專利名稱：具有用于emi屏蔽的導(dǎo)電性內(nèi)蓋的處理變送器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理變送器，如通過一對(duì)導(dǎo)線提供模擬或數(shù)字輸出的變送器，該輸出是被測量的絕對(duì)壓力或壓差的函數(shù)。更具體地說，本發(fā)明涉及的是一種用于高電磁干擾(EMI)環(huán)境之下的變送器，其電路包括一個(gè)可致動(dòng)開關(guān)，用于改變電路的諸如零點(diǎn)或量程設(shè)置之類的參數(shù)。
已知的變送器具有安裝在殼體之內(nèi)的電路，并通過一個(gè)外蓋來予以保護(hù)。已知變送器也包括一個(gè)或多個(gè)用于調(diào)節(jié)電路參數(shù)的可致動(dòng)開關(guān)，但只有在拆下外蓋之后才能接觸所述可致動(dòng)開關(guān)。本發(fā)明提供了一種帶有套筒的導(dǎo)電性內(nèi)蓋，其套筒與變送器殼體的導(dǎo)電壁摩擦接觸，以便當(dāng)卸下外蓋時(shí)減小EMI的影響，同時(shí)允許操作者在電路通電的狀態(tài)下能夠接觸所述可致動(dòng)開關(guān)。EMI可能來自例如操作者使用的無線電通話機(jī)發(fā)出的電磁波。
在本發(fā)明中，變送器包括一個(gè)殼體、一個(gè)電子組件、一個(gè)內(nèi)蓋、以及一個(gè)外蓋。所述電子組件包括一個(gè)可致動(dòng)開關(guān)，并被裝在殼體的一個(gè)具有開口端的空腔中。所述內(nèi)蓋可裝在該開口端上，用于覆蓋電路組件，并具有一個(gè)可按動(dòng)的按鈕部位，該部位可對(duì)準(zhǔn)所述可致動(dòng)開關(guān)，并能夠在電子組件通電的狀態(tài)下由開口端予以操縱。根據(jù)本發(fā)明，所述內(nèi)蓋是導(dǎo)電性的，具有一個(gè)以摩擦接觸方式與殼體的導(dǎo)電壁相配合的套筒，用于屏蔽電子組件，使之不受EIM的影響。外蓋通過螺紋連接在殼體上覆蓋內(nèi)蓋，所述內(nèi)蓋最好采用涂有金屬涂層的絕緣塑料構(gòu)成。


圖1是本發(fā)明變送器的局部剖視圖；圖2是圖1所示變送器的頭部的放大剖視圖；圖3是圖1所示變送器的正視圖，圖1是沿著圖3中1—1線的剖視圖；圖4是本發(fā)明的內(nèi)蓋和電子組件的分解透視圖；圖5是本發(fā)明的內(nèi)蓋的后視圖；圖6是本發(fā)明的內(nèi)蓋的局部剖視圖；圖7是圖6所示剖視部分的局部放大視圖。
如圖1所示的變送器10包括頭部12和基部14。被測流體與基部14上的入口16、18相通連，一個(gè)傳感器(圖中未示)檢測上述兩個(gè)入口之間的壓差，并通過導(dǎo)線20提供該傳感器的輸出，該輸出是被測壓差的函數(shù)。一個(gè)電路組件22至少部分地安裝在殼體26的具有開口端的空腔24之中，用于接受傳感器的輸出并提供該電路組件的輸出，后者是前者的函數(shù)，因而也就是被測流體壓差的函數(shù)。饋送導(dǎo)體28、30通過一對(duì)導(dǎo)線(圖中未示)將電路輸出送到一個(gè)位于變送器10之外的控制單元(圖中未示)。所述導(dǎo)線通過開口32進(jìn)入殼體26，并通過端子排34與所述導(dǎo)體28、30相連接?？刂茊卧€包括一個(gè)與所述導(dǎo)線對(duì)相連接的電源部分，它通過饋送導(dǎo)體28、30為電路組件22供電。
電路組件22包括一個(gè)可致動(dòng)開關(guān)36，用于在現(xiàn)場調(diào)節(jié)電路的輸出。例如，通過開關(guān)36的調(diào)節(jié)能夠改變電路組件22的程序，從而針對(duì)在操縱該開關(guān)時(shí)所存在的測量條件來提供電路輸出的“零點(diǎn)”和“量程”值。
