相對(duì)壓力傳感器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種相對(duì)壓力傳感器(1)，包括：具有測(cè)量隔膜(12)的壓力測(cè)量單元(10)，連接到所述測(cè)量隔膜的主體(14)，以及位于所述測(cè)量隔膜和主體之間的測(cè)量腔，借助于從主體(14)背面(16)延伸通過(guò)主體(14)的參考?jí)毫νǖ?18)參考?jí)毫Ρ皇┘拥剿鰷y(cè)量腔；夾持環(huán)(38)；以及外殼(40)，具有至少一個(gè)帶有測(cè)量單元腔(46)的外殼體(42)，其中壓力測(cè)量單元(10)由夾持環(huán)(38)夾持在測(cè)量單元腔(46)中，其中外殼具有參考空氣開(kāi)口(48)，其與參考?jí)毫νǖ?18)通過(guò)參考空氣路徑的方式連通，參考空氣路徑具有與測(cè)量單元腔的容積分開(kāi)的路徑容積，其中參考空氣路徑具有沿主體的背面延伸的部分，其中該部分被主體的背面和引導(dǎo)體約束，其中引導(dǎo)體被夾持抵靠在主體的背面，并且覆蓋主體的背面中的參考?jí)毫νǖ?18)的開(kāi)口。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
相對(duì)壓力傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種相對(duì)壓力傳感器。用于過(guò)程測(cè)量技術(shù)的相對(duì)壓力傳感器通常包括壓力測(cè)量單元，其布置在外殼內(nèi)并且將其前面暴露在待測(cè)介質(zhì)中，由此所述介質(zhì)的壓力被測(cè)量。在其背面，通過(guò)參考空氣通道向壓力測(cè)量單元提供環(huán)境壓力，從而可以如預(yù)期地關(guān)于環(huán)境壓力執(zhí)行壓力測(cè)量。
【背景技術(shù)】
[0002]通常壓力設(shè)備的設(shè)計(jì)，特別是相對(duì)壓力傳感器的設(shè)計(jì)越來(lái)越受制于需要適應(yīng)平臺(tái)需求的限制，從而一方面節(jié)約成本，另一方面縮短在平臺(tái)內(nèi)進(jìn)行修改的開(kāi)發(fā)時(shí)間。這就產(chǎn)生一種能夠以靈活的方式在多個(gè)設(shè)計(jì)中使用壓力測(cè)量單元，特別是陶瓷壓力測(cè)量單元的需求。然而，陶瓷壓力測(cè)量單元要求相對(duì)長(zhǎng)的開(kāi)發(fā)時(shí)間，也就意味著不可能實(shí)現(xiàn)對(duì)新的構(gòu)架要求的快速適應(yīng)，例如外殼形式的變化。特別是，壓力測(cè)量單元的機(jī)電變送器的電氣連接以及相對(duì)壓力測(cè)量單元的參考空氣通道的位置在設(shè)備設(shè)計(jì)的背景下必須按給定的接受。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]因此存在一種對(duì)相對(duì)壓力傳感器的設(shè)計(jì)原則的需求，其允許足夠程度的靈活性。因此，本發(fā)明是基于提供遵從該設(shè)計(jì)原則的相對(duì)壓力傳感器的任務(wù)。根據(jù)本發(fā)明通過(guò)基于獨(dú)立權(quán)利要求1的相對(duì)壓力傳感器完成所述任務(wù)。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的相對(duì)壓力傳感器包括:壓力測(cè)量單元，其具有測(cè)量隔膜和主體，其中測(cè)量隔膜以壓力密封的方式通過(guò)在所述測(cè)量隔膜和所述主體之間形成測(cè)量腔連接到所述主體，其中借助于參考?jí)毫νǖ揽梢韵蛩鰷y(cè)量腔施加參考?jí)毫?