传感器模块以及用于传感器模块的电极制造技术

本发明专利技术涉及一种用于测量电变量的传感器模块(10)，所述传感器模块具有至少一个设置在由电绝缘的材料构成的壳体(58)中的电极(12，13)，所述电极能够经由连接电缆(45)连接到电测量装置上，其中电极具有设置在由碳材料构成的内部的接触板和外部的接触板(26、27)之间的传感器元件，所述传感器元件与连接电缆连接，其中电极的外部的接触板(27)设置在壳体的外面中。

Sensor module and electrode for sensor module

The invention relates to a sensor for measuring module of the electrical variables (10), the sensor module has at least one shell which is arranged on an electrically insulating material (58) of the electrode (12, 13), the electrode can connect via cable (45) connected to the electrical measuring device, wherein the electrode plate is arranged on the contact with carbon material composed of internal and external contact plate (26, 27) between the sensor element, the sensor element is connected with the connecting cable, wherein the contact plate of the external electrode (27) is arranged at the outside.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】传感器模块以及用于传感器模块的电极
本专利技术涉及一种用于测量电变量的传感器模块以及一种相应的电极，所述传感器模块具有至少一个设置在由电绝缘的材料构成的壳体中的电极，所述电极能够经由连接电缆连接到电测量装置上。
技术介绍
开始提及类型的传感器模块能够用于在固态环境中、例如在土壤中确定局部的电变量，例如电阻、电流强度或者电压。因为土壤中的众所周知的电变量、例如电阻与土壤的成分、特别是与土壤中的土壤构成和液体含量或者液体分布相关地发生改变，所以例如使用这类传感器模块，以便检测垃圾堆放场的和存放点的密封装置中的泄漏。根据垃圾堆放场存放物质的类型，在此，传感器模块暴露于部分显著侵蚀性的环境，使得除了传感器模块的接触表面的良好的导电性以外，对于传感器模块的功能可靠性而言重要的是，所述传感器模块证实为是化学耐久的。除此之外，当然对于开始提及类型的传感器模块的功能可靠性而言十分重要的是，所述传感器模块具有足够的机械稳定性，以便承受住在土壤中出现的机械负荷。
技术实现思路
因此，本专利技术基于下述目的，提出一种传感器模块，所述传感器模块除了良好的电接触性、即小的接触电阻以外还具有大的化学耐久性并且除此之外还具有大的机械稳定性。这些要求当然尤其涉及设置在传感器模块中的电极，所述电极直接接触环境进而相应地直接经受环境影响。为了实现所述目的，根据本专利技术的用于测量电变量的传感器模块具有至少一个电极，所述电极具有传感器元件并且所述电极能够经由连接电缆连接到电测量装置上，所述连接电缆与传感器元件连接，其中电极设置在由电绝缘的材料构成的壳体中并且传感器元件设置在由碳材料构成的内部的接触板和外部的接触板之间，其中电极的外部的接触板设置在壳体的外面中。根据本专利技术的电极用于在根据本专利技术的传感器模块中应用，其中电极具有设置在由碳材料构成的内部的接触板和外部的接触板之间的传感器元件。根据本专利技术，传感器模块的电极具有设置在由碳材料构成的内部的接触板和外部的接触板之间的传感器元件，所述传感器元件与连接电缆连接，其中电极的外部的接触板设置在壳体的外面中。