CN101657706B - 温度传感器 - Google Patents

Abstract

将在配置于流体流动的流路内的温度传感器的轴上从上述流路的内周至上述温感元件的中心为止的距离即突出长度L1设为50mm以上，将在通过上述温感元件的中心且相对于上述流路的轴垂直的剖面上从上述流路的内周面至上述温感元件的中心为止的距离即突出位置设为L1’，将在上述剖面上投影观察上述温度传感器时的上述温度传感器的轴与上述流路的内周面的交点间的距离即流路宽度设为D1，根据D1的大小，分别规定L1’/D1，从而抑制排气温度传感器的散热，能够进行高精度的测温。

Description

温度传感器

技术领域

本发明涉及在内燃机用的排气系统等中配置的温度传感器。

背景技术

以往，已知排气温度传感器，即通过温感元件，对于在汽车的废气净化装置的催化净化器内部或排气管内等的流路中流动的废气的温度进行检测。

电气特性根据温度而变化的温感元件被收纳在壳体内。电气特性根据温度而变化的该温感元件所发出的电信号经由电极线，传达至控制装置，来检测温度。

这样的温度传感器如专利文献1所示，记载了以下情况，即：在靠近催化净化器或排气管的中心部的位置上设置温感部，从而正确地测量向催化剂体的进气温度(最高温度)。

另外，在专利文献2中，公开了一种温度传感器，通过规定温度传感器向催化净化器的突出长度与检测废气温度的铂电阻的长度的关系，从而能够简单且正确地进行温度测量。

专利文献1：日本特开2002-350239号公报

专利文献2：日本特开平5-79922号公报

但是，在专利文献1中，虽然揭示了对于催化净化器或排气管的中心部进行测温即可的内容，但对于考虑了流路的直径或温度传感器向流路的突出长度等的具体方法，却并未揭示。

例如，在将作为具备直径大的催化剂体的排气管的催化净化器上安装温度传感器的情况下，为了对催化净化器的中心部进行测温，需要使温度传感器向催化净化器的突出长度充分长。但是，以往，为了避免由于来自外部的振动而在温度传感器上发生的共振，而缩短上述突出长度等，成为提高共振频率的结构。因此，对于以下问题完全没有进行考虑，即：在催化净化器的直径大的情况下，温度传感器的共振频率降低，无法避免在温度传感器上发生共振，温度传感器受损的危险极高。

同样，在专利文献2中，为了对于催化净化器的中心部进行测温，在使温度传感器向催化净化器的突出长度较长的情况下，在振动等级高的排气系统、或内径大的催化净化器中，难以满足耐振性。尤其是，在铂电阻方式的温度传感器中，因为其刚性高，而在温度传感器上发生的共振频率高，所以施加至温度传感器的加速度非常大，温度传感器由于过大的应力而受损。

另外，基于避免上述共振的技术想法，在共振频率高(突出长度短)的温度传感器中，在对于催化净化器的中心部进行测温时，如图2所示，需要在催化剂壳的锥部配置温度传感器。但是，在该方法中，由于温度传感器向催化净化器或排气管的突出长度短，所以散热较大，因此无法正确地测量向催化剂体的进气温度(最高温度)。

进而，近年来，作为减排技术，使用多个催化剂体的排气系统成为主流，但目的在于，如上所述为了确保耐振性而极力减小突出量，而且测量催化净化器的中心部的温度。因此，作为图12所示的构造，由于上述突出长度短而散热大，到下游侧的催化剂体的距离远，所以不仅无法正确地测量向催化剂体的进气温度，而且排气系统结构变得复杂，因此成本也大幅上升。

发明内容

本发明是鉴于所述以往的问题而作成的，提供一种温度传感器，能够正确地测量向催化剂体的进气温度(最高温度)，而且即使在振动等级高的排气系统中也能够确保充分的耐振性。

本发明为了达到上述目的，本申请发明是一种温度传感器，其特征在于，具备：温感元件，配置在流体流动的流路内，电气特性根据上述流路内的流体的温度而变化；信号线，前端侧经由电极线连接至上述温感元件，基端侧连接至外部电路连接用的引线；套部件，在内部保持上述信号线；以及保持部件，直接地或经由其他部件间接地保持上述套部件的外周面；将在该温度传感器的轴上从上述流路的内周至上述温感元件的中心为止的距离即突出长度L1设为50mm以上，将在通过上述温感元件的中心且相对于上述流路的轴垂直的剖面上从上述流路的内周面至上述温感元件的中心为止的距离即突出位置设为L1’，将在上述剖面上投影观察上述温度传感器时的上述温度传感器的轴与上述流路的内周面的交点间的距离即流路宽度设为D1，此时满足下式：

