CN103109463B - 电容式距离传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电容式距离传感器（2）。该距离传感器（2）包括一个具有导电的、延长的平坦传感器区域（16）的传感器元件（4），该传感器区域进而含有数个孔洞（18）。该传感器区域（16）由非导电绝缘体（14）包围，导致该绝缘体（14）完全覆盖这些孔洞（18）的边缘区域（22）。特别地通过首先在该传感器区域（16）中制作这些孔洞（18）来生产该传感器元件（4）。在随后步骤中，该传感器区域（16）由该绝缘体（14）完全包围，该绝缘体还完全填满在该传感器区域（16）中的这些孔洞（18）。

Description

电容式距离传感器
本发明涉及一种具有延长传感器元件的特别是用于汽车工业的电容式距离传感器。此外，本发明涉及一种用于制造这种传感器元件的方法。
在汽车工业中这种传感器特别地用来检测接近交通工具或交通工具部件的物体例如作为停车辅助装置的一部分，或作为电气可调窗口或门的反堵塞装置的一部分。这种电容式距离传感器的进一步应用领域是航空航天或在工业系统中的用途。
US005166679A披露了具有传感器元件的电容式距离传感器，该传感器元件包括传感器表面并安装在受保护的元件上。传感器表面是基本上平坦的、广阔的、薄的且导电的表面，并形成电容器的电极。穿过有待由传感器监控的区域的物体可以用作电容器的相反电极。当该物体接近传感器元件时，在电容器表面和相反电极之间形成的电容器的电容变化。直接地和/或依靠电子器件间接地测量电容的变化。依靠测量数据确定在物体和传感器元件之间的距离。
DE60205520T2披露了具有延长传感器元件的进一步的电容式距离传感器。该传感器元件在这里结合到机动车的车体部分上。
本发明基于规定具有延长传感器元件的电容式距离传感器的目标，该延长传感器元件可以容易地且牢固地附装到物体上并且不易受到腐蚀或污染。此外，本发明基于指定用于规定用于制造这种传感器元件的特定合适方法的目标。
关于该距离传感器，根据本发明依靠一种具有传感器元件的电容式距离传感器实现该目标，该传感器元件包括一个导电的、延长的平坦传感器表面，其中该传感器表面含有数个孔洞，并且其中该传感器表面由一个非导电绝缘体完全包围，导致该绝缘体完全覆盖这些孔洞的边缘区。关于用于制造该传感器元件的方法，依靠一种用于制造上述电容式距离传感器的传感器元件的方法实现该目标，其中在一个平坦的、延长的传感器表面中制作数个孔洞，该传感器表面由一种导电材料构成，并且其中在随后的加工步骤中该传感器表面由一个绝缘体完全包围，该绝缘体由一种非导电材料构成并且还完全填满该传感器表面的这些孔洞。
根据本发明，电容式距离传感器包括含有导电的、延长的、平坦的传感器表面的延长传感器元件。数个孔洞在该特别是条带形的传感器表面中形成。例如，这些孔洞用来容纳一个附装装置例如螺钉或夹子，该传感器可以依靠该附装装置附装到物体例如机动车的车体上。这种附装容许该传感器元件的比较迅速的安装。为保护该传感器表面免于机械或化学损害，例如天气的影响，根据本发明当该传感器元件安装在机动车的外部区域时该传感器表面由一个绝缘体完全围绕。在此背景下，这些孔洞的边缘部分还由该绝缘体包围，因此该传感器表面的区域不与环境接触。
该传感器表面的所有这些孔洞的几何形状有利地是相同的。这些孔洞的中心点方便地位于在该传感器元件的纵向方向上延伸的直线上。特定地，该传感器表面的这些孔洞实施为延长孔洞，其中这些延长孔洞的比较长的轴沿该传感器表面的纵向方向延伸。由于这些延长孔洞，因此在这些孔洞不需要再加工以便在该安装过程期间适应该附装装置的情况下，该传感器元件在该附装装置在交通工具上的布置期间容许高容差。