通过将能够例如由曲折形地构成的传感器导线构成的传感器元件设置在由碳材料构成的两个接触板之间，能够实现传感器元件的下述安置，所述安置除了良好的导电性以外还提供对灵敏的传感器元件的机械保护，并且除此之外，所述安置对于传感器元件的功能作用而言也在化学侵蚀性的环境中具有重要的化学耐久性。优选地，传感器元件能够由无腐蚀性的材料形成或者由设有无腐蚀性的覆层的材料形成。例如，传感器元件能够具有金覆层。因此，整体上，通过传感器元件夹层状地容纳在由碳构成的接触板之间，相对于机械的和化学的应力对传感器元件的保护性的屏蔽是可能的，以及同时在朝向接触板的例如由土壤形成的周围区域和设置在接触板之间的传感器元件之间的可靠的电接触也是可能的。导电板当然尤其适合于用作为接触板，所述导电板作为气密的并且液密的板在热压法中由碳材料制造，所述碳材料具有由热固性塑料和碳颗粒组成的混合物，并且所述导电板在成型过程后是碳化的并且是防水的以实现气密性和液密性。这类特征在于高的形状稳定性的板的制造在WO2000/016424中描述，其公开内容在此并入本文。有利地，传感器元件在这类板成型时就已经能够设置在接触板的碳材料中，使得在制成的接触板中，传感器元件嵌入地容纳在接触板中。为了能够实现传感器元件在接触板之间的限定的设置，有利的是，为了将传感器元件设置在接触板之间，构成在接触板的连接平面中构成的容纳腔。为了能够实现在传感器元件和接触板之间的尽可能可靠的接触，用于嵌入传感器元件的容纳腔能够由能导电的填充料填充，其中碳例如在构成为所谓的“捣料(Stampfmasse)”时对此是特别适合的，所述捣料在将传感器元件设置在容纳腔中之后能够填入到容纳腔中并且在所述容纳腔中密封，使得能够实现在传感器元件和由碳构成的接触板之间的尤其小的接触电阻。也尤其有利的是，容纳腔通过在至少一个接触板表面中的匹配于传感器元件的结构的凹部构成，其中容纳腔优选通过接触板表面中的铣削部来构成。电极的尤其可靠并且受保护的设置在下述情况下是可能的：电极设置在壳体的承载板的一侧上时，使得电极的接触板设置在承载板表面中的电极容纳部中。如果电极容纳部设有在电极容纳部的容纳部底部上构成的支撑边缘，使得内部的接触板设置在容纳部底部上并且外部的接触板设置在支撑边缘上，那么在电极和壳体或者承载板之间的尤其可靠的连接是可能的。为了将电极或者接触板固定在承载板上以及同时为了相对于周围密封电极而有利的是，在外部的接触板和承载板表面中的电极容纳部的开口边缘之间形成的边缘间隙由不传导的、硬化的塑料材料填充。为了进一步加强电极和承载板之间的粘附性的附着，电极容纳部的底部以及必要时附加地还有支撑边缘也能够设有由不传导的、硬化的塑料材料构成的覆层，使得电极的最大可能的表面粘附性地与承载板连接。特别是为了借助于仅一个传感器模块来执行对电势差的测量，有利的是，传感器模块具有两个在壳体中彼此电绝缘的电极，所述电极能够经由连接电缆连接到电测量装置上，其中电极的传感器元件分别与连接电缆连接，并且每个电极的各一个外部的接触板设置在壳体的外面中。由此，应用两个独立的传感器模块能够由应用仅一个设有两个电极的传感器模块来代替。在两个电极尤其有利地相对设置的情况下，电极位于壳体的承载板的两个彼此相对置的侧上，使得电极的接触板分别设置在承载板表面中的电极容纳部中。因此，例如在将承载板集成到用于平坦密封的介质或者密封元件中时，所述密封元件能够被持久地监控。对于将电极以抵抗外部影响密封的方式容纳到传感器模块的壳体中而言尤其有利的是，承载板邻近承载板表面中的彼此相对置地设置的电极容纳部具有用于容纳在连接电缆的连接端部和传感器元件的传感器导线端部之间建立的电缆连接部的电缆容纳部，其中为了建立连接电缆与传感器导线端部的连接，电极容纳部经由电缆穿引部与电缆容纳部连接。为了将连接电缆固定在电缆容纳部中或者固定在传感器模块的壳体上，证实为有利的是，电缆容纳部由不传导的、硬化的塑料材料填充。特别是对于下述情况：为了填充电缆容纳部以及必要时为了填充在电极的外部的接触板和承载板之间构成的边缘间隙，应使用与承载板的材料不同的材料，即例如在下述情况下：为承载板使用聚乙烯、特别是高密度的聚乙烯(HDPE)并且为填充材料使用聚氨酯(PU)材料，有利的是，承载板至少在具有电缆容纳部的表面上设有覆层，即例如设有塑料薄膜，所述塑料薄膜在为承载板选择聚乙烯作为材料的情况下有利地构成为聚乙烯薄膜。因此，承载板例如能够焊入到作为持久的监控传感装置的薄膜系统中。与用于构成开始提及类型的传感器模块的应用无关地，根据本专利技术构成的在由碳材料构成的内部的接触板和外部的接触板之间具有传感器元件的电极具有开始描述的主要的优点，即这类电极由于通过接触板对传感器元件的屏蔽并且由于接触板本身的有利的电特性在化学侵蚀性的环境中证实为是尤其运行可靠的。不仅根据本专利技术的传感器模块、而且根据本专利技术的电极——特别是由于所使用的碳材料——适合于在医疗技术中的应用。在此，特别是在相应构成的具有向外密封地容纳在承载板的电极容纳部中的一个或多个电极的传感器模块的情况下，可以考虑在体液中的应用。附图说明在下文中根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量电变量的传感器模块(10)，所述传感器模块具有至少一个电极(12，13)，所述电极具有传感器元件(28)并且所述电极能够经由连接电缆(45)连接到电测量装置上，所述连接电缆与所述传感器元件连接，其特征在于，所述电极设置在由电绝缘的材料构成的壳体(58)中并且所述传感器元件(28)设置在由碳材料构成的内部的接触板(26)和外部的接触板(27)之间，其中所述电极的所述外部的接触板(27)设置在所述壳体的外面中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.04 DE 102011083989.51.一种用于测量电变量的传感器模块(10)，所述传感器模块具有至少一个电极(12，13)，所述电极具有传感器元件(28)并且所述电极能够经由连接电缆(45)连接到电测量装置上，所述连接电缆与所述传感器元件连接，其特征在于，所述电极设置在由电绝缘的材料构成的壳体(58)中并且所述传感器元件(28)设置在由碳材料构成的内部的接触板(26)和外部的接触板(27)之间，其中所述电极的所述外部的接触板(27)设置在所述壳体的外面中。2.根据权利要求1所述的传感器模块，其特征在于，所述内部的接触板(26)和所述外部的接触板(27)为了设置所述电极(12，13)而具有在所述内部的接触板(26)和所述外部的接触板(27)的连接面(60)中构成的容纳腔(32)。3.根据权利要求2所述的传感器模块，其特征在于，所述容纳腔(32)为了所述传感器元件(28)的嵌入而由能导电的填充料填充。4.根据权利要求3所述的传感器模块，其特征在于，作为所述能导电的填充料应用含碳的粉末(35)。5.根据权利要求2所述的传感器模块，其特征在于，所述容纳腔(32)通过在所述内部的接触板(26)和所述外部的接触板(27)的至少一个接触表面(31)中的匹配于所述传感器元件(28)的结构的凹部构成。6.根据权利要求5所述的传感器模块，其特征在于，所述容纳腔(32)通过所述内部的接触板(26)和所述外部的接触板(27)的所述接触表面(31)中的铣入部构成。7.根据权利要求1所述的传感器模块，其特征在于，所述电极(12，13)设置在所述壳体(58)的承载板(11)的侧部(14，15)上，使得所述电极的所述内部的接触板(26)和所述外部的接触板(27)设置在承载板表面(16)中的电极容纳部(17，18)中。8.根据权利要求7所述的传感器模块，其特征在于，所述电极容纳部(17，18)设有在容纳部底部(19)上构成的支撑边缘(20)，使得所述内部的接触板(26)设置在所述容纳部底部上并且所述外部的接触板(27)设置在所述支撑边缘上。9.根据权利要求7所述的传感器模块，其特征在于，为了在所述承载板(11)的所述电极容纳部(17，18)中密封所述电极(12，13)并且固定所述内部的接触板(26)和所述外部的接触板(27)，在所述外部的接触板(27)和所述承载板表面(16)中的所述电极容纳部的开口边缘(41)之间形成的边缘间隙(43)由不传导的、硬化的塑料材料(40)填充。10.根据权利要求7所述的传感器模块，其特征在于，为了测量电势差或者电阻，在所述壳体(58)中彼此电绝缘地设置有两个电极(12，13)，所述电极能够经由连接电缆(45)连接到电测量装置上，其中所述电极的所述传感器元件(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：格哈德·登纳，维尔纳·普拉奇，
申请(专利权)人：维也纳顺克股份有限公司，奥地利泰克普勒股份有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT