用于感测流体介质的至少一个特性的传感器装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于感测流体介质(112)的至少一个特性的传感器装置(110)，所述流体介质尤其是内燃机的废气。所述传感器装置(110)包括用于接收至少一个传感器元件的至少一个保护壳体(114)，其中，至少一个可通流流体介质(112)的流动路径(128)设置在所述保护壳体(114)中。所述流动路径(128)具有至少三个转向部位(131、132、133、134、135、136)，所述流体介质(112)在这些转向部位经历至少90°角度的方向改变。根据本发明专利技术的传感器装置(110)对温度突变具有高的抵抗力，同时传感器元件受到大的动态性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
从现有技术已知用于感测流体介质的至少一个特性的传感器装置，所述流体介质优选是气体。属于此类的传感器装置具有至少一个传感器元件，所述传感器元件用于感测气体的至少一个参数、尤其是内燃机废气的至少一个特性，例如废气的组成部分的含量，尤其氧气含量、氮氧化物含量和/或气态碳氢化合物的含量。可用这类传感器装置感测的其它特性例如是流体介质的颗粒加载、温度和/或压力。这类传感器装置尤其能够是λ探头(或称氧气传感器)。λ探头优选被使用在内燃机的排气系中，主要用于感测废气中的氧气分压。例如在康拉德奈夫(KonradReif)编写的“机动车中的传感器(SensorenimKraftfahrzeug)”,SpringerVieweg出版社2012年第二版(2.Auflage)，第160至165页中描述了λ探头。这类传感器装置尤其在它的废气侧尖端具有突出到废气流中的保护壳体。所述保护壳体不仅用于针对安装时出现的机械负荷进行保护，也针对由于排气装置中出现的颗粒造成的机械负荷进行保护，以有目标地引导传感器装置内的流体介质向位于该传感器装置中的传感器元件流动；以及用于保护所述传感器元件免受废气中冷凝液影响且免受与此相关的传感器元件温度突变。尤其当由废气流形成冷凝液滴并且沉降到热的陶瓷传感器元件上时，发生所谓的“温度突变”，由此在该传感器元件的表面上产生局部温度差，该局部温度差能够导致该传感器元件中的高的热感应应力，该高的热感应应力可能最终引起该传感器元件受损或甚至毁坏。所述保护壳体通常构型为使在排气装置中出现的传感器装置液体负荷尽可能地降低到直到露点端点(Taupunktende)为止对传感器元件都没有损害的量。为了还进一步地保护传感器元件免受温度突变影响，传感器元件优选附加地设有用于隔热和/或用于液体接合的涂层。在此特别有利的是：所述涂层具有陶瓷成分，尤其氧化铝成分。但是在许多情况下对于保护壳体的要求都是矛盾的。在实际中尤其存在针对温度突变的强保护方面的要求与传感器装置高动态性方面的要求之间的目标冲突。这尤其意味着，保护壳体上的、可导致传感器元件的液体负荷减小的措施常常也同时导致传感器装置的动态性降低。这是由于：传感器元件附近的尽可能快的气体交换通常促进该传感器装置的动态性，而该传感器元件的液体负荷同时由此提高且通常由此使对温度突变的保护降低。在实践中，这意味着：在选择保护壳体时，以很大程度上令人满意的方式通常仅能满足所述两个要求(即，高动态性或对温度突变的强保护性)中的一个。所述保护壳体自身能够单件地或多件地实施，其中，多件式实施方案大多数具有内部壳体和包围该内部壳体的外部壳体，在所述内部壳体和所述外部壳体之间构成中间室，在该中间室中必要时存在另外的保护管。具有两个或三个保护管且因此也被称为双重保护管或三重保护管的保护壳体被特别频繁地使用。在这里，三重保护管与双重保护管相比通常具有更好的防温度突变性能。当然，从现有技术已知的三重保护管具有一系列的缺点。与双重保护管相比，在三重保护管中，气体流从保护壳体上的进入开口直到到达传感器元件所必须走过的流动路径通常更长。这种实施方案虽然有利于针对温度突变进行保护，但是由于更长的流动路径而大多对传感器装置的动态性产生不利影响。由于对动态性更严格的要求，现有技术中的三重保护管不再适于这类目标。此外，在三重保护管当前常用的结构的情况下，需要将内部壳体从参考空气室那侧置入到所述外部壳体中。基于由此所需的内部壳体直径限制，由于内部壳体中有限的可用空间而只可使用不具有附加的防温度突变保护涂层的传感器元件。然而，所述传感器元件所缺少的涂层使得允许从废气流加载给传感器元件的液体量显著减小。最终，三重保护管中的该常见布置导致，尽管具有附加的保护管，但由于传感器元件针对温度突变的保护性降低而使得整个传感器装置针对温度突变的保护性总体上仅微弱地提高或并没提高。EP2333534A2公开了一种用于感测流体介质的至少一个特性的传感器装置，该传感器装置设有用于接收至少一个传感器元件的保护壳体。可通流流体介质的流动路径位于该保护壳体内，所述流动路径从外部壳体中的进入开口经由中间室和内部壳体中的入内开口延伸向传感器元件，其中，保护壳体内的流动路径具有两个转向部位，所述流体介质在这两个转向部位上分别经历90°角度的方向改变。附加地，在保护壳体内部沿着所述流动路径设置有至少一个壁体，所述壁体这样布置并且设置用于接收以尽可能小的速度从所述壁体旁经过的流体介质中的热量。
技术实现思路
本专利技术提出一种用于感测流体介质、尤其内燃机废气的至少一个特性的传感器装置，该传感器装置至少很大程度上克服已知的限制和缺点。这种传感器装置尤其用于感测流体介质的至少一个特性，优选感测内燃机废气的特性，例如废气中的氧气含量、氮氧化物含量和/或气态碳氢化合物的含量。然而，也可设想感测流体介质的其它特性。所述传感器装置由于其构型尤其适用于在高温下使用，优选在从600℃至1000℃的范围中使用，然而并不局限于此。根据本专利技术的传感器装置包括至少一个保护壳体，所述保护壳体设置用于接收至少一个传感器元件且为此目的而至少部分地包围所述传感器元件。“保护壳体”在这里理解为一种装置，其设置用于保护所述传感器元件至少免受常见的、在装配该传感器装置时和/或在该传感器装置运行时出现的机械和/或化学负荷。所述保护壳体为此能够至少部分由刚性材料，尤其由金属和/或合金和/或陶瓷制成，尤其在用通常所用的力、例如通常所用的拧紧力固定保护壳体时，所述刚性材料不发生变形。所述保护壳体尤其可设置用于在外部至少部分包围传感器装置且因此为传感器装置的至少一部分提供外部构型。保护壳体尤其能够设置用于被完全或被部分地置入到流体介质中，例如被置入到内燃机排气系中。所述保护壳体可一件式、两件式、三件式或更多件式地实施。在一种优选构型中，所述保护壳体可两件式地实施并相应地具有单独的内部壳体，该内部壳体至少部分包围传感器元件，其中，内部壳体自身能够至少部分地被外部壳体包围。在该构型中，内部壳体和外部壳体可这样相对彼此布置：使得在内部壳体和外部壳体之间构成可被加载以废气的中间室，所述中间室优选可采用环状缝隙的形式。在特别优选的构型中，所述保护壳体可三件式地实施，其中，在内部壳体和外部壳体之间的中间室中可置入附加的中间保护壳体。可通流流体介质的流动路径位于所述保护壳体内部。“流动路径”理解本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于感测流体介质(112)的至少一个特性的传感器装置(110)，所述流体介质尤其是内燃机废气，所述传感器装置包括至少一个用于接收至少一个传感器元件的保护壳体(114)，其中，在所述保护壳体(114)内部设置有至少一个能被所述流体介质(112)流过的流动路径(128)，其特征在于，所述流动路径(128)具有至少三个转向部位(131，132，133，134，135，136)，所述流体介质(112)在所述转向部位上经历至少90°角度的方向改变。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.21 DE 102013221255.01.用于感测流体介质(112)的至少一个特性的传感器装置(110)，所
述流体介质尤其是内燃机废气，所述传感器装置包括至少一个用于接收至
少一个传感器元件的保护壳体(114)，其中，在所述保护壳体(114)内部
设置有至少一个能被所述流体介质(112)流过的流动路径(128)，其特征
在于，所述流动路径(128)具有至少三个转向部位(131，132，133，134，
135，136)，所述流体介质(112)在所述转向部位上经历至少90°角度的
方向改变。
2.根据前述权利要求所述的传感器装置(110)，其特征在于，所述流
动路径(128)中的转向部位(131、132、133、134、135、136)的数量为
至少四个或至少五个或至少六个。
3.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置(110)，其特征在于，
所述转向部位(131、132、133、134、135、136)设置用于，使得处于所
述流体介质(112)中的液体从所述流体介质(112)分离。
4.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置(110)，其特征在于，
内部壳体(120)包围所述传感器元件，其中，所述内部壳体(120)至少
部分被外部壳体(116)包围，其中，所述外部壳体(116)这样至少部分
包围所述内部壳体(120)：使得构成有中间室(122)，其中，所述外部壳
体(116)具有至少一个用于所述流体介质(112)的进入开口(126)，其
中，所述内部壳体(120)具有至少一个用于供所述流体介质(112)从所
述中间室(122)流出的入内开口(130)，其中，所述流动路径(128)从
所述进入开口(126)经由所述中间室(122)延伸向所述入内开口(130)。
5.根据前述权利要求所述的传感器装置(110)，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·伦奇勒，C·霍尔茨克内希特，M·布吕克，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE