專利名稱：相對(duì)壓力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種相對(duì)壓力傳感器，特別是防潮性能得到改進(jìn)的相對(duì)壓力傳感器。
背景技術(shù)：
用于相比于周圍大氣壓力檢測(cè)介質(zhì)壓力的相對(duì)壓力傳感器包括帶有測(cè)量膜片和基座的壓力測(cè)量單元，其中，測(cè)量膜片的背向基座的側(cè)可以被施加介質(zhì)壓力，并且其中，基座具有基準(zhǔn)空氣開口，通過基準(zhǔn)空氣開口，面向基座的側(cè)可以被施加以壓力傳感器的環(huán)境中的大氣壓力；相對(duì)壓力傳感器包括承載主體，基準(zhǔn)空氣通道穿通該承載主體分布在承載主體的第一表面部段與第二表面部段之間，其中，壓力測(cè)量單元利用抗壓粘接部固定在承載主體上，其中，基準(zhǔn)空氣開口與基準(zhǔn)空氣通道連通，以便形成通向測(cè)量膜片的基準(zhǔn)空氣路徑，其中，粘接部圍繞基準(zhǔn)空氣路徑。
粘接部是承受壓力的，也就是說，該粘接部必須基本上無塑性變形地吸收由于介質(zhì)壓力與大氣壓力之間的壓差而作用于壓力測(cè)量單元的力。
對(duì)于在壓力傳感器的結(jié)構(gòu)和連接技術(shù)領(lǐng)域中承受壓力連接部而言，需要的是無蠕變性和很高的最終強(qiáng)度的粘接材料。適用的粘接材料例如是環(huán)氧粘接材料。
但粘接部機(jī)械特性的改變會(huì)導(dǎo)致基座上傳遞到測(cè)量膜片上的機(jī)械應(yīng)力改變。
就此而言，作為基準(zhǔn)空氣必然含有可變的水分，事實(shí)證明存在的問題是，所提到的粘接材料及其與其他材料的界面具有很高的濕度敏感性。因此，粘接部隨著粘接材料特性與此相關(guān)的改變?cè)黾訚穸葧?huì)造成所測(cè)量的測(cè)量值失真的后果。
疏水的防潮粘接材料或密封材料(例如像硅樹脂橡膠)相對(duì)照地在高壓力負(fù)荷下由于其低強(qiáng)度或其塑性，而不適合用于具有承載主體的壓力測(cè)量單元造型穩(wěn)定承受壓力的密封粘接部。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的因此在于，提供一種克服所述缺點(diǎn)的相對(duì)壓力傳感器。
該目的依據(jù)本發(fā)明通過按獨(dú)立權(quán)利要求1所述的相對(duì)壓力傳感器得以實(shí)現(xiàn)。
依據(jù)本發(fā)明的相對(duì)壓力傳感器的特征在于，所述相對(duì)壓力傳感器還具有屏蔽元件，屏蔽元件保護(hù)粘接部免于與基準(zhǔn)空氣直接接觸。
屏蔽元件在本發(fā)明的第一構(gòu)造方案中包括延伸穿過粘接部的管。
管按照本發(fā)明的改進(jìn)方案特別可以是基座的接長(zhǎng)部O^ortsatz)，其中，基座的基準(zhǔn)空氣開口以穿通管的方式分布。
此外，壓力測(cè)量單元可以具有軸向止擋面，該軸向止擋面基本上垂直于管或基準(zhǔn)空氣開口的軸線地分布，以及該軸向止擋面在需要時(shí)利用處于之間的粘接部來限定壓力測(cè)量單元關(guān)于承載主體的位置。
在本發(fā)明的改進(jìn)方案中，管可以延伸穿過承載主體。
依據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)方案，管在其背向測(cè)量單元的端部段上可與輸送基準(zhǔn)空氣的軟
4管(例如硅樹脂軟管)連接。
按照本發(fā)明的改進(jìn)方案，承載主體可以具有金屬材料。
按照本發(fā)明的第二構(gòu)造方案，屏蔽元件可以具有套管狀的接長(zhǎng)部，所述接長(zhǎng)部圍繞基準(zhǔn)空氣路徑，并且從承載主體延伸到基準(zhǔn)空氣開口中去。
此外，承載主體可以具有軸向止擋面，該軸向止擋面基本上垂直于套管狀的接長(zhǎng)部或基準(zhǔn)空氣開口的軸線地分布，并且該軸向止擋面在需要時(shí)利用處于之間的粘接部來限定壓力測(cè)量單元關(guān)于承載主體的位置。此外，基座在這種構(gòu)造方案中可以具有環(huán)形的第二軸向止擋面，該第二軸向止擋面形成了套管狀接長(zhǎng)部端面的軸向基準(zhǔn)位置。這一點(diǎn)可以由此實(shí)現(xiàn)，即，基座直至止擋面都具有直徑大于套管狀接長(zhǎng)部外直徑的孔，并且自止擋面起， 直徑小于套管狀接長(zhǎng)部外直徑的孔穿通基座地分布。
粘接部按照本發(fā)明的改進(jìn)方案可以具有環(huán)氧樹脂。屏蔽元件按照本發(fā)明的構(gòu)造方案可以包括疏水的聚合物，特別是硅樹脂聚合物，利用所述疏水的聚合物例如中斷基準(zhǔn)空氣路徑與粘接部之間的直接接觸。
特別是在本發(fā)明的第二構(gòu)造方案中，在套管狀接長(zhǎng)部的端面與第二軸向止擋面之間，可以設(shè)置有硅樹脂橡膠的環(huán)形屏蔽元件，以保護(hù)分布于屏蔽元件外部的環(huán)形粘接部，以與基準(zhǔn)空氣路徑隔開。
壓力測(cè)量單元特別是可以包括如下的半導(dǎo)體傳感器，其具有壓阻式轉(zhuǎn)換器、電容式轉(zhuǎn)換器或者具有帶光學(xué)或機(jī)械諧振器的轉(zhuǎn)換器。
基座在本發(fā)明的改進(jìn)方案中可以是玻璃或者半導(dǎo)體。
依據(jù)本發(fā)明的相對(duì)壓力傳感器此外可以包括帶壓力變送器主體 (Druckmittlerkorper )和柔性分隔膜片的液壓壓力變送器(Druckmittler)，該分隔膜片在壓力變送器主體與分隔膜片之間形成壓力室的情況下，固定在壓力變送器主體的表面上，其中，壓力變送器主體此外具有其中布置有壓力測(cè)量單元的測(cè)量單元室，其中，液壓路徑在壓力室與測(cè)量單元室之間延伸，測(cè)量膜片的第一側(cè)通過該液壓路徑可以被施加以作用于分隔膜片的介質(zhì)壓力。


現(xiàn)借助附圖所示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行闡述。其中 圖1示出依據(jù)本發(fā)明的相對(duì)壓力傳感器的第一實(shí)施例的縱剖面； 圖2示出依照現(xiàn)有技術(shù)的相對(duì)壓力傳感器的縱剖面； 圖3示出依據(jù)本發(fā)明的相對(duì)壓力傳感器第二實(shí)施例的縱剖面。
具體實(shí)施例方式圖1中所示的依據(jù)本發(fā)明的相對(duì)壓力傳感器1包括壓力測(cè)量單元10，該壓力測(cè)量單元10包括具有測(cè)量膜片11的壓阻式半導(dǎo)體轉(zhuǎn)換器芯，其中，半導(dǎo)體傳感器借助陽(yáng)極鍵合而在其邊緣區(qū)域內(nèi)與基座12連接，其中，基座由玻璃制成?；?2具有貫通的基準(zhǔn)空氣開口 14，玻璃管16的端部段插入到基準(zhǔn)空氣開口 14中，其中，玻璃管16在基準(zhǔn)空氣開口內(nèi)在玻璃管16的外側(cè)上熔接到基座12中，從而基準(zhǔn)空氣僅經(jīng)由穿通玻璃管地分布的基準(zhǔn)空氣路徑18到達(dá)測(cè)量膜片11。
基座12在其背向半導(dǎo)體轉(zhuǎn)換器芯的側(cè)上與金屬承載主體20利用環(huán)氧樹脂粘接部 22來粘接，其中，玻璃管16延伸穿過承載主體20中的開口。特別是由硅樹脂橡膠制成的軟管M套裝到玻璃管16的貫穿承載主體20的端部段上，基準(zhǔn)空氣路徑18穿過該軟管地分布。按照這種方式，可靠防止粘接部22接觸基準(zhǔn)空氣。
相對(duì)壓力傳感器此外包括帶有壓力變送器主體30和柔性分隔膜片32的液壓壓力變送器，該分隔膜片32在壓力變送器主體30與分隔膜片32之間形成壓力室34的情況下固定在壓力變送器主體30的表面上，其中，壓力變送器主體此外具有其中布置有壓力測(cè)量單元10的測(cè)量單元室38?？?6在壓力室34與測(cè)量單元室38之間延伸，通過該孔36，測(cè)量膜片11的背向基座12的第一側(cè)可以被施加以作用于分隔膜片的介質(zhì)壓力。為傳遞壓力， 壓力室34、孔36和測(cè)量單元室38的自由容積加注傳遞液體。為與壓力變送器相關(guān)地固定壓力測(cè)量單元并封閉測(cè)量單元室38，承載主體20與壓力變送器主體30焊接。
