(57)【要約】【課題】本発明は、圧力センサを提供する。【解決手段】該圧力センサは、ハウジングと、ハウジング内に規定された圧力室と、圧力変換器とを備える。この圧力センサは、圧力室をシールし、圧力室内の圧力変換器を支持するヘッダも備える。複数のピンは、ヘッダの各開口を通って延びる。センサピンは、圧力室の内部の圧力変換器に電気的に接続された第１の端部と、圧力室の外部のセンサ電子機器に電気的に接続された第２の端部とを有する。ピンは、ヘッダから電気的に絶縁される。ヘッダは、ヘッダからの少なくとも１つのピンの電気的絶縁の度合いがヘッダからの残りのピンの電気的絶縁の度合いよりも小さくなるように構成されている【選択図】図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジング内に規定された圧力室と、
圧力変換器と、
前記圧力室をシールし、前記圧力室内の前記圧力変換器を支持するヘッダと、
前記ヘッダの各開口を通って延びる複数のピンであって、前記圧力室の内部の前記圧力変換器に電気的に接続された第１の端部と、前記圧力室の外部のセンサ電子機器に電気的に接続された第２の端部とを有し、前記ヘッダからの少なくとも１つのピンの電気的絶縁の度合いが前記ヘッダからの残りのピンの電気的絶縁の度合いよりも小さくなるように構成されている前記ヘッダと電気的に絶縁されるピンと、
を備えることを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
前記開口に配置され、前記ピンを前記ヘッダに接続し、前記ピンと前記ヘッダとを電気的に絶縁するガラス材をさらに備え、
前記ヘッダは、前記少なくとも１つのピンを電気的に絶縁するガラス材の量が、前記残りのピンを電気的に絶縁するガラス材の量よりも少なくなるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項３】
前記ガラス材は、前記ピンとそれらの各々の開口の側壁との間の環状空間を充填することを特徴とする請求項２に記載の圧力センサ。
【請求項４】
前記少なくとも１つのピンに対応する前記開口の直径は、前記残りのピンに対応する開口の直径よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の圧力センサ。
【請求項５】
前記ヘッダは、所定の大きさまでのＥＳＤパルスが、前記残りのピンではなく前記少なくとも１つのピンを通して導かれるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項６】
圧力室の内部の圧力変換器を支持し、且つ複数のピンがそれを通って延びて前記圧力変換器を前記圧力室の外部の電子機器に電気的に接続する圧力センサヘッダであって、
前記ピンが延びて通る開口と、
前記ピンとそれらの各々の開口との空間を充填し、前記ピンと前記ヘッダとを電気的に絶縁するガラス絶縁材と、を備え
前記ヘッダは、少なくとも１つの開口が残りの開口よりも小さくなるように構成され、前記ヘッダと前記少なくとも１つの開口を通って延びる任意のピンとの電気的絶縁の度合いは、前記ヘッダと残りのピンとの電気的絶縁の度合いよりも小さくなるようにすることを特徴とする圧力センサヘッダ。
【請求項７】
前記少なくとも１つの開口内の前記空間を充填するガラス材の量は、前記残りの開口を充填するガラス材の量よりも少ないことを特徴とする請求項６に記載の圧力センサヘッダ。
【請求項８】
前記ガラス材は、前記ピンとそれらの各々の開口の側壁との間の環状空間を充填することを特徴とする請求項６に記載の圧力センサヘッダ。
【請求項９】
前記少なくとも１つの開口の直径は、前記残りの開口の直径よりも小さいことを特徴とする請求項６に記載の圧力センサヘッダ。
【請求項１０】
前記ヘッダは、所定の大きさまでのＥＳＤパルスが、前記少なくとも１つの開口を通って延びる前記ピンを通して導かれるように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の圧力センサヘッダ。
【請求項１１】
