的方向。提供这些毛细管通道使装置的制造复杂化，例如，由于如下事实：必须存在与其支撑本体相关联的附加的有目的地成形的插入件。尽管存在具有减小截面的这些通道，但是加压流体在任何情况下都会在敏感元件的膜上施加直接的推力。由于这个原因，在对应通路内的流体冻结的情况下，在流体冻结后流体体积的增加确定了沿轴向方向朝向膜的显著推力，以及随之而来的造成损害的风险。此外，在根据WO2008/078184A2制造的装置中，其中内部补偿元件和外部补偿元件形成在单个本体中，在至装置的入口处的加压流体在下端处和/或在内部补偿元件的一些壁上施加直接推力。考虑到可压缩本体由相对屈服的材料（诸如，硅酮）制成，流体的这些轴向和/或径向推力可确定随着时间的推移屈服材料的至少部分朝向敏感元件的移位，即，形成两个补偿元件的可压缩本体的至少部分发生的一种种类的挤压。例如，本申请人已经发现，在特定条件下，诸如偶尔可能会发生的连接有传感器的系统中的流体的高压力（例如，在被称为“水锤”的现象的情况下），流体在高压力下的推力可能会超过可压缩元件的压缩极限，可压缩元件的内部结构可能会被压实达到其由于流体的推力而至少部分地被移位的程度，继而将推力传递到传感器的结构的其他内部区域上。内部补偿本体的至少一部分发生的上述移位或挤压在接近敏感元件的区域中导致屈服材料的变形，由此直接在膜部分上导致材料自身的推力，以及随之而来的装置的测量可靠性的变更或膜部分自身失效。在操作温度（即，环境温度和/或流体的温度）相对高的情况下，考虑到在这些条件下补偿元件的材料自身倾向于增加体积和/或增加其屈服，该问题更加严重。
技术实现思路
鉴于前述内容，本专利技术的目的在于提供上文提到的类型的压力传感器装置，其中测量的变更和/或对感测膜造成损害的风险被消除或至少进一步地被降低。在上述背景下，本专利技术的主要目的是提供上文提到的类型的压力传感器装置，其中由冰冷流体施加的推力不会导致变形或损害以致不利地影响该装置的检测的可靠性和/或不会导致其膜的失效。本专利技术的次要目的是提供上文提到的类型的压力传感器装置，其中由加压流体施加在被包覆模制或共模制（co-mould）的和/或限定两个补偿元件的可压缩本体上的推力不会导致形成上述可压缩本体的屈服材料的任何变形和/或挤压以致不利地影响该装置的检测的可靠性。本专利技术的另一次要目的是提供上文提到的类型的压力传感器装置，所述压力传感器装置能够以简单、快速和经济上有利的方式来制造。根据本专利技术，上述目标中的一者或多者是通过具有所附权利要求中指定的特征的压力传感器装置来实现的。这些权利要求形成了本文中提供的与本专利技术有关的技术教导的整体部分。根据本专利技术的压力传感器装置具有收容或支撑压敏元件的本体，至少一个可压缩元件与所述本体相关联，所述可压缩元件被设计成补偿经历检测的流体体积的任何可能的增加。上述本体（为了简单起见，下文中其也被限定为“支撑本体”）具有贯通腔并且其本体部分（特别地，包括相对于贯通腔横向的壁的部分）被至少一个第一通道横穿，所述第一通道连同至少部分地由至少一个可压缩元件限定的导管属于用于压力待检测的流体的通路。所述至少一个第一通道具有用于流体的至少一个相应入口和至少一个相应出口，所述入口和出口被布置成以便限定用于流体的曲折路径。上述曲折路径大大减小了流体在敏感元件的膜上的直接推力（特别是当流体冰冷时）、以及随之而来的源自流体自身的可能冻结的现有技术的风险。在各种实施例中，例如在权利要求16中所提到的实施例中，所述至少一个第一通道的至少一个入口和至少一个出口根据相应的基本平行的轴线延伸。除了简单之外，这种种类的实施例还使得能够有效地限定上述曲折路径。当入口和出口由如下的腔来形成时，构造的简单性（特别是当通过塑性材料的模制来获得支撑本体时）是最大限度的：所述腔各自具有相应的底部且相对于彼此交错但相交，从而限定普遍（prevalently）为侧向的开口，例如，如在权利要求2的实施例的情况下。总的来说，在权利要求3中所提到的类型的实施例中，也可获得相同的优势，即，其中至少一个第一通道具有连接到同一出口的至少两个入口，或者具有连接到至少两个出口的一个入口。针对这样的情况，在贯通腔的横向壁上游的第一可压缩元件和/或在上述壁下游的第二可压缩元件可设有一个或两个相应的腔，如权利要求6中所指示的。