[实用新型]集成流体压力传感器系统

说明书

技术领域

本公开通常涉及集成流体压力传感器系统，包括用于变速器、涡轮机或类似物的集成流体压力传感器系统。

背景技术

流体压力传感器用于多种系统，如变速器、燃气轮机以及内燃机后处理系统或类似物。流体压力传感器典型地由具有自身外壳、接线端口和位于外壳内的印制电路板的离散单元实现。这样的压力传感器设计用来在动态模式下进行测量，从而捕捉压力中的极高速变化。此类型的传感器的一种可能应用是测量发动机汽缸或燃气轮机中的燃烧压力。这些传感器通常由压电材料——例如石英——制成。

参见图1，传统流体压力系统110中的传统流体压力传感器112可具有包含基体120的圆柱形金属体114，其中，在圆柱形金属体114上形成有孔(未示出)。圆柱形金属体114可在圆柱形金属体114的基体120上具有螺纹管件(threaded fitting)116，以便使其可如图所示地通过螺纹穿在压力管汇(pressure manifold)122上。或者，传感器112通常由固定结构——例如挡块111——固定到压力系统110。

圆柱形金属体114和压力管汇122限定出空腔119，其可与相应的压力源121相关联。考虑到传统压力传感器布置110中的传感器112的分立和离散特性，典型地，分立的压力传感器112必须各自分立地安装到系统并分立地校准。另外，每一个传感器112通常将具有各自的外壳单元114和电路单元(未示出)，这将导致相对较高的成本。

在这些传统流体压力传感器圆柱形外壳单元114中，布置了小外形集成电路(SOIC，或SOIC封装包)4。SOIC 4在图2A、2B和2C中示出。 SOIC 4对于特定系统测量压力变化。SOIC 4在此例子中是表面安装集成电路封装包，其所占的面积比等效的双列直插封装包(“DIP”)减少了大约30-50％，典型的厚度减少了约70％。相应地，SOIC 4比DIP更短且更窄。SOIC 4通常具有从两个长侧边8突出的“鸥翼”管脚6(如图2A、2B和2C中所示)以及1.3mm的管脚间距。SOIC 4可安装在圆柱形金属体114中(例如参见图1)。另外，接线端口118典型地布置在圆柱形金属体114的顶部，以提供到达以及来自SOIC 4的电气通信。

如上所述，传统传感器112的圆柱形金属体114通过扣合连接(snap fit connection)或者螺纹圆柱形金属体114直接安装到系统，例如变速器系统。圆柱形金属体114和系统之间的这种连接可在SOIC 4上施加应力，这会对SOIC 4的运行特性产生不利影响。

另外，传统传感器112上的压力端口(未示出)和压力管汇122上的压力端口121之间的公差叠加(tolerance stack-up)大于可允许的最坏情况下的统计叠加。因此，传统传感器112的密封元件(未示出)可能不如人意地超出传统传感器112的平面密封面。

此外，通过具有分立和离散的压力传感器112，且每个压力传感器具有分立的圆柱形金属体114和互相独立的运行，该设计可涉及增大的成本和复杂性。潜在的挑战包括获得压力传感器112和压力管汇122之间的适当密封而不损害如上所述的SOIC 4的运行特性。因此，人们希望改进传感器112和液压源之间的密封接口。

实用新型内容

本实用新型解决了上面提到的传统传感器体直接安装到系统的问题，密封元件可能不如人意地超出传统传感器的平面密封面的问题，以及如何获得压力传感器和压力管汇之间的适当密封而不损害集成电路运行特性的问题。根据这里公开的实施例的集成流体压力传感器系统包含印制电路板、具有压力源的压力管汇、密封元件和传感器。印制电路板耦合到压力管汇。印制电路板和压力管汇限定出压力腔。压力源可被有效地配置为将流体释 放到压力腔中。传感器可被固定于压力腔内的印制电路板上。密封元件可被布置在印制电路板和压力管汇之间。密封元件可被有效地配置为对压力腔进行密封。

根据一实施形态，集成流体压力传感器系统包含：耦合到压力管汇的印制电路板，印制电路板和压力管汇限定出压力腔，压力管汇包含压力源，压力源被有效配置为将流体释放到压力腔中；在压力腔内固定到印制电路板的传感器；以及布置在印制电路板和压力管汇之间的密封元件，密封元件被有效配置为对压力腔进行密封。