外蓋38以能夠拆下的方式旋裝在殼體26的空腔24的開口端40上。當(dāng)安裝到位之后，外殼38能夠保護(hù)電路組件22，使之不受變送器10外部環(huán)境的影響，同時(shí)也能防止觸動(dòng)可致動(dòng)開關(guān)36。外蓋38和殼體26最好采用諸如鋁或不銹鋼之類的金屬材料制成，在這樣的情況下置于殼體26之上的外蓋38也起到了對(duì)電路組件22的屏蔽作用，使之不受變送器10附近的EMI的影響。如果變送器10不是處于爆炸性氣體中，則允許在電路組件22通電的狀態(tài)下安全地將外殼38拆下來。
內(nèi)蓋42可以裝在空腔24的開口端40上，并通過螺絲44a、44b、44c固定在殼26上(也見圖3)。內(nèi)蓋42包括一個(gè)平板46和一個(gè)由該平板突出并環(huán)繞該平板的套筒48。根據(jù)本發(fā)明，該內(nèi)蓋42是導(dǎo)電的，套筒48的形狀使之能夠與殼體26的導(dǎo)電壁50形成摩擦配合。平板46上的一個(gè)可按動(dòng)的按鈕部52可以對(duì)準(zhǔn)可致動(dòng)開關(guān)36。當(dāng)拆下外蓋38時(shí)，與導(dǎo)電壁50形成摩擦配合的內(nèi)蓋42能夠有效地屏蔽電路組件22，使之不受EMI的影響。內(nèi)蓋42與導(dǎo)電性內(nèi)壁50相結(jié)合，形成了一個(gè)法拉第罩子。因此，如果操作者需要操縱可致動(dòng)開關(guān)36，他可以在EMI環(huán)境中拆下外蓋38，在電路組件22通電的狀態(tài)下，通過按下可按動(dòng)的按鈕部52來操縱可致動(dòng)開關(guān)36。
圖2顯示了放大的頭部12。電路組件22包括電路板22a、22b、22c，它們通過插件22d來予以連接。插件22d固定在電路板22c上，并以滑動(dòng)的方式插入電路板22a和22b。饋送導(dǎo)體28和30最好分別被無線電頻率抑制器件包圍，例如組合的鐵磁/電容套件29、31，用于衰減EMI感應(yīng)噪音，這樣的噪音可能由上述一對(duì)與外部控制單元相連接的導(dǎo)線引入?？砂磩?dòng)的按鈕部52包括一個(gè)凸起54，當(dāng)操作者按下按鈕部52時(shí)，該凸起54就壓在可致動(dòng)開關(guān)36中的一個(gè)膜片機(jī)構(gòu)上。
在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，內(nèi)蓋42由絕緣塑料制成(例如采用由地點(diǎn)在Syracuse，New York的美國通用電氣公司出售的其商品名稱為“ULTEM”1010的聚醚酰亞胺樹脂)，在它上面涂有一層導(dǎo)電涂層。內(nèi)蓋42的內(nèi)表面(面向電路板22a的表面，包括凸起54和套筒48的朝內(nèi)表面)上最好不形成導(dǎo)電涂層，以便使面向電路板22a上的電路原件的是絕緣體而不是導(dǎo)電體，從而避免電路原件與內(nèi)蓋42產(chǎn)生火花或短路。此外，內(nèi)蓋42的外表面(背離電路板22a的表面，包括套筒48的朝外表面)上具有基本上連續(xù)的導(dǎo)電涂層，用于實(shí)現(xiàn)EMI屏蔽功能。上述涂層最好是金屬涂層，其薄層電阻率等于或小于每方塊2Ω。采用West Lafayette，Indiana的E/M公司的No.E/M—6314工藝方法能夠令人滿意地形成上述涂層，其厚度為0.050—0.075mm。
本說明書中采用的術(shù)語“絕緣體”和“電氣絕緣”指的是薄層電阻率大于每方塊1MΩ，最好大于每方塊10MΩ的材料；術(shù)語“導(dǎo)體”和“導(dǎo)電”是指薄層電阻率小于每方塊10Ω，最好小于每方塊2Ω的材料。術(shù)語“EMI”指的是具有頻率為0Hz(DC)到大約10GHz的能量的電磁輻射產(chǎn)生的干擾。
參見圖2，內(nèi)蓋42還具有一個(gè)孔56，以便通過該孔能夠接觸到電路組件22的一個(gè)小型滑動(dòng)開關(guān)組件58?？?6應(yīng)盡量地小，其最大直線廣度最好大約等于或小于10mm，以便減少通過孔56所進(jìn)入的EMI。內(nèi)蓋42的一端還具有一個(gè)用于從殼體26上卸下該內(nèi)蓋的凹槽58，在螺絲44a、44b、44c被卸下的情況下，通過將一個(gè)諸如螺絲刀之類的工具插入到該凹槽58之中，并靠著殼體26用力，就可以將內(nèi)蓋42從殼體26中撬落下來。除了上述凹槽之外，內(nèi)蓋42基本上沿著套筒48的整個(gè)周邊與導(dǎo)電壁50形成電接觸。這樣的結(jié)構(gòu)大大地增強(qiáng)了內(nèi)蓋42使電路組件22免受EMI影響的屏蔽效果。通過螺絲44a、44b、44c能夠進(jìn)一步提供內(nèi)蓋42與導(dǎo)電壁50的電接觸。在圖2中用螺絲44b來代表所有的3個(gè)螺絲，該螺絲與一個(gè)薄的墊圈59相接觸，后者進(jìn)一步與平板46的孔62中的肩臺(tái)部分60相接觸。如上所述，內(nèi)蓋42的朝外表面上的導(dǎo)電涂層連續(xù)地延伸到孔62的肩臺(tái)部分60。螺絲44b的螺紋端與金屬托腳64相接觸，后者與金屬殼體26相接觸，因而也就與導(dǎo)電壁50相導(dǎo)通。除了使套筒48與導(dǎo)電壁50形成電接觸除外，也可以使套筒48通過一個(gè)電容量等于或大于3000pf的電容與導(dǎo)電壁50形成一種電容耦合，從而對(duì)大約1MHz的頻率來說形成低阻抗偶合。在這樣的情況下，內(nèi)蓋42與導(dǎo)電壁50相結(jié)合形成了相對(duì)于頻率大約為1MHz的EMI的法拉第罩子。
圖3是變送器10的正視圖，其中外蓋38已被卸下。在圖中用陰影來表示的內(nèi)蓋42的表面具有如上所述的導(dǎo)電涂層。平板上具有第二個(gè)可按動(dòng)的按鈕部66，它與上述可按動(dòng)的按鈕部52相似。如圖3所示，可按動(dòng)的按鈕部52、66的朝前表面上也具有導(dǎo)電涂層，以便增強(qiáng)對(duì)EMI的屏蔽。在平板46上形成了分別部分地環(huán)繞可按動(dòng)的按鈕部52、66的窄槽53、67，其寬度最好小于約2mm，以便增強(qiáng)按鈕部52、66的彈性。
圖4以分解的方式顯示了電路組件22、內(nèi)蓋42、以及一個(gè)柔性蓋片68。柔性蓋片68具有能夠?qū)?zhǔn)可按動(dòng)的按鈕部52、66的標(biāo)記，并被粘在內(nèi)蓋42上?？砂磩?dòng)的按鈕部位52、66最好分別用于設(shè)定電路組件22的“零點(diǎn)”和“量程”。如圖3所示，內(nèi)蓋42上的陰影部分代表具有導(dǎo)電涂層的表面。套筒48具有多個(gè)開口槽70用于提高套筒彈性。具有較好的彈性的套筒48有利地使得內(nèi)殼42能夠適用于其內(nèi)腔尺寸略有不同的不同變送器殼體26。同時(shí)，套筒48的較好彈性也能夠消除由于導(dǎo)電壁50在不同環(huán)境溫度下的膨脹或收縮以及由于內(nèi)蓋42和殼體26的不同熱膨脹系數(shù)所造成的應(yīng)力。電路板22a包括對(duì)準(zhǔn)可按動(dòng)的按鈕部52的可致動(dòng)開關(guān)36和對(duì)準(zhǔn)可按動(dòng)的按鈕部66的第二可致動(dòng)開關(guān)72。電路板22a、22b、22c包括其他電路原件(圖中未示)，用于實(shí)現(xiàn)電路組件22的所述功能。
圖5是內(nèi)蓋42沿著圖4中5—5線的后視圖。如結(jié)合圖3、4所述，圖中陰影部分表示形成了導(dǎo)電涂層的表面。第二可按動(dòng)的按鈕部66具有結(jié)構(gòu)與凸起54相似的凸起74，它可以對(duì)準(zhǔn)第二可致動(dòng)開關(guān)72。在套筒48的周邊上最好形成均勻分布的槽70，其外寬度76最好大約為槽間間距78的5—25％。凹槽58的寬度80約等于或小于套筒48的周長的5％。