，所述參考?jí)毫νǖ缽闹黧w背離測(cè)量腔的背面通過(guò)主體延伸到測(cè)量腔;夾持環(huán)；以及具有至少一個(gè)外殼體的外殼，該外殼體內(nèi)部具有測(cè)量單元腔，其中壓力測(cè)量單元布置在測(cè)量單元腔內(nèi)，并且在軸向位置中被夾持環(huán)夾持，其中外殼具有參考空氣開(kāi)口，借助于參考空氣路徑與參考?jí)毫νǖ肋B通，參考空氣路徑延伸通過(guò)測(cè)量單元腔并且具有與測(cè)量單元腔的容積分開(kāi)的路徑容積，其中參考空氣路徑具有沿主體的背面延伸的部分，其中該部分被主體的背面和引導(dǎo)體約束，其中引導(dǎo)體被夾持抵靠在主體的背面，特別是借助于分路器，并且覆蓋主體的背面中的參考?jí)毫νǖ赖拈_(kāi)口。
[0005]本發(fā)明的進(jìn)一步發(fā)展中，彈性引導(dǎo)體的特征在于至少部分地為熱彈性材料。
[0006]本發(fā)明的進(jìn)一步發(fā)展中，引導(dǎo)體在其底部上配備有面向主體的突出密封輪廓，其中密封輪廓抵靠主體的背面，其中密封輪廓從測(cè)量單元腔的容積中密封參考空氣路徑部分。
[0007]本發(fā)明的進(jìn)一步發(fā)展中，引導(dǎo)體在第一端部具有開(kāi)口，其中開(kāi)口連接到參考空氣線，參考空氣路徑部分與參考空氣開(kāi)口借助于參考空氣線連通。
[0008]本發(fā)明的進(jìn)一步發(fā)展中，參考空氣線的特征在于為尺寸穩(wěn)定材料-特別是熱塑性塑料，金屬，玻璃，或陶瓷。
[0009]本發(fā)明的進(jìn)一步發(fā)展中，壓力測(cè)量單元具有變送器，用于將測(cè)量隔膜的基于壓力的變形轉(zhuǎn)換為電信號(hào)-特別是電容變送器-其中變送器由至少一個(gè)電導(dǎo)體路徑接觸，其制備在臺(tái)面體的背面上，其中導(dǎo)體路徑與參考空氣路徑被引導(dǎo)體分開(kāi)，從而導(dǎo)體路徑延伸到參考空氣路徑外側(cè)。
[0010]本發(fā)明的進(jìn)一步發(fā)展中，參考空氣開(kāi)口具有到臺(tái)面體的背面的軸向距離，其中參考空氣線的長(zhǎng)度合計(jì)不超過(guò)參考空氣開(kāi)口和臺(tái)面體的背面之間的軸向距離長(zhǎng)度的1.5倍-特別是，不超過(guò)1.2倍，并且特別是不超過(guò)1.1倍。
[0011]本發(fā)明的進(jìn)一步發(fā)展中，參考?jí)毫νǖ酪缘谝环轿唤俏恢秒x開(kāi)主體的背面，其中外殼的參考空氣開(kāi)口具有區(qū)別于第一方位角位置的第二方位角位置，其中在引導(dǎo)體和主體之間延伸的參考空氣路徑部分從第一方位角位置延伸到至少第二方位角位置。
[0012]本發(fā)明的進(jìn)一步發(fā)展中，相對(duì)壓力傳感器還包括解耦環(huán)，由此解耦環(huán)被夾持在夾持環(huán)和主體的背面之間。
[0013]本發(fā)明的進(jìn)一步發(fā)展中，解耦環(huán)具有在其頂部沿徑向向內(nèi)的肩部，該頂部背離主體，引導(dǎo)體利用該肩部抵靠主體夾持在分路器內(nèi)。
[0014]根據(jù)前述權(quán)利要求之一的相對(duì)壓力傳感器，其中參考空氣路徑的路徑容積合計(jì)不超過(guò)外殼的參考空氣開(kāi)口和主體的背面上的參考?jí)毫νǖ篱_(kāi)口之間的參考空氣路徑的一個(gè)長(zhǎng)度的三次方的2%-優(yōu)選，不超過(guò)0.5%,并且特別是不超過(guò)0.25%。
【附圖說(shuō)明】
[0015]如下將基于附圖中所示的示例性實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)解釋本發(fā)明。所示為:
[0016]圖1:根據(jù)本發(fā)明的相對(duì)壓力傳感器分解圖，以及
