传感器及用于制造所述传感器的方法技术

本发明专利技术涉及传感器及用于制造所述传感器的方法。本发明专利技术涉及传感器和制造这种传感器的方法，该传感器特别是传导性的电导率传感器，以确定测量变量、特别是介质的电导率，包括：过程接口，该过程接口主要成形为中空圆柱体，并且由金属、特别是不锈钢制成，过程接口具有至少两个内部段；主要圆柱形形状的传感器元件，该传感器元件主要由陶瓷制成，设有第一部分和第二部分，该第一部分用于将传感器元件引入过程接口中，传感器元件借助该第二部分从过程接口伸出，其中传感器元件的第一部分具有至少两段，其中过程接口和传感器元件的相应的第一段被设计为压配合，并且过程接口和传感器元件的相应的第二段产生间隙。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种传感器和一种用于制造所述传感器的方法，该传感器特别是导电的电导率传感器，以确定测量变量特别是介质的电导率。
技术介绍
例如来自WO 2010/072483的传导性的电导率传感器是从现有技术公知的。后者包括至少两个电极，其浸入到待测介质中用于测量。为了确定介质的电解电导率，人们确定介质中的电极测量路径的电阻或者导纳。如果电池常数是已知的，该信息然后用于检测测量介质的电导率。电极经由线路或者电缆连接到测量变送器上。后者然后用于基于测量数据来确定电导率。电极嵌入到传感器元件中。传感器元件依次连接到过程接口。这种传感器元件和过程接口的组合在下面被称为“传感器”。过程连接用于将传感器连接到待测介质。该过程接口可以例如经由配件引入到介质中，例如快速更换配件。在现有技术下，在传感器元件和过程接口之间的连接点处，边缘，隆起、毛刺，和其它不规则性出现在传感器上。污物、尘土和介质可能粘到这些区域上。结果，这些传感器不适于卫生的要求。本专利技术致力于供给符合卫生要求的传感器的任务。特别是，符合对于直接食品接触的FDA、USP Class V1: 3A和EHEDG的卫生要求。
技术实现思路
该任务由传感器解决，该传感器带有:过程接口，该过程接口主要成形为中空圆柱体，并且由金属、特别是不锈钢制成，该过程接口具有至少两个内部段;和主要的圆柱形的传感器元件，该传感器元件主要由陶瓷制成，设有第一区域和第二区域，该第一区域将传感器元件引入过程接口中，传感器元件借助该第二区域从过程接口伸出；其中传感器元件的第一区域具有至少两段，过程接口和传感器元件的相应的第一段被设计为压配合，并且过程接口和传感器元件的相应的第二段产生间隙。结果，传感器元件可以被引入到过程接口中，而没有边缘、隆起和毛刺，通常没有不规则性，以从而满足标准的卫生要求。在一个有利的进一步演变中，将间隙设计为接收粘结剂，并且传感器元件被粘结到过程接口上。这增强了传感器元件和过程接口的连接。在一个优选的布置中，过程接口具有至少一个内部圆柱形的第一段和第二段，第一段具有第一内径，并且第二段具有第二内径，其中第二段布置在过程接口的一个端部，并且第二内径大于第一内径。有利的，传感器元件的第一部分以至少一个圆柱形的第一段和圆柱形的第二段为特征，使第一段具有第一外径，并且第二段具有至少一个第二外径，使传感器元件的第一外径主要与过程接口的第一内径对应，并且对于传感器元件的第一段和过程接口的第一段设计用于压配合。优选的是传感器元件的第二段和过程接口的第二段产生间隙。由于传感器元件和过程接口的圆柱形的形式，间隙关于公共的圆柱体轴线轴向延伸。在一个优选的进一步的演变中，间隙被设计为传感器元件的第二段中的沟槽，其中特别是第二外径小于第一外径。这易于制造并且允许粘结剂的接收。在一个有利的布置中，过程接口部分具有至少第一外径以及第二外径，其中过程接口在一个端部包括第二外径，并且其中第二外径大于第一外径。通过将较大的外径磨削和/或车削(参见以下)到较小的外径上，可以获得符合卫生要求的传感器元件和过程接口之间的过渡。在一个有利的实施例中，传感器元件包括至少两个、优选的四个金属电极，并且传感器元件以这种方式设计，使得至少一个电极的前面与介质接触。有利的，电极设计用于测量测量变量、特别是电导率，并且经由传感器元件和过程接口连接到数据处理单元。这允许使用适当的测量电子器件的测量变量的确定。通过制造传感器的过程进一步解决该任务，传感器包括过程接口和传感器元件，包括以下步骤:制造过程接口，该过程接口主要成形为中空圆柱体，并且由金属、特别是不锈钢制成，其中过程接口具有至少两个内部段;制造主要圆柱形形状的陶瓷的传感器元件，该传感器元件设有第一部分和第二部分，该第一部分将传感器元件引入过程接口，该第二部分使传感器元件从过程接口伸出，其中传感器元件第一部分具有至少两段，使过程接口和传感器元件的相应的第一段被设计为压配合，并且过程接口和传感器元件的相应的第二段产生间隙；对过程接口和传感器元件去除油脂；以及通过将粘结剂至少引入间隙中并且将传感器元件引入过程接口中，通过粘结将传感器元件结合到过程接口中。该方法此外优选的包括以下步骤:在烤箱中热处理传感器。由此将粘结剂干燥。在一个有利的进一步的演变中，过程接口至少部分以第一外径和第二外径为特征，其中过程接口在一个端部包括第二外径，并且其中第二外径大于第一外径。该方法优选地进一步包括以下步骤:磨削和/或车削具有第二外径的过程接口的端部，以及将传感器元件的第二部分磨削到过程接口的第一外径和/或研磨过程接口的端部和传感器元件的第二部分。通过将较大外径磨削和/或车削到较小外径，可以获得符合卫生要求的传感器元件和过程接口之间的过渡。过渡没有边缘、间隙，隆起等。传感器元件优选地包括至少两个电流电极以及两个电压电极，使交变电流被施加在电流电极之间，其中特别是借助于无电流测量来测量电压电极之间产生的电位差，其中所施加的交变电流和所测量的电位差被用于确定测量变量、特别是介质的电导率。【附图说明】参考以下的附图进一步说明本专利技术，它们示出:图1根据本专利技术的传感器的概览，图2传感器的一个过程接口，图3传感器的一个传感器元件，以及图4a/b/c根据本专利技术的传感器的剖视图(图4a)，过程接口的端部的磨削之前(图4b)和之后(图4c)的侧视图。在附图中，相同的特征用相同的附图标记表示。【具体实施方式】根据本专利技术的传感器整体用附图标记I表示并且示出在图1中。将基于电导率传感器、特别是基于传导性的电导率传感器解释本专利技术。潜在的想法可以同样适用于使用金属电极的其他类型传感器。来自过程自动化的领域的各种各样的传感器诸如PH传感器、安培传感器等是可以想象的。传感器I包括传感器元件3和过程接口2 ο传感器元件3由技术陶瓷诸如二氧化锆、通常非导电材料制成。在一个实施例中，二氧化锆通过镁、铝或铱而稳定。过程接口 2由金属、特别是不锈钢制成。过程接口 2可用于将传感器I附接到容器4。例如由铂制成的金属电极9嵌入到传感器元件3中，更精确的嵌入到凹槽10中。电极9和传感器元件3共同形成复合材料，即例如它们已经被烧结在一起。这防止任何介质渗入电极9和传感器元件3之间的传感器I的内部。在传感器元件3的前侧，电极9的前侧是自由的，并且在电导率测量过程中与待测介质5接触。优选的，电极9和传感器元件3的前侧齐平；然而，在一个实施例中，电极9还可以从传感器元件3中伸出，或者布置成传感器元件3上更加凹进。图1示出测量容器4中介质5的传感器I。该容器4可以为盆、管道、管线等。设备(未示出)用于将传感器I附接到容器4上，诸如托架或者配件，例如，快速更换配件。基本上，能够是传导性的电导率传感器的两种实施例，即带有两个或者带有四个电极9。图1示出带有两个电极9的布置。在测量模式过程中，对两个电极9都施加交变电流。通过浸入到介质5中的传感器I使用连接到电极9的测量变送器8来确定阻抗。电极9经由传感器元件3和连接到传感器元件3的过程接口 2用连接端子诸如电缆连接到接口 6上。接口 6或者同样包括接口 6的电缆将电极9与测量变送器8连接。接口 6可以被设计为电隔离的、例如电感接口。将传感器的电池常数考虑在内，可以确定介质5的特定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器(1)，特别是传导性的电导率传感器，用以确定测量变量、特别是介质(5)的所述电导率，包括：‑过程接口(2)，所述过程接口(2)主要成形为中空圆柱，并且由金属、特别是不锈钢制成，其中，所述过程接口(2)包括至少两个内部段(2.1、2.2)，‑主要圆柱形形状的传感器元件(3)，所述传感器元件(3)主要由陶瓷制成，设有第一部分(3.1)和第二部分(3.2)，所述第一部分(3.1)将所述传感器元件(3)引入所述过程接口(2)中，所述传感器元件(3)借助所述第二部分(3.2)从所述过程接口(2)伸出，其中，所述传感器元件的所述第一区域(3.1)具有至少两段(3.1.1、3.1.2)，所述过程接口(2)和所述传感器元件(3)的相应的所述第一段(2.1、3.1.1)被设计为压配合，并且所述过程接口(2)和所述传感器元件(3)的相应的所述第二段(2.2、3.1.2)产生间隙(11)。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·舍夫林，斯特凡·布施纳科斯基，
申请(专利权)人：恩德莱斯和豪瑟尔测量及调节技术分析仪表两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE