高溫測量傳感裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權利要求1的高溫測量傳感裝置，其包括位于保護管中的傳感元件，該傳感元件具有在保護管端部露出的、朝向熱側(cè)定向的測量區(qū)段和相反的朝向冷側(cè)的接頭，該高溫測量傳感裝置還包括包圍測量區(qū)段的、與保護管連接的保護帽和朝向熱側(cè)定向的第一穩(wěn)定和固定套。
【背景技術】
[0002]W02010/063682A1公開一種具有熱電偶的溫度傳感器，該溫度傳感器具有耐熱的護套纜線，在護套纜線的朝向測量介質(zhì)的端部上設有傳感元件。用于將傳感元件連接到電子分析單元上的電連接導線穿過護套纜線的金屬管。所示溫度傳感器應可在直至1200°C的溫度下使用并且可快速檢測溫度變化。為此，傳感元件包括熱電偶金屬絲珠，其伸出護套纜線并且被保護套容納，該保護套固定在護套纜線的朝向測量介質(zhì)的端部上。保護套具有無焊點的一體的前部并且護套纜線是外徑較小的柔性薄壁金屬管，在該金屬管的遠離測量介質(zhì)的區(qū)域上連接金屬絲被導出，所述連接金屬絲與車載電子裝置建立希望的連接。
[0003]同類的EP2196787A2公開一種具有傳感元件的高溫傳感器，該傳感元件支承在保護管中。為了也在高溫環(huán)境下、如機動車的排氣系統(tǒng)中進行可靠測量，保護管被加固管包圍，該加固管由這樣的材料制成，該材料的熱膨脹系數(shù)高于保護管材料的熱膨脹系數(shù)。加固管在保護管的第一區(qū)域中與保護管固定連接，并且在保護管的第二區(qū)域中設置有止擋元件，該止擋元件同樣與保護管固定連接。加固管基于其更大的熱膨脹從預規(guī)定的溫度起與止擋元件機械接觸，由此高溫傳感器從該溫度起在機械方面變得更加穩(wěn)定。在傳感元件和保護管帽之間的空間中，根據(jù)EP2196787A2，填充有導熱性良好的材料。為此使用細硅粉末。保護管與止擋元件的起穩(wěn)定作用的機械接觸要求最低溫度，尤其是直接在起始階段中或在非高功率運行中，整個裝置趨于振動，該振動威脅測量裝置的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]由此本發(fā)明任務在于，提供一種改進的高溫測量傳感裝置，其基于支承在保護管中的傳感元件，并且測量區(qū)段或測量珠、尤其是熱電偶測量珠位于朝向熱側(cè)定向的保護管端部上。要說明的高溫測量傳感裝置應能成本有利地制造并且具有高穩(wěn)定性和低故障率。另外傳感元件應能夠快速響應，以確保被相應裝備的機動車或機動車發(fā)動機、渦輪增壓器或固定式發(fā)動機的優(yōu)化運行。任務的重點在于，針對振動和內(nèi)燃機廢氣流中的相應機械和熱負荷，穩(wěn)定位于保護管中的傳感元件。
[0005]本發(fā)明的任務借助根據(jù)權利要求1的特征組合來解決，從屬權利要求構成至少適宜的構型和擴展方案。
[0006]據(jù)此以一種高溫測量傳感裝置為出發(fā)點，其包括位于保護管中的傳感元件，該傳感元件具有在保護管端部露出的、朝向熱側(cè)定向的測量區(qū)段和相反的朝向冷側(cè)的接頭，另夕卜，還設置有包圍測量區(qū)段的、與保護管連接的保護帽和朝向熱側(cè)定向的第一穩(wěn)定和固定套。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，朝向熱側(cè)定向的第一穩(wěn)定和固定套在其朝向保護帽的端部上圍箍保護帽，從而實現(xiàn)抵抗振動力的穩(wěn)定。通過選擇的接合連接可吸收保護帽和第一穩(wěn)定和固定套之間存在的由熱引起的沿縱軸線方向的膨脹，且不會出現(xiàn)機械損毀或損壞。
[0008]另外還設置有朝向冷側(cè)定向的第二穩(wěn)定和固定套，其在接頭側(cè)端部上圍箍保護管并且支承該保護管，第一和/或第二穩(wěn)定和固定套在接合和圍箍區(qū)域中直徑減小地構造。
[0009]一方面關于整個裝置的縱軸線進行上述圍箍，從而可形成抵抗振動力的圍箍。另一方面，作為保護帽和第一穩(wěn)定和固定套之間的接合連接這樣實現(xiàn)圍箍，使得由熱引起的沿縱軸線方向的膨脹可被吸收。但在沿整個裝置的縱軸線方向的熱膨脹的全部區(qū)域上保持上述元件之間的接合，以確保所希望的機械穩(wěn)定性和測量區(qū)段無振動。
[0010]優(yōu)選接合連接通過上述元件相互面對的周面來實現(xiàn)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，接合連接允許在保護帽和第一穩(wěn)定和固定套內(nèi)壁之間或在保護管外側(cè)和第二穩(wěn)定和固定套內(nèi)壁之間的滑動，所述第二穩(wěn)定和固定套位于測量裝置的冷端。
[0012]為了形成接合連接，在一種優(yōu)選方案中，保護帽在圓周側(cè)具有徑向的、優(yōu)選沿縱軸線方向延伸的突起和凹部。
[0013]在一種替換實施方式中，第二穩(wěn)定和固定套與保護管壓緊在一起。
[0014]為了待測量介質(zhì)的進入，保護帽可具有開口、如縫槽狀開口。
[0015]在一種方案中，保護帽具有基本上圓柱形的端部區(qū)段，該端部區(qū)段伸入第一穩(wěn)定和固定套的互補的圓柱形端部區(qū)段中，這可優(yōu)化整個裝置的機械穩(wěn)定性。
[0016]當各上述圓柱形端部區(qū)段具有減小的直徑時，尤其是在測量區(qū)段中產(chǎn)生最小化的熱容量，這在相應的溫度變化時確保更快速地響應。
[0017]根據(jù)另一種根據(jù)本發(fā)明的方案，保護帽具有由振動穩(wěn)定的、導熱的、優(yōu)選粉末狀的材料形成的填料。
[0018]在此在一種方案中，優(yōu)選通過使用超聲波或其它機械振動來振動填料，而且是在測量區(qū)段已經(jīng)伸入保護帽或者說被保護帽包圍時。由此實現(xiàn)填料的可再現(xiàn)的壓實，且沒有干擾的力作用于測量區(qū)段或者說連接金屬絲或保護管中的護套纜線。填料的壓實優(yōu)選在無外力作用的情況下進行。在此保護帽不發(fā)生壓力變形。
[0019]在一種擴展方案中，填料可構造為層狀填料。在此填料具有至少兩個垂直于縱軸線方向延伸的層，包圍測量區(qū)段的第一層具有非常高的導熱性并且背離測量區(qū)段的第二層具有減小的導熱性。
[0020]由此減小了向整個裝置冷端方向的不希望的散熱或者說減小了向該方向的熱傳導，這在動態(tài)測量過程和高溫應用中尤為有利。
[0021]在一種優(yōu)選方案中，填料含有氮化硼顆粒或氮化硼材料。通過在填充過程中或立即在填充之后有針對性地定向氮化硼顆粒，可調(diào)節(jié)朝向測量珠的熱傳導方向。這確保改善垂直于整個裝置縱軸線方向的熱傳導；相反減小了沿縱軸線方向、即朝向冷側(cè)的熱傳導。
[0022]另外，第一和第二穩(wěn)定和固定套的相互面對的端部可引導到壓緊凸肩或者說凸緣或尤其是構造為空心螺栓的壓緊螺栓上，并且通過焊接固定在那里。凸緣或者說壓緊凸肩本身可構造為隔熱板。但也可在凸緣或壓緊凸肩或空心螺栓上設置附加的輻射屏蔽元件，以防止下游的尤其是電子組件或連接件受到不必要的熱作用。
[0023]在本發(fā)明的一種擴展方案中，第二穩(wěn)定和固定套被保護套包圍，該保護套容納絕緣部件及至少一個密封件和通向外部信號處理裝置的電子接頭。絕緣部件與保護套面狀壓緊。
[0024]根據(jù)一種優(yōu)選實施方式，可根據(jù)位于保護管中的傳感元件的直徑設置套筒狀的、也許在直徑方面形成階梯的適配部件，使得尤其是可在冷側(cè)使用尺寸統(tǒng)一的穩(wěn)定和固定套。
【附圖說明】
[0025]下面應借助實施例并且參考附圖詳細說明本發(fā)明。附圖如下:
[0026]圖1為根據(jù)本發(fā)明的高溫測量傳感裝置的側(cè)視圖；