温度传感器装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种温度传感器装置，其包括支撑管，所述支撑管具有带有第一远基开口的远基末端、带有第一近基开口的近基末端、在所述开口之间延伸的通道。所述温度传感器装置此外包括传感器元件，所述传感器元件通过第一近基开口引入所述通道中并且将所述通道贯穿，从而所述传感器元件的测量探尖穿过所述第一远基开口，并且超过所述支撑管的远基末端至少局部地外突。根据本发明专利技术，所述支撑管在远基末端上或在远基末端近具有第一固定区域，并且在近基末端上或在近基末端附近具有第二固定区域。所述传感器元件通过钎焊连接部在第一固定区域和第二固定区域上间接地或直接地与所述支撑管密封地相连。密封地相连。密封地相连。

【技术实现步骤摘要】
温度传感器装置


[0001]本专利技术涉及一种用于测量介质温度的温度传感器装置，该介质尤其是流体介质和/或工业设备中的介质。因此，后文同样将温度应待测的介质称为工作介质。
[0002]本专利技术此外还涉及一种用于制造所述温度传感器装置的方法。

技术介绍

[0003]为了精准地确定工作介质的温度，通常所必需的是，凭借围住或引导工作介质的容器或管的壁，将非常敏感的传感器元件间隔开地置于工作介质中，传感器元件例如是热敏电阻或者热元件的连接处。在壁的附近，由于向周围环境散热，所以工作介质可以说通常温度更低些。为此，由现有技术已知大量的包括插入到所谓保护管中的传感器元件的装置，其中，保护管又伸入到容纳或穿流工作介质的容器或管中。通过保护管有效地使传感器元件免受工作介质引起的损伤或损坏。在流动强烈的工作介质中，保护管尤其抵抗弯折作用或抵抗撕扯作用。这样的装置所含的缺点在于，坚实地实施的保护管意味着较大的热阻，从而温度传感器仅能够伴随着较大的延迟来探测工作介质的温度变化。这同样称作更长的响应时间。
[0004]由DE102017207006A1已知一种温度传感器装置，该温度传感器装置会通过以下方式克服所述缺点，即保护管在其远基末端上具有排出开口，传感器元件的子部段通过排出开口超过远基的保护管末端而外突，并因此能够与工作介质直接接触。这样的保护管在后文同样称为支撑管。

技术实现思路

[0005]本专利技术的任务在于，提供一种新型的温度传感器装置和一种用于制造该装置的方法。
[0006]根据本专利技术，所述任务通过具有权利要求1所述特征的温度传感器装置解决，以及通过具有权利要求18所述特征的方法解决。
[0007]有利的设计方案是从属权利要求的对象。
[0008]本专利技术的第一方面涉及一种温度传感器装置，其包括支撑管，该支撑管具有带有第一远基开口的远基末端、带有第一近基开口的近基末端和在这些开口之间延伸的第一通道。温度传感器装置此外包括第一传感器元件。第一传感器元件例如包括具有封闭的远基末端的铠装电缆，所述远基末端构造测量探尖，其中，在铠装电缆中，至少一个温度传感器直接引导到测量探尖上或者引导到测量探尖的附近并且就设置在那里。该温度传感器例如是电阻温度计、例如铂电阻，或者是热元件的连接处。铠装电缆例如由不锈钢制成，并且以矿物质粉末填充，以便与在其中延伸的传感器电缆、尤其与热电偶线隔绝。
[0009]在本专利技术的语境中，远基一词指的是支撑管的面向工作介质的末端或处于其上的面向工作介质的开口，它们尤其与工作介质直接接触或者相邻。与此相反的是，近基一词指的支撑管的背离工作介质的末端或处于其上的背离工作介质的开口，它们尤其并不与工作
介质直接接触和/或并不浸入工作介质。
[0010]当这里提到第一传感器元件、第一通道、第一远基开口和第一近基开口时，并不必然表示还存在其它传感器元件、通道、远基开口和/或近基开口。所选择的概念仅用于将或许存在于温度传感器装置的示例性实施方案中的传感器元件、通道、远基开口和近基开口与其它传感器元件、通道、远基开口和/或近基开口区分开。
[0011]第一传感器元件通过第一近基开口引入第一通道中并且将通道贯穿，从而第一传感器元件的测量探尖穿过第一远基开口，并且超过支撑管的远基末端至少局部地外突。支撑管在远基末端上或在远基末端附近具有第一固定区域，并且在近基末端上或在近基末端附近具有第二固定区域。第一传感器元件通过钎焊连接部，在第一固定区域和第二固定区域上间接地或直接地与支撑管密封地相连。
[0012]参考前文段落中提到的现有技术，按“支撑管”描述的元件能够可选地尤其同样称作保护管。在本专利技术文中选用“支撑管”这一概念，以便将该元件在概念上与普通的保护管鲜明地区分开，而普通的保护管当然完全地包围引入其中的第一传感器元件，并且在其远基末端上没有开口。然而，本专利技术的支撑管不仅在近基末端上具有第一近基开口，还在远基末端上具有第一远基开口。第一传感器元件通过第一近基开口引入支撑管的第一通道中并贯通该通道，从而测量探尖穿过远基末端上的第一开口并且超过远基末端外突。借此，支撑管并不完全包围第一传感器元件，而是仅局部地、即沿着两个开口之间且贯通所述第一通道的部段包围第一传感器元件。
[0013]本专利技术的温度传感器装置具有的优点在于，它将快速的响应时间、高测量准确度与高可靠性和安全性结合在一起。当温度传感器装置被装入设备的容纳着工作介质或被工作介质穿流的容器或管路中时，通过使第一传感器元件的测量探尖超过支撑管的第一远基末端外突、并因此能够与工作介质直接接触的方式来实现快速的响应时间和高测量准确度。同时，钎焊连接部用于特别可靠的、密封的连接。在此，第一固定区域上的钎焊连接部有效地带来的效果是，工作介质无法通过支撑管的的第一远基开口进入第一通道。在此，第二固定区域上的钎焊连接部有效地带来的效果是，即便在第一远基末端上发生工作介质的进入或者支撑管破损，工作介质仍无法通过支撑管的近基末端上的第一近基开口逸出并因此离开设备。温度传感器装置以此能够在故障情形中有效阻止工作介质的逸出，并以此减小危害风险。
[0014]本专利技术用到的钎焊连接部的制造方式，在后文中总称为钎焊过程。
[0015]在温度传感器装置的一个示例性实施方案中，第一通道的中间部段在第一固定区域和第二固定区域之间延伸，其中，沿中间部段，支撑管和第一传感器元件不连接、尤其沿该中间部段不接触。在该实施方案中，第一传感器元件沿中间部段以有利的方式与支撑管热解耦，从而能够实现更高的测量准确度。此外，第一传感器元件在支撑管中的安装更加容易，因为在将第一传感器元件沿中间部段引入第一通道时，在第一传感器元件和第一通道内壁间发生夹住或歪扭的风险降低。如前所述，通过两个相分离的固定区域实现较高的过程安全可靠性，因为工作介质逸出之前要突破两个障碍。同时，提高的过程安全可靠性可成本低廉地、简单且可靠地实现，因为比如不再必须沿支撑管的整个长度、在第一传感器元件和支撑管之间产生不间断的钎焊连接部，而是仅沿分开的、在其长度上受限的固定部段即可。
[0016]在温度传感器装置的一个示例性实施方案中，两个钎焊连接部中的至少一个钎焊连接部是真空钎焊连接部。两个钎焊连接部，即第一固定区域上的钎焊连接部和第二固定区域上的钎焊连接部，优选地都是真空钎焊连接部。真空钎焊连接部在此指的是在真空情形下产生的钎焊连接部。在此，能够通过真空钎焊以有利的方式阻止或至少减小焊料中因氧化效应、污染或夹气而出现的损害。因此，第一固定区域上的和/或第二固定区域上的真空钎焊连接部具有特别好的品质和耐久性。
[0017]温度传感器装置的示例性实施方案中用到的真空钎焊连接部的产生方式在后文总称为真空钎焊过程。
[0018]在温度传感器装置的另一示例性设计方案中，真空钎焊连接部包括无焊剂的焊料，或者借助无焊剂的焊料产生。借此可有效避免的是，钎焊连接部因钎焊连接部内夹杂焊剂的现象或者焊剂残留而受到削弱，或者导致不密封。出于此，如前文段落中已提到的那样，钎焊连接部在真本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温度传感器装置(100)，其包括
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一个支撑管(110)，所述支撑管具有带有一个第一远基开口(112)的一个远基末端(111)、带有一个第一近基开口(114)的一个近基末端(113)、在所述开口(112、114)之间延伸的一个第一通道(115)，以及
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一个第一传感器元件(120)，所述第一传感器元件(120)通过所述第一近基开口(114)引入所述第一通道(115)中并且将所述通道贯穿，从而所述第一传感器元件(120)的测量探尖(121)穿过所述第一远基开口(112)，并且超过所述支撑管(110)的远基末端(111)至少局部地外突，其特征在于，
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所述支撑管(110)在远基末端(111)上或在远基末端(111)附近具有一个第一固定区域(130)，并且在近基末端(113)上或在近基末端(113)附近具有一个第二固定区域(140)，并且，
