專利名稱：帶有雙重殼體的傳感器的制作方法
帶有雙重殼體的傳感器 本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的用于待測量介質(zhì)的測量裝置。
該測量裝置可為傳感器，如壓力傳感器，行程傳感器或類似者。這種測量裝置主要 用于器械(Geraeten)的、如家用器械的帶有水的(wasserfuehrenden)零件中的運行參數(shù) 的直接測量。 帶有殼體并帶有布置在殼體中和/或布置在殼體上的、可與介質(zhì)形成接觸 的膜片的測量裝置已為人所知。信號發(fā)生器(Signalgeber)與膜片處于有效連接 (Wirkverbindung)中。與信號發(fā)生器處于共同作用(Zusammenwirkung)中的、用于產(chǎn)生針 對該介質(zhì)的測量信號的信號接收器(Signalaufnehmer)位于殼體的內(nèi)部中。因為信號接收 器具有通有電流和/或帶有電壓的(strom-und/oder span皿ngsfuehrende)零件，所以，如 果傳感器將在帶有水的環(huán)境中被使用，則用于密封的復(fù)雜的措施是必需的。當器械的操作 者在所有情況中都應(yīng)被保護免受電擊時，這尤其地適用。 本發(fā)明的目的是，如此地以簡單的方式設(shè)計測量裝置，S卩，使得其可在提供為操作 者所必需的安全性的前提下在帶有水的環(huán)境中被使用。 在這種類型的測量裝置中，該目的通過權(quán)利要求1的特征部分的特征來實現(xiàn)。
在根據(jù)本發(fā)明的測量裝置中，信號接收器(至少以其通有電流和/或帶有電壓的 零件)和/或另外的通有電流和/或帶有電壓的與信號接收器處于電連接中的部件相對殼 體的外部、且更確切地說、尤其相對該介質(zhì)而被雙重地電隔離(elektrisch isoliert)。換 句話說，傳感器具有相對于測量介質(zhì)(Messmedium)的雙重的隔離體(Isolierung)，由此， 以簡單的方式有效地保護測量裝置免受測量介質(zhì)的有害影響。本發(fā)明的進一步的設(shè)計方案 是從屬權(quán)利要求的對象。 適宜地，信號接收器位于一種雙重殼體(Doppelgehaeuse)中，這就是說，為了雙 重的電隔離，殼體包括外殼體和內(nèi)殼體。因此，傳感器的殼體具有兩個隔離體，其將帶電的 部件相對測量介質(zhì)分隔開。在此，通過使信號發(fā)生器位于該兩個隔離體之間，測量系統(tǒng)的一 部分可位于該兩個隔離體之間。在此，為實現(xiàn)緊湊的設(shè)計方案，信號發(fā)生器可布置在固定 在膜片(Membran)上的、適宜地與膜片一體式地(einstueckig)構(gòu)造而成的凸臺(Ansatz) 上。相反，信號接收器和/或另外的通有電流和/或帶有電壓的部件位于內(nèi)殼體中。因此 可確保，即使在故障情況中(例如在外殼體和/或膜片被穿透的情形下)也不會有水與帶 電的部件形成接觸。 如已提到的那樣，在一種成本有利的設(shè)計方案中，殼體由一外殼體和一內(nèi)殼 體組成。在一種可簡單地被制造的構(gòu)型中，外殼體和內(nèi)殼體設(shè)計成大致圓柱體狀的 (zylinderfoermig)，其中，在圓柱體的柱面(Mantelflaeche)上可存在有凸肩(Absatz)。 為形成該雙重殼體，外殼體的和內(nèi)殼體的壁部布置成彼此間帶有一定的距離。此外建議，將 膜片布置在外殼體上。這可如此地實現(xiàn)，即，膜片作為殼體封閉物(Gehaeuseabschluss)在 圓柱體的蓋面(Deckelflaeche)上并且在該處一體式地被布置。與之相反，內(nèi)殼體在圓柱 體的朝向膜片的蓋面上具有閉合的(geschlossene)壁部以用于保護位于內(nèi)部的帶電的部 件。
