废气传感器制造技术

已经公开了具有传感器元件的废气传感器，所述传感器元件在测量气体一侧的区段被至少一个保护管包围，所述保护管至少部分地具有多孔部，所述多孔部通过烧结金属实现。为了实现用于高探测动态性的高透气性，气孔直径被构造得尽可能大。另一方面，保护管的过滤作用由此降低，因为比较大的微滴能够无阻碍地穿过该保护管。在根据本发明专利技术的保护管中，保护管的透气性增加，并且在此保护作用几乎保持不变，其中，所述烧结金属的微粒大小在通流方向上看向着所述传感器元件减小。

Exhaust gas sensor

Already disclosed gas sensor with a sensor element, the sensor element in the measurement of gas side section is at least a protective tube surrounded by the protective tube at least in part with multi hole, the Department through the porous sintered metal. In order to achieve high permeability for high detection dynamics, the pore diameter is constructed as large as possible. On the other hand, the filtering effect of the protection tube is reduced, because the larger droplets can be passed through the protective tube without obstruction. According to the invention in the protection tube, the protection of air permeability increasing tube, and this protective effect remained almost unchanged, the particle size of the sintered metal in the flow direction of view decreased toward the sensor element.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种根据独立权利要求类型的废气传感器。
技术介绍
由DE 198 31 455 Al和DE 10 2004 020 139 Al已经公开了废气传感器，其具有 传感器元件，该传感器元件在测量气体一侧的区段被至少一个保护管包围，所述保护管至 少部分地具有多孔部，该多孔部通过烧结金属实现。为了实现用于高探测动态性的高透气性，气孔直径被构造得尽可能大。另一方面， 保护管的过滤或保护作用由此降低，因为比较大的微滴能够无阻碍地穿过该保护管。
技术实现思路
与之相比，根据本专利技术的具有独立权利要求的特征的废气传感器具有以下优点 保护管的透气性提高，并且在此保持了相对于由空蚀引起的温度突变的保护作用以及相对 于废气中的微粒状的污染物的保护作用，其方式是在通流方向上看所述烧结金属的微粒大 小向着传感器元件减小。保护管在温度突变方面的保护作用越好，则废气传感器能够在发 动机起动之后越早地接通，由此能够达到更好的排放值。通过在从属权利中列举的措施能够实现对在独立权利要求中给出的废气传感器 的有利的扩展结构和改进方案。特别有利的是，烧结金属的最小气孔大小比预定的临界的微滴大小更小，因为液 滴以这种方式在穿过保护管时在一定程度上变小或者分散，使得这些液滴在它们到达传感 器元件之前在保护管内部汽化。由此实现有效的温度突变保护。此外有利的是，该保护管完全由烧结金属制成，因为与现有技术中的多壁式保护 管相比以这种方式降低了制造成本。非常有利的是，烧结金属被层状地施加在载体介质上，因为该替代方案也可成本 非常有利地制造。该载体介质例如是金属或陶瓷。也有利的是，该载体介质是孔板或筛网，因为以这种方式实现了载体介质的简单 的可通流性。此外有利的是，烧结金属施加在载体介质的面向传感器元件的内侧上，因为以这 种方式能够使例如金属的载体介质的高机械强度与烧结金属层的良好过滤效果相结合。此外有利的是，该烧结金属构造为单独的盘，该盘被端侧地设置在保护管的端孔 中。因为以这种方式可利用成本有利的部件通过简单的制造过程在气体入口中实现有效的 温度突变保护。由于根据本专利技术的保护管具有特别好的保护作用，传感器元件仅需要一个 唯一的保护管，这降低了制造成本。此外有利的是，烧结金属构造成环形的并且设置在保护管的圆周上，因为以这种方式得到保护管的在传感器动态性方面有利的气体通流。在有利的方式中，该烧结金属由微粒直径在0. 05mm与0. 5mm之间的范围中的微粒制成，因为以这种方式实现了在高的温度突变保护和高的传感器动态性的相冲突的要求之 间的特别好的折中。附图说明 本专利技术的实施例在附图中简化示出并且在以下的说明书中详细阐述。图1以剖视图示出根据本专利技术的按照第一和第二实施例的废气传感器；图2示出根据本专利技术的保护管的横截面；图3示出根据第三实施例的保护管；和图4示出根据第四实施例的保护管。具体实施例方式图1以剖视图示出一个简化示出的、根据本专利技术的废气传感器。该废气传感器例如用于测定内燃机废气中的氧浓度。但是该废气传感器显然也可 以用于测定任意气体的其它的物理量。该废气传感器具有一个壳体1，在该壳体中设置有一个陶瓷的传感器元件2，通过 该传感器元件可检测测量气体的待测量的物理量。该废气传感器以传感器元件2部分地伸 入到内燃机的排气管3中。传感器元件2具有一个在测量气体一侧的区段2. 1和一个在接头一侧的区段2. 2， 其中，在测量气体一侧的区段2. 1暴露于废气，而在接头一侧的区段2. 2具有用于导出传感 器元件2的测量信号的电接头触点4。该壳体1具有一个传感器元件通道5，传感器元件2至少部分地设置并保持在该传 感器元件通道中。根据该实施例，在该传感器元件通道5中设置至少一个耐热的密封元件 6，该密封元件使传感器元件通道5相对于废气密封。该传感器元件2以该传感器元件2的 在测量气体一侧的区段2. 1在排气管3的方向上从传感器元件通道5伸出。传感器元件2的在测量气体一侧的区段2. 1被至少一个保护管10包围。所述至 少一个保护管10用于保护传感器元件2免受废气中含有的液滴的影响，所述液滴通过冷凝 主要在发动机起动之后不久形成并且在遇到加热的传感器元件2时可能通过温度突变导 致传感器元件2的损坏。温度突变通过水滴在加热的传感器元件2上的汽化得到，由此局 部地产生高的温度梯度，该温度梯度可能导致传感器元件2的陶瓷中的裂纹。所述至少一个保护管10固定在壳体1上并且围出一个包含该传感器元件2的在 测量气体一侧的区段2. 1的内部空间11。该保护管10构造成例如罩形的、圆柱形的、罐形 的、圆锥区段形的或类似的。所述至少一个保护管10具有通孔15，该通孔能够实现废气从排气管3流入保护 管10的内部空间11中以及从该内部空间11流出。该通孔15通过保护管10的一个至少 部分地设置的多孔部构成。保护管10上的多孔部通过使用烧结金属实现。多孔的烧结金属具有一个大的、粗糙的表面，液滴在该表面上尽管表面张力高但 是可以分散并且至少部分地汽化。由于采用了多孔的烧结金属，该保护管10可以通过改变 保护管形状、保护管壁厚和多孔性优化地针对探测动态性和温度突变保护作用进行优化。作为用于烧结金属的粉末状的原材料，使用例如机械强度好且耐高温的钢或者导热性非常好的铜，例如铜镍合金或铜铝合金。该保护管10可以根据图1的实施例完全由多孔的烧结金属制成(如在左半边示 例性地示出的那样)或者具有烧结金属覆层12 (如在右半边示例性示出的那样)，该烧结金 属覆层施加在载体介质13上。该载体介质13例如是孔板或筛网。该烧结金属覆层12根 据该实施例设置在载体介质13的面向传感器元件2的内侧上，但是也可以设置在外侧上。 根据本专利技术，烧结金属的微粒大小或者说粒度在通流方向14上看向着传感器元 件2减小(图2)。以这种方式在面向传感器元件2的一侧的烧结金属中得到最小气孔大 小，该最小气孔大小比预定的临界的微滴大小更小。该微粒大小例如阶梯式地向着传感器 元件2减小，但是也可以是连续的减小。通过使微粒大小向着传感器元件2减小，相应地也 向着传感器元件2缩小了形成在这些微粒之间的气孔。该临界的微滴大小是这样的微滴的 直径，该微滴在穿过保护管10之后直至到达传感器元件2之前并不完全汽化。该烧结金 属由微粒直径在0. 05mm与0. 5mm之间的范围中的微粒制成。该烧结金属覆层13具有例如 0. 5mm至5. Omm的层厚。图2示出根据本专利技术的保护管的横截面。在根据图2的保护管中，与根据图1的保护管相比保持不变的或者作用相同的部 件通过相同的附图标记标示。烧结金属的微粒大小或者说粒度从外向内看减小，即向着传感器元件2减小。这 不但适用于完全由烧结金属制成的保护管10，而且适用于设置有烧结金属覆层12的保护 管10。图3示出根据第三实施例的保护管。在根据图3的保护管中，与根据图1和图2的保护管相比保持不变的或者作用相 同的部件通过相同的附图标记标示。烧结金属可以构造成单独的盘18，该盘被端侧地设置在保护管10的端孔19中。 该保护管10除了端孔19外是封闭的，即不具有任何其它的开口。因此，向着传感器元件2 的流入和从保护管10的流出通过端孔19和设置在该端孔中的烧结金属盘18实现。图4示出根据第四实施例的保护管本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有传感器元件的废气传感器，所述传感器元件在测量气体一侧的区段被至少一个保护管包围，所述保护管至少部分地具有多孔部，所述多孔部通过烧结金属实现，其特征在于，所述烧结金属的微粒大小在通流方向上看向着所述传感器元件（２）减小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J施奈德，T哈雷尔，A汉斯，
申请(专利权)人：罗伯特博世有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]