CN102124312A - 压力传感器装置 - Google Patents

Abstract

一种压力传感器装置，包括：壳体（2a,3a），其限定了具有入口通路（8a,8b）的腔（7）；压力传感器（30），具有被容装在所述腔（7）中的主体，并用于检测在所述入口通路（8a,8b）中存在的流体的压力；电路结构，其包括根据相应安置面而至少部分地容装在所述腔（7）内的电路支撑件（20），所述压力传感器（30）安装在所述电路支撑件（20）上。保护主体（31）关联到所述电路支撑件（20），并包围所述压力传感器（30），所述保护主体（31）向外限定有用于定位相应密封构件（35）的座，用于与所述壳体（2a,3a）的内表面协作，所述密封构件（35）特别地为径向密封衬垫。

Description

压力传感器装置

技术领域

本发明涉及压力传感器装置。

本发明优选地但非排他地应用于如下类型的传感器装置，这些类型包括：

壳体，其限定了具有流体入口通路的腔；

压力传感器，其具有被容装在所述腔中的主体，并用于检测流体压力；

电路结构，其包括根据相应安置面而至少部分地容装在所述腔内的电路支撑件，所述压力传感器安装在所述电路支撑件上。

背景技术

已知的上述类型装置具有相对复杂的结构，其具有长期可靠性问题，而且从产业化的角度来看难以生产。这种装置的生产难以自动化，原因在于内部部件的尺度小和固有的精密性，特别是压力传感器和可能的电路支撑件。

发明内容

一般而言，本发明意在提供一种压力传感器装置，其制造便宜、安装容易准确、且长期使用可靠。本发明的另一目的在于，获得所述类型的传感器装置，其组装可至少部分地以自动方式执行，而没有使装置自身最精密部件受损的风险，同时确保所需的安装准确性。

一个或多个这些目的根据本发明通过具有所附权利要求书特征的压力传感器装置而得以实现，这些内容形成在此提供的与本发明相关的技术教示的一体部分。

一般而言，本发明涉及一种压力传感器装置，包括：

壳体，其限定了具有流体入口通路的腔；

压力传感器，具有被容装在所述腔中的主体，并用于检测所述流体的压力；

电路结构，其包括根据相应整体安置面而至少部分地容装在所述腔内的电路支撑件，所述压力传感器安装在所述电路支撑件上。

在本发明的实施例中，保护主体关联到所述电路支撑件，并包围所述压力传感器，且与所述壳体的内表面协作以便实现密封目的。优选地，为此目的，密封机构设置在保护主体与上述内表面之间。而且优选地，所述保护主体向外（或称在外部）限定有用于定位属于所述密封机构的座，密封机构特别地包括密封构件，特别是径向密封衬垫。

根据本发明的另一实施例，所述压力传感器安装在所述电路支撑件的第一面上，所述装置包括温度传感器，保护主体关联到所述电路支撑件并包围所述压力传感器以及所述温度传感器的至少一部分，所述保护主体包含保护材料，例如凝胶。

根据本发明的另一实施例，所述压力传感器至少部分地容装在所述腔内限定的室中，其中所述入口通路与所述室连通，所述壳体包括：第一壳体零件和第二壳体零件，所述第一壳体零件和第二壳体零件能够根据联接方向相互联接以在其间限定所述腔；用于容装所述压力传感器的所述室完全限定在所述第一壳体零件中，并沿大致垂直于第一方向且垂直于电路支撑件安置面的方向轴向（或深度方向）延伸。

根据本发明的另一实施例，所述压力传感器至少部分地容装在所述腔内限定的室中，其中所述入口通路与所述室连通，所述壳体包括：第一壳体零件和第二壳体零件，所述第一壳体零件和第二壳体零件能够根据联接方向相互联接以在其间限定所述腔；所述第一和第二壳体零件限定相应的定位机构，所述定位机构被构造成将所述电路支撑件保持在相应安置面中，其中，所述电路支撑件的相应部分处于所述腔外以提供属于所述电路结构的电连接器的至少一部分。

根据本发明的另一实施例，所述电路结构包括：具有连接端子的电连接器，每个连接端子具有在所述腔内延伸的第一部分和在所述腔外延伸的第二部分，其中，每个端子的第一部分限定至少一个邻接表面，具有限制区段的端子端部与所述邻接表面分开，其特别地大致为尖突形，所述端子端部根据相对于所述电路支撑件的安置面至少大致垂直的方向轴向延伸，具有限制区段的所述端子端部被***所述电路支撑件的第一区域中存在的相应孔中，所述第一区域置于所述邻接表面上，其中，所述壳体在所述腔内限定定位机构，用于支撑所述电路支撑件的第二区域。