圧力センサにＥＳＤ保護を提供するための方法であって、前記圧力センサが圧力室の内部の圧力変換器を支持する圧力センサヘッダを備え、前記圧力センサヘッダが、複数のピンがそれを通って延びて前記圧力変換器を前記圧力室の外部の電子機器に電気的に接続する開口を有し、前記圧力センサが、前記ピンとそれらの各々の開口との空間を充填し、前記ピンと前記ヘッダとを電気的に絶縁するガラス絶縁材をさらに備え、
前記方法は、少なくとも１つの開口が残りの開口よりも小さくなるように前記ヘッダを構成し、前記ヘッダと前記少なくとも１つの開口を通って延びる任意のピンとの電気的絶縁の度合いが前記ヘッダと残りのピンとの電気的絶縁の度合いよりも小さくなるようにすることを含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記開口と前記開口を通って延びる前記ピンとの空間を、前記開口をシールし且つ前記ピンと前記ヘッダとを電気的に絶縁するガラス材で充填することをさらに含み、
前記少なくとも１つの開口内の前記空間を充填するガラス材の量は、前記残りの開口を充填するガラス材の量よりも少ないことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記開口と前記開口を通って延びる前記ピンとの空間をガラス材で充填する工程は、前記ピンをそれらの各々の開口の中心に置き、前記ピンとそれらの各々の開口の側壁との間の環状空間を前記ガラス材で充填することを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの開口が前記残りの開口よりも小さくなるように前記ヘッダを構成する工程は、前記少なくとも１つの開口の直径が前記残りの開口の直径よりも小さくなるように前記ヘッダを構成することを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、２０１８年６月１２日に出願された米国仮特許出願第Ｎｏ．６２／６８３９２２の利益を主張し、その全内容は、参照により本明細書に援用される。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、工業用途において液体および気体の圧力を検出するための圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００３】
各種工業用途（例えば、圧縮機、ポンプシステム、油圧及び工業用プロセス監視）において、工業用圧力センサは、検出された圧力データを伝送する。圧電感圧素子により、これらの工業用圧力センサは、気体や液体に対応することができ、小（例えば、０〜５ｐｓｉｇ）から大（例えば、０〜８０００ｐｓｉｇ）までの圧力を、繰返し可能かつ確実に高精度に測定できるように構成されてもよい。
【０００４】
工業用圧力センサは、熱影響の問題を解決するために補償機能が組み込まれているため、広い温度範囲で動作できる。これらのセンサは、適応性が高く、さまざまな入力電圧（例えば、１０〜３０ＶＤＣ）を受け入れ、印加された圧力に比例するさまざまな出力信号（例えば、４〜２０ｍＡ、０〜５ＶＤＣ、０〜１０ＶＤＣ）を生成するように選択的に構成されてもよい。このセンサは、オスまたはメスのＮＰＴ（アメリカ標準管用ねじ）及びＢＳＰＴ（イギリス標準管用ねじ）接続、例えば１／４インチのＮＰＴ／ＢＳＰＴを介して配管又は容器に接続され、配管又は容器内の任意の位置又は向きで圧力を測定することができる。工業用圧力センサは、防塵、防油、その他の非腐食性材料からの保護、防水、さらに噴射水流からの保護、耐食性が提供されるＮＥＭＡ  ４Ｘ（ＩＰ６６）エンクロージャー定格を有してもよい。圧力センサは、衝撃や振動に対するロバスト性を高めるように油封型であってもよい。
【０００５】
多くの場合、ヘッダ（ｈｅａｄｅｒ）を介して一方側の電気回路から他方側の過酷な環境に電気信号を通過させる必要がある。工業用圧力センサの場合、ガラスシール付きヘッダは、高圧側の圧電感圧素子と、それを調べるために使用される低圧側の回路とを分離する。さらに、通常、電子機器とセンサ本体／ハウジングとの間の電気的絶縁を維持する必要がある。工業用圧力センサは、安全要求を維持するために５００ＶＡＣの高電位（ＨＩＰＯＴ）の単離を必要とする場合がある。さらに、製品には、通常、静電気放電（ＥＳＤ）に耐える必要がある。工業用圧力センサでは、最低±４ｋＶが必要であるが、信頼性のために、より高いレベルが望しい場合がある。
