差压传感器和包含此类传感器的检测装置的制作方法

1.本发明涉及用于检测泄漏或测量紧密性的装置的领域。更确切地说，本发明涉及一种意图安装在此类装置中的差压传感器。


背景技术：

2.实际上，在许多行业中，有必要能够检查制造的零件、封装、产品
……
是否具有泄漏(或以其它方式被配制成检查零件为紧密的)且能够量化所述泄漏。
3.存在用于检测和量化泄漏的不同方法，例如示踪气体方法、游泳池(或水罐)方法或压力变化方法。
4.然而，如果泄漏与大于0.1pa/s的压差相关，那么压力变化方法为最快且最经济的方法。实际上，不同于示踪气体方法，不必使气瓶进行紧密性测量。另外，不同于水池方法，压力变化方法为快速的且可在工业过程中(例如，在生产线上)实施。
5.因此，在压力变化方法中，待测试的物件经历受控压力变化，且在所确定的时间(稳定阶段)之后，例如在含有物件的腔室中再次测量压力，如果物件具有泄漏那么所述压力将会变化。
6.因此，具有能够测量小压力变化且因此间接测量小泄漏的压力传感器是至关重要的。


技术实现要素：

7.因此，本发明为一种用于泄漏检测装置的新类型的差压传感器，其包含：
[0008]-紧固到彼此的至少两个主体，在所述至少两个主体中形成空腔；
[0009]-隔膜，其布置在两个主体之间且分离所述空腔以便限定在所述主体中的每一个中的测试腔室；
[0010]-至少一个电极，其布置在测试腔室中的每一个中且面向所述隔膜以便与其形成电容器；
[0011]
其特征在于所述传感器包含布置在所述主体中的每一个与隔膜之间的至少两个密封件。
[0012]
所述密封件允许从外部确保测试腔室的紧密性。另外，密封件优选地同心地布置，允许使测试腔室的体积的任何变化最小化。
[0013]
根据一个可能特征，主体中的每一个包含在所述密封件之间开口的至少一个流体管道。
[0014]
在所述密封件之间开口的所述流体管道确切地说允许改变密封件之间存在的压力且使其与邻接测试腔室(也就是说其密封件确保紧密性的测试腔室)中存在的压力平衡。因此，直接界定测试腔室的内部密封件不经历压力变化(且因此不移动)。
[0015]
根据另一可能特征，主体和/或隔膜中的至少一个包含容纳所述密封件的凹槽。
[0016]
有利的是提供收容所述密封件的形状(例如，凹槽或任何其它适合的形状)，确切
地说，在所述传感器的制造期间促进密封件的定位，并且还限制所述密封件的径向移动且优化由后者提供的密封。
[0017]
根据另一可能特征，密封件对中的每一个布置在隔膜的两侧上。
[0018]
根据另一可能特征，密封件对中的每一个与隔膜和传感器的至少一个主体接触。
[0019]
根据另一可能特征，所述主体中的至少一个包含用于拉紧所述隔膜的部件。
[0020]
所述拉紧部件呈例如突起或垫圈的形状，其支承在隔膜上以优选地以均匀方式拉紧所述隔膜。
[0021]
根据另一可能特征，隔膜和所述主体由具有基本上相等的热膨胀系数的材料制成。所述材料为例如青铜、青铜铍合金和/或不锈钢等。
[0022]
根据另一可能特征，电极中的至少一个在一方面具有两个相对端面，一个面向隔膜且另一个紧固到主体中的一个，和另一方面具有连接所述端面的横向面。
[0023]
更确切地说，电极具有基本上圆柱形或圆盘形状，且例如由导电材料(例如，黄铜、青铜或铜合金
……
)制成。
[0024]
根据另一可能特征，电极中的至少一个包含通孔，所述通孔的末端在电极的(相对)端面处打开。
[0025]
根据另一可能特征，至少一个电极包含意图容纳电接触棒的横向外壳。
[0026]
根据另一可能特征，通孔和横向外壳彼此连通，确切地说以流体方式连通。
[0027]
根据另一可能特征，主体中的至少一个通过模具冲压产生。
[0028]
通过模具冲压产生所述主体中的一个的事实改进零件的机械刚度，且确切地说，使得传感器能够耐受较大压力值，同时允许具有较少的大块零件。此外，模具冲压为更生态的方法，因为其产生的材料损耗比常规机械加工少。
[0029]
根据另一可能特征，所述传感器包含(尤其在形成于电极中的横向外壳处)与所述电极接触的电接触棒。
[0030]
根据另一可能特征，所述传感器包含电连接器。
[0031]
所述电连接器一方面连接到电接触棒，且另一方面连接到用于测量电量(例如，电容、电阻等)的电子实体。
[0032]
根据另一可能特征，所述棒包含具有多边形形状的末端，例如方形或矩形。
[0033]
棒的末端的多边形形状意图紧密地安装(或压合)到所述电极的横向外壳中，且保证电极与所述棒之间的良好电接触。
[0034]
根据另一可能特征，所述主体中的每一个包含开口到其相应测试腔室中的流体通道。
[0035]
所述通道优选地与界定测试腔室的壁相切地开口。
[0036]
根据另一可能特征，所述传感器包含接口零件，所述接口零件安装在所述主体上且包含其中布置有至少一个聚水器(或保水性装置)的流体通道。
[0037]
本发明还涉及一种泄漏检测装置，其特征在于所述泄漏检测装置包含如上文所描述的传感器。
附图说明
[0038]
在以下仅以说明性和非限制性方式给出本发明的具体实施例的描述期间，参考随
附图式，将更好地理解本发明，并且本发明的其他目的、细节、特征和优点将更加清楚，其中：
[0039]
[图1]为根据本发明的差压传感器的示意性透视表示；
[0040]
[图2]为图1的传感器的截面图；
[0041]
[图3]为图1的传感器的传感器主体的示意性透视图；
[0042]
[图4]为图1的传感器的一部分的放大横截面图；
[0043]
[图4a]为图3的放大和局部视图。
具体实施方式
[0044]
图1为根据本发明的差压传感器1的示意性透视表示。
[0045]
更确切地说，所述传感器1包含通过紧固构件5(例如，螺钉)紧固到彼此的至少两个主体3a和3b。传感器1还包含紧固到所述主体3a和3b的接口零件6和电连接器10。
[0046]
所述主体3a和3b中的每一个为中空的，使得在安装位置中，所述主体3a和3b界定空腔7(所述传感器内部的空腔)，此配置在图2中更明确地可见，图2为图1中展示的传感器1的截面图。
[0047]
还可在图2中看到，所述传感器1包含插入在两个主体3a和3b之间以便将空腔7划分成两个子部分的隔膜9，这两个子部分各自分别限定测试腔室7a和7b。
[0048]
另外，所述主体3a和3b中的每一个包含开口到其相应测试腔室7a和7b的流体通道，分别为8a(通道8a在图3中更明确地可见)和8b(后者未在图中展示)。
[0049]
应注意，在未展示的变型实施例中，主体3a和/或3b中的所述至少一个通过模具冲压产生。
[0050]
所述通道8a和8b允许分别在测试腔室7a和7b中的流体进入或排出。
[0051]
所述通道8a和8b中的每一个优选地与主体3a或3b的界定测试腔室7a或7b的壁相切地开口(与壁相切地开口的空气流限制了湍流形态的出现，从而促进填充和稳定)。
[0052]
传感器1还包括收容分别在测试腔室7a和7b中的两个电极11a和11b。
[0053]
所述电极11a和11b在一方面面向所述隔膜9布置以便与其形成电容器，且另一方面分别紧固到所述主体3a和3b的底壁(外壳的底壁为与隔膜相对的壁)。电连接器10又意图将关于传感器1的电极11a和11b的物理量(例如，电容值)的信息传输到能够处理它们的电子实体(未展示)。
[0054]
在本实施例中，电极11a和11b为基本上圆柱形或圆盘形的，并且例如由导电材料(例如，黄铜、青铜、铜合金
……
)制成。
[0055]
因此，电极11a和11b中的每一个具有两个相对端面和连接所述两个端面的横向面。
[0056]
电极11a和11b此处使用适合的胶有利地紧固到所述主体3a和3b(因此电极的端面中的一个粘合到主体的底壁)。主体3a和3b中的每一个具有分别在电极11a或11b处打开，更确切地说，面向电极11a或11b的粘合端面的贯穿开口14a和14b。此配置因此允许操作者在维护和/或恢复操作期间更容易地将电极11a或11b与主体3a或3b分离。在检查电极已经正确地安装之后，所述贯通开口14a和14b分别通过插塞15a和15b(所述插塞确保所述主体的紧密性)封闭。
[0057]
所述传感器1包含两个密封件的至少两组13，分别为13a1、13a2和13b1、13b2，每一组密封件布置在所述主体3a或3b中的一个与隔膜9之间。
[0058]
所述密封件13a
1-2
和13b
1-2
(通常为o形环密封件)因此插入在所述主体3a和3b中的每一个与隔膜9之间(因此在隔膜的每一侧上)以确保测试腔室7a和7b的相应紧密性。更确切地说，圆形凹槽4设置在主体3a和3b中以容纳所述密封件13a
1-2
和13b
1-2
，从而促进密封件的安装，并且还限制密封件的径向移动(在未展示的变型实施例中，所述凹槽形成在隔膜中)。因此应注意，存在布置在隔膜9的两侧上的两个密封件(或密封件对)13a
1-2
或13b
1-2
。一个密封件对13a
1-2
因此与第一主体3a接触，而另一密封件对13b
1-2
与第二主体3b接触。因此，有可能限定由隔膜9、所述密封件对13a
1-2
或13b
1-2
和所述主体3a或3b中的一个界定的密封件间的体积。
[0059]
此外，主体3a中的一个具有用于拉紧隔膜9的部件17(从所述主体的表面突出)，所述部件17抵靠隔膜9并且使其处于拉力下。隔膜9包含例如与主体3a的拉紧部件协作的凹槽或至少一个形状。应注意，所述部件17还可为与所述主体3a分离的零件，例如插入在主体3a与隔膜9之间的垫圈。
[0060]
除用于将流体供应到测试腔室7a和7b的通道8a和8b之外，所述主体3a和3b还各自包含分别在密封件13a
1-2
或13b
1-2
之间开口的流体管道，分别为12a和12b(后者未在图中展示)。所述通道8a、8b和所述管道12a和12b例如连接到阀门(未展示)，从而允许管理施加到传感器1的不同部分的压力变化。
[0061]
实际上，所述通道8a和8b确切地说允许改变密封件13a
1-2
或13b
1-2
之间存在的压力，且使其与测试腔室7a或7b中存在的压力平衡。
[0062]
应注意，通道8a和8b还可包含分别在密封件13a1和13b2处开口的次级分支，次级分支例如基本上垂直于通道8a或8b(在图3中更明确地说明主体3a的通道8a的次级分支8a1)。
[0063]
隔膜9和所述主体3a和3b优选地由具有基本上相等的热膨胀系数的材料制成，例如青铜、青铜铍合金和/或不锈钢
……
[0064]
图4又为图1的传感器的电极11a中的一个的示意性截面和放大表示，但下文的描述(类似于先前的描述)也适用于传感器1的另一电极11b。
[0065]
传感器1因此包含电接触棒21，所述电接触棒21插入到电极11a(或11b)中并且穿过主体3a(或3b)。
[0066]
棒21优选地布置在传感器1的同一侧上，以便具有连接棒21的单个电连接器10(例如，具有电轨道的卡板)，且因此限制线和/或轨道的长度。实际上，两个腔室7a和7b之间的压差可导致隔膜9的极小移动，移动经由电极11a和11b转换成电容值(以法拉表示)。因此，有利的是具有尽可能相同且尽可能短的电路，特别是数量级为纳法的测量。
[0067]
更确切地说，所述电极11a包含从一个端面111延伸到另一端面112的通孔22，和从电极11a的径向面113延伸到通孔22的横向外壳23(因此所述通孔22和横向外壳23以流体方式连接)。
[0068]
更确切地说，在图4a中可见，径向外壳23具有不同部分，外壳23的入口23a经斜切以引导棒21插入电极11a中，接着是中间笔直部分23b，随后又是中间斜切部分23c(充当物理止动件)，所述中间斜切部分23c延伸到开口到通孔22的笔直末端部分23d。
[0069]
棒21因此具有插入到外壳23中的末端21a，所述末端21a具有多边形区段211a，例
如方形，其紧密地安装在外壳23中，更确切地说，在右末端部分23d中。应注意，有利的是多边形区段(因此包括若干边缘的区段)紧紧地安装在圆柱形末端部分中以便确保良好的电接触。
[0070]
此外，棒21的末端21a包含布置在多边形区段211a的上游的冠部211b，其通过抵靠中间斜切部分23c而充当止动件，此外促进所述棒21与电极11a之间的电接触。
[0071]
棒21还包含套筒21b，其包围棒21的一部分且意图封闭形成在所述主体3a或3b中的通孔31以便能够将棒21插入到电极11a或11b中的一个中。
[0072]
所述套筒21b通常由塑料材料制成且用胶紧固，以便防止棒21的移动，并且还确保主体3a或3b的紧密性。
[0073]
棒21的另一末端21c又紧固到电连接器10。
[0074]
安装在所述主体3a和3b上的接口零件6包含连接到形成于所述主体3a、3b中的通道8a和8b且开口到测试腔室7a和7b中的流体通道。此外，接口零件的所述流体通道包含布置在所述通道中的聚水器(或保水性装置)。然而，应注意，接口零件6为允许根据本发明的传感器1安装在泄漏检测装置中的任选零件，其不一定具有适合于所述传感器的容纳结构(流体通道的定向、电连接器等)。
[0075]
因此，当需要进行零件的紧密性测试时，测试腔室中的每一个经由流体供应通道连接到测试壳体，其中分别布置待测试零件和参考零件。壳体暴露于压力变化，且在所确定的持续时间之后，如果待测试零件具有泄漏，那么彼此隔离的测试腔室中的每一个将具有不同压力。
[0076]
随后在测试腔室中的一个相比于另一者存在较高压力，且在此压差的影响下存在隔膜的移动。
[0077]
隔膜的移动随后修改隔膜与布置在所述测试腔室中的电极之间的距离。因此，有可能经由接触棒测量由所述电极与隔膜形成的电容器的电容的变化(更确切地说，差异)。此配置允许测量隔膜的极小移动，并且因此测量小压力变化，压力变化又与泄漏(或测试零件的紧密性水平)相关。
[0078]
因此，重要的是限制测试腔室的体积和/或测试腔室内部的体积的变化，因为这些体积变化可与泄漏同化或混淆。
[0079]
因此，布置在两个密封件之间的流体管道12a或12b允许在施加到待测试零件-测试腔室组合件以测量泄漏的压力变化期间平衡测试腔室7a和7b与密封件间的体积之间的压力。
[0080]
实际上，如果仅存在一个密封件来确保测试腔室的紧密性，那么在压力变化期间，面层中的一个面层暴露于大气压，而另一个面层相对于大气压处于减压或过压状态。密封件所经历的此压差可导致其变形和/或其在长时间内的移动，这将导致测试腔室的体积的修改(且因此改变测试腔室中存在的压力)。
[0081]
此外，将用于容纳棒的外壳与通孔连通，且将位于所述电极与所述主体的底壁之间的体积与测试腔室的主体积连通，允许避免形成难以接入的受制或封闭体积。归因于其有限的可接入性，这些体积可缓慢地填充和/或为空的，且可因此引起测试腔室的体积(和压力)的变化，因此模仿待测试的零件中的泄漏且使所进行的泄漏测量失真。