专利名称：机械电子装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前言所述的机械电子装置。
背景技术：
所考虑的普通类型的机械电子装置可从EP 1180602A1中了解到，其中描述了一种带有电子元件箱的控制阀装置，该电子元件箱含有用来安装电子元件的印刷电路板，并可与外部母线相连接。可将一个或多个电磁阀插接到电子元件箱上并因而实现电接触。来自母线的电控信号经由电子装置处理并配送给相关的阀。该已有的控制阀装置并无任何传感器。
从DE 100 49 958 A1中还可得到一种流体装置以及阀门阵列及其致动器。该相连的致动器设有带有活塞的工作缸，该活塞的位置可通过位移传感器或限位开关来检测。传感器的输出信号可有选择地用金属导线或无线的方式来传输。在无线通信的情况下，这些传感器构成为脉冲转发器。
在机械电子装置中，尤其是在那些带有电磁阀的装置中，经常需传感一个或多个压力并在相关的系统电子元件中对这些压力进行加工处理，这些系统电子元件可容纳在一公共罩壳中(EP 1 152 231 A2)。为此目的而将适宜的压力传感器安设到这些装置中。这些压力传感器必须密封地与相关的压力管道连通，并固定成可检测出压力。此外，还必须在压力传感器和系统电子元件之间建立电连接(通常是三线类型的)。
这就隐含着某些可靠性方面的危险性。例如，温度波动以及与压力波动相结合在一起的传感器固定的弹性有可能会造成压力传感器相对于机械电子装置或系统电子元件的其它部分的移动。结果，其电接头会经受到不可接受的机械应力。例如，其触头会因摩耗而受损，粘结接头会因疲劳而裂开，且焊接接头也会疲劳，并因此形成间断接触。
另外，气压或液压管道的接口也会有所泄漏。
此外，这些电接头还常常会对生产工艺造成阻碍或使其复杂化，例如由于必须进行额外的焊接工艺。最后，机械电子装置的周围环境，尤其是如果它是安装在机动车辆中的话，常常是暴露在由无线电波所引起的电干扰影响之中。这就会对信号传送起到不良影响。
发明内容
本发明的目的在于要在机械电子装置中、尤其是带有包括传感器在内的内藏式电子装置的阀中实现特别是传感器信号无干扰的通信。
本目的可通过在权利要求1的主体中详细说明的本发明来实现。从属权利要求详细说明了那些简便合宜的改进。
本发明通过将传感器模块直接设置在压力传送管道内或与其连通的空腔内而无需特殊密封和电接头，并通过采用无线电技术或发光元件(或称为LED)的无线传输技术在机械电子装置罩壳内作短距离的数据传输，就可实现提高工作的可靠性。结果，上述的电接点对因温度波动而引起的长度变化的敏感性也不再存在了。此外，还无需进行连接传感器模块的额外的焊接作业。可免除用在传感器和罩壳壁之间界面处的、复杂的气压或液压密封件。最后，在采用发光元件时，数据链对有干涉作用的无线电波的敏感性也消除了。
对于熟悉本技术领域的人而言，本发明所用的数据传输的无线传输技术或无线电技术是已从采用种种方法的不同实现应用中有所了解的。
一种已知的方法是脉冲转发技术。藉助于这种方法，例如，就可从车身中不接触地测量出车辆轮胎的轮胎压力(DE 199 24 830A1)。为些目的就无需有电池来对轮胎中的传感器提供电力。
作为一个例子，传输可如下地进行首先将所要的信号(振荡信号)向外部发送，从而激发传感器中的随压力而变化的振荡电路，然后它很快就返回相应的随压力变化的模拟信号。由于脉冲转发技术的应用稳定地增加，可以预期到所需模块(收发信机)的成本将会下降。
另一种已知的方法是蓝牙技术。从标题为“蓝牙-频率能源载波”(Bluetooth-frequcncy erergy carners)(“Auto & Eldktronik”2000年第1期)中也可得到一种用于监测轮胎压力的方法，其中，压力信号和供给压力传感器的能量都是采用蓝牙技术通过无线电波来无线传输的。
通过根据本发明所进一步提出的、采用光来传输数据，就可实现高的传送可靠性。这在特别暴露在诸如在机动车辆中的有干涉辐射的周围环境中时，尤为确实。
