(57)【要約】      （修正有）【課題】可能な限り場所を取らないように構成されながらも信頼できるセンサを提供する。【解決手段】流体環境における圧力および温度を感知するためのデバイスが、内部空間を規定するカバー２０６を含む。サーミスタチューブ２２４が、少なくとも部分的に内部空間内に配置され、サーミスタチューブは、実質的に縦軸に沿って延在する。また、ポートボディ２１６が、少なくとも部分的に内部空間内に配置され、ポートボディは、流体環境からの流体を受けるため、縦軸に沿って延在するチャンネルを形成する。ダイアフラムが、ポートボディ内に取り付けられる。ダイアフラムは、チャンネル内の流体に晒される第１の表面、および、チャンネルから封止された第２の表面を有する。【選択図】図２
2018189642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体環境における圧力および温度を感知するためのデバイスであって、
内部空間を規定するカバーであって、前記カバーが前記内部空間内に環状フランジを含む、前記カバーと、
ダブルクリンチシールを形成するように前記環状フランジと連結する外側環状リング、および、前記流体環境からの流体を受けるためのチャンネルを形成するようにサーミスタチューブを囲む内壁を有する、ポートボディであって、前記チャンネルが、縦軸に実質的に平行に延在する、前記ポートボディと、
前記縦軸に実質的に平行の面に沿って前記ポートボディ内に取り付けられる少なくとも１つのダイアフラムであって、前記ダイアフラムのそれぞれが、前記チャンネルに遠位の表面に連結される少なくとも１つの圧力感知素子を有する、前記少なくとも１つのダイアフラムと、
第１の端部および第２の端部を有するエレクトロニクスモジュールアッセンブリであって、前記第１の端部が、前記縦軸に沿って前記サーミスタチューブの上方に配置され、複数の電子構成要素を有し、前記第２の端部が、前記サーミスタチューブ内に配置され、前記電子構成要素に電気的に接続される複数のサーミスタ素子を有する、前記エレクトロニクスモジュールアッセンブリと、
を含み、
前記サーミスタ素子が、それぞれ、異なる特定の範囲内の温度を感知するようにキャリブレートされ、
前記圧力感知素子が、それぞれ、異なる特定の範囲内の圧力を感知するようにキャリブレートされ、前記エレクトロニクスモジュールアッセンブリからオフセットされ、
前記ダブルクリンチシールが、前記カバーに対して前記ポートボディを密封封止する、
デバイス。
【請求項２】
流体環境において圧力および温度を感知するためのデバイスであって、
内部空間を規定するカバーと、
少なくとも部分的に前記内部空間内にあるサーミスタチューブであって、前記サーミスタチューブが実質的に縦軸に沿って延在する、前記サーミスタチューブと、
少なくとも部分的に前記内部空間内にあるポートボディであって、前記ポートボディが、前記流体環境から流体を受けるために、前記縦軸に沿って延在するチャンネルを形成する、前記ポートボディと、
前記ポートボディ内に取り付けられ、前記チャンネル内の前記流体に晒される第１の表面、および、前記チャンネルから封止された第２の表面を有する、第１のダイアフラムと、
を含む、デバイス。
【請求項３】
請求項２に記載のデバイスであって、
前記サーミスタチューブが、前記ポートボディからオフセットされ、
前記ポートボディが、ダブルクリンチシールを用いて前記カバーに封止される、
デバイス。
【請求項４】
請求項２に記載のデバイスであって、
前記ポートボディが、前記縦軸に関して前記サーミスタチューブを囲む内壁を有し、
前記チャンネルが、前記ポートボディと前記サーミスタチューブとの間に形成され、
前記第１のダイアフラムが、前記縦軸に実質的に平行の面を形成する、
デバイス。
【請求項５】
請求項２に記載のデバイスであって、さらに、前記第１のダイアフラムの前記第２の表面に連結される第１の圧力感知素子を含む、デバイス。
【請求項６】
請求項２に記載のデバイスであって、さらに、前記第１のダイアフラムの前記第２の表面に連結される第２の圧力感知素子を含む、デバイス。
【請求項７】
請求項５に記載のデバイスであって、さらに、
前記ポートボディに取り付けられ、前記縦軸に実質的に平行に延在する第２のダイアフラムであって、前記第２のダイアフラムが、前記チャンネル内の前記流体に晒される第１の表面、および、チャンネルから封止された第２の表面を有する、前記第２のダイアフラムと、
前記第２のダイアフラムの前記第２の表面に連結される第２の圧力感知素子と、
を含む、デバイス。
【請求項８】
請求項７に記載のデバイスであって、前記圧力感知素子が、それぞれ、異なる特定の範囲内の圧力を感知するようにキャリブレートされる、デバイス。
