本發(fā)明涉及一種傳感器裝置，其具有傳感器部分，該傳感器部分具有至少有一個傳感器，并且具有至少有一個電子器件部分，該電子器件部分具有用于控制和/或讀取至少一個傳感器的電子器件，其中至少一個傳感器與至少一個電子器件電連接。此外，本發(fā)明還涉及一種流體系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、為了調(diào)節(jié)和診斷車輛的冷卻回路，通常需要不同的傳感器和執(zhí)行器，由于大量的傳感器和執(zhí)行器，增加了車輛的熱管理系統(tǒng)的復(fù)雜性。在此，相應(yīng)的執(zhí)行器和傳感器，例如加熱元件、溫度傳感器和流量傳感器，通常被實(shí)施為單獨(dú)的組件，并且單獨(dú)安裝在車輛中的不同的安裝位置處。由于安裝位置不同，大量的測量位置也增加了熱管理系統(tǒng)的復(fù)雜性。

2、在us2014/0192483?a1中描述了一種以柔性電路板技術(shù)制造的裝置。柔性電路板可以根據(jù)需要纏繞在被動或主動冷卻的輥上，也可以從該輥上展開。

3、us?5,818,692?a描述了一種帶有流體通道的柔性電路板，在流體通道中布置了電子部件。流體通道可與冷卻回路連接，以便冷卻液在電子部件周圍循環(huán)。

4、從wo?2021/140018?a1中已知有一種用于產(chǎn)生氣溶膠的加熱設(shè)備。加熱器安裝在柔性電路板的第一部分上，控制電子器件布置在柔性電路板的第二部分上。

5、ep?2?850?956?b1描述了一種加熱設(shè)備，其中加熱線圈與熱反射元件一起布置在柔性薄膜上。通過將柔性薄膜纏繞成管，加熱線圈可以排列在管的內(nèi)側(cè)，而熱反射元件則排列在管的外側(cè)。

6、此外，us2015/0305146?a1描述了一種具有柔性的且可拉伸的基板的裝置，其可用于電氣工程領(lǐng)域。特別提到了其在智能服裝中的應(yīng)用。

7、已知的解決方案并非專為在車輛環(huán)境中使用而設(shè)計(jì)，并且尤其是無法降低現(xiàn)有熱管理系統(tǒng)的復(fù)雜性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，實(shí)現(xiàn)一種傳感器裝置，通過該傳感器裝置降低車輛中現(xiàn)有熱管理系統(tǒng)的復(fù)雜性和組件多樣性。上述技術(shù)問題通過權(quán)利要求1中給出的特征來解決。本發(fā)明的其他有利實(shí)施方案在各個從屬權(quán)利要求中進(jìn)行了描述。

2、根據(jù)本發(fā)明的一個方面提供了一種傳感器裝置。該傳感器裝置有傳感器部分和至少一個電子器件部分，該傳感器部分具有至少有一個傳感器，該電子器件部分具有用于控制和/或讀取至少一個傳感器的電子器件。至少一個傳感器與至少一個電子器件電連接。根據(jù)本發(fā)明，電子器件部分布置在剛性電路板上。傳感器部分布置在柔性電路板上或以柔性電路板的形式構(gòu)造。

3、通過根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置，傳感器系統(tǒng)、特別是用于集成到冷卻回路中的傳感器系統(tǒng)可以與相應(yīng)的評估電子器件組合。

4、流量傳感器通常在制造中是高成本的，因此避免將這種傳感器安裝在車輛側(cè)的冷卻系統(tǒng)中。根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置可以以流量傳感器的形式來設(shè)計(jì)，該流量傳感器在制造中是廉價的并且在技術(shù)上可以簡單地裝入到冷卻系統(tǒng)或任意的流體系統(tǒng)中。

5、傳感器裝置以所謂的剛性-柔性電路板技術(shù)構(gòu)造。在此，電子器件或功率電子器件安裝在剛性電路板上。然而，剛性電路板的外導(dǎo)體或印制導(dǎo)線延伸到柔性部分、即柔性電路板中。在此，這些印制導(dǎo)線被結(jié)構(gòu)化，使得柔性電路板例如可以直接用作加熱元件或用作傳感器。在此，多個傳感器或執(zhí)行器可以構(gòu)造在柔性電路板內(nèi)。