[0017]圖2:根據(jù)本發(fā)明的相對(duì)壓力傳感器的部件的透視細(xì)節(jié)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]圖1所示的相對(duì)壓力傳感器包括相對(duì)壓力測(cè)量單元10，其具有盤(pán)狀測(cè)量隔膜12和臺(tái)面體14，其中測(cè)量隔膜12和臺(tái)面體采用兩者形成測(cè)量腔的方式彼此連接。測(cè)量腔通過(guò)在臺(tái)面體14的背面16上離開(kāi)臺(tái)面體的參考空氣通道18連接，該背面背離測(cè)量隔膜。相對(duì)壓力傳感器I還包括具有外殼體42的外殼40，外殼體42具有位于其內(nèi)的測(cè)量單元腔46，其中相對(duì)壓力測(cè)量單元10插入該測(cè)量單元腔。這里，密封環(huán)32彈性?shī)A持在測(cè)量隔膜12和外殼腔46內(nèi)的密封面(沒(méi)有示出)之間，由此相對(duì)壓力測(cè)量單元10和密封環(huán)由環(huán)34橫向引導(dǎo)，環(huán)34特征在于為塑料的。相對(duì)壓力測(cè)量單元10借助于夾持環(huán)38夾持抵靠彈性密封環(huán)32，其中夾持環(huán)螺旋旋入測(cè)量單元腔46內(nèi)，由此，在壓力測(cè)量單元10的臺(tái)面體14的背面和夾持環(huán)38之間，布置解耦環(huán)30和滑膜36。解耦環(huán)30與壓力測(cè)量單元的臺(tái)面體14材料相同，特別是，剛玉，并且直接相鄰抵靠臺(tái)面體14的背面16?；?6夾持在解耦環(huán)30和夾持環(huán)38之間，其中夾持環(huán)特征為金屬-特別是黃銅，從而最小化解耦體和夾持環(huán)之間的摩擦力。
[0019]為了能夠?qū)⒖伎諝馔ǖ?8通過(guò)具有小的封閉容積的確定的參考空氣路徑暴露在參考空氣中，提供若干相互之間作用并且易于安裝的部件。使用圖1和2在下文解釋一些細(xì)節(jié)。參考空氣路徑首先包括由彈性材料，例如橡膠制成的引導(dǎo)體60，其中引導(dǎo)體60在其面向臺(tái)面體的底部上具有凹槽，當(dāng)?shù)讉?cè)16鄰接抵靠臺(tái)面體14時(shí)，該凹槽與臺(tái)面體一起工作，像一個(gè)閉合線部分一樣。引導(dǎo)體60具有一個(gè)或多個(gè)支撐脊，沿縱向在凹槽內(nèi)部的多個(gè)部分中延伸，從而凹槽不會(huì)被夾持力壓縮到破壞線部分的程度。線部分具有圓弧形式，其從臺(tái)面體14的背面16中的參考空氣通道18出口開(kāi)口延伸到連接點(diǎn)，由此參考空氣線62從外殼40內(nèi)的參考空氣開(kāi)口 48延伸到相對(duì)壓力測(cè)量單元10。為了能夠容納參考空氣線62，特別是特征為尺寸穩(wěn)定塑料，引導(dǎo)體60在其頂側(cè)上具有開(kāi)口 61，該開(kāi)口被彈性邊緣環(huán)繞，參考空氣線62的底端部分可以插入其內(nèi)部。為了使得可以以確定的方式相對(duì)于參考空氣通道18定位相對(duì)軟的引導(dǎo)體60，并且為了還能夠?qū)⑵涞挚颗_(tái)面體14的背面16以確定的夾持力夾持，解耦體30具有肩部30A，其沿徑向在其頂側(cè)上向內(nèi)部延伸，借助于該肩部具有凹槽的引導(dǎo)體60的部分夾持抵靠臺(tái)面體14。為了便于安裝，引導(dǎo)體60具有延伸部，其包圍徑向肩部30A，以及軸向突出件，其形成圍繞開(kāi)口 61的彈性邊緣，并且以力配合的方式通過(guò)孔30B在徑向肩部30A內(nèi)延伸。借助于這些結(jié)構(gòu)件，在兩個(gè)部件被一起插入到測(cè)量單元腔46之前，引導(dǎo)體60需要以確定的方式安裝在解耦體30處。在相對(duì)壓力測(cè)量單元10利用夾持環(huán)38夾持并且部件被定位在其間之后，可以將電子化載體70插入到測(cè)量單元腔中，其中參考空氣線62布置在電子化載體70處，并且當(dāng)安裝電子化載體的時(shí)候，其底側(cè)自動(dòng)被推入傳導(dǎo)體的開(kāi)口 61內(nèi)。為了使得參考空氣路徑完整，需要將帶角度的工件64放置在參考空氣線62的頂端，然后該帶角度的工件與在第二外殼體44的圓柱面內(nèi)的參考空氣開(kāi)口 48連通，第二外殼體44定位在第一外殼體42的頂部。
