差壓傳感器的制造方法
【專利摘要】防止傳感器芯片的接合部剝離的差壓傳感器。將傳感器基體部（13-1）、（13-2）分別與傳感器芯片的一個(gè)面以及另一個(gè)面接合。將導(dǎo)壓管（14-1）的一端插入固定于傳感器基體部（13-1）的連通孔中，將導(dǎo)壓管（14-1）的另一端插入固定于阻擋基體部（12-2）的導(dǎo)壓通路中。將導(dǎo)壓管（14-2）的一端插入固定于傳感器基體部（13-2）的連通孔中，將導(dǎo)壓管（14-2）的另一端插入固定于阻擋基體部（12-3）的導(dǎo)壓通路中。將導(dǎo)壓管（14-1）的管路作為封入室的一部分，封入將流體壓力（P1）引導(dǎo)至傳感器隔膜的一個(gè)面的壓力傳遞介質(zhì)。將導(dǎo)壓管（14-2）的管路作為封入室的一部分，封入將流體壓力（P2）引導(dǎo)至傳感器隔膜的另一個(gè)面的壓力傳遞介質(zhì)。在阻擋基體部上形成環(huán)狀的槽。
【專利說明】差壓傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用輸出與壓力差對(duì)應(yīng)的信號(hào)的傳感器隔膜的差壓傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，作為工業(yè)用的差壓傳感器，使用的是使用了輸出與壓力差對(duì)應(yīng)的信號(hào)的傳感器隔膜的差壓傳感器。該差壓傳感器構(gòu)成為，將施加于高壓側(cè)以及低壓側(cè)的受壓隔膜的各測(cè)量壓通過作為壓力傳遞介質(zhì)的封入液引導(dǎo)至傳感器隔膜的一個(gè)面以及另一個(gè)面，將該傳感器隔膜的變形作為例如電阻應(yīng)變計(jì)的電阻值變化進(jìn)行檢測(cè)，將該電阻值變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)取出。
[0003]這種差壓傳感器例如被用于通過對(duì)在石油提純成套設(shè)備中的高溫反應(yīng)塔等儲(chǔ)藏被測(cè)流體的密閉罐內(nèi)的上下兩個(gè)位置的壓差進(jìn)行檢測(cè)來測(cè)量液面高度的時(shí)候等。
[0004]在圖3中示出了現(xiàn)有的差壓傳感器的概略結(jié)構(gòu)。該差壓傳感器100構(gòu)成為，將具有傳感器隔膜(未圖示出)的壓力傳感器芯片I裝入測(cè)量計(jì)主體2中。壓力傳感器芯片I中的傳感器隔膜由硅、玻璃等構(gòu)成，在形成為薄板狀的隔膜的表面形成有電阻應(yīng)變計(jì)。測(cè)量計(jì)主體2由金屬制的主體部3與傳感部4構(gòu)成，在主體部3的側(cè)面設(shè)置有構(gòu)成一對(duì)受壓部的阻擋隔膜(受壓隔膜)5a、5b，壓力傳感器芯片I被設(shè)置于傳感部4的傳感器室4a內(nèi)。
[0005]測(cè)量計(jì)主體2中，設(shè)置于傳感器室4a內(nèi)的壓力傳感器芯片I與設(shè)置于主體部3中的阻擋隔膜5a、5b之間通過壓力緩沖室7a、7b分別連通，該壓力緩沖室7a、7b通過大直徑的中心隔膜6隔離，在將壓力傳感器芯片I與阻擋隔膜5a、5b連接的連通通路8a、8b中封入了娃油等壓力傳遞介質(zhì)9a、9b。
[0006]另外，需要硅油等壓力介質(zhì)是因?yàn)?，為了防止測(cè)量介質(zhì)中的異物附著于傳感器隔膜，不讓其腐蝕傳感器隔膜，需要將具有耐腐蝕性的受壓隔膜與具有應(yīng)力(壓力)靈敏度的傳感器隔膜分開。
[0007]在該差壓傳感器100中，如圖4的(a)中示意性示出的穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的動(dòng)作狀態(tài)那樣，來自過程的測(cè)量壓Pl被施加于阻擋隔膜5a，來自過程的測(cè)量壓P2被施加于阻擋隔膜5b。由此，阻擋隔膜5a、5b發(fā)生位移，該施加的壓力P1、P2通過由中心隔膜6隔離的壓力緩沖室7a、7b，經(jīng)壓力傳遞介質(zhì)9a、9b分別被引導(dǎo)至壓力傳感器芯片I的傳感器隔膜的一個(gè)面以及另一個(gè)面。其結(jié)果是，壓力傳感器芯片I的傳感器隔膜呈現(xiàn)出與該導(dǎo)入的壓力PU P2的壓差ΛP相當(dāng)?shù)奈灰啤?br> [0008]對(duì)此，例如，如果對(duì)阻擋隔膜5b施加過大壓力Pover的話，則如圖4的(b)所示，阻擋隔膜5b發(fā)生較大位移，中心隔膜6隨之吸收過大壓力Pover而發(fā)生位移。并且，如果阻擋隔膜5b著底于測(cè)量計(jì)主體2的凹部IOa的底面(過大壓力保護(hù)面)，該位移被限制的話，則通過阻擋隔膜5b的向傳感器隔膜的該程度以上的壓差ΛΡ的傳遞將被阻止。在阻擋隔膜5a上施加過大壓力Pover的情況也與在阻擋隔膜5b上施加過大壓力Pover的情況一樣，如果阻擋隔膜5a著底于測(cè)量計(jì)主體2的凹部IOa的底面(過大壓力保護(hù)面)，該位移被限制的話，則通過阻擋層隔膜5a的向傳感器隔膜的該程度以上的壓差ΛΡ的傳遞將被阻止。其結(jié)果是，因施加過大壓力Pover導(dǎo)致的壓力傳感器芯片I的破損，即壓力傳感器芯片I上的傳感器隔膜的破損就被防止于未然。
[0009]在該差壓傳感器100中，因?yàn)槭箿y(cè)量計(jì)主體2中內(nèi)含有壓力傳感器芯片1，所以能夠保護(hù)壓力傳感器芯片I使其免于暴露在過程流體等外部腐蝕環(huán)境中。但是，由于采用了具有用于限制中心隔膜6和阻擋隔膜5a、5b的位移的凹部10a、10b，通過這些來保護(hù)壓力傳感器芯片I使其免于遭受過大壓力Pover的結(jié)構(gòu)，因此無法避免其形狀的大型化。
[0010]因此，提出了在壓力傳感器芯片上設(shè)置第一擋塊構(gòu)件以及第二擋塊構(gòu)件，通過使該第一擋塊構(gòu)件以及第二擋塊構(gòu)件的凹部與傳感器隔膜的一個(gè)面以及另一個(gè)面相對(duì)，來阻止施加過大壓力時(shí)傳感器隔膜的過度位移，由此來防止傳感器隔膜的破損和破壞的結(jié)構(gòu)(例如，參見專利文獻(xiàn)I)。
[0011]圖5示出了采用專利文獻(xiàn)I中揭示的結(jié)構(gòu)的壓力傳感器芯片的概略圖。在該圖中，
11-1為傳感器隔膜，11-2以及11-3為將傳感器隔膜ll-ι夾持并接合的第一以及第二擋塊構(gòu)件，11-4以及11-5為與擋塊構(gòu)件11-2以及11-3接合的基座。擋塊構(gòu)件11_2、11_3和基座11-4、11-5由硅、玻璃等構(gòu)成。
[0012]在該壓力傳感器芯片11中，在擋塊構(gòu)件11-2、11_3上形成有凹部ll_2a、ll_3a，使擋塊構(gòu)件11-2的凹部ll_2a與傳感器隔膜11-1的一個(gè)面相對(duì)，使擋塊構(gòu)件11_3的凹部
ll-3a與傳感器隔膜11-1的另一個(gè)面相對(duì)。凹部ll-2a、ll-3a為沿著傳感器隔膜11_1的位移的曲面(非球面)，其頂部形成有壓力導(dǎo)入孔(導(dǎo)壓孔)ll-2b、ll-3b。另外，在基座11-4、
11-5上，在與擋塊構(gòu)件11-2、11-3的導(dǎo)壓孔ll-2b、ll-3b對(duì)應(yīng)的位置也形成有壓力導(dǎo)入孔(導(dǎo)壓孔)ll-4a、ll_5a。
[0013]采用這種壓力傳感器芯片11的話，在傳感器隔膜11-1的一個(gè)面上施加過大壓力而使傳感器隔膜11-1位移時(shí)，該位移面整體將被擋塊構(gòu)件11-3的凹部ll_3a的曲面擋住。另外，在傳感器隔膜11-1的另一個(gè)面上施加過大壓力而使傳感器隔膜11-1位移時(shí)，該位移面整體將被擋塊構(gòu)件11-2的凹部ll_2a的曲面擋住。
[0014]由此，在傳感器隔膜11-1上施加過大壓力時(shí)的過度位移得以阻止，可以有效地防止因施加過大壓力導(dǎo)致的傳感器隔膜11-1的不得已的破壞，能夠提高該過大壓力保護(hù)動(dòng)作壓力(耐壓)。另外，在圖3所示的結(jié)構(gòu)中，去除了中心隔膜6、壓力緩沖室7a、7b，將測(cè)量壓P1、P2從阻擋隔膜5a、5b直接引導(dǎo)至傳感器隔膜11_1，可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量計(jì)主體2的小型化。
[0015]在謀求該測(cè)量計(jì)主體2的小型化的結(jié)構(gòu)中，如圖6所示，傳感器芯片11被收納于傳感器室4a，通過將該傳感器室4a的底面(壁面)與基座11_5接合進(jìn)行固定。在該情況下，傳感器隔膜11-1接受測(cè)量壓PU P2，并對(duì)應(yīng)于該測(cè)量壓P1、P2的差壓ΛΡ向低壓側(cè)彎曲。理想的是，該彎曲是朝向傳感器芯片11的與傳感器室4a的壁面4b接合的接合部的彎曲。在產(chǎn)生向反方向的彎曲的情況下，有時(shí)會(huì)將傳感器芯片11從其與傳感器室4a的壁面4b接合的接合部剝離。