[发明专利]压力传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括外壳的压力传感器，该外壳具有流体入口通道和室。室中布置有包括外壳部分的压力元件，该外壳部分具有凹部。该凹部由密封隔膜覆盖以提供大致封闭的空腔。空腔中布置有测量隔膜。限制元件放置在密封隔膜前方，以保护密封隔膜免受破坏脉冲或其它流相关破坏。

背景技术

在流动系统中，由流中变化所引起的不同问题会破坏像本发明中的压力传感器一样的压力传感器；尤其会破坏密封隔膜。引起破坏的问题会是气穴现象或者压力峰值或者启动液体喷射。

在流动中的突然变化会例如由于关闭阀而出现的流动系统中，众所周知的是，与“液击”相关的气穴现象会产生巨大的压力变化，而该巨大的压力变化会破坏压力传感器、尤其是密封隔膜。当阀突然关闭时，流动介质减速，产生形成气孔的气穴，并且当流动介质返回时，它将导致巨大的压力变化。如果这些气穴靠近压力传感器，压力的变化会产生以下后果：液体将撞向传感器，可能破坏密封隔膜，或者由密封隔膜覆盖的微机械元件。

由于流动变化而在流动系统中出现的压力峰值也会破坏压力传感器中的隔膜。然而，这对于压力传感器内的测量隔膜是个问题。测量隔膜可以由硅或钢制成。由钢制成的测量隔膜比由硅制成的测量隔膜更易受压力峰值的影响。

当流动系统是空的并然后填充流动介质时；当流动介质高速进入空的压力传感器时，会产生启动喷射。启动喷射会破坏密封隔膜。

文件US5509312描述了一种具有集成的抗冲击保护装置的隔膜压力传感器。隔膜压力传感器能承受相对大的冲击，而无导致隔膜破损或破坏传感器的冲击。一个实例是具有狭孔的通道，在其处狭孔用作切断高压力峰值的低通过滤器。

另一现有技术是压力传感器的现有设计，其中喷嘴焊接到压接式 入口中(图1)。喷嘴和密封隔膜之间有相对长的距离。由于喷嘴孔是直的，因此距离必须很长。如果喷嘴和密封隔膜之间的距离较短，存在启动状态下的破坏性液体喷射将破坏密封隔膜的风险。

此外，脉冲缓冲限制元件形式的已有解决方案难以安装，因为它们被放置在流体入口中。稳固地安装限制元件需要额外的努力。限制元件可以焊接到入口或者以其它方式紧固。如果限制元件被破坏，它会脱落并消失。

发明内容

本发明的目的是制造用于压力传感器的限制元件，以保护压力元件、尤其是密封隔膜免受破坏脉冲或者其它流相关破坏。限制元件易于安放在压力传感器中，它不会脱落并消失，并且它制造便宜。限制元件可以是压力元件的集成部分，或者它可以是位于入口和压力元件之间的室中的独立部件。本发明是一种用于压力传感器的限制元件。

压力传感器包括具有压力元件中的测量隔膜的压力感应结构。密封隔膜覆盖压力元件的外壳部分中的凹部，提供外壳部分中大致封闭的空腔。封闭的空腔填充有密封介质、典型地油，以将压力从密封隔膜传递到测量隔膜。

限制元件形成密封隔膜前方的阻尼室，保护密封隔膜免受大压力变化发生情况下的破坏。在优选实施例中，限制元件焊接到外壳，并且其在焊接期间支撑密封隔膜。通常，焊接支撑元件用于在焊接过程中支撑密封隔膜。密封隔膜太薄而不能无破坏地单独焊接，因此使用焊接支撑元件以在焊接过程期间保护密封隔膜。在本发明中，焊接支撑环和限制元件合成一个单元，其中限制元件用作支撑密封隔膜的焊接支撑元件。因此，该实施例中的限制元件是焊接支撑元件，其中限制元件是焊接支撑元件的集成部分。

通过使用集成在焊接支撑元件中的限制元件，由于限制元件和焊接支撑元件合并成一个单元并可在一个步骤中制造，因此限制元件制造简单并便宜。采用相同的制造工艺，可以制造具有充分精确的小孔开口的喷嘴。与现有方案相比，这简化了生产并缩减了成本。由于限制元件是焊接支撑元件的一部分，限制元件实际上是无成本的。

通过将脉冲缓冲限制元件放置在流体入口通道和压力元件之间， 采用其不会脱落的方式放置限制元件。此外，由于限制元件焊接到压力元件且因此压力元件和限制部分的安装在一个操作中完成，因此更易于装配压力传感器。

另一种实施方式是将限制元件放置在流体入口通道和压力元件之间，其中限制元件相对于焊接支撑元件是独立部件，因此限制元件和焊接支撑元件均作为两个独立的部件包括在压力传感器中。限制元件可以是独立部件，或者其可以通过不同方式集成在设计中。限制元件放置在流体入口通道和压力元件之间的室中。

限制元件可以紧固到压力元件和流体入口通道之间的室的壁部分，或者其可以是采用其保持在压力元件和外壳之间的适当位置的方式放置在室中的部件。