該傳感器可如此地以緊湊的方式來設(shè)計，S卩，內(nèi)殼體的壁部具有背離膜片的凸起 部(Ausbauch皿g)，其中，容納信號發(fā)生器的凸臺突入到該凸起部中。彈簧作用到凸臺上以 用于信號發(fā)生器和/或膜片的復(fù)位。因為內(nèi)殼體布置成與外殼體相間隔開，所以該彈簧可 支承在內(nèi)殼體的凸起部上的凸肩上。 在一種優(yōu)選的改進方案中，信號發(fā)生器包括永磁鐵且信號接收器包括霍爾傳感 器。但是，該傳感器也可借助于電感原理來工作，其中，信號發(fā)生器包括鐵氧體且信號接收 器包括線圈。自然地，在基于電容原理或類似的原理的傳感器中，根據(jù)本發(fā)明的雙重隔離體 同樣可有利地被應(yīng)用。 為了結(jié)構(gòu)簡單起見，建議，電路板(Leiterplatte)作為另外的通有電流和/或帶 有電壓的部件位于內(nèi)殼體的內(nèi)部中。那么，信號接收器可連同可能存在的用于測量信號的 評估電路(Auswerteelektronik)布置在電路板上。電路板在內(nèi)殼體中的布置適宜地為這 樣的，即，使得信號接收器朝向凸起部。為了獲得高質(zhì)量的測量信號，信號發(fā)生器適宜地布 置在凸臺的朝向信號接收器的側(cè)面上。最后，還可將從殼體突出的聯(lián)結(jié)插頭(用于至傳感 器的供給(Zuleit皿gen))插在電路板上。在此需強調(diào)的是，聯(lián)結(jié)插頭同樣作為另外的通有 電流和/或帶有電壓的部件而以相應(yīng)的方式受到保護。 在一種改進方案中，內(nèi)殼體和外殼體之間的空間可通過延伸到該整個殼體的外部 的通氣孔(Belueftungsoeff皿ng)而與外界大氣相連。由此，侵入到兩個殼體之間的介質(zhì) (這可例如由于外殼體或膜片的受損而發(fā)生)不可能到達信號接收器的通有電流和/或帶 有電壓的零件以及/或者其它的部件上。相反，該介質(zhì)在其可能產(chǎn)生有害影響之前被排出。
最后，殼體可如此地以工作可靠的方式借助于密封件而安裝在器械的容納著作為 介質(zhì)的流體的容器或桶上的開口中，即，使得該外殼體上的膜片突入到該容器或桶中。在此 建議，密封件支承在位于圓柱體狀的外殼體的柱面上的凸肩上。 利用本發(fā)明所得到的優(yōu)點尤其在于，測量裝置可直接地在下方被安裝到容器或桶 中，而不需要在液位(Fluidstande)上方的測量裝置的額外的固定和軟管。由此，例如用于 針對該流體的溫度、混濁度(Trueb皿g)、壓力或類似者的測量的多個傳感器的組合同樣是 可行的，這導(dǎo)致成本的降低。通過該雙重隔離體，用于測量裝置的供電的額外的(如同出于 安全原因而至今常用的)隔離變壓器是不需要的，由此節(jié)省了成本。進一步有利的是，電路 板的相對介質(zhì)的雙重隔離體使得在根據(jù)DIN EN 61140的保護等級2的器械中的使用成為 可能。因此，該測量裝置可在帶有壓力測量及可能的其它的測量參量(如混濁度、溫度或類 似者)的必要性的保護等級2的家用器械中被使用。尤其地，該測量裝置適合于洗滌器械 (Waschgeraete)，在其中，洗滌桶(Waschbottich)中的水的狀態(tài)被測量，以便借助于測量 信號相應(yīng)地控制洗滌過程。 帶有不同改進方案和設(shè)計方案的本發(fā)明的實施例在圖紙中被顯示并在后面被進 一步描述。其中 附圖
顯示了穿過用于家用器械的壓力傳感器的橫截面。 在圖中可見測量裝置1，其為用于流體3(作為待測量介質(zhì))的壓力傳感器。僅示 意性地示出的作為流體3的洗滌液體(Waschfluessigkeit)位于洗滌機的洗滌桶(設(shè)計成 容器2)中。測量裝置1借助于密封件5而密封地以如下方式插入在洗滌桶2的開口 4中， 即，使得測量裝置1突入到位于洗滌桶2中的洗滌液體3中。
測量裝置1具有殼體6，其中，在殼體6中或在殼體6上布置有與洗滌液體3處于 接觸中的膜片7?？蔀橛来盆F的信號發(fā)生器8與膜片7處于有效連接中。與信號發(fā)生器8 處于共同作用中的信號接收器9(其例如為電的、具有通有電流和/或帶有電壓的零件的霍 爾傳感器)位于殼體6的內(nèi)部中。信號接收器9產(chǎn)生與信號發(fā)生器8的位置相對應(yīng)的測量 信號，該信號發(fā)生器8的位置相應(yīng)于膜片7的偏轉(zhuǎn)(由于洗滌液體3中存在的壓力)而被 占據(jù)，基于該測量信號又可獲取在洗滌液體3中存在的壓力。 因為測量裝置1部分地突入到洗滌液體3中，所以殼體6以將防止洗滌液體3的 破壞影響的保護考慮在內(nèi)的方式進行設(shè)計。為此，信號接收器9的通有電流和/或帶有電 壓的零件至少雙重地相對殼體6的外部并由此相對洗滌液體3而被電隔離。在此，該雙重 電隔離如此來實現(xiàn)，即，信號接收器9位于由外殼體6'以及內(nèi)殼體6"組成的一種雙重殼體 中。那么，信號接收器9位于內(nèi)殼體6"內(nèi)，而其上未加有電壓的信號發(fā)生器8布置在兩個 隔離體6'，6"之間。 根據(jù)圖，殼體6包括外殼體6'以及內(nèi)殼體6"，其設(shè)計成大致圓柱體狀的且分別在 圓柱體的柱面上具有凸肩16?？衫缭O(shè)計成0形環(huán)形式的密封件5支承在外殼體6'的凸 肩16上。膜片7在外殼體6'(其由于在開口4中的布置而部分地突入到洗滌桶2中)上 作為圓柱體的蓋面上的殼體封閉物而布置，從而使得膜片7暴露于洗滌液體3下。膜片7 可構(gòu)造成被固定在外殼體6'上的獨立的零件。然而尤其優(yōu)選的是，例如通過將膜片7噴射 (anspritzen)在外殼體6'上或者通過將外殼體6'的壁部構(gòu)造成在膜片7的區(qū)域中帶有有 所減少的厚度，將膜片7構(gòu)造成與外殼體6'成為一體式的。內(nèi)殼體6"以其壁部與外殼體 6'間隔開地布置且大致平行于其地伸延。最后，內(nèi)殼體6"在朝向膜片7的圓柱體的蓋面上 具有閉合的壁部17，利用其，即使在膜片7中存在不密封性(例如由裂縫引起)的情形下， 至內(nèi)殼體6"中的洗滌液體3的侵入也毫無疑問地被防止。 由永磁鐵構(gòu)成的信號發(fā)生器8在凸臺IO(該凸臺10固定在膜片7上)上布置在 凸臺10的與膜片7相對的側(cè)面上并由此布置在朝向信號接收器9的側(cè)面上。此處同樣建 議，將凸臺10構(gòu)造成與膜片7成一體式的。內(nèi)殼體6"的壁部17具有背離膜片7的凸起部 12，凸臺10連同信號發(fā)生器8突入到其中。在外殼體6'和內(nèi)殼體6"之間存在一間距，從 而使得支承在內(nèi)殼體6"的凸起部12上的凸肩18上的彈簧11可作用到凸臺10上以用于 信號發(fā)生器8以及膜片7的復(fù)位。 信號接收器9在凸起部12附近布置在電路板13上，且更確切地說，朝向凸起部12 地被布置，其中，至信號接收器9的電壓供應(yīng)以已知的方式通過電路板13上的導(dǎo)體電路來 實現(xiàn)。在電路板13上還可布置有用于由信號接收器9產(chǎn)生的測量信號的評估電路。此外， 其它的與信號接收器9處于電連接中的電氣的和/或電子的模塊可位于電路板13上(例 如用于測量裝置1至數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)的聯(lián)結(jié))。為了至測量裝置1的電供給，聯(lián)結(jié)插頭14插 在電路板13上，該聯(lián)結(jié)插頭14在背離膜片7的側(cè)面上從殼體6中突出來。需強調(diào)的是，該 另外的通有電流和/或帶有電壓的部件(即，電路板13)連同信號接收器9以及聯(lián)結(jié)插頭 14 一起完全地位于內(nèi)殼體6"的內(nèi)部中并因此被保護以防洗滌液體3。
為了使壓力測量更精確，膜片7可在背離洗滌液體3的側(cè)面上連接至外界大氣15。 通氣孔19用于該目的，該通氣孔19將外殼體6'和內(nèi)殼體6"之間的空間連接至外界大氣 15。通氣孔19如此地布置，即，使得信號接收器9和該另外的電部件13， 14在外殼體6'損壞的情況中位于液體侵入?yún)^(qū)域之外。由此確保，可能的侵入到兩個殼體6'，6"之間的洗滌 液體3無法到達信號接收器9的通有電流和/或帶有電壓的零件和/或到達該另外的部件 13，14。 本發(fā)明不限于所描述的和所顯示的實施例。相反，在由權(quán)利要求限定的發(fā)明的范 圍內(nèi)其同樣包括所有專業(yè)的改進方案。因此，也可在其它的家用器械(例如洗碗機上)應(yīng) 用這樣的壓力傳感器。此外，這樣的雙重隔離體同樣可在其它的具有通有電流和/或帶有 電壓的零件(用于與介質(zhì)的待測量狀態(tài)相應(yīng)地產(chǎn)生測量信號)的測量裝置中，例如在行程 傳感器中，在流量傳感器中或在類似者中，以有利的方式被使用。此外，這樣的雙重隔離體 在這樣的測量裝置中也適用——作為常規(guī)意義上的彈性膜片的替代，該測量裝置具有大致 剛性的外殼體壁部。這樣的殼體壁部，即，其與待測量介質(zhì)處于接觸中，在本發(fā)明的范圍中 同樣看作為膜片。在此，又可獲得根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)點，也就是在外殼體中存在不密封性的情 況中防止通有電流和/或帶有電壓的零件中的電短路的保護。
參考標號列表
1 :測量裝置
2 :洗滌桶/容器
3 :洗滌液體/流體
4:開口 (在洗滌桶中)
5 :密封件
6:殼體 6， ， 6":雙重殼體/ (夕卜/內(nèi))殼體/隔離體 7 :膜片 8 :信號發(fā)生器 9 :信號接收器IO:凸臺(用于信號發(fā)生器) 11 :彈簧 12 :凸起部(在內(nèi)殼體上)
13:電路板/部件
14:聯(lián)結(jié)插頭/部件
15:外界大氣
16 :凸肩(在外/內(nèi)殼體上)
17 :(內(nèi)殼體的)(閉合的)壁部
18 :凸肩(在凸起部上)
19 :通氣孔
權(quán)利要求
一種用于待測量介質(zhì)的測量裝置，尤其是傳感器，如壓力傳感器，行程傳感器或類似者，帶有殼體(6)并帶有布置在所述殼體(6)中和/或布置在所述殼體(6)上的可與所述介質(zhì)形成接觸的膜片(7)，其中，信號發(fā)生器(8)與所述膜片(7)處于有效連接中，且其中，與所述信號發(fā)生器(8)處于共同作用中的、具有通有電流和/或帶有電壓的零件的、用于產(chǎn)生針對所述介質(zhì)的測量信號的信號接收器(9)位于所述殼體(6)的內(nèi)部中，其特征在于，所述信號接收器(9)至少以其通有電流和/或帶有電壓的零件、以及/或者另外的通有電流和/或帶有電壓的與所述信號接收器(9)處于電連接中的部件(13，14)相對所述殼體(6)的外部、尤其相對所述介質(zhì)而被雙重地電隔離。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的測量裝置，其特征在于，所述用于雙重電隔離的殼體(6)包括 呈雙重殼體(6'，6")的形式的外殼體(6')和內(nèi)殼體(6")，并且優(yōu)選地，所述信號接收器 (9)和/或所述另外的部件(13， 14)位于所述內(nèi)殼體(6")中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測量裝置，其特征在于，所述外殼體(6')以及所述內(nèi)殼 體(6")設(shè)計成大致圓柱體狀、必要時帶有在圓柱體的柱面上的凸肩(16)，優(yōu)選地，所述外 殼體(6')以及所述內(nèi)殼體(6")的壁部布置成彼此帶有一定距離，進一步優(yōu)選地，所述膜 片(7)尤其作為所述圓柱體的蓋面上的殼體封閉物且必要時一體式地布置在所述外殼體 (6')上，且更進一步優(yōu)選地，所述內(nèi)殼體(6")在朝向所述膜片(7)的圓柱體的蓋面上具有 閉合的壁部(17)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1，2或3所述的測量裝置，其特征在于，所述信號發(fā)生器(8)位于所 述兩個隔離體(6'，6")之間，且優(yōu)選地，所述信號發(fā)生器(8)布置在固定在所述膜片(7)上 的、尤其地與所述膜片(7) —體式地構(gòu)造而成的凸臺(10)上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的測量裝置，其特征在于，所述內(nèi)殼體(6")的壁 部(17)具有背離所述膜片(7)的凸起部(12)，優(yōu)選地，所述凸臺(10)突入到所述凸起部 (12)中，進一步優(yōu)選地，所述內(nèi)殼體(6")布置成如此地與所述外殼體(6')間隔開，S卩，使 得彈簧(11)作用到所述凸臺(10)上以用于所述信號發(fā)生器(8)和/或所述膜片(7)的 復(fù)位，且更進一步優(yōu)選地，所述彈簧(11)支承在所述內(nèi)殼體(6")的凸起部(12)上的凸肩 (18)上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的測量裝置，其特征在于，所述信號發(fā)生器(8)包 括磁鐵，且優(yōu)選地，所述信號接收器(9)包括霍爾傳感器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的測量裝置，其特征在于，電路板(13)作為另外 的通有電流和/或帶有電壓的部件位于所述內(nèi)殼體(6")的內(nèi)部中，優(yōu)選地，所述信號接收 器(9)布置在所述電路板(13)上、尤其以如下方式、S卩、使得所述信號接收器(9)朝向所述 凸起部(12)，進一步選優(yōu)地，所述信號發(fā)生器(8)布置在所述凸臺(10)的朝向所述信號接 收器(9)的側(cè)面上，且更進一步優(yōu)選地，從所述殼體(6)突出的用于供給的聯(lián)結(jié)插頭(14) 作為另外的通有電流和/或帶有電壓的部件插在所述電路板(13)上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的測量裝置，其特征在于，所述內(nèi)殼體(6")和所 述外殼體(6')之間的空間如此地通過通氣孔(19)與外界大氣(15)相連，S卩，使得侵入所 述兩個殼體(6'，6")之間的介質(zhì)無法到達所述信號接收器(9)的通有電流和/或帶有電壓 的零件和/或到達所述另外的部件(13， 14)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的測量裝置，其特征在于，所述殼體(6)借助于密封件(5)而如此地安裝在容納流體(3)的容器(2)上的開口 (4)中，S卩，使得在所述外殼體(6')上的膜片(7)突入到所述容器(2)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測量裝置(1)，尤其是傳感器，如壓力傳感器，行程傳感器或類似者，其帶有殼體(6)并帶有布置在殼體(6)中和/或布置在殼體(6)上的膜片(7)。信號發(fā)生器(8)與膜片(7)處于有效連接中。與信號發(fā)生器(8)處于共同作用中的信號接收器(9)位于殼體(6)的內(nèi)部中。信號接收器(9)的通有電流和/或帶有電壓的零件相對殼體(6)的外部被雙重地電隔離。
文檔編號G01D11/24GK101720425SQ200880015749
公開日2010年6月2日 申請日期2008年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月12日
發(fā)明者B·舒爾克, D·韋澤, F·坎普夫, H·米勒, K·法爾蘭德 申請人:馬夸特有限責任公司