专利名称：在盖中具有流体透过部的流体传感器以及作为中间产品的传感器探头的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于AGR的热膜风速计。热膜风速计通过在质量流、例如废气流中设置在基质上的电阻层的能量消耗算出质量流的质量。
背景技术：
为了对废气回收(AGR)进行精确的控制，将两个热学上彼此去耦合的电阻引入废 气流，并且将这样的流体传感器固定在废气通道上。在废气通道之内和之上，流体传感器被置于200°C和300°C之间的温度。对于该范围，传感器探头由无机材料来提供。风速计具有两个热学上彼此去耦合的加热电阻或者根据文献EP1151188具有一个加热电阻和一个测量电阻。为实现流体传感器元件的自净化作用，其中，在承载元件上设置了温度测量元件和加热元件，根据文献DE 102005051182，用额外的钼薄膜电阻对温度测量元件进行加热。文献DE 102006030786, WO 2007048573 和 WO 2008000494 公开了流体传感器，其中，将电缆引入金属管，该金属管用一个盖封闭，薄膜电阻插入该盖中。薄膜电阻在废气管或废气回收管中的设置过程中，根据文献W02008131890，薄膜电阻被固定在载体中，该载体相对于屏蔽4a或外壳4b进行密封,该屏蔽或外壳与废气管或废气回收管密封连接，而且其特征在于，该载体3和屏蔽或该外壳径向在废气管或废气回收管外部与其间隔地相互密封。文献DE 102008037206 (Al)公开了在废气回收管中的风速测量装置，在该装置中，陶瓷载体被置入由塑料制成的压力铸造外壳中，薄膜电阻固定于该载体上，其中，电连接通过压力铸造来实现，并使电连接在压力铸造件中进行密封和固定。
发明内容
本发明的目的在于对AGR的风速计进行简单而可再现的批量生产，该风速计浸入直至200°C，特别是直至300°C的热的废气流中。为实现该目的，将电导体和薄膜电阻置于基座上，例如一个陶瓷型材上，并且将该基座盖上，例如通过涂覆和灼烧玻璃膏的方式盖上。这比利用由钼构成的插线插在盖中的薄膜电阻明显更合理。本发明目的的实现通过独立权利要求所述的特征得到阐明。从属权利要求给出了优选的实施方式。对于流体传感器、特别是热膜风速计的批量生产，使流体传感器的传感器探头直通至外壳盖上都由无机材料构成，例如诸如氧化铝、氧化镁或尖晶石的氧化物，根据本发明，将电缆引入外壳中，并且使自承电导体引导穿过外壳盖。在外壳中，将电缆的导线与自承电导体连接，并在此后用外壳盖封闭外壳。利用引导穿过盖的基座型材，将薄膜电阻如此与外壳隔开，即，使薄膜电阻和外壳在热学上尽可能地去耦合，从而不会妨碍测量精确性。在此，薄膜电阻优选配备有插线。比起薄膜电阻的接触面，电导体可以更容易连接插线。
根据本发明实现了，合理地将薄膜电阻与位于基座或基架上的电导体相连接，并对位于该基座或基架的电导体进行覆盖。
由此还提供了一种传感器探头或作为传感器探头的一部分的传感器棒。基座首先是电导体的支架，并且成为置于其上的电导体和固定于其上的薄膜电阻的载体。型材，特别是陶瓷型材，经证实可以作为基座。玻璃膏或玻璃陶瓷膏的烧灼经证实可以用作嵌入材料。在烧灼时，有机组分，特别是膏的有机组分会升华，因而传感器棒或者传感器探头由纯无机组分制成。在优选的传感器探头中，传感器棒的电导体导引穿过盖。在盖和薄膜电阻之间，电导体在基座上气密地密封。该密封保护电导体免受周围空气的腐蚀。基座作为薄膜电阻的载体与固定于其上的在末端凸出的薄膜电阻的插线和嵌入的、在另一端凸出的电导体一起，看起来像微型化的救护车的基架。由无机材料构成的传感器探头包含至少一个加热电阻，加热电阻与自承电导体相连接，流体传感器引导穿过外壳盖。自承导体在外壳中于基座和触点的接触位置之间形成无需载体的桥接路径，在触点上接下来连接连接电缆的导线。