【請求項９】
請求項４に記載のデバイスであって、前記サーミスタチューブが、前記ポートボディの上部に接触するように、前記チャンネルを横切って延在する負荷ベアリングフランジを含む、デバイス。
【請求項１０】
請求項２に記載のデバイスであって、さらに、
実質的に前記縦軸に沿って延在するエレクトロニクスモジュールアッセンブリであって、前記エレクトロニクスモジュールアッセンブリが、前記サーミスタチューブ内に配置され、且つ、サーミスタ素子に連結される、下端を有する、デバイス。
【請求項１１】
請求項１０に記載のデバイスであって、前記エレクトロニクスモジュールアッセンブリが、前記サーミスタチューブ内で前記エレクトロニクスモジュールアッセンブリの前記下端に連結される少なくとも１つの付加的下部サーミスタ素子を含む、デバイス。
【請求項１２】
請求項１１に記載のデバイスであって、各付加的下部サーミスタ素子が、異なる特定の範囲内の温度を感知するようにキャリブレートされる、デバイス。
【請求項１３】
請求項１０に記載のデバイスであって、前記エレクトロニクスモジュールアッセンブリが、前記縦軸に沿って前記サーミスタチューブの上方に配置される上端を含み、前記上端が複数の電子構成要素を有する、デバイス。
【請求項１４】
流体環境において圧力および温度を感知するためのデバイスであって、
内部空間を規定するカバーであって、前記カバーが、前記内部空間内に環状フランジを含む、前記カバーと、
前記内部空間内に配置され、外側環状リングを有するポートボディであって、前記外側環状リングが、メカニカルシールを形成するように前記環状フランジに連結する、前記ポートボディと、
を含み、
前記メカニカルシールが、前記カバーに前記ポートボディを封止する、
デバイス。
【請求項１５】
請求項１４に記載のデバイスであって、前記メカニカルシールが、ダブルクリンチシールである、デバイス。
【請求項１６】
請求項１４に記載のデバイスであって、さらに、
前記内部空間内に配置され、開いた頂部および閉じた底部を有する、サーミスタチューブと、
前記流体環境から流体を受けるために、前記サーミスタチューブと前記カバーとの間に形成されるチャンネルと、
を含む、デバイス。
【請求項１７】
請求項１６に記載のデバイスであって、さらに、
前記サーミスタチューブ内に配置され、複数の下部電子構成要素を有する下端、前記サーミスタチューブの前記開いた頂部を介して延在する中央部、および、前記サーミスタチューブの上方に配置され、複数の上方電子構成要素を有する頂部を有する、エレクトロニクスモジュールアッセンブリを含む、デバイス。
【請求項１８】
請求項１７に記載のデバイスであって、前記エレクトロニクスモジュールアッセンブリの前記下端が、複数のサーミスタ素子を含む、デバイス。
【請求項１９】
請求項１８に記載のデバイスであって、下端電子構成要素が、信号調整電子回路を含む、デバイス。
【請求項２０】
請求項１６に記載のデバイスであって、さらに、
前記ポートボディ内に取り付けられ、前記チャンネルに実質的に平行の面を形成するダイアフラムであって、前記ダイアフラムが、前記流体からの圧力に応答してたわむように構成される、前記ダイアフラムと、
前記ダイアフラムのたわみに基づいて前記流体環境における圧力を感知するために、前記ダイアフラムの表面に結合される圧力感知素子と、
を含む、デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、センサに関し、詳細には、圧力および温度の両方を感知するための改善されたデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力および温度感知技術は、種々の異なる環境においてますます多くのアプリケーションに組み込まれている。例えば、自動車産業において、圧力および／または温度センサは、現在、燃料システム、ブレーキシステム、および、乗り物安全システムなどに組み込まれている。感知技術の使用が一層普及しているので、圧力および温度を測定するための正確且つ手ごろなデバイスに対する需要が増加している。さらに、技術が進化し続けるので、可能な限り場所を取らないように構成されながらも信頼できるセンサが所望される。
【発明の概要】
【０００３】
本技術は、単一のデバイスに統合された、正確で、手ごろで、限られた量の空間を占有する圧力および温度センサを提供することによって、従来技術の欠点を克服する。
【０００４】
少なくとも幾つかの実施形態において、本技術は、流体環境の圧力および温度を感知するためのデバイスに関する。デバイスは、内部空間（interior）を規定するカバーを有し、カバーは内部空間内に環状フランジを含む。ポートボディが、ダブルクリンチシールを形成するように環状フランジと連結する外側環状リングを有する。ダブルクリンチシールは、カバーにポートボディを密封封止する。ポートボディはさらに、流体環境から流体を受けるためのチャンネルを形成するように、サーミスタチューブを囲む内壁を有し、チャンネルは、縦軸に実質的に平行に延在する。少なくとも１つのダイアフラムが、縦軸に実質的に平行の面に沿ってポートボディ内に取り付けられる。各ダイアフラムが、チャンネルに遠位の表面に連結される少なくとも１つの圧力感知素子を有する。デバイスはさらに、第１の端部および第２の端部を備えるエレクトロニクスモジュールアッセンブリを含む。第１の端部は、縦軸に沿ってサーミスタチューブの上方に配置され、複数の電子構成要素を有する。第２の端部は、サーミスタチューブ内に配置され、電子構成要素に電気的に接続される複数のサーミスタ素子を有する。各サーミスタ素子が、異なる特定の範囲内の温度を感知するようにキャリブレートされる。各圧力感知素子が、異なる特定の範囲内の圧力を感知するようにキャリブレートされ、エレクトロニクスモジュールアッセンブリからオフセットされる。
【０００５】
少なくとも幾つかの実施形態において、本技術は、内部空間を規定するカバーを備える、流体環境における圧力および温度を感知するためのデバイスに関する。サーミスタチューブが、少なくとも部分的に内部空間内にあり、サーミスタチューブは実質的に縦軸に沿って延在する。ポートボディが、少なくとも部分的に内部空間内に配置され、ポートボディは、流体環境からの流体を受けるために、縦軸に沿って延在するチャンネルを形成する。第１のダイアフラムが、ポートボディ内に取り付けられる。第１のダイアフラムは、チャンネル内の流体に晒される第１の表面、および、チャンネルから封止された第２の表面を有する。幾つかの実施形態において、サーミスタチューブは、ポートボディからオフセットされ、ポートボディは、ダブルクリンチシールを用いてカバーに封止される。他の実施形態において、ポートボディは、縦軸に関してサーミスタチューブを囲む内壁を有し、チャンネルは、ポートボディとサーミスタチューブとの間に形成される。そうして、第１のダイアフラムは、縦軸に実質的に平行の面を形成する。
【０００６】
幾つかの実施形態において、デバイスは、第１のダイアフラムの第２の表面に連結される第１の圧力感知素子を含む。幾つかの場合において、デバイスは、第１のダイアフラムの第２の表面に連結される第２の圧力感知素子を含む。他の実施形態において、第２のダイアフラムが、ポートボディ内に取り付けられ、縦軸に実質的に平行に延在する。第２のダイアフラムは、チャンネル内の流体に晒される第１の表面、および、チャンネルから封止された第２の表面を有してよい。第２の圧力感知素子が、第２のダイアフラムの第２の表面に連結されてよい。幾つかの実施形態において、圧力感知素子が、それぞれ、異なる特定の範囲内の圧力を感知するようにキャリブレートされる。サーミスタチューブは、ポートボディの上部に接触するように、チャンネルを横切って延在する負荷ベアリングフランジを含んでもよい。
【０００７】
幾つかの実施形態において、デバイスはさらに、実質的に縦軸に沿って延在するエレクトロニクスモジュールアッセンブリを含む。エレクトロニクスモジュールアッセンブリは、サーミスタチューブ内に配置され、且つ、サーミスタ素子に連結される下端を有する。エレクトロニクスモジュールアッセンブリは、サーミスタチューブ内のエレクトロニクスモジュールアッセンブリの下端に連結される少なくとも１つの付加的下部サーミスタ素子を含んでよい。幾つかの場合において、各付加的下部サーミスタ素子が、異なる特定の範囲内の温度を感知するようにキャリブレートされる。エレクトロニクスモジュールアッセンブリは、縦軸に沿ってサーミスタチューブの上方に配置される上端を含んでもよく、上端は、複数の電子構成要素を有する。
【０００８】
幾つかの実施形態において、本技術は、流体環境における圧力および温度を感知するためのデバイスに関する。デバイスは、内部空間を規定するカバーを含み、内部空間内に環状フランジを有する。外側環状リング内のポートボディが、内部空間内に配置される。外側環状リングは、メカニカルシールを形成するように環状フランジに連結し、カバーにポートボディを封止する。少なくとも１つの実施形態において、メカニカルシールはダブルクリンチシールである。サーミスタチューブが、内部空間内に配置されてよく、開いた頂部および閉じた底部を有してよい。チャンネルが、流体環境から流体を受けるため、サーミスタチューブとカバーとの間に形成されてよい。
【０００９】
幾つかの実施形態において、デバイスは、エレクトロニクスモジュールアッセンブリを含む。エレクトロニクスモジュールアッセンブリは、サーミスタチューブ内に配置され、且つ、複数の下部電子構成要素を有する下端を有する。エレクトロニクスモジュールアッセンブリはさらに、サーミスタチューブの開いた頂部を介して延在する中央部を有する。最後に、エレクトロニクスモジュールアッセンブリの頂部が、サーミスタチューブの上方に配置され、複数の上方電子構成要素を有する。エレクトロニクスモジュールアッセンブリの下端は、複数のサーミスタ素子を有してよい。幾つかの実施形態において、下端電子構成要素は、信号調整電子回路を含む。デバイスは、ポートボディ内に取り付けられ、チャンネルに実質的に平行の面を形成するダイアフラムを含んでよい。ダイアフラムは、流体からの圧力に応答してたわむように構成されてよい。さらに、圧力感知素子が、ダイアフラムのたわみに基づいて流体環境における圧力を感知するため、ダイアフラムの表面に結合されてよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
開示されるシステムに関する当業者が、それをどのように作成および使用するかをより容易に理解するために、以下の図面に対する参照が成される。
【００１１】
【図１】本技術に従った、統合された圧力および温度センサの斜視図である。
【００１２】
【図２】本技術に従った、統合された圧力および温度センサの断面斜視図である。
【００１３】
【図３】本技術に従った、統合された圧力および温度センサの断面正面図である。
【００１４】
【図４】本技術に従った、ポートボディの内部空間の斜視図である。
【００１５】
【図５】本技術に従った、エレクトロニクスモジュールアッセンブリの斜視図である。
【００１６】
【図６Ａ】本技術に従った、統合された圧力および温度センサの組み立て方法を示す図である。
【図６Ｂ】本技術に従った、統合された圧力および温度センサの組み立て方法を示す図である。
【図６Ｃ】本技術に従った、統合された圧力および温度センサの組み立て方法を示す図である。
【図６Ｄ】本技術に従った、統合された圧力および温度センサの組み立て方法を示す図である。
【図６Ｅ】本技術に従った、統合された圧力および温度センサの組み立て方法を示す図である。
【００１７】
【図７】本技術に従った、負荷フランジを使用する統合された圧力および温度センサの断面図である。
【００１８】
【図８Ａ】ストレスプロフィールを示す、本技術に従った、統合された圧力および温度センサの斜視図である。
【００１９】
【図８Ｂ】本技術に従った、統合された圧力および温度センサの実施形態の斜視図である。
【００２０】
【図９Ａ】温度プロフィールを示す、本技術に従った、統合された圧力および温度センサの斜視図である。
【００２１】
【図９Ｂ】本技術に従った、統合された圧力および温度センサの実施形態の斜視図である。
【００２２】
【図１０】本技術に従った、統合された圧力および温度センサの別の実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本技術は、センサと関連した従来技術の課題の多くを解決する。本願において開示されるシステムおよび方法の利点および他の特徴が、本発明の代表的な実施形態を説明する図面と共に、一定の好ましい実施形態の以下の詳細な説明から当業者に一層容易に明らかになる。同様の部分を指すために、同様の参照数字が本明細書において使用される。
【００２４】
次に図１を参照すると、本技術に従った、統合または一体化された圧力および温度感知デバイスが概して１００で示されている。デバイス１００は、本明細書においてより十分に説明されるような、流体環境１０２内の圧力を感知するための構成要素を含む。デバイス１００は、ハウジング１０４およびカバー１０６を有し、それらは、内部構成要素を囲むために互いに着脱可能に接合される。カバー１０６は、カバー１０６が流体環境１０２にしっかりと固定されるのを可能にする、ねじ切りされた底部１０８を有する。ハウジング１０４は、上方アウトレット１１０を含み、上方アウトレット１１０は、内部構成要素を外部装置と電気接続させるようにコネクタを受け取ることができる。
【００２５】
次に図２および図３を参照すると、統合された圧力および温度センサの断面図が概して２００で示されている。図示するように、カバー２０６は、デバイス２００を流体環境２０８内にしっかりと保持する。流体環境２０２から流体２２８を受けるためのチャンネル２２６が、サーミスタチューブ２２４と、ポートボディ２１６と、カバー２０６との間に規定される。一般に、ポートボディ２１６は、圧力を感知するための感知素子２３０を含み、サーミスタチューブ２２４は、温度を感知するためのサーミスタ素子２３２を含む。チャンネル２２６は、縦軸「ａ」に沿って延在し、流体環境２０２の流れ「ｆ」に対して水平方向の流体の受け取りが可能となる。
