专利名称：空气质量流量计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种空气质量流量计，其具有由起绝缘作用的塑料构成的壳体，其中，在壳体中设有气流通道；并且具有布置在壳体中并且检测在气流通道中流动的空气质量的传感元件，并且其中，在壳体中布置将传感元件与连接管脚连接起来的导电通路。
背景技术：
联系到本申请的上下文关系，概念“空气”被作为对于能够确定其流量的气体或者混合气体的例子来使用。基本上能够通过根据本发明的空气质量流量计来确定每一种气体或者混合气体的流量。此类空气质量流量计是已知的，并且它们被大量地应用在例如汽车制造中，以检测流向内燃机的空气质量。根据由空气质量流量计检测的空气流量，既可以进行对于例如内燃机的运行的诊断，又能够实现对内燃机的控制。为实现这些目的，在不同的运行条件下均可靠地、并且尽可能精确地对实际的气流的检测是十分重要的。在专利文献EP 0458998AI中公开了一种具有壳体的空气质量流量计，在该壳体中形成有气流通道，并且在该壳体中，在传感元件的电流流动方向的上游布置有气流整流器。该气流整流器包括蜂窝结构体和环，该环在气流方向上突出超过蜂窝结构，并且在该环中嵌入与蜂窝结构相距一定距离的、产生微旋涡的栅格。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种空气质量流量计，其能够以低廉的成本制造并且使对空气流量的精确测量成为可能，其中，该空气质量流量计应在尽可能长的时间内无故障地运行。该目的通过独立权利要求所述的特征实现。通过这种方式，即整个壳体由塑料构成并且气流通道的至少一部分具有静电耗散的特性，能够以特别低廉的成本，例如以喷射注塑法制造空气质量流量计。由于气流通道的至少一部分具有静电耗散的特性，带电的污染物颗粒在其能够到达传感元件之前被放电。由此阻止了带电的污染物颗粒在传感元件上的积聚。由于没有污染物颗粒沉积在传感元件上，因此在空气质量流量计的整个使用寿命期间均能够对在管中流动的空气质量进行精确并且无障碍地测量。在本文中，平面电阻小于IO12欧姆的区域被称为是静电耗散的区域。这样，平面电阻便足够地�。允箍掌柿恐械拇驳绲目帕７诺绮⑶冶；ご性馐苷庑┛帕５某粱�。由于整个壳体，即也包括具有静电耗散特性的这一部分的气流通道均由塑料构成，因此能够实现传感器的特别长的使用寿命。没有任何布置在气流通道上并且或许可能会再次脱落的导电区域处于气流通道中。气流通道与其电耗散的部分一起形成了由塑料构成的一体性部件，其中，气流通道的电耗散的区域通过塑料中的导电颗粒保持其静电耗散的特性。
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在进一步的设计方案中，以微型机电系统MEMS (Micro ElectroMechanicalSystems)的制造方式制造传感元件。正是对于具有以微系统(MEMS)技术制造的传感元件的空气质量流量计而言，使气流通道的具有静电耗散特性的一部分中的带电颗粒失去导电性能十分重要。如果在气流中存在带电的污染物颗粒(例如带电的尘�？帕�)，那么这些污染物颗粒便受到传感元件的带电平面吸引，并且这些带电的污染物颗粒沉积在这些带电的平面上。但是通过传感元件的带电平面上的高度绝缘的钝化层阻止了污染物颗粒的放电。·为了防止这一情况的出现，带电的污染物颗粒在到达气流通道的静电耗散部分中的以微系统(MEMS)技术制造的传感元件之前被放电，由此使其再也不能沉积在传感元件的表面上。在另一个进一步的设计方案中，气流通道的电耗散的部分由具有能导电的聚合物的塑料、和/或具有能导电的纤维的塑料和/或具有导电墨黑的塑料构成。适合用作塑料中的能导电的纤维的例如有煤或者金属颗粒。具有能导电的组成部分(聚合物、纤维和/或导电墨黑)的塑料成本低廉并且易于集成在气流通道中。当气流通道的电耗散的部分与固定的电位电连接时，污染物颗粒的电荷载体容易被引走电荷并且由此实现污染物颗粒的简单的中性化。这些污染物颗粒由此不再沉积在传感元件上。在优选的实施方式中，固定的电位是传感器质量体。传感器质量体对于空气质量流量计而言是中性的参考电位并且它能够吸纳大量的电荷载体，而不会出现电位转移。当壳体具有壳体基体和壳体盖时，空气质量流量计的制造便特别简单。其中，气流通道的电耗散的部分能够形成在壳体基体中和/或壳体基体上和/或形成在壳体盖中和/或壳体盖上。
接下来根据附图I至6详细说明本发明。
图I示出了管中的空气质量流量计，
图2是空气质量流量计的透视图，
图3示意性地示出了以MEMS技术制造的传感元件,
图4示出了具有壳体的空气质量流量计，
图5不出了壳体盖，
图6示出了壳体，
图7再次示出了壳体盖。
具体实施例方式图I示出了空气质量流量计I。该空气质量流量计I布置在管2中。该空气质量流量计I具有壳体17，该壳体具有以管2中的空气质量的主要流向4为参照的起始端5和末端6。为了在管2中的空气质量的所有流速下均能够无误地测量，在空气质量流量计I的前部、与其起始端5相距一定距离的位置设有气流引导元件8。该气流引导元件8在此由栅格11构成。不仅管2，而且栅格11均能够具有拥有电耗散的特性的区域。图2是管2中的空气质量流量计I的透视图。空气质量流量计I具有流动管道7，其容纳一部分在管2中流动的空气并且引导其通过传感元件3。在空气质量流量计I的管
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2中布置有伸展了的、方向与主要流向4平行的气流引导元件8。该气流引导元件8也能够具有拥有电耗散的特性的区域9。此外，图2还示出了连接元件16，在该连接元件中布置有连接管脚，这些连接管脚将传感元件3和它后面的电路10例如与电子发动机控制器连接起来。图3示意性地示出了以MEMS技术制造的、在气流4中的传感元件3。现代化的、 以微系统(MEMS)技术制造的传感元件检测气流的速度十分迅速并且以很高的精度测量气流4中的几乎每一个变化。传感元件3和用于处理传感元件3发出的信号的电路10能够以微系统技术(MEMS)形成在唯一的半导体部件11上。以微系统技术制造的传感元件3的缺点在于，在传感兀件3的、导电的、并且加载有电荷载体13的平面12的上方通常布置一个薄的、但却高度绝缘的、例如由二氧化硅构成的钝化层14。如果在气流4中存在带电的污染物颗粒15 (例如带电的尘�？帕�)，那么这些污染物颗粒便会受到传感元件3的带电平面12的吸引，并且这些带电的污染物颗粒15沉积在这些带电的平面12上。但是，通过传感元件3的带电平面12上的高度绝缘的钝化层14阻止了污染物颗粒15的放电。带电的污染物颗粒15牢牢吸附在传感元件3的导电平面12上，并且这一污染使得对于从旁边流经的空气质量4的测量出现偏差。图4示出了具有壳体17的空气质量流量计I。该壳体17由壳体基体18和壳体盖19构成。在壳体基体18上可以看到连接元件16，在该连接元件中布置导电管脚，该导电管脚建立传感元件3与后面的电子装置，例如发动机控制器的电流接触。此外，在壳体基体18中还可以看到气流通道7。在此，气流通道7设计为Ω-形。但是，这仅为对于气流通道的一个实例。对于空气质量流量计I中的此类气流通道而言有各式各样的设计方案。壳体盖19可与壳体基体18连接。这可以例如通过粘贴或者激光焊接实现。在壳体盖19中可以看到具有电耗散的特性的区域9。这一具有电耗散的特性的区域9很大程度上覆盖了气流通道7。由此，存在于气流4中的、具有电荷载体13的污染物颗粒15通过与具有电耗散的特性的区域9的接触而放电。这保证了仅静电为中性的污染物颗粒15与空气质量4 一起流经传感元件3。通过具有静电耗散的特性的区域9高效地防止了带电的污染物颗粒15沉积在传感元件3上。以参考标号20表示接地端子，具有电耗散的特性的区域9通过该接地端子与传感器质量体21或者其它的固定电位连接。到传感器质量体21的连接在图4中示意性地附加具有电耗散的特性的区域9处。图5在细节性的示意图中示出了壳体盖19。在壳体盖19中可以清楚地看到具有电耗散的特性的区域9。在此，具有电耗散的特性的区域9的形状在很大程度上与气流通道7的形状相符。空气质量4沿具有电耗散的特性的区域9流动，其中，包含于其中的污染物颗粒15能够在具有电耗散的特性的区域9处放电。到传感器质量体21的连接在图5和6中示意性地附加在具有电耗散的特性的区域9处。图6示出了壳体基体18。在壳体基体18中可以看到气流通道7，在这一实施例中，气流通道7也配备有具有电耗散的特性的区域9。图7再次示出了壳体盖19和具有电耗散的特性的区域9。在具有电耗散的特性的区域9集成在壳体盖中之前，可以看到该壳体盖19。为了将具有电耗散的特性的区域9集成在壳体盖中，该具有电耗散的特性的区域9被装入该壳体盖19中，并且例如与该壳体盖粘贴在一起或者通过激光焊接耦合。
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具有电耗散的特性的区域9由塑料构成，在塑料中包含导电颗粒。这些导电颗�？梢允抢缣嘉⒘；蛘呒〉奶�。
权利要求
1.一种空气质量流量计(1)，具有由起绝缘作用的塑料制成的壳体(17)，其中，在所述壳体(17 )中形成有气流通道(7 )，并且具有布置在所述壳体(17 )中并且检测在所述气流通道(7)中流动的空气质量(4)的传感元件(3)，并且其中，在所述壳体(17)中设置有将所述传感元件(3)与连接管脚连接起来的导电通路，其特征在于，整个所述壳体(17)由塑料制成并且所述气流通道(7)的至少一个区域(9)具有静电耗散的特性。
2.根据权利要求I所述的空气质量流量计(1)，其特征在于，所述传感元件(3)是以微型机电系统的制造方式制造的。
3.根据权利要求I或2所述的空气质量流量计(1)，其特征在于，所述气流通道(7)的电耗散区域(9)由具有能导电的聚合物的塑料、和/或具有导电纤维的塑料和/或具有导电墨黑的塑料构成。
4.根据前述权利要求中任一项所述的空气质量流量计(I)，其特征在于，所述气流通道(7)的电耗散区域(9)与固定电位电连接。
5.根据权利要求4所述的空气质量流量计(I)，其特征在于，所述固定电位是传感器质量体(21)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的空气质量流量计(1)，其特征在于，所述壳体(17)具有壳体基体(18)和壳体盖(19)。
7.根据权利要求6所述的空气质量流量计(1)，其特征在于，所述气流通道(7)的电耗散区域(9)形成在所述壳体基体(18)中和/或所述壳体基体(18)上。
8.根据权利要求6或7所述的空气质量流量计(I)，其特征在于，所述气流通道(7)的电耗散区域(9)形成在所述壳体盖(19)中和/或所述壳体盖(19)上。
全文摘要
本发明涉及一种空气质量流量计，其具有由起绝缘作用的塑料构成的壳体，其中，在该壳体中设有气流通道，并且具有布置在该壳体中并且检测在气流通道中流动的空气质量的传感元件，并且其中，在该壳体中设置有将传感元件与连接管脚连接起来的导电通路。为了提供一种能够以低廉的成本制造的、并且使对空气流量的精确检测成为可能的空气质量流量计，整个壳体由塑料构成并且气流通道的至少一部分具有静电耗散的特性。
文档编号G01F15/14GK102918366SQ201180026335
公开日2013年2月6日 申请日期2011年5月10日 优先权日2010年5月28日
发明者赖纳·弗劳恩霍尔茨, 斯蒂芬·斯特斯卡克 申请人:大陆汽车有限责任公司
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