和從與傳感器室4a的壁面4b接合的接合部外周形成的面積S與測(cè)量壓Pl的積(S.Pl)對(duì)應(yīng)的力為Fl,接合部被Fl推壓。另一方面，和內(nèi)含于與傳感器室4a的壁面4b接合的接合部、且連接于測(cè)量壓P2的未接合面積X與測(cè)量壓P2的積(X.P2)對(duì)應(yīng)的力為F2，接合部被力F2拉離。只要單獨(dú)維持接合部的接合的力F3與Fl的合計(jì)不大于F2，接合就會(huì)被剝離。面積S在定義上大于X，只要Pl比P2大，接合部就不會(huì)被剝離。又，對(duì)于傳感器芯片11內(nèi)的傳感器隔膜11-1與擋塊構(gòu)件11-3接合的接合部等也是同樣的關(guān)系。因此，通常將受到壓力Pl的一側(cè)規(guī)定為高壓側(cè)，將受到壓力P2的一側(cè)規(guī)定為低壓側(cè)來使用。
[0016]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0017]專利文獻(xiàn)
[0018]專利文獻(xiàn)I日本特開2005-69736號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]發(fā)明要解決的課題
[0020]但是，對(duì)于這種傳感器芯片11的結(jié)構(gòu)，存在能夠逆轉(zhuǎn)壓力Pl與壓力P2的高低關(guān)系的情況，以及雖然沒有逆轉(zhuǎn)壓力Pl與壓力P2的高低關(guān)系，但是在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置差壓傳感器時(shí)操作者錯(cuò)誤地將壓力Pl側(cè)選擇為低壓側(cè)、將壓力P2側(cè)選擇為高壓側(cè)的情況，僅通過規(guī)定高壓側(cè)和低壓側(cè)，無法防止傳感器芯片11的接合部(傳感器芯片11的與傳感器室4a的壁面4b接合的接合部、傳感器芯片11內(nèi)的多層結(jié)構(gòu)的接合部)的剝離。
[0021]本發(fā)明用于解決這種課題，其目的在于，提供一種能夠防止傳感器芯片的接合部的剝離的差壓傳感器。
[0022]用于解決課題的手段
[0023]為了達(dá)到該目的，本發(fā)明提供一種差壓傳感器，包括:傳感器芯片，所述傳感器芯片至少具有根據(jù)在一個(gè)面以及另一個(gè)面受到的壓力差輸出信號(hào)的傳感器隔膜、第一保持構(gòu)件和第二保持構(gòu)件，所述第一保持構(gòu)件的周邊部與所述傳感器隔膜的一個(gè)面面對(duì)面接合，并具有向該傳感器隔膜的一個(gè)面引導(dǎo)第一流體壓力的第一導(dǎo)壓孔，所述第二保持構(gòu)件的周邊部與所述傳感器隔膜的另一個(gè)面面對(duì)面接合，并具有向該傳感器隔膜的另一個(gè)面引導(dǎo)第二流體壓力的第二導(dǎo)壓孔；和傳感器外罩，所述傳感器外罩具有:容納所述傳感器芯片的傳感器室、將所述第一流體壓力引導(dǎo)至所述傳感器室的第一內(nèi)壁面的第一導(dǎo)壓通路以及將所述第二流體壓力引導(dǎo)至所述傳感器室的與所述第一內(nèi)壁面相對(duì)的第二內(nèi)壁面的第二導(dǎo)壓通路，所述差壓傳感器的特征在于，包括:第一連接構(gòu)件，所述第一連接構(gòu)件與所述傳感器芯片的一個(gè)面接合，具有連通于所述第一導(dǎo)壓孔的第一連通孔；第二連接構(gòu)件，所述第二連接構(gòu)件與所述傳感器芯片的另一個(gè)面接合，具有連通于所述第二導(dǎo)壓孔的第二連通孔；第一導(dǎo)壓管，所述第一導(dǎo)壓管的一端插入固定于所述第一連接構(gòu)件的第一連通孔中，另一端插入固定于所述傳感器外罩的第一導(dǎo)壓通路中；以及第二導(dǎo)壓管，所述第二導(dǎo)壓管的一端插入固定于所述第二連接構(gòu)件的第二連通孔中，另一端插入固定于所述傳感器外罩的第二導(dǎo)壓通路中，將所述第一導(dǎo)壓管的管路作為封入室的一部分，封入有將所述第一流體壓力引導(dǎo)至所述傳感器隔膜的一個(gè)面的第一壓力傳遞介質(zhì)，將所述第二導(dǎo)壓管的管路作為封入室的一部分，封入有將所述第二流體壓力引導(dǎo)至所述傳感器隔膜的另一個(gè)面的第二壓力傳遞介質(zhì)。