根据本发明的另一实施例，所述电路支撑件本身限定一连接器，所述壳体被构造为将这样的连接器转变为不同类型的连接器。

在下文中描述的这些和其它独立创新性实施例也可组合在一起以实现获得压力传感器装置的目标，这由此在其实际实施方案中可包括各独立创新性实施例中的一个或多个特征。

附图说明

通过仅用于示例性和非限制性目的的后文中的详细描述和附图，本发明的进一步的目标、特征和优点应该是明显的，附图中：

图1和2是根据本发明第一实施例的压力传感器装置不同角度的透视图；

图3和4是图1和2所示装置的不同角度的分解图；

图5是图1和2所述装置以放大比例的局部剖切透视图；

图6是图1和2所示装置的横向截面图；

图7是根据本发明第二实施例的压力传感器装置的局部分解透视图；

图8和9是图7所示装置的组件的透视图和局部分解图；和

图10是图7所示装置的横向截面图；

图11和12是根据本发明第三实施例的压力传感器装置不同角度的透视图；

图13、14和15是图11和12所示装置不同角度的分解图；

图16是图11和12所示装置的局部剖切透视图；

图17是图11和12所示装置的横向截面图。

具体实施方式

作为非限制性示例，假定根据下文中所述的各种实施例的传感器装置将用于运载工具，例如内燃机运载工具，其例如与用于控制氮氧化物（NOx）排放的***相结合，或者与运载工具燃料供应或喷射***相结合或与润滑***相结合，则在第一种情况下，接受压力测量的流体可例如为氨水溶液或尿素；而在第二中情况下，流体可为诸如柴油之类的燃料或者诸如机油之类的润滑油。然而，在下文中所述的传感器装置还适应于其它领域，例如，家用器具、加热或空调、以及水清洁或供热产业，或者建筑物或住宅用房的水***，其目的在于，检测在这些领域中所用流体（液体或气态）的压力，例如水或水与其它物质的混合物的压力（例如，水与乙二醇或任何其它物质的混合物，适于防止***或回路中的液体冻结）。

参见图1和2，本发明第一实施例的压力传感器装置整体上以1表示，其特征结构是两个主零件，仅在图1和2中以2和3表示：零件2主要用于容装/支撑、液压连接和电连接功能，而零件3主要用于覆盖功能。两个零件2和3的主体（其在图中以2a和3a表示）相互联接，优选地但不是必要地密封联接，以获得壳体，用于装置1的内部部件（如在图3和4的分解图中所示）。主体2a和3a使用相对较硬的材料（例如热塑性材料）制成，并优选地至少部分地通过模制工艺制成。

主体2a具有中间容装/支撑部分4、下连接部分5和大致管状的侧向或径向部分6。特别地如图4中可见，检测腔或室7限定在中间部分4中，部分5处于腔或室7之下并被大致构造为连接单元。部分5优选地为柱形并限定座5a（图3），用于径向密封机构（体现为例如以5b表示的O形环）。部分5提供装置1的入口或压力端口，将用于连接到液压回路（未示出），液压回路在其中保持流体，所述流体的压力和温度在本文中的实施例中将被检测。

在所示的示例中，两个导管部分沿轴向穿过部分5。这些导管中的第一导管由两个不同形状的导管区段构成，在图5中以8a和8b表示。区段8a在部分5的下端处（参照附图）开放，而区段8b在室7的底部处开放。第二导管以9表示，沿轴向延伸穿过部分5，而且在室7的底部处开放。导管9用于至少部分地容装流体温度敏感元件的端子或电极：上述温度敏感元件为了简便目的而在下文中被称为“温度传感器”，并可例如为负温度系数电阻器或称NTC（在图中以10表示），而相应的电极以10a表示。如图5中可见，传感器10的主体从部分5略微突出：为此目的，部分5优选地设置有管状的端附加物11，用于保护传感器10，并具有穿孔壁。

在所示的示例中，装置1包括电路结构，而电路结构包括电路或PCB（印刷电路板）和外连接器，如前所述。在示例中，电路容装在室7内，例如为整体上以20表示的印刷电路板，其中，在电路支撑件上安装有压力敏感元件（在图4和5中整体上以30表示），其为了简便而在下文中被称为“压力传感器”。印刷电路板20大致为扁平形状，并在此实施例中根据与部分5的轴线大致平行的平面设置。

压力传感器30为硅类型，例如具有通过相互集成（例如胶粘或焊接）的多个零件或层构成的结构；传感器30可以包括所称的硅片，硅片具有被构造为膜的部分或区部，所述膜可根据将被检测的压力而变形，所述片可包括其它零件和/或被胶粘在相应的玻璃或陶瓷（或适于实现此目的的任何其它材料）的衬底上；所形成的所述片或各零件的组件被连接到和/或施加于电路支撑件和/或被连接到印刷电路板，或者由相同的支撑件或电路至少部分地构成。

用于形成和连接所示类型传感器的方法本身是已知的，因而不需要在此详细描述。

在所示的示例中，用于将传感器30安装到电路20的区域由周边保护元件31环绕，元件31大致为环形或管状的形状，例如由塑性材料制成。如图4－6中可见，元件31还被安装在电路20上并沿侧向包围传感器30且与其稍稍分开。至少覆盖传感器30的保护材料（未示出）有利地可施加于通过元件31限定的空间中。这种保护材料（例如凝胶）优选地为耐化学侵蚀的类型（例如为氟化硅凝胶），且其适于将接受测量的流体的压力传递到敏感元件或传感器30，同时使其与流体隔离。

如前所述，装置1进一步具有电连接器（其整体上以EC表示），电连接器EC包括主体2a的管状零件6，管状零件6大致沿径向或与腔7垂直，装置1的电连接端子至少部分地延伸到管状零件6中，其中一些端子在图中以12表示。特别地在图4或5中可见，端子12大致为扁平形状，并以一定方式被构造为具有：连接端12a，其具有限制区段，且优选地大致为尖突形；中间部分（以12b表示），其具有多个折叠部；和大致平直端部分12c。在所述示例中，端子12构造为使得端12a至少大致垂直于电路20，部分6相对于腔7大致沿径向。端子12由导电材料制成，例如金属（例如铜）或合金。

