CN109655194A - 压力传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压力传感器，包括壳体和设置于壳体内的压力测量单元，所述压力测量单元包括陶瓷电路板和设置于陶瓷电路板上的处理电路、第一、第二传感元件，所述处理电路设置在陶瓷电路板的一侧，所述第一、第二传感元件设置在陶瓷电路板与所述一侧相对的另一侧，所述处理电路分别与第一、第二传感元件通信连接，所述第一、第二传感元件分别用于感测测量介质的压力并反馈给处理电路，所述处理电路用于对接收到的两压力信息进行数字化处理。本发明的压力传感器可以同时测量并输出两路压力信号，且具有较好的介质耐抗性，可以长期稳定地在侵蚀环境中使用，而且材料成本低，压力测量的精度高，同时所用壳体的结构简单，加工成本低。

Description

压力传感器

技术领域

本发明涉及压力测量技术领域，尤其涉及一种压力传感器。

背景技术

为满足日益严苛的排放法规，降低车辆的颗粒物排放，颗粒捕捉器(GPF)逐步开始在汽油发动机上推广和应用。为保证GPF的正常工作及满足车载诊断***(OBD)的要求，需要检测GPF上下游的压力差和GPF的下游的绝对压力。于是，GPF压力传感器逐渐在车辆上使用，并工作在发动机尾气排放的环境中。

然而，发动机排放的尾气温度高，还含有氮氧化物、硫化物等腐蚀性介质，因此，压力传感器的工作环境恶劣。并且在常规的压力传感器中，其很难保证电气部分在如此恶劣的工作环境中长期稳定地工作。此外，为了检测GPF的压力差以及上游的绝对压力，还需要配置两套压力传感器及相应的连接管路与线束等附属装置，显著增加了***成本。

因此，有必要开发一种新型的压力传感器，可以有效地确保其电气部分在恶劣的工作环境中长期且稳定地工作，而且***成本低，压力测量的精度也高，特别的还可以同时测量两路压力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压力传感器，其可以同时测量两路压力，且具有较好的介质耐抗性，可以长期稳定地在侵蚀环境中使用，不仅材料成本低，压力测量的精度高，而且所用壳体的结构简单，加工成本低。

为实现上述目的，本发明提供了一种压力传感器，其包括壳体以及设置于所述壳体内的压力测量单元；所述压力测量单元包括陶瓷电路板以及设置于所述陶瓷电路板上的处理电路、第一传感元件以及第二传感元件；其中：

所述处理电路设置在所述陶瓷电路板的一侧，所述第一传感元件以及所述第二传感元件设置在所述陶瓷电路板与所述一侧相对的另一侧，所述处理电路分别与所述第一传感元件以及所述第二传感元件通信连接；所述第一传感元件和所述第二传感元件分别用于感测一测量介质的压力并反馈给所述处理电路；所述处理电路用于对接收到的两压力信息进行数字化处理。

优选地，所述陶瓷电路板为多层结构，且内部设置有线路，所述处理电路通过所述线路分别与所述第一传感元件以及所述第二传感元件通信连接。

优选地，所述陶瓷电路板为高温共烧陶瓷电路板或低温共烧陶瓷电路板。

优选地，所述第一传感元件和所述第二传感元件均为MEMS传感元。

优选地，所述陶瓷电路板的热膨胀系数不大于MEMS传感元的两倍。

优选地，所述陶瓷电路板的热膨胀系数小于10ppm/C。

优选地，所述第一传感元件以及所述第二传感元件均为绝对压力传感元件，分别用于感测一测量介质的一绝对压力。

优选地，当所述第一传感元件以及所述第二传感元件均为绝对压力传感元件时：所述壳体内设置有分开的第一腔室和第二腔室；

所述第二传感元件容置于所述第一腔室，以使所述第二传感元件的一表面感测进入所述第一腔室的测量介质的绝对压力；

所述第一传感元件容置于所述第二腔室，以使所述第一传感元件的一表面感测进入所述第二腔室的测量介质的绝对压力；

所述壳体内还设置有第四腔室，与所述第一腔室和所述第二腔室分开设置，且所述处理电路容置于所述第四腔室，并分别用于对接收到的两绝对压力信息进行数字化处理。

优选地，所述第一传感元件为绝对压力传感元件，用于感测一测量介质的一绝对压力；所述第二传感元件为相对压力传感元件，用于感测一测量介质的一压力差。

优选地，当所述第一传感元件以及所述第二传感元件分别为绝对压力传感元件以及相对压力传感元件时：所述壳体内设置有分开的第一腔室和第二腔室；

所述第二传感元件容置于所述第一腔室，以使所述第二传感元件的一表面感测进入所述第一腔室的测量介质的压力；

所述第一传感元件容置于所述第二腔室，以使所述第二传感元件的一表面感测进入所述第二腔室的测量介质的压力；

所述壳体内还设置有第三腔室和第四腔室，所述第四腔室与其余腔室均分开；

所述第三腔室通过所述壳体内的一中间通道与所述第二腔室连通，并使所述第二传感元件与其所述一表面相对的另一表面感测进入所述第三腔室的测量介质的压力；所述第二传感元件用于根据其两个表面感测的测量介质的压力获得所述第一腔室和所述第三腔室之间的压力差；