【００２６】
カバー２０６は内部空間を規定し、当該内部空間の内に、カバー２０６は内側環状フランジ２１２を有する。内側環状フランジ２１２は、メカニカルシール２１８を形成するようにポートボディ２１６の外側環状リング２１４と連結し、これにより、ポートボディ２１６にカバー２０６が封止される。図示される実施形態において、メカニカルシール２１８は、ダブル圧着シール（double crimp seal）である。シール２１８は、エレクトロニクスモジュールアッセンブリ２２２が置かれる、ハウジング２０４およびカバー２０６によって規定されるキャビティ２２０に流体２２８が入るのを防ぐ。エレクトロニクスモジュールアッセンブリ２２２は、安定のため、支持部材２４８によってハウジング２０６およびポートボディ２１６にも取り付けられる。
【００２７】
引き続き図２および図３を参照すると、図示される実施形態において、チャンネル２２６における流体２２８がサーミスタチューブ２２４に接触するので、サーミスタ素子２３２は温度を追跡する。この例において１つのサーミスタ素子２３２しか示されていないが、本明細書においてより十分に説明されるように、異なる範囲内の温度を探知するために、多数のサーミスタ素子２３２がサーミスタチューブ２２４内の異なる位置の近くで使用されてもよいことに留意すべきである。一般に、サーミスタ素子２３２は、サーミスタチューブ２２４内に含まれるエレクトロニクスモジュールアッセンブリ２２２の下部２４２に沿った場所に配置される。サーミスタ素子２３２は、エレクトロニクスモジュールアッセンブリ２２２の上部２４０上の電子構成要素２３８と電気的に通信する。例えば、サーミスタ素子２３２は、内部相互接続（本明細書において図示せず）によって電子構成要素２３８に接続されてよい。
【００２８】
同様に、但し圧力に関してであるが、２つの感知素子２３０は、ポートボディ２１６の可撓性の部分上に取り付けられる。より詳細には、ポートボディ２１６は、ポートボディ２１６の他の部分と比較して、小さくされた幅を有する１つまたは複数の領域を備える側壁２３４を有する。側壁２３４の内部表面は、チャンネル２２６内の流体２２８に晒される。これにより、側壁２３４の１つまたは複数の領域が、流体環境２０２における圧力に応じてたわむことが可能になる。例えば、側壁２３４は、個々のダイアフラムとして作用し、各感知素子２３０の下に配置される、多数の薄い可撓性の領域を含んでよい。あるいは、側壁２３４全体が、ダイアフラムとしての働きをしてもよく、１つまたは複数の感知素子２３０は、側壁２３４上の異なる位置に配置されてもよい。一般に、感知素子２３０は、側壁２３４の外部表面またはダイアフラムに取り付けられ、これによって、感知素子２３０と流体２２８との物理的接触が制限または除去される。（「側壁」および「ダイアフラム」という用語は、ポートボディ２１６の可撓性の部分を示すために、本明細書において区別なく使用されることに留意されたい）。感知素子２３０は、エレクトロニクスモジュールアッセンブリ２２２の上部２４０上の電子構成要素２３８に相互接続２３６を介して信号を伝える。ハウジング２０４と、カバー２０６と、ポートボディ２１６との組合せは、感知素子２３０がチャンネル２２６内の流体２２８から隔離された状態を保つ。
【００２９】
図示される実施形態において、側壁２３４および感知素子２３０は、縦軸「ａ」に平行（そしてそれゆえ、チャンネル２２６に平行）の面に沿って配置される。側壁２３４を、そしてそれゆえ感知素子２３０を、流体チャンネル「ａ」に平行の面に沿って配置することによって、感知素子２３０は、本明細書においてさらに十分に説明されるように、側壁２３４の異なる位置で感じられる圧力の様々な大きさに対応するようにキャリブレートされ得る。さらに、多くの構成要素（すなわち、エレクトロニクスモジュールアッセンブリ２２２、サーミスタチューブ２２４、側壁２３４）を縦軸「ａ」に沿って水平方向に配向することによって、正確性を依然として保ったまま、デバイス２００の幅が削減される。２つの感知素子２３０が図示されているが、より詳細に以下で説明されるように、所望の用途に応じて、１つ、３つ、４つまたはそれ以上など、様々な量の感知素子２３０が使用されてよいことに留意されたい。
【００３０】
次に図４を参照すると、ポートボディ２１６の底面斜視図が示されている。透視図において示される感知素子２３０は、側壁２３４の外側に取り付けられる。ポートボディ２１６がデバイス２００の余白部分に組み込まれて実際に使用される場合、側壁２３４が流体チャンネル２２６に平行および隣接することが期待される。それゆえ、流体チャンネル２２６に平行する側壁２３４は、流体チャンネル２２６を通る流体２２８の流れに対して垂直にたわむ。感知素子２３０は、表面のたわみに応答して圧力を感知するように設計される任意のものであってよい。例えば、感知素子２３０は、ピエゾ抵抗素子を備える歪みゲージであってよい。側壁２３４がたわむと、抵抗器の抵抗がたわみに応答して変化する。ひずみゲージ２３０の抵抗は、例えば、各感知素子２３０内のピエゾ抵抗素子の抵抗の変化を測定するために１つまたは複数のホイートストンブリッジを構成することによって測定され得る。感知素子２３０内のピエゾ抵抗素子の抵抗に基づいて、側壁２３４の位置のたわみ、そしてそれゆえ圧力環境２０２における流体の圧力が判定され得る。抵抗は、相互接続２３６によって電子部品（または電子回路）２３８に伝達されてよい。
【００３１】
次に図５を参照すると、本技術に従ったエレクトロニクスモジュールアッセンブリが、概して２２２で示されている。底部２４２上に配置される下部サーミスタ素子２３２が、頂部２４０上の電子部品２３８と電気的に通信する。一般に、底部２４２がサーミスタチューブ２２４を介して延在し、且つ、頂部２４０がハウジング２０４の内部空間内でサーミスタチューブ２２４の上方に置かれた状態で、アッセンブリ２２２が縦軸「ａ」に沿って延出するように、エレクトロニクスモジュールアッセンブリ２２２がデバイス内に組み込まれる。（図２および図３参照）。電子部品２３８は、感知素子２３０やサーミスタ素子２３２など、様々な他の構成要素からの信号を蓄積、解釈、修正、および／または送信するための構成要素を含んでよい。例えば上部電子構成要素２３８は、幾つかのボンディングパッド、信号処理もしくは送信機器、または、１つまたは複数の特定用途向け集積回路を含んでよい。電子部品２３８からの信号は、無線信号または上方アウトレット２１０を介したハードウェア接続など、様々な手段によって外部装置に送信され得る。
【００３２】
次に図６Ａ〜図６Ｅを参照すると、本技術に従った、統合された圧力および温度センサ２００を組立てる方法が示されている。図６Ａを参照すると、サーミスタチューブ２２４は、ポートボディ２１６の上部開口に入る。チャンネル２２６は、ポートボディ２１６のより大きな内径「Ｄ１」と、サーミスタチューブ２１６のより小さな外径「Ｄ２」との間に部分的に形成される。サーミスタチューブ２２４は、ポートボディの内径Ｄ１よりもほんのわずかに小さな外径「Ｄ３」を備える上部２４４を有する。それゆえ、サーミスタチューブ２２４の上部は、ポートボディ２１６内に緊密に置かれ、２つの部分は、永久的な連結のために頂部の近くで互いに溶接され得る。
【００３３】
次に図６Ｂを参照すると、その後、エレクトロニクスモジュールアッセンブリ２２２は、デバイス２００の他の構成要素に取り付けられる。エレクトロニクスモジュールアッセンブリ２２２には、デバイス２００の余白部分に連結される前に、所望の構成要素が予め取付けされる。例えば、エレクトロニクスモジュールアッセンブリ２２２の下部２４２は、エレクトロニクスモジュールアッセンブリ２２２の上部２４０上の電子構成要素２３８に電気的に結合されるサーミスタ素子２３２を含んでよい。その後、サーマルペーストが、サーミスタチューブ２２４内に塗布される。その後、エレクトロニクスモジュールアッセンブリ２２２は、エレクトロニクスモジュールアッセンブリ２２２の下端２４２がサーミスタチューブ２２４の開いた頂部に入った状態で、縦軸「ａ」に沿って入れられる。その後、感知素子２３０は、電子モジュールアッセンブリ２２２上のボンディングパッド（電子部品２３８の一部）に接続されてよい。次に図６Ｃを参照すると、エレクトロニクスモジュールアッセンブリはさらに、支持部材２４８に機械的に取り付けられ、支持部材２４８は、エレクトロニクスモジュールアッセンブリ２２２を適所に保持するように、ハウジング２０６および／またはポートボディ２１６に取り付けられる。
【００３４】
次に図６Ｄを参照すると、シール２１８（すなわち、図２〜図３において参照されるような「ダブル圧着」または「ダブルクリンチ」）が、ポートボディ２１６とカバー２０６との間に形成される。このシール２１８をつくるために、ポートボディ２１６は、ポートボディ２１６の環状リング２１４が、カバー２０６の環状フランジ２１２に対抗して置かれた状態で、カバー２０６の内部空間内に配置される。カバー２０６は、ポートボディ２１６の材料よりも変形し易い材料から形成される。例えば、カバー２０６はアルミニウムであってもよく、ポートボディ２１６はスチールである。その後、クリンチング部材２５０が、環状フランジ２１２の頂部表面の上に配置される。クリンチング部材２５０が下方に押されるので、環状フランジ２１２の上部表面は、内向きに力を加えられて、環状リング２１４の上部表面の上に折り返す。このように、環状フランジ２１２が、ダブルクリンチシール２１８を形成するために環状リング２１４の頂部表面および底部表面の両方に封止されるように、カバー２０６の環状フランジ２１２は、ポートボディ２１６の環状リング２１４の上に折り返す。ダブルクリンチシール２１８はハーメチックシールであり、これにより、チャンネル２２６における流体２２８が、ポートボディ２１６とカバー２０６との間でキャビティ２２０に漏れるのが防止される。
【００３５】
次に図６Ｅを参照すると、その後、ハウジング２０４が、内部キャビティ２２０を完全に封止するようにデバイス２００に取り付けられる。ハウジング２０４の下部表面およびカバー２０６の上部表面は、縦軸「ａ」の周囲に延在する交互の歯２５２を有する。カバー２０６およびハウジング２０４を封止するために、ハウジング２０４は縦軸「ａ」の下方へ押され、ハウジング２０４の下部表面は、カバー２０６の上部表面との圧着を形成する。歯２５２が噛み合い、ハウジング２０４とカバー２０６との間の内部キャビティ２２０が封止される。
【００３６】
次に図７を参照すると、負荷フランジ６５４を備えるサーミスタチューブ６２４の実施形態が示されている。本明細書で示される他の実施形態とは異なり、概して、サーミスタチューブ６２４の上部は直径「Ｄ１」を有し、直径「Ｄ１」は、サーミスタチューブの中央部分と実質的に同じである。しかし、サーミスタチューブ６２４の上部開口のわずかに下に、より幅広の負荷フランジ６５４（直径「Ｄ２」を有する）が形成される。ポートボディ６１６は、その上端で、幅広の内径「Ｄ３」から、Ｄ１よりほんのわずかに大きな直径へ内向きに狭まり、ポートボディ６１６が、サーミスタチューブ６２４の上部に対抗してぴったりと固定すること、および、そこに溶接されることを可能にする。より幅広の負荷フランジ６５４は、圧力キャビティをつり、そこでは、サーミスタチューブ６２４がポートボディ６１６に対して一層緊密に押されるように、チャンネル６２６内へ流れる流体が、サーミスタチューブ６２４の負荷フランジ６５４に上向きの力を印加する。このようにして、負荷フランジ６５４は、サーミスタチューブ６２４をより一層緊密にポートボディ６１６に封止することによって、流体チャンネル６２６における増加した圧力に反応する。
【００３７】
次に図８Ａおよび図８Ｂを参照すると、幾つかの実施形態において、デバイス２００は、１より多い感知素子２３０を含むように設計され、各々が異なる範囲内の圧力を感知するようにキャリブレートされる。感知素子２３０の位置およびキャリブレートされる範囲は、流体２２８によってつくられた、ポートボディ２１６上のストレスの大きさを示すストレスプロフィールに基づくものであり得る。例えば、図８Ａにおいて、ストレスプロフィールは、ポートボディ２１６の側壁２３４の中央に沿った第１の位置「ａ」を示しており、第１の位置「ａ」は、側壁２３４の他の部分と比較して高度のストレスを受ける。対照的に、側壁２３４の側部への領域「ｂ」は下部ストレスを示す。それゆえ、こうした設計は、側壁２３４が、変化する圧力の領域の上方の多数のダイアフラム（または、変化する圧力の領域の上の単一ダイアフラム）の役割をし得る構成という結果となる。
【００３８】
図８Ｂに目を向けると、３つの感知素子２３０が、側壁２３４に搭載される。第１の感知素子２３０ａは、第１の位置「ａ」に搭載され、最も多いたわみを受ける。位置「ａ」で、流体圧力の非常に小さな変化は、側壁２３４においてたわみを引き起こし得、第１の感知素子２３０ａの抵抗に影響を及ぼし得る。結果として、第１の感知素子２３０ａは、測定される流体２０２のアプリケーションに応じて、期待される動作範囲または臨界値に関連する、より狭い圧力範囲に集中するようにキャリブレートされる。一方で、その他の感知素子２３０ｂ、２３０ｃは、流体２０２からの圧力に応答したたわみをほとんど受けない位置「ｂ」の上方に少なくとも部分的に搭載される。それゆえ、他の感知素子２３０ｂ、２３０ｃのピエゾ抵抗素子は、下部たわみのこの領域の付近に配置されてよい（本例に関しては、この場合を想定している）。その後、感知素子２３０ｂ、２３０ｃは、圧力の異なる範囲のためにキャリブレートされる。これは、より広範な圧力範囲に到達するため、または、他の圧力感知素子２３０と関連した冗長性を提供するために有利であり得る。流体環境２０２における実際の圧力を表さない小さなサージの結果、知覚された圧力における急増を回避することをユーザが望む場合、感知素子２３０ｂ、２３０ｃを第２の位置「ｂ」で使用することも可能である。この実施形態は、単に実施例として提供されることに留意されたい。他の実施形態において、より多い、または、より少ない感知素子２３０が提供されてもよい。幾つかの場合において、感知素子２３０は、ストレスプロフィールに応じて具体的に配置およびキャリブレートされてもよい。他の場合において、多数の感知素子２３０は、単に冗長性を提供し且つ正確性を確実にするために、同じまたは重複する範囲にキャリブレートされてもよい。
【００３９】
同様に、次に図９Ａ〜図９Ｂを参照すると、幾つかの実施形態において、デバイス２００は、１つより多いサーミスタ素子２３２を含むように設計され、各サーミスタ素子２３２は、異なる範囲内の温度を感知するようにキャリブレートされる。多数の位置における多数のサーミスタ素子２３２の使用は、サーミスタ素子２３２が温度を感知することを除いて、上述したような多数の感知素子２３０の使用と同様である。サーミスタ素子２３２の位置およびキャリブレートされる範囲は、流体温度の結果としてサーミスタチューブ２２４の様々な部分によって感じられる温度を示す温度プロフィール（すなわち、図９Ａ）に基づくものであり得る。例えば、図示される実施形態において、サーミスタ素子２３２ｃは、流体環境２０２（温度が最も高い場所）に最も近接して配置され、予期されるまたは臨界動作範囲における特定の温度範囲に集中するようにキャリブレートされ得る。一方で、サーミスタ素子２３２ａは、温度のごくわずかな変化を受け、より一層広範な範囲を感知するように、またはサーミスタチューブ２２４によって感じられる温度の迅速で代表しない変化に影響されない位置から冗長性を提供するように、キャリブレートされてよい。同様に、幾つかの場合において、多数のサーミスタ素子２３２は、正確性または冗長性のために温度プロフィールの同様の領域において提供される。
【００４０】
次に図１０を参照すると、統合された圧力および温度感知デバイスの別の実施形態が概して１０００で示されている。図２において示した実施形態とは異なり、デバイス１０００は、サーミスタチューブ１０２４からオフセットされたポートボディ１０１６を有する。むしろ、カバー１００６は縦軸「ａ」に沿って２つの別個のチャンネル１０２６、１０６０を形成する。エレクトロニクスモジュールアッセンブリ１０４２の下部は、第１のチャンネル１０６０に挿入され、第１のチャンネル１０６０の底部は、直接、流体環境１００２における流体の流れ「ｆ」内に置かれる。第２のチャンネル１０２６は、流体の流入を可能にするように、流体環境１００２に対して開いている。ポートボディ１０１６が、第２のチャンネル１０２６内に取り付けられ、カバー１００６の内壁と共にダブルクリンチシール１０１８を形成する。ポートボディ１０１６は、チャンネル１０２６を介して流体１０２８を受け取り、流体１０２８を側壁１０３４に方向付ける。側壁１０３４は、側壁１０３４が縦軸「ａ」に垂直の面に沿って延出することを除いて、本明細書において示される他の側壁２３４のように、ダイアフラムとして機能する。圧力感知素子１０３０が、側壁１０３４のたわみを感知し、エレクトロニクスモジュールアッセンブリ１０２２の上部上の電子部品（図示せず）に接続する。他の実施形態と同様に、ハウジング２０４が、内部キャビティ１０２０を封止するようにカバー１００６に取り付けられる。デバイス１０００は、説明および図示したように、デバイスの異なる配向に起因する違いを除いて、本技術の他の実施形態と同様に機能する。
【００４１】
幾つかの要素の機能が、代替的な実施形態において、より少ない要素、または単一の要素によって実施されてもよいことを当業者は理解する。同様に、幾つかの実施形態において、任意の機能的要素が、図示された実施形態に関連して説明したよりも少ない、または、それと異なる動作を実施してもよい。
【００４２】
また、説明目的のために別個に示した機能的要素（例えば、電子部品、圧力感知素子、温度感知素子等）は、特定の実施態様において、他の機能的要素に組み込まれてもよい。
【００４３】
好ましい実施形態に関して本技術が説明されたが、本技術の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更および／または修正が本技術になされ得ることを当業者は容易に理解する。例えば、各請求項は、元来は請求されていないものであっても、多数の従属する方法で、任意または全ての請求項に従属し得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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