CN100535623C - 绝缘式集成电路压力感测装置 - Google Patents

Abstract

一种绝缘式集成电路压力感测装置，包括：一本体，具有一容纳室，其内部设置一压力感应IC；其一侧设一孔；在容纳室内本体的孔与压力感应IC之间设置有一膜片，将容纳室分隔为二部份，且使得膜片与压力感应IC之间形成密闭空间，且于密闭空间中填满绝缘性介质流体，该膜片具有弹性；通过该膜片及绝缘的介质流体隔绝该压力感应IC使其不会直接接触从该孔进入该容纳室的流体，因此可以避免压力感应IC发生短路情形，该压力感应IC设置于一电路板上；该膜片具有一圆弧形凹部，该圆弧形凹部包覆该压力感应IC，且其周围与该电路板表面密合，而形成一密闭空间以供充填绝缘性介质流体。本发明可用以直接侦测导电性流体压力，且能确保感测器侦测压力值的精密度。

Description

绝缘式集成电路压力感测装置

技术领域

本发明为一种绝缘式IC压力感测装置，特别是指一种使用压力感应IC作为侦测元件，且可应用于侦测导电性流体压力的绝缘性IC压力感测装置。

背景技术

传统的压力感应器主要是以蜗形管或水银压力感应器或弹簧压力感测器等机械式感应元件作为压力感应元件，由于机械式感应元件有体积大，成本昂贵，而且应答性及重复性不佳等问题，因此近年来已有半导体压力感应器产生。

半导体压力感应器主要是利用压力感应IC(Integrated circuit，集成电路)元件作为感测压力的侦测元件(sensor)，如图7所示，为一现有的IC压力感应装置的构造示意图，其中包括：一基座1，其顶部设置有一接头2，可连接一导管，而将压力流体导入到基座1内部；一电路板3，设置在基座1的上方，在该电路板3之上设有一压力感应IC4，该压力感应IC4具有若干接脚，是焊接在电路板3之上；若干导线5，与电路板3连接，用以将压力感应IC感测到的讯号传输到外界的运算装置，以计算出感应IC4所侦测的压力值；及一盖体6，设置于基座1的上方，用以将电路板3及感应IC包覆在其中。

压力感应IC的主要原理是该压力感应IC上具有若干可变电阻的电路元件，当感测IC承受压力时，该若干可变电阻的电阻值随之产生改变，因此达到侦测压力变化的目的。

现有的使用半导体式的压力感测装置由于是利用半导体及电路元件感测压力，其所使用的半导体及电路元件会直接接触用以传导压力的流体，因此如果压力感测装置接触的流体具有导电性的话，将会使得IC元件及电路短路，而造成电路及IC元件失效，因此使得现有的IC压力感应装置通常仅能够应用在侦测空气压力的用途。

由于现有的IC式压力感应器无法接触导电性流体，因此当其使用在侦测水压或油压的用途时，通常必须借助活塞或是其它压力传导元件间接地传导压力到压力感应IC之上。如图8所示的实施例是将压力感应装置的基座1设置在一个缸体7之上，该缸体7的一端与压力流体连接，且其内部设置有一活塞8。该缸体7内部充满空气，活塞8承受压力时，可对缸体7内部的空气产生压缩动作，并间接地通过缸体7内部的空气对压力感应IC4产生压力，使得压力感应IC4间接地感测到压力。

现有的IC式压力感应器通过间接传导方式虽然可以避免IC直接接触导电性的流体而损坏，但是由于压力感应IC4和欲侦测压力的流体间多了一个中间传导的缸体7和活塞8，因此容易产生机械能量的损失，而影响到侦测压力的精密度，而且由于缸体7内部的空气容易受到温度影响而热胀冷缩，使得缸体7内部的压力产生改变。同时活塞8在被压缩后，容易因为摩擦力影响而无法回复原位，而产生重复性不佳的情形。

由于以上情形，使得现有的IC式压力感应装置无法直接感测导电性流体的压力，而使其用途受到限制，且精密度不佳而无法应用在高精密度要求的场合，因此显然有改进的必要。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可用以直接侦测导电性流体压力，且确保感测器侦测压力值的精密度的绝缘式IC压力感测装置。

本发明的主要技术手段是：一种绝缘式集成电路压力感测装置，通过在一集成电路压力感测器之上设置一可以将压力感测集成电路完全包覆于其中的膜片，该膜片具有弹性，且可隔绝感测集成电路与欲侦测压力的流体接触；及于该膜片内部空间充填有绝缘的压力传导流体，借以将该膜片承受的压力传导至该压力感测集成电路，使得该压力感测集成电路可以感测膜片外侧的流体压力，该压力感应集成电路设置于一电路板上；该膜片具有一圆弧形凹部，该圆弧形凹部可包覆该压力感应集成电路，且其周围与该电路板表面密合，而形成一密闭空间以供充填绝缘性介质流体。