6、因此可以將多個組件集成到根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置中。以這種方式可以成本有利地集成例如溫度傳感器、壓力傳感器或水流傳感器，所述溫度傳感器、壓力傳感器或水流傳感器對于流體系統(tǒng)的調(diào)節(jié)可能是必需的。這些參量可以允許流體系統(tǒng)的更精確的調(diào)節(jié)或者提高診斷能力。例如可以實(shí)現(xiàn)泵轉(zhuǎn)速和所測量的體積流量的合理性檢查。這可以直接在流體系統(tǒng)的運(yùn)行期間實(shí)現(xiàn)，其中，由于傳感器裝置的結(jié)構(gòu)形式，在基本上共同的位置上確定所有測量參量，并且降低了在通過電子器件評估測量數(shù)據(jù)時的復(fù)雜性。

7、此外，用于介質(zhì)診斷的其它傳感器可以集成到柔性電路板中。這種傳感器可以用于電導(dǎo)率測量和/或用于阻抗光譜學(xué)。

8、因此，傳感器部分可以完全被設(shè)計(jì)為柔性電路板并且包括一個或多個傳感器。傳感器裝置可以被設(shè)計(jì)為車輛側(cè)的傳感器裝置。特別地，至少一個傳感器裝置可以定位在車輛側(cè)的流體系統(tǒng)、例如冷卻系統(tǒng)中。

9、當(dāng)傳感器裝置具有至少一個與傳感器部分相鄰地布置的作用部分時，傳感器裝置可以多方面地使用。優(yōu)選地，至少一個作用部分被設(shè)計(jì)為電加熱器和/或被設(shè)計(jì)為用于產(chǎn)生磁場的至少一個線圈。在此，電子器件被設(shè)計(jì)為連續(xù)地或間歇地或時鐘觸發(fā)地控制電加熱器和/或至少一個線圈。傳統(tǒng)的冷卻回路測量系統(tǒng)由不同的部件組成。通過傳感器裝置的設(shè)計(jì)方案可以節(jié)省用于不同部件的插塞連接器和安裝位置。這些措施導(dǎo)致降低的成本和降低的安裝開銷。

10、例如，傳統(tǒng)的加熱器包含高比例的金屬。它們一方面是車輛中的附加重量，另一方面是熱質(zhì)量，該熱質(zhì)量延長了加熱時間并且可以導(dǎo)致再加熱。這些缺點(diǎn)可以通過根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置來避免，因?yàn)榧訜嵩梢栽谧饔貌糠謨?nèi)構(gòu)造為由銅覆層或銅箔構(gòu)成的柔性的印制導(dǎo)線。

11、根據(jù)另一實(shí)施例，至少一個作用部分在傳感器部分旁邊集成到柔性電路板中。替換地，具有多個傳感器部分的多個作用部分交替地集成到柔性電路板中。通過這些措施可以成本高效地并且緊湊地或節(jié)省空間地實(shí)現(xiàn)不同設(shè)計(jì)的測量系統(tǒng)，例如霍爾傳感器。

12、當(dāng)傳感器部分的至少一個傳感器被設(shè)計(jì)為電容式傳感器、電阻式傳感器、至少一個傳感器電極和/或電導(dǎo)率傳感器時，傳感器裝置可以被多方面地使用。例如，柔性電路板或相應(yīng)的膜可以包含分立的傳感器元件或者本身可以是一個或多個傳感器的一部分。因此，介質(zhì)的特性可以直接且成本有利地被檢測。優(yōu)選地，柔性電路板可以伸入流體系統(tǒng)的介質(zhì)或流體中或與該介質(zhì)或流體接觸。

13、根據(jù)一種有利的設(shè)計(jì)方案，也可以通過根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置實(shí)現(xiàn)熱膜流量計(jì)。

14、根據(jù)另一實(shí)施方式，柔性電路板纏繞成螺旋狀或管。通過將柔性電路板卷繞成螺旋狀，可以增大傳感器部分和/或作用部分的有效面積。此外，通過該措施能夠產(chǎn)生湍流，所述湍流能夠?qū)崿F(xiàn)向周圍介質(zhì)的最佳的熱傳遞。

15、柔性電路板的管狀結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)流體通道的壁側(cè)內(nèi)襯，通過所述壁側(cè)內(nèi)襯實(shí)現(xiàn)傳感器裝置與流體或介質(zhì)的盡可能小的相互作用。因此，傳感器裝置可以根據(jù)要求在增強(qiáng)的或最小化的與流體的相互作用的方向上構(gòu)造。

16、此外，柔性電路板的其它幾何形狀也是可能的。例如，構(gòu)造為加熱膜的作用部分可以緊湊地展開。因此，柔性電路板例如可以彎曲成z形、w形、l形等，以便在流體通道內(nèi)實(shí)現(xiàn)最佳的定向。

17、根據(jù)另一實(shí)施例，柔性電路板具有加固結(jié)構(gòu)和/或間隔元件，加固結(jié)構(gòu)和/或間隔元件被設(shè)置為，將柔性電路板保持在彎曲的和/或卷繞的形狀中。優(yōu)選地，這種加固結(jié)構(gòu)和/或間隔元件可以由電絕緣材料構(gòu)成或者是電絕緣的。通過該措施可以實(shí)現(xiàn)柔性電路板的保持不變的幾何形狀和位置固定的位置。

18、當(dāng)柔性電路板被設(shè)置為，以流動方向布置在流體內(nèi)部時，傳感器裝置可以特別優(yōu)化地集成到流體系統(tǒng)中。優(yōu)選地，柔性電路板可以被定向?yàn)槭沟昧鲃臃较蚱叫杏谌嵝噪娐钒宓钠矫嫜诱寡由?。由此能夠?qū)崿F(xiàn)在作用部分中對至少一個傳感器和/或至少一個執(zhí)行器、例如加熱元件的最佳的迎流。

19、根據(jù)另一實(shí)施方式，柔性電路板基本上彎曲成管或管段，其中，至少兩個相對置的用于產(chǎn)生磁場的作用部分布置在柔性電路板上。至少兩個傳感器部分被設(shè)置為測量霍爾電壓，其中，傳感器部分相對于作用部分圍繞流體的流動方向旋轉(zhuǎn)90°。

20、例如，在螺旋狀卷繞的加熱膜中可以附加地結(jié)構(gòu)化線圈和電極，所述線圈和電極在卷繞狀態(tài)下彼此正交地布置。在此，加熱膜是一個或多個作用部分的組成部分。在此，線圈可以作為傳感器線圈布置在至少一個傳感器部分的區(qū)域中或者作為用于產(chǎn)生磁場的執(zhí)行器線圈布置在至少一個作用部分中。利用線圈可以借助電流產(chǎn)生近似均勻的磁場，該磁場使流過該磁場的導(dǎo)電介質(zhì)偏轉(zhuǎn)。流動的這種偏轉(zhuǎn)可以借助附加的電極以電阻或電容的方式測量。因此可以實(shí)現(xiàn)磁感應(yīng)流量計(jì)，利用該磁感應(yīng)流量計(jì)可以確定介質(zhì)的體積流量。

21、當(dāng)柔性電路板和剛性電路板通過連接部分彼此機(jī)械地和電地連接時，傳感器裝置可以流體密封地引入到流體系統(tǒng)中。在此，連接部分可以被設(shè)計(jì)為柔性電路板或剛性電路板。

22、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種流體系統(tǒng)。流體系統(tǒng)具有至少一個流動的流體，該流體以流動方向流過流體通道。流體系統(tǒng)具有至少一個根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置，其中，傳感器裝置的柔性電路板至少局部地布置在流體通道內(nèi)。由此可以將具有多個傳感器和/或執(zhí)行器的集成的裝置與相應(yīng)的電子器件組合地引入到流體系統(tǒng)中。例如，加熱元件可以與用于電導(dǎo)率測量的測量電極組合地在柔性電路板內(nèi)結(jié)構(gòu)化，以便在共同的位置上作用到流體上并且確定至少一個測量參量。

23、根據(jù)本發(fā)明的流體系統(tǒng)例如可以被設(shè)計(jì)為車輛側(cè)的冷卻系統(tǒng)、固定式冷卻系統(tǒng)、連續(xù)式加熱器、袖珍加熱器、工業(yè)循環(huán)系統(tǒng)等。