在100mm≤D1＜200mm的情况下，L1’/D1≥{0.6-(1/1000)×D1}，

在200mm≤D1＜300mm的情况下，L1’/D1≥{0.74-(1/600)×D1}，

在300mm≤D1的情况下，L1’/D1≥0.24。

此时，通过根据圆形、椭圆形等各种流路的形状，规定温度传感器的最佳突出位置L1’，从而能够正确地测量流路中心部的温度(最高温度)。同时，通过使突出长度L1为50mm以上的长度，从而抑制了温度传感器自身的散热，能够高精度地测量流体的温度。

另外，本申请发明的特征在于，将在温度传感器的轴上从上述流路的内周面至上述温感元件的中心为止的距离即突出长度L1设为50mm以上，将在通过上述温感元件的中心且相对于上述流路的轴垂直的剖面上的流路内径设为D1’，将以从具有上述流路内径D1’的流路的中心至上述温感元件的中心为止的长度作为半径的圆的直径设为D2，此时满足下式：

在100mm≤D1’＜200mm的情况下，D2/D1’≤{(1/500)×D1’-0.2}，

在200mm≤D1’＜300mm的情况下，D2/D1’≤{(1/300)×D1’-0.47}，

在300mm≤D1’的情况下，D2/D1’≤0.53。

本申请发明在尤其是流路的形状为圆形的情况下能够有效地应用，通过根据圆形流路的内径，规定最佳的虚拟的圆的直径D2，从而正确地测量流路中心部的温度(最高温度)，并且通过使突出长度L1为50mm以上的长度，从而抑制了温度传感器自身的散热，能够高精度地测量流体的温度。

另外，本申请发明的特征在于，将从通过保持部件直接或间接保持了上述套部件的保持部的前端至上述温感元件的中心为止的长度即保持长度设为L2，此时与上述突出长度L1的关系为：L2＞L1。

由此，通过构造为将套部件的保持部分设置在保持部件的基端侧，从而使保持长度L2的范围比以往在长度侧更大。即使在突出长度L1短的情况下，通过增长保持长度L2，也能够使套部件的共振频率(1次)下降。因此，位于温度传感器的前端侧的电极线以及温感元件共振，从而防止受损。

另外，本申请发明的特征在于，将上述突出长度L1之中保持上述温感元件的部件的直径设为传感器外径D3，此时D3为3.5mm以下。

由此，与增长突出长度L1相同，能够抑制散热。

另外，本申请发明的特征在于，上述突出长度L1为60mm以上，上述传感器外径D3为3.2mm以下。

由此，在同时满足上述突出长度L1、传感器外径D3时，散热充分减小，温感元件的测温精度更加提高。

进而，本申请发明的特征在于，上述传感器外径D3为1.7mm以上。

由此，相对于从排气管等的流路施加的振动，能够确保温度传感器的突出部的耐振强度，能够防止突出部的折损。

进而，本申请发明的特征在于，配置在配置有至少2个催化剂体的流路中，设置在相邻的2个上述催化剂体之间。由此，能够正确地测量向流路的下游侧的催化剂体的进气温度。

进而，本申请发明的特征在于，将相邻的2个上述催化剂体的间隔设为L3，将从上述温感元件的中心至2个上述催化剂体之中位于上述流路的下游侧的催化剂体的流路上游侧的端面为止的距离设为L4，此时L4＜(L3)/2。

由此，温度传感器能够在接近于下游侧催化剂体的位置，测量进气温度，能够精度更高地执行下游侧催化剂的底面温度控制。

在本申请发明的温度传感器中，优选温感元件具有以下各结构。其特征在于，上述温感元件设置在金属壳体的内部，能够将上述温感元件从废气气氛中隔离，因此能够防止温感元件的还原劣化。

另外，其特征在于，上述温感元件包括热敏电阻元件，能够容易地得到测量精度高的温度传感器。

进而，其特征在于，上述温感元件埋设在被供给至上述金属壳体的前端侧内部的固定部件中，在温度传感器振动时，能够防止温感元件振动而与金属壳体冲突。由此，防止温感元件受损并且防止温感元件的电极的断路，能够得到耐久性优良的温度传感器。

