[发明专利]具有防冻结的介质保护的压力传感器系统

说明书

一种具有防冻结的介质保护的压力传感器系统(1)，包括：具有易弯曲的板(11)的压力传感器元件(10)和载体元件(20)，压力传感器元件(10)设置在所述载体元件上。压力传感器元件(10)构成为压阻式传感器元件。在载体元件(20)中伸展有用于将介质输送至易弯曲的板(11)的流动通道(30)。流动通道(30)具有至少一个子部段(31)，所述子部段的纵向在易弯曲的板(11)下方垂直伸展。流动通道(30)的至少一个子部段(31)的通道横截面在流动通道的子部段内的任何部位处都不小于易弯曲的板(11)的面积。

技术领域

本发明涉及一种压力传感器系统，所述压力传感器系统被保护，以免受因冻结的介质引起的损坏。

背景技术

为了测量水溶液例如水或尿素溶液中的压力，能够使用具有压阻式压力传感器元件的压力传感器系统。这样的压力传感器元件包括呈易弯曲的板形式的膜片。压力传感器元件耦联到流动通道上，使得介质，例如上述水溶液，流向膜片/易弯曲的板。根据介质的压力，易弯曲的板偏转。在压力传感器元件的连接接触部处能够根据介质的压力或易弯曲的板的弯曲来测量电阻变化。

在上述的压阻式压力传感器系统中，易弯曲的板或膜片能够构成为薄层。如果压力传感器系统处于冷环境中，那么存在与易弯曲的板/膜片耦联的流动通道中的介质冻结的风险。在此，必须防止冻结的介质爆裂或损坏薄的膜片层，使得可能会损坏压力传感器系统。

发明内容

在本发明申请中，提出一种压力传感器系统，其中压力传感器系统的压力传感器元件被保护，以免受因冻结的介质引起的损坏。

具有防冻结的介质保护的压力传感器系统的一个实施方式在本文中说明。

压力传感器系统包括具有易弯曲的板的压力传感器元件，其中压力传感器元件构成为压阻式传感器元件。压力传感器系统还包括载体元件，压力传感器元件设置在所述载体元件上。在载体元件中伸展有用于将介质输送至压力传感器元件的易弯曲的板的流动通道。流动通道具有至少一个子部段，所述子部段的纵向方向在压力传感器元件的易弯曲的板下方垂直伸展。因此，介质从流动通道的直接在易弯曲的板下方设置的子部段垂直地流向易弯曲的板。流动通道的所述至少一个子部段的通道横截面在流动通道的子部段内的任何部位处都不小于压力传感器元件的易弯曲的板的面积。

这意味着，流动通道的至少一个子部段在流动通道的子部段内的任何部位处都不具有侧凹。在通道的至少一个子部段中的任何部位处，狭窄部位，例如呈材料突出部形式，都不伸入到流动通道中，所述材料突出部在流动通道内位于压力传感器元件的易弯曲的板的投影面中。特别地，在流动通道中不存在支座，在冻结时膨胀的介质可能支撑在所述支座上。因此，流动通道不具有侧凹。

在介质冻结的情况下，由此无法在流动通道中构建用于将介质压向易弯曲的板压力。替代于此，流动通道成形为，使得在流动通道中由于介质的冻结而构建的压力相对于压力传感器元件沿着相反的方向，即远离压力传感器元件被导出。

流动通道的设置在压力传感器元件下方的至少一个子部段例如能够沿着纵向方向反向于压力传感器元件的易弯曲的板变宽，但是绝对不能变窄。重要的是，在流动通道的位于易弯曲的板下方的子部段中不存在材料突出部，所述材料突出部在流动通道的至少一个子部段的平面中平行于压力传感器元件的易弯曲的板/膜片的面。

根据进一步的实施方式，能够在流动通道的至少一个子部段的下方将可压缩的元件安装在载体元件的空腔中。当至少一个子部段中的介质垂直地在压力传感器元件的易弯曲的板下方冻结时，膨胀的介质压向可压缩的元件。可压缩的元件例如能够是闭孔泡沫，特别是硅树脂泡沫。可压缩的元件作用为冻结保护，并且由于其可压缩的特性防止在介质冻结时在结冰的情况下在流动通道的至少一个子部段下方产生固体拱柱。

为了在介质冻结的情况下最小化在易弯曲的板下方垂直地作用到压力传感器元件的易弯曲的板上的冰柱高度，在载体元件中能够经由成角度的流动通道进行介质输送。根据压力传感器系统的一个实施方案变型形式，介质输送通道的一部分能够位于压力传感器的壳体中。