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所述第一传感器元件(120)通过钎焊连接部(150、150')在第一固定区域和第二固定区域(130、140)上间接地或直接地与所述支撑管(110)密封地相连。2.根据权利要求1所述的温度传感器装置(100)，其中，所述第一通道(115)的一个中间部段(116)在所述第一固定区域和第二固定区域(130、140)之间延伸，其中，沿所述中间部段(116)，所述支撑管(110)和所述第一传感器元件(120)不连接。3.根据权利要求1或2所述的温度传感器装置(100)，其中，所述第一固定区域上的钎焊连接部(150、150')和/或所述第二固定区域上的钎焊连接部(150、150')是借助无焊剂的焊料产生的真空钎焊连接部。4.根据权利要求2或3所述的温度传感器装置(100)，其中，所述中间部段(116)是抽真空的。5.根据前述权利要求中任一项所述的温度传感器装置(100)，其中，所述钎焊连接部(150、150')至少基本上分别在所述第一固定区域(130)的整个长度上和/或在所述第二固定区域(140)的整个长度上延伸。6.根据前述权利要求中任一项所述的温度传感器装置(100)，其中，所述固定区域(130、140)中的至少一个固定区域包括所述第一通道(115)的一个第一部段(131)，所述第一部段限定性地包围所述第一传感器元件(120)，并且其中，一个第一焊料容器(132)设置在所述第一部段(131)的一个末端上。7.根据权利要求6所述的温度传感器装置(100)，其中，所述第一部段(131)具有内径，所述内径相较于所述第一部段(131)的区域中的所述第一传感器元件(120)的外径
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最大超出0.5mm，或
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优选地最大超出0.1mm，或
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特别优选地最大超出0.03mm，和/或其中，所述第一部段(131)在下述长度上
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至少1mm，或者
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优选地至少8mm，或者
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特别优选地至少10mm
限定性地包围所述第一传感器元件(120)，并且在所述长度上广泛通过所述钎焊连接部(150、150')与所述第一传感器元件密封地相连。8.根据权利要求6或7所述的温度传感器装置(100)，其中，所述中间部段(116)接在所述第一通道(115)的所述第一部段(131)上，其中，所述中间部段(116)具有比所述第一部段(131)更大的内径，并且其中，所述第一焊料容器(132)通过所述第一部段(131)和所述中间部段(116)之间的过渡区域或者梯级构造。9.根据权利要求8所述的温度传感器装置(100)，其中，所述中间部段(116)的内径相较于所述第一通道(115)的所述第一部段(131)的内径
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至少超出0.05mm，或
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优选地至少超出0.1mm，或
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特别优选地至少超出1mm。10.根据前述权利要求中任一项所述的温度传感器装置(100)，其中，所述固定区域(130、140)中的至少一个固定区域包括所述第一通道(115)的一个第二部段(141)和一个连接衬套(143)，其中，
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所述连接衬套(143)限定性地包围所述第一传感器元件(120)，并且
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所述第一通道(115)的所述第二部段(141)限定性地包围所述连接衬套(143)，并且
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一个第二焊料容器(142)设置在所述第二部段(141)的一个末端。11.根据权利要求10所述的温度传感器装置(100)，其中，所述第一通道(115)的所述第二部段(141)具有内径，所述内径相较于所述连接衬套(143)的外径
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最大超出0.5mm，或
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优选地最大超出0.1mm，或
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特别优选地最大超出0.03mm，和/或其中，所述连接衬套(143)具有内径，所述内径相较于所述第一传感器元件(120)的外径
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最大超出0.5mm，或
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优选地最大超出0.1mm，或
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特别优选地最大超出0.03mm，和/或其中，所述第一通道(115)的所述第二部段(141)和所述连接衬套(143)在下述长度上
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至少1mm，或者
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优选地至少8mm，或者
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特别优选地至少10mm包围所述第一传感器元件(120)，并且所述第二部段(141)广泛地在所述长度上至少与所述连接衬套(143)密封地相连，并且所述连接衬套(143)此外通过所述钎焊连接部(150、150')与所述第一传感器元件(120)密封地相连。12.根据前述权利要求中任一项所述的温度传感器装置(100)，其中，所述支撑管(110)
的所述近基末端(113)与一个连接件(170)相连，或者包括这样的连接件(170)。13.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：于尔根，
申请(专利权)人：威卡亚力山大维甘德欧洲两合公司，
类型：发明
国别省市：