CN111801561A

CN111801561A - 压力传感器

Info

Publication number: CN111801561A
Application number: CN201980016447.9A
Authority: CN
Inventors: J·硕恩; T·布罗尔松奥特; S·克尔森
Original assignee: Grundfos Holdings AS
Current assignee: Grundfos Holdings AS
Priority date: 2018-03-02
Filing date: 2019-03-01
Publication date: 2020-10-20
Also published as: EP3759450A1; WO2019166604A1

Abstract

本发明涉及一种压力传感器，其具有：至少一个测量元件(64)；和至少一个流体通道(70)，该流体通道布置在传感器本体(34)中并且将压力感测开口(74)连接到所述测量元件(64)，其中，所述流体通道(70)包括至少一个横截面变化和/或方向变化，并且其中，所述至少一个横截面变化和/或方向变化位于其中的流体通道(70)的至少一个区段形成在以生成式制造方法制造的传感器本体(34)的结构(44)中。

Description

压力传感器

技术领域

本发明涉及一种压力传感器以及一种具有这种压力传感器的泵组件。

背景技术

已知在各种各样的设备或机器中检测流体压力的压力传感器。这例如是关于泵组件、特别是离心泵组件的情况，关于离心泵组件可能期望检测例如出口压力和/或入口与出口之间的差压。

在这种压力传感器中，通常经由流体通道将实际的压力测量元件连接到压力感测开口，该压力感测开口位于要测量压力的设备部件或流动路径中。这种传感器的问题在于，可能出现例如由于污染而对测量元件造成的不期望的损坏或者损害测量结果。例如由于大的压力波动可能发生对测量元件的损坏，或者可能出现气穴现象。

发明内容

本发明的目的在于，将压力传感器改进到可以防止对测量元件的损坏的程度。此外，本发明的目的在于，提供一种具有这种改进的压力传感器的泵组件。

本发明的目的通过具有在权利要求1中指定的特征的压力传感器以及通过具有在权利要求21中指定的特征的泵组件来实现。优选实施方式将从从属权利要求、随后的描述以及附图中得出。

根据本发明的压力传感器包括至少一个测量元件和至少一个布置在传感器本体中的流体通道。流体通道将压力感测开口连接到测量元件，并且因此将压力从压力感测开口传输到测量元件，优选地通过填充有流体的流体通道来传输压力，在该流体通道中压力将被测量。根据本发明，设想流体通道包括至少一个横截面变化和/或方向变化。通过这种方向变化，通过在壁处的反射，可以衰减通道中的压力冲击，使得突然的压力变化不会作为脉冲作用在实际测量元件上。通过这种方式，可以降低损坏的风险。此外，可以通过横截面变化建立扩展空间或衰减空间，其可以用于减少气穴现象。此外，也可以形成这样的结构，在该结构内颗粒可以沉淀，以便防止这些颗粒直接积聚在测量元件上或者损害测量结果。

根据本发明，设想流体通道的至少一个区段形成在传感器本体的结构内，所述至少一个横截面变化和/或方向变化位于该流体通道的至少一个区段中，该传感器本体的结构已经在生成式或增材式制造方法中形成或生成。这种生成式制造方法还被称为3D打印。在本文中，其例如可以是选择性激光熔化、选择性激光烧结、电子束熔化或其它生成式或增材式制造方法的情况。这些制造方法的优点在于，可以生产非常复杂的结构，这些结构在传统的材料去除或主成型制造方法中非常难于生产或根本不可能生产。因此，可以毫无问题地形成流体通道的复杂的方向变化或横截面变化。此外，可以在小的空间中布置复杂的结构，从而减小压力传感器的整体尺寸。为此，生成式制造方法开辟了非常新的可能性。优选地，借助于电子束或激光束熔化金属粉末，使得该结构以分层的方式形成。

根据一种优选的实施方式，流体通道连接到至少一个测量元件接纳件，该测量元件接纳件被设计为用于接纳测量元件。这意味着测量元件被附接到测量元件接纳件。优选地，所述测量元件接纳件形成在以生成式制造方法制造的结构内。这允许通过生成式制造方法将流体通道的至少一部分和测量元件接纳件单件式制造。

优选地，测量元件被布置在电路板上，该电路板布置在传感器壳体内部。优选地，整个传感器壳体通过生成式制造方法形成。特别地，包含流体通道的部件可以与传感器壳体或传感器壳体的环绕接纳空间的部分单件式制造，包含测量元件的电子电路板被容纳在该接纳空间内。

在生成式制造方法中制造的结构优选为塑料或金属的结构。特别优选地，该结构由不生锈的不锈钢制成。为此，在生成式制造工艺中，例如不生锈的不锈钢的粉末以分层方式熔化和沉积。然而，在生成式制造方法中，其它金属或特别是金属混合物或其它材料组合可被制成期望的形状。

在生成式制造方法中制造的并且形成流体通道的区段的结构被特别优选地设计为单件。这是有利的，因为可以减少待密封的所需接口的数量，从而可以增加压力传感器的可靠性并且同时简化组装。

根据本发明的一种优选实施方式，流体通道包括多个方向变化，并且特别是在以生成式制造方法制造的结构内的Z字形和/或曲折路线。通过这些多个方向变化，衰减或减小了在流体通道中从压力感测开口朝向测量元件传播的压力脉冲，从而可以防止对测量元件的损坏。

根据另一种优选实施方式，流体通道包括在以生成式制造方法制造的结构内的至少两个不同平面中的多个方向变化。一方面这具有如下优点，即可以最佳地利用传感器本体中的构造空间，另一方面可以在成型中多维地、特别是三维地形成用于减小压力脉冲的衰减特性。通过这种方式可以实现更好的衰减特性。在本文中，在生成式制造工艺中生成流体通道允许非常自由的形状，这允许在所有空间方向上的复杂的流体通道路线。

进一步优选地，在以生成式制造方法制造的结构内的流体通道具有产生压力波的至少一个反射的形状，所述压力波通过压力接纳开口进入到流体通道中。这是有利的，以便在压力波或脉冲到达测量元件之前衰减流体通道中的压力波或脉冲。

根据本发明的另一种特定实施方式，在以生成式制造方法制造的结构内的流体通道包括至少一个、优选多个扩展空间。特别地，这种扩展空间适于衰减突然的压力下降，以便防止气穴现象。此外，这种扩展空间还可用于使可能的污染物可以有针对性地积聚在那里，以便防止流体通道的堵塞。

根据本发明的一种可能的实施方式，在以生成式制造方法制造的结构内形成的流体通道包括多个方向变化和/或至少一个横截面变化和/或至少一个扩展空间，这些方向变化和/或横截面变化和/或扩展空间串联地布置。这种结构例如使得压力冲击衰减以及气穴减少，或者使得防止沉淀以保护测量元件和/或增强测量。特别地，流体通道的延伸方向的变化具有用于衰减压力冲击的衰减效果，即，减小水锤。为了减少或消除气穴，流体通道相应地优选地包括横截面尺寸或直径的至少一个变化、进一步优选地多个变化。优选地，通过流体通道内部的扩展空间(即具有扩大的横截面的区域)，来实现防止沉淀。为了实现这些效果的组合，优选的是将这些不同的结构串联地布置。

根据本发明的另一种可能的实施方式，在生成式制造方法中制造的结构内的流体通道包括至少一个分支，其中，流体通道优选地分支到多个测量元件。该布置具有可以同时进行不同测量的优点。此外，可以生成具有不同特性的不同通道路线，所述特性被分别分配给测量元件。因此，通过选择相应的测量元件以及通过选择与相应的应用目的匹配的流体通道或流体通道的区段，传感器可以适应不同的应用情况。这种分支也可以在生成式制造方法中非常廉价地形成。

根据本发明的另一种特定实施方式，在传感器本体中形成有将一个或多个压力感测开口分别连接到测量元件的多个流体通道。多个测量元件可以经由分支连接到压力接纳开口。然而，还可以形成多个流体通道，这些流体通道彼此完全分离并且分别将测量元件连接到其单独的压力感测开口。优选地，这些多个流体通道包括在以生成式制造方法制造的结构内的至少一个区段。进一步优选地，这些流体通道可包括至少一个横截面变化和/或方向变化，如之前已经描述的。这种具有多个流体通道的设计在压力传感器中适于能够测量设备或机器的不同区域的压力，例如泵组件中的入口侧与出口侧之间的差压。此外，可以设置不同的测量元件，如上所述，所述元件能够根据压力传感器的应用情况而被选择性地激活。相应的测量元件的选择特别可以如在评估电子器件中那样实现，特别是作为纯软件功能实现，使得压力传感器的应用领域可以被扩宽。

根据本发明的另一种优选实施方式，在以生成式制造方法制造的结构内的流体通道可包括至少一个阀，优选地，该阀同样以生成式制造方法制造。例如，这种阀可以用于能够通过切换阀来激活不同的流动路径，以便例如建立到不同测量元件的连接。在这种阀中，优选地，同样可以在生成式制造方法中制造可移动的阀元件，从而理想地放弃组件。

根据本发明的另一种特定实施方式，至少一个流体通道的另一区段可以形成在一部件中，在生成式制造方法中生成的结构通过生成式制造过程连接到该部件。这意味着，流体通道的该另一区段可以形成在预制部件中，在生成式制造方法中制造的结构随后形成或打印在该预制部件上。因此，例如在生成式制造方法中，将另一结构熔化到金属预制的基体上，在该基体中形成流体通道的一区段。该设计的优点在于，理想情况下，在生成式制造方法中仅形成那些传统上难以实现的结构，而传感器本体的其它区段或部件可以优选地以传统方式形成，例如在主成型和/或材料去除制造方法中形成。这是特别有利的，因为生成式制造方法的机械加工时间非常长。

根据本发明的另一种优选实施方式，压力传感器被设计为差压传感器，关于该差压传感器，第一流体通道连接到差压测量元件的第一侧，并且第二流体通道连接到差压测量元件的第二侧。流体通道优选地分别终止于压力感测开口，压力可以通过该压力感测开口进入流体通道或者可以作用在流体通道中。至少一个流体通道，优选地两个流体通道分别包括至少一个横截面变化和/或方向变化。此外，流体通道之一的至少一个区段形成在如上所述的以生成式制造方法制造的结构内。

优选地，在以生成式制造方法制造的结构内，在至少一个流体通道中形成衰减压力冲击的流体通道的形状。优选的是，例如在泵组件中的应用中，更大的压力作用在其中的流体通道是将测量元件连接到泵组件的输送侧的流体通道。用于衰减压力冲击的形状优选地包括流体通道的方向的多个变化。

进一步优选地，在差压传感器中的至少一个流体通道中存在至少一个区段，该区段位于在生成式制造方法中制造的结构内，其中，在该结构内形成流体通道的减少气穴的形状，例如以横截面或直径的一个或多个变化的形式或以扩展空间的形式形成。在差压传感器中，该第二流体通道优选地是其中较低压力起作用的通道。在将压力传感器用于泵组件中时，优选地，流体通道连接泵组件的吸入侧的测量元件。

根据另一种优选的实施方式，流体通道可包括具有允许沉淀防护的形状的区段，其中，该区段形成在以生成式制造方法制造的结构内的至少一个流体通道中。允许沉淀防护的形状可以是例如扩展空间。在以生成式制造方法制造的结构内形成该形状的优点在于，该制造方法允许形成复杂结构。

根据另一种优选的实施方式，流体通道或至少一个流体通道可包括形成为衰减压力冲击的区段和/或形成为减少气穴的区段和/或形成为用于沉淀或沉淀防护的区段，其中，这些区段串联地布置。这意味着，优选地串联布置至少两个不同区段(用于衰减压力冲击、减少气穴或沉淀)。优选地，相应的区段形成在以生成式制造方法制造的结构内。如前所述，这种方法允许形成复杂结构或形成提供上述性能(即，减少压力冲击、减少气穴和/或防止沉淀)的流体通道形状。相应的形状可包括方向的变化、横截面的变化和/或不同形状的扩展空间。

根据本发明的另一种可能的实施方式，压力传感器包括至少两个流体通道，每个流体通道分别包括一个区段，至少一个横截面变化和/或方向变化位于该区段中，并且该区段形成在以生成式制造方法制造的传感器本体的结构内，其中，多个流体通道优选地具有不同的设计。因此，流体通道可以精确地适应相应的要求。特别优选地，不同的流体通道可以设置有不同的功能，这些功能分别与测量元件相关，其中，测量元件可以根据压力传感器的应用情况选择性地激活，如上所述。

根据本发明的另一种实施方式，用于将待检测的压力传递到测量元件的流体通道从电路板的第一侧出发延伸通过电路板中的开口到电路板的第二侧，并且在电路板的该第二侧处连接到测量元件。这种设计具有的优点是：用于检测流体通道中的压力的测量元件不必需要位于电路板的该侧(流体通道从该侧出发延伸到压力感测开口)。相反，流体通道因此可以通过电路板延伸到其后侧，随后在该后侧处布置测量元件。这可以允许压力传感器的非常紧凑的构造。该流体通道可以是之前描述的流体通道或另一个流体通道。

在本文中，上述流体通道优选地沿横向于并且特别地垂直于电路板的表面的方向延伸通过开口。因此，流体通道可以例如以传感器或测量指的方式背离电路板延伸到压力感测开口，其中，该测量指可以插入到设备或机器的壳体中的凹部中，在该设备或机器中将确定压力。在本文中，压力感测开口位于测量指的一端，而电路板优选位于相对端并且在那里可以横向于流体通道的延伸方向延伸，从而可以产生具有尽可能短的轴向结构长度的压力传感器。

根据本发明的另一种优选实施方式，电路板环形地环绕开口。在本文中，电路板可形成围绕开口的封闭环。然而，也可以想到，电路板以开放环的方式围绕开口延伸。在本文中，电路板优选地围绕开口延伸至少270度。由于电路板围绕开口的环形布置，围绕开口的构造空间可以用于电路板上的电子或电气部件。开口优选地居中位于电路板中，根据一种优选实施例，该电路板具有圆形的外轮廓。

根据本发明的另一种优选实施方式，延伸通过电路板的流体通道包括在电路板的第二侧的偏转元件，在该偏转元件中流体通道的延伸方向改变并且优选地改变180度。即，流体通道在第二侧偏转，使得其可以终止于测量元件，优选地从电路板的第二侧终止。因此，即使测量元件的测量表面背离电路板的第一侧，测量元件也能承受压力，流体通道从该第一侧出发延伸到电路板并通过该电路板延伸到第二侧。偏转元件中的偏转优选地以180度、即以U形的方式起作用，其中，测量元件侧向地、即沿电路板的靠近开口的表面的方向布置。

因此，延伸通过电路板的流体通道可以在电路板的第二侧包括偏转元件，在该偏转元件中流体通道的延伸方向以90度改变两次，其中，优选在两个偏转之间存在平行于电路板的表面延伸的通道区段。通过这种方式，可以实现测量元件到开口的侧向位移，流体通道延伸通过该开口。