[0020]出于完整的考慮，需要提到的是外殼40在底部的第一外殼體42上配備有任意數(shù)量的過(guò)程連接件，經(jīng)由過(guò)程連接件，壓力測(cè)量單元可以暴露于待測(cè)壓力。在圖1中，例如，示出具有螺紋的過(guò)程連接銷(xiāo)釘。
[0021]現(xiàn)在參考圖2解釋本發(fā)明的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。壓力測(cè)量單元10具有電容變送器，其功能特別是作為差動(dòng)電容器，在臺(tái)面體的側(cè)上具有兩個(gè)電極，其中電極的電勢(shì)通過(guò)導(dǎo)體路徑22，24穿過(guò)管道被饋送到臺(tái)面體的背面16，進(jìn)一步被饋送到預(yù)處理電路20。預(yù)處理電路20以緊湊混合的方式布置在壓力測(cè)量單元的背面16上，從而差動(dòng)電容器原始信號(hào)的信號(hào)路徑可以保持盡可能的短。為了便于安裝，混合裝配連接器元件26，其中一方面使用連接器元件來(lái)發(fā)送預(yù)處理數(shù)字化測(cè)量信號(hào)，并且另一方面為混合提供能量。連接器元件26的載體上的凹進(jìn)處28，提供了突出件在引導(dǎo)體60上的定位，從而引導(dǎo)體相對(duì)于參考空氣通道18被正確定位。在參考空氣路徑內(nèi)傳導(dǎo)參考空氣起到防止參考空氣的水分在臺(tái)面體的背面上的導(dǎo)體路徑22，24上凝結(jié)的目的，其會(huì)損害測(cè)量。另外，參考空氣路徑的有限容積，其優(yōu)選合計(jì)小于測(cè)量單元腔的容積的一半的百分比，具有的效果是與在過(guò)程環(huán)境中一樣不可避免的溫度擾動(dòng)，以及閉合的氣體容積中引起的變化，僅造成參考空氣路徑的最小的容積增加，從而由于這一事實(shí)，需要通過(guò)參考空氣開(kāi)口 48的空氣量是幾乎不值得一提的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種相對(duì)壓力傳感器(I)，包括: 壓力測(cè)量單元(10)，所述壓力測(cè)量單元(10)具有測(cè)量隔膜(12)，和主體(14)，其中所述測(cè)量隔膜(12)以壓力密封的方式通過(guò)在所述主體(14)和所述測(cè)量隔膜(12)之間形成測(cè)量腔連接到所述主體， 其中所述測(cè)量腔通過(guò)參考?jí)毫νǖ?18)暴露于參考?jí)毫Γ鰠⒖級(jí)毫νǖ?18)從所述測(cè)量腔通過(guò)所述主體(14)延伸至所述主體的背面(16)，所述背面背向所述測(cè)量腔； 夾持環(huán)(38);以及 外殼(40)，所述外殼(40)具有至少一個(gè)外殼體(42)，其內(nèi)部包含測(cè)量單元腔(46)，其中所述壓力測(cè)量單元(10)布置在所述測(cè)量單元腔(46)內(nèi)，并且在軸向位置中被所述夾持環(huán)(38)夾持，所述夾持環(huán)與所述外殼體嚙合， 其中所述外殼具有參考空氣開(kāi)口(48)，由此所述參考?jí)毫νǖ?18)通過(guò)參考空氣路徑與所述參考空氣開(kāi)口(48)連通，所述參考空氣路徑延伸通過(guò)所述測(cè)量單元腔并且具有與所述測(cè)量單元腔分開(kāi)的路徑容積，其中所述參考空氣路徑具有沿所述主體的背面延伸的部分，其中所述部分被引導(dǎo)體和所述主體的背面約束，其中特別是借助于分路器，所述引導(dǎo)體被夾持抵靠所述主體的背面，并且覆蓋所述主體的背面中的參考?jí)毫νǖ?18)的開(kāi)口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相對(duì)壓力傳感器，其中彈性引導(dǎo)體的特征在于至少部分地為熱彈性材料。