[0024]在本發(fā)明中，傳感器芯片被夾持于第一連接構(gòu)件與第二連接構(gòu)件之間，通過一端被插入固定于第一連接構(gòu)件的第一連通孔中的第一導(dǎo)壓管接受第一流體壓力，通過一端被插入固定于第二連接構(gòu)件的第二連通孔中的第二導(dǎo)壓管接受第二流體壓力。即，將第一導(dǎo)壓管的管路作為封入室的一部分而被封入的第一壓力傳遞介質(zhì)將第一流體壓力傳遞至傳感器隔膜的一個(gè)面，將第二導(dǎo)壓管的管路作為封入室的一部分而被封入的第二壓力傳遞介質(zhì)將第二流體壓力傳遞至傳感器隔膜的另一個(gè)面。
[0025]在該情況下，由于第一導(dǎo)壓管的另一端被插入固定于傳感器外罩的第一導(dǎo)壓通路中，第二導(dǎo)壓管的另一端被插入固定于傳感器外罩的第二導(dǎo)壓通路中，因此無論第一流體壓力與第二流體壓力的壓力高低關(guān)系如何，即使在產(chǎn)生了較大的差壓的情況下，通過由該差壓產(chǎn)生的按壓力，傳感器芯片也會(huì)被推壓至傳感器室的第一內(nèi)壁面?zhèn)然蛘叩诙?nèi)壁面?zhèn)蒛。由此，即使將第一流體壓力與第二流體壓力的壓力高低關(guān)系逆轉(zhuǎn)，傳感器芯片也必定會(huì)被推壓至傳感器室的內(nèi)壁面?zhèn)?，施加于傳感器芯片的接合部的壓力就得到緩和，避免了傳感器芯片的接合部的剝離。
[0026]又，在本發(fā)明中，如果第一連接構(gòu)件在其與傳感器芯片的一個(gè)面之間具有連接于第一連通孔的橫寬較寬的第一空間，第二連接構(gòu)件在其與傳感器芯片的另一個(gè)面之間具有連接于第二連通孔的橫寬較寬的第二空間，則由于傳感器芯片通過第一連接構(gòu)件的第一空間內(nèi)的第一壓力傳遞介質(zhì)和第二連接構(gòu)件的第二空間內(nèi)的第二壓力傳遞介質(zhì)從兩側(cè)接收向壓縮方向的力，因此傳感器芯片的接合部的剝離就被壓制住，進(jìn)一步提高耐壓性就成為可能。
[0027]又，在本發(fā)明中，傳感器外罩包括提供傳感器室的第一內(nèi)壁面的第一壁面構(gòu)件(第一阻擋基體部)和提供傳感器室的第二內(nèi)壁面的第二壁面構(gòu)件(第二阻擋基體部)，只要第一以及第二壁面構(gòu)件在第一以及第二壓力傳遞介質(zhì)膨脹或者收縮從而該介質(zhì)的容積變化了的情況下，向緩和由該介質(zhì)的容積變化導(dǎo)致的應(yīng)力發(fā)生的方向位移，則在外部的熱量通過傳感器外罩向第一壓力傳遞介質(zhì)、第二壓力傳遞介質(zhì)傳導(dǎo)的情況下，該由第一壓力傳遞介質(zhì)、第二壓力傳遞介質(zhì)的膨脹收縮導(dǎo)致的容積變化就會(huì)被第一壁面構(gòu)件、第二壁面構(gòu)件自身的位移吸收。由此，向傳感器芯片的接合面的剪斷方向、拉伸方向的熱應(yīng)力得到緩和，不僅在高壓時(shí)，在周圍溫度發(fā)生了變化的情況下，也能避免傳感器芯片的接合部的剝離。
[0028]又，在本發(fā)明中，只要在傳感器外罩的外周面設(shè)置接受第一流體壓力并將其傳輸至第一壓力傳遞介質(zhì)的第一受壓隔膜(第一阻擋隔膜)和接受第二流體壓力并將其傳輸至第二壓力傳遞介質(zhì)的第二受壓隔膜(第二阻擋隔膜)，則就能謀求第一以及第二流體壓力的受壓部與傳感器外罩的一體化，實(shí)現(xiàn)差壓傳感器的小型化。
[0029]發(fā)明效果
[0030]根據(jù)本發(fā)明，將第一連接構(gòu)件與傳感器芯片的一個(gè)面接合，將第二連接構(gòu)件與傳感器芯片的另一個(gè)面接合，將一端插入固定于第一連接構(gòu)件的第一連通孔中的第一導(dǎo)壓管的另一端插入固定于傳感器外罩的第一導(dǎo)壓通路中，將一端插入固定于第二連接構(gòu)件的第二連通孔中的第二導(dǎo)壓管的另一端插入固定于傳感器外罩的第二導(dǎo)壓通路中，由于將第一導(dǎo)壓管的管路作為封入室的一部分，封入將第一流體壓力引導(dǎo)至傳感器隔膜的一個(gè)面上的第一壓力傳遞介質(zhì)，將第二導(dǎo)壓管的管路作為封入室的一部分，封入將第二流體壓力引導(dǎo)至傳感器隔膜的另一個(gè)面上的第二壓力傳遞介質(zhì)，因此不局限于第一流體壓力與第二流體壓力的壓力高低關(guān)系，傳感器芯片必定會(huì)被推壓至傳感器室的內(nèi)壁面?zhèn)龋軌蚓徍褪┘佑趥鞲衅餍酒慕雍喜康膲毫?，防止傳感器芯片的接合部的剝離。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是示出本發(fā)明涉及的差壓傳感器的一個(gè)實(shí)施形態(tài)(實(shí)施形態(tài)I)的關(guān)鍵部位的剖面圖。
[0032]圖2是示出本發(fā)明涉及的差壓傳感器的其他的實(shí)施形態(tài)(實(shí)施形態(tài)2)的關(guān)鍵部位的剖面圖。
