[發(fā)明專利]具有防凍結(jié)的介質(zhì)保護(hù)的壓力傳感器系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880079230.8
• 申請(qǐng)日: 2018-11-07
• 公開（公告）號(hào): CN111492216B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 克里斯蒂安·沃爾格穆特;本亞明·博爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: TDK電子股份有限公司
• 主分類號(hào): G01L9/00
• 分類號(hào): G01L9/00;G01L19/06;G01L19/14
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 丁永凡;張春水

一種具有防凍結(jié)的介質(zhì)保護(hù)的壓力傳感器系統(tǒng)(1)，包括：具有易彎曲的板(11)的壓力傳感器元件(10)和載體元件(20)，壓力傳感器元件(10)設(shè)置在所述載體元件上。壓力傳感器元件(10)構(gòu)成為壓阻式傳感器元件。在載體元件(20)中伸展有用于將介質(zhì)輸送至易彎曲的板(11)的流動(dòng)通道(30)。流動(dòng)通道(30)具有至少一個(gè)子部段(31)，所述子部段的縱向在易彎曲的板(11)下方垂直伸展。流動(dòng)通道(30)的至少一個(gè)子部段(31)的通道橫截面在流動(dòng)通道的子部段內(nèi)的任何部位處都不小于易彎曲的板(11)的面積。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種壓力傳感器系統(tǒng)，所述壓力傳感器系統(tǒng)被保護(hù)，以免受因凍結(jié)的介質(zhì)引起的損壞。

背景技術(shù)

為了測(cè)量水溶液例如水或尿素溶液中的壓力，能夠使用具有壓阻式壓力傳感器元件的壓力傳感器系統(tǒng)。這樣的壓力傳感器元件包括呈易彎曲的板形式的膜片。壓力傳感器元件耦聯(lián)到流動(dòng)通道上，使得介質(zhì)，例如上述水溶液，流向膜片/易彎曲的板。根據(jù)介質(zhì)的壓力，易彎曲的板偏轉(zhuǎn)。在壓力傳感器元件的連接接觸部處能夠根據(jù)介質(zhì)的壓力或易彎曲的板的彎曲來測(cè)量電阻變化。

在上述的壓阻式壓力傳感器系統(tǒng)中，易彎曲的板或膜片能夠構(gòu)成為薄層。如果壓力傳感器系統(tǒng)處于冷環(huán)境中，那么存在與易彎曲的板/膜片耦聯(lián)的流動(dòng)通道中的介質(zhì)凍結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)。在此，必須防止凍結(jié)的介質(zhì)爆裂或損壞薄的膜片層，使得可能會(huì)損壞壓力傳感器系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

在本發(fā)明申請(qǐng)中，提出一種壓力傳感器系統(tǒng)，其中壓力傳感器系統(tǒng)的壓力傳感器元件被保護(hù)，以免受因凍結(jié)的介質(zhì)引起的損壞。

具有防凍結(jié)的介質(zhì)保護(hù)的壓力傳感器系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式在本文中說明。

壓力傳感器系統(tǒng)包括具有易彎曲的板的壓力傳感器元件，其中壓力傳感器元件構(gòu)成為壓阻式傳感器元件。壓力傳感器系統(tǒng)還包括載體元件，壓力傳感器元件設(shè)置在所述載體元件上。在載體元件中伸展有用于將介質(zhì)輸送至壓力傳感器元件的易彎曲的板的流動(dòng)通道。流動(dòng)通道具有至少一個(gè)子部段，所述子部段的縱向方向在壓力傳感器元件的易彎曲的板下方垂直伸展。因此，介質(zhì)從流動(dòng)通道的直接在易彎曲的板下方設(shè)置的子部段垂直地流向易彎曲的板。流動(dòng)通道的所述至少一個(gè)子部段的通道橫截面在流動(dòng)通道的子部段內(nèi)的任何部位處都不小于壓力傳感器元件的易彎曲的板的面積。

這意味著，流動(dòng)通道的至少一個(gè)子部段在流動(dòng)通道的子部段內(nèi)的任何部位處都不具有側(cè)凹。在通道的至少一個(gè)子部段中的任何部位處，狹窄部位，例如呈材料突出部形式，都不伸入到流動(dòng)通道中，所述材料突出部在流動(dòng)通道內(nèi)位于壓力傳感器元件的易彎曲的板的投影面中。特別地，在流動(dòng)通道中不存在支座，在凍結(jié)時(shí)膨脹的介質(zhì)可能支撐在所述支座上。因此，流動(dòng)通道不具有側(cè)凹。

在介質(zhì)凍結(jié)的情況下，由此無法在流動(dòng)通道中構(gòu)建用于將介質(zhì)壓向易彎曲的板壓力。替代于此，流動(dòng)通道成形為，使得在流動(dòng)通道中由于介質(zhì)的凍結(jié)而構(gòu)建的壓力相對(duì)于壓力傳感器元件沿著相反的方向，即遠(yuǎn)離壓力傳感器元件被導(dǎo)出。

流動(dòng)通道的設(shè)置在壓力傳感器元件下方的至少一個(gè)子部段例如能夠沿著縱向方向反向于壓力傳感器元件的易彎曲的板變寬，但是絕對(duì)不能變窄。重要的是，在流動(dòng)通道的位于易彎曲的板下方的子部段中不存在材料突出部，所述材料突出部在流動(dòng)通道的至少一個(gè)子部段的平面中平行于壓力傳感器元件的易彎曲的板/膜片的面。

根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施方式，能夠在流動(dòng)通道的至少一個(gè)子部段的下方將可壓縮的元件安裝在載體元件的空腔中。當(dāng)至少一個(gè)子部段中的介質(zhì)垂直地在壓力傳感器元件的易彎曲的板下方凍結(jié)時(shí)，膨脹的介質(zhì)壓向可壓縮的元件。可壓縮的元件例如能夠是閉孔泡沫，特別是硅樹脂泡沫。可壓縮的元件作用為凍結(jié)保護(hù)，并且由于其可壓縮的特性防止在介質(zhì)凍結(jié)時(shí)在結(jié)冰的情況下在流動(dòng)通道的至少一個(gè)子部段下方產(chǎn)生固體拱柱。

為了在介質(zhì)凍結(jié)的情況下最小化在易彎曲的板下方垂直地作用到壓力傳感器元件的易彎曲的板上的冰柱高度，在載體元件中能夠經(jīng)由成角度的流動(dòng)通道進(jìn)行介質(zhì)輸送。根據(jù)壓力傳感器系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案變型形式，介質(zhì)輸送通道的一部分能夠位于壓力傳感器的殼體中。