专利名称：用于指示物理量的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于指示物理量的装置。
背景技术：
本发明发现了测量容纳于圆筒内的流体、更具体地工业或医疗流体的 压力的通用领域中的有利应用。
物理量指示装置常常由壳体构成，所述壳体一方面包括用于测量所述 物理量的传感器，另 一方面包括用于测量传感器测出的物理量值的显示器。
已知的指示装置在面对外部震动时会频繁出现可靠性问题。当所关注 的量具有高的安全特性(诸如容纳于圓筒内的流体的压力)时，这个问题 特别敏感。
发明内容
本发明的一个期望目标也是提供一种指示装置，该装置能实现对其构 成部件(具体为测量传感器及其敏感区)的高度保护。
根据本发明，此目标借助以下物理量指示装置来实现，所述装置包括 壳体，其与用于测量所述物理量的传感器相连，并且其中设有代表所述测 量传感器测出的物理量的数值的显示器，所述装置包括连续地位于基本平 行的平面上的多个部件，所述部件至少包括所述壳体的透明盖、所述显示 器和所述测量传感器，诸如树脂这样的保持和保护元件填充所述壳体的内 部空间以至少部分覆盖位于平行平面上的内部部件中的至少两个。
因此将意识到在这种构造中，测量传感器受到将其与透明盖分开的 部件叠层结构的保护，所述透明盖保护传感器不受与基本平行的平面垂直地施加的震动(称为"正面震动，，)的影响。
基于根据本发明诸如树脂这样的保持和保护元件填满了所述壳体的内
部空间这一事实，在受到正面震动时对测量传感器的保护得到了更进一步 的增强。
通过这种方式，不仅测量传感器自身能够获得更好的保护，而且壳体 的内部部件也能获得更好的保护。将树脂注入壳体再次表现出许多其它优
点，这将在下文中进行解释。
已知的另一独立问题涉及对测量传感器与指示装置壳体的连接的防护。
当前常用于连接传感器和壳体的方案为螺紋连接、粘合、夹紧或卡紧 以及使用防松螺母。然而，已知的这些方案的可靠性均有限。实际上，螺 紋系统对振动比较敏感并且在它由塑料材料制成时具有较低的机械强度， 粘合经过一段时间之后和面对溶剂具有较差的强度，夹紧和卡紧也具有较 低的机械强度和较差的密封性，而防松螺母非常庞大且在振动作用下可能 会发生松动。
本发明为解决该另外的可靠性问题而额外或者独立提出的可选方案包
括以下事实所述壳体可以包括连接插入件，所述测量传感器例如通过焊 接被固定在该插入件上。
在本文中，本发明可以将壳体包覆模制(overmold)在所述插入件上。 此外注意到基于一般不可能对传感器进行加热而无损坏传感器敏感区的 危险这一事实，在使用塑料壳体的传统安装中，将壳体包覆模制在传感器 上是不可能的。
优选地，壳体的包覆模制是在传感器被焊接到插入件上之前完成的。 如果如本发明所提出的那样将测量传感器的敏感区设置在所述插入件 内部，那么中间插入件的存在使得能够为传感器提供补充保护。实际上将 能够在下文中看到插入件保护所述敏感区免受与插入件垂直地施加的侧 向震动的影响。
目前，最常用的显示器包括具有受电子板控制的字母数字字符或图形
5的显示屏，其中所述电子板将测量传感器提供的模拟信息转换成能够在屏 幕上显示的数字数据。例如，在这类显示器中，液晶屏得到非常广泛地使 用。
然而在产生震动的情况下，显示屏的玻璃可能会破裂并且中断显示的
各个字符所包括的连接中的全部或者一部分。显示将完全或者部分消失， 同时显示出不可理解的符号或者甚至错误的测量值。在装置用于指示流体 圆筒的压力的情况下，这种信息缺失或者更糟糕地错误信息会严重影响安 全。
例如，如果正确显示是"200bar"并且字符"20"消失而只有"0"保 持显示，则用户可能相信不存在压力，然而实际上存在200bar的压力并且 构成潜在危险。在其它应用中，相反地不存在气体而显示指示压力不为零， 这也是非常危险的。
而且，本发明所寻求的独立于上述目标的另一可选目标是提供一种物 理量指示装置，其将使得用户能够获得以下保证，即该装置所给出的显 示是可靠的。
根据本发明的可选(附加或者独立的)特征，基于以下事实来实现该 目标，即所述显示器包括用于显示受电子板控制的字母数字字符或图形 的屏幕，并且到所述电子板的电连接线路可被设在所述屏幕上，在显示屏 破裂的情况下所述电连接能够断开。
在实践方式中，连接线路的结合方式与显示分段相同。然而，它也可 以被连接到屏幕的后面。
正如将在下文中详细看到的那样，屏幕破裂之后出现的电连接中断由 电子板检测到，所述电子板使显示器失去作用和/或通过其它工具向用户发 出警报。那么可以确定显示器只在连接线路完好无损时提供物理量的数 值，此时可以认为所显示的数值是可靠的。
本发明可包括下列特征中的一种或者多种
-该装置还在所述显示器与所述测量传感器之间包括以下部件用于 所述显示器的电子板，和用于所述电子板的供电元件；
6-该装置包括树脂，其填充壳体内部以至少部分覆盖除测量传感器的
敏感区以外的所有内部部件；
-该装置另外包括音响警报器和相关的谐振腔；
-下列元件中的至少一种没有树脂音响警才艮器，音响警报器的输出 孔，谐振腔；
-所述谐振腔具有隔板；
-隔板上没有树脂；
-所述谐振腔被保护膜闭合；
-树脂确保它所覆盖的部件保持且锁定在合适位置上； -树脂气密密封壳体主体，尤其在壳体和透明盖之间的接合区域中； -树脂通过阻塞可能的"壳体的入口点来确保壳体和内部部件的密
封，所述可能的入口点为树脂的注入或者填充孔，壳体的两部件(主体/
盖)之间的接合区；
-树脂封闭注入或者填充孔的阻塞物；
-显示装置包括用于显示受电子板控制的字母数字字符或图形的屏 幕，并且到所述电子板的电连接线路被设置在所述屏幕上，所述电连接能 够在屏幕^^裂的情况下断开；
-所述壳体具有连接插入件，所述测量传感器例如通过焊接被固定在 所述插入件上。
以非限制性实例的方式给出的与附图相关的下列描述将使得能够更彻 底地理解本发明以及如何实现本发明。
图l是根据本发明的压力指示装置的截面图2是填充有树脂的图1的装置的截面图3是示出了音响警报器室的图2的装置的截面图4是图1 - 3的装置的插入件的具体截面图5是才艮据第一实施例的图1-4的指示装置的显示器的前视图；图6是才艮据第二实施例的图1-4的指示装置的显示器的前视图；以及 图7是具有根据图1-6的压力指示装置的阀门/减压阀的示意截面图。
具体实施例方式
出于清晰的缘故，在本说明书的其它部分中，描述将仅限于压力指示 装置，诸如安装在工业或医学流体的圆筒的减压阀和阀门/减压阀上的压力 指示装置。然而，可以理解，本发明并不限于这单独一种指示器，而是可 以扩大到其它物理量(具体地，常常与流体区域中的压力相关联的温度) 的指示器。
在图1中以截面示出的压力指示装置IO包括壳体100，其与压力传感 器200相连，并且其中设有传感器200所测得的压力值的显示器300。
在图l的实施例的实例中，压力传感器200具有包含诸如应力计这样 的部件的压力敏感区210，其中所述部件能够提供向位于显示器300与传 感器200之间的电子板310表示所测压力的电信号。该电信号由所述电子 板310进行处理以便能够例如以数字形式在显示器300的液晶屏上持久显 示所测压力值和/或剩余范围。电子板310由设在壳体IOO内部的电池320 进行供电，其中所述电池位于显示器300和传感器200之间。
压力传感器200具有螺紋220，其净皮i殳计成将整个压力指示装置10连 接到减压阀和/或阀门/减压阀上。传感器200采用中空体的形式以便敏感区 210与例如减压阀或者阀门/减压阀的高压入口相通。
如图1所示，壳体100包括近似圆柱形的主体110和近似圓形的盖120 ， 盖120与主体110同轴并且例如通过夹紧的方式固定在壳体主体110上。 盖120被设置成面对显示器300。壳体主体110以及盖120可以用塑料制 成，其中盖120的塑料透明，以便能够从壳体100的外面看到显示器300 的屏幕。
在图3中可以看到压力指示装置10附加地具有音响报警器400，其 具体地被设计成向结合所述压力指示器10的流体瓶的使用者发出瓶子是 空的或者即将变空的警报。音响报警器400的输出孔410在谐振腔420上形成，所述谐振腔420具有用于保护报警器组件不受外部攻击的隔板421。 防潮但可让声音透过的膜422封闭谐振腔420。
例如图1所示那样，压力指示装置10所选用的构g现出由盖120、 显示器300、电子板310、电池320和敏感区210构成的叠层结构，其中这 些元件所处的平面近似平行并且垂直于壳体100的主体110的X-X轴。基 于传感器的敏感区210受到保护而不受作用在盖120上的外部震动或凹陷 的影响这一事实，此装置是特别有利的。压力因此始终受到限制，对于使 用者而言不存在爆炸危险。另一方面，即使显示器组件的组成部件之一损 坏或者遭到>5皮坏，压力数据在敏感区210上仍然保持有效，且可以例如通 过无线电发送给位于已失效的压力指示装置10的外部的接收器。
如分别在图2和3中示出的那样，才艮据图2和3的实施例，树脂130 填充壳体100的内部以覆盖除剩下的敏感区210和音响报警器400之外的 所有内部部件。
树脂可以通过能够在图2中示出的填充孔140注入壳体100，并且可 以在壳体主体110上设置凸缘150以保持树脂，树脂本身在填充结束时可 充当阻塞物以封闭填充孔140。
从图2中更具体地示出优选在将壳体倾斜的同时实施树脂填充过程， 以^使除去常常会形成于显示器300的前部的气泡。
所注入的树脂可以具有多种功能或优点
-它可以锁住所有内部部件，这些部件于是#1精确地保持在合适位置
上并且可以不发生任何运动；
-它可以气密密封壳体主体110和盖120，而不必使用衬垫； -它可以通过封闭唯一可能的入口点来确保壳体100的内部部件的密
封，其中所述入口点为注入孔140和用于将盖子120夹在壳体主体110上
的周边区域；
-特别地，它还增强了部件(尤其是本来就容易碎的显示器300的屏 幕的玻璃)的抗震性。
树脂可以是透明的氨基曱酸乙酯、聚氨基甲酸乙脂或者环氧树脂型或类似物。
图4是一细节图，其示出了压力传感器200通过插入件500与壳体100 的主体110相连，其中传感器200被焊接在插入件500上。插入件500是 金属件，并且由塑料制成的壳体主体110被包覆模制在此插入件上。
在插入件500的周边上设有凹槽510，以便与主体110在包覆模制过 程中形成的肋110相配合和确保插入件在平移过程中不发生运动。
类似地，对插入件500提供外部轮廓520以防止插入件绕其轴线旋转。 例如，该轮廓为六边形。该轮廓还可以用来借助简单的扳手(key)将压力 指示装置10的组件拧在减压阀或者阀门/减压阀上或者将其柠松。
最后，图4示出了一种特别有利的组件的构造，其中传感器200的敏
感区210设在插入件500的内部、即设在插入件边缘501的后面，因此不
会受到与壳体100的轴线X垂直的侧向震动(其用箭头F表示)的影响。
具有中间插入件的这类组件还具有其它优点 -单独部件的组装非常容易；
-出色的才几械强度； -无需专门部件就能实现完全密封；
-便于在直径和螺紋上调节传感器200，而无需改变插入件500。
图5和6示出了液晶显示器300,其安装有称作完整性线路的线路， 所述线路纟皮i殳计成在显示器屏幕的玻璃损坏的情况下，提供关于所显示的 压力指示的可靠性的可靠信息。
图5的完整性线路由设在显示器300的屏幕上的电子板的单根连接线 路330构成，线路330在其全部方向上包围整个屏幕以便能够在屏幕本身 出现破裂的情况下断开连接。
线路330构成触点A和B之间的切断开关，其状态始终由电子板进行 监视。如果该等效切断开关闭合，则线路330未被打断，并且屏幕被认为 是完整的，这些指示因此被认为是可靠的。相反地，在屏幕玻璃破裂导致 线路330被打断的情况下，切断开关的等效状态被电子板检测到，并且使 显示器300失去作用。然而，可靠的压力值可始终通过例如无线电信道来提供，因为4吏显示
器失去作用不会对压力传感器200本身的功能造成影响。 可以构想上述线路中的某几种的組合。
由于屏幕的布线通常比较复杂，因此必须断开连接线路以便允许完成 其它连接以供应显示器的分段。在这种情况下，完整性线路340由通过电 子板连接的基本线路341、 342构成。
图7示出了本发明在阀门/减压阀上的应用，其中压力指示装置位于减 压阀和阀门/减压阀的^f氐压部分620的上游的高压回路部分600。
权利要求
1. 一种用于指示物理量的装置(10)，其包括壳体(100)，所述壳体(100)与用于测量所述物理量的传感器(200)相连并且在所述壳体(100)中设有代表所述测量传感器测出的物理量的数值的显示器(300)，所述装置包括连续地位于基本平行的平面上的部件，所述部件至少包括所述壳体(100)的透明盖(120)、所述显示器(300)和所述测量传感器(200)，用诸如树脂(130)的保持和保护元件填充所述壳体(100)的内部空间以至少部分覆盖位于平行平面上的内部部件(100，120，300，310，320)中的至少两个。
2. 如权利要求l所述的装置，其特征在于其在所述显示器(300) 和所述测量传感器(200)之间还包括以下部件用于所述显示器的电子板(310)，和用于所述电子板的供电元件(320)。
3. 如权利要求1或2所述的装置，其特征在于其包括树脂(130 )， 所述树脂填充壳体(100)的内部以至少部分覆盖除测量传感器(200)的 敏感区(210)以外的所有内部部件。
4. 如权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于其另外包 括音响警报器(400)和相关的谐振腔(420)。
5. 如结合的权利要求3和4所述的装置，其特征在于下列元件中 的至少一个也没有树脂(130):音响警报器(400)、音响警报器的输出 孔(410 )、谐振腔(420 )。
6. 如权利要求4或5所述的装置，其特征在于所述谐振腔(420 ) 具有隔板(421)。
7. 如权利要求6所述的装置，其特征在于所述隔板上没有树脂 (130 )。
8. 如权利要求4-7中任一项所述的装置，其特征在于所述谐振 腔(420)被保护膜(422)闭合。
9. 如权利要求1-8中任一项所述的装置，其特征在于所述树脂(130 )确保它所覆盖的部件被保持且锁定在位。
10. 如权利要求1-9中任一项所述的装置，其特征在于所述树脂 (130 )气密密封所述壳体的主体(110 )，尤其在壳体(110 )和透明盖(120 )之间的接合区域中。
11. 如权利要求1-10中任一项所述的装置，其特征在于所述树脂 通过阻塞可能的ii^壳体的入口点来确保壳体和内部部件的密封，所述可 能的入口点为树脂的注入或者填充孔(140)、壳体的两部件(主体(IIO) /盖(120))之间的接合区。
12. 如权利要求ll所述的装置，其特征在于所述树脂(130)闭合 注入或者填充孔(140)的阻塞物。
13. 如权利要求1-12中任一项所述的装置，其特征在于所述显示 装置(200)包括用于显示受电子板(310)控制的字母数字字符或图形的 屏幕，并且到所述电子板的电连接线路(330， 340)被设置在所述屏幕上， 所述电连接能够在屏幕破裂的情况下断开。
14. 如权利要求1-13中任一项所述的装置，其特征在于所述壳体 (100 )具有连接插入件(500 )，所述测量传感器(200 )例如通过焊接被固定在所述插入件上。
15. —种用于加压气体圆筒的阀门/减压阀元件，其限定气体回路，所 述气体回路串联地包括高压回路的部分、减压阀以及低压回路的部分，其 特征在于根据如权利要求1 - 14中任一项所述的指示装置的压力指示装 置(10)位于所述高压回路的部分中。
16. —种气体圆筒，其安装有如权利要求15所述的阀门/减压阀。
全文摘要
本发明涉及一种物理量指示装置(10)，所述装置包括与用于测量物理量的传感器(200)相连并且含有用于显示代表所述测量传感器测出的物理量的数值的显示器(300)的壳体(100)。所述装置包括连续位于基本平行的平面上的多个部件，这些部件至少包括所述壳体(100)的透明盖(120)、显示器(300)和测量传感器(200)。本发明的特征在于诸如树脂(130)的保持和保护元件填充所述壳体(100)的内部空间以至少部分覆盖位于平行平面上的内部部件(100，120，300，310，320)中的至少两个。
文档编号G01D11/24GK101454644SQ200780019915
公开日2009年6月10日 申请日期2007年5月9日 优先权日2006年5月31日
发明者C·布莱斯, F·潘, I·道森, P·德克 申请人:乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司