自承导体在生产和运行中的振动负载期间由于较大的截面积而保持它的位置。传感器探头还包括形成为薄膜电阻的加热电阻、与加热电阻相连的自承电导体和载体，自承电导体被固定在载体上，该传感器探头由于无机材料能承受在300°C的热气流中的加热电阻的热功率。如果将盖置于300°C的热气流中，那么由于由无机材料构成的传感器额外的热功率，使盖能够承受这样的热气流，无机材料诸如为陶瓷。这种材料尽管比承受200°C热气流的塑料盖昂贵，但是不会产生像在对300°C的热气流，特别是废气流进行质量精确测量时的磨损。因此，由无机材料构成的盖，特别是陶瓷盖在对高于200°C的热气流进行测量时禁受住了考验。简单的盖是板状的。优选的盖是盘状或者帽状的，并形成有环状边缘。将具有盖的外壳与凸缘组合在一起。在外壳和盖之间设置有两个密封件，以使外壳相对于环境和气流加以密封。为确保导体和它与导线的连接，使两个横向栓以前侧斜面从侧面压入到单导线和横向钻孔之间。由此，电缆上的拉力不会作用于导线与触点的连接处，将拉力在外壳内部继续引导并再次作用于由自承电导体架桥形成的无需载体的桥接路径，并且不会由此继续作用于直至薄膜电阻的纯插线的嵌入材料上。导体是由镍、镍合金、钢、特别是不锈钢构成的线或条带。条带可以节约空间地也可以竖放地相邻设置，而且实现了在基座上相邻排列成列的导体的最大化。薄膜电阻的插线由钼构成，或者具有特别是围绕镍芯的钼外罩。薄膜电阻包括不同的钼薄膜电阻，特别是每个传感器设有两个加热导体和温度传感器。将自承电导体在外壳之外与薄膜电阻相连接。在薄膜电阻和盖的透过部之间，将电导体覆盖在基座上。在薄膜电阻和盖的透过部之间的区域完全覆盖自承电导体。然后，导体从外壳凸出朝向基座，该导体覆盖在基座上。在基座的另一端，导体连接于薄膜电阻上。作为中间产品的传感器探头的批量生产使传感器制造的整个过程合理化。这是因为，传感器探头的所有部分都由无机材料构成，热处理不需要对传感器的热敏感组件采用防护手段，这是因为，热敏感组件与探头分别进行处理。因而，作为不会对热敏感材料产生威胁的加热电阻，使薄膜电阻与自承电导体相连接，使该自承电导体引导穿过外壳盖。根据本发明，自承电导体在与该自承电导体连接的薄膜电阻和盖的透过部之间的区域覆盖在基座上，该自承电导体在引导穿过外壳盖之后通过盖的透过部而凸出。这实现了预制成的传感器探头用于对流体传感器、特别是热膜风速计进行批量生产的用途，其中，在外壳中将电缆的导线与自承电导体相连接，该电缆由外壳引出，而且自承电导体引导穿过外壳的盖。在此，根据本发明，自承电导体在外壳以外与薄膜电阻相连接，并且自承电导体在薄膜电阻和通过盖的透过部之间覆盖在基座上。流体传感器，特别是它的探头用于对AGR进行控制，在该流体传感器中，加热电阻是薄膜电阻，为了与薄膜电阻形成接触，在外壳中将电缆的导线与自承电导体相连接，电缆由外壳引出，而且自承电导体引导穿过外壳的盖。由于自承电导体在与该自承电导体连接的薄膜电阻和盖的透过部之间的区域覆盖在基座上，自承电导体通过该盖的透过部从外壳中凸出，因此保护自承电导体免受在传感器探头上流过的有害废气的伤害。该探头又保护传感器的热敏感部件免受废气的热和传感器探头中的加热器的热功率的伤害。
下面，凭借附图1-4进一步阐明本发明。图I示出了流体传感器的截面图；图2示出了制造传感器探头的流程图；图3示出了外壳中用于固定电缆的流程图；图4示出了流体传感器的立体图。附图标记说明I流体传感器20保护帽21保护弓部3由无机材料构成的测量探头30薄膜电阻32特别由钼构成的插线42导体，特别是导体框架43基座或基架44固定剂，特别是玻璃45传感器棒5 盖50 凸缘51密封件52止推环53膜片弹簧6 外壳64 触点
65绝缘体66 套管7 电缆 70电缆插口71 导线72耐拉连接器73横向栓74 边缘75单导线绝缘体
具体实施例方式图I示出了具有根据图2的传感器探头3并具有图3所示的电缆固定部的传感器。传感器探头3根据图2来组成。在此薄膜电阻30在它的插线上与自承的导体42，例如，镍条或不锈钢条发生电连接。经证实的薄膜电阻30的插线32由钼或用钼外罩短而薄地实施，从而使钼消耗维持在较小的程度。最小长度通过合理的可处理性来决定，而最小直径通过机械强度来决定。插线32对测量的影响随电阻增大而增大，从而使该插线因此实施得尽可能短。较薄的薄膜电阻线与更强的导体、特别是与由不锈钢构成的导体一起的延长，即使经更大的间距也能提供很小的线路电阻，并且还实现在其它障碍物中对导体42进行稳定定位。然后，使薄膜电阻上的导体42置于基座43上并用玻璃体44密封地固定。在此，将玻璃膏涂覆在基座43上，从而覆盖导体42。基座43是一个载体，导体42固定在该载体上，由于该载体是稳定性的型材，因此自然而然地具有基座43的功能。在一定高的温度条件下对涂覆上的玻璃膏进行灼烧，从而在灼烧过程之后，该导体在冷却时由于该导体更大的膨胀系数而从这些包围住导体的固定体上脱落。由此，在导体和嵌入物44之间生成一条缝隙，该缝隙在使用传感器时在材料疲劳之前由于不同的导体膨胀系数而保证绝缘。将一个或两个通过此方式制成的传感器棒45插入到在外壳盖5中。由此提供了测量探头3，其能够轻易地预制成。传感器因此可以在批量生产中在最后的步骤中通过将传感器探头固定在外壳上而很合理地制成。因此，根据图1，使测量探头3通过两个密封件51插置在凸缘50上。外壳6的完整化通过套管66来实现。套管66具有边缘,该边缘位于上侧密封件51上。通过对凸缘50的边缘进行卷边处理，使该边缘通过止推环52和作用于其上的膜片弹簧53被压在密封件上。通过将连接电缆7引入管中，特别是深冲的金属套管66中，使外壳6在电缆侧受到密封。套管66是凸缘和连接电缆之间的外壳的后半部分。连接电缆7在此经电缆插口70使外壳6在电缆侧套管66的区段密封。电缆的机械固定通过耐拉连接器72来实现。连接电缆70与触点64进行电连接，这些触点机械固定在由塑料制成的绝缘体65中，并这些触点彼此电绝缘地进行挤压包封。朝向传感器探头方向又有自承导体42与触点64相接触。为保护传感器免受机械损害，将保护帽20与保护弓部21 —起焊在凸缘50上。
根据图3，在外壳6的与传感器探头3相对的一侧，将导线71推进到设置在外壳6中的耐拉连接器72的纵向钻孔中。使两个横向栓73以前侧斜面从横向相对于导线71的侧面压入到单导线71和横向钻孔之间的中间空间中。由此，使单导线71位于耐拉连接器活扣中，而单导线绝缘体75额外地由于纵向和横向钻孔的交叉而被尖锐边缘74进行切口，并且由此材料配合地相对于拉动和转动而固定。与之相随，这个类型的耐拉连接器防止单导线71在最小的空间中扭转和抽出。通过在钻孔中相邻排列的多条导线71，可以以相应更长的螺栓实现多重耐拉连接。这个具有高度稳定性的微型化措施合理实现了批量生产。在此，决定性的是相邻设置的导线71的高度秩序，该秩序甚至允许将3至12条、特别是4至10条导线71简单而 合理地以一步设置在耐拉连接器中。图3中的左侧和右侧导线71优选代表在每列中连续设置的、例如由3或4条导线构成的导线列。
权利要求
1.一种对流体传感器(I)进行批量生产的方法，所述流体传感器特别是热膜风速计，所述流体传感器的传感器探头(3)直通至外壳盖(5)上都由无机材料构成，所述传感器探头包括形成为薄膜电阻(30)的加热电阻、与所述加热电阻相连的自承电导体(42)以及自承电导体(42)固定其上的载体，其特征在于，将电缆(7)引入外壳(6)中，使自承电导体(42)引导穿过外壳盖(5)，在外壳(6)中使电缆(7)的导线(71)与自承电导体(42)相连接，而且此后，用外壳盖(5)封闭外壳(6)。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，使螺栓(73)以其前侧的插入斜面横向相对于导线地压入到在导线和横向钻 孔之间的中间空间中。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于，使所述外壳(6)与具有凸缘(50)的盖(5)固定在一起。
4.根据权利要求I至3的任意一项所述的方法，其特征在于，所述自承电导体(42)在外壳(6)之外与所述薄膜电阻(30)相连接，并且所述自承电导体在薄膜电阻(30)和盖(5)的透过部之间覆盖在基座(43)上。
5.一种由无机材料构成的传感器探头(3)，在所述传感器探头中加热电阻是薄膜电阻，所述薄膜电阻与自承电导体(42)相连接，所述自承电导体引导穿过外壳盖(5)，其特征在于，所述自承电导体(42)在与该自承电导体连接的薄膜电阻(30)和盖的透过部之间的区域覆盖在基座(43)上，所述自承电导体通过盖的透过部从外壳(6)中凸出。
6.一种对传感器探头(3)进行批量生产的方法，所述传感器探头的部分由无机材料构成，其中，作为加热电阻使用薄膜电阻，所述薄膜电阻与自承电导体(42)相连接，所述自承电导体引导穿过外壳盖(5)，其特征在于，所述自承电导体在与该自承电导体连接的薄膜电阻(30)和盖的透过部之间的区域覆盖在基座(43)上，所述自承电导体在引导穿过外壳盖(5)之后通过盖的透过部而凸出。
7.传感器探头(3)用于对流体传感器进行批量生产的用途，所述传感器探头为根据权利要求5所述的传感器探头或者为根据权利要求6所述的方法制造的传感器探头，在该用途中，在外壳(6)中将电缆(7)的导线(71)与自承电导体(42)相连接，所述电缆(7)由外壳(6)引出，而且所述自承电导体(42)引导穿过外壳的盖(5)，其特征在于，所述自承电导体(42)在外壳(6)之外与薄膜电阻(30)相连接，并且所述自承电导体在薄膜电阻(30)和盖(5)的透过部之间覆盖在基座(43)上。
8.用于废气回收的流体传感器(I)，在所述流体传感器中，加热电阻是薄膜电阻(30)，为了与所述薄膜电阻形成接触，在外壳(6)中将电缆(7)的导线与自承电导体(42)相连接，电缆⑵由外壳(6)引出，而且所述自承电导体(42)引导穿过外壳(6)的盖(5)，其特征在于，所述自承电导体(42)在与该自承电导体连接的薄膜电阻(30)和盖的透过部之间的区域覆盖在基座(43)上，所述自承电导体通过盖的透过部从外壳(6)中凸出。
9.根据权利要求8所述的流体传感器(I)，其特征在于，引导穿过盖的导体(42)与薄膜电阻(30)的插线(32)相连接。
全文摘要
为对AGR的风速计进行简单而可再现的批量生产，对于直至200℃或300℃的热废气流将导体和薄膜电阻例如通过涂覆和烧灼玻璃膏而设置并覆盖在基座上，基座例如为陶瓷型材。在对流体传感器、特别是热膜风速计的批量生产中，传感器探头直通至外壳盖上都由无机材料例如氧化铝、氧化镁或尖晶石的氧化物构成，根据本发明将电缆引入外壳中，使自承电导体引导穿过外壳盖。在外壳中将电缆的导线与自承电导体相连，此后用外壳盖封闭外壳。用穿过盖引导的基座型材使薄膜电阻与外壳如此间隔，即，使薄膜电阻与外壳尽量热学去耦合，以不损害测量精确性。薄膜电阻优选装有插线。作为中间产品提供一种测量探头或作为传感器探头一部分的传感器棒，从而使批量生产合理化。
文档编号G01F1/86GK102620784SQ201210019138
公开日2012年8月1日 申请日期2012年1月20日 优先权日2011年1月28日
发明者K·维南德, M·穆齐奥尔 申请人:贺利氏传感技术有限公司
专业数控铣床产品供应商
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