所述处理电路容置于所述第四腔室，并分别用于对接收到的一绝对压力信息以及一压力差信息进行数字化处理。

优选地，所述压力测量单元还包括***电路，其中：

所述陶瓷电路板包括第一部分和第二部分，所述处理电路以及所述***电路全部设置于所述第二部分并位于所述陶瓷电路板的同一侧，且所述第一部分位于所述第三腔室并设置有一过孔，所述第二传感元件位于所述过孔远离所述第三腔室的一端，以使所述第三腔室的测量介质通过所述过孔加载于所述第二传感元件的另一表面。

优选地，所述第一传感元件以及所述第二传感元件均为相对压力传感元件，分别用于感测一测量介质的一压力差。

优选地，当所述第一传感元件以及所述第二传感元件均为相对压力传感元件时：所述壳体内设置有分开的第一腔室和第二腔室；

所述第二传感元件和所述第一传感元件均容置于所述第一腔室，以使所述第二传感元件和所述第一传感元件的一表面均感测进入所述第一腔室的测量介质的压力；

所述壳体内还设置有第三腔室和第四腔室，所述第四腔室与其余所有腔室均分开；其中：

所述第三腔室通过所述壳体内的一中间通道与所述第二腔室连通，并使所述第二传感元件以及所述第一传感元件与其对应的所述一表面相对的另一表面均感测进入所述第三腔室的测量介质的压力；所述第一传感元件和所述第二传感元件均分别用于根据其两个表面感测的测量介质的压力获得所述第一腔室和所述第三腔室之间的压力差；

所述处理电路容置于所述第四腔室，并分别用于对接收到的两压力差信息进行数字化处理。

优选地，所述压力测量单元还包括***电路，其中：

所述陶瓷电路板包括第一部分和第二部分，所述处理电路以及所述***电路全部设置于所述第二部分并位于所述陶瓷电路板的同一侧，且所述第一部分位于所述第三腔室并设置有两过孔，所述第二传感元件位于其中一个所述过孔远离所述第三腔室的一端，所述第一传感元件位于另一个所述过孔远离所述第三腔室的一端，以使所述第三腔室的测量介质通过各自的一个所述过孔加载于所述第一传感元件和所述第二传感元件的另一表面。

优选地，所述第一传感元件与所述第二传感元件分别通过耐腐蚀的绑定线与所述陶瓷电路板连接。

优选地，所述第一传感元件与所述第二传感元件的表面均设置有凝胶，所述凝胶为含氟硅胶。

优选地，所述第一传感元件与所述第二传感元件均设置一胶水围框内，所述胶水围框用于防止所述凝胶外溢。

优选地，所述壳体上设置有用于与外部电接触的插接端子；所述陶瓷电路板通过电阻焊、绑定线或插针锡焊与所述插接端子连接。

优选地，所述数字专用集成电路还用于将数字化处理后的两压力信息编码为单边半字节数字通信协议，以通过一路电路输出两所述压力信息。

与现有技术相比，本发明的压力传感器具有较好的介质耐抗性，可以保证其电气部分能够在恶劣的工作环境中长期稳定地使用。特别地，所述压力测量单元所采用的电路板为陶瓷电路板，并在陶瓷电路板上设置了两个传感元件，且使该两个传感元件分别与陶瓷电路板上另一侧的处理电路通信连接，从而可以同时测量两路压力，而且还实现了电路板与传感元的集成。与现有分开设置电路板与传感元相比，测量单元体积小，壳体的结构更简单，且装配更方便，***的成本更低。

更特别地，所述陶瓷电路板为高温共烧陶瓷电路板或低温共烧陶瓷电路板，其在耐腐蚀性、热膨胀系数、耐高温、机械强度等方面的性能更优良，可以更好的保证压力传感器在恶劣的工作环境中长期稳定地使用。另外，通过HTCC或LTCC制备的陶瓷电路板，方便在电路板的内部实现多层布线，以便于陶瓷电路板两侧的电器元件实现电气互连，从而便于两传感元件集成在电路板上。