在所示的示例中，形成主体2a的材料是合成材料，特别是热塑性材料，其被包覆模制到端子12，端子12例如通过以下方式获得：对金属条的冲裁处理和/或变形或模制处理和/或机械加工或车削处理。如图5中可见，执行包覆模制而使得：端子12的端部分12c（对于大多数区部）延伸到管状部分6中以与其形成连接器EC用于装置的电连接。相反地，端子12的端部分12a延伸到腔7中以提供电接触部，用于与电路20直接连接。如图3中可见，在与限制端区段12a分开的端子区域中，限定有至少一个邻接或支撑表面12a' 。

电路20包括由电绝缘材料（例如陶瓷或玻璃纤维材料）制成的电路支撑件或板（在图3－5中以21表示），板21设置有导电迹线（在此未示出，但其为本身已知的类型）。在所示的示例中，电路包括电子部件（其中一些以20a表示），例如用于放大和/或处置和/或处理和/或调整由压力传感器30和/或由温度传感器10检测到的信号。对此，应注意，用于在此所述各种实施例中的压力传感器和/或相应的电路20可被构造以实现允许对操作和/或检测参数编程的目的，其中包括存储和/或处理数据的机构。此外，在其它实施例中，板21可不设置电子部件20a，在这种情况下，电路20的仅有的功能是通过前述导电迹线而在装置的传感器机构10、30与端子12之间进行电连接。电路布局、可能存在的电动和/或电子部件、和设置用于电路20的任何控制逻辑模块，可为本领域中本身已知的任何类型，因而不必在此描述。

存在于板21上的一些导电迹线在相应端处止于第一连接孔22和第二连接孔23（作为板21中的通孔），在这样的孔处，前述迹线优选地为垫、环或衬套的形状，以围绕孔本身或者覆盖限定所述孔的表面。孔22和23被设置用于分别连接（通过联接和/或焊接）到端子12的端12a和电极10a。在端子板21中，优选地在未被导电迹线占据的位置，还形成有通孔24，其目的将在下文中阐释。

如前所述，主体2a中限定有主腔或室7，其在底部存在开放的两个通路8a－8b和9，通路8a－8b和9沿轴向被限定在连接部分5中。在所示的示例中，通路的下区段8a用于将接受压力测量的气态介质供应到室7，并具有恒定的截面（大致为半圆形），且延伸到连接部分5中；相反地，第二区段8b具有可变截面（大致外展），其在室7的底部开放，也具有大致半圆形截面；而且，在所示的示例中，用于容装温度传感器10的电极10a的通路9具有大致半圆形截面。

在室7中限定有用于主体或盖3a的支撑表面。在示例中，上述支撑表面由周边壁15的上端限定，并设置在被此壁环绕的区域中，用于印刷电路板20的支撑件处于室7的底部上。第一支撑突出部（其中一个在图4中以16a表示）设置为接近于室7的纵向边缘。第二突出部（以16b表示）相对于室7在其中间区域中沿横向延伸，且其大致中空或为管状形状。

如前所述，针对获得装置1的目的，形成主体2a的材料（优选地为热塑性材料）可通过注射成型获得，其被包覆模制到端子12，其方式使得端子端12a本身在室7内大致竖直地延伸，如图5中可见，接近于与图4的支撑突出部16a相反的室端。在所示的示例中，形成主体2a的材料还包覆模制到金属衬套17a，以形成用于使其与装置1锚定的支撑元件17。

已经组装完毕并设置有传感器10和30的电路20位于室7中，其方式使得板21设置在相应支撑件16a（可为16b）上，电极10a和传感器10***穿过通路9。在组装状态下，板21的通孔24面向突出部16b的腔内或者处于其右侧（参见图4）；这样的孔24有利地可用于将密封材料（例如合成树脂）注射到电路20之下的区域中，特别是在室7的供端子12的部分延伸进入的区中：突出部16b便利地可被构造用于这样的目的，例如，用于限定特定区域和/或提供适合通路或缝用以进入其右壁（仍参见图4）中或面向端子12的壁中。

在所述定位之后，端子12的部分12a的具有限制或尖突形区段的端被***或装配到端子板21的连接孔22中，如图5中可见，端子板21的下面处于端子12的邻接表面12a' （图3）上，这因而有助于支撑电路20。端子端12a因而可焊接到电路20的导电迹线，在板的上区部并在孔22处。针对氧化和/或侵蚀的保护材料（例如合成树脂）可施加于被焊接到电路20的端子的端12a上，也可施加于在孔23处焊接的电极10a的端上。室7因而通过固定盖或主体3a而封闭，盖或主体3a处于周边壁15上在上区部处，例如在图5和6中可见。在主体2a和3a之间的联接可通过任何已知技术而获得，例如通过将两个主体相互焊接（激光焊接或热重熔焊接主体的一区部或振动焊接或超声波焊接，等等），或者通过固定在两个主体之间的粘接剂或密封材料，或者通过使两个主体中的一个相对于另一个机械变形并可插置衬垫等（优选地当主体由金属材料制成时）。这种类型的联接技术可用于在此所述的所有实施例。

在可行的实施例中，例如，主体2a和3a由适于允许激光焊接的材料制成。为此目的，主体2a和3a可分别使用针对焊接激光束而言透明和不透明的材料制成，或者相反；以这种方式，不透明主体（例如主体3a）的材料在接触激光束时被局部加热，直到其熔化，并由此焊接到使激光束穿过而未被加热的透明主体（例如主体2a）的材料。显然，这种技术也可用于在此所述装置的其它实施例中，以及用于将装置的不同零件相互固定，或用于以不同方式焊接（例如在两种不透明材料的衔接区域中），例如在两种不透明材料的衔接区域中。在进一步的可行实施例中，主体2a和3a的材料和形状可适于允许通过热重熔或通过超声焊接或者振动焊接。