本发明提供的另一种绝缘式集成电路压力感测装置，不同之处是：该膜片通过一固定元件固定于该容纳室内部，而将该容纳室分隔为二部份；且该固定元件与该电路板接触部份设置一密封构件，使得该容纳室内该电路板与膜片之间的空间形成密闭，且于该密闭空间中充填绝缘性介质流体。

通过上述技术手段，本发明的绝缘式集成电路压力感测装置可以直接用以侦测导电性流体的压力，而不须外加其它转接的机构，从而能提高其侦测压力的精确性。

附图说明

图1为本发明第一实施例的组合剖面图。

图2为本发明第一实施例的立体分解图。

图3为本发明第一实施例由另一方向所取的立体分解图。

图4为本发明第一实施例的使用状态示意图。

图5为本发明第二实施例的立体分解图。

图6为本发明第二实施例的组合剖面图。

图7为现有的IC式压力感测装置的构造示意图。

图8为现有的IC式压力感测装置应用于侦测导电性流体的构造示意图。

主要元件符号说明

1............基座      2............接头

3............电路板    4............压力感应IC

5............导线      6............盖体

7............缸体      8............活塞

10.........本体          11.........基座

12.........盖体          13.........容纳室

14.........接头          15.........孔

16.........凹槽          17.........螺栓

20.........膜片          21.........凹部

22.........凸缘          23.........介质流体

30.........电路板        30A........电路板

31.........压力感应IC    31A........压力感应IC

32.........导线          33.........电路接点

50.........导管          60.........本体

61.........基座          62.........盖体

63.........容纳室        64.........接头

65.........孔            70.........固定元件

71.........迫紧环        72.........介质流体

80.........膜片

具体实施方式

至于本发明为达成上述及其它目的，其所采用的技术手段、元件及其功效，现以一较佳实施例，并配合相关图式详细说明如下。

如图1～4所示，本发明主要包括：一本体10、一电路板30、一压力感应IC31及一膜片20。

该本体10由一基座11和一盖体12所组成。该基座11靠近盖体12一侧设置一凹槽而形成一容纳室13。该基座11具有一个接头14以与用以传导液压或是气压的连接管连接，且于该接头14上设置有一通达该容纳室13的孔15，以使得液压或是气压可以进入到该容纳室13之中。

电路板30设于该本体10内部，该电路板30上设置有一个压力感应IC31，该压力感应IC31的技术原理和现有感测压力的IC元件的原理相同，故在此不予赘述。该压力感应IC31焊接于该电路板30上，该电路板30的一侧延伸出该本体10的外侧，且于该电路板30延伸出本体10的一端设置有若干与该压力感应IC31连接的导线32和电路接点33，以供该压力感应IC和外部的电路装置连接，使得该压力感应IC的电子讯号可以传输到外部的电路装置。

如图1所示，该压力感应IC31设置在该电路板30位于该本体10的容纳室13的位置，且其设置的方向是朝向该基座的孔15，而使得从该孔15进入到容纳室13的流体的压力可以传导到该压力感应IC31，而使得该压力感应IC可以侦测出进入该容纳室13内部的流体压力的大小。

本发明的主要特征在于具有一膜片20，可以将该压力感应IC31包覆于其中，且于该膜片20内部充填满绝缘性的介质流体，以使得该膜片20承受流体压力时，可以将压力传导至该压力感应IC31。如图3所示，本发明第一实施例的膜片20具有一个半圆形的凹部21；及一个设置在凹部21外缘的凸缘22，该凹部21可将该压力感应IC31完全包覆于其中，且于其内部充填绝缘性的介质流体23；而该凸缘22被该基座11紧压贴靠于该电路板30的表面，而使得该凹部21与电路板30之间形成密封，而使得介质流体不会泄漏。

如图2～3所示，该膜片20的安装方式，是利用基座11将膜片20的凸缘22紧压在电路板30的表面，使其与电路板30的表面形成密封。如图2所示，该膜片20设置在电路板30靠近该基座11的一侧，而且如图3所示，该基座11和该膜片20接近的一侧，设置有一和该膜片20的凸缘22形状相互对应的凹槽16，该凹槽16可以和该凸缘22相互卡合。另外该基座和盖体12之间利用若干螺栓17锁合，当锁紧时，可以迫使该基座11向膜片20施压，而通过该基座11之上的凹槽16将该膜片20的凸缘22迫紧固定在电路板30的表面，而达到密封的效果。

如图4所示，为本发明的使用实施例，其中本体10的接头14和一个导管(图中未示)连接，导管可传导液压或是气压等压力流体进入到该接头14的孔15。而当压力流体进入容纳室13以后，由于膜片20的隔离作用，因此压力流体不会接触到压力感应IC31和电路板30，而可与其上的导电元件隔绝，使其不会直接接触从孔15进入到容纳室的流体。而且该膜片20具有弹性，当其承受容纳室13内部流体压力时，该膜片20的凹部21可产生压缩变形，因此使得凹部21内部的介质流体23受到压缩，而将该膜片20所承受的压力传导给该压力感应IC31，而使其可以侦测到该膜片20所承受的流体压力的数值。

通过该膜片20和绝缘性的介质流体23的隔离作用，使得该压力感应IC31不会直接接触从孔15进入容纳室13的流体，而使得压力感应IC31和电路板30不会因为接触导电性流体而产生短路现象，因此使得本发明可以被应用在侦测水压或是油压等具有导电性的流体压力的场合。而且本发明被应用在侦测水压或油压等导电性流体的压力的场合时，不需要再外加任何的中间传导机构，所以可以避免因为中间传导机构产生的误差，而提高压力感测的精密度。

如图5所示，为本发明的第二实施例，其中包括：一本体60，该本体60具有一基座61和一盖体62，该基座61和盖体62之间设有一容纳室63。该基座61另具有一接头64，接头64的中央设有一孔65，可使得流体进入到该容纳室63之中；及一电路板30A，设置在容纳室63之中，且其一端伸出于该本体60的外侧，在该电路板30A上设有一压力感应IC31A，和用以供压力感应IC和外部电路连接的电路接点。

第二实施例和第一实施例的不同点，是在于其膜片的安装及固定方式，该实施例所使用的膜片80为一圆形平板状的弹性片体，且通过一固定元件70固定在该容纳室63靠近该孔65的一端，且可以将该容纳室63分隔为二部份，防止从孔65进入的流体进入该容纳室靠近该压力感应IC31A的一侧。

如图5～6所示，该固定元件70概呈管状，其一端抵靠于该膜片80而迫使膜片80的边缘被抵紧于该容纳室63的顶面；而其另一端紧靠电路板30A，且于固定元件70和电路板30A接触面设置有一迫紧环71，用以使得固定元件70和电路板30之间形成密合状态。

在膜片80和电路板30A与压力感应IC31A之间的密闭空间中，填满绝缘性的介质流体72，因此使得膜片80受压后，能够将压力传递给该压力感应IC31A。

第二实施例和第一实施例相较下，虽然其膜片形状及固定方式不同，但其所运用的原理及所达成的功效皆相同，因此同样可避免压力感应IC被导电性流体接触而短路的情形，且不需附加其它转介机构便可应用于侦测导电性流体的压力。

Claims (2)

1.一种绝缘式集成电路压力感测装置，其中包括：

一本体，由一基座与一盖体所组成，其内具有一容纳室，且于该容纳室中设置一压力感应集成电路；及本体内设一孔供流体进入到该容纳室中；

在该容纳室内，该本体的孔与该压力感应集成电路之间设置有一膜片，该膜片具有弹性，该膜片与压力感应集成电路之间形成一密闭空间，且于该密闭空间中填满绝缘性介质流体；由该孔进入容纳室的流体接触该膜片，使该膜片承受由该孔进入容纳室的流体的压力而产生变形，并经由该膜片压缩前述介质流体，使得膜片承受的压力传递至该压力感应集成电路，因此使得该压力感应集成电路侦测出进入前述本体的孔的流体的压力；

通过以上元件组合，通过该膜片及绝缘性介质流体隔绝该压力感应集成电路使其不会直接接触从该孔进入该容纳室的流体，因此可以避免压力感应集成电路发生短路情形，其特征在于：

该压力感应集成电路设置于一电路板上；该膜片具有一圆弧形凹部，该圆弧形凹部包覆该压力感应集成电路，且其周围与该电路板表面密合，而形成一密闭空间以供充填绝缘性介质流体。

2.如权利要求1所述的绝缘式集成电路压力感测装置，其特征在于：在凹部外缘设有凸缘，在该基座和该膜片接近的一侧设置有一和该膜片的凸缘形状相互对应的凹槽，该凹槽和该凸缘相互卡合。

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