圖2簡(jiǎn)要示出依照現(xiàn)有技術(shù)的相對(duì)壓力傳感器，其中，在這里出于簡(jiǎn)化圖示的原因取消了壓力變送器。在這里，具有轉(zhuǎn)換器芯211和玻璃基座212的壓力測(cè)量單元210利用玻璃基座借助環(huán)氧樹脂粘接部222固定在包括基準(zhǔn)空氣管216的承載主體220上，其中， 玻璃基座212粘接在管216的端面上。由此得出的是，粘接部222免受基準(zhǔn)空氣的影響，而成為基準(zhǔn)空氣路徑218的壁的組成部分。由此，粘接部的機(jī)械特性依賴于濕度和溫度地改變。
圖3中所示的相對(duì)壓力傳感器的第二實(shí)施例，修改了處在基準(zhǔn)空氣管端面上的粘接部的方案。相對(duì)壓力傳感器包括壓力測(cè)量單元110，該壓力測(cè)量單元110具有帶測(cè)量膜片 111的壓阻式轉(zhuǎn)換器芯和硅基座112，其中，所述轉(zhuǎn)換器芯沿其邊緣區(qū)域與硅基座連接。硅基座112包括貫通孔，基準(zhǔn)空氣穿過該貫通孔可以到達(dá)測(cè)量膜片111。所述孔在面向測(cè)量膜片的部段內(nèi)具有連至第二部段的第一直徑，第二部段具有大于第一直徑的第二直徑，其中， 第二部段一直延伸到硅基座112的背向測(cè)量膜片的表面。由此，在第一部段與第二部段之間形成了徑向梯級(jí)，該徑向梯級(jí)作為第一軸向止擋面114用于將壓力測(cè)量單元110與承載主體120相關(guān)地加以定位。承載主體包括基準(zhǔn)空氣管116，基準(zhǔn)空氣管116作為套管狀的接長(zhǎng)部相對(duì)于承載主體的表面一定程度上凸起，其中，基準(zhǔn)空氣管在徑向梯級(jí)后面的端部段 125內(nèi)具有減小的外直徑，其中，端部段的外直徑小于硅基座112內(nèi)的孔的第二直徑。徑向梯級(jí)用作第二軸向止擋面126，通過第二軸向止擋面126，壓力測(cè)量單元110的位置被與承載主體120相關(guān)地得以固定。從軸向第二止擋面1 到基準(zhǔn)空氣管116的端面的間距大致等于孔穿通硅基座112的第二部段的長(zhǎng)度。
在第一止擋面114與基準(zhǔn)空氣管116的端面之間設(shè)置有硅樹脂橡膠的環(huán)形濕氣阻擋部123。由此，首先在基準(zhǔn)空氣管116的端部段125的殼面與孔的第二部段壁之間以及接下來在第二止擋面1 與硅基座112的基面之間分布有承受壓力的粘接部122，以免于接觸潮濕的基準(zhǔn)空氣。
承受壓力的粘接部包括環(huán)氧樹脂。只要該環(huán)氧樹脂借助硅樹脂橡膠的阻擋部123 受到保護(hù)免受穿通孔和基準(zhǔn)空氣管116的基準(zhǔn)空氣路徑118的影響，就可以排除對(duì)承受壓力的粘接部與濕度相關(guān)的不利影響。
權(quán)利要求
1.用于相比于周圍大氣壓力檢測(cè)介質(zhì)壓力的相對(duì)壓力傳感器，包括具有測(cè)量膜片(11)和基座(1 的壓力測(cè)量單元(10)，其中，所述測(cè)量膜片的背向基座的第一側(cè)能夠被施加以介質(zhì)壓力，以及其中，基座具有基準(zhǔn)空氣開口(14)，通過所述基準(zhǔn)空氣開口(14)，所述測(cè)量膜片的面向基座的第二側(cè)能夠被施加相對(duì)壓力傳感器的環(huán)境中的大氣壓力；承載主體(20)，基準(zhǔn)空氣通道貫穿該承載主體(30)分布在所述承載主體的第一表面部段與第二表面部段之間，其中，所述壓力測(cè)量單元(10)利用抗壓的粘接部0 固定在所述承載主體上，其中，所述基準(zhǔn)空氣開口(14)與所述基準(zhǔn)空氣通道相連通，以形成通向所述測(cè)量膜片的基準(zhǔn)空氣路徑(18)，其中，所述粘接部0 圍繞所述基準(zhǔn)空氣路徑(18)，其中，所述相對(duì)壓力傳感器還具有屏蔽元件(16)，所述屏蔽元件保護(hù)所述粘接部02) 免于與基準(zhǔn)空氣直接接觸。
2.按權(quán)利要求1所述的相對(duì)壓力傳感器，其中，所述屏蔽元件包括延伸穿過所述粘接部的管。
3.按權(quán)利要求2所述的相對(duì)壓力傳感器，其中，所述管是所述基座的接長(zhǎng)部，以及其中，所述基準(zhǔn)空氣開口貫穿所述管。
