压力传感器的制造方法_2

文档序号:8254364阅读:来源:国知局
塑料材料或蓝宝石。
[0037]根据一个变型,在该变型中传感器未集成在显示装置上方,如将要在下文中更详细地描述的图3到7中所示,例如当传感器集成在手表表圈内时,上基板8a和下基板Sb可由诸如塑料或不透明陶瓷的不透明材料制成。
[0038]在图3和4所示的实施例中,储槽24和毛细管26沿基本圆形方向布置,以便将传感器22插入到钟表2内。当然可设想储槽和毛细管沿直线方向的构型,或任何其他非直线以及非圆形的构型。
[0039]本发明中的传感器22还包括导电液体36。由于其导电特性而特别适用的液体可为例如矿物质水/矿化水、水银或任何其他导电液体。该液体36被限制在由储槽24和毛细管26形成的封闭容积内。
[0040]当压力测量装置100处于大气压力下时,液体36全部地容纳在储槽24内部(图1)。当压力测量装置100由于深度而受到压力作用时,在储槽24的投影到基板上的整个表面上压力施加到储槽24上。上基板8a在其靠近储槽24的区域内至少局部地弯曲。液体36然后被迫使离开储槽24而移动至毛细管26。
[0041]所施加的压力越高,液体36在毛细管26内行进的距离越大。因此,可以通过测量液体36在毛细管26内行进的距离来确定作用在压力测量装置100上的压力值。为实现这一目的,压力传感器22还包括用于感测毛细管26内液体36的存在和将其转换成易于使用者理解的信息的感测和转换装置。
[0042]根据本发明的一个特征,液体36导电。液体36与感测和转换装置协作,所述感测和转换装置包括电路38和放置在所述电路上的至少一个感测元件40 (图2)。有利地,具有各种组成部件(能源、导电通路PC、斑马式连接器Z、用户界面微控制器MC、显示器20)的电路38由布置在表盘16下方的基板S承载。根据一个变型,电路38可连接到钟表机芯M的控制电路并且与该控制电路共用共同的部件。
[0043]感测元件40包括至少一对电极40a、40b。这对电极布置在上基板8a和/或下基板Sb的表面上,所述上基板8a和/或下基板Sb沿毛细管26与液体36接触。通常,电极由诸如铟锡氧化物(ITO)的材料制成,这种材料具有导电且光学透明的优点。存在用于制作电极的其他可能材料,诸如纳米线导体(AG纳米线)或者足够薄以致不可见的其他层状导电材料。
[0044]在施加到传感器表面上的压力的作用下,液体36被迫使离开储槽24且前进到毛细管26内。当液体36与感测元件40进入接触时,由于该液体36的导电性而形成该对电极40a、40b之间的电接触,并且因此闭合感测电路38。然后将电信号传递到指示器装置20的接口控制电路,该指示器装置20向用户指示已经过第一压力阈值。当液体36沿毛细管26与感测元件40进入接触时,电接触再次闭合且然后将第二电信号传递到指示器装置的接口控制电路,该指示器装置向用户指示已经过第二压力阈值,以此类推。
[0045]成对电极中的电极40a、40b或者并置地布置在上基板8a或下基板8b上(图1),或者在上基板8a和下基板Sb之间彼此面对地布置(未示出)。
[0046]因此,通过将感测元件40沿毛细管26布置在彼此相隔适当距离的位置处,可以不仅感测施加在储槽24上的压力,还可以量化和/或确定连续经过的压力阈值。通常,感测元件以能够允许向潜水员提供阶段相关的信息的一定距离而彼此间隔。
[0047]因此,将压力相关的信息转换成电信号,该电信号借助于导电通路而传递到诸如显示装置20的指示器装置的控制接口电路。
[0048]图2示出一个变型实施例,在该变型实施例中,指示器装置是布置在表盘16下方且通过设置在表盘16内的孔口 16a可见的显示装置20。
