本发明专利技术涉及一种用于感测流体介质(112)、尤其是内燃机废气的至少一个特性的传感器装置(110)，以及一种用于提供这种传感器装置(110)的方法。传感器装置(110)包括用于将至少一个传感器元件接收在内壳体(120)中的至少一个保护壳体(114)，其中，内壳体(120)至少部分由外壳体(116)围绕。根据本发明专利技术，外壳体(116)借助于尤其在区段(130)上的挤压配合(132)相对于内壳体(120)固定。根据本发明专利技术的传感器装置(110)在传感器装置具有高动态性能的情况下同时具有高热冲击抗性并且能够提供保护壳体(114)的定向结构。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于感测流体介质至少一个特性的传感器装置和用于提供这种传感器装置的方法
本专利技术涉及一种用于感测流体介质至少一个特性的传感器装置和一种用于提供这种传感器装置的方法。
技术介绍
由现有技术公知用于感测流体介质、优选气体的至少一个特性的传感器装置。具有至少一个传感器元件的传感器装置属于此类，该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，例如废气组分的含量、尤其是氧气含量、氮氧化物含量和/或气态碳氢化合物含量。可以通过这种传感器装置来感测的其他特性例如为流体介质的微粒负荷、温度和/或压力。这种传感器尤其可以是λ探测器。λ探测器优选被使用在内燃机的排气管路中，主要是为了感测废气中的氧气分压力。λ探测器例如在KonradReif(编者)：机动车中的传感器(SensorenimKraftfahrzeug)，2012年第2版，Springer出版社，第160-165页中阐述。这种传感器装置尤其在它的废气侧的顶端具有保护壳体，该保护壳体伸入到废气流中。保护壳体自身可以单件式或多件式地实施，其中，多件式的实施大多数具有内壳体和围绕内壳体的外壳体，在内壳体与外壳体之间构造有中间空间，必要时另外的保护管位于该中间空间中。具有两个保护管(这两个保护管也因此被称为双保护管)的保护壳体特别频繁地被使用。保护壳体为了传感器装置内部的流体介质到位于传感器装置中的传感器元件的针对性流动导向而用于防止在装入时和通过排气设备中出现的微粒所产生的机械载荷的影响，以及用于保护传感器元件来防止来自废气的冷凝液和与此有关的传感器元件的热冲击的影响。当冷凝液滴由废气流构成并且沉积到热陶瓷传感器元件上，由此在传感器元件的表面上产生局部温度差时，则尤其出现所谓的“热冲击”，该温度差可能导致在传感器元件中的高热感应应力，该应力最终可能导致传感器元件的损伤或甚至破坏。因此，保护壳体通常以一方式构型，以便将在排气设备中出现的对传感器装置的液体负载尽可能降低到对于传感器元件在很大程度上不造成损害的数量。但是在许多情况下，对保护壳体的要求是相反的。在实际中，关于高热冲击保护而言的要求和关于传感器装置高动态性能而言的要求之间尤其存在着目标冲突。这尤其意味着，能够通过流体导致传感器元件的负载减小的、在保护壳体上的措施通常同时导致传感器装置的动态性能降低。这由此引起，即，传感器元件附近的尽可能快的气体交换通常促进传感器装置的动态性能，而由此同时提高传感器元件的液体负载，由此通常削弱热冲击保护。这实际上意味着，在所选取的保护壳体中通常只能以在很大程度上令人满意的方式满足两个要求中的一个要求，即高动态性能或高热冲击保护。在内燃机中使用的传感器装置通常具有保护壳体的所谓非定向结构。保护壳体的“非定向结构”理解为这样的结构，根据该结构，传感器装置与流体介质、尤其是废气的流动方向无关地被引入到测量气体室中。相应地，传感器装置通常被引入到内燃机的废气管(Abgastrakt)中，而不在此考虑位于内燃机废气管中的废气的流动方向，例如关于用于使流体介质进入到保护壳体中的至少一个进入开口的布置。另一方面公知的是，传感器装置的动态性能与一整个系列的因素有关，尤其与传感器装置中的至少一个保护壳体的构型的细节有关，用于使流体介质进入到保护壳体中的进入开口的布置也属于这些因素。因此，期望提供一种用于感测流体介质、尤其是内燃机废气的至少一个特性的传感器装置，该传感器装置具有至少一个保护壳体的所谓“定向结构”。该“定向结构”理解为这样的结构，在该结构中，传感器装置相对于内燃机的废气管中的废气的流动方向定向地取向，尤其为了以该方式改进传感器装置的动态性能。但是至今缺少这样的传感器装置，该传感器装置具有尽可能简单的结构并且能够以尽可能简单地实施的方法呈定向结构的形式相对于废气管中流体介质的流动方向来提供。
技术实现思路
根据本专利技术，提出一种用于感测流体介质、尤其是内燃机废气的至少一个特性的传感器装置，以及一种用于提供这种传感器装置的方法，该传感器装置和方法至少在很大程度上克服公知的限制和缺点。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/或气态碳氢化合物含量。然而可以考虑感测流体介质的其他特性。本传感器装置由于它的构型而尤其适用于在高温下使用、优选在600℃到1000℃的范围中使用，但不局限于该范围。根据本专利技术的传感器装置包括至少一个保护壳体，该保护壳体设置用于接收至少一个传感器元件并且为了该目的至少部分地围绕传感器元件。在此，保护壳体理解为这样的装置，该装置设置用于至少针对通常在传感器装置装入时和/或在传感器装置运行中出现的机械和/或化学的负载来保护传感器元件。为此，保护壳体可以至少部分地由刚性的材料、尤其由金属和/或合金和/或陶瓷制成，该材料尤其在固定保护壳体时在通常的力的情况下、例如在通常的拧紧力的情况下不发生变形。保护壳体尤其可以设置用于向外至少部分地围绕传感器装置，并因此给予传感器装置的至少一部分外部构型。保护壳体尤其可以设置用于完全地或部分地被引入到流体介质中、例如被引入到内燃机的排气管路中。保护壳体可以单件式地、两件式地、三件式地或更多件式地实施。根据本专利技术，保护壳体尤其两件式地实施并且相应地具有单独的内壳体，该内壳体可以至少部分地围绕传感器元件，其中，内壳体自身可以至少部分地由外壳体围绕。内壳体和外壳体在该构型中可以如此相互布置，使得在内壳体与外壳体之间构造有能通过废气来加载的中间空间，该中间空间可以优选采用环状间隙的形式。能够由流体介质流过的流动路径可以位于保护壳体内部。流动路径理解为这样的行程，在流动介质随后可以加载传感器元件之前，流体介质从进入到保护壳体中到从保护壳体中排出可以经过该行程。在此，除了速度(流体介质以该速度进入到保护壳体中)以外，该行程主要通过保护壳体内部的中间空间的几何构型来确定。然而，与流体介质中的各个微粒和/或分子的、以显微镜比例既可以呈现层流态也可以呈现紊流态的真实运动无关，流体介质在显微镜比例下也可以跟随理想化的流动路径，该流动路径可以沿着保护壳体内部的内壁并且必要时沿着位于保护壳体中的装入件(Einbauten)走向。因此，保护壳体内部的流动路径的构型可以通过保护壳体构型的几何结构，包括位于保护壳体中的用于让流体介质进入到保护壳体的中间空间中的进入开口、位于保护壳体中的用于让流体介质从中间空间中输入到传感器元件的输入开口和必要时位于中间空间的附加的装入件来确定。根据本专利技术，借助于挤压配合、尤其借助于轻轻的挤压配合相对于内壳体来固定外壳体。“借助于挤压配合来固定”关于本专利技术而言尤其理解为，优选可以区段式地圆柱状构型的外壳体至少在一区段中如此围绕同样优选可以区段式地圆柱状构型的内壳体，使得在相关区段中(两个部件之间的挤压配合在该区段中起作用)基本上不再留有外壳体与内壳体之间的中间空间，从而外壳体内侧的表面在挤压配合的相关区段中固定地贴靠在内壳体外侧的表面上，其中，借助于挤压配合相互固定的两个部件在应用外压力时还是能相互移动并且尤其也可相互旋转地支承。挤压配合、尤其是轻轻的挤压配合则不导致两个相关的部件相互完全固定，而是允许两个部件相互间的相对位置有针对性地继续改本文档来自技高网...
【技术保护点】
传感器装置(110)，用于感测流体介质(112)、尤其是内燃机废气的至少一个特性，所述传感器装置包括用于将至少一个传感器元件接收在内壳体(120)中的至少一个保护壳体(114)，其中，所述内壳体(120)至少部分由外壳体(116)围绕，其特征在于，所述外壳体(116)借助于挤压配合(132)相对于所述内壳体(120)固定。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.02 DE 102014212862.51.传感器装置(110)，用于感测流体介质(112)、尤其是内燃机废气的至少一个特性，所述传感器装置包括用于将至少一个传感器元件接收在内壳体(120)中的至少一个保护壳体(114)，其中，所述内壳体(120)至少部分由外壳体(116)围绕，其特征在于，所述外壳体(116)借助于挤压配合(132)相对于所述内壳体(120)固定。2.根据权利要求1所述的传感器装置(110)，其特征在于，所述外壳体(116)还具有用于固定在焊入式螺纹接套(136)中的至少一个固定元件(134)。3.根据权利要求2所述的传感器装置(110)，其特征在于，所述外壳体(116)借助于所述固定元件(134)相对于所述焊入式螺纹接套(136)固定。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，所述传感器元件具有传感器壳体(138)，其中，所述传感器壳体(138)与所述内壳体(120)优选借助于焊缝(140)固定连接。5.根据权利要求3或4所述的传感器装置(110)，其特征在于，所述外壳体(116)还借助于所述焊入式螺纹接套(136)相对于所述传感器壳体(138)固定。6.根据权利要求4到6中任一项所述的传感器装置(110)，其特征在于，所述传感器壳体(138)具有密封环(142)，其中，所述焊入式螺纹接套(136)借助于所述密封环(142)相对于所述传感器壳体(138)固定。7.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，所述外壳体(116)部分地如此围绕所述内壳体(120)，使得构造有中间空间(122)，其中，所述外壳体(116)具有用于让所述流体介质(112)进入到所述中间空间(122)中的至少一个进入开口(124)，其中，所述内壳体(120)具有用于让所述流体介质(...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·U·布雷姆，K·瓦哈，M·科季内克，S·拉斯，
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
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。