[发明专利]具有包括非晶材料的膜的压力传感器

说明书

技术领域

本发明涉及使用柔性膜的压力传感器。所述膜与传输装置协作，其中所述传输装置允许根据所述膜的形变来提供表示压力的数值。

背景技术

在现有技术中已知一种潜水表，其包括具有压力传感器的表壳，其中所述压力传感器包括膜和传输装置。所述膜能够在外部压力的作用下机械地形变，因此而作用于传输装置。该装置于是传输表示压力的所述形变运动，以例如使其放大，从而显示由传感器所检测到的压力的数值。

通常，该传感器的膜由晶体材料制成，例如由铜和铍构成的合金(Cu-Be)。

每种材料由其表征其抗形变强度、也被称为弹性模量的杨氏模量E(通常以单位GPa来表示)表征。另外，每种材料还由其弹性极限σ_e(通常以单位GPa来表示)表征，其中所述弹性极限表示一应力，超过该应力之后材料就塑性地形变。因此，对于给定的厚度，能够通过对每种材料确定其弹性极限和其杨氏模量的比值σ_e/E来比较各材料，其中所述比值表示每种材料的弹性形变。因此，该比值越大，材料的弹性形变就越大。然而，在现有技术中使用的晶体材料(例如：Cu-Be合金)，其杨氏模量等于130GPa，其弹性极限σ_e一般为1GPa，得出小的σ_e/E比值，即约为0.007。这些由晶体合金制成的膜因此具有有限的弹性形变。在压力传感器的膜的情况下，这意味着有限的测量范围。

此外，由于该弹性极限低，当膜变形的时候，膜在小的应力下就接近其塑性形变区域，存在膜不能恢复其初始形状的风险。为了避免这种形变，实施对膜的形变的限制，即膜的运动幅度被有意地限制。因此可以理解的是，需要放大传输运动。这因此导致对压力传感器有害的、并附带地对压力值的显示有害的噪音。

另外，考虑到结晶贵金属的不足的机械性能，使用这些金属来制造这种压力传感器的膜或者钟表件的其他任何工作元件是不可考虑的。事实上，这些贵金属尤其具有小的弹性极限，对于Au、Pt、Pd和Ag的合金来说约为0.5GPa，对比于在压力膜的制造中所通常使用的晶体合金的约为1GPa。鉴于这些贵金属的约为120Gpa的弹性模量，得到约为0.004的σ_e/E比值。然而，对于制造上述的这种膜，需要高的σ_e/E比值。

因此，本领域技术人员不被鼓励使用这些贵金属来制造这种膜。

发明内容

本发明涉及一种压力传感器，其通过提出一种相对于所施加的最大应力具有安全裕度、但也具有更大的形变幅度可能性的更可靠的膜来弥补上述的现有技术的缺陷。可替代地，本发明提出一种在更小尺寸下允许同等形变幅度的膜。

为此，本发明涉及上述压力传感器，其膜11由至少部分非晶的材料制成，以优化所述传感器的尺寸，其特征在于所述材料包括至少一种金属元素，该金属元素为贵金属类型，或者为包含在包括金、铂、钯、铼、钌、铑、银、铱或锇的清单中的合金之一。

该传感器的有利实施例是从属权利要求2至8的主题。

出人意料地，呈非晶形态的贵金属具有高的σ_e/E比值，允许制造如根据本发明的膜的元件。

根据本发明的膜的第一优点在于，该膜具有更有利的弹性特征。事实上，在非晶材料的情况下，σ_e/E比值由于弹性极限σ_e的升高而增大。这样，该材料的如下定义的应力因此增大，即超过所述应力材料就不能重新回到其初始形状。该σ_e/E比值的提高因此允许更大的形变。这允许根据是希望增大膜的测量范围还是希望对于同等的测量范围减小所述膜的大小来优化膜的尺寸。

这些非晶材料的另一优点在于，其开创了允许以更大的精度来制作形状复杂的部件的成形新前景。事实上，非晶金属在每种合金特有的给定温度区间[Tx-Tg]中具有在变软的同时保持非晶形态的特殊特征(其中，Tx：结晶温度；Tg：玻璃化转变温度)。因此，能够在相对小的应力和不高的温度下使非晶金属成形。因此，由于合金的粘度大大地减小，并且合金因此贴合模具的所有细节，所以这允许很精确地再现细微的几何构造。

另外，本发明还涉及一种手表，其特征在于，所述手表包括压力传感器，该压力传感器的膜符合上述说明。该手表的一个有利的实施例是从属权利要求10的主题。

附图说明

在以下对于仅示例性地而非限制性地给出的、并由附图示出的至少一个本发明的实施例的详细描述中，根据本发明的手表的目的、优点和特征将变得更显而易见。在这些附图中：

-图1以剖面图示意地示出了包括根据本发明的膜的手表；