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相對(duì)壓力傳感器，其中所述引導(dǎo)體在其底部上配備有面向所述主體的突出密封輪廓，其中所述密封輪廓抵靠所述主體的背面，其中所述密封輪廓從所述測(cè)量單元腔的容積中密封所述參考空氣路徑部分。4.根據(jù)前述任意一個(gè)權(quán)利要求所述的相對(duì)壓力傳感器，其中所述引導(dǎo)體在第一端部具有開(kāi)口，其中所述開(kāi)口連接到參考空氣線，所述參考空氣路徑部分與所述參考空氣開(kāi)口借助于所述參考空氣線連通。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的相對(duì)壓力傳感器，其中所述參考空氣線的特征在于為尺寸穩(wěn)定材料-特別是熱塑性塑料，金屬，玻璃，或陶瓷。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的相對(duì)壓力傳感器，其中所述壓力測(cè)量單元具有變送器，特別是電容變送器，用于將所述測(cè)量隔膜的基于壓力的變形轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，其中所述變送器由至少一個(gè)電導(dǎo)體路徑接觸，其制備在所述臺(tái)面體的背面上，其中所述導(dǎo)體路徑與所述參考空氣路徑被所述引導(dǎo)體分開(kāi)。7.根據(jù)權(quán)利要求4或5或者根據(jù)從屬于權(quán)利要求4或5的權(quán)利要求所述的相對(duì)壓力傳感器，其中所述參考空氣開(kāi)口具有到所述臺(tái)面體的背面的軸向距離，其中所述參考空氣線的長(zhǎng)度合計(jì)不超過(guò)所述參考空氣開(kāi)口和所述臺(tái)面體的背面之間的軸向距離的長(zhǎng)度的1.5倍-特別是，不超過(guò)1.2倍，并且特別是不超過(guò)1.1倍。8.根據(jù)前述任意一個(gè)權(quán)利要求所述的相對(duì)壓力傳感器，其中所述參考?jí)毫νǖ涝诘谝环轿唤俏恢锰庪x開(kāi)所述主體的背面，其中所述外殼的參考空氣開(kāi)口具有區(qū)別于所述第一方位角位置的第二方位角位置，其中在所述引導(dǎo)體和所述主體之間延伸的參考空氣路徑的部分從所述第一方位角位置延伸到至少所述第二方位角位置。9.根據(jù)前述任意一個(gè)權(quán)利要求所述的相對(duì)壓力傳感器，還包括解耦環(huán)(30)，其中所述解耦環(huán)(30)被夾持在所述夾持環(huán)(38)和所述主體(14)的背面(16)之間。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的相對(duì)壓力傳感器，其中所述解耦環(huán)(30)具有在其頂部沿徑向向內(nèi)的肩部，所述頂部背向所述主體，所述引導(dǎo)體利用所述肩部抵靠所述主體夾持在所述分路器中。11.根據(jù)前述任意一個(gè)權(quán)利要求所述的相對(duì)壓力傳感器，其中所述參考空氣路徑的路徑容積合計(jì)不超過(guò)所述外殼的參考空氣開(kāi)口(48)和所述主體(14)的背面(16)上的參考?jí)毫νǖ?18)的開(kāi)口之間的參考空氣路徑的一個(gè)長(zhǎng)度的三次方的2 % -優(yōu)選，不超過(guò)0.5 %，并且特別是不超過(guò)0.25%。
【文檔編號(hào)】G01L19/14GK105899925SQ201480070089
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年11月14日
【發(fā)明人】阿明·魯普, 拉斐爾·舍恩哈特, 米夏埃爾·休格爾
【申請(qǐng)人】恩德萊斯和豪瑟爾兩合公司