專利名稱：具有用于emi屏蔽的導電性內蓋的處理變送器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種處理變送器，如通過一對導線提供模擬或數字輸出的變送器，該輸出是被測量的絕對壓力或壓差的函數。更具體地說，本發(fā)明涉及的是一種用于高電磁干擾(EMI)環(huán)境之下的變送器，其電路包括一個可致動開關，用于改變電路的諸如零點或量程設置之類的參數。
已知的變送器具有安裝在殼體之內的電路，并通過一個外蓋來予以保護。已知變送器也包括一個或多個用于調節(jié)電路參數的可致動開關，但只有在拆下外蓋之后才能接觸所述可致動開關。本發(fā)明提供了一種帶有套筒的導電性內蓋，其套筒與變送器殼體的導電壁摩擦接觸，以便當卸下外蓋時減小EMI的影響，同時允許操作者在電路通電的狀態(tài)下能夠接觸所述可致動開關。EMI可能來自例如操作者使用的無線電通話機發(fā)出的電磁波。
在本發(fā)明中，變送器包括一個殼體、一個電子組件、一個內蓋、以及一個外蓋。所述電子組件包括一個可致動開關，并被裝在殼體的一個具有開口端的空腔中。所述內蓋可裝在該開口端上，用于覆蓋電路組件，并具有一個可按動的按鈕部位，該部位可對準所述可致動開關，并能夠在電子組件通電的狀態(tài)下由開口端予以操縱。根據本發(fā)明，所述內蓋是導電性的，具有一個以摩擦接觸方式與殼體的導電壁相配合的套筒，用于屏蔽電子組件，使之不受EIM的影響。外蓋通過螺紋連接在殼體上覆蓋內蓋，所述內蓋最好采用涂有金屬涂層的絕緣塑料構成。


圖1是本發(fā)明變送器的局部剖視圖；圖2是圖1所示變送器的頭部的放大剖視圖；圖3是圖1所示變送器的正視圖，圖1是沿著圖3中1—1線的剖視圖；圖4是本發(fā)明的內蓋和電子組件的分解透視圖；圖5是本發(fā)明的內蓋的后視圖；圖6是本發(fā)明的內蓋的局部剖視圖；圖7是圖6所示剖視部分的局部放大視圖。
如圖1所示的變送器10包括頭部12和基部14。被測流體與基部14上的入口16、18相通連，一個傳感器(圖中未示)檢測上述兩個入口之間的壓差，并通過導線20提供該傳感器的輸出，該輸出是被測壓差的函數。一個電路組件22至少部分地安裝在殼體26的具有開口端的空腔24之中，用于接受傳感器的輸出并提供該電路組件的輸出，后者是前者的函數，因而也就是被測流體壓差的函數。饋送導體28、30通過一對導線(圖中未示)將電路輸出送到一個位于變送器10之外的控制單元(圖中未示)。所述導線通過開口32進入殼體26，并通過端子排34與所述導體28、30相連接?？刂茊卧€包括一個與所述導線對相連接的電源部分，它通過饋送導體28、30為電路組件22供電。
電路組件22包括一個可致動開關36，用于在現場調節(jié)電路的輸出。例如，通過開關36的調節(jié)能夠改變電路組件22的程序，從而針對在操縱該開關時所存在的測量條件來提供電路輸出的“零點”和“量程”值。
外蓋38以能夠拆下的方式旋裝在殼體26的空腔24的開口端40上。當安裝到位之后，外殼38能夠保護電路組件22，使之不受變送器10外部環(huán)境的影響，同時也能防止觸動可致動開關36。外蓋38和殼體26最好采用諸如鋁或不銹鋼之類的金屬材料制成，在這樣的情況下置于殼體26之上的外蓋38也起到了對電路組件22的屏蔽作用，使之不受變送器10附近的EMI的影響。如果變送器10不是處于爆炸性氣體中，則允許在電路組件22通電的狀態(tài)下安全地將外殼38拆下來。
內蓋42可以裝在空腔24的開口端40上，并通過螺絲44a、44b、44c固定在殼26上(也見圖3)。內蓋42包括一個平板46和一個由該平板突出并環(huán)繞該平板的套筒48。根據本發(fā)明，該內蓋42是導電的，套筒48的形狀使之能夠與殼體26的導電壁50形成摩擦配合。平板46上的一個可按動的按鈕部52可以對準可致動開關36。當拆下外蓋38時，與導電壁50形成摩擦配合的內蓋42能夠有效地屏蔽電路組件22，使之不受EMI的影響。內蓋42與導電性內壁50相結合，形成了一個法拉第罩子。因此，如果操作者需要操縱可致動開關36，他可以在EMI環(huán)境中拆下外蓋38，在電路組件22通電的狀態(tài)下，通過按下可按動的按鈕部52來操縱可致動開關36。
圖2顯示了放大的頭部12。電路組件22包括電路板22a、22b、22c，它們通過插件22d來予以連接。插件22d固定在電路板22c上，并以滑動的方式插入電路板22a和22b。饋送導體28和30最好分別被無線電頻率抑制器件包圍，例如組合的鐵磁/電容套件29、31，用于衰減EMI感應噪音，這樣的噪音可能由上述一對與外部控制單元相連接的導線引入?？砂磩拥陌粹o部52包括一個凸起54，當操作者按下按鈕部52時，該凸起54就壓在可致動開關36中的一個膜片機構上。
在本發(fā)明的最佳實施例中，內蓋42由絕緣塑料制成(例如采用由地點在Syracuse，New York的美國通用電氣公司出售的其商品名稱為“ULTEM”1010的聚醚酰亞胺樹脂)，在它上面涂有一層導電涂層。內蓋42的內表面(面向電路板22a的表面，包括凸起54和套筒48的朝內表面)上最好不形成導電涂層，以便使面向電路板22a上的電路原件的是絕緣體而不是導電體，從而避免電路原件與內蓋42產生火花或短路。此外，內蓋42的外表面(背離電路板22a的表面，包括套筒48的朝外表面)上具有基本上連續(xù)的導電涂層，用于實現EMI屏蔽功能。上述涂層最好是金屬涂層，其薄層電阻率等于或小于每方塊2Ω。采用West Lafayette，Indiana的E/M公司的No.E/M—6314工藝方法能夠令人滿意地形成上述涂層，其厚度為0.050—0.075mm。
本說明書中采用的術語“絕緣體”和“電氣絕緣”指的是薄層電阻率大于每方塊1MΩ，最好大于每方塊10MΩ的材料；術語“導體”和“導電”是指薄層電阻率小于每方塊10Ω，最好小于每方塊2Ω的材料。術語“EMI”指的是具有頻率為0Hz(DC)到大約10GHz的能量的電磁輻射產生的干擾。
參見圖2，內蓋42還具有一個孔56，以便通過該孔能夠接觸到電路組件22的一個小型滑動開關組件58?？?6應盡量地小，其最大直線廣度最好大約等于或小于10mm，以便減少通過孔56所進入的EMI。內蓋42的一端還具有一個用于從殼體26上卸下該內蓋的凹槽58，在螺絲44a、44b、44c被卸下的情況下，通過將一個諸如螺絲刀之類的工具插入到該凹槽58之中，并靠著殼體26用力，就可以將內蓋42從殼體26中撬落下來。除了上述凹槽之外，內蓋42基本上沿著套筒48的整個周邊與導電壁50形成電接觸。這樣的結構大大地增強了內蓋42使電路組件22免受EMI影響的屏蔽效果。通過螺絲44a、44b、44c能夠進一步提供內蓋42與導電壁50的電接觸。在圖2中用螺絲44b來代表所有的3個螺絲，該螺絲與一個薄的墊圈59相接觸，后者進一步與平板46的孔62中的肩臺部分60相接觸。如上所述，內蓋42的朝外表面上的導電涂層連續(xù)地延伸到孔62的肩臺部分60。螺絲44b的螺紋端與金屬托腳64相接觸，后者與金屬殼體26相接觸，因而也就與導電壁50相導通。除了使套筒48與導電壁50形成電接觸除外，也可以使套筒48通過一個電容量等于或大于3000pf的電容與導電壁50形成一種電容耦合，從而對大約1MHz的頻率來說形成低阻抗偶合。在這樣的情況下，內蓋42與導電壁50相結合形成了相對于頻率大約為1MHz的EMI的法拉第罩子。
圖3是變送器10的正視圖，其中外蓋38已被卸下。在圖中用陰影來表示的內蓋42的表面具有如上所述的導電涂層。平板上具有第二個可按動的按鈕部66，它與上述可按動的按鈕部52相似。如圖3所示，可按動的按鈕部52、66的朝前表面上也具有導電涂層，以便增強對EMI的屏蔽。在平板46上形成了分別部分地環(huán)繞可按動的按鈕部52、66的窄槽53、67，其寬度最好小于約2mm，以便增強按鈕部52、66的彈性。
圖4以分解的方式顯示了電路組件22、內蓋42、以及一個柔性蓋片68。柔性蓋片68具有能夠對準可按動的按鈕部52、66的標記，并被粘在內蓋42上?？砂磩拥陌粹o部位52、66最好分別用于設定電路組件22的“零點”和“量程”。如圖3所示，內蓋42上的陰影部分代表具有導電涂層的表面。套筒48具有多個開口槽70用于提高套筒彈性。具有較好的彈性的套筒48有利地使得內殼42能夠適用于其內腔尺寸略有不同的不同變送器殼體26。同時，套筒48的較好彈性也能夠消除由于導電壁50在不同環(huán)境溫度下的膨脹或收縮以及由于內蓋42和殼體26的不同熱膨脹系數所造成的應力。電路板22a包括對準可按動的按鈕部52的可致動開關36和對準可按動的按鈕部66的第二可致動開關72。電路板22a、22b、22c包括其他電路原件(圖中未示)，用于實現電路組件22的所述功能。
圖5是內蓋42沿著圖4中5—5線的后視圖。如結合圖3、4所述，圖中陰影部分表示形成了導電涂層的表面。第二可按動的按鈕部66具有結構與凸起54相似的凸起74，它可以對準第二可致動開關72。在套筒48的周邊上最好形成均勻分布的槽70，其外寬度76最好大約為槽間間距78的5—25％。凹槽58的寬度80約等于或小于套筒48的周長的5％。
圖6是內蓋42的局部剖視圖，其中陰影區(qū)域表示導電表面。為了實現強度和彈性的最佳平衡，槽70的深度82最好大于套筒最小厚度84(見圖8)的3倍，小于厚度84的15倍。為了能夠與導電壁50形成緊密的摩擦配合，同時對于具有略微不同尺寸的空腔24來說具有互換性，套筒48在其部位86上由平板46朝外略微傾斜。為了增大套筒48與導電壁50之間的導電接觸面積，從而獲得具有較低電阻的接觸，并減小對磨損的靈敏度，套筒48具有一個大致與平板46相垂直的平坦部分88。該平坦部分88是套筒48與導電壁50形成摩擦接觸的部分。套筒48還具有一個向內傾斜的套筒部分90，用于在開始將內蓋42裝配到殼體26的開口端40中時起引導作用。
圖7是如圖6所示內蓋42的剖面部分的放大視圖。虛線92表示與平板46相垂直的基準線。套筒部分86最好與上述基準線92形成2.7—3.5度的夾角。平坦部分88最好基本上與基準線92相平行，并接近套筒的端部96。在一種最佳實施例中，平坦部分88的深度94最好為套筒長度98的2—10％。套筒部分90最好與基準線92形成大約20—70度的夾角。前面所述的導電涂層的圖7中用標記100來表示。
盡管上面結合最佳實施例對本發(fā)明進行了說明，但是本技術領域里的普通技術人員在本發(fā)明的實質性內容的范圍內仍可對本發(fā)明作出種種形式上和細節(jié)上的變動。例如，作為一種替代方案，內蓋42也可以采用金屬或導電性塑料制成。導電涂層100可以是鎳、銅、銀、鋁、鋅、碳絲、不銹鋼絲、或者其他導電性材料，例如石墨。電路組件22可以用裝在空腔24中的電池來供電，或者由遠處光源發(fā)射到變送器10的紫外光、可見光、或紅外光來驅動。
權利要求
1.一種具有可致動開關的變送器，包括一個殼體，具有包圍一個空腔的導電壁，該空腔具有一個開口端；一個安裝在所述空腔之中的電子組件，該組件包括所述可致動開關；一個可裝在所述開口端上的內蓋，用于覆蓋所述電子組件，該內蓋包括一個平板和一個由該平板突起的套筒，該平板具有一個對準所述可致動開關的可按動的按鈕部，其可以在所述電子組件通電的狀態(tài)下由所述開口端予以操縱；一個外蓋，適于在內蓋上方可拆除地旋于所述殼體之上；其中所述內蓋是導電的，所述套筒的尺寸能夠與殼體的導電壁形成摩擦接觸，用于屏蔽所述電子組件，使之不受電磁干擾的影響。
2.根據權利要求1所述的變送器，進一步包括一個與所述空腔相連通的饋電端子；其中當所述電子組件裝入到所述空腔中時所述電子組件與所述饋電端子形成導電接觸。
3.根據權利要求1所述的變送器，其中所述內蓋由具有金屬涂層的絕緣塑料制成。
4.根據權利要求3所述的變送器，其中所述金屬涂層位于所述平板和套筒的朝外表面上。
5.根據權利要求1所述的變送器，其中所述套筒具有多個用于增強套筒彈性的槽。
6.根據權利要求1所述的變送器，其中所述導電壁為殼體的內壁，所述內蓋在其平板的一個邊緣部分形成了一個凹槽，用于將一個工具插入到該凹槽中，以便將內蓋從殼體上卸下來。
7.根據權利要求1所述的變送器，其中所述平板上形成了至少部分地環(huán)繞所述可按動的按鈕部的槽。
8.根據權利要求1所述的變送器，其中所述套筒由所述平板朝外形成楔形，該套筒具有一個基本上與所述平板相垂直的平坦部分。
9.一種變送器，包括一個電子組件；一個金屬殼，其包括一個殼體和一個蓋體，該殼體用于安裝所述電子組件，并具有一個開口，通過該開口能夠接觸到所述電子組件，該蓋體以能夠卸下的方式裝配在所述開口上，并能夠為所述電子組件提供電磁屏蔽；一個用于改變所述電子組件的參數的可致動開關，其安裝在所述電子組件上，在需要調節(jié)所述可致動開關時，必須卸下所述的蓋體，從而使得所述電子組件暴露于電磁干擾；一個可安裝在所述開口上的內蓋，其具有一個平板和一個圍繞該平板的套筒，套筒的尺寸能夠與所述殼體形成摩擦接觸，該平板具有一個可對準所述可致動開關的可按動的按鈕部，用于對可致動開關進行調節(jié)；其中所述內蓋是導電性的，它沿著其套筒與所述殼體形成導電接觸，因而能夠在卸下蓋體時屏蔽所述電子組件，使之不受電磁干擾的影響。
全文摘要
一種變送器(10)，包括一個殼體(26)、一個電子組件(22)、一個內蓋(42)、以及一個外蓋(38)。電子組件(22)包括一個可致動開關(36)，并被安裝在殼體(26)的一個具有開口端的空腔(24)中。內蓋(42)裝在開口端(24)上，用于覆蓋電子組件(22)，并具有一個可按動的按鈕部(52)，該按鈕部可對準可致動開關(36)，當電子組件通電時能夠由開口端予以接觸。內蓋(42)是導電性的，并具有套筒(48)，該套筒與殼體(26)的導電壁形成摩擦接觸，用于屏蔽電子組件(22)，使之不受電磁干擾(EMI)的影響。內蓋(42)最好是具有金屬涂層的絕緣塑料模制件。
文檔編號G01L19/00GK1118206SQ94191279
公開日1996年3月6日 申請日期1994年1月12日 優(yōu)先權日1993年2月24日
發(fā)明者喬爾·J·博丁, 加里·D·休森加, 西奧多·L·約翰遜, 威廉·C·勞斯 申請人:羅斯蒙德公司