[0049]显示装置20不仅提供了对正在施加压力的事实的指示,还提供了代表该压力的数值,该数值可随着液体36行进通过毛细管26以及与连续的感测元件40的协作而逐渐改变。
[0050]优选地,深度显示装置20表现为公知的数码显示装置的形式,该数码显示装置包括显示字母数字混合字符的液晶单元,该字母数字混合字符在水下也可容易地读取。当然可打开背光以便在低亮度条件下易于阅读显示(的信息)。在图1所示的示例中,由于施加在压力测量装置上的且由压力传感器30测量得到的压力,所显示的信息为深度5米。
[0051]作为变型,刚才描述的视觉指示器装置20可由诸如发声器、振动装置和/或发光器的其他类型的指示器替代或者可与这些其他类型的指示器相关联。例如,在包括用于照亮表盘的装置的潜水员手表的示例中,一旦本发明的传感器感测到已越过代表确定深度的压力阈值时,即可自动打开该照明装置。
[0052]作为一种已知的和有利的方式,电路38可由为了最佳的光接收而以适当方式布置在表盘16上的至少一个太阳能电池42来供电。该太阳能电池可提供将要存储在能量存储元件(蓄电池、超级电容器等)中的能量,以便即使在太阳能电池42上不再有任何光照时还可以给电路供电。
[0053]图3到7示出本发明的另一个实施例,在该实施例中,压力传感器22不是由钟表表镜形成,而是集成到钟表表圈70内。通过已知的方式,表圈70表现为布置在钟表的中间部件上且相对于该中间部件可旋转的带凹槽的环形件的形式。
[0054]表圈70包括从其上表面横向延伸且容纳类似于参照图1和2所描述的压力传感器的压力传感器22的环形壳腔72。压力传感器22包括储槽24和毛细管26,所述储槽24和毛细管26沿基本圆形方向延伸并且容纳在由上基板74和下基板76限定的封闭空间内,所述上基板和下基板通过密封框架78接合。圆形内部密封框架78a和外部密封框架78b设置在传感器22的整个周界上以机械地加强该传感器。
[0055]保护层80和掩蔽层(masking layer) 82设置在上基板74之上。掩蔽层82在储槽24上方的区域内中断(图6和7)。保护层80包括同样布置在储槽24上方的两个孔84,以便允许将压力例如经由液体直接施加到面向储槽24布置的传感器的上基板74的部分上,并且因而在此位置处(将压力)作用在基板74上。
[0056]因此,如图7中所见,在上基板74和保护层80之间的储槽区域内设置有空白空间86。空间86和孔84允许以类似于前述实施例所描述的方式(图1和2)使外部压力施加在储槽32的整个表面上并且允许液体36被驱至毛细管34内。
[0057]在图5、图6和图7中特别示出了上述布置,其中,图5为示出毛细管26的(沿图4中的线1-1截取的)表圈70的横截面,图6为示出孔84中的一个的(沿图4中的线I1-1I截取的)表圈70的横截面,图7为示出储槽24的(沿图4中的线II1-1II截取的)表圈70的横截面。
[0058]如在图3和5中更特别地示出的,感测元件40,在此示例中为氧化铟锡电极对40a、40b,在毛细管26的区域内的适当位置处布置在下基板76上,并且与包含在由上、下基板和密封框架78限定的容积内的导电液体36相接触。电极40a、40b连接到导电通路88,所述导电通路88部分布置在下基板76上(图5和6),并且经由斑马式连接器94而连接至指示器装置92的控制接口电路90,该斑马式连接器94设置在位于传感器22下方的凹槽96内。在所示出的实施例中,指示器装置为通过基板74、76和保护层80可见的LED(发光二级管)。电路90通过电池98 (图6)来供电。
[0059]如参照图1中的实施例所描述的,当导电液体36在毛细管26中前进直至到达其中一个感测元件40时,该感测元件
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1