[發明專利]壓力傳感器

無效

• 申請號: 200780053714.7
• 申請日: 2007-07-09
• 公開（公告）號: CN101730838A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: F·卡舒貝克;A·克拉梅;K·博內特;H·布雷德勒
• 申請（專利權）人: ABB研究有限公司
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24;G01L11/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李娜;李家麟

1.具有至少一個光學感測元件(10)的壓力傳感器(18)，通過至少一個光束(2、21)的透射來讀出所述壓力傳感器的雙折射特性的壓力導致的變化，其中

所述壓力傳感器(18)包括：至少一個單一材料透明體(10)，所述單一材料透明體(10)在至少兩個不同的區中經由至少兩個壓力艙(8、9)經受至少兩個不同的壓力(p1、p2)，其中所述透明體(10)被平行的或基本上不發散的或低發散的光束(22)透射，而不會在所述體(10)中全反射，以使得透射光束(22)的雙折射導致的相移依賴于所施加的壓力(p1、p2)的差。

2.根據權利要求1所述的壓力傳感器，其中所述透明體(10)直接經受至少兩個不同的壓力(p1、p2)。

3.根據前述任一項權利要求所述的壓力傳感器，其中所述透明體(10)是圓柱形體，優選地具有圓形的或多邊形的橫截面，所述透明體(10)在不同的部件和/或區中經受至少兩個不同的壓力(p1、p2)，其中優選地所述透明體(10)在多個、優選兩個縱向連續的部件(11、12)中經受兩個不同的壓力(p1，p2)以及/或者在沿著所述體(10)的全長的多個、優選四個等角的交替壓力區段中經受兩個不同的壓力(p1、p2)。

4.根據前述任一項權利要求所述的壓力傳感器，其中所述透明體(10)是具有兩個相等長度的部件(11、12)并且具有圓形橫截面的圓柱形體(10)，其中所述兩個部件(11、12)包括基本上同樣的、優選地以縱向的、優選是圓柱形孔(19、20)或開口的形式的內部結構，在施加壓力的情況下這導致所述體(10)中不對稱的應力分布，并且其中所述兩個部件(11、12)圍繞所述圓柱形體(10)的主軸相對于彼此旋轉90°。

5.根據權利要求4所述的壓力傳感器，其中在每個部件(11、12)中，內部結構以一對縱向孔(19、20)給出，所述縱向孔的軸到所述圓柱形體(10)的主軸的距離相等，并且所述縱向孔的軸都被定向到包括所述圓柱形體(10)的主軸的一個相同平面中。

6.根據權利要求4-5中任一項所述的壓力傳感器，其中所述圓柱形孔(19、20)的直徑(d)在所述圓柱形透明體(10)的直徑(D)的1/8到1/3之間，優選地在所述圓柱形透明主體(10)的直徑(D)的1/4的范圍內。

7.根據權利要求3-6中任一項所述的壓力傳感器，其中所述透明體(10)具有垂直于主軸的終端表面(27)，并且其中所述兩個部件(11、12)被布置成在對接接頭中彼此相鄰。

8.根據前述任一項權利要求所述的壓力傳感器，其中平行的或最小發散的光束(22)沿著透明圓柱形體(10)的中心縱軸行進，，所述終端平面(27)定向為垂直于圓柱形體(10)的中心縱軸。

9.根據前述任一項權利要求所述的壓力傳感器，其中利用光束(21)平行于以及/或者沿著中心縱軸從一側照射所述透明體(10)，并且其中在另一側上使用兩個檢測器(17、17’)來檢測離開所述透明體(10)的透射光(22)，其中優選地所述檢測器(17、17’)測量特定光譜范圍內的總積分強度，并且其中優選地所述檢測器(7、8)是以例如使用惠斯頓電橋的方式電連接或電子連接的檢測器二極管，以使得輸出差信號或所述信號的差除以信號的和的結果。

10.根據權利要求9所述的壓力傳感器，其中優選地通過使用偏振濾光器(3)使照射到所述透明體(10)中的光束(21)被線性偏振，并且其中使用具有與所述偏振濾光器(3)的定向相同的偏振分束器(16)來將離開所述透明體(10)的光束(22)分成其兩個分量(23、24)以由兩個檢測器(17、17’)進行檢測。

11.根據權利要求9或10所述的壓力傳感器，其中在所述透明體(10)之后，光束(22)通過光學相移元件，優選地通過四分之一波片(15)。

12.根據前述任一項權利要求所述的壓力傳感器，其中通過兩個同樣的縱向隔開的、圓周的壓力艙(8、9)將兩個不同的壓力(p1、p2)施加到圓柱形透明體(10)，壓力艙(8、9)優選地填充有液體，甚至更優選地填充有硅油。

13.根據前述任一項權利要求所述的壓力傳感器，其中所述透明體(10)是玻璃體，優選地由熔凝石英制成。