组合压力/温度的紧凑型传感器组件制造技术

一种传感器组件包括矩形压力传感器元件和被耦合以从压力传感器元件接收信号的电子电路。传感器组件的开口式液密通道从传感器组件的入口开口部传送流体到矩形压力传感器元件的表面。传感器组件进一步包括封闭式的液密通道，其至少一部分用金属制造。封闭式液密通道至少从传感器组件的入口开口部延伸至在邻近矩形陶瓷压力传感器元件的路径的至少一部分上的电子电路处。传感器组件包括温度传感器元件，其被设置在封闭式液密通道的端部中。设置在封闭式液密通道中的导电连接，将温度传感器元件电气连接到电子电路上。

【技术实现步骤摘要】
组合压力/温度的紧凑型传感器组件对相关申请的交叉引用本申请要求请求2011年8月18日提交的美国临时专利申请No. 61/524，989的优先权，其内容通过援弓I的方式纳入本说明书。
技术介绍
传统的传感器设备一直用于测量坏境状况。例如，通过传统的压力传感器设备产生的信号信息，可以监测和通过有线连接将压力状况电传递给远程位置。一个压力传感器组件的示例在授予Bishop的美国专利4，875，135中示出。在某些情况下，传统的传感器设备同时包括温度传感器和压力传感器，以测量各自环境的温度和压力。组合压力/温度的传感器组件的示例在美国专利5，974，893、美国专利7，000，478、美国专利7，762，140、美国专利4，716，492、美国专利No. 7，434，470以及美国专利公开文本No. 2010/0002745A1中示出。一种类型的传统压力/温度传感器组件包括多个部件。例如，传统的压力传感器组件可包括具有螺纹的金属基体部件，以便将压力传感器组件安装到主设备例如发动机组上。该压力传感器组件的金属基体元件可包括杯状或凹陷区域，在其中容纳各自的压力/ 温度传感器电子设备，温度传感器元件，和压力传感器元件。压力传感器组件中的传感器电子设备可被构造为接收来自压力传感器元件(例如，电容传感器元件，电阻传感器元件，等)和/或温度传感器元件(例如，热敏电阻，热电偶，等)的信号。传感器元件检测环境状况，并且将适当的电信号传送到传感器组件中的电子电路。从传感器元件传送到压力传感器电子设备的信号根据感测到的流体环境状况而改变。除了金属基体元件，典型的传感器组件可进一步包括与压力传感器电子设备电耦合的连接器部件。典型地，连接器部件的至少一部分可安装在压力传感器组件的杯状区域中以支撑和进一步保护杯状区域中的压力传感器电子设备免受有害环境因素的影响。连接器部件的与在杯状区域中的部分相反的一部分可暴露在杯状区域外，以容纳电线端头，在连接器部件的该部分上将压力信息传递给远程位置。在某些情况下，基体部件的一部分压接以将连接器固定到传感器设备的基体元件上。压接到基体元件的连接器的端头将压力传感器元件和各自的处理电路保特在杯状区域中。处理从压力传感器元件和温度传感器元件接收到的信号之后，电子设备典型地产性一个或多个输出信号，该输出信号通过压力传感器组件的连接器被传送到远程位置。如上所述，传统的传感器组件已被构造成同时包括感测压力的压力传感器元件和感测流体温度的温度传感器元件。然而，这样的传统设备通常制造起来比较昂贵，尺寸大， 并且容易损坏。例如，一个传统的传感器组件包括圆形陶瓷压力传感器元件和温度传感器元件。 在该组件中，温度传感器元件的各条导线穿过在圆形压力传感器元件上开的孔。圆形压力传感器元件价格昂贵并且很难制造。由于需要相当精确的孔定位，因此在圆形压力传感器元件中开孔造价昂贵。另一个传统传感器组件包括通过一个或多个喷射模塑工艺有效涂敷以塑料的温度传感器元件和各自的导线。在该实施例中，当装配在压力/温度传感器设备中时，涂塑的温度传感器元件延伸到用于接收监测流体的传感器组件的端口之外。这种设计的缺点在于温度传感器元件上的塑料源层不能对防止损坏提供高度保护。例如，当包括有塑料涂敷的温度传感器元件的传感器组件从I米高掉下时，塑料涂覆的温度传感器元件会很容易破裂。如果定后传感器组件用于预期应用中以监测腐蚀性流体的压力/温度，温度传感器元件将暴露于流体引起损坏。使传统传感器组件更有鲁棒性的一个方法是制造一种具有更厚涂层的温度传感器元件的注模，这可以提高其强度；然而，传感器组件的尺寸会非常大。此外，根据应用，期望改变温度传感器元件延伸到用于接收监测流体的传感器组件的端口之外的长度。使用喷射模塑处理器来制造涂层以保护温度传感器元件是不可取的，这是由于任何对长度的调整将需要一个新的注模。因为注模昂贵，所以这是不可取的。
