具有防冻结的介质保护的压力传感器系统技术方案

一种具有防冻结的介质保护的压力传感器系统(1)，包括：具有易弯曲的板(11)的压力传感器元件(10)和载体元件(20)，压力传感器元件(10)设置在所述载体元件上。压力传感器元件(10)构成为压阻式传感器元件。在载体元件(20)中伸展有用于将介质输送至易弯曲的板(11)的流动通道(30)。流动通道(30)具有至少一个子部段(31)，所述子部段的纵向在易弯曲的板(11)下方垂直伸展。流动通道(30)的至少一个子部段(31)的通道横截面在流动通道的子部段内的任何部位处都不小于易弯曲的板(11)的面积。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有防冻结的介质保护的压力传感器系统
本专利技术涉及一种压力传感器系统，所述压力传感器系统被保护，以免受因冻结的介质引起的损坏。
技术介绍
为了测量水溶液例如水或尿素溶液中的压力，能够使用具有压阻式压力传感器元件的压力传感器系统。这样的压力传感器元件包括呈易弯曲的板形式的膜片。压力传感器元件耦联到流动通道上，使得介质，例如上述水溶液，流向膜片/易弯曲的板。根据介质的压力，易弯曲的板偏转。在压力传感器元件的连接接触部处能够根据介质的压力或易弯曲的板的弯曲来测量电阻变化。在上述的压阻式压力传感器系统中，易弯曲的板或膜片能够构成为薄层。如果压力传感器系统处于冷环境中，那么存在与易弯曲的板/膜片耦联的流动通道中的介质冻结的风险。在此，必须防止冻结的介质爆裂或损坏薄的膜片层，使得可能会损坏压力传感器系统。
技术实现思路
在本专利技术申请中，提出一种压力传感器系统，其中压力传感器系统的压力传感器元件被保护，以免受因冻结的介质引起的损坏。具有防冻结的介质保护的压力传感器系统的一个实施方式在权利要求1中说明。压力传感器系统包括具有易弯曲的板的压力传感器元件，其中压力传感器元件构成为压阻式传感器元件。压力传感器系统还包括载体元件，压力传感器元件设置在所述载体元件上。在载体元件中伸展有用于将介质输送至压力传感器元件的易弯曲的板的流动通道。流动通道具有至少一个子部段，所述子部段的纵向方向在压力传感器元件的易弯曲的板下方垂直伸展。因此，介质从流动通道的直接在易弯曲的板下方设置的子部段垂直地流向易弯曲的板。流动通道的所述至少一个子部段的通道横截面在流动通道的子部段内的任何部位处都不小于压力传感器元件的易弯曲的板的面积。这意味着，流动通道的至少一个子部段在流动通道的子部段内的任何部位处都不具有侧凹。在通道的至少一个子部段中的任何部位处，狭窄部位，例如呈材料突出部形式，都不伸入到流动通道中，所述材料突出部在流动通道内位于压力传感器元件的易弯曲的板的投影面中。特别地，在流动通道中不存在支座，在冻结时膨胀的介质可能支撑在所述支座上。因此，流动通道不具有侧凹。在介质冻结的情况下，由此无法在流动通道中构建用于将介质压向易弯曲的板压力。替代于此，流动通道成形为，使得在流动通道中由于介质的冻结而构建的压力相对于压力传感器元件沿着相反的方向，即远离压力传感器元件被导出。流动通道的设置在压力传感器元件下方的至少一个子部段例如能够沿着纵向方向反向于压力传感器元件的易弯曲的板变宽，但是绝对不能变窄。重要的是，在流动通道的位于易弯曲的板下方的子部段中不存在材料突出部，所述材料突出部在流动通道的至少一个子部段的平面中平行于压力传感器元件的易弯曲的板/膜片的面。根据进一步的实施方式，能够在流动通道的至少一个子部段的下方将可压缩的元件安装在载体元件的空腔中。当至少一个子部段中的介质垂直地在压力传感器元件的易弯曲的板下方冻结时，膨胀的介质压向可压缩的元件。可压缩的元件例如能够是闭孔泡沫，特别是硅树脂泡沫。可压缩的元件作用为冻结保护，并且由于其可压缩的特性防止在介质冻结时在结冰的情况下在流动通道的至少一个子部段下方产生固体拱柱。为了在介质冻结的情况下最小化在易弯曲的板下方垂直地作用到压力传感器元件的易弯曲的板上的冰柱高度，在载体元件中能够经由成角度的流动通道进行介质输送。根据压力传感器系统的一个实施方案变型形式，介质输送通道的一部分能够位于压力传感器的壳体中。所提出的压力传感器系统能够实现构件和工艺步骤的减少，其方式是：有意地弃用油填充系统并且尽管如此仍能够将压力传感器元件集成到冻结鲁棒的传感器系统中。另一个优点是，压力传感器系统的构造能够实现集成到对于汽车应用典型的壳体中。附图说明在下文中借助附图详细阐述本专利技术，所述附图示出本专利技术的实施例。附图示出：图1以横截面图示出压力传感器系统的总视图；以及图2示出图1的压力传感器系统的局部的放大的细节视图。