4.按權(quán)利要求2或3所述的相對(duì)壓力傳感器，其中，所述壓力測(cè)量單元還具有軸向止擋面，該軸向止擋面基本上垂直于所述管或所述基準(zhǔn)空氣開口的軸線，以及所述軸向止擋面在需要時(shí)利用處于之間的所述粘接部來限定所述壓力測(cè)量單元相對(duì)于所述承載主體的位置。
5.按權(quán)利要求2至4之一所述的相對(duì)壓力傳感器，其中，所述管延伸穿過所述承載主體。
6.按權(quán)利要求2至5之一所述的相對(duì)壓力傳感器，其中，所述管在所述管的背向所述測(cè)量單元的端部段上與輸送基準(zhǔn)空氣的軟管連接。
7.按權(quán)利要求1所述的相對(duì)壓力傳感器，其中，所述屏蔽元件具有套管狀的接長(zhǎng)部，該接長(zhǎng)部圍繞所述基準(zhǔn)空氣路徑并且從所述承載主體延伸到所述基準(zhǔn)空氣開口中去。
8.按權(quán)利要求7所述的相對(duì)壓力傳感器，其中，所述承載主體還具有軸向止擋面，該軸向止擋面基本上垂直于所述套管狀的接長(zhǎng)部的軸線或所述基準(zhǔn)空氣開口的軸線，以及所述軸向止擋面在需要時(shí)利用處在之間的所述粘接部來限定所述壓力測(cè)量單元相對(duì)于所述承載主體的位置。
9.按權(quán)利要求1至8之一所述的相對(duì)壓力傳感器，其中，所述粘接部具有環(huán)氧樹脂。
10.按前述權(quán)利要求之一所述的相對(duì)壓力傳感器，其中，所述屏蔽元件包括疏水的聚合物，特別是硅樹脂聚合物。
11.按前述權(quán)利要求之一所述的相對(duì)壓力傳感器，其中，所述承載主體具有金屬材料。
12.按權(quán)利要求1所述的相對(duì)壓力傳感器，其中，所述壓力測(cè)量單元包括半導(dǎo)體傳感器，該半導(dǎo)體傳感器具有壓阻式轉(zhuǎn)換器、電容式轉(zhuǎn)換器或者具有帶光學(xué)或機(jī)械諧振器的轉(zhuǎn)換器。
13.按前述權(quán)利要求之一所述的相對(duì)壓力傳感器，還包括液壓式壓力變送器，該壓力變送器帶有壓力變送器主體和柔性的分隔膜片，所述分隔膜片固定在所述壓力變送器主體的表面上，從而在所述壓力變送器主體與所述分隔膜片之間形成壓力室，其中，所述壓力變送器主體此外具有測(cè)量單元室，在所述測(cè)量單元室中布置有所述壓力測(cè)量單元，其中，液壓路徑在所述壓力室與所述測(cè)量單元室之間延伸，所述測(cè)量膜片的所述第一側(cè)能夠通過所述液壓路徑被施加以作用于所述分隔膜片的介質(zhì)壓力。
全文摘要
用于相比于周圍大氣壓力檢測(cè)介質(zhì)壓力的相對(duì)壓力傳感器(10)，包括具有測(cè)量膜片(11)和基座(12)的壓力測(cè)量單元，其中，測(cè)量膜片(11)的背向基座(12)的第一側(cè)可以被施加介質(zhì)壓力，以及其中，基座(12)具有基準(zhǔn)空氣開口(14)，通過該基準(zhǔn)空氣開口(14)，測(cè)量膜片(11)的面向基座(12)的第二側(cè)可以被施加相對(duì)壓力傳感器(10)的環(huán)境中的大氣壓力；承載主體(20)，基準(zhǔn)空氣通道貫穿其分布在承載主體(20)的第一表面部段與第二表面部段之間，其中，壓力測(cè)量單元利用抗壓的粘接部(22)固定在承載主體上，其中，基準(zhǔn)空氣開口(14)與基準(zhǔn)空氣通道連通，以形成通向測(cè)量膜片的基準(zhǔn)空氣路徑(18)，其中，粘接部圍繞基準(zhǔn)空氣路徑，其中，相對(duì)壓力傳感器還具有屏蔽元件(16)，其保護(hù)粘接部免于與基準(zhǔn)空氣直接接觸。
文檔編號(hào)G01L19/06GK102187191SQ200980141769
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2009年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月24日
發(fā)明者英·圖安·塔姆, 弗蘭克·帕斯勒, 烏爾里?！げ嫉聽? 達(dá)維德·帕羅托, 奧拉夫·克魯澤馬克 申請(qǐng)人:恩德萊斯和豪瑟爾兩合公司