技术实现思路
本文的实施例关于传统传感器组件是背离的。例如，对比传统系统，本文的某些实施例目的在于减小压力/温度传感器组件的尺寸，同时提供高鲁棒性的组件，能够通过跌落测试而不被损坏。如下面所讨论的，在多项有助于制造尺寸更小，装配更易以及物理上更稳固的传感器组件的技术中，本文的实施例可包括使用矩形压力传感器元件，金属探针，坐寸ο更具体地，在一个实施例中，传感器组件包括矩形压力传感器元件(例如，陶瓷压力传感器元件)以及耦合以从矩形压力传感器元件接收信号的电子电路。压力传感器元件感测流体的压力。传感器组件可包括开口式液密通道，其中从传感器组件的入口开口部传送流体到感测压力的矩形压力传感器元件的表面。传感器可进一步包括封闭式的液密通道，其至少一部分由如金属的材料制造。与开口式液密通道相比，该封闭式液密通道防止物理暴露在被监测流体中。封闭式液密通道至少从传感器组件的入口开口部延伸至在与矩形压力传感器元件相邻路径的至少一部分上的电子电路处。传感器组件进一步包括温度传感器元件，其被设置在封闭式液密通道与入口开口部较近的一端内。被设置在封闭式液密通道中的至少一个导电连接可将温度传感器元件电连接到电子电路上。根据另外的实施例，为了提供更好的热响应，传感器组件可包括被设置在封闭式液密通道的至少一部分内的导热填充物。该导热填充物提供了在温度传感器元件和温度传感器元件驻留其中的封闭式液密通道的端部之间的一条导热路径。封闭式液密通道的端部可包括温度传感器元件驻留其中的空心金属探针或管子。由于是封闭和液密的，中空金属探针防止管子内部的温度传感器元件暴露于流体。根据被测流体的类型，中空的金属探针可由任何合适的材料制成，诸如不锈钢，黄铜等。与前述传统应用中所使用的注模相比，根据此处所述实施例，中空金属探针可制成任何合适的长度，无需制造昂贵的注模。传感器组件中，封闭式液密通道端部(例如，包括有温度传感器元件的中空探针部分)的外表面可暴露于流体。封闭式液密通道防止电子电路，一个或多个导电连接，电子电路等暴露于流体。与此相反，开口式液密通道提供了一个导管，其中将流体从传感器组件的入口开口部传送到压力传感器元件的表面。根据又一实施例，温度传感器元件驻留其中的中空金属探针的一端(在封闭式液密通道的端部)延伸到传感器组件的入口开口部之外，使得中空金属探针中的温度传感器元件在开口式液密通道外部的位置来检测流体样品温度。传感器组件可包括带外螺纹的基体元件。带外螺纹的基体元件的第一端可包括入口开口部和在其中接收流体并将其传递到矩形压力传感器元件的环形孔腔。带外螺纹的基体元件的第一端处的环形孔腔可形成开口式液密通道的至少一部分。带外螺纹的基体元件的第二端包括环形开孔的中空容积部，其中至少容纳电子电路和矩形陶瓷压力传感器元件。如上所述，传感器组件中空金属探针的至少一部分可驻留在并延伸穿过带外螺纹的基体元件第一端处的环形孔腔。矩形压力传感器元件是从多个压力传感器元件的晶片上切割下来的。本文讨论的其他实施例包括所谓的中板组件。中板组件包括至少一个盘形元件和管状元件的组合，管状元件放置位置基本上与中板组件中的盘形元件的表面垂直。中板组件的盘形元件于被设置在矩形压力传感器元件和传感器组件的入口开口部端部之间的传感器组件中。温度传感器元件可位于中板组件的管状元件的端部。诸如绝缘电线，走本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器组件，包括：矩形压力传感器元件，用于感测流体压力；电子电路，被耦合以从矩形压力传感器元件接收信号；开口式液密通道，其中从传感器组件的入口开口部传送流体到感测压力的矩形压力传感器元件的表面；封闭式的液密通道，该封闭式的液密通道的至少一部分用金属制造且部分封闭式的液密通道大体平行于开口式液密通道，封闭式液密通道至少从传感器组件的入口开口部延伸至在邻近矩形压力传感器元件的路径的至少一部分上的电子电路处；以及温度传感器元件，被设置在封闭式液密通道与入口开口部较近的一端，至少一个导电连接被设置在封闭式液密通道中，该导电连接将温度传感器元件电气连接到电子电路上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：N·G·帕帕迪斯，J·P·斯瓦瑞塔，O·R·格哈尼，J·E·吉拉尔，A·F·兹维耶泽，P·T·J·杰尼森，E·诺伯格，
申请(专利权)人：森萨塔科技公司，
类型：发明
国别省市：