[0033]圖3是示出現(xiàn)有的差壓傳感器的概略結(jié)構(gòu)的圖。
[0034]圖4是示意性地示出該差壓傳感器的動(dòng)作狀態(tài)的圖。
[0035]圖5是示出采用了專利文獻(xiàn)I中揭示的結(jié)構(gòu)的傳感器芯片的概略的圖。
[0036]圖6是示出將該傳感器芯片與測(cè)量計(jì)主體的傳感器室的壁面接合后的狀態(tài)的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]以下基于附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0038][實(shí)施形態(tài)I]
[0039]圖1是示出本發(fā)明涉及的差壓傳感器的一個(gè)實(shí)施形態(tài)(實(shí)施形態(tài)I)的關(guān)鍵部位的剖面圖。在該圖中，12是傳感器外罩，由圓筒狀的環(huán)形體12-1和圓板狀的阻擋基體部12-2、
12-3構(gòu)成。環(huán)形體12-1以及阻擋基體部12-2、12-3例如為不銹鋼制品。
[0040]阻擋基體部12-2焊接接合于環(huán)形體12-1的一個(gè)開口面，阻擋基體部12_3焊接接合于環(huán)形體12-1的另一個(gè)開口面，被環(huán)形體12-1的內(nèi)周面12-la和阻擋基體部12_2、12_3的內(nèi)壁面12-2a、12-3a包圍的空間形成為傳感器室12a。該阻擋基體部12_2以及12_3相當(dāng)于本發(fā)明中所述的第一以及第二壁面構(gòu)件。
[0041]傳感器室12a中收納有傳感器芯片11。在傳感器室12a中，傳感器芯片11的一個(gè)面(基座11-4的外表面)上接合有傳感器基體部13-1，傳感器芯片11的另一個(gè)面(基座
11-5的外表面)上接合有傳感器基體部13-2。傳感器基體部13-1具有通過基座11-4的導(dǎo)壓孔ll_4a連通于擋塊構(gòu)件11-2的導(dǎo)壓孔ll_2b的連通孔13_la，傳感器基體部13_2具有通過基座11-5的導(dǎo)壓孔ll_5a連通于擋塊構(gòu)件11-3的導(dǎo)壓孔ll_3b的連通孔13_2a。該傳感器基體部13-1以及13-2相當(dāng)于本發(fā)明中所述的第一以及第二連接構(gòu)件。
[0042]又，在傳感器室12a中，導(dǎo)壓管14_1的一端被插入固定(粘結(jié)接合)于傳感器基體部13-1的連通孔13-la中，該導(dǎo)壓管14-1的另一端被插入固定(焊接接合)于形成于阻擋基體部12-2中的導(dǎo)壓通路12-2b中。又，導(dǎo)壓管14-2的一端被插入固定(粘結(jié)接合)于傳感器基體部13-2的連通孔13-2a中，該導(dǎo)壓管14_2的另一端被插入固定(焊接接合)于形成于阻擋基體部12-3中的導(dǎo)壓通路12-3b中。
[0043]在阻擋基體部12-2中形成有連接于導(dǎo)壓通路12_2b的凹部12_2c，該凹部12_2c的前表面設(shè)置有第一受壓隔膜(第一阻擋隔膜(金屬隔膜))15_1。并且，將該第一受壓15-1的背面?zhèn)鹊目臻g，即阻擋基體部12-2的凹部12-2c以及導(dǎo)壓通路12-2b、導(dǎo)壓管14_1的管路14-la、基座11-4的導(dǎo)壓孔ll_4a、擋塊構(gòu)件11_2的導(dǎo)壓孔ll_2b以及凹部ll_2a作為封入室，封入有第一壓力傳遞介質(zhì)16-1。
[0044]在阻擋基體部12-3中形成有連接于導(dǎo)壓通路12_3b的凹部12_3c，該凹部12_3c的前表面設(shè)置有第二受壓隔膜(第二阻擋隔膜(金屬隔膜))15-2。并且，將該第二受壓隔膜
15-2的背面?zhèn)鹊目臻g，即阻擋基體部12-3的凹部12-3c以及導(dǎo)壓通路12_3b、導(dǎo)壓管14_2的管路14-2a、基座11-5的導(dǎo)壓孔ll_5a、擋塊構(gòu)件11_3的導(dǎo)壓孔ll_3b以及凹部ll_3a作為封入室,封入有第二壓力傳遞介質(zhì)16-2。[0045]又，在該差壓傳感器200A中，在受壓隔膜15-1周圍的阻擋基體部12_2的表面和背面的相對(duì)位置(與環(huán)形體12-1的厚度重疊的位置)形成有環(huán)狀的槽12-2dl、12-2d2。又，阻擋基體部12-3也與阻擋基體部12-2 —樣，在該受壓隔膜15-2周圍的阻擋基體部12_3的表面和背面的相對(duì)位置(與環(huán)形體12-1的厚度重疊的位置)形成有環(huán)狀的槽12-3dl、
12-3d2。
[0046]另外，在本實(shí)施形態(tài)中，傳感器基體部13-1、13_2由不銹鋼、耐鹽酸鎳基合金(Hastelloy)(注冊(cè)商標(biāo))、鈦等鋼材構(gòu)成，導(dǎo)壓管14_1、14_2由不銹鋼構(gòu)成，使用硅油等低壓縮性流體作為壓力傳遞介質(zhì)16-1、16-2。
[0047]在該差壓傳感器200A中，施加于受壓隔膜15-1的流體壓力Pl借由壓力傳遞介質(zhì)16-1，通過阻擋基體部12-2的導(dǎo)壓通路12-2b、導(dǎo)壓管14_1的管路14_la、基座11_4的導(dǎo)壓孔ll-4a和擋塊構(gòu)件11-2的導(dǎo)壓孔ll_2b被施加于傳感器隔膜11_1的一個(gè)面上。又，施加于受壓隔膜15-2的流體壓力P2借由壓力傳遞介質(zhì)16-2，通過阻擋基體部12-3的導(dǎo)壓通路12-3b、導(dǎo)壓管14-2的管路14-2a、基座11_5的導(dǎo)壓孔ll_5a和擋塊構(gòu)件11_3的導(dǎo)壓孔ll_3b被施加于傳感器隔膜11-1的另一個(gè)面。
[0048]在該情況下，當(dāng)在傳感器隔膜11-1的一個(gè)面上施加過大壓力而使傳感器隔膜
11-1位移時(shí)，其位移面整體將被擋塊構(gòu)件11-3的凹部ll-3a的曲面擋住。又，當(dāng)在傳感器隔膜11-1的另一個(gè)面上施加過大壓力而使傳感器隔膜11-1位移時(shí)，其位移面整體將被擋塊構(gòu)件11-2的凹部ll_2a的曲面擋住。
[0049]在該差壓傳感器200A中，傳感器芯片11被夾持于傳感器基體部13_1與13_2之間，通過一端被插入固定于傳感器基體部13-1的連通孔13-la中的導(dǎo)壓管14-1接受流體壓力P1，通過一端被插入固定于傳感器基體部13-2的連通孔13-2a中的導(dǎo)壓管14_2接受流體壓力P2。即，將導(dǎo)壓管14-1的管路14-la作為封入室的一部分而被封入的壓力傳遞介質(zhì)16-1將流體壓力Pl傳遞至傳感器隔膜11-1的一個(gè)面，將導(dǎo)壓管14-2的管路14_2a作為封入室的一部分而被封入的壓力傳遞介質(zhì)16-2將流體壓力P2傳遞至傳感器隔膜11-1的另一個(gè)面。
[0050]在該情況下，導(dǎo)壓管14-1的另一端被插入固定于構(gòu)成傳感器外罩12的阻擋基體部12-2的導(dǎo)壓通路12-2b中，由于導(dǎo)壓管14-2的另一端被插入固定于構(gòu)成傳感器外罩12的阻擋基體部12-3的導(dǎo)壓通路12-3b中，因此無論流體壓力Pl與流體壓力P2的壓力高低關(guān)系如何，即使在產(chǎn)生了較大的差壓的情況下，通過由該差壓產(chǎn)生的按壓力，傳感器芯片11也會(huì)被推壓至傳感器室12a的內(nèi)壁面12_2a側(cè)或者內(nèi)壁面12_3a側(cè)。由此，即使將流體壓力Pl與流體壓力P2的壓力高低關(guān)系逆轉(zhuǎn)，傳感器芯片11也必定會(huì)被推壓至傳感器室12a的內(nèi)壁面?zhèn)龋┘佑趥鞲衅餍酒?1的接合部的壓力就得到緩和，避免了傳感器芯片11的接合部的剝離。
[0051]又，在該差壓傳感器200A中，在外部的熱量通過傳感器外罩12向壓力傳遞介質(zhì)16-1,16-2傳導(dǎo)的情況下，由該壓力傳遞介質(zhì)16-1、16-2的膨脹收縮導(dǎo)致的容積變化會(huì)被阻擋基體部12-2、12-3自身的位移吸收。
[0052]S卩，在該差壓傳感器200A中，在受壓隔膜15-1周圍的阻擋基體部12_2的表面和背面的相對(duì)位置上形成有環(huán)狀的槽12-2dl、12-2d2，在受壓隔膜15-2周圍的阻擋基體部
12-3的表面和背面的相對(duì)位置上形成有環(huán)狀的槽12-3dl、12-3d2。由此，在壓力傳遞介質(zhì)16-1,16-2膨脹或者收縮從而該介質(zhì)的容積變化的情況下，阻擋基體部12-2、12-3就會(huì)模擬隔膜工作，向緩和由該介質(zhì)的容積變化導(dǎo)致的應(yīng)力發(fā)生的方向位移。
[0053]這樣一來，在該差壓傳感器200A中，在外部的熱量通過傳感器外罩12向壓力傳遞介質(zhì)16-1、16-2傳導(dǎo)的情況下，由該壓力傳遞介質(zhì)16-1、16-2的膨脹收縮導(dǎo)致的容積變化通過阻擋基體部12-2、12-3自身的位移被吸收，向傳感器芯片11的接合面的剪斷方向、拉伸方向的熱應(yīng)力得到緩和，不僅在高壓時(shí)，在周圍溫度發(fā)生了變化那樣的情況下，也能避免傳感器芯片11的接合部的剝離。
