專利名稱：可變模擬輸出壓力開關的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及一種壓力開關，更具體地，涉及一種輸出可變模擬信號的壓力開關。
背景技術：
壓力開關是一種通過周圍環(huán)境的壓力觸發(fā)開關動作的開關。壓力開關已經應用于各種機電設備中。典型的壓力開關具有隔片，隔片由諸如壓力作用下的空氣的媒介擠壓，當壓力達到特定值時，隔片通過快速動作使得壓力開關的開關觸點被致動而從關閉到開啟位置或從開啟到關閉位置，從而生成二進制輸出。
然而，在許多情況下，例如在現(xiàn)代控制系統(tǒng)中，期望利用一種開關，其提供模擬輸出從而該輸出根據所施加的壓力或真空而變化。因為常規(guī)開關的快速動作致動導致輸出二進制信號而非模擬信號，常規(guī)壓力開關無法滿足這種需要。例如，從關閉到開啟位置或從開啟到關閉位置的快速動作致動無法使得輸出與所施加的壓力或真空大致成比例。

發(fā)明內容
本發(fā)明披露了輸出可變模擬信號而非二進制信號的壓力開關使得該輸出根據所施加的壓力或真空而變化的實施例。這種壓力開關設備能夠在其中集成有附加機構，除了該開關提供可變模擬輸出之外，該機構致動提供二進制輸出的離散開關。
根據本發(fā)明所披露的一個方面，提供一種可變模擬壓力開關，其中用響應于壓力而被致動的光學機構代替快速動作機構。
在一個實施例中，開關所提供的模擬輸出根據光學機構內的光電檢測器檢測到的光而變化。該實施例中的光學機構包括閘板狀設備，該閘板狀設備響應于周圍環(huán)境的壓力逐漸切斷沿檢測器方向提供的光。光電檢測器提供輸出(例如電壓值)，該輸出根據光電檢測器(例如線性地或單調地)檢測到的光量而變化。


參照附圖，從下面的詳細描述中能夠更容易地理解本發(fā)明所披露的特征，其中圖1是根據本發(fā)明所披露的實施例的可變模擬輸出壓力開關的剖視圖；圖2是根據本發(fā)明所披露的另一實施例的可變模擬輸出壓力開關的剖視圖；以及圖3是根據本發(fā)明所披露的又一實施例的可變模擬輸出壓力開關的剖視圖；具體實施方式
參照附圖所描述的實施例和優(yōu)選實施方式，為了表達清楚采用特定的術語。然而，該專利說明書所披露的內容并不限于所選用的特定術語，應當理解每個特定元件包括以相似方式運作的所有技術性等價物。
現(xiàn)在將參照圖1論述一種具有光學機構的壓力開關100的實施例。當流體(例如空氣)進入壓力口2并在隔片4上施加壓力或力時，壓力開關100的電氣開關發(fā)生作用。隔片4耦聯(lián)到柱塞8。彈簧6抵接柱塞8的內表面。彈簧6產生的彈力抵抗由螺釘14控制的柱塞8?？烧{節(jié)螺釘14從而根據所需壓力而增加或減少彈力，在所需壓力下，壓力開關100做出響應。因此，總體上，當通過隔片傳遞的力超過彈力時，柱塞將沿著從隔片朝向彈簧的方向運動(即，被壓下)。
發(fā)光二極管(LED)10和光電檢測器12彼此相對地設置在柱塞8的相反的側部，從而光電檢測器12檢測從發(fā)光二極管10來的光量。光電檢測器12根據檢測到的光量提供輸出。當柱塞8未被壓下從而使光從發(fā)光二極管10完全向光電檢測器12傳輸時，壓力開關100處于未啟動狀態(tài)。當力施加到隔片4上時，柱塞8隨著其被壓下逐漸移動以充當閘板并阻擋發(fā)光二極管10生成的光到達光電檢測器12。因此，壓力開關10能夠輸出基于光電檢測器12檢測到的光量的可變電壓。
現(xiàn)在將論述具有光學機構的壓力開關的另一實施例(圖2)。在進入壓力口22的流體(例如空氣)所產生的壓力的作用下，壓力開關200的電氣開關發(fā)生作用，壓力口22導通流體而在隔片24上施加力。隔片24耦聯(lián)到柱塞28。彈簧26抵接柱塞28的內表面。彈簧26產生的彈力抵抗由螺釘34控制的柱塞28。螺釘34可調節(jié)成根據所需壓力而增加或減少彈力，在所需壓力下，壓力開關200做出響應。
光電管30設置在與柱塞28相鄰的位置，從而隨著柱塞28被壓下，附接到柱塞28的閘板32能夠逐漸阻擋來自光源(未示出)的光到達光電管30。當柱塞28沒有受到壓下從而使光完全傳輸到光電管30時，壓力開關200處于未啟動狀態(tài)。當力施加到隔片24上時，柱塞28受到壓下致使彈簧26壓縮并使閘板32逐漸阻擋光向光電管30傳輸。壓力開關200提供基于光電管30檢測到的光量的可變輸出。
彈簧36抵接柱塞28的外表面。彈簧36產生的彈力抵抗柱塞38的外表面。隨著隔片24上的壓力減小，彈簧36通過將其彈力施加到柱塞28的外表面充當退動(deactuation)裝置。隨著彈簧36迫壓柱塞28，閘板32允許更多的光到達光電管30，因此，壓力開關200回復到退動狀態(tài)。
現(xiàn)在將參照圖3論述具有光學機構的壓力開關的又一實施例。當進入壓力口42的流體產生的壓力超過一定值并向隔片44施加相應的力時，壓力開關300的電氣開關發(fā)生作用。隔片44附接到柱塞52。彈簧46抵接柱塞52的內表面。彈簧46產生的彈力抵抗由螺釘58控制的柱塞52。螺釘58可調節(jié)成根據所需壓力而增加或減少彈力，在所需壓力下，壓力開關300做出響應。
光電管48設置在與柱塞52相鄰的位置，從而當柱塞52被壓下時，附接到柱塞52的閘板50能夠阻擋光到達光電管48。當柱塞52沒有被壓下從而使光完全傳輸到光電管48時，壓力開關300處于未啟動狀態(tài)。當力施加到隔片44上時，柱塞52被壓下致使閘板50逐漸阻擋光向光電管48傳輸。壓力開關300提供基于光電管48檢測到的光量的可變模擬輸出。
用于離散開關56的致動器54抵接柱塞52的外表面。當柱塞52沒有充分地被壓下時，致動器54沒有啟動且離散開關56處于關閉位置(或者，可替代地，開啟位置)。當柱塞52充分地被壓下時，致動器54將離散開關56致動到開啟位置(或者，可替代地，關閉位置)。當離散開關56被致動時，其輸出二進制信號。通過將離散開關56集成到壓力開關300中，使用者擁有提供模擬輸出和二進制輸出的雙重功能。
應當理解的是上述論述是說明性的，僅用于說明具有光學機構的壓力開關的示例性實施方式。
例如，當發(fā)光二極管用于一種示例性實施方式時，也能夠可替代地使用其他已知光源(例如，激光二極管、光電二極管等)。相似地，當光電管用作光電檢測器時，諸如光電晶體管等的其他光檢測設備也能夠用作光電管的替代物。此外，顯然能夠可替代地使用除圖1至3所示的壓力響應致動機構之外的壓力響應致動機構。
圖1至3示出一些優(yōu)選的實施方式。然而，顯然，本發(fā)明所披露的具有光學機構的壓力開關能夠包括下列組件。光學機構包括光源和光檢測器，二者的位置相對地設置成使得光檢測器檢測來自光源的光量。該開關也包括壓力響應致動設備，其使閘板設備逐漸平移(或轉動或移動)到光源和光檢測器之間的光路中的位置上。當閘板逐漸進入光路時，檢測器檢測到的光量減少。檢測器提供根據其檢測到的光量而變化的模擬輸出。
上述具體實施例和實施方式是說明性的，在不偏離本發(fā)明所披露的內容的精神或不偏離所附的權利要求的保護范圍的情況下，能夠將許多變型引入這些實施方式中。例如，在本發(fā)明所披露的內容和所附的權利要求的保護范圍內，不同的說明性實施方式的元件和/或特征可相互結合和/或相互替代。
權利要求
1.一種壓力開關，包括隔片，其用于檢測壓力變化；柱塞，其耦聯(lián)到所述隔片，其中所述柱塞由于在所述隔片上所施加的壓力而被壓下；以及光源，其位于所述柱塞一側；和光電檢測器，其位于所述柱塞相反側以檢測來自該光源的光量；其中，所述開關提供根據所述光電檢測器檢測到的光量而變化的模擬輸出。
2.如權利要求1所述的壓力開關，進一步包括閘板，其位于所述柱塞上，其中所述閘板隨著所述柱塞被壓下而阻擋光到達該光電檢測器。
3.如權利要求1所述的壓力開關，其中，隨著所述柱塞被壓下，該柱塞移動到所述光源和所述光電檢測器之間的光路中，從而該柱塞用作閘板以減少到達該光電檢測器的光量。
4.如權利要求1所述的壓力開關，進一步包括抵接所述柱塞外表面的第一彈簧，其中，當所述隔片上的壓力減小時，所述第一彈簧的彈力迫使所述柱塞回復到最初未被壓下的位置。
5.如權利要求4所述的壓力開關，進一步包括抵接所述柱塞內表面的第二彈簧，其中，所述第二彈簧施加抵抗所述柱塞的彈力，通過操作螺紋件能夠調節(jié)該第二彈簧的所述彈力。
6.如權利要求1所述的壓力開關，進一步包括抵接所述柱塞內表面的彈簧，其中所述彈簧施加抵抗所述柱塞的彈力，通過操作螺釘能夠調節(jié)該彈力。
7.如權利要求1所述的壓力開關，其中，所述光電檢測器包括光電管。
8.如權利要求1所述的壓力開關，其中，所述光電檢測器包括光電晶體管。
9.如權利要求1所述的壓力開關，其中，所述光源包括發(fā)光二極管。
10.一種壓力開關，包括光源和光電檢測器，所述光源和所述光電檢測器的位置相對地設置成使得所述光電檢測器檢測來自所述光源的光量；隔片，其用于檢測壓力變化；柱塞，其耦聯(lián)到所述隔片，其中，致動器抵接所述柱塞的外表面；以及閘板，其位于所述柱塞上；其中，所述閘板隨著所述柱塞被壓下而阻擋來自該光源的光到達該光電檢測器；其中，當所述柱塞由于施加到所述隔片上的壓力而被壓下時，所述可變輸出壓力開關輸出與所述光電管檢測到的光成比例的電壓，以及其中，當所述柱塞被完全壓下時，所述離散開關輸出二進制信號。
11.如權利要求10所述的壓力開關，進一步包括離散開關，其位于所述可變模擬輸出壓力開關內，其中，當所述柱塞被完全壓下時，所述離散開關輸出二進制信號。
12.一種壓力開關，包括光學機構，其包括光源和光檢測器，所述光源和所述光檢測器的位置相對地設置成使得所述光檢測器檢測來自所述光源的光量；閘板；以及壓敏致動設備，其響應于施加到其上的壓力使所述閘板從不在所述光源和所述光檢測器之間的光路中的第一位置逐漸移動到在所述光路中的第二位置，其中，所述檢測器提供根據其檢測到的光量而變化的模擬輸出。
13.如權利要求12所述的壓力開關，進一步包括一機構，當所述致動設備所響應的所述壓力減小時，該機構用于使該閘板回復到不在所述光源和所述光檢測器之間的光路中的所述第一位置。
全文摘要
一種可變模擬輸出壓力開關，其具有附接到柱塞的隔片，控制由光電管或光電檢測器檢測到的光量的柱塞，輸出與施加到隔片上的壓力大致成比例的電壓的光電管或光電檢測器。
文檔編號H03K17/94GK101047078SQ20071008697
公開日2007年10月3日 申請日期2007年3月27日 優(yōu)先權日2006年3月27日
發(fā)明者史蒂夫·西弗森 申請人:微氣動邏輯有限公司