在图1－6中所示装置1优选地用于检测气态介质的压力。在正常使用状态下，装置1通过所装配的连接部分5（例如装配到所涉及流体的管路）而连接到接受控制的流体的线路，通过这种方式，温度传感器10暴露于填充管路8a－8b和9的流体；这样，通过传感器10的电极10a而产生体现流体温度的信号或电阻值。

流体气态介质侵入整个室7、以及电路20的端子板21之上的区部，其中安装有传感器30，即，在相对于入口8a－8b和相对于温度传感器10的相反区部。如前所述，优选地，在端子12的部分12a面向室6中的区域中、在焊接到印刷电路板的端子12的端部上、和在温度传感器10的电极10a的端部上，优选地设置保护树脂沉积物。

通过所示构造，流体气态介质可到达室7而且当通路9和相应传感器10设置在装置中时还穿过通路9。所示结构在任何情况下可容易地修改，以实现获得用于检测液体压力和/或温度的装置的目的，例如，提供适合的密封部（例如，采用在随后实施例中所示类型的电路20－传感器30的组件，其中具有传感器壳体，其设置有为此目的适合成形的相应衬垫用于密封通路8b的区段，其中具有树脂沉积物，用于密封导管9内的电极线10a）。

在室7中，流体压力将压力施加在传感器30的膜部分上，使得膜部分弯曲或变形，这在传感器本身的端子上产生体现流体压力值的信号。通过板21的导电迹线，体现压力和温度的信号（可通过本身已知的方式由电路20的电子部件20a放大和/或处置和/或处理）到达装置1的端子12，端子12电联接到被连接到适合外部控制单元的外部布线（未示出），外部控制单元例如为：交通工具的电子控制单元（例如燃料喷射控制单元或氮氧化物排放控制单元），或者家庭应用控制电路，或者用于供热或空调或流体调整的应用或***（例如锅炉）的控制单元。

可见，通过所述构造，装置1的端子12直接连接到电路20，而没有插置专用连接元件。图1－6的解决方案因而有利于制作所述装置，其壳体2a－3a在大多数情况下可通过将热塑性材料模制在端子12和衬套17a（如果被设置）上的单一操作而获得，先前设置有传感器10和30的电路20可利用在腔7中的简单线性运动而定位，端子12的端12a也在此步骤中用作用于定位印刷电路板30的元件。这样，所述过程可易于自动化，即使涉及执行以下的操作也是如此：将端子焊接到电路，和可能的施加树脂以保护端子本身或者腔7内的其它内部电连接零件。

图7－10显示出根据本发明第二实施例的传感器装置。图1－6的附图标记用于这些图中以表示与所述和所示在技术上等同的元件。

图7－10的实施例在大多数情况下类似于图1－6所示，但在这种情况下，所述装置以一定方式被构造以允许检测液体介质的压力。仍在此实施例中，压力传感器优选地为硅类型，在所示非限制性示例中，所述装置包括温度传感器10，不过这应被认为不是本发明的必要元件，恰似前述实施例中的情况。

仍在这种情况下，如图9中可见，压力传感器30优选地直接安装在端子板21的面上，温度传感器10的电极10a焊接在同一面上。在此实施例中，电极10a具有大致处于或置于板21的相应的导电迹线（未示出）的表面上的连接区段，因而不需要板中的专用孔（类似于前述实施例的孔23）；这样，在板21上对于所述传感器30和10执行“表面安装”（SMD）。压力传感器30在这种情况下设置有保护壳体（以31表示），保护壳体沿轴向中空并在两端处开放，其也固定到板21并例如由热塑性材料制成。如图8和9中可见，壳体31具有棱柱形基底区部32（在此大致为平行六面体形状），大致柱形的区部33从区部32凸起并且向内设置有横向隔片34。区部33大致为柱形形状以利于相对于衬垫（例如O形环）联接或密封安装；不过，壳体31和/或区部32、33可具有不同形状，优选地具有至少部分曲形的构形和/或具有圆角，以确保相对于衬垫或密封元件的密封联接。

在图10中可见连接部分5在此实施例中如何包括单一的导管，所述导管的下区段8a进而分为沿轴向错开但相连的两个区部，以限定一种不均匀或S形的路径，以防止污物透入。导管区段8b（在室6中开放）为柱形形状，适于接纳压力传感器的壳体31的区部33。在装置的组装状态下，径向密封元件（例如图10中以35表示的O形衬垫）安装在壳体31的两个区部32和33之间的衔接区域中，电极10a以一定方式成形以穿过壳体31和由导管区段8a形成的S形路径。如图7中可见，仍在此实施例中，端子12的端部分12a突出到主体2a的室7中，并可穿过相应板21的孔22（图7－9）直接连接到电路20。如图7中可见，在室7中设置有用于支撑板21的突出部16a和用于支撑主体或盖3a的突出部15，仅在图10中示出。

仍在此实施例中，在将敏感元件30和相应壳体31安装在板21上之后，优选地在壳体31内灌注保护材料（例如前述类型的凝胶）以覆盖敏感元件。这种保护性的凝胶（在图10中以36表示）适于将接受测量的流体的压力传递到敏感元件30上，并同时使敏感元件针对流体隔离。有利地，在此实施例中，壳体31（特别是其基底区部32）被构造为还封装被连接到电路的电极10a的一部分，如图8和10中清楚可见：通过这种方式，相同的凝胶36还针对流体隔离和保护在板21上的温度传感器10的电极10a的焊接区域。

对于简化装置1的制造和安装操作，图7－10的实施例允许获得与图1－6所示实施例相同的优点。提供保护壳体31（优选地具有至少部分呈曲形或柱形的至少一个部分或构形）允许针对流体而易于获得电路20以及安装其上的部件的液压密封和/或绝缘，从而防止氧化或其它化学侵蚀风险。

图11－17例示出本发明进一步实施例的装置，其设置有压力传感器，优选地为硅制的类型。仍在这些图中，先前图中的附图标记用于表示与前述中在技术上等同的元件。

在此实施例中，主体2a和3a相对于前述方案进行修改，以允许电路20和相应压力传感器30的不同定位和安装。装置1作为整体具有轴向延伸方向，其中液压连接区部与电连接区部处于装置1的相反端。这样，在此实施例中，连接器EC因而至少部分地由主体3a限定。在示例中，主体3a具有由周边壁3b和底壁3c限定的主要中空的柱形区部；连接器EC的管状部分6从这种底壁3c沿轴向突出到主体3a之外。

特别地，如图13和14中可见，电路20具有由绝缘材料制成的板21，具有相应端垫22a的导电迹线21a设置在板21上；在此实施例中，迹线21a或其垫22a用于与板31实现用于电连接装置1的连接器EC的一部分。

硅压力传感器在图中不可见，但其可按照与图1－10的实施例类似的方式设计，其直接安装在板21上并设置有相应的保护壳体（以31表示，例如由塑性材料模制而成）。如图14中可见，在这种情况下，壳体31的基底区部32也大致为柱形形状；在壳体31的区部32和33之间限定有台阶或表面座，用于定位相应的径向密封元件35（优选地由O形衬垫构成）；在其它未示出的实施例中，根据被联接在一起的零件的所选几何形状，密封元件35可被替代为轴向密封元件或能够同时施加轴向密封和径向密封的元件（在这种情况下，轴向的或轴向径向的密封元件不必相对于压力传感器轴线共轴或对中）。在示例中，板21在压力传感器的安装区域处具有通孔24a，用于通气和/或用于允许传感器本身具有参考环境压力。仍在图11－17的实施例中，在壳体31内可设置有用于保护安装在板21上的压力敏感元件的材料（例如为前述类型的凝胶），或者可设置有壳体31的变例形式但其适于确保适合密封。

仍然特别地参照图14和15，主体2a的部分4具有基底中心区部4a，其在这种情况下大致为环形形状，限定用于衬垫4c的周边座4b，衬垫4c用于与主体3a的周边壁3b密封协作。第一直立部60从所述基底中心区部4a凸起，其优选地具有大致尖突形端，或者包括至少一个倾斜面。在两个直立部60之间形成有主体区部61，其限定腔或室7，用于容装压力传感器30或相应壳体31的至少一部分；特别地，室7包括沿相对于连接部分5的轴线和/或相对于装置1的主轴线和/或相对于属于装置电连接器EC的管状部分6的轴线成角度（优选地垂直或沿径向）的轴线延伸的至少一个部分。

在所示的非限制性示例中，主体区部61在与室7的入口相反的侧上具有杯形区域或具有限制区段（仅在图14中以7a表示）以限定室本身的底部分，并具有导管形成部7b以将前述底部分7a的内部与在主体2a的连接部分5内沿轴向延伸的导管区段8a相连通。特别地如在图16和17中可见，导管形成部7b因而形成导管区段8b以允许流体到达室7中，用于由压力传感器执行压力检测的目的。

在直立部60与主体区部61之间在室7的入口处的周边位置，设置有用于支撑印刷电路板20的突出部（其中一些在图13中可见，以62表示）。在直立部60旁边设置有两个第二直立部或壁63，其短于直立部60；在直立部60外侧的直立部63的表面上存在突出部64（优选地为具有大致尖突端的轴向突出部），恰似直立部60。

主体3a的管状部分6具有四方形截面，并具有设置有齿6b的突出壁部分6a（例如见图14），且在部分6内延伸有具有相应端台阶6d（例如见图17）的壁6c。

在主体3a的腔中设置有侧轴向引导部（在图15中以65表示），用于与主体2a的突出部64协作，特别地是为了实现确保主体2a相对于主体3a的正确定位的目的。而且，从图15和17可见，中间壁6c还突出到主体3a的腔内，以对电路20提供支撑；为此目的，壁6c的突出到主体3a内的部分通过在主体3a的底壁3c和周向壁3b中的至少一种中限定的肋或突出部6e被便利地支撑。而且在所示的示例中，壁6c具有中心通路（在此为缝的形式，在图15中以66表示），以此面对电路20的板21的孔24a（见图13）。在主体3a的底壁3c中形成有两个开口（在图15中以67表示），用于接纳直立部60的端；在这些开口67之间且仍在底壁3c中形成有横向缝（在图15和17中以68表示），其部分地由壁6c限定，用于供电路的在主体3a的腔外的部分通过。