具体实施方式借助图1和图2详细描述具有防冻结的介质保护的压力传感器系统1的不同部件。压力传感器系统1包括具有易弯曲的板或膜片11的压力传感器元件10。压力传感器元件10构成为压阻式传感器元件。在压力作用到弯曲板11上时，弯曲板发生变形，所述变形导致在压阻式电阻处的可测量的电阻变化。压力传感器系统还包括载体元件20，压力传感器元件10设置在所述载体元件上。为了保证介质输送至传感器元件10并且尤其至易弯曲的板11，在载体元件20中伸展有流动通道30。流动通道30具有至少一个子部段31，所述子部段的纵向方向在易弯曲的板11下方垂直伸展。因此，在至少一个子部段31中流动的介质能够垂直地流向易弯曲的板11。压力传感器系统构造成，使得流动通道30的至少一个子部段31的通道横截面在该子部段31内的任何部位处都不小于易弯曲的板11的面积。因此，在压敏元件10的区域中介质输送部的造型选择为，使得在流动通道30的子部段31中直到敏感的结构/弯曲板11都不存在侧凹。也就是说，在流动通道30的至少一个子部段31中的任何部位处都没有材料突出部伸入到流动通道中，所述材料突出部在流动通道内位于易弯曲的板11的投影面中。如借助图1和图2可看到，例如在流动通道30的至少一个子部段31中不存在材料突出部，所述材料突出部在流动通道的子部段31的一个部位处从流动通道的侧壁起与易弯曲的板11间隔开地延伸到流动通道中，更确切地说，在关于易弯曲的板的垂直投影中延伸直至到易弯曲的板下方。在垂直地位于易弯曲的板11下方的流动通道的至少一个子部段31中，尤其不存在结构元件，所述结构元件作为侧凹伸入流动通道中。由此防止：在流动通道的子部段31内，垂直地在弯曲板11下方可能存在固体拱柱，冻结的介质在体积膨胀时可能支撑在所述固体拱柱上从而可能压向易弯曲的板11。由于流动通道30设计为不具有侧凹，因此能够防止冻结的介质损坏易弯曲的板11且可能从其底座处爆裂。压力传感器系统具有空腔40，所述空腔具有第一区域41和连接于其的第二区域42。空腔的第一区域41和第二区域42在载体元件内伸展。空腔40在载体元件20内由载体元件20的内壁21围绕。根据在图1和图2中示出的压力传感器系统的实施方式，空腔的第一区域41朝向压力传感器元件10的易弯曲的板11成漏斗形渐缩。流动通道30的至少一个子部段31由空腔40的该第一区域41形成。因此，流动通道30的至少一个子部段31也朝向压力传感器元件的易弯曲的板11成漏斗形渐缩。空腔40的第二区域42替代于此柱形地构成。空腔40的第一区域41和第二区域42的纵向方向在载体元件20中垂直于压力传感器元件10的易弯曲的板11的面延伸。如借助图1和图2可看到，在沿着空腔40的第一区域41的纵向方向的任何位置上空腔40的第一区域41的横截面至少与压力传感器元件10的易弯曲的板11的面积一样大。在沿着空腔40的第二区域42的纵向方向空腔40的第二区域42的任何位置上的横截面大于压力传感器元件10的易弯曲的板11的面积。空腔40本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有防冻结的介质保护的压力传感器系统，包括：/n-具有易弯曲的板(11)的压力传感器元件(10)，其中所述压力传感器元件构成为压阻式传感器元件，/n-载体元件(20)，所述压力传感器元件(10)设置在所述载体元件上，/n-其中在所述载体元件(20)中伸展有用于将介质输送给所述易弯曲的板(11)的流动通道(30)，/n-其中所述流动通道(30)具有至少一个子部段(31)，所述子部段的纵向方向在所述易弯曲的板(11)下方垂直伸展，/n-其中所述流动通道(30)的至少一个子部段(31)的通道横截面在所述流动通道的子部段内的任何部位处都不小于所述易弯曲的板(11)的面积。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171108 DE 102017126121.41.一种具有防冻结的介质保护的压力传感器系统，包括：
-具有易弯曲的板(11)的压力传感器元件(10)，其中所述压力传感器元件构成为压阻式传感器元件，
-载体元件(20)，所述压力传感器元件(10)设置在所述载体元件上，
-其中在所述载体元件(20)中伸展有用于将介质输送给所述易弯曲的板(11)的流动通道(30)，
-其中所述流动通道(30)具有至少一个子部段(31)，所述子部段的纵向方向在所述易弯曲的板(11)下方垂直伸展，
-其中所述流动通道(30)的至少一个子部段(31)的通道横截面在所述流动通道的子部段内的任何部位处都不小于所述易弯曲的板(11)的面积。