根据本发明的另一可能的实施方式，第一流体通道可包括至少一个第一通道区段和至少一个第二通道区段，所述至少一个第一通道区段位于电路板的第一侧处，即基本上位于电路板的第一侧处，所述至少一个第二通道区段位于电路板的第二侧处，即基本上位于电路板的第二侧处。如果第一通道区段基本上位于电路板的第一侧，则这意味着通道区段的大部分优选地位于电路板的该侧。这相应地适用于第二通道区段。第一和第二通道区段优选通过密封的接口相互连接，其中，该密封的接口优选位于电路板中的开口的区域中。流体通道的这种两部分的设计允许简单的组装，因为电路板因此可以布置在两个部件之间，这两个部件分别容纳通道区段中的一个并且在开口的区域中密封地彼此接合。

进一步优选地，位于电路板的第二侧的流体通道的第二通道区段形成在壳体本体中，该壳体本体是容纳电路板的电子器件壳体的一部分。因此，该壳体本体可以与其它的壳体部分一起包围接纳空间，电路板布置在该接纳空间中。在本文中，壳体本体被优选地设计为使得其平行于电路板延伸到电路板在其第二侧完全被壳体本体覆盖的程度。因此，壳体本体可以用作电子器件壳体的盖。然而，壳体本体还可以布置在电子器件壳体的内部并且例如由附加的盖遮盖。在这种情况下，壳体本体也可以例如仅用于容纳流体通道。

进一步优选地，至少第二通道区段所在的壳体本体的那部分被设计为单件。因此，通道区段可以直接形成在实心壳体本体的内部，这是特别有利的。这例如可以通过将壳体本体设计为模制的部件或者设计为在生成式制造方法(3D打印)中产生的部件来实现。以这种方式也可以简单地形成具有复杂路线的通道区段(例如，具有上述偏转)，并且没有待密封的接口。

根据本发明的另一种实施方式，测量元件可以是具有两个彼此背离的测量表面的差压元件。因此，测量元件例如可以是从两侧承受压力的膜，其中，两侧之间的差压可以通过膜的偏转来确定。例如，可以通过布置在膜上的应变仪元件或压电元件来检测偏转。然而，还可以应用两个彼此独立地起作用的测量元件，用以确定差压。第一测量表面优选面向电路板的第一侧，第二测量表面面向电路板的第二侧。由于所述的、第一流体通道穿过电路板延伸，因此待检测的压力可被施加到电路板的第二侧的第二测量表面上、即电路板的后侧，而电路板的第一侧的另一压力作用在位于那里的第一测量表面上。因此，可以以简单的方式确定差压，并且测量元件可以可靠地接触在电路板上。电路板优选地在测量元件的区域中包括孔，使得在此压力通道也可以延伸穿过电路板，并且布置在电路板的一侧上的测量元件可以从两侧承受压力。

第一流体通道优选地终止于测量元件的背离电路板的第二侧的第二测量表面处。这可以通过在电路板的第二侧的流体通道中的上述偏转来实现。

此外，第二流体通道优选地存在于压力传感器中，所述第二流体通道终止于测量元件的第一测量表面处，即面向电路板的第一侧的方向的测量表面。优选地，该第二流体通道从电路板的第一侧出发，延伸到压力感测开口，该压力感测开口优选与第一流体通道的压力感测开口间隔一定距离。两个压力感测开口可以例如以间隔开的方式位于测量指中，其中，测量指在两个测量空间中延伸或延伸穿过两个测量空间，在这两个测量空间中两个压力将被感测。

因此，第二流体通道和第一流体通道的至少第一通道区段优选地布置在共同的传感器本体中，该传感器本体被优选地设计为一个部件。这简化了结构并且允许压力传感器的非常紧凑的结构。流体通道可以以不同的方式形成在传感器本体中。因此，例如可以在传感器本体的制造中形成一个或两个流体通道，例如在模制方法或在生成式制造方法中形成。可替代地，可以在稍后的阶段通过机械加工传感器本体的方式，例如通过材料去除机械加工或者还通过热机械加工(例如，通过激光束的方式)的方式，将一个或两个流体通道或者仅流体通道的区段并入到传感器本体中。在单部式且特别是单件式传感器本体中形成流体通道或流体通道的通道区段，具有产生尽可能少的待密封接口的优点。

电路板优选位于电子器件壳体的壳体本体与传感器本体之间。如上所述，电子器件壳体的壳体本体在本文中可以是电子器件壳体的壳体部分，该壳体部分将该电子器件壳体终止于外部，或者，然而，壳体本体位于电子器件壳体的内部并且在那里形成一个或多个流体通道或流体通道的通道区段。壳体本体和传感器本体被优选地成型，使得当它们被放在一起时，它们包围接纳空间，电路板布置在该接纳空间中。在本文中，电路板优选固定在壳体本体与传感器本体之间。进一步优选地，形成在传感器本体和/或壳体本体中、并且所述流体通道终止在该处的测量元件接纳件在组装时与测量元件或与环绕测量元件的密封表面密封接触。因此，必要的密封件优选也通过电路板在壳体本体与传感器本体之间的固定而发生接触。