以下将参见附图更详细地说明本发明，在这些附图中图1是带有电磁阀、电子控制单元和安设在压力传送管道中的传感器模块的机械电子装置的简图，图2是电子电印刷电路板高度处穿过图1的机械电子装置的一剖视图，图3是穿过图1带有输入和输出阀以及压力口的机械电子装置的另一剖视图，图4是穿过图1带有输入和输出阀以及电子控制单元的机械电子装置的又一剖视图，图5是在电子控制单元和传感器模块之间传输能量和数据的简图，图6是穿过带有与两个传感器模块相结合的两个读数站的电子单元的剖视图，图7是穿过带有与两个传感器模块相结合的一个公共读数站的电子单元的剖视图，图8是穿过带有一个读数站和仅仅部分地位于压力传送管道中的传感器模块的电子单元的剖视图，图9是穿过带有一个被夹紧在位的传感器模块的压力传送管道的剖视图，图10是穿过带有一个被粘结在位的传感器模块的压力传送管道的剖视图，图11是穿过带有两个被螺旋旋入在位的传感器模块的压力传送管道的剖视图，图12是带有电磁阀、电子控制单元和安设在压力传送管道中的传感器的机械电子装置的另一简图，图13是在电子印刷电路板高度处穿过图12的机械电子装置的剖视图，图14是穿过图12带有输入和输出阀以及压力口的机械电子装置的另一剖视图，图15是穿过图12带有输入和输出阀以及电子控制单元的机械电子装置的又一剖视图，图16a是在电子控制单元和压力传感器模块之间传输能量和数据的简图，图16b是在电子控制单元和带有两个读数站的两个压力传感器模块之间传输能量和数据的简图，
图16c是在电子控制单元和带有一个公共读数站的两个传感器模块之间传输能量和数据的简图，图17是穿过带有与两个传感器模块相结合的两个读数站的电子单元的剖视图，图18是穿过带有与两个传感器模块相结合的两个读数站的电子单元的剖视图，以及图19是穿过带有与一个读数站和仅仅部分地位于压力传送管道中传感器模块的电子单元的剖视图，图20是穿过带有一个被夹紧在位的传感器模块的压力传送管道的剖视图，图21是穿过带有一个被粘接在位的传感器模块的压力传送管道的剖视图，图22是穿过带有两个被螺旋旋入在位的传感器模块的两个压力传送管道的剖视图。
具体实施例方式
图1是机械电子装置的简图，在此例中该装置用来使阀门阵列工作，它具有罩壳1，该罩壳包括下部21和罩盖20。该机械电子装置还包括机械部分2和电子部分3。
该电子部分3可设置在公共罩盖20内。不过，它也可设置在独立的电子罩壳26中(参见图6)，该电子罩壳安装在罩壳1的机械部分2上。
在公共罩盖20下设有由输入阀5和输出阀6所组成的电磁阀对5、6(参见图3)。在此仅可见到输入阀5。该阀设有阀门关闭元件31，它能藉助于密封件32来关闭阀座27。结果，可将用于压缩空气或流体的通道打开或关闭。
为了要将该阀连接到外部压力管道上，设有至少一个压力口16，该压力口设置在罩壳21的下部21中。设置有压力传送管道7以将压力口16连接到阀座27上。
图中仅仅简要地示出阀门阵列加上相关的压力传送管道。作为一个例子，它可用来升高、降低或保持容器中的压力。压力传送管道7、8、9既可以是圆形截面的也可以是矩形截面的。
在另一个压力传送管道9或在与其连通的空腔中设有传感器模块13。它包括压力传感器29和脉冲转发器30(参见图5)。采用合适的方法将压力传感器模块13固定在压力传送管道9内。
可通过例如夹紧力(参见图9)来将传感器模块13保持在位。为此目的，设有支靠在压力传送管道7、8、9中的一个的内壁上的弹簧35、36。该压力传送管道的内壁可以是平面的或圆柱面形的。
也可藉助于粘接剂37来将传感器模块13固定到压力传送管道7、8、9中的一个的壁上(参见图10)。
也可给传感器模块40提供具有外螺纹41的圆柱形罩壳，用它来将该传感器模块螺旋旋入到从压力传送管道7、8、9延伸出去的盲孔38中(参见图11，右面)。
此外，还可藉助于螺纹41来将圆柱形传感器模块40螺旋旋入两个压力传送管道9之间的通孔中(参见图11、左面)。在这种情况下，必定要通过例如形成诸如平行孔42之类的通道以供加压流体通过。
图1中的压力传送管道9部分地由中间板19来形成，该中间板系由诸如塑料之类的非金属材料制成。相反，包括带有压力传送管道7以及压力口16的下部21的机械部分2则较佳地由诸如铝之类的金属制成，而罩盖20也同样。
不管如何，也可将整个机械电子罩壳1都用塑料来制成。
压力传送管道7、8、9可有任何所要的形状。可将它们构成孔、空腔或者甚至盲孔，传感器螺旋旋入其中。
罩壳1的电子部分3包含有装有电子元件11的电子印刷电路板10。它又包含有读数站12，该读数站根据本发明藉助于无线电技术与传感器模块13来通信。可通过构设塑料制中间板19来进行双向无线传输能量或电气数据。
为了将电子部分3与例如安装在车辆中的其它电子单元相连，采用连接电缆18来将电子印刷电路板10与电气插接连接件17相连。
图2是在电子印刷电路板10的高度处穿过图1的机械电子罩壳1的剖视图。如明显可见的，在电子印刷电路板10上设置有包括微处理器28和读数站12在内的电子元件11。读数站采用无线电技术来与两个传感器模块13、14来通信。它们设置在压力传送管道9中，两管道9取决于需要可有不同的形状。压力传送管道9可完全地或部分地设置在中间板19中，中间板19由绝缘材料制成(参见图1)。
图3是穿过图1的机械电子罩壳1的另一个剖视图，在此可看到两个电磁阀5、6，它们用作输入阀和输出阀。还可看到两个传感器模块13、14，在此情况下，它们置于中间板19和罩壳1的金属制下部21之间的中间间隔中。还可看到用于将机械电子装置连接到空气压缩系统或液压系统的两个压力口15、16。
图4是在电子印刷电路板10的高度处穿过机械电子装置的又一剖视图。又一次可看到两个电磁阀5、6、带有元件11的组合印刷电路板10、传感器模块13、14以及与其相关的相邻的公共读数站12。
图5是在设置在电子印刷电路板10上的电子控制单元或系统电子元件与传感器模块13之间传输能量和数据的简图。
除了这里未图示的其它元件以外，电子印刷电路板10还包含有读数站12和微处理器28。还将电磁阀5、6的磁性绕组24、25进一步连接到印刷电路板10上。一个例如可呈印刷在印刷电路板10上的线圈形式的天线22与读数站12相连。
在传感器模块13上设置有脉冲转发器30。它也与天线23相连，它也可呈印刷在印刷电路机10上的线圈形式。脉冲转发器30又连接到传输能量的一线路和接收从压力传感器29返回的数据的另一线路上。它可将外界压力P转换成与该压力成正比的电压U、并将之通信给脉冲转发器30。
至于其工作情况，或换句话说，当需要测量值时，在电子印刷电路板10和传感器模块13之间的箭头表明能量如何首先藉助于将脉冲从读数站12传输给传感器模块13而发生、接着又返回传送数据(在此时为压力值)。取决于设计方案，能量传输和数据传输也可同时进行。
在多个传感器模块的情况中，除了数据的返回传输外，还能返回传输用于识别相应的传感器模块13的编码信号。
还可通过例如采用不同的频率激发需要由其发出测量值的不同的传感器模块来对传输脉冲进行编码。
如以上已说明的，压力传感器29也可以是脉冲转发器30的一部分。而返回响应的共振频率取决于外界压力。在此情况下，就无须将传感器模块13中的能量和信号传输分开来说明。
图6示出电子印刷电路板10，在此情况下它是安装在单独的罩壳26中的。在印刷电路板10上设置有两个读数站12、12a，它们通过天线22、22a与传感器模块13、14通信。它们是直接设置在压力传送管道9中的，在此情况下，它们具有管子形状。当然，此时必须留出足够的横截面以供加压流体流动。
与图6相类似，图7也示出安装在电子罩壳26中的电子印刷电路板10，但此时只装备有单个的公共读数站12。从而它通过单个天线22与两个传感器模块13、14通信。
为了区分这两个传感器模块，在此情况下还必需有额外的用于传感器模块13、14的相应编码的传输。这种编码例如可通过采用不同的数据编码或者采用对传输脉冲以及返回传输测量值的不同的载波频率来实现。
图8给出又一个实例，其中传感器13仅仅部分地设置在压力传送管道9中。在此情况下，传感器模块的传感器部分33延伸到压力传送管道9中，而收发信部分34设置在电子罩壳26内，与带有天线22的读数站12很靠近。
该替代方案具有中间板19并非一定要用绝缘材料来制成的优点。可是，另一方面，它却需要在电子罩壳26中有更大的空间。而且，在压力传送管道的布置方面自由度小，在此情况下，它必须设置在电子罩壳26的下面。此外，还必须确保传感器模块13和中间板19之间的足够的密封。
图9、10和11已在前面作了说明。
在所有的实例中，读数站12、12a和传感器模块13、14可简便合宜地设置成在空间上彼此靠近。这就具有在设计上可使读数站12、12a和天线22、22a、23的传输功率降低的优点。这里，“在空间上彼此靠近”是指距离大约在1～5cm，这取决于机械电子装置的大小。
除了压力以外，传感器模块13、14也可传感和传输其它物理变量。在此情况下可设想到的例子包括温度、质量流量(诸如压缩空气或流体的质量流动)、位移(诸如阀元件的位移)、磁场强度(诸如电磁阀磁性绕组的磁场强度)或者在压力传送管道中流动的气体或流体的化学成分的数据传输。
作为无线电技术，可采用前面已提及的脉冲转发技术或者也已提及的蓝牙技术。这两种技术早就为人们所知并已被标准化了，因此，可认为是足够可靠和成本经济的。
以下的实例涉及藉助于光线来进行数据传输。
图12是机械电子装置的简图，在此情况下，用于使阀门阵列工作，它具有罩壳1，该罩壳1包括下部21和罩盖20的。该机械电子装置还包括机械部分2和电子部分3。
可将该电子部分3设置在公共罩盖20内。不过，它也可设置在单独的电子罩壳26中(参见图6)，该罩壳26安装在罩壳1的机械部分2上。
在公共罩盖20下设置有包括输入阀5和输出阀6的电磁阀对5、6(参见图14)。这里只看到输入阀5。它设有阀门关闭元件31，该元件可藉助于密封件32关闭座27。结果，就可将用于压缩空气或流体的通道打开或关闭。
阀门可以不同的方式工作，例如压力阀也可替代电磁阀。也可将机械电子装置构成在带有致动器和/或电动机(未图示)的机械部分2中，它也能由电子部分3来控制。
为了将阀连接到外部压力管道上，设置至少一个压力口16，该压力口16设置在罩壳1的下部21中。设有压力传送管道7以将压力口16与阀座27相连。
仅仅简要地示出了阀门阵列加上相关的压力传送管道。作为一个例子，它能用来升高、降低或者保持容器内的压力。压力传送管道7、8、9(参见图12～14)既可具有圆形横越面，也可具有矩形横截面。
在压力传送管道9或与其连通的空腔中设置有传感器模块13。它大体上包括(参见图16a)压力传感器29、信号调整电路30、发光元件45、能量接收线圈23和整流器50。采用合适的方法将传感器模块13固定在压力传送管道9中。
例如可通过夹紧力(参见图20)将传感器模块13和发光元件45一起保持在位。为此目的，它装备有支持在压力传送量道7、8、9中的一个的内壁上的弹簧35、36。该压力传送管道的内壁可以是平面的或圆柱面形的。可通过透明的中间板19来得到光的向外通路。
也可藉助于粘接剂37(参见图21)来将传感器模块13固定到压力传送管道7、8、9中的一个的壁上。
根据图22，还可简便合用地给圆柱形传感器模块40a设置具有外螺纹41的圆柱形罩壳，用它可将该传感器模块螺旋旋入从压力传送管道7、8、9延伸出去的盲孔38(参见图22，右面)。
此外，还可藉助于螺纹41将圆柱形传感器模块40螺旋旋入在两个压力传送管道9、9a之间的通孔(参见图22，左面)。在此情况下，必须通过例如平行孔42之类的通道来使加压流体可流通经过。
图22还示出两块电子印刷电路板10、10a，其上装有光敏元件44、44a。这些光敏元件接收来自传感器模块40、40a的发光元件45、45a的数据。
通过可透过红外线的部分47来进行左面传感器模块40的数据传输，该部分47是以压紧的方式螺旋旋入不透光的下部21的。
通过可透过红外线的中间板19来进行右面传感器模块40a的数据传输。
通过用诸如塑料之类的非金属材料制成的中间板19来部分地形成图12中的压力传送管道9。至少其一部分包括可透过红外线的材料。相反，包括带有压力传送管道7、9以及压力口16的机械部分2较佳地用诸如铝之类的金属材料来制成，而罩盖20也如此。
不管如何，还可使整个机械电子罩壳1都用塑料来制成。
压力传送管道7、8、9可具有任何所要的形式。可将它们构成为孔、任何所要形状的空腔或者甚至是盲孔，传感器螺旋旋入其中。
根据图12，罩壳1的电子部分3包含装备有电子元件1的电子印刷电路板10(系统电子元件)。它又包含光敏元件44，光敏元件可藉助于红外线以无线方式接收来自安装在传感器模块13上的发光元件45的数据(参见图16a～16c)。
电子印刷电路板10(系统电子元件)还包含用于给传感器模块13提供电能的发射线圈22。为此目的，传感器模块13包含接收线圈23(参见图16a)。
通过将中间板19构造成至少部分用透明材料来制成就可实现藉由红外线的电气数据的无线传送。还可插入单独的光导部件47，它可穿透不透光的罩壳下部21(参见图22)。
为了将电子部分3连接到例如安装在车辆中的其它电子单元上，可通过连接电缆18来将电子印刷电路板10连接到电气插接连接器17上。
图13是在电子印刷电路板10的高度处穿过图12的机械电子罩壳1的剖视图。如明显可见的，在电子印刷电路板10上设置有包括微处理器28和两个读数站12、12a在内的电子元件11。读数站以无线方式与两个传感器模块14、13通信。它们都设置在压力传送管道9中，压力传送管道可根据需要而有不同的形状。压力传送管道9可完全或部分地设置在中间板19中，而中间板19至少部分地由透明的绝缘材料来制成(参见图12)。
包括光敏元件44、44a和放大器48、48a的单元被指定用作读数站12、12a(参见图16b)。在某些情况下甚至可以无需有放大器48、48a。
图14是穿过图12的机械电子罩壳1的另一剖视图。这里可看到两个用作输入阀和输出阀的电磁阀5、6。还可看到两个传感器模块13、14，在此情况下，它们设置在中间板19和机械电子罩壳1的金属下部21之间。还可看到用于将机械电子装置连接到压缩空气系统或液压系统上的两个压力口15、16。
图15是在电子印刷电路板10的高度处穿过机械电子装置的又一剖视图。再次可看到两个电磁阀5、6、带有电元件11的组合印刷电路板10、传感器模块13、14和与其相关的相邻的公共读数站12、12a。在印刷电路板10上还设置有公共的能量发射线圈22。
图16a～16c是在电子控制单元或设置在电子印刷线路板10上的系统电子元件与传感器模块13、14之间进行能量和数据传输的简图。
除了这里未图示的其他元件以外，图16a中的电子印刷电路板10(系统电子元件)还包含带有光敏元件44(在此情况下为光电三极管)的读数站12和微处理器28。还将电磁阀5、6的磁性绕组24、25进一步连接到印刷电路板10上。用于能量传输，将可具有例如印刷电路板10上的线圈形式的发射线圈22与交流电压发生器46相连接。
在相关的传感器模块13上设置有压力传感器29，而将其输出信号馈送给信号调整电路30。其上连接有用于将数据传输到读数站12的发光元件45，在此情况下为红外LED。
采用接收线圈23来将能量供给压力传感器29，该接收线圈23可构成为印刷在印刷电路板上的线圈，且它可以电感形式从发射线圈22接受其能量。整流器50与接收线圈23相连接。为了暂时储存能量，在整流器50中可包含有电容或电池(蓄电池)(未图示)。
至于工作情况，或换句话说，在需要测量值时，在电子印刷电路板10(系统电子元件)和传感器模块13之间的箭头表明首先是如何藉助于将脉冲从交流电压发生器46传输到传感器模块13上、接着通过发光元件45将数据(此时为压力值)返回传输而进行能量传输的。取决于传感器模块13的设计方案，也可同时进行能量传输和数据的返回传送。
在图16b中，信号从两个传感器模块13、14传送到电子印刷电路板10(系统电子元件)上。通过带有公共发射线圈22的公共交流电压发生器46而给两个模块供应能量。当所要供给能量的传感器模块位于相距不太远时建议采用公共的能量传输。对每个传感器模块分别将数据返回传输给两个读数站12、12a，每个读数站具有一个光敏元件44、44a。
如图16c所示，在两个发光元件45、45a的情况下，在返回数据传输时不仅可以回输实际的压力数据，还可回输用于识别相应的传感器模块13、14的编码信号。在此情况下，在电子印刷电路板10系统电子元件上只需要一个具有仅仅一个光敏元件44的公共读数站12。可藉助于带有公共发射线圈22的公共交流电压发生器46来将能量传输给传感器模块13、14。
此外，甚至还可通过采用交流电压发生器46的不同频率来对能量传送脉冲进行编码。结果，可单独激发需要发出测量值的不同的传感器模块，从而可节省能源。
图17包含两个与图16a中所示同样类型的电路。在一个简图中，它示出了电子印刷电路板10(系统电子元件)，在此情况下，该电路板10安装在单独的电子元件罩壳26中。在电子印刷电路板10上设置有两个将能量发射给两个传感器模块13、14的发射线圈22、22a。当所提供的模块相互距离较远时建议采用单独的能量发送线圈。
印刷电路板10还包含两个接受来自传感器模块13、14的数据的光敏元件44、44a。传感器模块13、14可直接设置在压力传送管道9中，此时传感器模块13、14具有管子形状。当然，还必须留出足够的供加压流体流动的横截面。
通过传感器模块13、14的红外发光元件45、45a向光敏元件44、44a进行数据返回传输。
为了能够接收光，将印刷电路板10设置在带有穿孔或打孔的光敏元件44、44a的区域中，且将光敏元件44、44a向下插入穿过其中。中间板19是可透过红外线的材料制成的。
图18与图16b的电路相应。如图17所示，它示出安装在电子罩壳26中的电子印刷电路板10，但此时只装有单个公共能量发射线圈22。能量根据要求或连续不断地经过单个发射线圈22供给两个传感器模块13、14。如果暂时不需要任何传感器数据，也可停止能量传输以节省能量。
再次经过发光元件45、45a向两个光敏元件44、44a进行数据传送。
为了区分两个传感器模块13、14之间的返回响应，还可进行附加的、传感器模块13、14输出信号的相应编码的传输。例如，可通过在测量值的返回传输时的不同的数据编码来实现这种编码。
图19给出本发明的又一实例，其中传感器模块13仅仅是部分地设置在压力传送管道9中。在此情况下，传感器模块13的传感部分33延伸到压力传送管道9中，而收发信部分34设置在电子罩壳26内很靠近带有发射线圈22的读数站22处。在此进行从传感器模块13的发光元件45至与读数站12相连的光敏元件44的测量值数据传输。
该替代方案具有中间板19并非一定要用可透过红外线的绝缘材料来制成的优点。可是，另一方面，它却需要在电子罩壳26中有更大的空间。而且，在压力传送管道的布置方面自由度小，在此情况下它必须设置在紧靠电子罩壳26的下面。此外，还必须确保传感器模块13和中间板19之间界面足够的压紧密封。
图20、21和22已在前面作了说明。
在所有的实例中，读数站12、12a和传感器模块13、14可简便合宜地设置成在空间上彼此靠近。这就具有在设计上可使用于能量传输的交流发电机46和能量发射接收线圈22、23的传送功率降低的优点。这里，“在空间上彼此靠近”是指距离大约在1～5cm，这取决于机械电子装置的大小。
除了压力以外，传感器模块13、14也可传感和传送其它物理变量。在此情况下可设想的例子包括温度、质量流量(诸如压缩空气或流体的质量流动)、位移(诸如阀元件的位移)、磁场强度(诸如电磁阀磁性绕组的磁场强度)或者在压力传送管道中流动的气体或流体的化学成分的数据传输。
至于压力测量，可根据需要采用绝对值传感器或者甚至是压差传感器。后一传感器可检测压力传送管道9与电子罩壳26内部的压力差，尤其是在根据图19的结构中。相反，将完全安装在压力传送管道中的压力传感器设计成绝对值压力传感器。
在机械电子装置中可以采用任何所要数量的传感器，并且，随着所集成的传感器的数量增加，上述的数据传输方法的优点就变得更加突出。
除了更好地消除干扰以外，与也可采用的脉冲转发器相比，采用LED的数据传输的另一优点是可实现更佳的传输动力学特性。这就意味着当需要时可更迅速地获得测量值。
较佳的是，采用红外光发光二极管(IR LED)来作为发光元件。这些元件为大家所熟知已很长时间并被标准化了，因此，被认为是足够可靠和成本经济的。藉助于IR LED来进行的数据传输例如从电视接收机的遥控中已早就为大家所知并已被证实了。
与其它在可见光范围内的LED相比较，IR LED具有即使压力传送管道9的表面沾污时也能确保其数据传输可靠的优点。
还可采用激光二极管来代替IR LED，尤其是在传送距离较长时。