2.根据权利要求1所述的压力传感器系统，
其中所述流动通道(30)的至少一个子部段(31)在所述流动通道的至少一个子部段(31)内的任何部位处都不具有侧凹。


3.根据权利要求1或2所述的压力传感器系统，包括：
-空腔(40)，所述空腔具有第一区域(41)和连接于所述第一区域的第二区域(42)，
-其中所述空腔的第一和第二区域(41，42)在所述载体元件中伸展并且由所述载体元件(20)的内壁(21)围绕，
-其中所述空腔的第一区域(41)朝向所述压力传感器元件(10)的易弯曲的板(11)漏斗形渐缩，
-其中所述流动通道(30)的至少一个子部段(31)由所述空腔(40)的第一区域(41)形成，
-其中所述空腔(40)的第二区域(42)柱形地构成。


4.根据权利要求3所述的压力传感器系统，
-其中所述空腔(40)的第一和第二区域(41、42)的纵向方向在所述载体元件(20)中垂直于所述压力传感器元件(10)的易弯曲的板(11)的面延伸，
-其中在沿着所述空腔(40)的第一区域(41)的纵向方向的每个位置处所述空腔(40)的第一区域(41)的横截面至少与所述压力传感器元件(10)的易弯曲的板(11)的面积一样大，
-其中在沿着所述空腔(40)的第二区域(42)的纵向方向的每个位置处所述空腔(40)的第二区域(42)的横截面大于所述压力传感器元件(10)的易弯曲的板(11)的面积。


5.根据权利要求3或4所述的压力传感器系统，包括：
-可压缩的元件(50)，所述可压缩的元件设置在所述空腔(40)的第二区域(42)中，
-其中所述可压缩的元件(50)构成用于在所述介质冻结时由所述介质压缩。


6.根据权利要求5所述的压力传感器系统，
其中所述可压缩的元件(50)柱形地构成并且在所述空腔(40)的第二区域(42)中设置在所述空腔的漏斗形的第一区域(41)下方。


7.根据权利要求4或5所述的压力传感器系统，
-其中所述空腔(40)的第二区域(42)的横截面大于所述空腔的漏斗形的第一区域(41)的开口的横截面，
-其中所述可压缩的元件(50)的横截面至少与所述空腔(40)的漏斗形的第一区域(41)的开口的横截面一...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安·沃尔格穆特，本亚明·博尔，
申请(专利权)人：TDK电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE