灰塵減少的空氣流傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本公開總體上涉及傳感器，并且更特殊地，涉及用于減少影響傳感器的性能的水 分、灰塵、微粒物質和/或其他污染物的方法和裝置。
【背景技術】
[0002] 濕度、溫度、壓力以及流量傳感器等傳感器通常用于感測在流體通道內的流體(例 如，氣體或液體)的一個或多個性能。這種傳感器用于廣泛的應用中，包括(例如)醫學應用、 飛行控制應用、工業過程應用、燃燒控制應用、天氣監控應用以及很多其他應用。在某些情 況下，灰塵、微粒物質和/或其他污染物能夠在使用期間進入傳感器，并且隨著時間積累。 這種污染物能夠影響傳感器的精度、可重復性、功能和/或其他方面。需要新型的并且改進 的系統和方法，用于減少影響傳感器的性能的灰塵、微粒物質和/或其他污染物。
【發明內容】
[0003] 本公開總體上涉及傳感器，并且更尤其地，涉及用于減少影響傳感器的性能的灰 塵、微粒物質和/或其他污染物的方法和裝置。在一個實例中，一種傳感器殼體包括：入口 流動端口；出口流動端口；以及流動通道，其在入口流動端口與出口流動端口之間延伸。所 述流動通道包括：第一流動通道區域，用于接受沿著X-Y-Z坐標系的Y軸進入殼體的入口流 動端口內的流體，并且用于使流體轉向，以沿著X-Y-Z坐標系的X軸流動；第二流動通道區 域，其位于第一流動通道區域的下游，所述第二流動通道區域配置為接受沿著X-Y-Z坐標 系的X軸的第一流動通道區域的流體，所述第二流動通道區域具有比所述第一流動通道區 域更大的橫截面面積；第三流動通道區域，其位于第二流動通道區域的下游，所述第三流動 通道區域配置為接受沿著X-Y-Z坐標系的Z軸的第二流動通道區域的流體；以及第四流動 通道區域，其位于第三流動通道區域的下游，用于將流體從第三流動通道區域引導到流量 感測區域。在某些情況下，傳感器可以位于感測區域內。傳感器可以(例如)是濕度傳感器、 溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器和/或任何其他合適的傳感器。
[0004] 在另一個實例中，流量傳感器殼體包括入口流動端口、出口流動端口、流量感測區 域以及流動通道，其在入口流動端口、流量感測區域以及出口流動端口之間延伸。流動通道 限定在入口流動端口與流量感測區域之間的三維扭曲的流動路徑。此外，在入口流動端口 與流量感測區域之間的流動路徑包括微粒收集區域，該區域配置為使流過流動通道的流體 減速，并且收集從流體中釋放的微粒。
[0005] 在又一個實例中，一種感測在流體中具有一個或多個微粒的流體的流率的方法包 括：沿著三維扭曲的流動路徑，引導在入口流動端口與流量感測區域之間的流體；使流體 減速并且收集在微粒收集區域內釋放的微粒；將流體從微粒收集區域引導到流量感測區 域；并且感測在流量感測區域中的流體的流率。
[0006] 提供前述
【發明內容】
，以幫助理解本公開獨有的一些創新性特征，并非旨在用作完 整描述。通過整體考慮整個說明書、權利要求、附圖以及摘要，能夠獲得本公開的徹底理解。
【附圖說明】
[0007] 考慮到結合附圖的各種說明性實施方式的以下描述，可以更完整地理解本公開， 其中： 圖1為用于測量穿過流動通道的流體的流體流率的說明性流量傳感器的示意圖； 圖2為可用于測量穿過流動通道的流體的流率的說明性流量傳感器組件的示意圖； 圖3A為說明性傳感器殼體和連接器的透視圖； 圖3B為在圖3A中顯示的流量傳感器殼體的頂部平面圖； 圖4為沿著沿線路4-4的圖3A和3B的流量傳感器組件的X-Y平面截取的示意性橫截 面圖； 圖5為沿著沿線路5-5的圖3A和3B的流量傳感器組件的Y-Z平面截取的示意性橫截 面圖； 圖6A-6C示出了三個不同的流動路徑模型；以及 圖7A-7C分別示出了通過在圖6A-6C中顯示的三個不同的流動路徑模型的模擬流體 流。
[0008] 雖然本公開服從各種修改和替換的形式，但是在附圖中通過實例顯示了其細節， 并且詳細描述這些細節。然而，應理解的是，本發明并非將本公開的方面限于所描述的特定 說明性實施方式。相反，本發明用于涵蓋在本公開的精神和范圍內的所有修改、等同物以及 替換物。
【具體實施方式】
[0009] 參照附圖，閱讀以下描述，其中，貫穿這幾幅圖，相同的附圖標記表示相同的部件。 說明書和附圖示出了幾個說明性實施方式，并非旨在以任何方式進行限制。
[0010] 為了簡單起見，下面描述的實例是流量傳感器。然而，根據需要，預計傳感器可以 是任何合適類型的傳感器，例如，濕度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器和/或 任何其他合適的傳感器。
[0011] 圖1為用于測量穿過流動通道12的流體流14的流體流率的說明性流量傳感器10 的示意圖。根據應用，在本文中使用的術語"流體"能夠表示氣體或液體。在說明性實施方 式中，流量傳感器10可以暴露到和/或設置在流動通道12內，以測量流體流14的一個或多 個性能。例如，根據需要，流量傳感器10可以使用一個或多個熱傳感器(例如，見圖2)、壓力 傳感器、聲傳感器、光傳感器、皮托管和/或任何其他合適的傳感器或傳感器組合。在某些 情況下，流量傳感器10可以是通過本申請的受讓人可獲得的微橋或Microbrick?傳感器組 件，但是這并非必須。例如，在美國專利號4, 478, 076 ;4, 478, 077 ;4, 501，144 ;4, 581，928 ; 4, 651, 564 ；4, 683, 159 ；5, 050, 429 ；6, 169, 965 ；6, 223, 593 ；6, 234, 016 ；6, 502, 459 ； 7, 278, 309 ;7, 513, 149以及7, 647, 842中，公開了被視為適合于測量流體流14的質量流和 /或速度的一些說明性方法和傳感器配置。根據需要，預計流量傳感器10可以包括這些流 量傳感器配置和方法中的任一個。然而，人們通常會認識到，根據需要，流量傳感器10可以 是任何合適的流量傳感器。
[0012] 在說明性實例中，流動通道12可以經受流體流14的一系列流率。例如，流動通道 12可以包括高容量流體流、中間容量流體流、或低容量流體流。根據需要，實例流體流應用 能夠包括但不限于呼吸計、流量計、速度計、飛行控制、工業過程流、燃燒控制、天氣監控以 及任何其他合適的流體流應用。在某些情況下，流量傳感器10可以配置為感測與流過流動 通道的流體的流體流率相關的測量量。
[0013] 圖2為用于測量穿過流動通道12的流體流14的流率的說明性熱流量傳感器組件 10的示意圖。在本文中更詳細地進行描述，流動通道12可以限定三維流體流動路徑，該路 徑配置為減少影響流量傳感器10的性能的灰塵、微粒物質和/或其他污染物。在某些情況 下，并且雖然在圖2中沒有明確顯示，但是流動通道12可以限定在入口流動端口與流量傳 感器10之間的三維扭曲的流動路徑。在某些情況下，三維流動路徑可以構造成沿著X-Y-Z 坐標系的X軸、Y軸以及Z軸中的每個引導流體，并且在流過流動通道12時，可以促使流體 流加速和/或減速，沿著X-Y-Z坐標系的各個軸改變方向。當所述流體沿著三維流動路徑 流動時流體的加速度和/或減速度和/或至少一個方向變化可以促使在流體到達流量傳感 器10之前釋放并且收集在流體中的灰塵或其他微粒物質。在某些情況下，流動通道12還 可以構造成包括一個或多個微粒物質收集區域，用于收集從流體中釋放的灰塵和/或其他 微粒物質。減少在流量傳感器10處的灰塵和/或其他微粒物質可以在更長的時間段內提 供流量傳感器的更一致的、可靠的、精確的、可重復的和/或穩定的輸出。
[0014] 如圖2中所示,流量傳感器組件10可以包括一個或多個加熱元件(例如,加熱元件 16)和一個或多個傳感器元件18和20,用于感測在流動通道12中的流體的流率。此外，流 量傳感器組件10可以包括加熱元件16、位于加熱元件16的上游的第一傳感器元件18以及 位于加熱元件16的下游的第二傳感器元件20。雖然第一傳感器元件18顯示為位于加熱 元件16的上游，并且第二傳感器元件20顯示為位于加熱元件16的下游，但是這并非旨在 進行限制。預計在某些情況下，流動通道12可以是雙向流動通道，以便在某些情況下，第一 傳感器元件18位于加熱元件16的下游，并且第二傳感器元件20位于加熱元件16的上游。 在某些情況下，可以提供僅僅一個傳感器元件，并且在其他情況下，可以提供三個或多個傳 感器元件。在某些情況下，傳感器元件18和20都可以位于加熱元件16的上游(下游)。
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