可采用的光敏元件的例子为光电三极管或光电二极管。
权利要求
1.一种具有罩壳(1)的机械电子装置，尤其是一种阀门阵列，它包括机械部分(2)和电子部分(3)，其中，所述机械部分(2)包括至少一个或多个电磁阀(5、6)以及与所述电磁阀(5、6)相连接的压力传送管道(7、8、9)，而所述电子部分(3)包括电子控制单元，该电子控制单元具有带有电子元件(11)的至少一块印刷电路板(10)，该印刷电路板(10)安装在所述罩壳(1)的空腔内，或者安装在附连于所述罩壳(1)的单独的电子元件罩壳(26)内，其特征在于，在一根或多根所述压力传送管道(7、8、9)或与其连通的空腔内，安装有用于测量物理变量的传感器模块(13、14、40)，这些传感器藉由无线电技术用无线方式与设置在所述印刷电路板(10)上的至少一个读数站(12、12a)通信。
2.如权利要求1所述的机械电子装置，其特征在于，所述物理变量为压力、温度、质量流量、位移、磁场强度或化学成分。
3.如权利要求1或2所述的机械电子装置，其特征在于，所述罩壳(1)的所述机械部分(2)完全或部分地由塑料来制成。
4.如权利要求1～3中的一项或多项所述的机械电子装置，其特征在于，将塑料制的中间板(19)安装在所述电子部分(3)和包含有压力传送管道(7、8、9)的所述罩壳(1)的所述机械部分(2)之间。
5.如权利要求4所述的机械电子装置，其特征在于，所述压力传送管道(7、8、9)形成为完全或部分地穿过所述中间板(19)。
6.如权利要求1～5中的一项或多项所述的机械电子装置，其特征在于，所述读数站(12、12a)和所述传感器模块(13、14、40)设置成在空间上彼此靠近。
7.如权利要求1～6中的一项或多项所述的机械电子装置，其特征在于，每个传感器模块(13、14、40)都设有它自己的读数站(12、12a)。
8.如权利要求1～6中的一项或多项所述的机械电子装置，其特征在于，为所有的传感器模块(13、14、40)设置公共的读数站(12)。
9.如权利要求1～8中的一项或多项所述的机械电子装置，其特征在于，所述传感器模块(13、14、40)返回编码数据。
10.如权利要求1～9中的一项或多项所述的机械电子装置，其特征在于，所述传感器模块(13、14)插入在所述压力传送管道(7、8、9)中，并用夹紧力保持在位。
11.如权利要求10所述的机械电子装置，其特征在于，所述夹紧力系由弹簧(35、36)来产生的，所述弹簧(35、36)支靠在所述压力传送管道(9)的内壁上。
12.如权利要求1～9中的一项或多项所述的机械电子装置，其特征在于，所述传感器模块(13、14)系由粘接剂(37)粘接于压力传送管道(7、8、9)的壁上的。
13.如权利要求1～9中的一项或多项所述的机械电子装置，其特征在于，采用带有外螺纹(41)的圆柱形传感器模块(40)，这些模块螺旋旋入所述压力传送管道(9)的盲孔(38)或者通孔(39)中。
14.如权利要求1～13中的一项或多项所述的机械电子装置，其特征在于，采用脉冲转发技术或蓝牙技术作为所述无线电技术。
15.如权利要求1～14中的一项或多项所述的机械电子装置，其特征在于，所述传感器模块(13、14、40)安装成仅仅是传感测量值的部分(33)设置在所述压力传送管道(7、8、9)中，而收发信部分(34)设置在所述电子元件罩壳(26)内。
16.如权利要求1所述的机械电子装置，其特征在于，将数据从所述传感器模块(13、14、40、40a)发送到所述读数站(12、12a)是通过至少一个发光元件(45、45a)到至少一个光敏元件(44、44a)来进行的。
17.如权利要求16所述的机械电子装置，其特征在于，所述物理变量为压力、温度、质量流量、位移、磁场强度或化学成分。
18.如权利要求16～17所述的机械电子装置，其特征在于，所述罩壳(1)的所述机械部分(2)完全或部分地由塑料来制成。
19.如权利要求16～18中的一项或多项所述的机械电子装置，其特征在于，在所述电子部分(3)和包含有所述压力传送管道(7、8、9)的所述罩壳(1)的所述机械部分(2)之间安装有完全或部分地透明的塑料中间板(19)。
20.如权利要求16～19中的一项或多项所述的机械电子装置，其特征在于，在所述发光元件(45、45a)和所述光敏元件(44、44a)之间设置至少一个光导部件(47)，用以确保良好的光传输。
21.如权利要求20所述的机械电子装置，其特征在于，所述压力传送管道(7、8、9)形成为完全或部分地穿过所述中间板(19)。
22.如权利要求16～21中的一项或多项所述的机械电子装置，其特征在于，所述读数站(12、12a)和所述传感器模块(13、14、40、40a)设置成在空间上彼此靠近。
23.如权利要求16～22中的一项或多项所述的机械电子装置，其特征在于，每个传感器模块(13、14、40、40a)设有它自己的读数站(12、12a)。
24.如权利要求16～22中的一项或多项所述的机械电子装置，其特征在于，为所有的传感器模块(13、14、40)设置公共的读数站(12)。
25.如权利要求16～24中的一项或多项所述的机械电子装置，其特征在于，藉助于单独的发射线圈(22、22a)为所有的传感器模块(13、14、40、40a)提供独立的能源供给。
26.如权利要求16～24中的一项或多项所述的机械电子装置，其特征在于，藉助于公共的发射线圈(22)为所有的传感器模块(13、14、40、40a)提供公共的能源供给。
27.如权利要求16～26中的一项或多项所述的机械电子装置，其特征在于，所述传感器模块(13、14、40、40a)返回编码数据。
28.如权利要求16～27中的一项或多项所述的机械电子装置，其特征在于，所述传感器模块(13、14)插入在所述压力传送管道(7、8、9)中，并用夹紧力保持在位。
29.如权利要求28所述的机械电子装置，其特征在于，所述夹紧力系由弹簧(35、36)来产生的，所述弹簧(35、36)支靠在所述压力传送管道(9)的内壁上。
30.如权利要求16～27中的一项或多项所述的机械电子装置，其特征在于，传感器模块(13、14)系由粘接剂(37)粘接于压力传送管道(7、8、9)的壁上的。
31.如权利要求16～27中的一项或多项所述的机械电子装置，其特征在于，采用带有外螺纹(41)的圆柱形传感器模块(40)，这些模块螺旋旋入所述压力传送管道(9)的盲孔(38)或者通孔(39)中。
32.如权利要求16～31中的一项或多项所述的机械电子装置，其特征在于，所述传感器模块(13、14、40、40a)安装成仅仅是传感测量值的部分(33)设置在所述压力传送管道(7、8、9)中，而收发信部分(34)设置在所述电子元件罩壳(26)内。
33.如权利要求16～32中的一项或多项所述的机械电子装置，其特征在于，作为安装在所述传感器模块(13、14、40、40a)中的所述压力传感器(29)采用差值或绝对值压力传感器。
34.如权利要求16～33中的一项或多项所述的机械电子装置，其特征在于，将红外发光二极管(IR LED)或激光二极管设为所述发光元件(45、45a)，其至少部分地将编码信号发送给至少一个光敏元件(44、44a)的。
35.如权利要求34所述的机械电子装置，其特征在于，将光电三极管或光电二极管设为所述光敏元件(44、44a)。
全文摘要
揭示了一种带有罩壳(1)的机械电子装置，该装置包括机械部分(2)和电子部分(3)。该机械部分(2)设有一个或几个电磁阀(5、6)和压力传送管道(7、8、9)，而电子部分(3)装有带有电子元件(11)的印刷电路板(10)(系统电子元件)。将传感器模块(13、14、40、40a)装入压力传送管道(7、8、9)中用以测量物理变量。为了省却用于传感器模块(13、14、40、40a)的电气连接导线和分别的密封件，所述传感器模块(13、14、40、40a)藉助于无线电技术或者发光元件(45、45a)和光敏元件(44、44a)以无线方式与位于电路板(10)上的至少一个读数站(12、12a)通信。
文档编号F16H61/00GK101057098SQ200580038234
公开日2007年10月17日 申请日期2005年11月3日 优先权日2004年11月4日
发明者A·泰西曼, K·阿伦斯 申请人:威伯科有限合伙公司