本发明专利技术涉及一种用于感测物体表面(8)温度的温度传感器装置(10)，该温度传感器装置(10)包括温度传感器元件(30)(特别是热敏电阻或包括热敏电阻)、壳体(20)和被配置用于接触物体表面(8)的测量表面(7)。壳体(20)包括外壳(1)和内壳(2)以及形成在外壳(1)和内壳(2)之间的外腔(3)，其被配置用于将测量腔(6)和测量表面(7)与物体的环境热绝缘。(7)与物体的环境热绝缘。(7)与物体的环境热绝缘。
【技术实现步骤摘要】
具有绝缘壳体的温度传感器装置
[0001]本专利技术涉及一种用于感测物体表面温度的温度传感器装置，并且具体地，涉及一种包括用于将温度传感器装置的测量表面与物体的环境热绝缘的壳体的温度传感器装置。
技术介绍
[0002]温度传感器在包括例如汽车应用在内的多种应用中使用。例如，温度传感器可以用于工业条件监控，或者用于控制内燃机和与其操作地连接的器件的运行，或者作为安装在车辆中的挡风玻璃感测装置，用于自动控制加热、通风、空气调节和挡风玻璃擦拭器的操作。
[0003]为了允许对物体(表面)的温度进行精确和可靠的监控，感测装置的传感器必须可靠地保持与物体表面的持续接触，并且在整个寿命期间经常必须承受机械冲击和振动。此外，必须避免温度测量受到物体环境温度的影响。
[0004]在本领域中已知，传感器装置包括印刷电路板(PCB)。例如，热敏电阻附接到柔性的聚酰亚胺膜。聚酰亚胺膜的一端连接到PCB，热敏电阻所附接的另一端附接到需要测量温度的物体上。在现有技术中，提供热绝缘装置是为了减少物体的环境对实际温度测量的影响。已知的热绝缘装置，例如绝缘套管，体积相对较大，并且会由于老化效应(例如，由振动、热影响、太阳辐射、湿度等引起)而严重恶化，特别是当热绝缘器件包括有机材料时。
技术实现思路
[0005]鉴于以上所述，本专利技术的一个目的是提供一种温度传感器装置，该温度传感器装置可以容易地以低成本制造，并且仍然允许通过与温度传感器装置必须测量其温度的物体的环境的热绝缘来促进可靠和持久的感测操作。
[0006]本专利技术通过提供一种用于感测物体表面(曲面或平面)温度的温度传感器装置来解决上述目的。该物体不受限制。例如，它可以是管道或包括曲面的另一个物体，或者它可以是表现出或多或少的平面表面的物体。温度传感器装置包括温度传感器元件，特别是热敏电阻或包括热敏电阻(或电阻温度检测器或硅基半导体温度传感器或热电偶)。此外，温度传感器装置包括测量腔、壳体和测量表面(可以是壳体的一部分)，该测量表面被配置用于接触物体的表面。
[0007]壳体或其部件被配置用于将测量腔/温度传感器元件/温度传感器元件的测量表面与物体的环境(例如，物体周围的空气)热绝缘。此外，壳体可以提供对机械和化学攻击的保护。壳体包括外壳和至少一个内壳以及形成在外壳和至少一个内壳之间的外腔，外腔被配置用于将测量腔/温度传感器元件/测量表面与物体的环境热绝缘。
[0008]外壳比内壳更靠近温度传感器装置的环境，并与环境直接接触。内壳比外壳更靠近温度传感器元件。外壳和内壳可以彼此同心地布置。原则上，温度装置中可以包括由腔相互隔开的多个内壳。特别地，温度传感器装置可以被配置为使得它不包括用于将温度传感器装置的测量表面与物体的环境热绝缘的额外的绝缘材料/器件。
[0009]这样限定的配置可以通过非常紧凑的设计相对容易且成本有效地生产。可以实现长期可靠的温度测量操作。例如，壳体可以由一个一体形成的单件制成。特别是，壳体提供机械和化学保护以及热绝缘。包括这种壳体的温度传感器装置对于机械扰动是稳健的，机械扰动例如是振动和高周围温度或化学侵蚀性环境的形式。
[0010]应当注意的是，温度传感器装置可以连接到印刷电路板(PCB)，印刷电路板包括测量和控制电路，用于处理由温度传感器元件感测的数据并用于控制温度传感器装置。原则上，可以实现具有或不具有PCB的有线和无线配置。原则上，温度传感器装置也可以与被配置用于感测不同于温度的被测量的一个或多个传感器组合使用。
[0011]根据一个实施例，壳体还包括测量腔壳(例如，由金属材料制成或包括金属材料)，并且测量腔形成在测量腔壳和测量表面之间。壳体还包括形成在至少一个内壳和测量腔壳之间的内腔。因此，温度传感器装置(的壳体)包括至少三个腔，其中一个腔(测量腔)用于被壳体覆盖的温度传感器元件，而另外两个腔(内腔和外腔)形成在测量腔壳上并且被提供用于壳体中的热管理。在这种配置中，内壳可以有利地充当内腔和外腔之间的热对流/辐射屏障。外壳、内壳和测量腔壳可以被布置在外围并且特别是彼此同心。
[0012]出于绝缘目的，内腔和/或外腔可以填充有热导率低于外壳和内壳的热导率的气体或材料。替代地，可以将内腔和/或外腔应用于真空。根据特定实施例，测量腔和内腔填充有不同的材料。
[0013]外壳和/或内壳可以由金属材料制成或包括金属材料(例如，不锈钢、钛、铝合金、铜合金、例如马氏体时效钢的铁合金或奥氏体镍铬基超合金)以提供高导热性。例如，外壳和内壳由相同的金属材料制成。替代地，它们可以由不同的材料制成。上述测量腔壳也可以采用金属材料(例如不锈钢、例如马氏体时效钢的铁合金或奥氏体镍铬基超合金)，特别是与外壳和内壳的材料相同的材料制成。替代地，测量腔壳由与外壳和内壳的材料不同的材料制成。根据一个实施例，测量腔壳与外壳或测量腔壳、内壳和外壳由一体成型的单件制成。例如，测量腔壳、内壳和外壳中的一个或多个的厚度在0.1至1.5mm的范围内。
[0014]根据本专利技术的温度传感器装置的实施例，内壳与测量表面(直接)接触。例如，内壳(直接)形成在测量表面上或与测量表面一体形成。根据一个实施例，测量表面和外壳由单个部件制成。根据一个实施例，测量腔壳、内壳、外壳和测量表面是由单个部件制成的。由于内壳与测量表面的接触，热量可以从测量表面传出或传向测量表面，因此，可以有利地减小由测量腔壳限定的测量腔和由测量腔壳和内壳限定的内腔上的温度梯度。
[0015]外壳、内壳和测量腔壳的几何形状原则上不受限制。例如，就紧凑的设计和机械稳定性而言，将外壳和/或内壳和/或测量腔壳形成为具有小于全球形的或半球形的形状(具有完整的或部分的半球几何形状)。根据温度传感器装置的实际应用，至少部分的矩形形状也可能被认为是合适的。
[0016]传感器元件的测量表面可以具有平面形状或弯曲形状，因为它适合于匹配其表面温度将由温度传感器装置确定的物体的几何形状。
[0017]如上所述，温度传感器装置可以相对容易地以紧凑的尺寸制造。例如，外壳和内壳通常可以通过3D金属打印，例如直接金属激光烧结(DMLS)，或者一般通过注射成型或机械加工来制造。外壳和内壳或者外壳和内壳和测量腔壳或者外壳和内壳和测量腔壳和测量表
面可以在单个的3D金属打印步骤中或者(金属)注射成型步骤中一体形成。鉴于此，还提供了一种制造用于温度传感器装置的壳体的方法，该方法包括壳体的外壳和内壳(一个或多个内壳)的3D金属打印或(金属)注射成型。此外，提供了一种制造温度传感器装置的方法，包括制造用于温度传感器装置的壳体，该方法包括壳体的外壳和内壳(一个或多个内壳)的3D金属打印或(金属)注射成型。此外，提供了一种制造温度传感器装置的方法，包括制造温度传感器装置的壳体，该方法包括壳体的外壳和内壳(一个或多个内壳)的3D金属打印或(金属)注射成型，以及温度传感器装置的温度传感器元件的测量腔壳的3D金属打印或(金属)注射成型。
[0018]例如，上述温度传感器装置的所有实施例可以有利地用于汽车本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种温度传感器装置(10)，用于感测物体表面(8)的温度，包括：温度传感器元件(30)，特别是热敏电阻或包括热敏电阻；测量腔(6)；壳体(20)；和测量表面(7)，配置为接触所述物体表面(8)；并且其中所述壳体(20)包括外壳(1)和内壳(2)以及形成在所述外壳(1)和所述内壳(2)之间的外腔(3)，所述外腔被配置用于使所述测量腔(6)和所述测量表面(7)与所述物体的环境热绝缘。2.根据权利要求1所述的温度传感器装置(10)，其中，所述壳体(20)由一体成型的单个部件制成。3.根据权利要求1所述的温度传感器装置(10)，其中所述壳体(20)还包括：测量腔壳(4)，并且其中，所述测量腔(6)形成在所述测量腔壳(4)和所述测量表面(7)之间；以及内腔(5)，形成在所述内壳(2)与所述测量腔壳(4)之间。4.根据权利要求3所述的温度传感器装置(10)，其中a)所述外壳(1)和所述测量表面(7)由一体成型的单个部件制成；或者b)所述测量腔壳(4)、所述内壳(2)和所述外壳(1)由一体成型的单个部件制成；或者c)所述测量腔壳(4)、所述内壳(2)、所述外壳(1)和所述测量表面(7)由一体成型的单个部件制成。5.根据权利要求3所述的温度传感器装置(10)，其中所述内腔(5)和/或所述外腔(3)a...
【专利技术属性】
技术研发人员：B维内特，NC佩克特，A达克鲁兹，P瓦福，D特雷克斯勒，
申请(专利权)人：泰科电子匈牙利特梅洛公司，
类型：发明
国别省市：
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