[0054]另外，在該差壓傳感器200A中，在阻擋基體部12-2以及12_3上，環(huán)狀的槽
12-2dl、12-2d2以及12-3dl、12-3d2被設(shè)計(jì)為，雖然使阻擋基體部12_2以及12_3相對(duì)于因壓力傳遞介質(zhì)16-1、16-2的膨脹收縮導(dǎo)致的容積變化模擬隔膜工作，但即使受壓隔膜15-1以及15-2受壓的壓力較大也幾乎不會(huì)變形的槽。
[0055]又，在該差壓傳感器200A中，由于在傳感器外罩12的外周面設(shè)置有受壓隔膜
15-1、15-2，因此能夠謀求流體壓力P1、P2的受壓部與傳感器外罩的一體化，實(shí)現(xiàn)差壓傳感器的小型化。
[0056][實(shí)施形態(tài)2]
[0057]圖2中示出了本發(fā)明涉及的差壓傳感器的其他實(shí)施形態(tài)(實(shí)施形態(tài)2)的關(guān)鍵部位。在該圖中，與圖1相同的符號(hào)表示與參照?qǐng)D1說明的構(gòu)件相同或等同的構(gòu)件，該說明省略。
[0058]在該差壓傳感器200B中，將傳感器基體部13-1的單面作為锪孔面，在锪孔面與傳感器芯片11的基座11-4之間形成連接于連通孔13-la的橫寬較寬的空間13_lb。又，將傳感器基體部13-2的單面作為锪孔面，在锪孔面與傳感器芯片11的基座11-5之間形成連接于連通孔13-2a的橫寬較寬的空間13-2b。其他的結(jié)構(gòu)與實(shí)施形態(tài)I的差壓傳感器200A相同。
[0059]在該差壓傳感器200B中，傳感器芯片11通過傳感器基體部13_1的空間13_lb內(nèi)的壓力傳遞介質(zhì)16-1和傳感器基體部13-2的空間13-2b內(nèi)的壓力傳遞介質(zhì)16_2從兩側(cè)接受向壓縮方向的力。因此，傳感器芯片11的接合部的剝離被抑制，耐壓性得到進(jìn)一步的提聞。
[0060]另外，在上述實(shí)施形態(tài)中，將傳感器芯片11做成具有基座11-4、11-5的結(jié)構(gòu)，但是也可以采用增加擋塊構(gòu)件11-2、11-3的厚度、使其兼作基座的結(jié)構(gòu)。
[0061]又，在上述實(shí)施形態(tài)中，在阻擋基體部12-2、12_3中設(shè)置了環(huán)狀的槽12_2d(12-2dl、12-2d2)、12-3d (12_3dl、12_3d2)，使阻擋基體部 12_2、12_3 相對(duì)于因壓力傳遞介質(zhì)16-1、16-2的膨脹收縮導(dǎo)致的容積變化模擬隔膜工作，但是也可以用其他方法使阻擋基體部12-2、12-3模擬隔膜工作。又，如果在無需擔(dān)心壓力傳遞介質(zhì)16-1、16-2的膨脹收縮產(chǎn)生的環(huán)境中使用的話，可以不采用使阻擋基體部12-2、12-3模擬隔膜工作的結(jié)構(gòu)。
[0062]又，在上述實(shí)施形態(tài)中，傳感器隔膜11-1是形成了根據(jù)壓力變化改變電阻值的電阻應(yīng)變計(jì)的類型，但也可以是電容式的傳感器芯片。電容式的傳感器芯片具有:具備規(guī)定的空間(容量室)的基板、配置在該基板的空間上的隔膜、形成在基板上的固定電極、和形成在隔膜上的可動(dòng)電極。通過隔膜受到壓力并變形，使得可動(dòng)電極與固定電極的間隔產(chǎn)生變化并使其間的電容產(chǎn)生變化。[0063][實(shí)施形態(tài)的擴(kuò)張]
[0064]以上，參照實(shí)施形態(tài)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明不僅限于上述實(shí)施形態(tài)。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)，可以在本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)做出本發(fā)明【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員可理解的各種各樣的變更。
[0065]符號(hào)說明
[0066]11:傳感器芯片，11-1:傳感器隔膜，11-2、11_3:擋塊構(gòu)件，ll_2a、ll_3a凹部，