【０００６】
典型的には、ガラスシール付きヘッダはＨＩＰＯＴ抵抗を容易に維持することができるが、ＥＳＤパルスは、依然として、ヘッダ本体と各ヘッダピンとの間の空気を通してアークを発生させることができる。ＥＳＤパルスがピンにアークを与える場合、ピンが回路の感応部に接続されると、電子機器が損傷するおそれがある。ガラスヘッダシールのサイズを大きくすると、ＥＳＤ耐性が向上する。圧力センサの小型化は多くの用途では重要であるため、シールのサイズをＥＳＤパルスに耐えるのに十分な大きさに大きくすることは実用的ではない。さらに、工業用圧力センサの高圧用途では、必要なＥＳＤ耐性を提供するためにガラスシールのサイズを十分に大きくすると、ガラスシールが弱くなりすぎて、ヘッダ全体における大きな圧力差を処理できなくなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ヘッダと、このヘッダを通って延びるヘッダピンとを備え、ヘッダの高圧側の感圧素子をヘッダの低圧側の回路に接続する工業用圧力センサに関する。ヘッダは、ヘッダを通過するピンの周りに圧力シールを提供するためのヘッダシールを有する。有利には、回路の感応部に接続されたヘッダピンの周りのシールは、ＥＳＤパルスに耐えることができる回路の部分に接続されたピンの周りのシールよりも大きい。ＥＳＤパルスは、抵抗が最小の経路を辿るため、ＥＳＤパルスは、より小さなシールを有するピンに接続された電子機器によって安全に分流され、このピンがパルスに耐える可能である。このような分流は、敏感な電子機器をＥＳＤパルスにさらされるのを回避する。より大きなシールとより小さなシールとの間に十分なサイズ比を維持することにより、ＥＳＤパルスは、より小さなシールを有するピンに安定してアークが発生し、これによってＥＳＤパルスを安全に分流する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一態様によれば、圧力センサは、ハウジングと、ハウジング内に規定される圧力室と、圧力変換器とを備える。圧力センサは、圧力室をシールし、圧力室内の圧力変換器を支持するヘッダをさらに備える。複数のピンは、ヘッダ内の各開口を通って延びる。センサピンは、圧力室の内部の圧力変換器に電気的に接続された第１の端部と、圧力室の外部のセンサ電子機器に電気的に接続された第２の端部とを有する。ピンは、ヘッダと電気的に絶縁される。ヘッダは、ヘッダからの少なくとも１つのピンの電気的絶縁の度合いがヘッダからの残りのピンの電気的絶縁の度合いよりも小さくなるように構成されている。
【０００９】
別の態様単独で、または他の任意の態様との組み合わせによれば、この圧力センサは、開口に設けられており、ピンをヘッダに接続し、ピンとヘッダとを電気的に絶縁するガラス材をさらに備えてもよい。ヘッダは、少なくとも１つのピンを電気的に絶縁するガラス材の量が、残りのピンを電気的に絶縁するガラス材の量よりも少なくなるように構成されてもよい。
【００１０】
別の態様単独で、または他の任意の態様との組み合わせによれば、ガラス材は、ピンとそれらの各々の開口の側壁との間の環状空間を充填することができる。
【００１１】
別の態様単独で、または他の任意の態様との組み合わせによれば、この少なくとも１つのピンに対応する開口の直径は、残りのピンに対応する開口の直径よりも小さくなってもよい。
【００１２】
別の態様単独で、または他の任意の態様との組み合わせによれば、このヘッダは、所定の大きさまでのＥＳＤパルスが、残りのピンではなく少なくとも１つのピンを通して導かれるように構成されてもよい。
【００１３】
別の態様によれば、圧力室の内部の圧力変換器を支持し、且つ複数のピンがそれを通って延びて該圧力変換器を該圧力室の外部の電子機器に電気的に接続する圧力センサヘッダには、前記ピンが延びて通る開口を備えてもよい。前記圧力センサは、ピンとそれらの各々の開口との空間を充填し、前記ピンと前記ヘッダとを電気的に絶縁するガラス絶縁材をさらに備える。前記ヘッダは、少なくとも１つの開口が残りの開口よりも小さくなるように構成され、前記ヘッダと前記少なくとも１つの開口を通って延びる任意のピンとの電気的絶縁の度合いが前記ヘッダと残りのピンとの電気的絶縁の度合いよりも小さくなるようにする。