在优先的实施例中，诸如，在权利要求8中所提到的实施例中，可提供如下中的至少一者：在所述支撑本体的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压力传感器装置（1），所述压力传感器装置包括：‑ 压敏部件（5, 5a, 6; 5a, 5b, 5c, 6），所述压敏部件具有：传感器本体（5; 5a, 5b, 5c），所述传感器本体包括可弹性变形的膜部分（5a）；以及至少一个检测元件（6），所述检测元件适合于检测所述可弹性变形的膜部分（5a）的变形；‑ 用于容纳或支撑所述压敏部件（5, 5a, 6; 5a, 5b, 5c, 6）的壳体或支撑结构（2, 3），所述壳体或支撑结构具有用于压力待测量的流体的至少一个通路（15），所述壳体或支撑结构（2, 3）包括：‑ 壳体或支撑本体（2），所述传感器本体（5; 5a, 5b, 5c）相对于所述壳体或支撑本体以这样的方式定位：使得所述传感器本体的可弹性变形的膜部分（5a）被暴露于离开所述至少一个通路（15）的所述流体，所述壳体或支撑本体（2）具有至少一个贯通腔（14），‑ 至少一个可压缩元件（20, 21），所述可压缩元件被构造成用于补偿所述流体体积的可能的变化，并且至少部分地界定用于所述流体的至少一个相应的导管（20a, 21a; 20a’, 21a’），所述导管具有入口端和出口端，其中，所述壳体或支撑本体（2）具有第一本体部分（2c），所述第一本体部分包括所述贯通腔（14）的横向壁（22），至少一个第一通道（23a‑23b）被限定在所述横向壁中；其中，用于所述流体的所述通道（15）包括所述至少一个导管（20a, 21a; 20a’, 21a’）和所述至少一个第一通道（23a‑23b）；其中，所述至少一个第一通道（23a‑23b）具有至少一个相应的入口（23a）和至少一个相应的出口（23b），所述至少一个入口（23a）和所述至少一个出口（23b）中的至少一者与所述至少一个导管（20a, 21a; 20a’, 21a’）流体连通，并且其中，所述至少一个第一通道（23a‑23b）的所述至少一个入口（23a）和所述至少一个出口（23b）被布置以便限定用于所述流体的曲折路径，所述至少一个入口（23a）和所述至少一个出口（23b）特别地被布置在沿侧向方向交错的位置中。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.22 IT 1020160000420191.一种压力传感器装置（1），所述压力传感器装置包括：-压敏部件（5,5a,6;5a,5b,5c,6），所述压敏部件具有：传感器本体（5;5a,5b,5c），所述传感器本体包括可弹性变形的膜部分（5a）；以及至少一个检测元件（6），所述检测元件适合于检测所述可弹性变形的膜部分（5a）的变形；-用于容纳或支撑所述压敏部件（5,5a,6;5a,5b,5c,6）的壳体或支撑结构（2,3），所述壳体或支撑结构具有用于压力待测量的流体的至少一个通路（15），所述壳体或支撑结构（2,3）包括：-壳体或支撑本体（2），所述传感器本体（5;5a,5b,5c）相对于所述壳体或支撑本体以这样的方式定位：使得所述传感器本体的可弹性变形的膜部分（5a）被暴露于离开所述至少一个通路（15）的所述流体，所述壳体或支撑本体（2）具有至少一个贯通腔（14），-至少一个可压缩元件（20,21），所述可压缩元件被构造成用于补偿所述流体体积的可能的变化，并且至少部分地界定用于所述流体的至少一个相应的导管（20a,21a;20a’,21a’），所述导管具有入口端和出口端，其中，所述壳体或支撑本体（2）具有第一本体部分（2c），所述第一本体部分包括所述贯通腔（14）的横向壁（22），至少一个第一通道（23a-23b）被限定在所述横向壁中；其中，用于所述流体的所述通道（15）包括所述至少一个导管（20a,21a;20a’,21a’）和所述至少一个第一通道（23a-23b）；其中，所述至少一个第一通道（23a-23b）具有至少一个相应的入口（23a）和至少一个相应的出口（23b），所述至少一个入口（23a）和所述至少一个出口（23b）中的至少一者与所述至少一个导管（20a,21a;20a’,21a’）流体连通，并且其中，所述至少一个第一通道（23a-23b）的所述至少一个入口（23a）和所述至少一个出口（23b）被布置以便限定用于所述流体的曲折路径，所述至少一个入口（23a）和所述至少一个出口（23b）特别地被布置在沿侧向方向交错的位置中。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个第一通道（23a-23b）的所述至少一个入口（23a）和所述至少一个出口（23b）包括各自具有底部的第一腔和第二腔，所述第一腔和第二腔被限定在所述横向壁（22）的相对两侧处并且被形成以便沿侧向方向彼此相交。3.根据权利要求1或权利要求2所述的装置，其中：-所述至少一个第一通道（23a-23b）的至少一个入口（23a）包括第一入口（23a）和第二入口（23a），所述第一入口和所述第二入口相对于彼此交错并且与所述至少一个第一通道（23a-23b）的同一出口（23b）流体连通，所述出口（23b）相对于所述第一入口（23a）和第二入口（23a）交错。4.根据权利要求1或权利要求2所述的装置，其中：-所述至少一个第一通道（23a-23b）的至少一个出口（23b）包括第一出口（23b）和第二出口（23b），所述第一出口和所述第二出口相对于彼此交错并且与所述至少一个第一通道（23a-23b）的同一入口（23a）流体连通，所述入口（23a）相对于所述第一出口（23b）和第二出口（23b）交错。5.根据权利要求2所述的装置，其中，所述至少一个可压缩元件（20,21）包括以下中的至少一者：-第一可压缩元件（20），所述第一可压缩元件至少部分地被设置在所述壳体或支撑本体（2）的贯通腔（14）内、位于所述横向壁（22）的上游，特别地与所述横向壁接触，所述第一通道（23a-23b）的至少一个入口（23a）与一个所述至少一个导管（20a;20a'）的出口端流体连通，所述至少一个导管至少部分地由所述第一可压缩元件（20）界定；以及-第二可压缩元件（21），所述第二可压缩元件被设置在所述横向壁（22）的下游、特别地与所述横向壁接触，所述第二可压缩元件（16）具有面向所述传感器本体（5;5a,5b,5c）的所述可弹性变形的膜部分（5a）的顶表面，所述第一通道（23a-23b）的至少一个出口（23b）与一个所述至少一个导管（21a;21a’）的入口端流体连通，所述至少一个导管至少部分地由所述第二可压缩元件（21）界定。6.根据权利要求3和5所述的装置，其中：-所述第一可压缩元件（20）的至少一个导管包括两个导管（20a），所述两个导管的出口端分别与所述至少一个第一通道（23a-23b）的所述第一入口（23a）和所述第二入口（23a）流体连通。7.根据权利要求4和5所述的装置，其中：-所述第二可压缩元件（21）的至少一个导管包括两个导管（21a），所述两个导管的入口端分别与所述至少一个第一通道（23a-23b）的所述第一出口（23b）和所述第二出口（23b）流体连通。8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个可压缩元件（20,21）包括以下中的至少一者：-第一可压缩元件（20），所述第一可压缩元件至少部分地设置在所述壳体或支撑本体（2）的所述贯通腔（14）内、在所述横向壁（22）上游，特别地与所述横向壁接触，所述第一通道（23a-23b）的所述至少一个入口（23a）与一个所述至少一个导管（20a;20a'）的出口端流体连通，所述至少一个导管（20a;20a'）至少部分地由所述第一可压缩元件（20）界定；以及-第二可压缩元件（21），所述第二可压缩元件被设置在所述横向壁（22）下游，特别地与所述横向壁接触，所述第二可压缩元件（21）具有面向所述传感器本体（5;5a,5b,5c）的所述可弹性变形的膜部分（5a）的顶表面，所述第一通道（23a-23b）的所述至少一个出口（23b）与一个所述至少一个导管（21a;21a’）的入口端流体连通，所述至少一个导管（21a;21a'）至少部分地由所述第二可压缩元件（21）界定。9.根据权利要求5或权利要求8所述的装置，所述装置包括所述第一可压缩元件（20）和所述第二可压缩元件（21）。10.根据权利要求9所述的装置，其中：-所述第一可压缩元件（20）和所述第二可压缩元件（21）由来自同一可压缩本体（16）的单个零件制成，其优选地被构造为包覆模制在所述壳体或支撑本体...

【专利技术属性】
技术研发人员：G马缇内戈，
申请(专利权)人：埃尔特克有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT