专利名称：组合压力/温度的紧凑型传感器组件的制作方法
组合压力/温度的紧凑型传感器组件
对相关申请的交叉引用
本申请要求请求2011年8月18日提交的美国临时专利申请No. 61/524，989的优先权，其内容通过援弓I的方式纳入本说明书。
背景技术：
传统的传感器设备一直用于测量坏境状况。例如，通过传统的压力传感器设备产生的信号信息，可以监测和通过有线连接将压力状况电传递给远程位置。一个压力传感器组件的示例在授予Bishop的美国专利4，875，135中示出。在某些情况下，传统的传感器设备同时包括温度传感器和压力传感器，以测量各自环境的温度和压力。组合压力/温度的传感器组件的示例在美国专利5，974，893、美国专利7，000，478、美国专利7，762，140、美国专利4，716，492、美国专利No. 7，434，470以及美国专利公开文本No. 2010/0002745A1中示出。
一种类型的传统压力/温度传感器组件包括多个部件。例如，传统的压力传感器组件可包括具有螺纹的金属基体部件，以便将压力传感器组件安装到主设备例如发动机组上。该压力传感器组件的金属基体元件可包括杯状或凹陷区域，在其中容纳各自的压力/ 温度传感器电子设备，温度传感器元件，和压力传感器元件。
压力传感器组件中的传感器电子设备可被构造为接收来自压力传感器元件(例如，电容传感器元件，电阻传感器元件，等)和/或温度传感器元件(例如，热敏电阻，热电偶，等)的信号。传感器元件检测环境状况，并且将适当的电信号传送到传感器组件中的电子电路。从传感器元件传送到压力传感器电子设备的信号根据感测到的流体环境状况而改变。
除了金属基体元件，典型的传感器组件可进一步包括与压力传感器电子设备电耦合的连接器部件。典型地，连接器部件的至少一部分可安装在压力传感器组件的杯状区域中以支撑和进一步保护杯状区域中的压力传感器电子设备免受有害环境因素的影响。连接器部件的与在杯状区域中的部分相反的一部分可暴露在杯状区域外，以容纳电线端头，在连接器部件的该部分上将压力信息传递给远程位置。在某些情况下，基体部件的一部分压接以将连接器固定到传感器设备的基体元件上。压接到基体元件的连接器的端头将压力传感器元件和各自的处理电路保特在杯状区域中。
处理从压力传感器元件和温度传感器元件接收到的信号之后，电子设备典型地产性一个或多个输出信号，该输出信号通过压力传感器组件的连接器被传送到远程位置。
如上所述，传统的传感器组件已被构造成同时包括感测压力的压力传感器元件和感测流体温度的温度传感器元件。然而，这样的传统设备通常制造起来比较昂贵，尺寸大， 并且容易损坏。
例如，一个传统的传感器组件包括圆形陶瓷压力传感器元件和温度传感器元件。 在该组件中，温度传感器元件的各条导线穿过在圆形压力传感器元件上开的孔。圆形压力传感器元件价格昂贵并且很难制造。由于需要相当精确的孔定位，因此在圆形压力传感器元件中开孔造价昂贵。
另一个传统传感器组件包括通过一个或多个喷射模塑工艺有效涂敷以塑料的温度传感器元件和各自的导线。在该实施例中，当装配在压力/温度传感器设备中时，涂塑的温度传感器元件延伸到用于接收监测流体的传感器组件的端口之外。这种设计的缺点在于温度传感器元件上的塑料源层不能对防止损坏提供高度保护。例如，当包括有塑料涂敷的温度传感器元件的传感器组件从I米高掉下时，塑料涂覆的温度传感器元件会很容易破裂。如果定后传感器组件用于预期应用中以监测腐蚀性流体的压力/温度，温度传感器元件将暴露于流体引起损坏。
使传统传感器组件更有鲁棒性的一个方法是制造一种具有更厚涂层的温度传感器元件的注模，这可以提高其强度；然而，传感器组件的尺寸会非常大。
此外，根据应用，期望改变温度传感器元件延伸到用于接收监测流体的传感器组件的端口之外的长度。使用喷射模塑处理器来制造涂层以保护温度传感器元件是不可取的，这是由于任何对长度的调整将需要一个新的注模。因为注模昂贵，所以这是不可取的。发明内容
本文的实施例关于传统传感器组件是背离的。例如，对比传统系统，本文的某些实施例目的在于减小压力/温度传感器组件的尺寸，同时提供高鲁棒性的组件，能够通过跌落测试而不被损坏。如下面所讨论的，在多项有助于制造尺寸更小，装配更易以及物理上更稳固的传感器组件的技术中，本文的实施例可包括使用矩形压力传感器元件，金属探针，坐寸ο
更具体地，在一个实施例中，传感器组件包括矩形压力传感器元件(例如，陶瓷压力传感器元件)以及耦合以从矩形压力传感器元件接收信号的电子电路。压力传感器元件感测流体的压力。传感器组件可包括开口式液密通道，其中从传感器组件的入口开口部传送流体到感测压力的矩形压力传感器元件的表面。传感器可进一步包括封闭式的液密通道，其至少一部分由如金属的材料制造。与开口式液密通道相比，该封闭式液密通道防止物理暴露在被监测流体中。封闭式液密通道至少从传感器组件的入口开口部延伸至在与矩形压力传感器元件相邻路径的至少一部分上的电子电路处。传感器组件进一步包括温度传感器元件，其被设置在封闭式液密通道与入口开口部较近的一端内。被设置在封闭式液密通道中的至少一个导电连接可将温度传感器元件电连接到电子电路上。
根据另外的实施例，为了提供更好的热响应，传感器组件可包括被设置在封闭式液密通道的至少一部分内的导热填充物。该导热填充物提供了在温度传感器元件和温度传感器元件驻留其中的封闭式液密通道的端部之间的一条导热路径。封闭式液密通道的端部可包括温度传感器元件驻留其中的空心金属探针或管子。由于是封闭和液密的，中空金属探针防止管子内部的温度传感器元件暴露于流体。根据被测流体的类型，中空的金属探针可由任何合适的材料制成，诸如不锈钢，黄铜等。
与前述传统应用中所使用的注模相比，根据此处所述实施例，中空金属探针可制成任何合适的长度，无需制造昂贵的注模。
传感器组件中，封闭式液密通道端部(例如，包括有温度传感器元件的中空探针部分)的外表面可暴露于流体。封闭式液密通道防止电子电路，一个或多个导电连接，电子电路等暴露于流体。与此相反，开口式液密通道提供了一个导管，其中将流体从传感器组件的入口开口部传送到压力传感器元件的表面。
根据又一实施例，温度传感器元件驻留其中的中空金属探针的一端(在封闭式液密通道的端部)延伸到传感器组件的入口开口部之外，使得中空金属探针中的温度传感器元件在开口式液密通道外部的位置来检测流体样品温度。
传感器组件可包括带外螺纹的基体元件。带外螺纹的基体元件的第一端可包括入口开口部和在其中接收流体并将其传递到矩形压力传感器元件的环形孔腔。带外螺纹的基体元件的第一端处的环形孔腔可形成开口式液密通道的至少一部分。带外螺纹的基体元件的第二端包括环形开孔的中空容积部，其中至少容纳电子电路和矩形陶瓷压力传感器元件。如上所述，传感器组件中空金属探针的至少一部分可驻留在并延伸穿过带外螺纹的基体元件第一端处的环形孔腔。
矩形压力传感器元件是从多个压力传感器元件的晶片上切割下来的。
本文讨论的其他实施例包括所谓的中板组件。中板组件包括至少一个盘形元件和管状元件的组合，管状元件放置位置基本上与中板组件中的盘形元件的表面垂直。中板组件的盘形元件于被设置在矩形压力传感器元件和传感器组件的入口开口部端部之间的传感器组件中。
温度传感器元件可位于中板组件的管状元件的端部。诸如绝缘电线，走线等的导电连接，从温度传感器元件延伸，穿过管状元件和盘形元件，到靠近盘形元件的圆周边缘的位置。导电连接可进一步环绕矩形压力传感器元件，从盘形元件的圆周边缘延伸到电子电路。
如进一步描述的，中间板组件可包括穿过盘形元件的第一中空容积部。在这种情况下，第一中空容积部形成在入口开口部和矩形压力传感器元件的表面之间的开口式液密通道的一部分。
中板组件可包括穿过盘形元件的第二中空容积部。第二中空容积部形成入口开口部和电子电路之间的封闭式液密通道的一部分。在一个实施例中，第二中空容积部的至少一部分是孔腔，该孔腔的轴通常与管状元件的纵轴垂直。
盘形元件可包括在圆周边缘上的凹口，第二中空容积部的端部在该凹口中终止。 温度传感器元件位于中板组件中的管状元件的一端。导电连接从温度传感器元件延伸，穿过管状元件和在盘形元件中的第二中空容积部，穿过凹口，并在与矩形压力传感器元件邻近的路径上到达电子电路。
根据其他实施例，传感器组件可包括中板组件，该中间板组件包括第一盘形元件和第二盘形元件。第一盘形元件可包括穿过其中的孔。第二盘形元件可包括孔，以及被设置在与第一盘形元件的表面基本垂直的探针。中板组件的盘形元件可被设置在矩形压力传感器元件和传感器组件的入口开口部端部之间的传感器组件中。
第一盘形元件和第二盘形元件可以是冲压金属。直角探针可从第二盘形元件中提取出。也就是说，可基于重塑或拉伸盘形元件中的部分金属形成第二盘形元件中的探针。
中板组件可进一步包括在第一盘形元件和第二盘形元件之间的间隔。第一盘形元件和第二盘形元件中的每一个包括一个形成开口式液密通道一部分的孔。如前所述，温度传感器元件可放置在探针中——探针和盘形元件之间的间隔可形成如前所述的封闭式液密通道的至少一部分。
本文的其他实施例包括盘形元件和中空探针元件。该盘形元件包括第一表平面和第二表平面。中空探针元件连接到盘形元件的第一表面平面上并且放置位置相对于该第二表面平面基本垂直。盘形元件包括第一中空容积部，其从第一表面平面延伸到第二表面平面，从而使得流体流通到传感器组件中的压力传感器元件。盘形元件进一步包括第二中空容积部，其从探针元件处径向向外延伸到盘形元件的圆周位置，中空探针元件与第二中空容积部的组合为本文讨论的封闭式液密通道的一部分。
本文讨论的传感器组件的另一个实施例包括带螺纹的基体元件，其中将传感器组件连接到诸如发动机组的资源。带螺纹的基体元件包括第一中空容积部和如孔腔的第二中空容积部。第一中空容积部形成至少部分开口式液密通道；第二中空容积部形成至少部分的封闭式液密通道。
根据最后一个实施例，第一中空容积部可以是从传感器组件的入口开口部向矩形压力传感器元件的表面延伸的基本为直线的路径。第一中空容积部可将流体从入口开口部传送到矩形压力传感器元件。第二中空容积部可以是多段路径，其包括与直线路径基本平行的第一段，以及使第二中空容积部沿径向向外转向的第二段。
本文讨论的传感器组件的另一个实施例包括带螺纹的基体元件，其中将传感器组件连接到资源。带螺纹的基体元件包括第一中空容积部和第二中空容积部。第一中空容积部形成开口式液密通道的一部分。第二中空容积部形成封闭式的液密通道的一部分。
根据该实施例，第一中空容积部可以是从压力传感器组件的入口开口部向矩形压力传感器元件表面延伸的直线路径。第一中空容积部将流体从入口开口部传送到矩形压力传感器元件。第二中空容积部可为多段路径，其包括与直线路径基本平行的第一段，以及使第二中空容积部沿径向向外转向的第二段。探针部分连接到与入口开口部最近的第二中空容积部的端部。在一个实施例中，探针部分将封闭式液密通道延伸到第一中空容积部之外。
这些和其他实施例的变化在下面更详细地讨论。
如上所述，注意本文的实施例可包括一个或多个计算机化设备，硬件处理器设备， 汇编器，或其他类似设备的配置，来执行和/或支撑本文公开的任何或所有方法的操作。换句话说，一个或多个计算机化设备、处理器、数字信号处理器、汇编器等可被编程或配置为执行本文所讨论的方法。
此外，尽管本文的每个不同特征、技术、结构等可在本发明的不同地方进行讨论， 其意图是每一个概念可相互独立地或相互结合地被实施。相应地，本文描述的一个或多个本发明，实施例等可以采用多种不同方式来体现和看待。
并且，注意本文初步讨论的实施例设有具体说明每一个实施例和/或本发明或逐步要求保护的发明的新颖性方面。反而，这个简要的描述仅提出了通用实施例和与传统技术相比相应的新颖性点。对于更多细节和/或发明可能的观点(变换)，将读者指引到以下进一步讨论的本发明的具体实施方式
部分和相应附图。
图I为根据本文的实施例的包括有压力传感器元件和温度传感器元件的传感器组件的示例剖面透视图。
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如的目的、特征和优点将变得显而易见，在附图中，相同的附图标记在不同的附图中表示相同的部件。附图不一定是按照比例的，而是重点示出实施例、原理、概念等等。
具体实施方式
如上所述，本文的实施例相对传统传感器组件有偏离。例如,对比传统系统,本文的某些实施例目的在于减小压力/温度传感器组件的尺寸，同时提供高鲁棒性的组件，其能够通过跌落测试而不被损坏。
更具体地，图I为根据本文实施例的包括有压力传感器元件和温度传感器元件的传感器组件的示例剖面透视图。
如图所示，传感器组件100包括矩形压力传感器元件130(以感测流体的压力)和被耦合以接收来自压力传感器元件130信号的电子电路120。
尽管本文的实施例讨论矩形压力传感器元件的使用，其他合适类型的压力传感器元件边可用在传感器组件中。矩形压力传感器元件的使用允许使传感器组件比现有技术设备更小，从而节省钱和空间。优选的矩形压力传感器元件尺寸是15毫米X 13毫米或更小。 在一个实施例中，压力传感器元件130是电容压力传感器元件。然而，任何合适类型压力传感器元件可用在压力传感器组件100中。
传感器组件100包括开口式液密通道，在其中从传感器组件100的入口开口部175 传送流体到感测压力的压力传感器元件130的表面(例如，示例图中的底面)。顾名思义， 开口式液密通道的一端开口来接收流体并将其传送到压力传感器元件130的感测表面。通道是液密的以防止流体泄漏和将流体暴露到传感器组件100的其他元件。
在一个实施例中，矩形压力传感器元件是从多个压力传感器元件的晶片上切割下来的。然而，如前所述，注意任何合适类型的压力传感器元件可以用在这里。
传感器组件100可进一步包括封闭式的液密通道，最好是其至少一部分用金属制造。与从入口开口部175传送流体的开口式液密通道对比，该封闭式液密通道防止将流体暴露在封闭式液密通道中的任何物品(例如，温度传感器元件170，一个或多个导电连接 160，等)中。因此，该封闭式液密通道作为屏蔽来防止将流体暴露在传感器组件100的元件中。
在一个实施例中，温度传感器元件170是表面贴装器件。导线160可以是柔性电路板。
在一个实施例中，封闭式液密通道至少从传感器组件100的入口开口部175延伸至在邻近压力传感器元件130的路径的至少一部分上的电子电路120。
如前所述以及如图所示，传感器组件100可进一步包括设置在封闭式液密通道与入口开口部175较近的一端(例如，管状元件165)中的温度传感器元件170。这允许从流体介质到温度传感器的改进的快速传热。
设置在封闭式液密通道中的一个或多个导电连接160(例如，多个绝缘电线，柔性电路板的电路走线，等)将温度传感器元件170电耦合到电子电路120。
注意，一个实施例中，传感器组件100包括导热材料172。该导热材料172设置在封闭式液密通道的至少一部分诸如管状元件165中。根据该实施例，导热材料172 (例如， 填充物)填充管状元件165，提供了在温度传感器元件170和温度传感器元件170驻留其中的封闭式液密通道(例如，管状元件165) —端之间的一条导热路径(以及潜在的电绝缘路径)。
管状元件165可用诸如不锈钢、黄铜、铜等的任何合适类型的金属材料制成，这取决于被测流体的腐蚀性能。相应地，在一个实施例中，封闭式液密通道可包括温度传感器元件170驻留其中的空心金属探针(例如，管状元件165)。如上所述，中空金属探针防止温度传感器元件170暴露在被监测流体中。温度传感器元件170暴露于流体可引起损坏。
如图所示，封闭式液密通道端部(例如，包括有温度传感器元件170的中空探针部分)的外表面暴露于流体。流体的温度经过管状元件165和导热材料172到达温度传感器元件170。
在一个实施例中，仅由非限制性实例方式表示，注意管状元件165(例如，温度传感器元件170驻留其中的中空金属探针)的一端延伸到传感器组件100的入口开口部175 之外，从而中空金属探针中的温度传感器元件在传感器组件100的开口式液密通道外部的位置来检测流体样品温度。这使得从流体介质到温度传感器的快速传热的最大化。根据另外的实施例，管状元件165可终止在入口开口部175的内部。
如图所示，传感器组件100可包括带外螺纹的基体元件150。然而，任何其他合适的连接机构(例如，除了螺纹)可以用来将传感器组件100连接到各自主机上。
基体元件150 (例如，由金属或其他合适材料制成)的第一端(例如,在入口开口部175处)可包括至少部分通过在基体元件150中的环形孔腔形成的入口开口部175。基体元件150中的环形或圆柱形孔腔接收和传递流体到压力传感器元件130。
在一个实施例中，基体元件150端部处的环形孔腔形成通过传感器组件100的至少一部分的开口式液密通道。注意基体元件150的第二端包括中空容积部(例如，环形孔腔)，在其中至少容纳电子电路120和压力传感器元件130。如上所述，传感器组件100的管状元件165的至少一部分驻留在基体元件150的环形孔腔，并通过探针穿过基体元件150 的环形孔腔。
本文讨论的另外的实施例可包括所谓的中板组件140 (正如接下来附图中进一步讨论的)。一个实施例中，中板组件140包括至少一个盘形元件和管状元件165的组合。管状元件165被设置为基本与中板组件140中的盘形元件的表面垂直。如图所示，中板组件 140的盘形元件的至少一部分可设置在压力传感器元件130和传感器组件100的入口开口部175端部之间的传感器组件100中。
注意，传感器组件100中开口式液密通道的一部分(例如，基体元件150螺纹部分内的圆柱形孔腔)可包括从传感器组件100中的入口开口部175延伸的管状元件165。因此，管状元件165 (例如，封闭式液密通道的一部分)驻留在基体元件的圆柱形孔腔内，并延伸穿过开口式液密通道的至少一部分。
图2为根据本文的实施例的说明传感器组件中元件分解图的示例图。
如图所示，传感器组件100可包括若干包括基体元件150的部件。基体元件150包括在入口开口部175处的中空容积部，以沿着轴280向压力传感器元件130传送流体。密封环210提供基体元件150和中板组件140的底面之间的液密密封。基体元件包括中空容积部208或杯状区域，其中至少驻留有中板组件140、保持器220 (例如，由塑料、金属等制成)、压力传感器元件130、电子电路120以及连接器110较低的部分。
顾名思义，保持器220使得中板组件140上表面上的密封环230，压力传感器元件 130，以及电子电路120的组合排齐。
连接器110耦合到电子电路120上，并允许压力/温度信息向远程位置的传送。
当装配时，传感器组件100中的部件形成开口式液密通道。例如，开口式液密通道通过基体元件150中入口开口部175处的孔腔、密封环210的内部部分、穿过中板组件的中空容积部245、密封环230的内部部分以及压力传感器元件130的底面的组合而形成。
此外，当装配时，传感器组件100的元件形成封闭式液密通道。例如，封闭式液密通道通过管状元件165、穿过中板组件140到凹口 420的中空容积部以及传感器组件100中的其他中空空间(例如，保持器220中的凹口 298)的组合而形成，该其他中空空间使得管状元件165中的温度传感器元件170和电子电路120之间的导电连接得以通过。在一个实施例中，导电连接160连接到在管状元件165端部的温度传感器元件170并穿过中板组件 140的盘形元件到达电子电路120的端子288。凹口 420和凹口 298提供一个间隔以容纳导电连接160的通过。使用矩形压力传感器元件使得在保持器220中制造凹口 298从而容纳导电连接160的通过成为可能。
图3为根据本文的实施例说明的电子电路和矩形压力传感器元件的示例透视图。
如图所示，在第一表面上，压力传感器元件130包括压力感测表面325，在其中感测与被监测流体相关联的压力。在压力感测表面325(例如，在开口式液密通道的一端)的对立面具有电子电路120以处理压力传感器元件130和温度传感器元件170所接收到的信号。
图4为根据本文的实施例的中板组件的示例透视图。
如前面所讨论的，温度传感器元件170可位于中板组件140中的管状元件165的一端。当装配时，传感器组件100中诸如绝缘电线、走线等的导电连接160，从温度传感器元件170延伸，穿过管状元件165和盘形元件400，到达靠近盘形元件400的圆周边缘505 (例如，靠近或围绕凹口 420)的位置。由在前附图所提到的，导电连接160可进一步从环绕或者邻进相对于压力传感器元件130的路径上的盘形元件400的圆周边缘延伸，到达电子电路 120。
在一个实施例中，由于压力传感器元件130为矩形，因此在压力传感器元件130和基体元件150的内壁之间具有空间(例如，凹口 298)。该空间提供了一个路径，其中导电连接160围绕压力传感器元件130而不是穿过压力传感器元件130布线。使用该空间使得制造尺寸更小的传感器组件100成为可能。CN 102980714 A书明说8/10 页
如本文进一步描述的，中板组件140可包括穿过盘形元件400的中空容积部245， 在其中从盘形元件400的底面向盘形元件400的顶面传送流体。在这种情况下，中空容积部24 5形成在入口开口部175和矩形陶瓷压力传感器元件130的压力感测表面325之间的开口式液密通道的一部分。在盘形元件400底面上的环210内部，以及在盘形元件400顶面上的环230的内部还形成了开口式液密通道的一部分。
中板组件140可包括穿过盘形元件400的中空容积部430 (例如，一段或多段)。 中空容积部430形成在管状元件165中的温度传感器元件170和电子电路120之间的封闭式液密通道的一部分。在一个实施例中，中空容积部的至少一部分是孔腔，该孔腔的轴通常与管状元件的纵轴垂直。
如图所示，和如先前讨论的，盘形元件400可包括圆周边缘上的凹口 420，中空容积部430的端部在该凹口中终止。温度传感器元件170位于管状元件165的一端。导电连接160从温度传感器元件170延伸，穿过管状元件165和盘形元件400的中空容积部430， 穿过凹口 420，并在与矩形陶瓷压力传感器元件130邻近的路径上到达电子电路120。
图5为根据本文的实施例的中板组件的示例横截面图。
如先前讨论的，中板组件140包括盘形元件400和中空探针元件(例如，管状元件 165)。盘形元件400包括彼此基本平行放置的顶面和底面平面。管状元件165 (例如，中空探针元件)连接到盘形元件400并设置在相对于盘形元件400的底面平面基本垂直的位置。
盘形元件400可由坚固的金属材料片形成，其中，一个或多个中空容积部245 (例如，孔)从顶面平面延伸穿过盘形元件400到底面平面，以使得流体通过并穿过盘形元件 400到达传感器组件100内的压力传感器元件130。
根据进一步的实施例，盘形元件400进一步包括独立于中空容积部245的中空容积部430。中空容积部430的至少一部分从管状元件165连接到盘形元件400上的区域，径向向外延伸到盘形元件400的圆周位置，诸如凹口 420。
管状元件165 (例如，中空探针元件)与穿过盘形元件400的中空容积部430的组合形成封闭式液密通道的一部分。
在一个实施例中，管状元件165装在盘形元件400的凸出部分(其中挖出中空容积部430)。该凸出部分延伸到所示的盘形元件400的底面之外。
图6为根据本文的实施例的中板组件的示例透视图。
根据这个实施例，传感器组件100包括中板组件140，其包括第一盘形元件630-1 和第二盘形元件630-2。盘形元件630的组合形成中板组件140。
第一盘形元件630-1可包括穿过其中的孔610。第二盘形元件630_2也可包括孔 610以及设置为与所示出的第一盘形元件630-1的表面基本垂直的探针640。
以如前所讨论的类似的方式，中板组件的盘形元件630可设置在矩形陶瓷压力传感器元件130和传感器组件100的入口开口部175端部之间的传感器组件100中。
在一个实施例中，第一盘形元件630-1和第二盘形元件630-2通过诸如不锈钢、 铝、黄铜、铜等的冲压材料形成。
第二盘形元件630-2中的探针640可基于对盘形元件630_1内的一部分材料进行重塑、拉伸、冲压、牵引等而形成。这样就提供了第二盘形元件630-2和探针640的单件制12CN 102980714 A书明说9/10 页造。
图7为根据本文的实施例的中板组件的示例横截面图。
中板组件140可通过将盘形元件630-1连接到盘形元件630_2上而形成。在该实施例中，由于盘形元件630-1是凹的，中板组件140包括在第一盘形元件630-1和第二盘形元件630-2之间的间隔710 (例如，中空容积部)。如前所述，第一盘形元件630-1和第二盘形元件630-2中的每一个可包括形成开口式液密通道的一部分的孔610。
如前所述，温度传感器元件170可设置在探针640中。在一个实施例中，探针640 和在盘形元件630之间的间隔710形成了上面讨论的封闭式液密通道的至少一部分。
图8为根据本文的实施例的说明传感器组件和各自部件的示例横截面图。
如图所示，传感器组件800包括带有螺纹的基体元件650-2，其中将传感器组件 800连接到诸如发动机组的资源。传感器组件800进一步包括基体元件650-1，其包括中空容积部，在该中空容积部中容纳诸如电子电路120、压力传感器元件130、0型圈892等的传感器组件的部件。
中空容积部850-1和中空容积部850-2在基体元件650_2中形成。基体元件650_2 可被焊接到基体元件650-1上以形成一个单一的基体元件650。
基体元件650-1可由诸如铝、不锈钢等的任何合适材料制造。基体元件650-2可由诸如铝、不锈钢等的任何合适材料制造。
如图所示，带有螺纹的基体元件650-2至少包括第一中空容积部850-1和第二中空容积部850-2。基体元件650-2中的第一中空容积部850-1形成部分的开口式液密通道， 该开口式液密通道将流体从入口开口部875传送到压力传感器元件130的感测表面。基体元件650-2中的第二中空容积部850-2形成封闭式液密通道的一部分。
在一个实施例中，第一中空容积部850-1为从传感器组件800的入口开口部875 向矩形压力传感器元件130的表面延伸的直的圆柱形孔腔或路径。因此，第一中空容积部 850-1将流体从入口开口部875传送到矩形压力传感器元件130。
第二中空容积部850-2为多段路径，其包括与中空容积部850-1基本平行的第一段。也就是说，中空容积部850-2的至少一部分平行于中空容积部850-1。中空容积部 850-2进一步包括至少第二段，该第二段使中空容积部850-2从基体元件650-2的中心径向地向外部转向，如图8所示。探针部分865连接到与入口开口部875最近的第二中空容积部850-2的端部。在一个实施例中，探针部分865将封闭式液密通道延伸到第一中空容积部850-1或入口开口部875之外。
图9为根据本文的实施例的传感器组件的示例剖面透视图。
如图所示，传感器组件900包括带有外螺纹的基体元件950-2。带有外螺纹的基体元件950-2的第一端包括入口开口部975和环形圆柱形孔腔。传感器组件900进一步包括存在于圆柱形孔腔中的管状部分910(例如，由金属或其他合适材料制成的管子)。管状部分的外径基本上比基体元件950-2的圆柱形孔腔的内径要小。
在带有外螺纹的基体元件950-2的第一端处的环形或圆柱形孔腔的表面与管状部分910的外表面的组合，形成该示例性实施例中的封闭式液密通道920的至少一部分。
例如，在一个实施例中，封闭式液密通道包括在管状部分910的外表面和基体元件950-2的圆柱形孔腔内表面之间形成的中空容积部。温度传感器元件170位于在这些壁13之间形成的中空容积部中。
可将管状部分910焊接在基体元件950-2的适当的接触点上，来形成液密密封并防止在入口开口部975接收到的流体接触位于中空容积部的温度传感器元件170。以如前所讨论的类似方式，导电连接160提供温度传感器元件170和电子电路120之间的电气连接。然而，在该示例性实施例中，导电连接160位于并沿着管状部分910外表面和基体元件 950-2的圆柱形孔腔内表面之间的空间延伸，并且不会暴露在入口开口部975接收到的流体中。
相应地，管状部分910的内表面形成开口式液密通道的至少一部分。
带有外螺纹的基体元件950-1的第二部分或端部包括中空容积部或杯状区域(例如，环形孔中空容积部)，其中至少容纳电子电路120、矩形压力传感器元件130等。
再次注意，此处的技术适于任何类型传感器应用的使用，诸如在此讨论的压力传感器组件。然而，应当指出的是，本文的实施例不限于在该应用中使用，以及本文讨论的技术地可以很好适用于其他应用。
虽然本发明已经依据其中的优选实施例被特别体现承描述，本领域技术人员可以理解各种形式的变化和细节可被在此做出而不背离如所附权利要求所限定的本申请的精神和范围。这样的变化目的在于被本申请的范围所涵盖。正因如此，本申请实施例的前述描述不是意图限制。更确切地说，任何对发明的限制体明在如下权利要求中。
权利要求
1.一种传感器组件，包括 矩形压力传感器元件，用于感测流体压力； 电子电路，被耦合以从矩形压力传感器元件接收信号； 开口式液密通道，其中从传感器组件的入口开口部传送流体到感测压力的矩形压力传感器元件的表面； 封闭式的液密通道，该封闭式的液密通道的至少一部分用金属制造且部分封闭式的液密通道大体平行于开口式液密通道，封闭式液密通道至少从传感器组件的入口开口部延伸至在邻近矩形压力传感器元件的路径的至少一部分上的电子电路处；以及 温度传感器元件，被设置在封闭式液密通道与入口开口部较近的一端，至少一个导电连接被设置在封闭式液密通道中，该导电连接将温度传感器元件电气连接到电子电路上。
2.根据权利要求I所述的传感器组件，进一步包括 导热填充物，其被设置在封闭式液密通道的至少一部分中，该导热填充物提供温度传感器元件和温度传感器元件驻留其中的封闭式液密通道端部之间的导热路径。
3.根据权利要求I所述的传感器组件，其中封闭式液密通道端部的外表面暴露于流体；以及， 其中，封闭式液密通道防止电子电路、至少一个导电连接和电子电路暴露于流体。
4.根据权利要求I所述的传感器组件，其中封闭式液密通道包括温度传感器元件驻留其中的中空金属探针，该中空金属探针防止在管内的温度传感器元件暴露于流体。
5.根据权利要求4所述的传感器组件，其中温度传感器元件驻留其中的中空金属探针的一端延伸到传感器组件的入口开口部之外，使得中空金属探针中的温度传感器元件在开口式液密通道外部的位置来检测流体样品的温度。
6.根据权利要求5所述的传感器组件，进一步包括 带螺纹的基体元件，该带螺纹的基体元件的第一端包括入口开口部和在其中接收流体并将其传递到矩形压力传感器元件的环形孔腔，该带螺纹的基体元件的第一端处的环形孔腔形成开口式液密通道的至少一部分，该带螺纹的基体元件的第二端包括环形开孔的中空容积部，其中至少容纳电子电路和矩形压力传感器元件；以及 其中，该中空金属探针的至少一部分驻留在并延伸穿过带螺纹的基体元件第一端处的环形孔腔。
7.根据权利要求I所述的传感器组件，其中矩形压力传感器元件尺寸小于15毫米X 13毫米。
8.根据权利要求I所述的传感器组件，进一步包括 中板组件，其包括至少一个盘形元件和管状元件的组合，该管状元件被设置为基本上与中板组件中的盘形元件的表面平面垂直；以及 其中，中板组件的盘形元件被设置在矩形压力传感器元件和传感器组件的入口开口部端部之间的传感器组件中。
9.根据权利要求8所述的传感器组件，其中，温度传感器元件位于中板组件的管状元件的一端，所述至少一个导电连接从温度传感器元件延伸，穿过管状元件和盘形元件，至靠近盘形元件的圆周边缘的位置，所述至少一个导电连接进一步从环绕矩形压力传感器元件的盘形元件的圆周边缘延伸，至电子电路。
10.根据权利要求8所述的传感器组件，其中，中板组件包括穿过盘形元件的第一中空容积部，该第一中空容积部形成在入口开口部和矩形压力传感器元件的表面之间的开口式液密通道的一部分。
11.根据权利要求10所述的传感器组件，其中，中板组件包括穿过盘形元件的第二中空容积部，该第二中空容积部形成环绕压力传感器元件至电子电路的封闭式液密通道的一部分。
12.根据权利要求11所述的传感器组件，其中，第二中空容积部的至少一部分是孔腔，该孔腔的轴大体与管状元件的纵轴垂直。
13.根据权利要求12所述的传感器组件，其中，盘形元件包括在圆周边缘上的凹口，第二中空容积部的端部在该凹口中终止；以及 其中，温度传感器元件位于中板组件中的管状元件的一端，所述至少一个导电连接从温度传感器元件延伸，穿过管状元件和在盘形元件中的第二中空容积部，穿过凹口，在与矩形陶瓷压力传感器元件邻近的路径上至电子电路。
14.根据权利要求I所述的传感器组件，进一步包括 中板组件，包括第一盘形元件和第二盘形元件，第一盘形元件包括孔，第二盘形元件包括与第一盘形元件的孔对准的孔，以及被设置为与第一盘形元件的表面基本垂直的探针；以及 其中，中板组件的盘形元件被设置在矩形压力传感器元件和传感器组件的入口开口部端部之间的传感器组件中。
15.根据权利要求14所述的传感器组件，其中，第一盘形元件和第二盘形元件为冲压金属；以及 其中，基于重塑第二盘形元件中的金属而形成第二盘形元件中的探针。
16.根据权利要求14所述的传感器组件，其中，中极组件包括在第一盘形元件和第二盘形元件之间的间隔； 其中，第一盘形元件和第二盘形元件中的每一个包括形成开口式液密通道的一部分的孔；以及 其中，温度传感器元件可设置在探针中，该探针和所述间隔形成封闭式液密通道的至少一部分。
17.根据权利要求I所述的传感器组件，进一步包括 带螺纹的基体元件，其中将传感器组件连接到资源，该带螺纹的基体元件包括第一中空容积部和第二中空容积部，第一中空容积部形成部分的开口式液密通道，第二中空容积部形成部分的封闭式液密通道。
18.根据权利要求17所述的传感器组件，其中，第一中空容积部为从压力传感器组件的入口开口部向矩形陶瓷压力传感器元件的表面延伸的直线路径，第一中空容积部将流体从入口开口部传送到矩形陶瓷压力传感器元件；以及 其中，第二中空容积部为多段路径，其包括与直线路径基本平行的第一段，以及使第二中空容积部径向向外转向的第二段。
19.根据权利要求18所述的传感器组件，进一步包括 探针部分，其连接到与入口开口部最近的第二中空容积部的端部，探针部分将封闭式液密通道延伸到第一中空容积部之外。
20.根据权利要求I所述的传感器组件，进一步包括 带螺纹的基体元件，该带螺纹基体元件的第一端包括入口开口部和环形孔腔，该带外螺纹的基体元件的第一端处的环形孔腔的表面与管状部分的外表面的组合形成封闭式液密通道的至少一部分，管状部分的内表面形成开口式液密通道的至少一部分，该带螺纹的基体元件的第二端包括环形开孔的中空容积部，其中至少容纳电子电路和矩形压力传感器元件。
21.一种装置，包括 盘形元件，其包括第一表面平面和第二表面平面； 中空探针元件，该中空探针元件连接到盘形元件并被设置为相对于盘形元件的第一表面平面基本垂直；以及 盘形元件包括第一中空容积部，该第一中空容积部从第一表面平面延伸到第二表面平面，以允许流体流通到传感器组件中的压力传感器元件，该盘形元件进一步包括第二中空容积部，该第二中空容积部从探针元件处径向向外延伸到盘形元件的圆周位置，中空探针元件与第二中空容积部的组合为液密通道。
全文摘要
一种传感器组件包括矩形压力传感器元件和被耦合以从压力传感器元件接收信号的电子电路。传感器组件的开口式液密通道从传感器组件的入口开口部传送流体到矩形压力传感器元件的表面。传感器组件进一步包括封闭式的液密通道，其至少一部分用金属制造。封闭式液密通道至少从传感器组件的入口开口部延伸至在邻近矩形陶瓷压力传感器元件的路径的至少一部分上的电子电路处。传感器组件包括温度传感器元件，其被设置在封闭式液密通道的端部中。设置在封闭式液密通道中的导电连接，将温度传感器元件电气连接到电子电路上。
文档编号G01L9/12GK102980714SQ201210395339
公开日2013年3月20日 申请日期2012年8月17日 优先权日2011年8月18日
发明者N·G·帕帕迪斯, J·P·斯瓦瑞塔, O·R·格哈尼, J·E·吉拉尔, A·F·兹维耶泽, P·T·J·杰尼森, E·诺伯格 申请人:森萨塔科技公司