【００１４】
別の態様単独で、または他の任意の態様との組み合わせによれば、前記少なくとも１つの開口内の空間を充填するガラス材の量は、残りの開口を充填するガラス材の量よりも少なくてもよい。
【００１５】
別の態様単独で、または他の任意の態様との組み合わせによれば、前記ガラス材は、前記ピンとそれらの各々の開口の側壁との間の環状空間を充填することができる。
【００１６】
別の態様単独で、または他の任意の態様との組み合わせによれば、前記少なくとも１つの開口の直径は、残りの開口の直径よりも小さくてもよい。
【００１７】
別の態様単独で、または他の任意の態様との組み合わせによれば、前記ヘッダは、所定の大きさまでのＥＳＤパルスが、前記少なくとも１つの開口を通って延びるピンを通して導かれるように構成されてもよい。
【００１８】
別の態様によれば、圧力センサにＥＳＤ保護を提供するための方法を提供する。前記圧力センサは、圧力室内の該圧力変換器を支持する圧力センサヘッダを備える。前記センサヘッダは、複数のピンがそれを通って延びて前記圧力変換器を前記圧力室の外部の電子機器に電気的に接続する開口を有する。前記センサは、ピンとそれらの各々の開口との空間を充填し、前記ピンと前記ヘッダとを電気的に絶縁するガラス絶縁材をさらに備える。前記方法は、少なくとも１つの開口が残りの開口よりも小さくなるように前記ヘッダを構成し、前記ヘッダと前記少なくとも１つの開口を通って延びる任意のピンとの電気的絶縁の度合いが前記ヘッダと残りのピンとの電気的絶縁の度合いよりも小さくなるようにすることを含む。
【００１９】
別の態様単独で、または他の任意の態様との組み合わせによれば、前記方法は、前記開口と前記開口を通って延びるピンとの空間を、前記開口をシールし且つ前記ピンと前記ヘッダとを電気的に絶縁するガラス材で充填することをさらに含んでもよい。
【００２０】
別の態様単独で、または他の任意の態様との組み合わせによれば、前記開口と前記開口を通って延びるピンとの空間をガラス材で充填する工程は、前記ピンをそれらの各々の開口の中心に置き、前記ピンとそれらの各々の開口の側壁との間の環状空間を前記ガラスで充填することを含んでもよい。
【００２１】
別の態様単独で、または他の任意の態様との組み合わせによれば、少なくとも１つの開口が残りの開口よりも小さくなるように前記ヘッダを構成する工程は、前記少なくとも１つの開口の直径が残りの開口の直径よりも小さくなるように前記ヘッダを構成することを含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一例に係る圧力センサを示す斜視図である。
【図２】圧力センサの斜視断面図である。
【図３】圧力センサの断面側面図である。
【図４】図３の一部の拡大図である。
【図５】図４の５−５線に沿って断面図である。
【図６】圧力センサの分解斜視図である。
【図７】圧力センサの一部の拡大斜視図である。
【図８】圧力センサの一部の拡大斜視図である。
【図９】図８の９−９線に沿って断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１〜図３は、配管又は容器内の流体圧力（即ち、液体及び／又は気体）を検出するための圧力検出装置１０（以下、「圧力センサ」という）の構成例を示す。圧力センサ１０は、略円筒状の構成を有するハウジング１２を備える。加工部品１４は、ハウジング１２の第１端部に固定され、流体圧力が検出される導管／容器上のＮＰＴメスアダプタに収容されるためのねじ付きＮＰＴオスアダプタ１６を備える。加工部品１４は、圧力センサ１０の取り付け過程においてレンチを介して把持可能な六角形状や「六角形」の部分１８を有することができる。
【００２４】
ハウジング１２は、強く耐久性があり且つ過酷な加工条件や腐食に対してロバスト性があるステンレス鋼等の材料で構成されてもよい。加工部品１４は、同様にステンレス鋼の構造を有し、適切な方法で、例えばかしめ接続または溶接接続によりハウジング１２に接続されてもよい。センサハウジング１２および加工部品１４は、共にセンサ１０の内部チャンバ２４を規定するのに役立つ。
【００２５】
