專利名稱：壓力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓力傳感器，包括用于使流體通過的軟管、使軟管的橫截面變形的兩支撐體，和對軟管內(nèi)壓作出反應(yīng)的力傳感器。
從DE 4013403C2中，可得知一種壓力傳感器，在這種壓力傳感器中軟管擠壓在兩支撐體之間。其中一個支撐體形成固定支座，另一支撐體可動并由力傳感器支撐。該力傳感器探測作用在軟管上的力。該力被軟管的恢復(fù)力和軟管的內(nèi)壓所平衡。為了以足夠的精度測量內(nèi)壓，必須知道所使用軟管及其恢復(fù)能力。為探測軟管的材料特性，需要進行耗時的比較測量。但是，軟管的材料特性通常取決于溫度，因此必須在不同的操作溫度下進行不同的比較測量。使軟管變形所需的變形力在軟管的邊緣區(qū)域尤其大，會疊加出高達10倍的壓力信號。因此，兩力的組合測量很不準(zhǔn)確。而且，在軟管工作過程中變形力不是恒定的。
DE 3838689C1中描述了一種類似的壓力傳感器，在該傳感器中，對力傳感器的信號評定之前，首先測量軟管的特性。這里，軟管內(nèi)壓產(chǎn)生的力也疊加到軟管的恢復(fù)力上。
本發(fā)明的目的在于提供一種壓力傳感器，該壓力傳感器的測量信號在很大程度上與所使用的軟管及其放置持續(xù)時間無關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明，用權(quán)利要求1所述的特征來實現(xiàn)該目的。因此，支撐體中的至少一個包括力傳遞裝置，該力傳遞裝置可相對于該支撐體移動，并在其一端擠壓到軟管上，在另一端擠壓到力傳感器上。
應(yīng)使力傳遞裝置與軟管的兩彎曲部分盡可能分開。特別的，力傳遞裝置的寬度最大達到通過支撐體產(chǎn)生變形的軟管內(nèi)腔(寬度)的25％，且最好最大達到15％。
因此，可以實現(xiàn)使支撐體接收軟管的變形力，并且使變形力遠離力傳感器。力傳感器與支撐體分離，即，它不對通過加載支撐體而產(chǎn)生的力作出反應(yīng)。特別的，支撐體在壓扁軟管的兩彎曲部分提供支撐。力傳遞裝置將力從壓扁軟管的中央部分傳遞到力傳感器。這里，只有由軟管內(nèi)壓引起的中央部分的變形產(chǎn)生效果。
優(yōu)選的，力傳感器是偏差非常低的傳感器，其最大偏差小于1mm。因此，可使由軟管內(nèi)壓引起的附加變形較小，并且軟管材料對測量結(jié)果的影響也得到限制。
為支撐力傳遞裝置，可設(shè)置幾個力傳感器，這些力傳感器這樣設(shè)置從而使其沿軟管的縱向分布。
優(yōu)選的，力傳遞裝置包括沿軟管縱向延伸的腹板。該腹板可以是實心腹板，或可包括不可壓縮凝膠。重要的是，腹板相對于其延伸穿過的支撐體可移動，并且該腹板在壓扁軟管中央部分與其接合，因此腹板在很大程度上不受通過擠壓軟管而產(chǎn)生的力的影響。
優(yōu)選的，支撐體具有平面支撐表面，但也可以在一個支撐體上設(shè)置槽，并在另一支撐體上設(shè)置水平的或略微凹陷的支撐表面。
由于支撐體接收變形力，因此軟管的中央部分象薄膜一樣放置在力傳遞裝置上。若軟管內(nèi)產(chǎn)生壓強，則與間隙橫截面積成正比的壓力通過腹板傳遞到力傳感器。根據(jù)腹板的橫截面積A和力F，軟管中的壓強P可計算如下P＝F×A。在微處理器中對力信號進行評定。
附圖中

圖1表示具有實心腹板的壓力傳感器的第一實施例的示意性透視截面圖，且圖2以與圖1同樣的方式表示具有不可壓縮凝膠的壓力傳感器。
軟管14由柔性材料制成，其是彈性的因此具有恢復(fù)能力。在不受壓的狀態(tài)，軟管14的橫截面是圓的。在軟管被壓扁的狀態(tài)，軟管的橫截面具有如圖1所示的縱向形狀。軟管內(nèi)腔15內(nèi)有提供給患者的液體，例如灌輸溶液。
縱向延伸的間隙16延伸通過支撐體10，該間隙設(shè)置在壓扁軟管14的中央部分。軟管14支撐在支撐體10、11之間通過側(cè)壁(未示出)限定的位置上。間隙16延伸穿過支撐體10的厚度。間隙16中，設(shè)置有腹板17形式的力傳遞裝置。腹板17可相對于支撐體10橫向位移。腹板17沿軟管14的縱向延伸。在腹板17的一端，設(shè)置有支腳18，其擠壓在力傳感器19上。力傳感器19通過鎖緊裝置(未示出)剛性地安裝到支撐體10上。力傳感器19，例如，包括連接形成橋接電路、并產(chǎn)生與作用在力傳感器19上的力F成正比的電信號的膨脹測量條。
也可在腹板17的相對端設(shè)置相應(yīng)的力傳感器19，腹板17的相對端上設(shè)置有對應(yīng)于支腳18的另一個支腳。
腹板17是實心體，例如，由一個剛性板構(gòu)成。在支撐體10、11之間壓扁的軟管的中央部分處，腹板17的上端20直接壓在軟管14的外圍上，在軟管的中央部分軟管壁線性延伸。
在圖2所示的實施例中，其中一個支撐體10也設(shè)置有縱向延伸的間隙16，在支撐體10不與軟管14相面對的一側(cè)，安裝有蓋住間隙16的力傳感器19。間隙16中填充有由不可壓縮凝膠22構(gòu)成的力傳遞裝置。在一端，該凝膠22擠壓在壓扁軟管14的壁的平直部分上，在另一端，其擠壓在力傳感器19的壓力敏感表面上?？稍陂g隙16的上表面和下表面用蓋住間隙16的可變形薄膜限制凝膠22。凝膠22形成向力傳感器19傳遞軟管壁變形的力傳遞裝置，其中軟管壁的變形取決于內(nèi)壓。
在這兩種情況中，當(dāng)軟管14中的壓力改變時，只對間隙16處的軟管變形進行評定從而產(chǎn)生力信號。力傳感器19產(chǎn)生具有較高精度、與軟管的內(nèi)壓成正比的電信號。
在本發(fā)明的實施例中，1巴的壓強對應(yīng)于100,000N/m2的力。表面積是10mm×2mm的間隙，結(jié)果是2N/bar。在這種情況下，比例系數(shù)等于0.5。
權(quán)利要求
1.一種壓力傳感器，包括用于使流體通過的軟管、使軟管的橫截面變形的兩支撐體，及對軟管的內(nèi)壓作出反應(yīng)的力傳感器，其特征在于至少其中一個支撐體包括力傳遞裝置，該力傳遞裝置在通過兩支撐體產(chǎn)生變形的軟管不超過25％的內(nèi)腔上延伸，該力傳遞裝置可相對于該支撐體移動，并且在其一端擠壓在軟管上，并在另一端擠壓在力傳感器上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力傳感器，其特征在于，力傳遞裝置設(shè)置在延伸穿過支撐體的間隙內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓力傳感器，其特征在于，間隙沿軟管的縱向延伸，并位于軟管橫截面的中央。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力傳感器，其特征在于，力傳感器安裝在包括力傳遞裝置的支撐體上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力傳感器，其特征在于，力傳遞裝置包括一個細長的腹板。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓力傳感器，其特征在于，腹板是實心腹板。
7.根據(jù)前面任一項權(quán)利要求所述的壓力傳感器，其特征在于，力傳遞裝置由不可壓縮凝膠構(gòu)成。
全文摘要
一種壓力傳感器包括兩個具有平面支撐表面(12、13)的支撐體(10、11)，軟管(14)在其中被壓扁。為測量軟管(14)內(nèi)壓，在支撐體(10)上設(shè)置可在間隙(16)中位移的腹板(17)，所述腹板壓在壓扁軟管(14)的平面表面上，并支撐在力傳感器(19)上。因此，消除了壓縮軟管所產(chǎn)生的變形力，以便進行壓力測量。
文檔編號A61M5/168GK1453565SQ0312243
公開日2003年11月5日 申請日期2003年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月24日
發(fā)明者于爾根·斯蒂格 申請人:B·布朗·梅爾松根有限公司