另外，其特征还在于，上述温感元件通过玻璃件密封，能够抑制上述温感元件的劣化，能够得到耐久性优良的温度传感器。

附图说明

图1是表示本发明的排气温度传感器100的一个实施方式的剖面图。

图2是用于说明本发明的排气温度传感器100向排气管400的安装状态的图，(a)是排气管的轴向剖面图，(b)是相对于同图(a)中的排气管的轴垂直方向的剖面图。

图3是说明使用了本发明的排气温度传感器100的热电对500的温度校正试验方法的示意图。

图4是表示本发明的排气温度传感器的温度校正试验结果的图。

图5中(a)是将本发明的排气温度传感器100安装至椭圆状的排气管的情况的相对于排气管轴向的垂直方向剖面图，(b)是表示同图(a)中的排气温度传感器的测温误差的评价的曲线图。

图6是表示排气温度传感器的测温误差的评价的曲线图。

图7是表示本发明的排气温度传感器加热共振耐久试验的示意图。

图8(a)、(b)是说明本发明的排气温度传感器的安装位置的剖面图。

图9是表示本发明的排气温度传感器的其他实施方式的剖面图。

图10是表示本发明的排气温度传感器的其他实施方式的剖面图。

图11是表示本发明的排气温度传感器的其他实施方式的剖面图。

图12是以往的排气温度传感器600向排气管903的安装剖面图。

符号说明

10温感部

20壳部

100排气温度传感器(温度传感器)

101热敏电阻元件(温感元件)

102电极线

103套销芯线(金属芯线)

104温感部壳体(壳体)

105套销(套部件)

106固定部件

107玻璃件

201肋(保持部件)

201a前端干涉部

202保护管(保持部件)

203螺纹接头

204引线

205保持管

205a前端干涉部

301毂

400催化净化器

401催化剂壳

402催化剂体

402a上游侧催化剂体

402b下游侧催化剂体

403排气管

500热电对

具体实施方式

以下，对于本发明的排气温度传感器100(温度传感器)的实施方式，根据附图进行说明。本发明的排气温度传感器100应用为检测从车辆用发动机排出的废气的温度的传感器，例如，安装至汽车的排气管。

如图1所示，排气温度传感器100主要由温感部10及壳部20、在温感部10及壳部20之间配置的套销105构成。

另外，在本说明书中，将图1的下方作为前端侧，将上方作为基端侧，来说明排气温度传感器100的构造。

接下来，说明上述温感部10。上述温感部10具有：热敏电阻元件101，包括由以Cr-Mn为主成分的半导体材料等构成的烧结体，作为感知排气温度的温感元件；一对电极线102，用于将该热敏电阻元件101发出的电信号传达至基端侧；一对信号线103，与前端在上述电极线102的基端侧通过激光焊接、电阻焊接等进行接合，另一端连接至引线204的信号线相当；以及温感部壳体104，相当于保护上述热敏电阻元件101的金属壳体，。信号线上述电极线102利用包含铂的材料，在上述信号线103中使用不锈钢。另外，上述温感部壳体104通过对镍铬合金(インコネル)材料施加深拉加工，而成为有底筒状。

在此，作为温感元件优选使用热敏电阻元件101，能够容易地得到测量精度高地排气温度传感器。

另外，上述热敏电阻元件101优选配置在温感部壳体104内部，能够将热敏电阻元件101从废气气氛中隔离，所以能够防止热敏电阻元件101的劣化。

优选在上述热敏电阻元件101和上述温感部壳体104之间，填充固定部件，在排气温度传感器振动时，防止热敏电阻元件101振动而与温感部壳体104冲突。由此，能够防止热敏电阻元件101受损，并且防止热敏电阻元件101的电极线102的断路。

另外，作为填充的固定部件，使用导热性优良的材料，从而能够将温感部壳体104之外的热快速地传递至热敏电阻元件101，能够得到响应性良好的排气温度传感器。

进而，温感部壳体104优选使用镍铬合金材料等耐氧化性优良的合金。由此，温感部壳体104能够防止氧化，能够防止因降低温感部壳体104内部的氧浓度而导致的热敏电阻元件101的特性变化。若温感部壳体104氧化，则壳体内部的氧浓度下降。这样，存在为了对其进行弥补而氧从热敏电阻元件101脱离还原的可能性。由此，存在热敏电阻元件101的特性变化的可能性。因此，通过由耐氧化性金属构成温感部壳体104，从而能够防止热敏电阻元件101的特性变化。