除了所述压力传感器之外，包括上面所述的这种压力传感器的泵组件也是本发明的主题。该压力传感器优选为布置在泵组件的吸入侧与输送侧之间的差压传感器，使得跨泵的差压可以被检测。在本文中，流体通道可以优选地以上述方式设计，以便使测量元件上的压力冲击和/或不期望的气穴现象最小化。

附图说明

在下文中，通过示例和附图进行描述本发明。其中示出了：

图1示出了根据本发明的多级离心泵组件的剖视图，

图2示出了具有布置在其中的压力传感器的多级离心泵组件的底座和底脚壳的剖视图，

图3示出了根据本发明的压力传感器的分解立体图，

图4示出了根据图3的压力传感器的分解立体图，其中示出了电子器件壳体，

图5A示出了根据图3和图4的压力传感器的壳体本体的局部透明视图，

图5B示出了根据图5A的壳体本体的剖视图，

图6示出了根据图3和图4的压力传感器的剖视图，

图7示出了压力传感器中的流体通道的第一替代实施例，

图8示出了压力传感器中的流体通道的布置的第二替代实施例，

图9示出了压力传感器中的流体通道的布置的第三替代实施例，

图10示出了压力传感器中的流体通道的布置的第四替代实施例，

图11示出了根据本发明的压力传感器中的流体通道的另一实施例的剖视图，以及，

图12示出了根据本发明的压力传感器中的流体通道的另一实施例的示意性剖视图。

具体实施方式

图1以剖视图示出了作为根据本发明的泵组件的示例的多级离心泵组件，其中应用了根据本发明的压力传感器。所示的泵组件包括底脚壳或底座壳2，在该壳上形成入口分支(喷嘴或短管)4和出口分支6。在该实施例中，三个泵级附接到底座壳2上，这些泵级分别由一个叶轮8和位于中间的扩散器10形成。叶轮8布置在一个共同的轴12上，该轴经由联接器14连接到在此仅示意性示出的驱动马达16。各个泵级位于内部的管状壳18中，该管状壳由一个同样设计为管状的外部壳20以某一距离环绕。因此，在壳18与20之间形成了环形通道22，其用作输送通道并且将泵级的出口侧连接到底座壳2中的出口或输送分支6。如图2所示，压力传感器24布置在底座壳2中。压力传感器24通过底座壳2的外壳壁中的开口26插入。与该开口26相对，压力传感器24突出到形成在底座壳体2内部的吸入通道30的壁中的开口28中。因此压力传感器24延伸穿过环形空间32。环形空间32连接到底座壳2中的环形通道22上，并建立与输送分支6的连接。由于压力传感器24以这种方式布置，压力传感器24可以检测环形空间32中的输送侧压力以及吸入通道30中的吸入侧压力，并且因此检测泵组件的入口侧与出口侧之间的差压。

通过图3至图5进行更详细的描述压力传感器的结构。压力传感器24由传感器本体34和电子器件壳体36组成。电子器件壳体36包括壳体本体38和封闭该壳体本体的盖40。传感器本体34和电子器件壳体36一起形成传感器壳体，该传感器壳体包含压力传感器的所有基本部件。

传感器本体34由两个区段42和44形成。传感器本体的第一区段42形成传感器指，如图2所示，该传感器指穿过环形空间32延伸到开口28中。传感器本体的连接的第二区段44邻近电子器件壳体36。第二区段44与壳体本体38一起包围接纳空间46，在该接纳空间中布置有具有压力传感器的实际测量电子器件的电路板48。

传感器本体的第一区段42和传感器本体的第二区段44在图6中表示的连接平面50中彼此连接。在本文中，关于在此示出的压力传感器，在制造过程中第一区段42首先作为预制部件被提供，例如，作为以材料去除方式由圆钢制造的部件。相反，第二区段44以生成式或增材式制造方法(即通过所谓的3D打印)形成到预制部件上(其形成第一区段42)。这意味着第二区段44已经以增材的方式直接生成在预先制造的第一区段42上。在本文中，两个部件的焊接发生在连接平面50处，使得结果这些部件以单件的方式形成。在所示的例子中，两个部件均由相同的材料、优选地由不生锈的不锈钢制成。

第一流体通道52沿传感器本体34的纵向方向Y贯穿整个传感器本体。在本文中，第一流体通道52包括第一通道区段52a和第二通道区段52b。第一通道区段52a在传感器本体34中延伸。该通道区段的延伸部(同样是第一流体通道52的一部分)在壳体本体38中作为第二通道区段52b延伸。第一流体通道52可以例如利用钻孔方法形成在传感器本体34的第一区段42中。第一流体通道52以直接方式形成在传感器本体的第二区段44中的生成式制造结构中。

电路板48在其中心包括呈中心孔形式的开口54。这用于使第一流体通道52能够延伸穿过电路板48。在本文中，流体通道52的第一区段52a基本上、也就是说其大部分位于电路板48的第一远端56。第一侧56面向传感器本体34的自由端或远端，而电路板52的相对的第二侧58面向壳体本体38。密封接口60形成在传感器本体34与壳体本体38之间，第一通道区段52a在该密封接口处连接到第二通道区段52b。

如图5B中的剖视图所示，从接口60开始，第二通道区段52B在壳体本体38中以U形路线以两次成90°角的方式延伸到测量元件接纳件62。测量元件接纳件62位于居中布置的接口60的径向偏移处。具有通道区段52b的壳体本体38优选同样以生成式或增材式制造方法制造，特别是由诸如不生锈的不锈钢的金属制造。

测量元件接纳件62支撑在第一测量元件64上。测量元件64布置在电路板48上，其中，电路板48包括开口，测量元件接纳件62通过该开口支撑在布置在电路板的第一侧56上的测量元件64上。因此，流体通道52的通道区段52b终止于测量元件64的第二测量表面66。测量元件64是差压测量元件。同样在传感器本体34中形成的第二流体通道70位于第一测量表面68上，该第一测量表面位于电路板48的第一侧56处。第二流体通道70将测量元件接纳件72连接到压力感测开口74，该测量元件接纳件与测量元件64的第一测量表面68相对。压力感测开口74位于背离传感器本体34的远端的第二区段44的区域中。因此，沿着轴向方向Y，压力感测开口74背离压力感测开口76，该压力感测开口76位于远端并且第一流体通道52在该处延伸出。当如图2所示将其插入到底座壳2中时，压力传感器24因此可以经由压力感测开口76在远端处检测吸入通道30中的压力。压力感测开口74同时向环形空间32敞开，以便检测泵组件的出口压力。

传感器本体43的第二区段44中的第二流体通道70包括复杂的、多角度的并且由此引起的曲折的路线。通过剖面成角的和Z字形的路线建立反射压力波的反射表面。因此，进入到压力感测开口74中的压力波不能无阻碍地到达测量元件64上的测量表面68。相反，发生衰减，该衰减保护测量元件64免受损坏。此外，在流体通道70的路线中设置呈圆柱形扩展空间78形式的横截面扩宽部，该扩宽部同样用于在出现真空的情况下减少气穴。此外，在此处示出的实施例中，还设置一个冲洗(清洗)连接部80，该冲洗连接部特别用于排气并且在操作中可以关闭来自第二流体通道70的分支。除了扩展空间78之外，第二流体通道70还包括环形的扩展空间82，该环形的扩展空间同样用于衰减出现的压力波动和用于避免气穴。第二流体通道70的轮廓(在该实施例中第二流体通道被分配到泵组件的输送侧)，在其路线中和其轮廓中都可以通过所选择的生成式制造方法非常灵活地适应第二区段44，这是由于可以在没有更多麻烦的情况下形成复杂的几何形状。第一流体通道52也可以以这种方式设置有方向变化和/或横截面变化。

作为生成式制造方法，同样可以应用选择性的激光烧结方法或类似的方法。除了上述流体通道以外，在该示例中，自由空间84形成在传感器本体34的第二区段44中，以便节省材料和缩短制造时间。通过具有预制的第一区段42的所述混合结构，制造时间同样被缩短，这是由于这可以被惯常地预制。然而，可替代地可以想到，也以生成式制造方法制造第一区段42，并且例如对其进行机械的后加工，例如在附接第二区段44之前在外缘上进行研磨或抛光，以便使环形空间32中的流阻最小化。

如果壳体本体38附接到传感器本体34上，则测量元件接纳件62和72彼此相对，使得测量元件64密封地夹在它们之间并且因此可以承受来自两侧的压力以用于差压测量。在电路板48上还布置有第二测量元件86，其被设计为用于检测环境压力。为此，在壳体本体38中形成第三流体通道88，如图5A所示。流体通道88，从测量元件接纳件90出发，延伸到盖40中的开口92。在本文中，第三流体通道88以拱形的方式延伸，使得不能将直的物体通过开口92和整个第三流体通道88插入到测量元件接纳件90。通过这种方式保护测量元件86免受损坏。第三流体通道88将环境压力施加到测量元件86。为此，通过电路板48中的开口接合的测量元件接纳件90支撑在测量元件86的测量表面上。测量元件86同样布置在电路板48的第一侧。电路板48包括呈径向延伸的槽94形式的凹部，以便实现测量元件64与86之间的力解耦(decoupling)。该槽从外缘沿径向方向延伸到开口54。槽94允许电路板48的特定变形。除了所述的测量元件64和86之外，电路板48还承载用于检测测量值和用于评估的电子部件，并且建立到压力传感器的连接插头96的连接。

如上所述，其中形成有流体通道的结构的生成式制造，允许流体通道的不同路线或几何形状，以便实现不同的衰减特性。通过图7至图11描述压力传感器中的这种流体通道的其它可能的几何形状。

关于根据图7的实施例，有压力感测开口98，流体通道从该压力感测开口出发延伸到阀装置100，经由该阀装置，连接可以选择性地切换到流体通道102或流体通道104。阀装置100同样可以共同形成在生成式制造的结构中，其中，可移动的阀元件也优选地以集成的方式共同形成。流体通道102以相对直接的方式以三个弯曲部延伸到第一测量元件接纳件106。第二流体通道104具有更复杂的几何形状，其具有三个扩展空间108和数个弯曲部。流体通道104又延伸到测量元件接纳件106前面的另一个流体通道102中。流体通道102或流体通道104可以选择性地用于通过切换阀装置100来连接到测量元件接纳件106。因此，传感器可以适应不同的应用情况。

