專利名稱：無接頭壓力傳感器端口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及壓力傳感器端口領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
在一個方面，公開了一種用于測量通過無接頭壓力傳感器端口的壓力的方法，所述方法包括允許物質(zhì)進入無接頭壓力傳感器端口，所述無接頭壓力傳感器端口包括孔口、 通道和隔膜，所述隔膜具有比所述孔口的面積更大的面積；允許所述物質(zhì)與隔膜接觸，從而在所述隔膜上引起機械應(yīng)力；以及測量所述機械應(yīng)力以產(chǎn)生表示物質(zhì)壓力的電信號。在另一個方面，公開了一種壓力傳感器端口，包括殼體，其中，所述殼體是無接頭的；所述殼體包括孔口、通道和隔膜；其中，所述隔膜的面積大于所述孔口的面積；其中，所述孔口配置成將物質(zhì)朝向所述隔膜引導(dǎo)通過所述通道；以及其中，所述物質(zhì)配置成在所述隔膜上施加機械應(yīng)力。在又一個方面，公開了一種車輛，包括壓力傳感器端口 ；所述壓力傳感器端口包括殼體，其中，所述殼體是無接頭的；所述殼體包括孔口、通道和隔膜；其中，所述隔膜的面積大于所述孔口的面積；其中，所述孔口配置成將物質(zhì)朝向所述隔膜引導(dǎo)通過所述通道； 以及其中，所述物質(zhì)配置成在所述隔膜上施加機械應(yīng)力。許多附加實施例也是可能的。


在閱讀詳細說明且參考附圖后，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)勢可顯而易見。圖1是示出了根據(jù)一些實施例的用于測量通過車輛不同系統(tǒng)的無接頭壓力傳感器端口的壓力的方法的框圖。圖2是根據(jù)一些實施例的無接頭壓力傳感器端口的截面圖，所述無接頭壓力傳感器端口具有比孔口面積更大的隔膜面積。圖3是根據(jù)一些實施例的無接頭壓力傳感器端口的截面圖，所述無接頭壓力傳感器端口具有比孔口面積更大的隔膜面積以及帶有三個截面面積的通道區(qū)域。圖4是根據(jù)一些實施例的無接頭壓力傳感器端口的截面圖，所述無接頭壓力傳感器端口具有比孔口面積更大的隔膜面積以及通道的一些區(qū)域具有錐形。圖5是根據(jù)一些實施例的無接頭壓力傳感器端口的截面圖，所述無接頭壓力傳感器端口具有比孔口面積更大的隔膜面積和錐形通道。圖6是具有多個隔膜的無接頭壓力傳感器端口的截面圖。圖7是示出了根據(jù)一些實施例的用于測量通過無接頭壓力傳感器端口的壓力的方法的流程圖。雖然本發(fā)明可具有各種變型和替代形式，在附圖和以下詳細說明中通過示例的方式示出了本發(fā)明的特定實施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，附圖和詳細說明不旨在將本發(fā)明限制為特定實施例。相反，本發(fā)明旨在涵蓋落入由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍內(nèi)的所有變型、等價物和替代實施例。
具體實施例方式下文描述本發(fā)明的一個或多個實施例。應(yīng)當(dāng)注意的是，這些實施例和任何其它實施例是示例性的且旨在說明本發(fā)明而不是限制性的。雖然本發(fā)明可廣泛地應(yīng)用于不同類型的系統(tǒng)，但是在本披露中不可能包括本發(fā)明的所有可能實施例和環(huán)境。在閱讀本披露后，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將清楚本發(fā)明的許多替代實施例。在一些實施例中，無接頭壓力傳感器端口可用于需要測量和監(jiān)測壓力的任何系統(tǒng)。系統(tǒng)包括粗糙介質(zhì)和高壓應(yīng)用，例如發(fā)動機油和變速器流體。在機動車中，還可以測量制動、制冷劑和燃料噴射系統(tǒng)中的壓力。在所有這些系統(tǒng)中，物質(zhì)(例如，流體)通過孔口進入壓力傳感器且然后穿過通道朝向傳感器的隔膜區(qū)域。所述物質(zhì)在隔膜上施加機械應(yīng)力。 所述應(yīng)力然后被測量且產(chǎn)生表示傳感器內(nèi)的壓力的信號。由于隔膜面積大于孔口面積，無接頭壓力傳感器端口具有增加的壓力敏感性。由于壓力傳感器端口的較小孔口面積，壓力傳感器端口和被監(jiān)測系統(tǒng)之間的安裝界面的尺寸也減少。由于其結(jié)構(gòu)且沒有任何接頭、釬焊或焊接，這種端口也更可靠。在一些實施例中，隔膜面積可以具有圓形幾何形狀?？卓谝部梢允菆A形。如同隔膜和孔口那樣，通道的截面也可以是圓?？卓凇⒏裟ず屯ǖ澜孛婵梢跃哂腥魏螏缀涡螤?，只要隔膜面積大于孔口面積即可。在一些實施例中，無接頭壓力傳感器端口的通道區(qū)域可具有一個或多個錐形部段。最接近孔口的通道區(qū)域可具有錐形，以將孔口面積與通道區(qū)域的截面面積匹配。錐形將物質(zhì)引導(dǎo)到壓力傳感器中且朝向隔膜。最接近隔膜的通道區(qū)域可具有錐形部段，其將通道截面面積與隔膜面積匹配。在一些實施例中，無接頭壓力傳感器端口可具有兩個或更多個隔膜。所述隔膜可具有不同面積和尺寸。與單個無接頭壓力傳感器端口一體形成的這些隔膜允許在更寬壓力范圍內(nèi)增加的敏感性。多個隔膜還允許傳感器冗余性，因為多個隔膜上的應(yīng)力可使用多個傳感器獨立地測量。圖1是示出了根據(jù)一些實施例的用于測量通過車輛不同系統(tǒng)的無接頭壓力傳感器端口的壓力的方法的框圖。在一些實施例中，車輛110包括具有發(fā)動機油120和變速器流體125的發(fā)動機 115。車輛110還包括制動系統(tǒng)130、燃料噴射系統(tǒng)135和制冷劑系統(tǒng)140。這些部件中的每個都包含需要監(jiān)測壓力的流體或一些其它物質(zhì)。在發(fā)動機115中，發(fā)動機油120引導(dǎo)到壓力傳感器端口 145內(nèi)。流體在壓力傳感器端口 145的隔膜上施加機械應(yīng)力。該機械應(yīng)變 150被測量且產(chǎn)生電子壓力傳感器輸出155。為了測量發(fā)動機變速器125、制動系統(tǒng)130、燃料噴射系統(tǒng)135和制冷劑系統(tǒng)140中的流體壓力，發(fā)生類似的過程。圖2是根據(jù)一些實施例的無接頭壓力傳感器端口的截面圖，所述無接頭壓力傳感器端口具有比孔口面積更大的隔膜面積。在一些實施例中，無接頭壓力傳感器端口 210包括孔口 215，孔口 215的面積小于隔膜220的面積。壓力傳感器端口 210由單件材料225制成，且沒有任何焊接、釬焊或結(jié)合。 孔口 215和隔膜220經(jīng)由具有兩個區(qū)域的通道連接。一個通道區(qū)域230具有與孔口 215面積相同的截面面積，另一個通道區(qū)域235具有與隔膜220面積相同的截面面積。與較小孔口 215相比，較大隔膜220允許敏感性和總體性能的增加。圖3是根據(jù)一些實施例的無接頭壓力傳感器端口的截面圖，所述無接頭壓力傳感器端口具有比孔口面積更大的隔膜面積以及帶有三個截面面積的通道區(qū)域。在一些實施例中，無接頭壓力傳感器端口 310包括孔口 315，孔口 315的面積小于隔膜320的面積。壓力傳感器端口 310由單件材料325制成，且沒有任何焊接、釬焊或結(jié)合。 孔口 315和隔膜320經(jīng)由具有三個區(qū)域的通道連接。一個通道區(qū)域330具有與孔口 315面積相同的截面面積，另一個通道區(qū)域335具有與隔膜320面積相同的截面面積。還存在中間通道區(qū)域340，中間通道區(qū)域340具有的截面面積處于孔口 315面積和隔膜320面積之間。與較小孔口 315相比，較大隔膜320允許敏感性和總體性能的增加。圖4是根據(jù)一些實施例的無接頭壓力傳感器端口的截面圖，所述無接頭壓力傳感器端口具有比孔口面積更大的隔膜面積且通道的一些區(qū)域具有錐形。在一些實施例中，無接頭壓力傳感器端口 410具有多于三個截面面積的通道415 區(qū)域。在一個通道區(qū)域420中，截面面積以錐形方式變化，以便將流體或物質(zhì)引導(dǎo)通過孔口 425且進入壓力傳感器端口 410。在另一個通道區(qū)域430中，截面面積以錐形方式變化，以便與隔膜435的面積匹配。壓力傳感器端口 410由單件材料440制成，且沒有任何焊接、釬焊或結(jié)合。與較小孔口 425開口相比，較大隔膜435允許敏感性和總體性能的增加。圖5是根據(jù)一些實施例的無接頭壓力傳感器端口的截面圖，所述無接頭壓力傳感器端口具有比孔口面積更大的隔膜面積和錐形通道。在一些實施例中，無接頭壓力傳感器端口 510具有錐形通道515。通道515將孔口 520的面積與隔膜525的面積匹配。壓力傳感器端口 510由單件材料530制成，且沒有任何焊接、釬焊或結(jié)合。與較小孔口 520開口相比，較大隔膜525允許敏感性和總體性能的增加。圖6是具有多個隔膜的無接頭壓力傳感器端口的截面圖。在一些實施例中，無接頭壓力傳感器端口 610可包括具有各種不同尺寸和面積的多個隔膜區(qū)域615、620和625。單個孔口 630配置成將物質(zhì)引導(dǎo)通過通道635朝向隔膜 615、620和625。壓力傳感器端口 610由單件材料640制成，且沒有任何焊接、釬焊或結(jié)合。 多個隔膜允許在更大壓力范圍內(nèi)的壓力測量以及傳感器冗余性。圖7是示出了根據(jù)一些實施例的用于測量通過無接頭壓力傳感器端口的壓力的方法的流程圖。在一些實施例中，圖7所示的方法可以通過圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示的一個或多個裝置執(zhí)行。過程在700開始，之后，在框710，物質(zhì)被允許進入無接頭壓力傳感器端口。在一些實施例中，所述物質(zhì)是流體、蒸汽或氣體。在框720，物質(zhì)通過孔口和通道。在一些實施例中，所述通道具有三個或更多截面面積，以便從孔口面積過渡至隔膜面積。在又一個實施例中，通道可具有一個或多個錐形區(qū)域。錐形區(qū)域還可以具有一些其它幾何形狀。在框730，物質(zhì)與無接頭壓力傳感器端口的隔膜或多個隔膜接觸。該接觸在隔膜或多個隔膜上引起機械應(yīng)力。隔膜或多個隔膜的面積大于孔口面積，從而導(dǎo)致敏感性和總體性能的增加。
在框740，隔膜或多個隔膜上的機械應(yīng)力被測量且產(chǎn)生表示物質(zhì)壓力的信號。在一些實施例中，應(yīng)力被電子地測量。在又一個實施例中，應(yīng)力被光學(xué)地測量。過程循環(huán)回到710，以繼續(xù)監(jiān)測物質(zhì)壓力。提供所公開實施例的前述說明以允許本領(lǐng)域技術(shù)人員制造或使用本發(fā)明。這些實施例的各種變型對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將顯而易見，且本文限定的總體原理可應(yīng)用于其它實施例，而不偏離本發(fā)明的精神或范圍。因而，本發(fā)明并不旨在限制為本文所示的實施例，而是被給予與本文所公開的原理和新式特征一致的最寬范圍。可由本發(fā)明提供的益處和優(yōu)勢在上文關(guān)于特定實施例描述。這些益處和優(yōu)勢以及可能使之發(fā)生或變得更明顯的任何元件或限制不理解為任何或所有權(quán)利要求的關(guān)鍵、必需或?qū)嵸|(zhì)特征。如本文使用的，措辭“包括”、“包含”或其任何其它變型旨在理解為非排他性地包括這些措辭之后的元件或限制。因而，包括一組元件的系統(tǒng)、方法或其它實施例并不僅僅限于這些元件，而可以包括在要求保護的實施例中未明確列舉或隱含的其它元件。雖然本發(fā)明已經(jīng)參考特定實施例進行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，所述實施例是說明性的且本發(fā)明范圍并不限于這些實施例。上述實施例的許多變化、變型、附加特征和改進是可能的?？稍O(shè)想的是，這些變化、變型、附加特征和改進落入由所附權(quán)利要求具體描述的本發(fā)明范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于測量通過無接頭壓力傳感器端口的壓力的方法，所述方法包括允許物質(zhì)進入無接頭壓力傳感器端口，所述無接頭壓力傳感器端口包括孔口、通道和隔膜，所述隔膜具有比所述孔口的面積更大的面積；允許所述物質(zhì)與隔膜接觸，從而在所述隔膜上引起機械應(yīng)力；以及測量所述機械應(yīng)力以產(chǎn)生表示物質(zhì)壓力的信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述通道包括三個或更多個截面面積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述通道包括錐形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述物質(zhì)是流體、蒸汽和氣體中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述隔膜包括多個隔膜。
6.一種壓力傳感器端口，包括 殼體，其中，所述殼體是無接頭的； 所述殼體包括孔口、通道和隔膜；其中，所述隔膜的面積大于所述孔口的面積；其中，所述孔口配置成將物質(zhì)朝向所述隔膜引導(dǎo)通過所述通道；以及其中，所述物質(zhì)配置成在所述隔膜上施加機械應(yīng)力。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓力傳感器端口，其中，殼體的一部分配置為隔膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓力傳感器端口，其中，所述隔膜包括多個隔膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓力傳感器端口，其中，孔口和隔膜之間的通道包括三個或更多個截面面積。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓力傳感器端口，其中，所述通道成錐形。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓力傳感器端口，其中，所述通道的一部分成錐形。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的壓力傳感器端口，其中，所述錐形將孔口面積與通道截面面積匹配。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的壓力傳感器端口，其中，所述錐形將隔膜面積與通道截面面積匹配。
14.一種車輛，包括 壓力傳感器端口； 所述壓力傳感器端口包括 殼體，其中，所述殼體是無接頭的； 所述殼體包括孔口、通道和隔膜；其中，所述隔膜的面積大于所述孔口的面積；其中，所述孔口配置成將物質(zhì)朝向所述隔膜引導(dǎo)通過所述通道；以及其中，所述物質(zhì)配置成在所述隔膜上施加機械應(yīng)力。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的車輛，其中，殼體的一部分配置為隔膜。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的車輛，其中，孔口和隔膜之間的通道包括三個或更多個截面面積。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的車輛，其中，所述通道成錐形。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的車輛，其中，所述通道的一部分成錐形。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的車輛，其中，所述錐形將孔口面積與通道截面面積匹配。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的車輛，其中，所述錐形將隔膜面積與通道截面面積匹配。
全文摘要
公開了用于測量通過無接頭壓力傳感器端口的壓力的方法和系統(tǒng)，包括允許物質(zhì)進入無接頭壓力傳感器端口，所述無接頭壓力傳感器端口包括孔口、通道和隔膜，所述隔膜具有比所述孔口的面積更大的面積；允許所述物質(zhì)與隔膜接觸，從而在所述隔膜上引起機械應(yīng)力；以及測量所述機械應(yīng)力以產(chǎn)生表示物質(zhì)壓力的信號。
文檔編號G01L19/14GK102317751SQ201080007510
公開日2012年1月11日 申請日期2010年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月12日
發(fā)明者J. 布拉特克 D., 科斯伯格 R., 康 Y. 申請人:大陸汽車系統(tǒng)公司