本發(fā)明涉及一種用于感測在測量室中的流體介質(zhì)壓力的壓力傳感器。

背景技術(shù)：

從現(xiàn)有技術(shù)中公知了用于感測流體介質(zhì)、例如氣體和液體的壓力的不同裝置和方法。測量參數(shù)即壓力是在氣體和液體中出現(xiàn)的、到處起作用的、不指向的力作用。為了測量壓力，存在動態(tài)和靜態(tài)起作用的測量值接收器或傳感器。動態(tài)起作用的壓力傳感器僅使用于測量在氣態(tài)或液態(tài)介質(zhì)中的壓力振動。壓力測量可以例如直接通過膜片變形或通過力傳感器進行。尤其為了測量非常高的壓力，原則上可能的是，使電阻承受介質(zhì)，因為許多已知的電阻表明了壓力相關(guān)性。然而，在此抑制了電阻同時與溫度的相關(guān)性，并且將電接頭從壓力介質(zhì)中壓力密封地引導(dǎo)出來是困難的。

因此，廣泛應(yīng)用的壓力感測方法為了獲得信號首先使用薄膜片作為機械中間梯級，該中間梯級一側(cè)承受壓力并且在該壓力的影響下彎曲。該膜片可以在寬界限中根據(jù)厚度和直徑適配于相應(yīng)的壓力范圍。低壓力測量范圍導(dǎo)致具有可在0.1mm至1mm范圍中完全彎曲的較大膜片。然而，高的壓力要求具有較小直徑的較厚膜片，這些膜片通常僅彎曲幾微米。這種壓力傳感器例如在Konrad Reif(Hrsg)：汽車中的傳感器(Sensoren im Kraftfahrzeug)，2010年第一版，80-82頁和134-136頁中被描述。

為了在測量室中或測量室上安裝壓力傳感器，這些壓力傳感器通常具有壓力接頭。壓力接頭可以例如實施成螺紋接管并且擰入到測量室的壁中。原本的測量值接收器或原本的傳感器元件要么直接要么間接通過中間載體布置在殼體基座上。殼體基座與壓力接頭要么集成地或者說一件式地構(gòu)造，如在DE 10 2009 054 689 A1中公開的那樣，要么殼體基座和壓力接頭是單獨的構(gòu)件，這些構(gòu)件通過焊接持續(xù)地相互連接，如在EP 1 518 098 B1中公開的那樣。

這種壓力傳感器的傳感器殼體通常通過焊接、卷邊或這些工藝的組合來封閉。為了保護內(nèi)室和在其中包含的電子設(shè)備，殼體部件通過粘接劑或密封圈來密封。

盡管從現(xiàn)有技術(shù)中公知的壓力傳感器有多個優(yōu)點，這些壓力傳感器還有改進潛力。因此，例如壓力傳感器通過膜片和薄層應(yīng)變片條(DMS-Streifen)產(chǎn)生小的電壓信號，這使信號處理變得昂貴并且使傳感器在電動機的兼容性方面易受影響。在此，尤其在具有硅膜片的高壓傳感器中，構(gòu)型硅膜片與壓力接頭的連接部和從高壓介質(zhì)室至電子設(shè)備室的電接觸的貫通引導(dǎo)部的構(gòu)型是困難的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，提出一種壓力傳感器，該壓力傳感器至少很大程度地避免已知壓力傳感器的缺點，并且在同時電壓信號足夠高的情況下允許在傳感器元件和電子設(shè)備室之間的密封連接。本發(fā)明原則上適用于感測在每個使用位置上的壓力，尤其在車輛中要測量的壓力范圍中，尤其是要測量的例如存在于“共軌”中的高壓。

根據(jù)本發(fā)明的壓力傳感器用于感測測量室中的流體介質(zhì)壓力。該壓力原則上可以作為絕對壓力被感測。此外，在各構(gòu)件相應(yīng)集成的情況下可以確定流體介質(zhì)的一個或多個物理特性和/或化學(xué)特性，包括例如溫度、另一壓力、流動特性或一個或多個其他特性。測量室原則上是任意靜止地或流動地接收流體介質(zhì)、即氣體和/或液體的室。測量室尤其可以是燃料系統(tǒng)的一部分。因此，可以尤其為了感測燃料壓力而使用或構(gòu)型壓力傳感器。根據(jù)本發(fā)明的用于感測測量室中的流體介質(zhì)壓力的壓力傳感器包括具有電子設(shè)備室的傳感器殼體；至少一個傳感器元件，該傳感器元件這樣布置在傳感器殼體中或傳感器殼體上，使得該傳感器元件為了測量介質(zhì)壓力而可承受介質(zhì)；和壓力接頭，借助于該壓力接頭可將壓力傳感器安裝在測量室上或測量室中。壓力接頭具有用于將流體介質(zhì)輸送至傳感器元件的輸入通道。傳感器元件具有帶有用于感測壓力的測量元件的、布置在輸入通道中的測量區(qū)段，并且具有帶有用于測量元件的電接觸的接觸元件的、布置在電子設(shè)備室中的接觸區(qū)段。

壓力傳感器可以在電子設(shè)備室和壓力接頭之間具有一開口。傳感器元件可以這樣布置，使得接觸區(qū)段穿過開口伸出，并且測量區(qū)段密封地包圍該開口。開口可以構(gòu)造在壓力接頭中。替代地，壓力傳感器可以具有殼體基座，在該殼體基座上布置有傳感器殼體，其中，開口構(gòu)造在殼體基座中。測量區(qū)段可以與限界該開口的邊緣粘接。測量元件可以布置在測量區(qū)段的上側(cè)上。在該上側(cè)上可以布置覆蓋測量元件的第一覆蓋元件。測量區(qū)段的下側(cè)可以具有空腔?？涨豢梢赃@樣構(gòu)造，使得測量元件可被加載流體介質(zhì)壓力。在下側(cè)上可以布置覆蓋空腔的第二覆蓋元件。第二覆蓋元件可以具有用于允許流體介質(zhì)進入空腔的開口。第一覆蓋元件和/或第二覆蓋元件可以是玻璃板。在此，第一覆蓋元件借助相對于上側(cè)的間隔墊片布置，從而構(gòu)造參考室。在參考室中可以存在參考真空或參考壓力。測量區(qū)段可以比接觸區(qū)段寬。在本發(fā)明的框架內(nèi)，寬度視為垂直于連接上側(cè)和下側(cè)的方向的尺寸。如果傳感器元件從下面穿過開口相應(yīng)地插入殼體基座或壓力接頭中，那么傳感器元件以較寬的測量區(qū)段貼靠在開口的邊緣上。在此，在要測量的流體介質(zhì)中存在測量區(qū)段，而具有接觸元件的接觸區(qū)段伸入到傳感器殼體的電子設(shè)備室中并且可以在那里與分析電子設(shè)備連接。粘接劑可以這樣填充貫通引導(dǎo)部的間隙，使得在施加壓力的情況下將傳感器壓到粘接劑上并且在此自密封。

在本發(fā)明的框架內(nèi)，壓力接管應(yīng)理解為具有至少一個孔的附接件或管件，通過該孔可以將流體介質(zhì)引導(dǎo)至傳感器元件，例如在圓柱形接管中的圓柱形孔。壓力接管可以構(gòu)造為耐壓力的接管，以便例如在燃料管路中出現(xiàn)高壓的情況下不被損害。相應(yīng)地，壓力接管也可以稱作壓力接頭。在此，圓柱形孔尤其可以構(gòu)造成輸入通道，以便將要測量的流體介質(zhì)引導(dǎo)至傳感器元件。

本發(fā)明的基本構(gòu)思是將具有高電壓信號的硅膜片的優(yōu)點與電接觸的自密封的貫通引導(dǎo)部結(jié)合起來。高電壓信號增益簡化了信號處理并且使傳感器相對于電磁兼容性更不敏感。此外，相同的膜片可以調(diào)整到不同的壓力范圍上。用于貫通引導(dǎo)電接觸的自密封方案決定性地簡化了結(jié)構(gòu)。即使在膜片斷裂的情況下也不會產(chǎn)生燃料流出到電子設(shè)備室中的危險。傳感器元件尤其可以是硅傳感器元件。在正面或上側(cè)存在壓阻式電阻、金屬化部和接觸墊。從背面或下側(cè)蝕刻出用于膜片的凹槽。在傳感器元件的上側(cè)與膜片略微隔開距離地施加由玻璃、硅或其他材料制成的板，該板保護膜片并且包圍參考真空或者說參考壓力。在背面同樣固定一個具有孔的板，由此可以使要測量的流體介質(zhì)作用到膜片的背面上。

附圖說明

從在附圖中示意性示出的優(yōu)選實施例的接下來的描述中得到本發(fā)明的其他可選細節(jié)與特征。

附圖示出：

圖1根據(jù)本發(fā)明的壓力傳感器的橫截面視圖，

圖2壓力傳感器的傳感元件的前視圖，

圖3壓力傳感器的傳感元件的橫截面視圖，

圖4傳感元件的前視圖，

圖5傳感元件的后視圖，

圖6傳感元件的立體圖，

圖7傳感元件的一部分的分解圖，和

圖8根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的壓力傳感器。

具體實施方式

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的壓力傳感器10的橫截面視圖。壓力傳感器10可以例如構(gòu)造成用于感測在內(nèi)燃發(fā)動機的燃料管路中的燃料壓力。壓力傳感器10具有帶有電子設(shè)備室14的傳感器殼體12。傳感器殼體12布置在殼體基座16上。壓力傳感器10還具有壓力接頭18。壓力接頭18可以由金屬制成并且可以構(gòu)造成圓柱形壓力接管，尤其是螺紋接管。壓力接頭18在背離傳感器殼體12的端部20上具有用于要測量的、以壓力加載的介質(zhì)的開口22，該介質(zhì)位于未詳細示出的測量室中，例如在燃料管路中。在壓力接頭18實施成螺紋接管的情況下，該螺紋接管可以具有未示出的用于將壓力接頭18固定在測量室的壁上或壁中的外螺紋，其中，外螺紋與測量室壁的配合成型的內(nèi)螺紋嚙合。壓力接頭18具有連接到開口22上的輸入通道24。

壓力傳感器10還具有傳感器元件26。傳感器元件26這樣布置在傳感器殼體12中或傳感器殼體上，使得該傳感器元件為了測量介質(zhì)壓力而可承受介質(zhì)，如下面更詳細描述的那樣。

圖2示出傳感器元件26的前視圖。傳感器元件26具有帶有用于感測壓力的測量元件30的測量區(qū)段28。測量元件30例如是壓阻式電阻元件。傳感器元件26還具有帶有用于電接觸測量元件30的接觸元件34的接觸區(qū)段32。測量元件30布置在傳感器元件26的上側(cè)36上。接觸元件34同樣布置在上側(cè)36上。測量區(qū)段28比接觸區(qū)段32寬。因此，在測量區(qū)段28和接觸區(qū)段32之間形成梯級。

圖3示出傳感器元件26的橫截面視圖。在傳感器元件26的、更確切地說在測量區(qū)段28的與上側(cè)36對置的下側(cè)38上構(gòu)造有空腔40?？涨?0例如從下側(cè)38蝕刻到傳感器元件26中。

如圖1所示，在裝配狀態(tài)下這樣布置傳感器元件26，使得測量區(qū)段28布置在輸入通道24中，并且接觸區(qū)段32布置在電子設(shè)備室14中。由于該原因，如圖1所示，壓力傳感器10具有開口42。開口42位于電子設(shè)備室14和壓力接頭16之間。在此，這樣布置傳感器元件26，使得接觸區(qū)段32穿過開口42伸出，并且測量區(qū)段28密封地包圍開口42。在此，開口42可以構(gòu)造在殼體基座16中。例如，測量區(qū)段28與殼體基座16的限界開口42的邊緣44粘接。

如圖1還可看出的是，在上側(cè)36上布置有覆蓋測量區(qū)段28并且由此覆蓋測量元件30的第一覆蓋元件46。在下側(cè)上布置有覆蓋空腔40的第二覆蓋元件48。在此，第二覆蓋元件48具有用于允許流體介質(zhì)流入空腔40的開口50。第一覆蓋元件46和/或第二覆蓋元件48可以是玻璃板。在此，第一覆蓋元件46可以與上側(cè)36間隔開。例如，在上側(cè)36和第一覆蓋元件46之間布置有間隔墊片52，使得在上側(cè)36和第一覆蓋元件46之間形成參考室54。下面描述壓力傳感器10的可能的裝配。

圖4示出傳感器元件26的立體前視圖。傳感器元件26以上述方式制造。然后測量區(qū)段28構(gòu)造有測量元件30，并且接觸區(qū)段32構(gòu)造有接觸元件34。測量元件30和接觸元件34例如被氣相蒸鍍到傳感器元件26上。最后，間隔墊片52和第一覆蓋元件46這樣施加到傳感器元件26上，使得該第一覆蓋元件覆蓋測量元件30，例如通過粘接。

圖5示出傳感器元件26的立體后視圖。在下側(cè)38中引入空腔40，例如通過蝕刻。然后具有開口50的第二覆蓋元件48這樣施加到傳感器元件26上，使得該第二覆蓋元件覆蓋空腔40，例如通過粘接。

圖6示出傳感器元件26的立體視圖?？煽闯鲇蓚鞲衅髟?6和在其上施加的覆蓋元件46、48組成的復(fù)合體。此外可看出，接觸區(qū)段32不是被覆蓋的，而是裸露的，使得接觸元件34是可接觸的。

圖7示出壓力傳感器10的一部分的分解圖。殼體基座16和具有在其上施加的覆蓋元件46、48的傳感器元件26被示出。在測量區(qū)段28和覆蓋元件46、48的面向殼體基座16的一側(cè)56上施加粘合劑58。傳感器元件26這樣安裝在殼體基座16上，使得接觸區(qū)段32被引導(dǎo)穿過在殼體基座16中的開口42。通過設(shè)置粘合劑58將傳感器元件26與限界開口42的邊緣44粘接。在此，粘合劑58也可以引入到開口42中，使得在開口42中的接觸區(qū)段32與殼體基座16粘接。在施加由在輸入通道24中的流體介質(zhì)作用到傳感器元件26上的壓力的情況下，傳感器元件26被壓緊到粘接劑上并且在此相對于流體介質(zhì)密封電子設(shè)備室14。然而，流體介質(zhì)可以通過在第二覆蓋元件48中的開口50到達空腔40中，這樣從背面給測量元件30加載壓力。

圖8示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的壓力傳感器10的橫截面視圖。下面僅描述與前述實施例的區(qū)別，并且相同構(gòu)件設(shè)置有相同的參考標記。在第二實施方式的壓力傳感器10中，取代殼體基座16，壓力接頭18具有開口42，傳感器元件26的接觸區(qū)段32以上述方式被引導(dǎo)穿過該開口。相應(yīng)地，這里在輸入通道24中也存在測量區(qū)段28，并且在電子設(shè)備室14中存在接觸區(qū)段32。