在本发明的一个合适实施例中，该传感器元件是柔性的。该传感器表面有利地由铜构成并且从带状电缆线方便地形成。该绝缘体基本上由例如PVC构成。该绝缘体优选是长方体并特别地具有在10cm和200cm之间的长度、在0.1cm和10cm之间的宽度和在0.1mm和20mm之间的厚度。
在未安装状态下，该绝缘体可以完全填满该传感器表面的这些孔洞。例如，在此情况下在安装过程期间将用于附装的螺钉直接旋入到该绝缘体中。然而，在一个优选实施例中，数个切块已在该绝缘体中提供，特别地用于在物体上容易安装该传感器元件。切块在这里一般理解成在该绝缘体里面的贯穿开口。该绝缘体优选地具有与该传感器表面具有的孔洞刚好一样多的切块。在每个情况下，这些切块中的刚好一个因此在这些孔洞之一里面布置，其中该切块的边缘不与相对应孔洞的边缘接触，导致该传感器元件密闭地密封。在该切块的边缘和相关联孔洞的边缘之间的距离有利地基本上恒定，导致该切块的剖面面积具有该相关联孔洞的形状，其中该剖面面积的表面积小于该孔洞的大小。所有这些切块的形状方便地是相同的。
以密封形式连接到该绝缘层的一个端头位于该传感器元件的至少一个纵向末端。该端头优选地由基于聚酰胺的热熔胶构成，特别地由macromelt制作，并且其被注模或铸造到该传感器元件上。该端头可以替代地插入到该传感器元件的末端，或以密封形成的形式融合或结合到该绝缘层。在这些端头的至少一个中优选地嵌入一个接触点，该传感器表面在该接触点处与一条电气连接线接触。
根据本发明的制造方法，首先在该传感器表面中制作这些孔洞。这可以例如通过冲压来完成。
在随后的加工步骤期间，该传感器表面由该绝缘体完全包围，其中该传感器表面的这些孔洞首先由该绝缘体填满。可以通过例如由注模来密封该传感器表面来提供该绝缘体。还可以设想将该传感器表面在相互结合或融合的两个塑料条带之间层叠，以便形成该绝缘体并具有比该传感器表面更大的范围，并且超过该传感器表面的边缘完全突出。
在该方法的有利实施例中，在进一步的加工步骤中，在每个情况下在这些孔洞中的每个的区域中以每个切块的边缘不与相关联孔洞的边缘接触并且该传感器元件因此密闭地终止的方式在该绝缘体中优选地冲压制作刚好一个切块。
将在以下参见附图更详细解释示例性实施例，在该附图中：
图1是带有延长传感器元件的电容式距离传感器的示意图，以及
图2在透视图中示出了传感器元件的详图。
在所有图示中对应的多个部分配备了相同的参考符号。
图1是电容式传感器2的示意图。距离传感器2包括延长的柔性传感器元件4、电子器件6和将传感器元件4电气连接到电子器件6的连接线8。例如，距离传感器2位于机动车里面。特别地，在无钥匙自动起动系统(Keyless-Go)的范围内，依靠距离传感器2监控人接近已停车的机动车。在一个方便应用情况下，传感器元件4安装在机动车的后部区域中，例如安装在后挡10上。传感器元件4的纵向方向12平行于交通工具的轮轴适当延伸。
电子器件6向传感器元件4供电并评估传感器元件4的测量数据。特别地，基于由距离传感器2发射的信号，机动车的后挡板可以打开，导致正在接近的人无需执行任意人工活动以便打开该挡板。
图2更详细展示了传感器元件4。如从该展示明显，传感器元件4包括绝缘体14，传感器表面16以传感器表面16由绝缘体14完全包围的方式嵌入绝缘体14。绝缘体14以强制联锁的形式支撑传感器表面16，例如以便避免传感器表面16相对于绝缘体14的移位和/或以便提高传感器元件4的稳定性。由例如铜构成的传感器表面16被延长并是平坦的，并且特别地是条带形。数个孔洞18被冲压进入到传感器表面16。孔洞18是延长孔洞的形状，其中这些延长孔洞的长轴沿传感器表面16的纵向方向12延伸。孔洞18的中心点位于在传感器表面16的纵向方向12上延伸的直线上，并且位于传感器表面16中心上。
特别地由PVC构成的绝缘体14是平坦长方体的形状，其中两个表面平行于传感器表面16。绝缘体14具有例如约63cm的长度、约3cm的宽度和约0.2cm的厚度。绝缘体14的切块20在传感器16的每个孔洞18内延伸。切块20的形状基本上对应于孔洞18的形状。孔洞18的边缘区22由绝缘体14填满。在距离传感器2的安装状态中，例如在每个情况下螺钉24可以位于切块20内，该螺钉24用来将传感器元件4附装到物体。
端头26(图1)位于传感器元件4的一端。端头26的主体由macromelt构成，并且铸造到传感器元件4上。传感器元件4在其与连接线8电气接触的连接点28嵌入在端头26中。
在传感器元件4的制造过程内，首先将孔洞18冲压到传感器表面16。在随后的加工步骤中，由绝缘体14完全包围传感器表面16。切块20随后在绝缘体14中形成。
参考数字清单
2距离传感器
4传感器元件
6电子器件
8连接线
10后挡
12纵向方向
14绝缘体
16传感器表面
18孔洞
20切块
22边缘区
24螺钉
26端头
28连接点

Claims (9)

1.一种具有传感器元件(4)的电容式距离传感器(2)，该传感器元件包括一个导电的、延长的平坦传感器表面(16)，其中该传感器表面(16)含有数个孔洞(18)，并且其中该传感器表面(16)由一个非导电绝缘体(14)完全包围，导致该绝缘体(14)完全覆盖这些孔洞(18)的边缘区(22)。
2.根据权利要求1所述的电容式距离传感器(2)，
其特征在于
这些孔洞(18)实施为延长孔洞，并且这些延长孔洞的比较长的轴在该传感器表面(16)的纵向方向(12)上延伸。
3.根据权利要求1或2所述的电容式距离传感器(2)，
其特征在于
该传感器元件(4)是柔性的。
4.根据权利要求1或2所述的电容式距离传感器(2)，
其特征在于
该传感器表面(16)由铜构成。
5.根据权利要求1或2所述的电容式距离传感器(2)，
其特征在于
该绝缘体(14)由PVC构成。
6.根据权利要求1或2所述的电容式距离传感器(2)，
其特征在于
该绝缘体(14)含有与这些孔洞(18)的数目相对应的数个切块(20)，其中每个切块(20)在这些孔洞(18)之一内延伸。
7.根据权利要求6所述的电容式距离传感器(2)，
其特征在于
每个切块(20)的剖面面积具有与该切块(20)穿过其延伸的相对应孔洞(18)相同的形状。
8.一种用于制造根据权利要求1至7之一所述的电容式距离传感器(2)的传感器元件(4)的方法，其中在一个平坦的、延长的传感器表面(16)中制作数个孔洞(18)，该传感器表面由一种导电材料构成，并且其中在随后的加工步骤中该传感器表面(16)由一个绝缘体(14)完全包围，该绝缘体(14)由一种非导电材料构成并且还完全填满该传感器表面(16)的这些孔洞(18)。
9.根据权利要求8所述的制造传感器元件(4)的方法，其中在随后的加工步骤中在该绝缘体(14)中以每个切块(20)在这些孔洞(18)之一内延伸并且该切块(20)的边缘在距相关联孔洞(18)的边缘的恒定距离的方式制作与这些孔洞(18)的数目相对应的数个孔洞(18)。
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