温度传感器及其制造方法技术

一种温度传感器及其制造方法，该传感器可正确测得用于处理汽车废气的催化剂的温度，由耐热罩、该耐热罩内的、具有小的电阻值的经时变化率的热敏电阻元件及电连接于该元件、引出于耐热罩外的引线组成。该热敏电阻元件以下述式及组成范围所示物质为主成分，必要时再附加ＣａＯ、稀土类氧化物、ＴｈＯ↓［２］及ＺｒＯ↓［２］，经混合、轻烧、粉碎、造粒及烧结而制成。 （Ａｌ↓［１－ｘ－ｙ］Ｃｒ↓［ｘ］Ｆｅ↓［ｙ］）↓［２］Ｏ↓［３］ ０．０５≤ｘ＋ｙ≤００．９５，０．０５≤ｙ／（ｘ＋ｙ）≤０．６。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于检测如处理汽车的排放气体时所用的催化剂的温度的温度传感器。近年来，由于对环境保护及汽车的燃油费用提高等的对策要求，用于处理汽车排放废气的催化剂被用于汽车的发动机系统。然而，要提高该催化剂的性能，就须正确测得催化剂的温度。为此，就必须减小温度传感器的电阻值的经时变化率，具体地说，变化率须限于土20％之内。以往，作为用于检测300—700℃的温度、具有耐1000℃的耐热性能的温度传感器中所用的热敏电阻元件的材料，使用有Mg(Al，Cr)2O4系物质。附图说明图1所示为一般常用的温度传感器的结构截面图，其前端部设有如图2中所示的热敏电阻元件1。在热敏电阻元件上插有铂管2a，2b，经烧结而得到可检测温度的热敏电阻。该热敏电阻1，如图1所示，密封于作为检测催化剂温度用的传感器的耐热罩4内。此时，铂管2a，2b与二芯管3a、3b焊接，且在其中设有导线，引出于耐热罩4之外。然而，具有这种结构的温度传感器，在高温下，构成耐热罩4的金属原子与耐热罩4内的氧结合，降低耐热罩4内的氧分压。因此，为保持氧分压的平衡，从热敏电阻元件1中放出氧。另外，从耐热罩4中发生氢或一氧化碳等的还原性气体，该气体与热敏电阻元件1中的氧结合，使热敏电阻元件1的结构发生变化。结果使热敏电阻元件1的电阻值的经时变化率超过±20％，无法正确地测得温度。本专利技术的目的在于提供一种，该温度传感器具有由可减小电阻值的经时变化率的物质组成的热敏电阻。本专利技术系一种温度传感器，该温度传感器具有耐热罩、设于该耐热罩内的热敏电阻元件及电联接于该热敏电阻元件内、且引出于耐热罩外的引线；且该热敏电阻元件由以下化学式及组成范围所示的物质构成(Al1－x－yCrxFey)2O30.05≤x＋y≤0.95，0.05≤y/(x＋y)≤0.6又，本专利技术的温度传感器中，构成热敏电阻元件的物质由下述化学式及组成范围所示的物质构成(Al1－x－yCrxFey)2O3＋a％(原子)CaO0.05≤x＋y≤0.95，0.05≤y/(x＋y)≤0.60.1≤a≤5其中，设(Al1－x－yCrxFey)2O3＝100％(原子)又，本专利技术的温度传感器中，构成热敏电阻元件的物质由下述化学式及组成范围所示的物质构成(Al1－x－yCrxFey)2O3＋a％(原子)稀土类氧化物＋b％(原子)CaO0.05≤x＋y≤0.95，0.05≤y/(x＋y)≤0.60.1≤a≤10，0≤b≤5其中，设(Al1－x－yCrxFey)2O3＝100％(原子)又，本专利技术的温度传感器中，构成热敏电阻元件的物质由下述化学式及组成范围所示的物质构成(Al1－x－yCrxFey)2O3＋a％(原子)ThO2＋b％(原子)CaO0.05≤x＋y≤0.95，0.05≤y/(x＋y)≤0.60.1≤a≤10，0≤b≤5其中，设(Al1－x－yCrxFey)2O3＝100％(原子)又，本专利技术的温度传感器中，构成热敏电阻元件的物质由下述化学式及组成范围所示的物质构成(Al1－x－yCrxFey)2O3＋a％(原子)ZrO2＋b％(原子)CaO0.05≤x＋y≤0.95，0.05≤y/(x＋y)≤0.60.1≤a≤30，0≤b≤5其中，设(Al1－x－yCrxFey)2O3＝100％(原子)本专利技术又系一种温度传感器的制造方法将具下述A—E所示的5组化学式及各成分的组成范围的物质中的任一种作均匀混合后，成型，设置电极，烧结得到热敏电阻元件，将该热敏电阻元件收纳于耐热性罩内，将连接于电极上的引线引出至耐热罩外，由此得到温度传感器。A.(Al1－x－yCrxFey)2O30.05≤x＋y≤0.95，0.05≤y/(x＋y)≤0.6B.(Al1－x－yCrxFey)2O3＋a％(原子)CaO0.05≤x＋y≤0.95，0.05≤y/(x＋y)≤0.60.1≤a≤5其中，设(Al1－x－yCrxFey)2O3＝100％(原子)C.(Al1－x－yCrxFey)2O3＋a％(原子)稀土类氧化物＋b％(原子)CaO0.05≤x＋y≤0.95，0.05≤y/(x＋y)≤0.60.1≤a≤10，0≤b≤5其中，设(Al1－x－yCrxFey)2O3＝100％(原子)D.(Al1－x－yCrxFey)2O3＋a％(原子)ThO2＋b％(原子)CaO0.05≤x＋y≤0.95，0.05≤y/(x＋y)≤0.60.1≤a≤10，0≤b≤5其中，设(Al1－x－yCrxFey)2O3＝100％(原子)E.(Al1－x－yCrxFey)2O3＋a％(原子)ZrO2＋b％(原子)CaO0.05≤x＋y≤0.95，0.05≤y/(x＋y)≤0.60.1≤a≤30，0≤b≤5其中，设(Al1－x－yCrxFey)2O3＝100％(原子)下面，就本专利技术的作用作一简要说明。根据上述本专利技术的结构，热敏电阻元件为在具有钢玉结构的高电阻的Al2O3中固溶了P型导电性的Cr2O3和N型导电性的Fe2O3。此时，P型导电性物质如失去氧则电阻增加，而N型导电物质则电阻减小。这样，由在同一结晶中共存P型物质和N型物质，可抑止电阻值的经时变化在小的限度内。既使在高温中，从热敏电阻元件上失去氧，由于上述作用，也可将热电阻的电阻值的经时变化抑止在极小，从而进行正确的温度测定。图1所示为本专利技术的温度传感器的一个实施例结构的截面图。图2所示为用于本专利技术的一个实施例中的热敏电阻结构的斜视图。下面，参照附图及表，说明本专利技术的一个实施例。从图1及图2所示的温度传感器及热敏电阻的结构来说，本专利技术和已往的结构一样，本专利技术的温度传感器与已往的不同点在于热敏电阻的构成材料上，以下说明其构成材料与特性之间的关系。实施例1作为原料，按下述式(1)的组成，秤取一定量的Al2O3、Cr2O3及Fe2O3使x，y如表1所示的组分，掺合后作成试样1—27号。(Al1－x－yCrxFey)2O3(1)首先，用球磨机混合试样1号16小时，在1200℃轻烧(Calcine)后，再用球磨粉碎、混合18小时。干燥后，以对整个试样的量为8％(重量)的量添加10％(重量)浓度的聚乙烯醇水溶液，造粒。最后，成型为具有如图2所示尺寸的形状，插入铂管2a、2b后，在1600℃烧结，得到热敏电阻元件1。对2—21号试样也作同样处理后，制得热敏电阻元件的样品。表1< <p>将上述所得的热敏电阻元件1，如图1所示，装进具有如同已往的结构的温度传感器的耐热罩4内，测得其在300℃、600℃、850℃时的电阻值，将该测量值在表1中表示为R300、R600、R850的数值。又，在900℃，进行1000小时的密闭耐久试验后，测定其在300℃时的阻值，求得从初始值开始的变化率，在表1中作为△R300的数值表示之。另外，电阻值变化率(△R300)根据式(密闭耐久试验后的电阻值—初始电阻值)/初始电阻值×100％算出。如同表1中所示的20号试样，当Fe成分增加，y/(X＋Y)值超过0.6时，电阻值变化率变大，达－30％，其理由是，Fe在高温下耐久性差，在还原气雾中被夺去氧，作为Fe3O4存在于热敏电阻成分中，因此，P型电导与N型电导之间不能保持平衡。另外，Fe成分增多也是产生裂缝的原因。又，如试样5号那本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温度传感器，其特征在于，该温度传感器具有耐热罩、设于该耐热罩内的热敏电阻元件及电联接于该热敏电阻元件内且引出于耐热罩外的引线；所述热敏电阻元件由以下化学式及组份范围所示的物质构成：（Ａｌ↓［１－ｘ－ｙ］Ｃｒ↓［ｘ］Ｆｅ↓［ｙ］）↓［ ２］Ｏ↓［３］０．０５≤ｘ＋ｙ≤０．９５，０．０５≤ｙ／（ｘ＋ｙ）≤０．６。

【技术特征摘要】
1.一种温度传感器，其特征在于，该温度传感器具有耐热罩、设于该耐热罩内的热敏电阻元件及电联接于该热敏电阻元件内且引出于耐热罩外的引线；所述热敏电阻元件由以下化学式及组份范围所示的物质构成(Al1－x－yCrxFey)2O30.05≤x＋y≤0.95，0.05≤y/(x＋y)≤0.62.如权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，其中，构成热敏电阻元件的物质为在所述化学式中再附加下述化学式及组份范围内的CaO(Al1－x－yCrxFey)2O3＋a％(原子)CaO0.05≤x＋y≤0.95，0.05≤y/(x＋y)≤0.60.1≤a≤5其中，设(Al1－x－yCrxFey)2O3＝100％(原子)3.如权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，其中，构成热敏电阻元件的物质为在所述的化学式中再附加了下述化学式及组份范围内的稀土类氧化物及CaO(Al1－x－yCrxFey)2O3＋a％(原子)稀土类氧化物＋b％(原子)CaO0.05≤x＋y≤0.95，0.05≤y/(x＋y)≤0.60.1≤a≤10，0≤b≤5其中，设(Al1－x－yCrxFey)2O3＝100％(原子)4.如权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，其中，构成热敏电阻元件的物质为在所述的化学式中再附加了下述化学式及组份范围内的ThO2及CaO(Al1－x－yCrxFey)2O3＋a％(原子)ThO2＋b％(原子)CaO0.05≤x＋y≤0.95，0.05≤y/(x＋y)≤0.60.1≤a≤10，0≤b≤5其中，设(Al1－x－yCrxFey)2O3＝l00％(原子)5.如权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，其中，构成热敏电阻元件的物质为在所述的化学式中再附加了下述化学式及组份范围内的Zr...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥雅幸，迫田洋子，森分博纪，畑拓兴，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]