專利名稱：可變模擬輸出壓力開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種壓力開關(guān)，更具體地，涉及一種輸出可變模擬信號的壓力開關(guān)。
背景技術(shù)：
壓力開關(guān)是一種通過周圍環(huán)境的壓力觸發(fā)開關(guān)動作的開關(guān)。壓力開關(guān)已經(jīng)應(yīng)用于各種機(jī)電設(shè)備中。典型的壓力開關(guān)具有隔片，隔片由諸如壓力作用下的空氣的媒介擠壓，當(dāng)壓力達(dá)到特定值時，隔片通過快速動作使得壓力開關(guān)的開關(guān)觸點被致動而從關(guān)閉到開啟位置或從開啟到關(guān)閉位置，從而生成二進(jìn)制輸出。
然而，在許多情況下，例如在現(xiàn)代控制系統(tǒng)中，期望利用一種開關(guān)，其提供模擬輸出從而該輸出根據(jù)所施加的壓力或真空而變化。因為常規(guī)開關(guān)的快速動作致動導(dǎo)致輸出二進(jìn)制信號而非模擬信號，常規(guī)壓力開關(guān)無法滿足這種需要。例如，從關(guān)閉到開啟位置或從開啟到關(guān)閉位置的快速動作致動無法使得輸出與所施加的壓力或真空大致成比例。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明披露了輸出可變模擬信號而非二進(jìn)制信號的壓力開關(guān)使得該輸出根據(jù)所施加的壓力或真空而變化的實施例。這種壓力開關(guān)設(shè)備能夠在其中集成有附加機(jī)構(gòu)，除了該開關(guān)提供可變模擬輸出之外，該機(jī)構(gòu)致動提供二進(jìn)制輸出的離散開關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明所披露的一個方面，提供一種可變模擬壓力開關(guān)，其中用響應(yīng)于壓力而被致動的光學(xué)機(jī)構(gòu)代替快速動作機(jī)構(gòu)。
在一個實施例中，開關(guān)所提供的模擬輸出根據(jù)光學(xué)機(jī)構(gòu)內(nèi)的光電檢測器檢測到的光而變化。該實施例中的光學(xué)機(jī)構(gòu)包括閘板狀設(shè)備，該閘板狀設(shè)備響應(yīng)于周圍環(huán)境的壓力逐漸切斷沿檢測器方向提供的光。光電檢測器提供輸出(例如電壓值)，該輸出根據(jù)光電檢測器(例如線性地或單調(diào)地)檢測到的光量而變化。


參照附圖，從下面的詳細(xì)描述中能夠更容易地理解本發(fā)明所披露的特征，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明所披露的實施例的可變模擬輸出壓力開關(guān)的剖視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明所披露的另一實施例的可變模擬輸出壓力開關(guān)的剖視圖；以及圖3是根據(jù)本發(fā)明所披露的又一實施例的可變模擬輸出壓力開關(guān)的剖視圖；具體實施方式
參照附圖所描述的實施例和優(yōu)選實施方式，為了表達(dá)清楚采用特定的術(shù)語。然而，該專利說明書所披露的內(nèi)容并不限于所選用的特定術(shù)語，應(yīng)當(dāng)理解每個特定元件包括以相似方式運作的所有技術(shù)性等價物。
現(xiàn)在將參照圖1論述一種具有光學(xué)機(jī)構(gòu)的壓力開關(guān)100的實施例。當(dāng)流體(例如空氣)進(jìn)入壓力口2并在隔片4上施加壓力或力時，壓力開關(guān)100的電氣開關(guān)發(fā)生作用。隔片4耦聯(lián)到柱塞8。彈簧6抵接柱塞8的內(nèi)表面。彈簧6產(chǎn)生的彈力抵抗由螺釘14控制的柱塞8。可調(diào)節(jié)螺釘14從而根據(jù)所需壓力而增加或減少彈力，在所需壓力下，壓力開關(guān)100做出響應(yīng)。因此，總體上，當(dāng)通過隔片傳遞的力超過彈力時，柱塞將沿著從隔片朝向彈簧的方向運動(即，被壓下)。
發(fā)光二極管(LED)10和光電檢測器12彼此相對地設(shè)置在柱塞8的相反的側(cè)部，從而光電檢測器12檢測從發(fā)光二極管10來的光量。光電檢測器12根據(jù)檢測到的光量提供輸出。當(dāng)柱塞8未被壓下從而使光從發(fā)光二極管10完全向光電檢測器12傳輸時，壓力開關(guān)100處于未啟動狀態(tài)。當(dāng)力施加到隔片4上時，柱塞8隨著其被壓下逐漸移動以充當(dāng)閘板并阻擋發(fā)光二極管10生成的光到達(dá)光電檢測器12。因此，壓力開關(guān)10能夠輸出基于光電檢測器12檢測到的光量的可變電壓。
現(xiàn)在將論述具有光學(xué)機(jī)構(gòu)的壓力開關(guān)的另一實施例(圖2)。在進(jìn)入壓力口22的流體(例如空氣)所產(chǎn)生的壓力的作用下，壓力開關(guān)200的電氣開關(guān)發(fā)生作用，壓力口22導(dǎo)通流體而在隔片24上施加力。隔片24耦聯(lián)到柱塞28。彈簧26抵接柱塞28的內(nèi)表面。彈簧26產(chǎn)生的彈力抵抗由螺釘34控制的柱塞28。螺釘34可調(diào)節(jié)成根據(jù)所需壓力而增加或減少彈力，在所需壓力下，壓力開關(guān)200做出響應(yīng)。
光電管30設(shè)置在與柱塞28相鄰的位置，從而隨著柱塞28被壓下，附接到柱塞28的閘板32能夠逐漸阻擋來自光源(未示出)的光到達(dá)光電管30。當(dāng)柱塞28沒有受到壓下從而使光完全傳輸?shù)焦怆姽?0時，壓力開關(guān)200處于未啟動狀態(tài)。當(dāng)力施加到隔片24上時，柱塞28受到壓下致使彈簧26壓縮并使閘板32逐漸阻擋光向光電管30傳輸。壓力開關(guān)200提供基于光電管30檢測到的光量的可變輸出。
彈簧36抵接柱塞28的外表面。彈簧36產(chǎn)生的彈力抵抗柱塞38的外表面。隨著隔片24上的壓力減小，彈簧36通過將其彈力施加到柱塞28的外表面充當(dāng)退動(deactuation)裝置。隨著彈簧36迫壓柱塞28，閘板32允許更多的光到達(dá)光電管30，因此，壓力開關(guān)200回復(fù)到退動狀態(tài)。
現(xiàn)在將參照圖3論述具有光學(xué)機(jī)構(gòu)的壓力開關(guān)的又一實施例。當(dāng)進(jìn)入壓力口42的流體產(chǎn)生的壓力超過一定值并向隔片44施加相應(yīng)的力時，壓力開關(guān)300的電氣開關(guān)發(fā)生作用。隔片44附接到柱塞52。彈簧46抵接柱塞52的內(nèi)表面。彈簧46產(chǎn)生的彈力抵抗由螺釘58控制的柱塞52。螺釘58可調(diào)節(jié)成根據(jù)所需壓力而增加或減少彈力，在所需壓力下，壓力開關(guān)300做出響應(yīng)。
光電管48設(shè)置在與柱塞52相鄰的位置，從而當(dāng)柱塞52被壓下時，附接到柱塞52的閘板50能夠阻擋光到達(dá)光電管48。當(dāng)柱塞52沒有被壓下從而使光完全傳輸?shù)焦怆姽?8時，壓力開關(guān)300處于未啟動狀態(tài)。當(dāng)力施加到隔片44上時，柱塞52被壓下致使閘板50逐漸阻擋光向光電管48傳輸。壓力開關(guān)300提供基于光電管48檢測到的光量的可變模擬輸出。
用于離散開關(guān)56的致動器54抵接柱塞52的外表面。當(dāng)柱塞52沒有充分地被壓下時，致動器54沒有啟動且離散開關(guān)56處于關(guān)閉位置(或者，可替代地，開啟位置)。當(dāng)柱塞52充分地被壓下時，致動器54將離散開關(guān)56致動到開啟位置(或者，可替代地，關(guān)閉位置)。當(dāng)離散開關(guān)56被致動時，其輸出二進(jìn)制信號。通過將離散開關(guān)56集成到壓力開關(guān)300中，使用者擁有提供模擬輸出和二進(jìn)制輸出的雙重功能。
應(yīng)當(dāng)理解的是上述論述是說明性的，僅用于說明具有光學(xué)機(jī)構(gòu)的壓力開關(guān)的示例性實施方式。
例如，當(dāng)發(fā)光二極管用于一種示例性實施方式時，也能夠可替代地使用其他已知光源(例如，激光二極管、光電二極管等)。相似地，當(dāng)光電管用作光電檢測器時，諸如光電晶體管等的其他光檢測設(shè)備也能夠用作光電管的替代物。此外，顯然能夠可替代地使用除圖1至3所示的壓力響應(yīng)致動機(jī)構(gòu)之外的壓力響應(yīng)致動機(jī)構(gòu)。
圖1至3示出一些優(yōu)選的實施方式。然而，顯然，本發(fā)明所披露的具有光學(xué)機(jī)構(gòu)的壓力開關(guān)能夠包括下列組件。光學(xué)機(jī)構(gòu)包括光源和光檢測器，二者的位置相對地設(shè)置成使得光檢測器檢測來自光源的光量。該開關(guān)也包括壓力響應(yīng)致動設(shè)備，其使閘板設(shè)備逐漸平移(或轉(zhuǎn)動或移動)到光源和光檢測器之間的光路中的位置上。當(dāng)閘板逐漸進(jìn)入光路時，檢測器檢測到的光量減少。檢測器提供根據(jù)其檢測到的光量而變化的模擬輸出。
上述具體實施例和實施方式是說明性的，在不偏離本發(fā)明所披露的內(nèi)容的精神或不偏離所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍的情況下，能夠?qū)⒃S多變型引入這些實施方式中。例如，在本發(fā)明所披露的內(nèi)容和所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，不同的說明性實施方式的元件和/或特征可相互結(jié)合和/或相互替代。
權(quán)利要求
1.一種壓力開關(guān)，包括隔片，其用于檢測壓力變化；柱塞，其耦聯(lián)到所述隔片，其中所述柱塞由于在所述隔片上所施加的壓力而被壓下；以及光源，其位于所述柱塞一側(cè)；和光電檢測器，其位于所述柱塞相反側(cè)以檢測來自該光源的光量；其中，所述開關(guān)提供根據(jù)所述光電檢測器檢測到的光量而變化的模擬輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的壓力開關(guān)，進(jìn)一步包括閘板，其位于所述柱塞上，其中所述閘板隨著所述柱塞被壓下而阻擋光到達(dá)該光電檢測器。
3.如權(quán)利要求1所述的壓力開關(guān)，其中，隨著所述柱塞被壓下，該柱塞移動到所述光源和所述光電檢測器之間的光路中，從而該柱塞用作閘板以減少到達(dá)該光電檢測器的光量。
4.如權(quán)利要求1所述的壓力開關(guān)，進(jìn)一步包括抵接所述柱塞外表面的第一彈簧，其中，當(dāng)所述隔片上的壓力減小時，所述第一彈簧的彈力迫使所述柱塞回復(fù)到最初未被壓下的位置。
5.如權(quán)利要求4所述的壓力開關(guān)，進(jìn)一步包括抵接所述柱塞內(nèi)表面的第二彈簧，其中，所述第二彈簧施加抵抗所述柱塞的彈力，通過操作螺紋件能夠調(diào)節(jié)該第二彈簧的所述彈力。
6.如權(quán)利要求1所述的壓力開關(guān)，進(jìn)一步包括抵接所述柱塞內(nèi)表面的彈簧，其中所述彈簧施加抵抗所述柱塞的彈力，通過操作螺釘能夠調(diào)節(jié)該彈力。
7.如權(quán)利要求1所述的壓力開關(guān)，其中，所述光電檢測器包括光電管。
8.如權(quán)利要求1所述的壓力開關(guān)，其中，所述光電檢測器包括光電晶體管。
9.如權(quán)利要求1所述的壓力開關(guān)，其中，所述光源包括發(fā)光二極管。
10.一種壓力開關(guān)，包括光源和光電檢測器，所述光源和所述光電檢測器的位置相對地設(shè)置成使得所述光電檢測器檢測來自所述光源的光量；隔片，其用于檢測壓力變化；柱塞，其耦聯(lián)到所述隔片，其中，致動器抵接所述柱塞的外表面；以及閘板，其位于所述柱塞上；其中，所述閘板隨著所述柱塞被壓下而阻擋來自該光源的光到達(dá)該光電檢測器；其中，當(dāng)所述柱塞由于施加到所述隔片上的壓力而被壓下時，所述可變輸出壓力開關(guān)輸出與所述光電管檢測到的光成比例的電壓，以及其中，當(dāng)所述柱塞被完全壓下時，所述離散開關(guān)輸出二進(jìn)制信號。
11.如權(quán)利要求10所述的壓力開關(guān)，進(jìn)一步包括離散開關(guān)，其位于所述可變模擬輸出壓力開關(guān)內(nèi)，其中，當(dāng)所述柱塞被完全壓下時，所述離散開關(guān)輸出二進(jìn)制信號。
12.一種壓力開關(guān)，包括光學(xué)機(jī)構(gòu)，其包括光源和光檢測器，所述光源和所述光檢測器的位置相對地設(shè)置成使得所述光檢測器檢測來自所述光源的光量；閘板；以及壓敏致動設(shè)備，其響應(yīng)于施加到其上的壓力使所述閘板從不在所述光源和所述光檢測器之間的光路中的第一位置逐漸移動到在所述光路中的第二位置，其中，所述檢測器提供根據(jù)其檢測到的光量而變化的模擬輸出。
13.如權(quán)利要求12所述的壓力開關(guān)，進(jìn)一步包括一機(jī)構(gòu)，當(dāng)所述致動設(shè)備所響應(yīng)的所述壓力減小時，該機(jī)構(gòu)用于使該閘板回復(fù)到不在所述光源和所述光檢測器之間的光路中的所述第一位置。
全文摘要
一種可變模擬輸出壓力開關(guān)，其具有附接到柱塞的隔片，控制由光電管或光電檢測器檢測到的光量的柱塞，輸出與施加到隔片上的壓力大致成比例的電壓的光電管或光電檢測器。
文檔編號H03K17/94GK101047078SQ20071008697
公開日2007年10月3日 申請日期2007年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月27日
發(fā)明者史蒂夫·西弗森 申請人:微氣動邏輯有限公司