针对安装所述装置的目的，衬垫35安装在压力传感器的壳体31上，电路20定位在直立部60之间，其方式使得所述壳体31被至少部分地***室7中且端子板21位于图13的适合突出部62上。这样，设置有电路20的主体2a被***主体3a中，其中，直立部63的突出部64（图13－14）接合在主体3a的引导部65（图15）中。主体2a被推入主体3a的腔中，直到直立部60的端装配到底壁3c的通路67中：在此步骤中，电路20的一部分穿过缝68（见图17），而电路本身的端（垫22a位于此处）设置在由中间壁6c的端形成的台阶6d上并处于主体3a的腔外，例如在图16和17中可见。以这种方式，电路20的容装在主体3a的管状部分6中的区部实际上形成大致扁平形状的连接器，特别地为用于印刷电路板的凸式连接器（例如由FR4材料制成），适于连接到相同类型的凹式连接器。

应注意，中间壁6c的沿所述端部分或台阶6d突出到电连接器EC管状部分6中的部分，允许将通过端子板21和电路20的垫22a提供的连接器转变为不同的电连接器，其大致具有相同结构但具有更大厚度；而且，壁6c提供使得板或印刷电路支撑件21增强的支撑件，所述支撑件优选地通过陶瓷材料或使用玻璃纤维制成，和/或具有更小厚度，如同在此所述的其它实施例中的情况。

如前所述，在此实施例中，室7的轴线大致垂直于装置连接部分5的轴线和/或主体3a的腔的轴线。

而且，此实施例可有利于对装置的部件和组件进行操控，这可通过简单的线性运动而实现；和/或，可获得具有确实保护和增强的电路20的装置1。所涉及的解决方案显著简化了装置连接器（通过电路直接获得）的制造，并且进一步允许将电路20的连接器从第一类型（较薄）转变为第二类型（较厚），不过具有相同种类，以例如允许与不同类型的外部电连接器相连，或者允许将电路20的连接器从易损的第一类型转变为更增强的第二类型。应注意，对于特定应用，例如在机动运载工具中的使用，图11－17的装置所设置的连接器可具有不同构造（而不是体现为一种构造），具有多个端子（例如类似于图1－10的连接器），并因而包括管状主体区部（连接到电路20的多个端子突出到其内）。

在可能的变例中，例如，图11－17的装置用于机动运载工具上，在导管区段8a、8b中的至少一个内（特别是在区段8a内），可安装补偿元件，其与接受测量的流体接触，并由弹性或可压缩材料制成，其变形可补偿流体的可能的压力峰值和体积变化（例如在流体冻结的情况下）。所述补偿元件的主体优选地由海绵或膨胀材料形成，所述材料优选地为具有封闭单元的不可透过的类型，例如EPDM或硅树脂。无论如何，补偿元件的主体可通过不同方式形成，例如，通过具有可压缩的内室或部分的弹性材料形成。补偿元件可例如具有大致管状形状，优选地但非必要地为圆柱形形状，其中具有通孔用于允许流体通过；在补偿元件基本上整个占据第一导管区段8a的情况下，无论如何，前述孔与第二导管区段8b连通或连接，例如通过在补偿元件中或主体2a中还提供径向导管部分而实现；在其它实施例中，补偿元件可不完全占据导管区段8a，由此在导管区段8b的近处留出空余的连接间隙或导管部分。而且显然，一个或多个所指类型的补偿元件可用于根据图1－10的装置中。

本发明的特征和优点通过描述而显见，主要体现为：使所述各种装置的制造和安装简化，以及使***的有源部件（例如压力传感器）或关键连接区域（例如端子12、电极10a和相同传感器30与电路20的连接部）的保护增强。在各种构造中，装置电连接器EC的端子直接连接到电路20而不插置专用连接元件，或者各端子直接利用电路20而获得。

还应注意，所述传感器装置可用作用于测量由液体头所产生压力（例如用于测量箱内液体液位）的装置。在这样的应用中，传感器装置可布置为接近于箱底部，并因而通过简单地测量由此产生的压力而测量箱中存在的液体的高度（在知悉液体密度时）。

显然，对于为了例示目的而描述的压力传感器装置而言，在不背离由所附权利要求书限定的本发明的范围的情况下，多种变例是可行的。而且，对于本领域技术人员而言显然的是，参照具体实施例所述和所示的特征也可用于其它所述实施例中，即，不同实施例的特征可通过各种方式组合，从而也可获得不同于为了例示目的所示的装置。

根据本发明的传感器装置可设置有针对电磁干扰（EMI）所致问题的屏蔽机构。这些屏蔽机构优选地可利用导电材料层获得，导电材料层沉积在室7的内表面上（在图1－6和7－10的实施例的情况下）或者主体3a的腔的内表面上（在图11－17的实施例的情况下），一些区域、特别是存在短路风险的区域和可能设置有通风空间的区域除外。不过，优选地，上述层定位而与端子12接触，端子12电连接到适于获得上述屏蔽的电势，优选地为接地或地点电势。

形成上述层的材料可采用传统形式的涂料、墨、膏、或导电塑料；其目的在于在生产步骤过程中沉积材料，优选地使用适合的设备，例如，以一定方式构造的掩模，其具有覆盖区部（在此区域中不应存在所述层）和开放区部（在此区域中必须存在所述层）。所涉及的层可被模制或包覆模制到主体2a或3a，而不是以涂料、墨或膏的形式沉积到主体上；为此目的提供适合的模具和/或模制设备。在通过模制获得针对干扰的屏蔽的情况下，优选地使用导电热塑性材料；所述导电热塑性材料也可部分地形成为根据本发明的装置的壳体的一部分。

在所述装置设置有温度传感器的情况下，温度传感器可直接安装在印刷电路板20上，其方式类似于压力传感器30的情况，或为表面安装类型（SMD类型）。有利地，在这种情况下，两种传感器均可封装在壳体31中并由前述的保护材料或凝胶覆盖。

可在根据本发明的装置与相应的控制单元之间提供数据传送，其中利用无线传送机构，例如利用射频：在这种情况下，为了可进行信号处理，所述装置在电路20近旁还包括传送电路和电池或电源电路。

在这些描述中提及的给定“实施例”表示：关于该实施例所描述的具体构造、结构或特征被包括在至少一个本发明的实施例中。因此，可能存在于这些描述的各部分中的“实施例”的表述不必表示相同实施例。而且，具体构造、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何适合方式组合。

Claims (27)

1.一种压力传感器装置，包括：

壳体（2a, 3a），其限定了具有入口通路（8a, 8b）的腔（7）；

压力传感器（30），具有被容装在所述腔（7）中的主体，并用于检测所述入口通路（8a, 8b）中存在的流体的压力；

电路结构，其包括根据相应安置面而至少部分地容装在所述腔（7）内的电路支撑件（20），所述压力传感器（30）安装在所述电路支撑件（20）上，

其特征在于：保护主体（31）关联到所述电路支撑件（20），并包围所述压力传感器（30），且与所述壳体（2a, 3a）的内表面协作以便实现密封目的。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述保护主体（31）通过密封机构（35）与所述壳体（2a, 3a）的所述内表面协作。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述保护主体（31）向外限定了用于联接或定位属于所述密封机构的密封构件（35）的座，所述密封构件（35）特别是径向密封衬垫。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，

在所述腔内限定了用于所述压力传感器（30）的室（7），所述室（7）与所述入口通路（8a, 8b）流体连通；和

所述保护主体（31）具有被***所述室（7）中的至少一个相应部分（32），所述密封机构（35）与限定所述室（7）的表面协作。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，

所述壳体包括：第一壳体零件（2a）和第二壳体零件（3a），所述第一壳体零件（2a）和第二壳体零件（3a）能够根据联接方向相互联接以在其间限定所述腔；

用于所述压力传感器（30）的所述室（7）完全限定在所述第一壳体零件（2a）中并沿相应轴向延伸，所述相应轴向大致垂直于所述联接方向且垂直于所述电路支撑件（20）的安置面。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，在所述腔内限定了用于所述压力传感器（30）的室（7），所述室（7）与所述入口通路（8a, 8b）流体连通，并沿大致垂直于所述入口通路（8a, 8b）的至少一个区段的轴向延伸。

7.根据权利要求5所述的装置，其中，所述第一和第二壳体零件（2a, 3a）限定了相应的定位机构（6c, 62, 68），所述定位机构（6c, 62, 68）被构造成将所述电路支撑件（20）保持在相应安置面中，其中，所述电路支撑件（20）的相应部分处于所述腔外。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述电路支撑件（20）在所述腔外的部分形成了属于所述电路结构的电连接器（EC）的至少一部分。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述保护主体（31）具有被***所述入口通路（8a, 8b）中的至少一个相应部分（32）。

10.根据权利要求2和9所述的装置，其中，所述密封机构（35）与限定所述入口通路（8a, 8b）的表面协作。

11.根据权利要求1、4、9中至少一项所述的装置，进一步包括：温度传感器（10），其连接到所述电路支撑件（20），其中，所述保护主体（31）包围所述温度传感器（10）的至少一部分（10a）和所述压力传感器（31）。

12.根据权利要求1、4、9、11中至少一项所述的装置，其中，所述保护主体（31）中空并包含诸如凝胶之类的保护材料。

13.根据前述权利要求中至少一项所述的装置，其中，所述入口通路（8a, 8b）内存在可压缩元件，所述可压缩元件被设计为与所述流体接触，特别地是用于补偿所述流体的可能的体积变化。

14.一种压力传感器装置，包括：

壳体（2a, 3a），其限定了具有入口通路（8a, 8b）的腔（7）；

压力传感器（30），具有被容装在所述腔（7）中的主体，并用于检测在所述入口通路（8a, 8b）中存在的流体的压力；

电路结构，其包括根据相应安置面而至少部分地容装在所述腔（7）内的电路支撑件（20），所述压力传感器（30）安装在所述电路支撑件（20）上，

所述装置具有以下特征中的一个或多个：

保护主体（31）关联到所述电路支撑件（20），并包围所述压力传感器（31），所述保护主体（31）向外限定有用于定位相应密封构件（35）的座，用于与所述壳体（2a, 3a）的内表面协作；

所述压力传感器（30）安装在所述电路支撑件（20）的第一面上，所述装置包括温度传感器（10），保护主体（31）关联到所述电路支撑件（20）并包围所述温度传感器（10）的至少一部分（10a）和所述压力传感器（31）；

所述压力传感器（30）至少部分地容装在所述腔内限定的室（7）中，其中所述入口通路（8a, 8b）与所述室（7）连通，所述壳体包括：第一壳体零件（2a）和第二壳体零件（3a），所述第一壳体零件（2a）和第二壳体零件（3a）能够根据联接方向相互联接以在其间限定所述腔；用于容装所述压力传感器（30）的所述室（7）完全限定在所述第一壳体零件（2a）中并沿相应轴向延伸，所述相应轴向大致垂直于所述联接方向且垂直于所述电路支撑件（20）的安置面；

所述压力传感器（30）至少部分地容装在所述腔内限定的室（7）中，其中所述入口通路（8a, 8b）与所述室（7）连通，所述壳体包括：第一壳体零件（2a）和第二壳体零件（3a），所述第一壳体零件（2a）和第二壳体零件（3a）能够根据联接方向相互联接以在其间限定所述腔；所述第一和第二壳体零件（2a, 3a）限定相应的定位机构（6c, 62, 68），所述定位机构（6c, 62, 68）被构造成将所述电路支撑件（20）保持在相应安置面中，其中，所述电路支撑件（20）的相应部分处于所述腔（2a, 3a）外以获得属于所述电路结构的连接器（EC）的至少一部分；

所述电路支撑件（20）限定第一类型的连接器，所述壳体（2a, 3a）被构造为将所述第一类型的连接器转变为第二类型的连接器；

所述电路结构包括：具有连接端子（12）的连接器（EC），每个连接端子（12）具有在所述腔内延伸的第一部分（12a）和在所述腔外延伸的第二部分（12c），其中，每个端子（12）的第一部分（12a）限定了至少一个邻接表面（12a'），与所述邻接表面（12a'）分开的端子端部具有限制区段（12a），其特别地大致为尖突形，所述端子端部根据相对于所述电路支撑件（20）的安置面至少大致垂直的方向轴向延伸，所述端子（12）的限制端部（12a）被***所述电路支撑件（20）的第一区域中存在的相应孔（22a）中，所述第一区域置于所述邻接表面（12a'）上，其中，所述壳体（2a. 3a）在所述腔（7）内限定了定位机构（16a, 16b），用于支撑所述电路支撑件（20）的第二区域。

15.根据权利要求1－14中至少一项所述的装置，其中，所述温度传感器安装在所述电路支撑件（20）的第一面上，并沿所述压力传感器（30）由所述保护主体（31）至少部分地封装，且由保护材料（36）覆盖。

16.根据权利要求1－14中至少一项所述的装置，其中，所述温度传感器（10）具有沿纵向延伸的相应端子（10a），所述端子（10a）具有被电连接到所述电路支撑件（20）的第一面的端区域，所述温度传感器（10）的端子（10a）的所述端区域沿所述压力传感器（30）由所述保护主体（31）封装，且由保护材料（36）覆盖。

17.根据权利要求1－14中至少一项所述的装置，进一步包括：针对电磁干扰EMI所致扰动的屏蔽机构，所述屏蔽机构特别是包括由导电材料形成的层，所述由导电材料形成的层处于所述壳体的限定至少一部分所述腔的表面上。

18.根据权利要求1－14中至少一项所述的装置，其中，所述电路支撑件（20）

包括导电迹线（22a），且所述电路支撑件（20）的支承所述导电迹线（22a）区部的部分延伸到所述腔外，以形成属于所述电路结构的电连接器（EC）的一部分；和/或

处于相对于所述温度传感器（10）和相对于所述压力传感器（30）的中间位置。

19.根据权利要求1－14中至少一项所述的装置，其中，所述壳体（2a, 3a）

具有液压连接部分（5），所述入口通路的至少一个区段（8a）延伸到所述液压连接部分（5）中，在所述液压连接部分（5）中进一步形成有用于所述温度传感器（10）和/或用于将其端子（10a）连接到所述电路支撑件（20）的通路（9）；和/或

具有液压连接部分（5），所述入口通路的至少一个区段（8a）延伸到所述液压连接部分（5）中，在所述入口通路（8a, 8b）中还延伸有所述温度传感器（10）的至少一部分（10a）。

20.根据权利要求1－14中至少一项所述的装置，其中：

至少在所述端子（12）的连接区域处，保护材料特别是树脂被施加于所述电路支撑件（20）；和/或

至少在所述温度传感器（10）的端子（10a）的连接区域处，保护材料特别是树脂被施加于所述支撑表面（20）。

21.根据权利要求1－14中至少一项所述的装置，其中，所述电路支撑件（20）具有一个或多个通透开口，用于将保护材料注射到所述电路支撑件（20）之下的区域中。

22.根据权利要求1－14中至少一项所述的装置，其中，所述压力传感器（30）和所述温度传感器（10）中的至少一个具有相应的端子（10a），每个端子（10a）具有位于所述电路支撑件（20）的相应的导电迹线上的相应的连接区域，特别地是为了实现表面安装或SMD的目的。

23.根据权利要求1－14中至少一项所述的装置，进一步包括：用于无线发送信号的电路。

24.根据权利要求1－14中至少一项所述的装置，其中，所述保护主体（31）具有被***所述入口通路（8a, 8b）中的至少一个相应部分（32），所述密封元件（35）与限定所述入口通路（8a, 8b）的表面协作。

25.根据权利要求1－14中至少一项所述的装置，其中，所述保护主体（31）具有被***所述室（7）中的至少一个相应部分（32），所述密封元件（35）与限定所述室（7）的表面协作。

26.根据权利要求1－14中至少一项所述的装置，其中，所述保护主体（31）中空，并包含保护材料，例如凝胶。

27.一种压力传感器装置，包括：

壳体（2a, 3a），其限定了具有入口通路（8a, 8b）的腔（7）；

压力传感器（30），具有被容装在所述腔（7）中的主体，并用于检测在所述入口通路（8a, 8b）中存在的流体的压力；

电路结构，其包括根据相应安置面而至少部分地容装在所述腔（7）内的电路支撑件（20），所述压力传感器（30）安装在所述电路支撑件（20）上，

所述装置具有权利要求1－26的一个或多个特征。

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