圖6是內(nèi)蓋42的局部剖視圖，其中陰影區(qū)域表示導(dǎo)電表面。為了實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度和彈性的最佳平衡，槽70的深度82最好大于套筒最小厚度84(見圖8)的3倍，小于厚度84的15倍。為了能夠與導(dǎo)電壁50形成緊密的摩擦配合，同時(shí)對(duì)于具有略微不同尺寸的空腔24來說具有互換性，套筒48在其部位86上由平板46朝外略微傾斜。為了增大套筒48與導(dǎo)電壁50之間的導(dǎo)電接觸面積，從而獲得具有較低電阻的接觸，并減小對(duì)磨損的靈敏度，套筒48具有一個(gè)大致與平板46相垂直的平坦部分88。該平坦部分88是套筒48與導(dǎo)電壁50形成摩擦接觸的部分。套筒48還具有一個(gè)向內(nèi)傾斜的套筒部分90，用于在開始將內(nèi)蓋42裝配到殼體26的開口端40中時(shí)起引導(dǎo)作用。
圖7是如圖6所示內(nèi)蓋42的剖面部分的放大視圖。虛線92表示與平板46相垂直的基準(zhǔn)線。套筒部分86最好與上述基準(zhǔn)線92形成2.7—3.5度的夾角。平坦部分88最好基本上與基準(zhǔn)線92相平行，并接近套筒的端部96。在一種最佳實(shí)施例中，平坦部分88的深度94最好為套筒長度98的2—10％。套筒部分90最好與基準(zhǔn)線92形成大約20—70度的夾角。前面所述的導(dǎo)電涂層的圖7中用標(biāo)記100來表示。
盡管上面結(jié)合最佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但是本技術(shù)領(lǐng)域里的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容的范圍內(nèi)仍可對(duì)本發(fā)明作出種種形式上和細(xì)節(jié)上的變動(dòng)。例如，作為一種替代方案，內(nèi)蓋42也可以采用金屬或?qū)щ娦运芰现瞥?。?dǎo)電涂層100可以是鎳、銅、銀、鋁、鋅、碳絲、不銹鋼絲、或者其他導(dǎo)電性材料，例如石墨。電路組件22可以用裝在空腔24中的電池來供電，或者由遠(yuǎn)處光源發(fā)射到變送器10的紫外光、可見光、或紅外光來驅(qū)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種具有可致動(dòng)開關(guān)的變送器，包括一個(gè)殼體，具有包圍一個(gè)空腔的導(dǎo)電壁，該空腔具有一個(gè)開口端；一個(gè)安裝在所述空腔之中的電子組件，該組件包括所述可致動(dòng)開關(guān)；一個(gè)可裝在所述開口端上的內(nèi)蓋，用于覆蓋所述電子組件，該內(nèi)蓋包括一個(gè)平板和一個(gè)由該平板突起的套筒，該平板具有一個(gè)對(duì)準(zhǔn)所述可致動(dòng)開關(guān)的可按動(dòng)的按鈕部，其可以在所述電子組件通電的狀態(tài)下由所述開口端予以操縱；一個(gè)外蓋，適于在內(nèi)蓋上方可拆除地旋于所述殼體之上；其中所述內(nèi)蓋是導(dǎo)電的，所述套筒的尺寸能夠與殼體的導(dǎo)電壁形成摩擦接觸，用于屏蔽所述電子組件，使之不受電磁干擾的影響。