CN111801562B - 压力传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有传感器壳体的压力传感器，其中，所述传感器壳体包括至少一个传感器本体(34)，该传感器本体由至少两个区段(42，44)形成，其中的第一区段(42)是预制元件，第二区段(44)通过生成式制造方法(3D打印)作为单件集成地形成到该第一区段上，本发明还涉及一种具有这种压力传感器的泵组件以及一种用于制造这种压力传感器的方法。

Description

压力传感器

技术领域

本发明涉及一种具有传感器壳体的压力传感器。

背景技术

这种压力传感器可以安装到不同的机器、特别是诸如离心泵组件的泵组件中，用于压力检测。在本文中，它们可被特别优选地设计为差压(differential pressure，压差)传感器，以便检测泵的入口与出口之间的差压。这种压力传感器在其内部必须包括通道，以便将待测量的压力引导到实际测量元件。该测量元件(例如具有变形测量元件和/或应变仪元件的可变形膜)优选地布置在传感器壳体内部中的电路板上。还可以应用其它测量原理，诸如(例如)压电测量原理。

如果这种压力传感器插入到诸如泵组件的机器中，则希望压力传感器尽可能少地损害机器内部的流动。就此而言，特别是涉及压力传感器的伸入机器的流动路径中的部分，希望有尽可能平滑的、流动优化的外部形状。然而，可能需要在内部同时形成复杂的通道结构。

发明内容

在这种背景下，本发明的目的是提供一种制造廉价的压力传感器，但是尽管如此，仍允许在其内部形成复杂的结构。此外，本发明的目的是提供一种用于形成这种压力传感器的方法。

该示例通过具有本发明的特征的压力传感器以及通过具有本发明的特征的方法来实现。优选实施方式将从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传感器壳体，在该传感器壳体中特别布置有必要的电气或电子部件、特别是实际测量元件。根据本发明，传感器壳体包括至少一个传感器本体，该传感器本体由两个区段形成。在本文中，传感器本体优选是这样的元件：在该元件中设置一个或多个压力感测开口，通过该一个或多个开口，其压力待检测的流体能够进入传感器壳体内部。特别地，传感器本体可以是压力传感器的被设置用于插入到组件或机器(诸如(例如)泵组件)中的部分。

在至少一个传感器本体的两个区段中，第一区段被设计为预制元件。例如，其可以是已经在第一制造步骤中例如以传统方式(诸如主成型工艺和/或材料去除制造工艺)制造的元件。第二区段以生成式制造方法(3D打印)以单件方式集成地形成在该第一区段上，即，在制造该第一区段之后直接打印到该第一区段上。本发明的混合结构的传感器壳体或其至少一个传感器本体的优点在于：第一区段可以以传统方式廉价地制造。特别地，这是在其内部没有复杂结构的区段，使得其可以通过传统的模制方法和/或材料去除制造方法来制造。此外，该第一区段的外轮廓可以以简单的方式机械加工，用以表现其流线型，例如通过研磨或抛光，以便在该传感器本体突出到用于压力测量的流动通道中时使流动损失最小化。相反，以增材或生成式方法直接结合到第一区段上的第二区段允许在其内部形成非常复杂的结构、特别是通道。即，需要这种复杂结构的传感器本体的部分是被生成式制造的，这实际上允许形成设置有底切的有角度的(angled)内部结构。生成式制造方法允许在小空间中布置复杂的通道结构，从而减小传感器的整体尺寸。此外，由于在生成式制造方法中仅制造包括这种结构的区段，因此可以使传感器本体的制造时间最小化。

根据一种优选实施方式，传感器本体的两个区段、即传感器本体的第一和第二区段分别包括连接到压力测量元件的流体通道的至少一个区段。这意味着，在传感器本体的每个区段中，设有通向压力感测元件的压力通道的至少一个区段，该压力通道用于将待测量的压力从压力感测开口传递到压力感测元件。在形成传感器本体的第一区段的预制元件中，这种流体通道可以例如通过诸如钻孔的传统机械加工来构成。这种方法特别允许产生非常平滑和直的通道区段。在可替代的实施方式中，传统的管或管的区段可以用作传感器本体的第一区段。这允许通过使用传统方法、特别是如同钻孔的传统机械加工来制造具有不太复杂形状的流体通道的传感器本体的部分，特别是流体通道的直的设计。这允许非常成本有效地制造传感器本体的第一区段。

在本发明的优选实施方式中，根据本发明的压力传感器被设计为用于检测压力差的差压传感器。差压传感器具有两个压力感测开口和压力测量元件，该压力测量元件被布置为用于检测这两个压力感测开口之间的压力差。压力感测开口可以通过传感器本体内部的至少一个流体通道连接到压力测量元件。

特别优选地，传感器本体的第一和第二区段由金属制造，进一步优选地由不锈钢制造。第一区段例如可以由圆钢以材料去除的方式形成，而第二区段则以生成式方法集成地形成在该第一区段上。然而，在此之前也可以在主成型制造方法中同样地形成第一区段，例如在模制/铸造方法中或者同样地以生成方式，其中，在附接第二区段之前可以进行进一步的机械加工，诸如(例如)材料去除机械加工。代替制造金属的第一和第二区段，例如由塑料制造也是可行的。

传感器本体的第一和第二区段优选通过生成式制造过程或打印过程彼此焊接。即，优选地利用熔化待沉积的材料所需的热量，以便同时将第二区段的第一层直接焊接到第一区段上。因此，该连接可以直接在打印工艺中实现，这允许快速和廉价的制造。

如上所述，根据一种优选实施方式的传感器本体被设计为用于插入到某一空间中，在该空间内部压力将被检测。因此，传感器本体可被设计为测量指，其通过开口插入到引流部件的内部中、特别是插入到泵组件的内部中。

此外，传感器本体可以优选地包括紧固元件(诸如(例如)螺纹)，利用该紧固元件可将传感器本体拧入到诸如泵组件的引流部件的开口中。特别地，这种螺纹特别可以在第二区段上形成，特别优选地在生成式制造方法中以直接的方式形成。进一步优选地，传感器壳体并且特别是至少一个传感器本体包括密封表面，密封件可以支撑在该密封表面上以用于密封。

进一步优选地，第一区段优选地背离第二区段延伸，并且第一流体通道的通道区段延伸通过第一区段。该通道区段还优选地朝向背离第二区段的一端敞开。因此，第一区段在其内部包括第一流体通道，该第一流体通道优选地延伸到传感器本体的第二区段中。即，通过生成式制造形成的通道区段，在传感器本体的第二区段中连接到先前已经在传感器本体的第一区段中(例如以材料去除的方式)形成的通道区段上。

根据另一种优选实施方式，第一流体通道的所述通道区段同样延伸通过传感器本体的第二区段。因此，第一流体通道的通道区段可以延伸通过第二传感器本体，例如延伸到布置在传感器壳体内部的测量元件。

根据本发明的另一种优选实施方式，在传感器本体的第二区段中形成第二流体通道，该第二流体通道的第一端伸到压力感测开口中。该压力感测开口进一步优选地与传感器本体的第一区段中的第一流体通道的开口间隔开。因此，第一和第二流体通道的开口或压力接收开口用于记录或感测彼此间隔开的两个位置的压力，以便因此允许通过流体通道通向的、在传感器壳体内部的一个测量元件进行差压测量。例如，传感器本体可以插入到泵组件中，使得压力感测开口位于泵组件的输送侧或出口侧，而其它压力感测开口位于泵组件的入口侧或吸入侧。

第二流体通道特别优选地包括有角度的或曲折的路线和/或具有至少一个横截面变化。因此，第二流体通道可具有复杂的形状，其可以在不同方面进行优化。因此，流体通道可以被优化，以使流体通道中的压力波或压力脉冲被衰减，以防止对连接到流体通道上的测量元件的损坏。还可以优化成型，以使得通过使导管中的真空脉冲最小化来减少测量元件的区域中的气穴。当流体通道建立例如到泵组件的吸入侧的连接时，情况特别如此。通过生成式制造方法的设计或形成，允许流体通道的任意复杂形状，例如，多重有角度的路线、横截面加宽或变窄或环形通道，使得可以在流体通道的内部产生补偿容积或衰减容积，以使压力波动衰减或最小化，用以保护测量元件。

第二流体通道优选地以第二端在测量元件接纳件处终止于传感器本体的第二区段中，例如呈膜的形式的测量元件支撑在该测量元件接纳件上。在本文中，优选地可以在测量元件接纳件上设置密封件，所述密封件向外密封测量元件与测量元件接纳件之间的过渡部。生成式制造的传感器本体的第二区段中的测量元件接纳件的设计的优点在于：测量元件接纳件因此还可在打印工艺中以直接的方式简单地共同形成。

根据另一种优选实施方式，第一流体通道的通道区段终止于传感器本体的第二区段，即，或者终止于测量元件支撑在其上的测量元件接纳件，或者终止于在其处另一壳体部分中的第二通道区段连接到传感器本体中的第一流体通道的接口。测量元件接纳件可以以与上面通过第二流体通道描述的相同的方式设计。即，此处测量元件的膜可以例如在使用中间密封件时形成密封接触。接口的设计允许另一壳体部分在该位置上结合，优选地同样在中间布置密封件时结合，流体通道的另一壳体部分还经由第二通道区段被引导通过该密封件。这例如可以是其中流体通道被引导到测量元件的后侧上的壳体部分，所述测量元件支撑在第二流体通道的测量元件接纳件上，以允许在两个所述流体通道中的压力之间进行差压测量。

因此，第一流体通道的第二通道区段进一步优选地形成在连接到传感器的壳体本体中。例如，这可以是与传感器本体一起形成传感器壳体、并且特别地在其内部限定接纳空间的壳体本体，必要的电气或电子部件(例如具有一个或多个测量元件的电路板)可以位于该接纳空间中。然而，也可以仅为所述流体通道提供特殊的壳体本体。

第一流体通道优选地终止于测量元件接纳件处，测量元件支撑在该测量元件接纳件上。其可以是具有如前面已经描述的测量元件的测量元件接纳件。

根据另一种优选实施方式，第一流体通道终止于其处的测量元件接纳件优选位于连接到传感器本体的壳体本体中，如先前已经描述的。进一步优选地，该壳体本体可以同样以生成式制造方法(3D构造)形成，使得也可以以简单的方式实现壳体本体内部的通道路线的复杂设计和连接测量元件接纳件的形成。

根据本发明的特别优选的实施方式，第一流体通道的测量元件接纳件(即第一流体通道终止于该处)与第二流体通道的测量元件接纳件相对(即与第二流体通道终止于该处的测量元件接纳件相对)，其中，差压测量元件位于两个测量元件接纳件处。即，差压测量元件优选位于两个彼此相对的测量元件接纳件之间，并且特别优选在它们之间夹紧或张紧。因此，差压测量元件可以从彼此背离的两侧承受压力，以确定两个测量元件接纳件之间的差压。差压测量元件可以是例如其偏转被检测的膜。

根据本发明的一种实施方式，设想第一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。

在本文中，第一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第一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，第一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，第一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第一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(例如，具有上述偏转)的通道区段，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，例如以模制方法或以生成式制造方法形成一个或两个流体通道。可替代地，可以在稍后的阶段通过机械加工传感器本体，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)，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为，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，测量元件接纳件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测量元件接纳件处，该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。

除了先前所述的压力传感器之外，本发明的主题还特别在于一种具有如上面已经提到的这种压力传感器的泵组件。在本文中，压力传感器优选地布置在泵组件的至少一个流动路径中以用于压力测量。特别优选地，泵组件可以是离心泵组件。根据一种优选实施方式，压力传感器可以是差压传感器，其确定泵组件的吸入侧与输送侧之间的压力差。

根据一种优选实施方式，压力传感器被设计为使得传感器本体形成测量指，该测量指通过孔插入到泵壳的内部。在本文中，传感器本体可以优选地通过螺纹连接或其它合适的连接方式(例如，卡口连接)固定在泵壳中。传感器本体优选地包括如上所述的两个压力感测开口，其中，这两个压力感测开口彼此间隔开，使得一个压力感测开口位于泵组件的吸入侧流动路径中，另一个压力感测开口位于泵组件的输送侧流动路径中，以便能够确定两者之间的差压。

本发明的主题还在于一种用于制造压力传感器、优选地先前所述的压力传感器的方法。前面的描述还涉及优选的方法特征。前面描述的方法步骤同时是根据本发明的方法的优选实施方式，其中，这些方法步骤可以独立地或彼此结合地实现。

根据本发明的方法，首先提供传感器本体的第一区段作为预制部件。在第二方法步骤中，随后通过生成式制造方法直接在第一区段上生成传感器本体的第二区段，其中，发生第二区段与第一区段的连接。优选地，在第二区段中通过生成式方法形成至少一个流体通道、进一步优选地至少两个流体通道。在本文中，优选地形成流体通道，所述流体通道连接到第一流体通道中的流体通道的区段上，使得连续的流体通道被建立。

形成预制部件的第一区段优选地在主成型和/或材料去除制造工艺中制造。由于仅第二区段通过增材或生成式制造方法(3D打印)制造，所以制造时间可以缩短，这是因为不是完整部件需要在耗时的打印工艺中制造。相反，仅生成式地制造传感器本体的包括复杂结构的区段，该复杂结构将难以或不可能以其它方式形成。由于第二区段直接打印到第一区段上，因此可以在两个区段之间形成永久的材料连接，而不需要进一步的组装过程。选择性的激光烧结例如可以作为生成式制造方法来应用。

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。

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 (19)

1.一种具有传感器壳体的压力传感器，其中，所述传感器壳体包括至少一个传感器本体(34)，该传感器本体由至少两个区段(42，44)形成，所述传感器本体(34)的第一区段(42)和第二区段(44)两者均包括连接到压力测量元件(64)的第一流体通道(52)的至少一个区段，

其特征在于

第一区段(42)是预制元件，通过传统的模制方法和/或材料去除制造方法来制造该第一区段，第二区段(44)通过生成式制造方法作为单件集成地形成到该第一区段上，使得该第二区段(44)直接打印到该第一区段上，

该压力测量元件(64)布置在电路板(48)上并且连接到至少一个连接到所述压力测量元件(64)的所述第一流体通道(52)，其中，该第一流体通道(52)从所述电路板(48)的第一侧(56)出发延伸穿过所述电路板(48)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)处连接到所述压力测量元件(64)。

2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述压力传感器是具有两个压力感测开口(74，76)和压力测量元件(64)的差压传感器，所述压力测量元件用于检测所述压力感测开口(74，76)之间的压力差。

3.根据权利要求1或2所述的压力传感器，其特征在于，所述传感器本体的第一区段(42)和第二区段(44)是由金属制造的。

4.根据权利要求1或2所述的压力传感器，其特征在于，所述传感器本体被设计为插入到一空间中，在该空间内部将检测压力。

5.根据权利要求1或2所述的压力传感器，其特征在于，所述第一区段(42)背离所述第二区段(44)延伸，并且第一流体通道的通道区段(52a)延伸通过所述第一区段并且朝向背离所述第二区段(44)的一端敞开。

6.根据权利要求1或2所述的压力传感器，其特征在于，所述第一流体通道(52)的通道区段(52a)延伸通过所述传感器本体(34)的第二区段(44)。

7.根据权利要求1或2所述的压力传感器，其特征在于，在所述传感器本体(34)的第二区段(44)中形成第二流体通道(70)，该第二流体通道在第一端处终止于压力感测开口(74)处。

8.根据权利要求7所述的压力传感器，其特征在于，所述第二流体通道(70)具有成角度的或曲折的路线和/或具有至少一个横截面变化(78，82)。

9.根据权利要求7所述的压力传感器，其特征在于，所述第二流体通道(70)以第二端终止于所述传感器本体(34)的第二区段(44)中在测量元件接纳件(72)处，所述压力测量元件(64)支撑在该测量元件接纳件上。

10.根据权利要求5所述的压力传感器，其特征在于，所述第一流体通道(52)的通道区段(52a)终止于所述传感器本体(34)的第二区段(44)中在测量元件接纳件处，所述压力测量元件支撑在该测量元件接纳件上，或者终止于一接口处，在该接口处另一壳体部分(38)中的第二通道区段(52b)连接到所述传感器本体(34)中的第一流体通道(52)。

11.根据权利要求10所述的压力传感器，其特征在于，所述第一流体通道(52)的第二通道区段(52b)形成在连接到所述压力传感器(34)的壳体本体(38)中。

12.根据权利要求5所述的压力传感器，其特征在于，所述第一流体通道(52)终止于测量元件接纳件(62)处，所述压力测量元件(64)支撑在该测量元件接纳件上。

13.根据权利要求7所述的压力传感器，其特征在于，所述第一流体通道(52)的测量元件接纳件(62)与所述第二流体通道(70)的测量元件接纳件(72)相对，并且所述压力测量元件(64)位于两个测量元件接纳件(62，72)上。

14.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述生成式制造方法是3D打印。

15.根据权利要求1或2所述的压力传感器，其特征在于，所述传感器本体的第一区段(42)和第二区段(44)是由不锈钢制造的。

16.一种泵组件，其特征在于，具有布置在所述泵组件的至少一个流动路径(30，32)中的、根据前述权利要求中任一项所述的压力传感器，以用于压力测量。

17.一种用于制造根据权利要求1至15中任一项所述的压力传感器的方法，其特征在于，提供传感器本体(34)的第一区段(42)作为预制部件，所述第一区段包括流体通道的至少一个区段，随后通过生成式制造方法直接在所述第一区段(42)上生成所述传感器本体(34)的第二区段(44)，所述第二区段包含流体通道的至少一个区段，其中，发生所述第二区段(44)到所述第一区段(42)的连接。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在主成型和/或材料去除制造工艺中预制造形成所述第一区段(42)的预制部件。

19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述生成式制造方法是3D打印。