電気フィードスルー部品２０は、加工部品１４とは反対側の端部でハウジング１２に接続されている。フィードスルー部品２０は、センサ１０から検出圧力信号を伝送するためのケーブル２２を収容し、通過する。フィードスルー部品２０は、ケーブル２２に締め付けられてもよく、例えば圧縮型部品によりセンサ１０の外部から内部チャンバ２４のその端部を密封する。フィードスルー部品２０は、ケーブル２２と係合し、過酷な加工条件から隔離されているので、腐食に対してロバストでありながらケーブル材料に対して耐摩耗性がある、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）などの材料で構成されてもよい。
【００２６】
ハウジング１２の内部に、センサ１０は、例えば、ガスタングステンアーク溶接（ＴＩＧ）により加工部品１４に接続された第１の端部３２を有する圧力ポート３０を備える。圧力ポート３０は、第１の端部３２から第２の端部３４まで貫通する中心孔３６を含む。ダイヤフラム３８は、圧力ポート３０の第１の端部３２に接続され、中心孔３６を覆う。ダイヤフラム３８は、例えば、ポートを加工部品１４に接続するために使用される同一のＴＩＧ溶接により圧力ポート３０に接続されてもよい。なお、ダイヤフラム３８の圧力ポート３０への接続は、圧力ポートと加工部品１４との接続とは別体であってもよい。
【００２７】
中心孔３６は、第１の端部３２から第２の端部３４まで小から大へ増加する複数の直径を有する。圧力ポート３０の第２の端部３４における中心孔３６の部分は、圧力ポート３０に接続されたヘッダアセンブリ５４に取り付けられた圧力変換器５０を収容するためのセンサ室４０を規定する。具体的な構成としては、圧力変換器５０は、例えば、ピエゾ抵抗式圧力検出素子であってもよい。
【００２８】
ヘッダアセンブリ５４は、ガラス絶縁材９０を介してヘッダに固定されたセンサピン７０を支持するセンサヘッダ６０を備える。圧力ポート３０およびセンサヘッダ６０は、ステンレス鋼で構成されてもよく、例えば、抵抗溶接により互いに接続されてもよい。このような接続を容易にするために、圧力ポート３０は、センサ室４０を囲む環状の突起またはリム４２を有してもよい。センサヘッダ６０は、センサ室４０内の圧力ポート３０に収容され、環状のリム４２に嵌合して係合する環状のフランジ６２を有する。センサヘッダ６０を圧力ポート３０に接続する接続（例えば、抵抗溶接）は、フランジ６２とリム４２との界面にある。
【００２９】
センサヘッダ６０は、圧力変換器５０が位置する中心孔６４を有する。センサ室４０は、油などの液体４４で充填される。圧力変換器５０は、センサヘッダ６０に固定され、油が中心孔６４に漏れるのを防ぐシールを形成する。
【００３０】
センサピン７０は、センサヘッダ６０の開口６６を通って延び、ガラス絶縁材９０を介してヘッダに接続される。開口６６は、略円筒形であり、ガラス絶縁材９０は、ピン７０の円筒状の外面と開口６６の円筒状の内壁面との間の環状空間に充填される。ガラス絶縁材９０は、ピン７０を開口６６内に支持するとともに、センサヘッダ６０からピンを電気的に絶縁・隔離する。有利には、ピン７０は、開口６６の中心に位置してもよい。図９に示すように、ガラス絶縁材９０は、ヘッダ６０の上面および下面にそれぞれ上下に延在し、ヘッダを出入りするピンを囲むフィレットビードを形成することができる。
【００３１】
ガラス絶縁材９０によって提供される電気的絶縁・隔離の度合いやレベルは、ヘッダアセンブリ５４の寸法を設定することによって調整されてもよい。なお、ピン７０とヘッダ６０との間の電気的絶縁の度合いは、ピンとヘッダとの間のガラス絶縁材９０の量（すなわち、体積）に依存し、少なくとも一部がピンと各々の開口６６の側壁との間の空間または体積によって決定される。ヘッダアセンブリ５４の部品の寸法を制御することにより、ピン７０ごとの電気的絶縁の度合いを決定することができる。
【００３２】
圧力変換器５０は、半田づけまたは他の方式でピンのヘッド７２に接続されたワイヤ５２を介して、センサピン７０に電気的に接続される。センサピン７０は、センサヘッダ６０の圧力変換器５０と対向する面から内部チャンバ２４内に延在し、そこでディスクリート部品８４（例えば、抵抗器、コンデンサ等）、固体素子８６（例えば、ＡＳＩＣ）、ケーブルソケット８８などを備えてもよいセンサ電子機器８２を支持するプリント回路基板８０に接続される。
【００３３】
動作中、ダイヤフラム３８は、加工部品１４を介して加工圧力にさらされる。ダイヤフラム３８は、加工圧力に応じて変形することにより圧力ポート３０の中心孔３６に入り、センサ室４４内のオイル４４を圧縮する。センサ室４４内の油圧が上昇すると、圧力変換器５０のダイヤフラムが変形する。圧力変換器５０が変形する度合いは、センサ室４４とセンサヘッダ６０の中心孔６４との間の圧力差に比例し、この圧力差が周囲圧力であるか、本質的に周囲圧力である。
【００３４】
圧力変換器５０のホイートストンブリッジの素子の電気抵抗も、圧力変換器のダイアフラムが変形する度合いに比例する。センサ１０のホイートストンブリッジに加えられた圧力は、電圧が加工部品１４を介してさらされる加工流体のゲージ圧に比例して変化する圧力信号を生成する。センサの圧力範囲は、圧力変換器５０が所望の範囲の圧力に敏感であるように構成されることによって決定することができる。センサ１０は、比較的小さい（例えば、０〜５ｐｓｉｇ）または比較的大きい（例えば、８０００ｐｓｉｇ以上）圧力を検出するように構成されてもよい。同様に、センサ１０は、狭い範囲（例えば、５ｐｓｉｇのスパン）または広い範囲（例えば、１０００ｓｐｓｉｇのスパン）にわたって変化する圧力を検出するように構成されてもよい。
【００３５】
上記から、当業者であれば、圧力センサ１０が、圧力変換器５０によって圧力部品１４とセンサの周囲環境との間の圧力差を測定することを理解するであろう。したがって、センサ１０の精度および機能は、センサ室４０の効果的な液密シールに依存する。圧力ポート３０とダイヤフラム３８とセンサヘッダ６０との溶接接続は、このようなシールを容易にするのに役立つ。センサピン７０とセンサヘッダ６０の開口６６との間の空間をシールすることで、シールが完成する。センサピン７０が圧力変換器５０をセンサ電子機器８２に電気的に接続し、センサヘッダ６０がセンサハウジング１２、圧力ポート３０、および加工部品１４との接続・接触によってグランドに接続されるため、ピンがセンサヘッダから電気的に絶縁する必要もある。ガラス絶縁材９０は、加工圧力に抗するようにピンをシールすることと、センサヘッダからピンを電気的に絶縁することの２つのタスクを実行する。
【００３６】
これを達成するために、センサピン７０は、デラウェア州法人であるＣＲＳ（株）製のコバール（KovarTM、登録商標）と呼ばれるニッケルコバルト鉄合金で構成されてもよい。開口６６内のセンサピン７０を囲む空間には、ピンをセンサヘッダ６０に固定するために、ガラス絶縁材９０、特にホウケイ酸ガラス材で充填される。センサピン７０を構成する合金、例えばコバール合金は、ホウケイ酸ガラス絶縁材９０と実質的に同一または同一の熱膨張特性を有するように設計される。
【００３７】
ガラス絶縁材９０の熱膨張特性も、センサヘッダ６０の熱膨張特性と同様である。センサピン７０がガラス絶縁材９０とともにセンサヘッダ６０に取り付けられると、アセンブリが加熱され、絶縁材が溶融する。絶縁材９０は、ヘッダ６０およびピン７０の金属に結合し、非常に高い圧力に耐えうる密なシールを形成する。センサヘッダ６０、センサピン７０およびガラス絶縁材料９０は、熱膨張・収縮が同一または実質的に同一であるため、センサ１０および／またはセンサヘッダアセンブリ５４が熱循環されると、三者の間のシールが損なわれることはない。
【００３８】
センサ電子機器８２は、圧力センサ１０を通過する静電気放電（ＥＳＤ）パルスによって悪影響、すなわち、損傷または破壊を受けることがある。したがって、圧力センサ１０を、ＥＳＤパルスに対してあるレベル又は度合いまでのロバストであるように構成することが望ましいことが理解される。たとえば、国際電気標準会議（ＩＥＣ）のＥＳＤ規格ＩＥＣ  ６１０００−４−２：２００８は、４ｋＶ以上のＥＳＤに障害なく耐えることができる被試験ユニットにレベル２のＥＳＤ保護等級を規定する。
【００３９】
ＥＳＤは、圧力センサ１０によって最小抵抗の経路で接地される。試験により、この経路が少なくとも部分的にセンサピン７０を備えるため、センサ電子機器８２を備えることを示した。センサピン７０を通過するＥＳＤ経路は、まさにセンサ電子機器がＥＳＤパルスに応答しないようにする。同様かつ対称的に構成された複数のセンサピン７０を有する圧力センサ１０の場合、ＥＳＤパルスがどのピンを通過するかを予測することは不可能である。