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變送器，進(jìn)一步包括一個(gè)與所述空腔相連通的饋電端子；其中當(dāng)所述電子組件裝入到所述空腔中時(shí)所述電子組件與所述饋電端子形成導(dǎo)電接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變送器，其中所述內(nèi)蓋由具有金屬涂層的絕緣塑料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變送器，其中所述金屬涂層位于所述平板和套筒的朝外表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變送器，其中所述套筒具有多個(gè)用于增強(qiáng)套筒彈性的槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變送器，其中所述導(dǎo)電壁為殼體的內(nèi)壁，所述內(nèi)蓋在其平板的一個(gè)邊緣部分形成了一個(gè)凹槽，用于將一個(gè)工具插入到該凹槽中，以便將內(nèi)蓋從殼體上卸下來。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變送器，其中所述平板上形成了至少部分地環(huán)繞所述可按動(dòng)的按鈕部的槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變送器，其中所述套筒由所述平板朝外形成楔形，該套筒具有一個(gè)基本上與所述平板相垂直的平坦部分。
9.一種變送器，包括一個(gè)電子組件；一個(gè)金屬殼，其包括一個(gè)殼體和一個(gè)蓋體，該殼體用于安裝所述電子組件，并具有一個(gè)開口，通過該開口能夠接觸到所述電子組件，該蓋體以能夠卸下的方式裝配在所述開口上，并能夠?yàn)樗鲭娮咏M件提供電磁屏蔽；一個(gè)用于改變所述電子組件的參數(shù)的可致動(dòng)開關(guān)，其安裝在所述電子組件上，在需要調(diào)節(jié)所述可致動(dòng)開關(guān)時(shí)，必須卸下所述的蓋體，從而使得所述電子組件暴露于電磁干擾；一個(gè)可安裝在所述開口上的內(nèi)蓋，其具有一個(gè)平板和一個(gè)圍繞該平板的套筒，套筒的尺寸能夠與所述殼體形成摩擦接觸，該平板具有一個(gè)可對(duì)準(zhǔn)所述可致動(dòng)開關(guān)的可按動(dòng)的按鈕部，用于對(duì)可致動(dòng)開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)；其中所述內(nèi)蓋是導(dǎo)電性的，它沿著其套筒與所述殼體形成導(dǎo)電接觸，因而能夠在卸下蓋體時(shí)屏蔽所述電子組件，使之不受電磁干擾的影響。
全文摘要
一種變送器(10)，包括一個(gè)殼體(26)、一個(gè)電子組件(22)、一個(gè)內(nèi)蓋(42)、以及一個(gè)外蓋(38)。電子組件(22)包括一個(gè)可致動(dòng)開關(guān)(36)，并被安裝在殼體(26)的一個(gè)具有開口端的空腔(24)中。內(nèi)蓋(42)裝在開口端(24)上，用于覆蓋電子組件(22)，并具有一個(gè)可按動(dòng)的按鈕部(52)，該按鈕部可對(duì)準(zhǔn)可致動(dòng)開關(guān)(36)，當(dāng)電子組件通電時(shí)能夠由開口端予以接觸。內(nèi)蓋(42)是導(dǎo)電性的，并具有套筒(48)，該套筒與殼體(26)的導(dǎo)電壁形成摩擦接觸，用于屏蔽電子組件(22)，使之不受電磁干擾(EMI)的影響。內(nèi)蓋(42)最好是具有金屬涂層的絕緣塑料模制件。
文檔編號(hào)G01L19/00GK1118206SQ94191279
公開日1996年3月6日 申請(qǐng)日期1994年1月12日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月24日
發(fā)明者喬爾·J·博丁, 加里·D·休森加, 西奧多·L·約翰遜, 威廉·C·勞斯 申請(qǐng)人:羅斯蒙德公司