[发明专利]具有保护性压力特征的压力传感器组件在审
申请号: | 202010498513.5 | 申请日: | 2020-06-04 |
公开(公告)号: | CN112050996A | 公开(公告)日: | 2020-12-08 |
发明(设计)人: | M.法伊弗;P.德尔杰卡;J-F.莱尼尔;D.E.瓦格纳;S.穆亚齐兹 | 申请(专利权)人: | 泰科电子连接解决方案有限责任公司;测量专业股份有限公司 |
主分类号: | G01L19/06 | 分类号: | G01L19/06;G01L9/00;G01L7/08 |
代理公司: | 北京市柳沈律师事务所 11105 | 代理人: | 陈曦 |
地址: | 瑞士施*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 具有 保护性 压力 特征 压力传感器 组件 | ||
压力传感器组件(70),包括具有感测膜(36)的传感器本体(32),且其中流体放置为与膜连通以确定流体压力。支撑件(40)与本体(32)连接,且基板(72)连接到支撑件(40)。支撑件(40)包括通道(44)且基板包括通道(76),用于从外部源接收流体并将流体引导到膜(36)。压力缓解元件设置在支撑件(40)或基板(72)中的一者或两者中,以缓解来自进入基板中的开口(84)的外部流体的压力尖峰的输送。在示例中,压力缓解元件包括基板内的室(88)和(92)以及通道(90)。基板可以由一材料形成,该材料的热膨胀系数在支撑件(40)的热膨胀系数和从之接收流体的外部装置的热膨胀系数之间。
技术领域
本文所公开的压力传感器组件涉及包括传感器膜或膜片的压力传感器,该传感器膜或膜片与被监测的来自外部源的气体或流体连通,更具体地,涉及压力传感器,其改进的防护等级,以防止由诸如高压尖峰等的瞬时流体压力事件引起的损坏。
背景技术
压力传感器组件或压力传感器的使用在本领域中是已知的,用于测量或监测来自与压力传感器处于流体流动连接的外部源的流体的压力。常规的压力传感器组件包括膜片或膜,其放置为与流体接触,且其配置为具有薄壁构造,用于当流体压力施加在其上时将流体中的压力转换为膜片中的应力或位移。通常,这样的压力传感器具有用于从外部源接收流体的端口或开口,其中流体在压力传感器内传输到膜片或膜,且其中一个或多个检测元件可以与膜片连接,以测量或获取关于膜片运动的数据/接收关于膜片运动的信号,从而确定流体压力。
这种常规压力传感器的问题在于,被测量的流体可能来自能够产生高压力的瞬态事件(例如,压力尖峰)的外部源,当将其输送到压力膜片或膜时,其可能超出设计压力且从而导致损坏压力膜片或膜,即,可能导致膜片或膜弯曲超过其设计屈服点,并永久损坏压力传感器。
鉴于这样的问题,已经开发了在本领域中称为缓冲器(snubber)装置的附件装置,并将其构造为用于放置在外部流体源和压力传感器之间的辅助装置。这种缓冲器装置为以下形式:膜片、小孔或限流器、或自由移动的管,且操作为缓解瞬态流体压力事件的冲击波,以在进入压力传感器之前减小或缓解冲击波。但是,这种辅助缓冲器装置属于外部装置,因此增加了压力传感器的总体封装成本和尺寸,并且可能不适合最终用途应用,在这些应用中,用于装配安装的压力传感器的安装空间非常宝贵,例如,当与车辆的发动机或动力总成构件一起使用时。
因此,期望以提供期望水平的保护以抵抗瞬态流体压力瞬态事件(例如压力尖峰)的损害的方式来构造压力传感器组件。还期望的是,压力传感器组件构造为使得在不增加压力传感器组件的整体尺寸的情况下提供这种保护以进行封装和放置,并且避免对上述外部缓冲器装置或其他外部装置的需要。仍进一步期望的是,这样的压力传感器组件构造为能够缓解存在于传感器和传感器所连接的外部装置(例如,传输外部流体以进行压力感测的装置)之间的热膨胀系数特性的差异。
发明内容
本文所公开的压力传感器组件通常包括传感器本体,其包括设置在本体内的感测膜,用于放置来自与膜连通的外部源的流体并确定流体的压力。传感器组件还包括与本体连接的支撑件和延伸穿过其中的用于接收流体的通道,其中通道与膜流体流动连通。基板与支撑件连接且包括延伸穿过其中的用于从外部源接收流体的流体,其中流体通过基板输送至支撑件。在示例中,支撑件由一材料形成,该材料的热膨胀系数在支撑件的热膨胀系数和与基板连接的外部流体源的热膨胀系数之间。在示例中,传感器本体由硅形成,且基板由陶瓷材料形成。基板或支撑件通道中的一个的包括压力缓解元件或特征,用于缓解从外部源到传感器膜的气体或流体中的压力尖峰的输送。在示例中,基板包括多个陶瓷元件,它们结合在一起以形成压力缓解特征。在示例中,压力缓解特征包括增大体积部分。在示例中,压力缓解特征包括设置在通道内的可移动构件。在示例中,压力缓解特征包括设置在通道内的多孔构件。在示例中,压力缓解特征包括通道的当其移动通过支撑件或基板时的方向的两个或更多个变化。在示例中,压力传感器组件还可以包括与基板连接的印刷电路板。
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