用于轮胎压力测量构件的保护壳体的制作方法
【专利说明】用于轮胎压力测量构件的保护壳体
[0001]本申请是申请号为201080043602.5，申请日为2010年9月30日，发明名称为‘密封压力测量构件’的中国专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及压力传感器的领域。
[0003]本发明应用于轮胎压力的测量，特别是用于施工机械轮胎，但是并不限制于此。
【背景技术】
[0004]现有技术，特别是在US 6 931 934中公开了一种压力测量构件，其设置在由轮胎和轮辋限界的空间内。该构件为被动类型并且包括保护壳体。该构件还包括测试本体，并且壳体包括支撑压力测量表面的壁部，该压力测量表面功能性地连接到测试本体。特别而言，该壁部包括缺口，该缺口设计为使得壁部定位为与测试本体接触。在施加到壁部的外部压力的影响下，缺口在机械上将压力传递到测试本体，该测试本体由此能够检测构件外部的压力。
[0005]然而，在与测试本体接触时，由缺口施加到测试本体的重复机械负载首先在测试本体上造成磨损，由此不利于压力测量，其次重复机械负载使测试本体从其支撑件脱离，由此使得构件不可用。
[0006]另外，因为该构件为被动类型的，所以每一个测量构件一经制造完成就必须进行校准，因此其使用起来费工且昂贵。还需要将校准数据存储在属于构件的处理单元中。这就提高了系统的复杂性和成本。另外，校准数据是测量误差源。
[0007]还应当注意到，构件在其整个寿命中若不进行完全密封，则不能保护其免受化学侵袭，特别是免受由用于维护轮辋和轮胎的产品的侵袭。这样长时间暴露于化学侵袭下会损害测试本体，并由此不利于压力测量。
【发明内容】
[0008]本发明希求提供一种可靠的压力测量构件。
[0009]为此，本发明的一个主题是一种压力测量构件，其特征在于，其包括:
[0010]-压力测量表面，所述压力测量表面功能性地连接到测试本体，
[0011]-密封压力测量壳体，其中设置有所述测试本体，所述压力测量表面由所述密封压力测量壳体的壁部所承载，所述密封压力壳体的壁部设置为与所述测试本体相距一定距离，所述密封压力测量壳体限定所述壳体的内部空间的边界；
[0012]-压力传输装置，所述压力传输装置在所述压力测量表面和所述测试本体之间传输压力，并且包括占据所有所述内部空间的基本不可压缩材料；以及
[0013]-能量存储装置和压力处理装置，所述压力处理装置用于处理由所述测试本体检测到的压力，并且设置在所述密封壳体中。
[0014]因为所述压力测量表面设置为与所述测试本体相距一定距离，也即因为其与所述测试本体并不直接接触，所以所述测试本体并不会变得磨损，也不会在所述压力测量表面上的重复负载的影响下而从其支撑件脱离。特别而言，所述基本不可压缩材料既保护了所述测试本体，又将压力从所述压力测量表面直接传输到所述测试本体，而不管这些零件是否直接接触。压力被直接传输，这意味着施加到所述压力测量表面的压力是由所述测试本体测得的压力。材料并未引入测量偏移，并且这特别地可以免去校准构件的需要。
[0015]另外，不管轮胎压力如何，根据本发明的构件能够测量高达16巴的压力，需要时甚至能够测量高达30巴的压力。通过占据所有所述内部空间，排除了会干扰由所述测试本体检测到的压力(特别是在温度变化的情况下更是如此)的空气或某些其它材料(例如可压缩材料)的存在。
[0016]另外，在轮胎内部使用所述构件的条件下，根据本发明的所述密封壳体对于液体、固体和气体是不可渗透的。因此，所述测试本体被保护免受化学侵袭，特别是免受用于维护轮辋和轮胎的产品的侵袭，特别是在建筑业中。因此，所述测试本体不会受到所述壳体外部的任何物体的损坏，这是因为其位于所述密封壳体内部。
[0017]另外，该构件使得利用功能性连接到所述测试本体的所述压力测量表面对内部轮胎压力进行测量，将该压力传输到所述测试本体，而无需将后者暴露到所述壳体外部的元件。特别而言，所述壳体的壁部是可变形的，这意味着能够由所述测试本体来测量在所述壳体的外侧上由该壁部接收到的压力。这样的构件意在定位在由轮胎和轮辋限定的空间中。其与该构件是固定到轮辋还是固定到轮胎无关。
[0018]此外，所述测量构件是主动类型的。因此，无需对其进行校准。因此能够快速且低成本地制造每一个构件。另外，由所述测试本体测得的压力被传输到所述处理装置，该处理装置由所述能量存储装置自动提供动力。数据随后从所述处理装置传输到该构件外。因此，所述测量构件就其能量供应而言是自动的独立的，并且能够可靠地传输测得的压力。
[0019]将注意到，在恒定温度下限定了材料的不可压缩性。因此，不可压缩的材料的体积可以作为温度的函数而变化。因此，所述压力测量壁部的可变形性使得压力测量适用于温度变化。具体而言，当温度升高或降低时，材料分别具有膨胀或收缩的趋向。隔膜的可变形性使其伴随有作为温度的函数的材料体积的变化，而不会损害到压力测量。
[0020]最后，与包括仅包含空气的壳体的构件(其可能在壳体内外之间的压力差的影响下而发生爆聚)相比，根据本发明的构件的不可压缩材料可以避免所述压力测量壳体发生爆聚。
[0021]优选地，所述构件包括射频通信装置，所述射频通信装置包括位于由材料占据的所述内部空间之外的天线。因为所述天线位于所述内部空间之外，所以其传播属性得以维持且不会受到所述压力测量壳体或受到所述材料的损害。
[0022]可选地，所述密封压力测量壳体包括填充孔，所述填充孔用于填充所述壳体并且意在由导电插塞构件所堵塞，所述天线连接到所述导电插塞构件。所述插塞构件既充当插头来密封所述壳体，又充当导体用于将所述壳体内生成的电信号传输到位于所述壳体之外的所述天线。
[0023]有利地，所述壳体的壁部由可变形隔膜形成。
[0024]隔膜具有适合的机械变形特征，这些特征使其对于轮胎中的压力以及压力变化敏感。
[0025]有利地，所述密封壳体的壁部具有同心凹槽。
[0026]优选地，所述同心凹槽彼此成对地等距。优选地，所述密封壳体的壁部在横截面中具有呈现基本正弦轮廓的至少一个部分。与在横截面中呈现基本平面轮廓的密封壳体壁部相比，这提高了所述测试本体的响应的线性度。
[0027]作为选择，所述压力测量表面覆盖有惰性金属膜，例如金、钯或铂。
[0028]该层可以避免所述隔膜的腐蚀，并且可以保持其机械属性。
[0029]有利地，所述构件包括用于所述测试本体的由陶瓷制成的支撑件，该支撑件形成所述密封壳体的一个壁部。
[0030]因为所述支撑件由陶瓷制成，所以其被极好地密封并且对于化学侵袭不敏感，特别是对于来自用于维持轮辋和轮胎的产品的侵袭，特别是在建筑业中更是如此。另外，由于轮胎中存在温度变化，因此在所述支撑件的材料膨胀之后可能出现裂纹。因为陶瓷只膨胀极小程度，所以使得所述支撑件中的裂纹的出现和漫延降到最低。
[0031]优选地，材料在介于_20°C和+150°C的温度范围内处于液相和/或凝胶相。因此，材料贯穿该构件的操作温度范围都将维持在液相和/或凝胶相，并且在该范围之内，维持其将压力从所述压力测量表面直接传输到所述测试本体的属性。凝胶表现