在图8中示出了另一种可能的实施方式。在那里同样设置有压力感测开口98，共同的通道区段110连接到该压力感测开口。三个通道区段112从该共同通道区段110分支到三个测量元件接纳件114。这三个通道区段112包括具有不同弯曲部和不同形状扩展空间的不同的几何形状。在该实施例中，所有三个测量元件接纳件114均经由三个通道区段112与压力感测开口98永久地连接。通过选择性地激活支撑在测量元件接纳件114上的三个测量元件之一而例如不使用另外两个测量元件，这种传感器可适合不同的应用目的。由此可以实现对不同应用可能性的纯电子适配。

图9示出了与图7中的实施例类似的实施例，不同之处在于，没有设置阀元件100，而是流体通道104终止于第二压力感测开口116。此外，流体通道104终止于其自己的测量元件接纳件118。因此，也可以在测量元件接纳件106和118上布置两个测量元件，并且通过激活相应的测量元件实现传感器的适配，使得流体通道102或流体通道104可被选择性地用于压力传递。通过将压力感测开口98和116放置在组件的不同位置处，这种传感器还可用于差压测量，如上面通过图2所描述的那样。随后测量元件接纳件106和118均将用于这种差压测量，或者与第一实施例类似地与差压测量元件的两侧接触。

图10示出了流体通道的第四种可能的实施例。在那里，流体通道基本上对应于根据图9的流体通道104。在此，流体通道104在背离压力感测开口116的端部处分支为两个测量元件接纳件118，使得流体通道104中的压力可以同时作用在两个测量元件上，例如，其中一个测量元件用于差压测量，而另一个用于绝对压力测量。

根据图7至图10的所有四个实施例的共同点在于：除了不同形状的方向变化之外，还可以应用不同形状的扩展空间108，其中，这些扩展空间例如可被设计为如图6中的扩展空间82那样的环形，或者被设计为如图6中的扩展空间78那样的圆柱形。

在根据图7、图9和图10的示例中，三个不同形状的结构或扩展空间108(即，108a、108b和108c)串联布置在流体通道内部。相应地，第一结构108a形成了呈扩展空间形式的、用于沉淀防护的区域，第二区段108b形成了具有沿流体通道的延伸方向的多个变化的、用于水锤防护的区域，第三区段108c形成了具有横截面尺寸或直径的变化的、用于气穴防护的区域。这三个区段108形成为具有沿流体通道的方向的额外的变化，该流体通道在这三个区段中和上述三个区段之间。

图11示出了流体通道120的另一种几何形状，该流体通道可以通过生成式制造方法形成。该流体通道120在其内部包括突出部122，其产生流动通道120的自由通道的曲折路线。通过这种通道路线，也可以实现压力波或压力脉冲的衰减。

图12示出了流体通道的另一种实施例，如可以应用于之前描述的压力传感器中的那样。因此，图12示出了传感器本体34中的第一流体通道52的实施方式的变型。图12示出了如图6中的区段中所示的压力传感器的第一区段42'。在该实施例中，与图6中的实施方式相比，第一流体通道52的通道区段52'a包括两个扩展空间108'。这些空间分别形成额外的流体容积，这是有利的，以便在出现真空的情况下防止测量元件64的区域中的气穴。应该理解，在第一流体通道52的情况下，用于防止气穴的这种通道特性也可形成在第二流体通道52b中。否则，应该理解，所有所述流体通道关于它们的几何样式可以以之前描述的设计可能性的任意组合进行设计，以便适应不同的应用目的，从而减小压力脉冲或水锤和/或气穴的发生。

附图标记列表

2 底座壳体

4 入口分支

6 出口分支

8 叶轮

10 扩散器

12 轴

14 联接器

16 驱动马达

18 内壳体

20 外壳体

22 通道

24 压力传感器

26 开口

28 开口

30 吸入通道

32 环形空间

34 传感器本体

36 电子器件壳体

38 壳体本体

40 盖

42，42' 传感器本体的第一区段

44 传感器本体的第二区段

46 接纳空间

48 电路板

50 连接平面

52 第一流体通道

52a，52'a 第一通道区段

52b 第二通道区段

54 凹部

56 电路板的第一侧

58 电路板的第二侧

60 接口

62 测量元件接纳件

64 测量元件

66 第二测量表面

68 第一测量表面

70 第二流体通道

72 测量元件接纳件

74，76 压力感测开口

78 扩展空间

80 冲洗连接部

82 扩展空间

84 自由空间

86 测量元件

88 第三流体通道

90 测量元件接纳件

92 开口

94 槽

96 连接插头

98 压力感测开口

100 阀装置

102，104 流体通道

106 测量元件接纳件

108，108' 扩展空间

110，112 通道区段

114 测量元件接纳件

116 压力感测开口

118 测量元件接纳件

120 流体通道

122 突出部

Y 传感器的纵向轴线

X 泵组件的转动轴线。

Claims

1.一种压力传感器，具有：至少一个测量元件(64)；和至少一个流体通道(70)，该流体通道布置在传感器本体(34)中并且将压力感测开口(74)连接到所述测量元件(64)，其特征在于，

所述流体通道(70)包括至少一个横截面变化和/或方向变化，并且

所述至少一个横截面变化和/或方向变化位于其中的所述流体通道(70)的至少一个区段形成在以生成式制造方法制造的所述传感器本体(34)的结构(44)中。

2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述流体通道(70)连接到接纳所述测量元件(64)的测量元件接纳件(72)，其中，所述测量元件接纳件(72)在以生成式制造方法制造的所述结构(44)中形成。

3.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，以生成式制造方法制造的所述结构由塑料或金属制成，特别由不生锈的不锈钢制成。

4.根据前述权利要求中任一项所述的压力传感器，其特征在于，至少以所述生成式制造方法制造并且形成所述流体通道(70)的区段的所述结构(44)是单件式的。

5.根据前述权利要求中任一项所述的压力传感器，其特征在于，所述流体通道(70)包括多个方向变化，并且特别是在以生成式制造方法制造的所述结构(44)内的Z字形和/或曲折路线。

6.根据前述权利要求中任一项所述的压力传感器，其特征在于，所述流体通道(70)包括在以生成式制造方法制造的所述结构(44)内在至少两个不同平面中的多个方向变化。

7.根据前述权利要求中任一项所述的压力传感器，其特征在于，在以生成式制造方法制造的所述结构(44)内的所述流体通道(70)具有产生压力波的至少一个反射的形状，所述压力波通过所述压力感测开口进入到所述流体通道中。

8.根据前述权利要求中任一项所述的压力传感器，其特征在于，在以生成式制造方法制造的所述结构(44)内的所述流体通道(70)包括至少一个、优选多个横截面变化和/或扩展空间(78，82)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的压力传感器，其特征在于，在以生成式制造方法制造的所述结构(44)内的所述流体通道(70)包括多个方向变化和/或至少一个横截面变化和/或至少一个扩展空间(78，82)，所述多个方向变化和/或至少一个横截面变化和/或至少一个扩展空间串联地布置。

10.根据前述权利要求中任一项所述的压力传感器，其特征在于，在生成式制造方法中制造的所述结构内的所述流体通道(100，112)包括至少一个分支，其中，所述流体通道(110，112)优选地分支到多个测量元件。

11.根据前述权利要求中任一项所述的压力传感器，其特征在于，多个流体通道(52，70)在传感器本体(34)中形成，将一个或多个压力感测开口(74，76)分别连接到测量元件(64)，并且在生成式制造方法中制造的结构(44)中形成所述流体通道的至少一个区段。

12.根据前述权利要求中任一项所述的压力传感器，其特征在于，生成式制造方法中制造的所述结构内的流体通道(102，104)包括优选地同样在生成式制造方法中制造的至少一个阀(100)。

13.根据前述权利要求中任一项所述的压力传感器，其特征在于，所述流体通道(52)的另一区段形成在一部件(42)中，在生成式制造方法中制造的所述结构(44)通过生成式制造过程连接到该部件。

14.根据前述权利要求中任一项所述的压力传感器，其特征在于，所述压力传感器被设计为差压传感器，关于该差压传感器，第一流体通道(70)连接到差压测量元件(64)的第一侧，并且第二流体通道(52)连接到所述差压测量元件(64)的第二侧。

15.根据前述权利要求中任一项所述的压力传感器，其特征在于，在以生成式制造方法制造的所述结构(44)内，在所述流体通道(70)的至少一个中形成衰减压力冲击的所述流体通道(70)的形状。

16.根据前述权利要求中任一项所述的压力传感器，其特征在于，在以生成式制造方法制造的所述结构中，在所述流体通道(70)的至少一个中形成减少气穴的所述流体通道(70)的形状。

17.根据前述权利要求中任一项所述的压力传感器，其特征在于，在以生成式制造方法制造的所述结构(44)中的所述流体通道(70)的至少一个中形成允许沉淀防护的所述流体通道(70)的形状。

18.根据权利要求15至17所述的压力传感器，其特征在于，所述流体通道(70)包括形成为衰减压力冲击的区段和/或形成为减少气穴的区段和/或形成为用于沉淀防护的区段，其中，所述区段串联地布置。

19.根据前述权利要求中任一项所述的压力传感器，其特征在于，至少两个流体通道(112)分别包括至少一个区段，所述至少一个横截面变化和/或方向变化位于该区段中并且该区段形成在以生成式制造方法制造的所述传感器本体的结构中，其中，多个所述流体通道(112)优选地具有不同的设计。

20.根据前述权利要求中任一项所述的压力传感器，其特征在于，所述测量元件(64)被布置在电路板(48)上并且连接到至少一个第一流体通道(52)，其中，该流体通道(52)从所述电路板(48)的第一侧(56)出发延伸穿过所述电路板(54)中的开口(54)到所述电路板(48)的第二侧(58)，并且在所述电路板(48)的该第二侧(58)处连接到所述测量元件(64)。

21.一种泵组件，其特征在于，其包括根据前述权利要求中任一项所述的压力传感器，其中，所述压力传感器被优选地设计为布置在所述泵组件的吸入侧与输送侧之间的差压传感器。