11-2b、ll-3b:壓力導(dǎo)入孔(導(dǎo)壓孔)，11-4、11-5:基座，ll_4a、ll_5a:壓力導(dǎo)入孔(導(dǎo)壓孔)，12:傳感器外罩，12a:傳感器室，12-1:環(huán)形體，12_la:內(nèi)周面，12_2、12_3:阻擋基體部，12-2a、12-3a:內(nèi)壁面，12_2b、12_3b:導(dǎo)壓通路，12_2c、12_3c:凹部，12_2d (12_2dl、
12-2d2)、12-3d(12_3dl、12_3d2):環(huán)狀的槽，13-1、13-2:傳感器基體部，13_la、13_2a:連通孔，13-lb、13-2b:空間，14-1、14-2:導(dǎo)壓管，14_la、14_2a:管路，15_1、15_2:受壓隔膜，
16-1、16-2:壓力傳遞介質(zhì)，200A、200B:差壓傳感器。
【權(quán)利要求】
1.一種差壓傳感器，包括: 傳感器芯片，所述傳感器芯片至少具有根據(jù)在一個(gè)面以及另一個(gè)面受到的壓力差輸出信號(hào)的傳感器隔膜、第一保持構(gòu)件和第二保持構(gòu)件，所述第一保持構(gòu)件的周邊部與所述傳感器隔膜的一個(gè)面面對(duì)面接合，并具有向該傳感器隔膜的一個(gè)面引導(dǎo)第一流體壓力的第一導(dǎo)壓孔，所述第二保持構(gòu)件的周邊部與所述傳感器隔膜的另一個(gè)面面對(duì)面接合，并具有向該傳感器隔膜的另一個(gè)面引導(dǎo)第二流體壓力的第二導(dǎo)壓孔；和 傳感器外罩，所述傳感器外罩具有:容納所述傳感器芯片的傳感器室、將所述第一流體壓力引導(dǎo)至所述傳感器室的第一內(nèi)壁面的第一導(dǎo)壓通路以及將所述第二流體壓力引導(dǎo)至所述傳感器室的與所述第一內(nèi)壁面相對(duì)的第二內(nèi)壁面的第二導(dǎo)壓通路， 所述差壓傳感器的特征在于，包括: 第一連接構(gòu)件，所述第一連接構(gòu)件與所述傳感器芯片的一個(gè)面接合，具有連通于所述第一導(dǎo)壓孔的第一連通孔； 第二連接構(gòu)件，所述第二連接構(gòu)件與所述傳感器芯片的另一個(gè)面接合，具有連通于所述第二導(dǎo)壓孔的第二連通孔； 第一導(dǎo)壓管，所述第一導(dǎo)壓管的一端插入固定于所述第一連接構(gòu)件的第一連通孔中，另一端插入固定于所述傳感器外罩的第一導(dǎo)壓通路中；以及 第二導(dǎo)壓管，所述第二導(dǎo)壓管的一端插入固定于所述第二連接構(gòu)件的第二連通孔中，另一端插入固定于所述傳感器外罩的第二導(dǎo)壓通路中， 將所述第一導(dǎo)壓管的管路作為封入室的一部分，封入有將所述第一流體壓力引導(dǎo)至所述傳感器隔膜的一個(gè)面的第一壓力傳遞介質(zhì)， 將所述第二導(dǎo)壓管的管路作為封入室的一部分，封入有將所述第二流體壓力引導(dǎo)至所述傳感器隔膜的另一個(gè)面的第二壓力傳遞介質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所記載的差壓傳感器，其特征在于， 所述第一連接構(gòu)件在其與所述傳感器芯片的一個(gè)面之間具有連接于所述第一連通孔的橫寬較寬的第一空間， 所述第二連接構(gòu)件在其與所述傳感器芯片的另一個(gè)面之間具有連接于所述第二連通孔的橫寬較寬的第二空間。
3.如權(quán)利要求1或2所記載的差壓傳感器，其特征在于， 所述傳感器外罩包括: 提供所述傳感器室的第一內(nèi)壁面的第一壁面構(gòu)件；和 提供所述傳感器室的第二內(nèi)壁面的第二壁面構(gòu)件， 所述第一壁面構(gòu)件以及第二壁面構(gòu)件在所述第一壓力傳遞介質(zhì)以及第二壓力傳遞介質(zhì)膨脹或者收縮從而該介質(zhì)的容積發(fā)生了變化的情況下，向緩和由該介質(zhì)的容積變化所導(dǎo)致的應(yīng)力產(chǎn)生的方向位移。
4.如權(quán)利要求1或2所記載的差壓傳感器，其特征在于，包括: 接受所述第一流體壓力并將其傳輸至所述第一壓力傳遞介質(zhì)的第一受壓隔膜；和 接受所述第二流體壓力并將其傳輸至所述第二壓力傳遞介質(zhì)的第二受壓隔膜， 所述第一受壓隔膜以及第二受壓隔膜被設(shè)置于所述傳感器外罩的外周面。
【文檔編號(hào)】G01L19/06GK103852209SQ201310627068
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月29日
【發(fā)明者】田中達(dá)夫, 石倉義之 申請(qǐng)人:阿自倍爾株式會(huì)社