【００４０】
有利には、圧力センサ１０、特にヘッダアセンブリ５４は、ＥＳＤパルスがセンサ電子機器から離れるように導かれ、地面に無害に伝達されるように構成される。ヘッダアセンブリ５４は、ＥＳＤパルスが、接地ピン１００として識別される、センサピン７０の特定の１つを通して導かれるように構成される。接地ピン１００は、接地される、すなわち、ＰＣＢ８０とセンサ電子機器８２に共通のシステムに電気的に接続される。
【００４１】
ＥＳＤパルスが接地ピン１００を通過するように強制または促すために、センサヘッダ６０の開口６６および開口内の接地ピンを囲むガラス絶縁材９０は、残りのピン７０の絶縁材およびヘッダの開口とは異なるように構成される。明確にするために、接地ピンおよびそれに関連付けられたセンサヘッダ開口およびガラス絶縁材を具体的に言及する場合には、それぞれ符号１００、１０２、および１０４が使用される。一般的には、センサピン、センサヘッダ開口、およびガラス絶縁材を言及する場合には、それぞれ符号７０、６６、および９０が使用される。
【００４２】
ガラス絶縁材９０自体の誘電特性は、どのヘッダ開口６６を充填するか、どのセンサピン７０を囲むかに関わらず、同じである。ガラス絶縁材９０による電気的絶縁や隔離のレベルは、各センサピン７０をヘッダ６０から隔離する絶縁材の量に依存する。有利には、センサ１０、特にヘッダアセンブリ５４は、ＥＳＤパルスが接地ピン１００を通して導かれるように構成されている。
【００４３】
ＥＳＤパルスを接地ピン１００に通すために、接地ピンに関連付けられたセンサヘッダ開口１０２は、他の開口６６よりも小さい直径を有する。接地ピン１００の直径は、残りのピン７０の直径と同じである。その結果、接地ピン１００の外径からヘッダ開口１０２の内径まで径方向に測定されたガラス絶縁材１０４の厚さは、残りのピン７０及びそれらの対応する開口６６の絶縁材９０の厚さよりも小さい。このため、接地ピン１００とヘッダ６０との電気的絶縁の度合いは、残りのピン７０とヘッダとの電気的絶縁の度合いよりも少ない。その結果、接地ピンは最小の電気抵抗の経路を提供するので、ＥＳＤパルスは、残りのピン７０ではなく接地ピン１００に引き寄せられる。
【００４４】
もちろん、このような方法で接地ピン１００に引き寄せられるＥＳＤパルスの大きさには制限がある。特定の大きさのＥＳＤパルスは、この構成を圧倒し、接地ピン１００に加えて残りのピン７０にアークを発生させることができる。しかしながら、ヘッダアセンブリ５４の構成は、特定の最小ＥＳＤ保護を提供することができる。例えば、ヘッダアセンブリ５４は、最小±４ｋＶ以上のＥＳＤ保護を提供することができる。
【００４５】
例えば、ヘッダアセンブリ５４の１つの特定の４ピン構成では、ピンの直径は、０．０１７７±０．００１５インチである。接地ピン１００のヘッダ開口１０２の直径は、０．０４７±０．００１インチである。残りのピン７０のヘッダ開口６６の直径は、０．０７９±０．００１インチである。この構成では、ヘッダアセンブリ５４は、接地ピン１００によって±４ｋＶを超えるＥＳＤパルスを繰り返しかつ確実に導く。
【００４６】
本発明は例示的な構成を参照して説明されたが、当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本発明に様々な変更を加えることができ、同等物で本発明の要素を代替することができることを理解するであろう。当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本発明を特定の応用に適用するように補正を行うことができることも理解するであろう。したがって、本発明は、ここに記載された具体的な構成や実施形態に限定されるものではない。その他、本発明は、特許請求の範囲に含まれる任意の構成を含むことができる。
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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