另外，作为上述耐氧化性金属，例如有不锈钢、镍铬合金(国际镍业公司注册商标)等。

在这样构造的温感部10，插入固定相当于套部件的套销105的一端。

套销105成为包含镍铬合金材料的圆筒状，通过铆接及激光焊接等固定至温感部壳体104。套销105可以通过压入来固定至温感部壳体104，也可以还施加电阻焊接等。

上述热敏电阻元件101优选通过玻璃密封件进行密封。在这种情况下，能够抑制温感元件的劣化，能够成为耐久性优良的元件。

套销105在内侧收容、绝缘、保护信号线103。另外，在套销105的内侧，在填充了具有电绝缘性的氧化镁等的粉末之后，对套销105施加基于镦锻的拉深加工，从而内置将上述粉末加压成形的压粉体。

套销105包括：包含不锈钢的2根信号线103、配置在该信号线103的周围的包含氧化镁等绝缘粉末的绝缘部、以及覆盖该绝缘部的外周的包含不锈钢的外管部。套销105具有圆柱形状，外管部具有圆筒形状。另外，信号线103从绝缘部及外管部在前端侧及基端侧露出。另外，信号线103的前端与热敏电阻元件101的电极线102焊接，信号线103的基端连接至引线204。

接下来，说明上述壳部20。壳部20起到用于将排气温度传感器100安装至排气管的作用，经由相当于套部件的套销105与上述温感部10连接。

壳部20具有：肋201，连接至上述套销105的外周；保护管202，通过焊接等固定至该肋201的外周；以及引线204，电连接至上述套销105的基端。

另外，在图1中，肋201和保护管202通过激光焊接等固定而大致成为一体的部件相当于保持部件。

接下来，对于图1所示的排气温度传感器100向流路的安装构造，利用图2(a)、(b)进行说明。图2(a)、(b)表示在将排气温度传感器100相对于排气管400的轴垂直安装的情况、倾斜安装的情况的各自的方式。图2(a)是排气管400的轴向剖面图，(b)是与排气管400的轴向垂直的剖面图，即同图(a)的A-A线、B-B线剖面图。

如图1所示，相当于流路的排气管400上固定有毂301，在该毂301的内周面，设有阴螺纹部，在经由螺纹接头203卡止至肋201的基端侧端面的状态下向前端侧按压，同时将设在螺纹接头203的外周面的阳螺纹部与毂301的阴螺纹部螺合。由此，将排气温度传感器100安装至排气管400。

此时，肋201的前端侧端面就位并紧密接触于毂301的内周面，从而密封在排气管400内流动的废气。

成为这样的构造的排气温度传感器100经由引线204，将热敏电阻元件101所发出的排气温度信号送出至未图示的外部电路(例如ECU)，检测废气的温度。

肋201的外周面的部分与保护管202的内周面抵接，通过从保护管202的外周面进行焊接，两部件被固定。

套销105嵌合至肋201的中央的孔，在肋201的内周面与套销105的外周面抵接的部分，通过焊接等固定。

在此，本说明书中的保持部件相当于上述肋201和上述保护管202通过激光焊接等固定而大致成为一体的部件，套部件的保持部分指的是与配置在上述套销105的外周的上述肋201的接点。

以下，涉及本发明的实施方式的排气温度传感器100的特征部分。

如图1及图2所示，在本发明中，定义了排气管400与排气温度传感器100的各位置关系、尺寸。

突出长度L1是排气温度传感器100的轴上从排气管400的内周面(对安装了排气温度传感器100的排气管400的两端进行连接的虚拟线(图1中的虚线)与排气温度传感器400的轴相交的点)至上述热敏电阻元件101的中心(热敏电阻元件101的轴向长度的中点)为止的距离，将该突出长度L1确定为50mm以上。

突出位置L1’是通过上述热敏电阻元件101的中心且相对于上述排气管400的轴垂直的剖面上从上述排气管400的内周面至上述热敏电阻元件101的中心为止的距离。

另外，如图2(a)、(b)所示，在将排气温度传感器100相对于排气管400的轴垂直安装的情况下，突出长度L1与突出位置L1’为同一尺寸。另外，在相对于排气管400的轴倾斜安装的情况下，突出位置L1’不一定与突出长度L1为同一尺寸。

保持长度L2如图1所示，是从通过作为保持部件的肋201直接或间接保持套销105的保持部的前端至上述热敏电阻元件101的中心为止的长度。

流路宽度D1是在上述剖面上对上述排气温度传感器100进行投影时的排气温度传感器100的轴与上述排气管400的内周面的交点间的距离，是能够与安装了排气温度传感器100的排气管400的形状为圆形、椭圆形等各种形状相对应的值。

流路内径D1’是通过上述热敏电阻元件101的中心且相对于上述排气管400的轴垂直的剖面上所述排气管400的内径，是能够特别有效地应用于排气管为圆形的情况的值。

虚拟的圆的直径D2是以从上述流路内径D1’即排气管400的中心至上述热敏电阻元件101的中心为止的长度为半径的圆的直径。

传感器外径D3是上述突出长度L1之中保持上述热敏电阻元件101的部件的直径，在图1的情况下是套销105的外径。

另外，所谓上述热敏电阻元件101的中心，是将排气温度传感器100的轴向作为热敏电阻元件101的长度，将其长度的中点作为热敏电阻元件101的中心。

在此，涉及图3及图4。

图3是表示排气温度传感器100的温度校正试验方法的示意图，图4为：为了测定配置了催化剂体的排气管400的中心部的温度，配置直径1.6mm的热电对500，将提高发动机负荷并保持一定程度时的排气温度传感器100的测温结果与热电对500的测温结果进行比较。

另外，由于直径1.6mm的热电对500的散热极小，能够正确地测量向催化剂体的进气温度(此时，由于设置在中心所以为最高温度)，因此将热电对500的输出用作基准值。

然后，将相对于热电对500的输出(T℃)的误差(ΔT℃)、即(ΔT/T)×100(％)，作为排气温度传感器100的测量精度(测温误差)的指标。

接下来，对于排气管400为椭圆状的情况，利用图5(a)、(b)进行说明。图5(b)是表示排气管400为椭圆状的情况下在横轴描出排气管400的流路宽度D1、在纵轴描出突出位置L1’相对于流路宽度D1即L1’/D1时的测温误差的评价的曲线图。另外，图5表示设突出部的直径D3为3.5mm时的一个例子，突出长度L1与突出位置L1’为同一尺寸。

在图5(b)的曲线图中，测温误差((ΔT/T)×100(％))分别为：◎是10％以下，○是超过10％且15％以下，×是15％以上。

可知，图5(b)的A部(由虚线围住的部分)在L1’/D1＝0.5的情况、即热敏电阻元件101位于排气管400的中心的情况下，无论是否将热电对500与排气温度传感器100配置在相同位置，在流路宽度D1为80mm、排气温度传感器100从排气管400的内周面的突出长度L1为40mm时，测温误差超过10％且为15％以下，无法测量充分正确的温度。这是因为，虽然要对排气管400的中心部进行测温，但由于突出长度L1短，所以散热增大，测温误差增大。

另一方面，若突出长度L1为50mm以上，则能够将误差抑制为10％以下，能够几乎正确地测量排气管400中心部的向催化剂体402的进气温度(最高温度)。因此，若将突出长度L1设为50mm以上，则能够使测温误差为10％以下。

将排气温度传感器100的温度误差的允许范围设为10％以下的理由，是因为该测温误差10％的数值是能够通过外部电路校正排气温度传感器100的测温误差、并高精度地反馈的上限值。

如此，通过图5(b)所示的实验结果，为了使排气温度传感器100的温度误差为10％以下，需要满足以下式(1)～(3)。

[数学式1]

L1’/D1≥{0.6-(1/1000)×D1}(100mm≤D1＜200mm)......(1)

L1’/D1≥{0.74-(1/600)×D1}(200mm≤D1＜300mm)......(2)

L1’/D1≥0.24(D1≥300mm)               ......(3)

根据上述式(1)～(3)，能够求出用于高精度检测温度的、流路宽度D1及突出位置L1’。另外，式(1)～(3)虽然是根据将传感器外径D3设为3.5mm时的结果导出的，但如果传感器外径D3比3.5mm小，则由于散热小，所以只要满足上述式(1)～(3)，就显然能够使测温误差为10％以下。

接下来，说明图2所示的圆形的排气管400的情况。

图6是表示在横轴描出排气管400的流路内径D1’、在纵轴描出直径D2相对于流路内径D1’即D2/D1’时的测温误差((ΔT/T)×100％)的评价的曲线图。

另外，图6表示设突出部的直径D3为3.5mm时的一个例子，突出长度L1与突出位置L1’为同一尺寸。在图6的曲线图中，测温误差((ΔT/T)×100(％))分别为：◎是10％以下，○是超过10％且15％以下，×是15％以上。

首先，图6的A部(由虚线围住的部分)在D2/D1’＝0的情况、即热敏电阻元件101位于排气管400的中心的情况下，无论是否将热电对500与排气温度传感器100配置在相同位置，在流路内径D1’为80mm、排气温度传感器100从排气管400的内周面的突出长度L1为40mm时，测温误差超过10％且为15％以下，无法测量充分正确的温度。这是因为，虽然要对排气管400的中心部进行测温，但由于突出长度L1短，所以散热增大，测温误差增大。

另一方面，若突出长度L1为50mm以上，则能够将误差抑制为10％以下，能够几乎正确地测量排气管400中心部的向催化剂体402的进气温度(最高温度)。因此，若将突出长度L1设为50mm以上，则能够使测温误差为10％以下，因此优选。

另外，根据图6，为了使测温误差为10％以下，需要满足以下式(4)～(6)。

[数学式2]

D2/D1’≤{(1/500)×D1’-0.2}(100mm≤D1’＜200mm)......(4)

D2/D1’≤{(1/300)×D1’-0.47}(200mm≤D1’＜300mm)......(5)

D2/D1’≤0.53(D1’≥300mm)......(6)

根据上述式(4)～(6)，能够求出用于高精度检测温度的、流路内径D1’及直径D2。另外，式(4)～(6)虽然是根据将传感器外径D3设为3.5mm时的结果导出的，但如果传感器外径D3比3.5mm小，则由于散热小，所以只要满足上述式(4)～(6)，就显然能够使测温误差为10％以下。

在本实施方式中，使用了流路内径D1’为150mm的排气管400。因此，为了高精度地检测向催化剂体的进气温度，根据上式(1)，使用D2满足直径D2≤15mm的排气温度传感器100。在此，以D2为10mm的方式将排气温度传感器100安装至排气管400。即，使用突出长度L1为70mm的排气温度传感器100。另外，设直接保持在肋201上的套销105的传感器外径D3为3.5mm。此时，安装在排气管400内的2个催化剂体402的间隔L3为50mm，从热敏电阻元件101的中心至下游侧催化剂体402b的上游侧端面为止的距离L4为20mm。

另外，根据按照上述评价实验进行实施的实验结果，可知在突出长度L1为60mm以上，传感器外径D3为3.2mm以下时，能够进一步抑制散热，高精度地检测向催化剂体402的进气温度。

另外，为了使套销105不因为从外部施加至排气温度传感器100的振动而折损，优选使图1中的套销105的外径即传感器外径D3为1.7mm以上，能够充分确保套销105的强度。

肋201的外周面的部分与保护管202的内周面抵接，通过从保护管202的外周面进行焊接，两部件被固定。

套销105嵌合至肋201的中央的孔，在肋201的内周面与套销105的外周面的接触部分，通过焊接等固定。另外，权利要求中记载的保持部件相当于本实施方式中的、肋201的内周面与套销105的外周面抵接及焊接的部分。

另外，在本申请发明的排气温度传感器100中，优选抑制由于从外部传来的振动而发生的共振。来自外部的振动从肋201，传至上述肋201的内周面与套销105的外周面抵接及固定的部分，产生套销105上的共振。在此，所谓共振，是指具有能量的系统因为从外部施加的刺激(振动)而引起固有振动。

相对于排气温度传感器100从排气管400的内周面的突出长度L1，从上述抵接及固定的部分的前端，可以使保持长度L2比以往更长。

与突出长度L1无关，保持长度L2越长，则套销105的共振频率越小。这通过以下的加热共振耐久试验得到验证。

所谓加热共振耐久试验，如图7所示，是在由电炉303加热了排气温度传感器100前端部的状态下，在排气温度传感器100的径向施加加速度。试验条件为，设置电炉303以使排气温度传感器100前端部的温度为850℃，在通过螺纹接头203安装了排气温度传感器100的安装夹具302上，施加加速度20G，并且扫描各样品(套销105前端)的共振频率(1次)附近的频带，确认有无电极线102的断路。表1综合了这些实验结果。

[表1]

×：在目标时间(相当于30万km)以内电极线102断路○：在目标时间的1～2倍电极线102断路◎：即使在目标时间的2倍以上电极线102也无断路

表1是使套销105(或温感部壳体104)的外径即传感器外径D3、从套销105的保持部分至热敏电阻元件101的中心为止的长度即保持长度L2变化时的、排气温度传感器100前端的共振频率(1次)及加热共振耐久试验的结果。

根据表1，可知随着传感器外径D3变小、保持长度L2变长，套销105前端的共振频率(1次)降低。

另外，在表1中，对于来自外部的振动对套销105前端的共振的影响度，以有无电极线102的断路作为基准，来评价耐振动性。

另外，根据表1可知，在传感器外径D3为3.2mm以下、保持长度L2为70mm以上时，套销105前端的共振频率(1次)为480Hz以下，防止了电极线102的断路。

另一方面，可知与上述D3、L2无关，共振频率(1次)高的情况下，在目标时间(相当于30万km的压力(stress))以内，电极线102断路。另一方面，可知若共振频率(1次)为480Hz以下，则满足目标时间。

进而，可知若保持长度L2为80mm以上、L1＜L2，则能够使套销105前端的共振频率(1次)为380Hz以下，耐振性进一步提高。即，若套销105前端的共振频率(1次)为380Hz以下，则能够满足目标寿命的2倍以上，所以优选保持长度L2为80mm以上时，使L1＜L2。

在此，如图8(a)所示，排气管400有在1个催化剂壳401内配置了1个催化剂体402，在其上游侧配置了排气温度传感器100的情况，还有如图8(b)所示，插入有2个催化剂体402a、402b，在2个催化剂体402之间配置排气温度传感器100的情况等。

在本实施方式中，由于能够使突出长度L1增大，因此可以在排气管400的中心部配置具备2个催化剂体402的热敏电阻元件101，不仅能够正确地测量向下游侧的催化剂体402b的进气温度，而且能够实现简单的排气系统结构，因此能够使成本比以往下降。

在上述实施方式中，由于能够正确地测量向催化剂体402的进气温度(最高温度)，因此催化剂体402的温度控制精密化，不仅能够得到燃料消费率提高、排放降低、防止催化剂劣化等效果，而且抑制了套销105前端的振动，因此成为耐久性优良的排气温度传感器100。

另外，如果是以在排气管400的径向突出的方式设置的排气温度传感器100，则也可以在催化剂体402的下游侧安装排气温度传感器100。

另外，在上述实施方式中，构造为使肋201与套销105抵接，在该抵接部分施加焊接来固定，但如下所述，也可以构造为通过其他部件来固定肋201和套销105。

另外，利用图9～11说明本发明的排气温度传感器100的其他实施方式。

例如，在图1中，温感部壳体104以覆盖套销105前端侧的外周面的一部分的方式被固定。该温感部壳体104如图9所示，也可以使用内包有套销105的长形的部件。即，构成为通过焊接来固定温感部壳体104的基端侧与肋201的基端侧，来达到与上述实施方式相同的效果即可。此时，也可以在温感部壳体104的内周面与套销105的外周面之间填充固定部件106。

另外，在图9中，温感部壳体104之中除了直径相对小的端部之外的部分(覆盖套销105的部分)的外径为传感器外径D3。

另外，如图10所示，也可以构成为使保持管205介于肋201的内周面与套销105的外周面之间，来保持套销105。还有，也可以在保持管205的前端设置直径相对缩小的前端干涉部205a。此时，在保持管205的内周面与套销105的外周面之间，设置有游隙(clearance)。通过该游隙的效果，能够抑制从外部向套销105的振动传递，并且在套销105振动以及共振时，前端干涉部205a对于套销105的振动进行干涉，从而能够抑制套销105的共振。另外，在图10中，温感部壳体104以覆盖套销104的前端侧的外周面的一部分的方式被固定，但也可以如图9所示，构造为以覆盖套销105的整体的方式固定温感部壳体104。

另外，在图10中，套销105的外径为传感器外径D3。

进而，如图11所示，也可以构造为通过延伸设置肋201的前端部，来覆盖套销105至更前端侧。此时，在延伸设置的肋201的内周面与套销105的外周面之间，设置有游隙(clearance)。与图10同样，通过上述游隙，能够抑制从外部向套销105的振动传递。另外，与图10的前端干涉部205a同样，通过在肋201的前端设置前端干涉部201a，即使在套销105振动以及共振时，前端干涉部201a也能够进行干涉，抑制共振。

另外，在图11中，与图10同样，套销105的外径为传感器外径D3。

另外，前端干涉部201a及205a只要不通过激光焊接等被完全约束，可以例如设置0.1mm左右的游隙来配置，也可以以实质上没有间隙而接触的状态配置。

另外，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以适当地变更排气温度传感器100及排气管400等的构造。

Claims (12)

1.一种温度传感器，其特征在于，具备：

温感元件，配置在流体流动的流路内，电气特性根据上述流路内的流体的温度而变化；

信号线，前端侧经由电极线连接至上述温感元件，基端侧连接至外部电路连接用的引线；

套部件，在内部保持上述信号线；以及

保持部件，直接地或经由其他部件间接地保持上述套部件的外周面；

将在该温度传感器的轴上从上述流路的内周至上述温感元件的中心为止的距离即突出长度L1设为50mm以上，将在通过上述温感元件的中心且相对于上述流路的轴垂直的剖面上从上述流路的内周面至上述温感元件的中心为止的距离即突出位置设为L1’，将在上述剖面上投影观察上述温度传感器时的上述温度传感器的轴与上述流路的内周面的交点间的距离即流路宽度设为D1，此时满足下式：

在100mm≤D1＜200mm的情况下，L1’/D1≥{0.6-(1/1000)×D1}，

在200mm≤D1＜300mm的情况下，L1’/D1≥{0.74-(1/600)×D1}，

在300mm≤D1的情况下，L1’/D1≥0.24。

2.一种温度传感器，其特征在于，具备：

温感元件，配置在流体流动的流路内，电气特性根据上述流路内的流体的温度而变化；

信号线，前端侧经由电极线连接至上述温感元件，基端侧连接至外部电路连接用的引线；

套部件，在内部保持上述信号线；以及

保持部件，直接地或经由其他部件间接地保持上述套部件的外周面；

将在温度传感器的轴上从上述流路的内周面至上述温感元件的中心为止的距离即突出长度L1设为50mm以上，将在通过上述温感元件的中心且相对于上述流路的轴垂直的剖面上的流路内径设为D1’，将以从具有上述流路内径D1’的流路的中心至上述温感元件的中心为止的长度作为半径的圆的直径设为D2，此时满足下式：

在100mm≤D1’＜200mm的情况下，D2/D1’≤{(1/500)×D1’-0.2}，

在200mm≤D1’＜300mm的情况下，D2/D1’≤{(1/300)×D1’-0.47}，

在300mm≤D1’的情况下，D2/D1’≤0.53。

3.如权利要求1或2所记载的温度传感器，其特征在于，

将从通过保持部件直接或间接保持了上述套部件的保持部的前端至上述温感元件的中心为止的长度即保持长度设为L2，此时与上述突出长度L1的关系为：L2＞L1。

4.如权利要求1或2所记载的温度传感器，其特征在于，

将上述突出长度L1之中保持上述温感元件的部件的直径设为传感器外径D3，此时D3为3.5mm以下。

5.如权利要求4所记载的温度传感器，其特征在于，

上述突出长度L1为60mm以上，上述传感器外径D3为3.2mm以下。

6.如权利要求3所记载的温度传感器，其特征在于，

上述传感器外径D3为1.7mm以上。

7.如权利要求1或2所记载的温度传感器，其特征在于，

上述温度传感器被配置在配置有至少2个催化剂体的流路中，并被设置在相邻的2个上述催化剂体之间。

8.如权利要求7所记载的温度传感器，其特征在于，

将相邻的2个上述催化剂体的间隔设为L3，将从上述温感元件的中心至2个上述催化剂体之中位于上述流路的下游侧的催化剂体的流路上游侧的端面为止的距离设为L4，此时L4＜(L3)/2。

9.如权利要求1或2所记载的温度传感器，其特征在于，

上述温感元件设置在金属壳体的内部。

10.如权利要求1或2所记载的温度传感器，其特征在于，

上述温感元件包括热敏电阻元件。

11.如权利要求9所记载的温度传感器，其特征在于，

上述温感元件埋设在被供给至上述金属壳体的前端侧内部的固定部件中。

12.如权利要求1或2所记载的温度传感器，其特征在于，

上述温感元件通过玻璃件密封。

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