更特别地，两传感元件分别为MEMS传感元，其具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高等优点，因此，可以较好的完成压力测量的工作，提高压力测量的精度，还便于减小压力传感器装置的体积，降低压力测量的成本。并且，为了进一步提高压力测量的准确性，所述陶瓷电路板的热膨胀系数不大于MEMS传感元的两倍，更优选小于10ppm/C，由此避免热因膨胀系数不匹配而降低压力测量的准确性。

附图说明

附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：

图1是本发明一个实施例提供的压力传感器的分解图；

图2是本发明一个实施例提供的压力测量单元及与其连接的平插片的正面示意图；

图3是图2所示的压力测量单元及与其连接的平插片的反面示意图；

图4是本发明一个实施例提供的在传感元件***设置围框形成凹槽的示意图；

图5是本发明一个实施例提供的压力传感器在去除壳体上盖后的俯视图；

图6是本发明一个实施例提供的压力传感器的主视图；

图7是本发明一个实施例提供的压力传感器的轴向剖视图，其中第二腔室通过中间通道与第三腔室连通；

图8是本发明一个实施例提供的压力传感器的轴向剖视图，其中第二传感元件分别感测第一腔室和第三腔室内测量介质的压力，第一传感元件感测第二腔室内测量介质的压力；

图9是图8所示的压力传感器的局部放大图；

图10是本发明一个实施例提供的压力传感器的横向剖视图；

图11是本发明一个实施例提供的壳体之壳体底部的示意图。

图中：

压力传感器-10；

壳体-11；壳体底部-111；壳体上盖-112；进气管路-113、114；第一腔室-115；第二腔室-116；中间通道-117；第三腔室-118；第四腔室-119；

压力测量单元-12；陶瓷电路板-121；处理电路-122；第一传感元件-123；第二传感元件-124；金质绑定线-125；***电路-126；插针-127；过孔-128；

胶水围框-13；

插接端子-14；外罩-141；平插片-142；

安装法兰-15。

具体实施方式

本发明的核心思想在于提供一种压力传感器，其包括壳体以及设置于所述壳体内的压力测量单元；所述压力测量单元包括陶瓷电路板以及设置于陶瓷电路板上的处理电路、第一传感元件以及第二传感元件；其中：所述处理电路设置在所述陶瓷电路板的一侧，所述第一传感元件以及所述第二传感元件设置在所述陶瓷电路板与所述一侧相对的另一侧，所述处理电路分别与所述第一传感元件以及所述第二传感元件通信连接；所述第一传感元件和所述第二传感元件分别用于感测一测量介质的压力并反馈给所述处理电路；所述处理电路用于对接收到的两压力信息进行数字化处理。以此解决现有压力传感器工作稳定性差、压力测量精度低、壳体结构复杂、***成本高、不能同时测量两路压力等问题。

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

遍及说明书和所附权利要求书使用了表示特定***组件的某些术语。如本领域的技术人员将理解的，不同公司可能用不同的名称来表示一组件。本文不期望在名称不同但功能相同的组件之间进行区分。在说明书和所附权利要求书中，术语“包括”和“包含”按开放式的方式使用，且因此应被解释为“包括，但不限于…”。空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。术语“第一”、“第二”、“第三、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三、第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。术语，“横向”，指的是壳体平行于陶瓷电路板的方向；“轴向”，指的是壳体垂直于陶瓷电路板的方向。

此外，以下说明内容的各个实施例分别具有一或多个技术特征，然此并不意味着使用本发明者必需同时实施任一实施例中的所有技术特征，或仅能分开实施不同实施例中的一部或全部技术特征。换句话说，在实施为可能的前提下，本领域技术人员可依据本发明的公开内容，并视设计规范或实作需求，选择性地实施任一实施例中部分或全部的技术特征，或者选择性地实施多个实施例中部分或全部的技术特征的组合，借此增加本发明实施时的弹性。

另外，为了简明起见，在以下描述中假设压力传感器所测量的对象为颗粒捕捉器，本领域技术人员应当能够修改以下描述，在细节上作适当修改后将所述描述用于其它测量的物体上。

以下参考附图进行描述。

<实施例一>

图1所示的为本发明一个实施例提供的压力传感器10的分解图，如图1所示，在汽车尾气排放的测量环境中(即侵蚀性的测量环境)，利用所述压力传感器10，既可实时监测颗粒捕捉器的上游和下游间的压力差，又可以监测颗粒捕捉器的下游的压力，以便于及时掌握颗粒捕捉器的再生时机，触发颗粒捕捉器进入再生状态。同时通过监测颗粒捕捉器下游压力，实现OBD诊断。这里，颗粒捕捉器安装在车辆的排气管路上，可以是汽油机颗粒捕捉器(GPF)，也可以是柴油机颗粒捕捉器(DPF)。

从结构上来说，所述压力传感器10包括壳体11以及设置于壳体11内的压力测量单元12。所述壳体11包括壳体底部111和壳体上盖112，所述壳体上盖112可选与壳体底部111的侧壁相连接，以此形成一个容纳空间。所述壳体11优选由聚苯硫醚(PPS)或者聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等玻璃纤维增强材料制成，介质的耐抗性好，且所述壳体上盖112较佳地通过胶水和壳体底部111粘接，实现壳体11内容纳空间的密封，且胶水优选硅胶。所述容纳空间容纳压力测量单元12，所述压力测量单元12亦优选通过胶水固定安装在所述容纳空间中。

所述压力测量单元12作为压力传感器10的核心部件，其结构如图2和图3所示。图2所示的为本发明一个实施例提供的压力测量单元及与其连接的平插片的正面示意图，图3是图2所示的压力测量单元及与其连接的平插片的反面示意图。所述压力测量单元12包括陶瓷电路板121、处理电路122、第一传感元件123以及第二传感元件124，且所述处理电路122、第一传感元件123以及第二传感元件124均设置在陶瓷电路板121上。

所述处理电路122贴装于陶瓷电路板121的一侧(通常为正面)，所述第一传感元件123以及第二传感元件124均贴装于陶瓷电路板121上相对的另一侧(背面)，其中的第一传感元件123用于感知颗粒捕捉器的下游的气体压力P2，而第二传感元件124用于感知颗粒捕捉器的上游和下游间的压力差△P，△P＝P1-P2，P1为颗粒捕捉器的上游的气体压力。所述第一传感元件123以及第二传感元件124均与陶瓷电路板121电连接，且所述处理电路122通过陶瓷电路板121实现与两传感元件的通信连接。所述处理电路122用于接收两传感元件感测到的两路压力信息并对两路压力信息进行数字化处理，之后，压力传感器10能够将两路压力信息通过接口向外部输出。这里，本发明对处理电路122所执行的数字化处理的形式不作特别的限制，包括但不限于温度补偿、非线性处理等。

进而上述压力传感器10的应用，不仅能够同时测量两路压力，而且还提高了压力传感器装置的介质耐抗性，使其能够长期稳定地在恶劣的尾气环境中工作，同时也能够较高精度地测量车辆的颗粒捕捉器之上下游间的压力差以及下游的绝对压力。这里，由于陶瓷电路板121具有机械强度高、热膨胀系数小、介质耐抗性好等优点，因此，与现有的电路板相比，陶瓷电路板的使用，可以有效地确保压力传感器装置的使用寿命以及使用的稳定性，也能够更好地排除压力测量的干扰，保证压力测量的准确性。另外，颗粒捕捉器的上下游之间的压力差直接通过传感元件感测，无需再间接根据上游和下游之间的压力通过运算获得，相较而言，压力测量的误差小，结果更准确。并且，通过在陶瓷电路板121上设置两个传感元件，且使该两个传感元件分别与陶瓷电路板121上另一侧的处理电路通信连接，这样，实现了电路板与传感元的集成，与现有分开设置电路板与传感元相比，测量单元体积小，壳体的结构更简单，且装配更方便，***的成本更低。

优选，通过HTCC(高温共烧陶瓷)或LTCC(低温共烧陶瓷)制备方式获取所述陶瓷电路板121，这样，陶瓷电路板121在耐腐蚀性、热膨胀系数、耐高温以及机械强度等方面的性能更优良，可以更好的满足其使用要求。另外，HTCC或LTCC工艺所制备的陶瓷电路板为多层结构，其内部可以实现多层布线(优选四层布线)，以便于陶瓷电路板121两侧的电器元件实现电气互连，从而便于两传感元件集成在电路板上。具体来说，在传统的压力测量中，传感元件通常与陶瓷电路板分开设置，这是因为传统的陶瓷电路板(如厚膜印刷电路板、薄膜溅射电路板)只能在其正面贴装电器元件，仅正面上的电器元件能够实现电气互连，但是，HTCC或LTCC制备而成的陶瓷电路板的应用，使得陶瓷电路板的正面和背面的电器元件实现了电气互连，满足了压力测量的集成要求。

发明人发现，如果将传感元件与陶瓷电路板分开设置，则会较大增加测量单元的体积，也会使壳体的结构更复杂，提高加工成本。举例来说，需要在壳体内设计专门的通道来放置连接管路和线束等附属装置，通过附属装置实现传感元件与陶瓷电路板的连接，但是，传感元件直接通过内嵌于陶瓷电路板中的线路实现连接，可以避免这些问题，因此，本发明实施例的压力传感器10的使用，可以减小测量单元的体积，简化壳体的结构，降低加工成本。

优选，所述第一传感元件123和所述第二传感元件124均为MEMS传感元(MEMS：微机电***)，其具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高等特点，因此，可以较好的完成压力测量的工作，提高压力测量的精度，还便于减小压力传感器装置的体积，降低压力测量的成本。

进一步，为了保证传感元件在尾气恶劣介质环境中稳定工作，在每个传感元件的表面设置有保护凝胶(未图示)。保护凝胶的材质优选为氟硅胶，一方面氟硅胶较软，不会影响压力的正常传递，另一方面，氟硅胶也具有较好的介质耐抗性，可以保护传感元件的表面电路以及绑定线等不受到测量介质的腐蚀，而且，在传感元件的表面灌封保护凝胶进行防护，工艺简单，便于实施。更进一步，为了防止保护凝胶外溢，将两传感元件分别放置在一胶水围框13中，如图4所示，在传感元所在的灌胶位置处设置有胶水围框13，该胶水围框13包覆陶瓷电路板121，并在传感元的四周设置。所述胶水围框13不仅用以防止保护凝胶外溢，还用于固定陶瓷电路板121与壳体11，并较佳地还能隔离陶瓷电路板121的相对两侧，防止测量介质直接接触陶瓷电路板121的正面。然而，不限于此，也可在壳体底部111直接形成凹槽来容置传感元件，防止保护凝胶外溢。

如图3所示，每个传感元件较佳地通过绑定工艺与陶瓷电路板121连接，更优选通过耐腐蚀的绑定线与陶瓷电路板121连接，特别地，通过金质绑定线125与陶瓷电路板121连接。金质绑定线的耐腐蚀性好，可以确保连接的可靠性。进一步，所述处理电路122为专用集成电路(优选数字专用集成电路芯片，ASIC)，可通过回流焊贴装在陶瓷电路板121的正面，并通过陶瓷电路板121内部的线路实现与两个传感元件的通信连接。优选，所述数字专用集成电路还可以给两个MEMS传感元供电，并对MEMS传感元反馈回的电信号进行非线性及温度漂移补偿等处理。一般地，MEMS传感元包括应变膜片和集成于应变膜片上的测量电路，测量电路不限于惠斯通电桥，这里的惠斯通电桥能够将应变膜片感测的应变信号转换为电信号输出给数字专用集成电路，数字专用集成电路进而同时对两个惠斯通电桥输出的电信号进行非线性及温度漂移补偿等处理，并优选将数字化处理后的多路电信号编码为单边半字节(SENT)数字通信协议，以便于通过一路电路将信号传输给外部，如传输给ECU(电子控制单元)。除此之外，所述陶瓷电路板121的正面还贴装有***电路126，如电阻、电容、二极管等被动元器件，当然也不限于此举例的，***电路主要结合不同的电路设计要求进行布置。

所述陶瓷电路板121上还设置有若干插针127(如三根)，用于与壳体11上的插接端子14连接，所述插接端子14用于与外部电接触，实现压力传感器10与外部的相互通信。可选，所述若干插针127可以通过电阻焊与插接端子14连接。不限于此，所述陶瓷电路板121还可通过锡焊、绑定线(如铝线)、压接(press fit)等方式连接插接端子14。

进一步，所述陶瓷电路板121的热膨胀系数不大于MEMS传感元的热膨胀系数的两倍，更优选的，所述陶瓷电路板121的热膨胀系数小于10ppm/C，在此限定下，可避免因为电路板和MEMS传感元的热膨胀系数不匹配而给压力测量带来的干扰，以此确保压力测量结果的准确性。

本发明实施例中，所述陶瓷电路板121由以下材料共混后制成：Al2O3(氧化铝)、SiO2(二氧化硅)、CaO(氧化钙)、MgO(氧化镁)、Cr2O3(氧化铬)、TiO2(二氧化钛)。优选，这些材料的质量百分比为：90.5％的Al2O3、3.5％的SiO2、0.6％的CaO、0.5％的MgO、3.9％的Cr2O3以及1.0％的TiO2。在这些组分下，所制得的陶瓷电路板的热膨胀系数不大于MEMS传感元的热膨胀系数的两倍。

接下去为了更清楚了解本实施例的压力传感器10，本实施例以图5至图11所示的结构再做进一步的详细说明。

如图5～图6所示，并结合图11，所述壳体底部111上设置有两个进气管路113、114，其中一个进气管路113用于引入颗粒捕捉器之上游的气体(气体压力定义为P1)，另一进气管路114用于引入颗粒捕捉器之下游的气体(气体压力定义为P2)。

接着如图8所示，所述进气管路113所引入的气体将进入壳体11内的第一腔室115，所述第一腔室115的上方固定设置有第二传感元件124，使得第二传感元件124的一表面能够感测颗粒捕捉器之上游的气体压力P1。此外，另一个进气管路114所引入的气体将进入壳体11内的第二腔室116，所述第二腔室116的上方固定设置有第一传感元件123，使得第一传感元件123的一表面能够感测颗粒捕捉器之下游的气体压力P2。

之后，如图10所示，并结合图2、图7、图8与图9，所述进气管路114所引入的颗粒捕捉器之下游的气体进入壳体11后，将分成两路：一路将进入壳体11内的第二腔室116，另一路将通过壳体11内的一个中间通道117进入壳体11内的第三腔室118，并且所述第三腔室118通过一过孔128(通孔)与第一腔室115连通，而所述过孔128设置于陶瓷电路板121上，所述第二传感元件124设置于过孔128远离第三腔室118的出口处(即气体流出过孔的一端)，这样便使得第二传感元件124的另一表面能够感知颗粒捕捉器之下游的气体压力P2，最终第二传感元件124根据其两表面感测到的气体的压力获得第一腔室115和第三腔室118之间的压力差，该压力差即为颗粒捕捉器之上游和下游之间的压力差△P。

这里，由于颗粒捕捉器之下游的气体进入第三腔室118，使得陶瓷电路板121位于第三腔室118的部分直接暴露在汽车尾气中，容易被腐蚀，因此，较佳地，将陶瓷电路板121分成第一部分和第二部分，第一部分的表面不作电气化处理，而将处理电路以及***电路或其他相关电路全部设置于具有电气特性的第二部分且均在正面设置，因此，在第一部分的正面未设置任何的电器元件，也未布置任何裸露在外的表层线路，使得该部分区域直接位于第三腔室118而不会受到腐蚀影响，以此确保陶瓷电路板能够正常且稳定地工作。显然，所述过孔128则设置在所述第一部分。

此外，为了保护陶瓷电路板121之第二部分上的电器元件，所述壳体11内还设置了第四腔室119，所述第四腔室119与其他腔室均分开，且包括***电路、处理电路等在内的电器元件均设置在第四腔室119，防止它们受到腐蚀。如图11所示，所述第一腔室115、第二腔室116和中间通道117均形成于壳体底部111，而所述第三腔室118与第四腔室119均形成于壳体上盖112(参阅图7至图9)，所述壳体上盖112上设置了隔板(未标示)，用以隔离第三腔室118和第四腔室119。

继续参阅图1，所述壳体底部111上设置有前述插接端子14，所述插接端子14具体包括外罩141以及设置于所述外罩141内的若干平插片142，所述若干平插片142与陶瓷电路板121连接，具体可通过电阻焊与前述若干插针127连接，连接工艺简单，可靠性高，且一根平插片142与一根插针127连接。所述外罩141与壳体底部111固定连接或一体成型。所述壳体底部111上还设置有一安装法兰15，可将压力传感器10固定于车辆之上。

进一步地，本实施例的压力传感器10的组装过程优选包括如下步骤：

步骤一：在壳体11的内部胶水槽中点胶，胶水选用耐高温的硅胶，然后将包含传感元件以及处理电路的压力测量单元12装配进壳体11；

步骤二：通过电阻焊将压力测量单元12的多根插针127和壳体11的多个平插片142焊接在一起；插针127和平插片142均优选为铜锡合金材料，表面闪镀金；

步骤三：在壳体11的点胶槽中进行点胶，胶水和压力测量单元12所粘接的胶水优选相同，并安装壳体上盖112；

步骤四：胶水高温固化，即完成装配。

最后，对压力传感器10进行气密性测试和功能性测试，确保其使用的可靠性。因此，本实施例提供的压力传感器10的装配工艺过程简单，生产效率高，生产成本较低。

在前述实施例中，所提供的两传感元件分别为绝对压力传感元件以及相对压力传感元件，例如第一传感元件123为绝对压力传感元件，用于感测颗粒捕捉器之下游的气体压力P2，第二传感元件124为相对压力传感元件，用于感测颗粒捕捉器之上下游之间的压力差，但这样的组合只是示意性举例，本发明不以此为限。

在一些实施例中，两个传感元件中的一个可以感知颗粒捕捉器之上游的气体压力P1，另一个可以感知颗粒捕捉器之下游的气体压力P2，即均为绝对压力传感元件，此时，壳体结构的设计便相对简化，但总的思路与前述实施例的相同，不同之处在于，可以取消上述第三腔室以及中间通道，且陶瓷电路板可整个做电气化处理，另壳体上盖也可取消隔板，壳体的结构相对简单，成本更低，另陶瓷电路板可在整个正面灵活布置线路和电器元件。具体来说，可将第二传感元件124容置于第一腔室115，以使第二传感元件124的一表面感测进入第一腔室115的颗粒捕捉器之上游的气体压力P1；同时，所述第一传感元件123容置于第二腔室116，以使第一传感元件123的一表面感测进入第二腔室116的颗粒捕捉器之下游的气体压力P2；并且，所述陶瓷电路板121整个布置于第四腔室(区别于前述的第四腔室119)；进而，所述处理电路122用于对接收到的两路绝对压力信息进行数字化处理。

在一些实施例中，两个传感元件还可以都是相对压力传感元件，均用以感知颗粒捕捉器之上游和下游之间的压力差，形成压力信号的冗余校验，此时，壳体结构的设计也相对简单，但总的思路与前述实施例的相同。举例来说：保留第一腔室、第二腔室、第三腔室和第四腔室的设置，从而第二传感元件124和第一传感元件123均设置于第一腔室，以使该两个传感元件同时感测进入第一腔室的颗粒捕捉器之上游的气体压力P1；与此同时，第二传感元件124和第一传感元件123的另一表面均感测进入第三腔室的颗粒捕捉器之下游的气体压力P2；进而使得每个传感元件均能够同时感测颗粒捕捉器之上游和下游之间的压力差，而两路压力差信息传输至处理电路122作进一步的数字化处理即可。在此方式中，所述处理电路以及所述***电路全部设置于陶瓷电路板的第二部分并位于所述陶瓷电路板的同一侧，且所述第一部分位于所述第三腔室并设置有两个过孔，所述第二传感元件124位于其中一个所述过孔远离所述第三腔室的出口处，所述第一传感元件123位于另一个所述过孔远离所述第三腔室的出口处，以使所述第三腔室的下游气体通过各自的一个所述过孔加载于所述第一传感元件123和所述第二传感元件124的另一表面。

此外，在其他实施例中，其中一个传感元件也可以感测颗粒捕捉器之上游的气体压力P1，另一个传感元件则感知颗粒捕捉器之上下游的压力差，其具体实现方式与前述实施例基本相同，此处不再详细赘述。

因此，本实施例的压力传感器10不限制压力测量的类型，可以是同时测量颗粒捕捉器之上下游的绝对压力，也可以同时测量颗粒捕捉器之上下游的压力差，还可以一个测量颗粒捕捉器之上游或下游的压力，另一个测量颗粒捕捉器之上下游的压力差，具体根据实际使用要求来选择。并且，本发明对壳体内各腔室的相对位置不作具体的限定，只要能够将各个腔室隔离，满足相应的要求即可。

综上，本发明实施例提供的压力传感器具有较好的介质耐抗性，可以保证其电气部分能够在恶劣的工作环境中长期稳定地使用。特别地，其中的压力测量单元所采用的电路板为陶瓷电路板，并在陶瓷电路板上设置了两个传感元件，优选为MEMS传感元件，且使该两个传感元件分别与陶瓷电路板上另一侧的处理电路通信连接，从而可以同时测量两路压力，而且还实现了电路板与传感元的集成。与现有分开设置电路板与传感元相比，本发明的压力测量单元体积小，且壳体的结构更简单，同时装配也更方便，***的成本更低。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (19)

1.一种压力传感器，其特征在于，包括壳体以及设置于所述壳体内的压力测量单元；所述压力测量单元包括陶瓷电路板以及设置于所述陶瓷电路板上的处理电路、第一传感元件与第二传感元件；其中：

所述处理电路设置在所述陶瓷电路板的一侧，所述第一传感元件以及所述第二传感元件设置在所述陶瓷电路板与所述一侧相对的另一侧，所述处理电路分别与所述第一传感元件以及所述第二传感元件通信连接；所述第一传感元件和所述第二传感元件分别用于感测一测量介质的压力并反馈给所述处理电路；所述处理电路用于对接收到的两压力信息进行数字化处理。

2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述陶瓷电路板为多层结构，且内部设置有线路，所述处理电路通过所述线路分别与所述第一传感元件以及所述第二传感元件通信连接。

3.根据权利要求2所述的压力传感器，其特征在于，所述陶瓷电路板为高温共烧陶瓷电路板或低温共烧陶瓷电路板。

4.根据权利要求1或2所述的压力传感器，其特征在于，所述第一传感元件和所述第二传感元件均为MEMS传感元。

5.根据权利要求4所述的压力传感器，其特征在于，所述陶瓷电路板的热膨胀系数不大于MEMS传感元的两倍。

6.根据权利要求5所述的压力传感器，其特征在于，所述陶瓷电路板的热膨胀系数小于10ppm/C。

7.根据权利要求1或2所述的压力传感器，其特征在于，所述第一传感元件以及所述第二传感元件均为绝对压力传感元件，分别用于感测一测量介质的一绝对压力。

8.根据权利要求7所述的压力传感器，其特征在于，所述壳体内设置有分开的第一腔室和第二腔室；

所述第二传感元件容置于所述第一腔室，以使所述第二传感元件的一表面感测进入所述第一腔室的测量介质的压力；

所述第一传感元件容置于所述第二腔室，以使所述第一传感元件的一表面感测进入所述第二腔室的测量介质的压力；

所述壳体内还设置有第四腔室，与所述第一腔室和所述第二腔室分开设置，且所述处理电路容置于所述第四腔室，并分别用于对接收到的两绝对压力信息进行数字化处理。

9.根据权利要求1或2所述的压力传感器，其特征在于，所述第一传感元件为绝对压力传感元件，用于感测一测量介质的一绝对压力；所述第二传感元件为相对压力传感元件，用于感测一测量介质的一压力差。

10.根据权利要求9所述的压力传感器，其特征在于，所述壳体内设置有分开的第一腔室和第二腔室；

所述第二传感元件容置于所述第一腔室，以使所述第二传感元件的一表面感测进入所述第一腔室的测量介质的压力；

所述第一传感元件容置于所述第二腔室，以使所述第二传感元件的一表面感测进入所述第二腔室的测量介质的压力；

所述壳体内还设置有第三腔室和第四腔室，所述第四腔室与其余腔室均分开；

所述第三腔室通过所述壳体内的一中间通道与所述第二腔室连通，并使所述第二传感元件与其所述一表面相对的另一表面感测进入所述第三腔室的测量介质的压力；所述第二传感元件用于根据其两个表面感测的测量介质的压力获得所述第一腔室和所述第三腔室之间的压力差；

所述处理电路容置于所述第四腔室，并分别用于对接收到的一绝对压力信息以及一压力差信息进行数字化处理。

11.根据权利要求10所述的压力传感器，其特征在于，所述压力测量单元还包括***电路，其中：

所述陶瓷电路板包括第一部分和第二部分，所述处理电路以及所述***电路全部设置于所述第二部分并位于所述陶瓷电路板的同一侧，且所述第一部分位于所述第三腔室并设置有一过孔，所述第二传感元件位于所述过孔远离所述第三腔室的一端，以使所述第三腔室的测量介质通过所述过孔加载于所述第二传感元件的另一表面。

12.根据权利要求1或2所述的压力传感器，其特征在于，所述第一传感元件以及所述第二传感元件均为相对压力传感元件，分别用于感测一测量介质的一压力差。

13.根据权利要求12所述的压力传感器，其特征在于，所述壳体内设置有分开的第一腔室和第二腔室；

所述第二传感元件和所述第一传感元件均容置于所述第一腔室，以使所述第二传感元件和所述第一传感元件的一表面均感测进入所述第一腔室的测量介质的压力；

所述壳体内还设置有第三腔室和第四腔室，所述第四腔室与其余所有腔室均分开；其中：

所述第三腔室通过所述壳体内的一中间通道与所述第二腔室连通，并使所述第二传感元件以及所述第一传感元件与其对应的所述一表面相对的另一表面均感测进入所述第三腔室的测量介质的压力；所述第一传感元件和所述第二传感元件均分别用于根据其两个表面感测的测量介质的压力获得所述第一腔室和所述第三腔室之间的压力差；

所述处理电路容置于所述第四腔室，并分别用于对接收到的两压力差信息进行数字化处理。

14.根据权利要求13所述的压力传感器，其特征在于，所述压力测量单元还包括***电路，其中：

所述陶瓷电路板包括第一部分和第二部分，所述处理电路以及所述***电路全部设置于所述第二部分并位于所述陶瓷电路板的同一侧，且所述第一部分位于所述第三腔室并设置有两过孔，所述第二传感元件位于其中一个所述过孔远离所述第三腔室的一端，所述第一传感元件位于另一个所述过孔远离所述第三腔室的一端，以使所述第三腔室的测量介质通过各自的一个所述过孔加载于所述第一传感元件和所述第二传感元件的另一表面。

15.根据权利要求1或2所述的压力传感器，其特征在于，所述第一传感元件与所述第二传感元件分别通过耐腐蚀的绑定线与所述陶瓷电路板连接。

16.根据权利要求1或2所述的压力传感器，其特征在于，所述第一传感元件与所述第二传感元件的表面均设置有凝胶，所述凝胶为含氟硅胶。

17.根据权利要求16所述的压力传感器，其特征在于，所述第一传感元件与所述第二传感元件均设置一胶水围框内，所述胶水围框用于防止所述凝胶外溢。

18.根据权利要求1或2所述的压力传感器，其特征在于，所述壳体上设置有用于与外部电接触的插接端子；所述陶瓷电路板通过电阻焊、绑定线或插针锡焊与所述插接端子连接。

19.根据权利要求1或2所述的压力传感器，其特征在于，所述数字专用集成电路还用于将数字化处理后的两压力信息编码为单边半字节数字通信协议，以通过一路电路输出两所述压力信息。