CN104126105B - 用于检测流动流体介质的至少湿度的传感器装置 - Google Patents
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Abstract
推荐一种用于检测流动流体介质(112)的至少一种特性的传感器装置(110)。传感器装置(110)包括至少一个湿度传感器(114)。传感器装置(110)包括至少一个用来对湿度传感器(114)施加流动流体介质(112)的施加装置(116)。施加装置(116)包括至少一个隔膜(118)。施加装置(116)还包括至少一个保护装置(120)。保护装置(120)具有至少一个导肋结构(122)。
Description
现有技术
现有技术已公开了很多用于检测流动流体介质的至少一种特性的传感器装置，所述特性原则上可以是任意一种可以对流动流体介质进行定性、定量的可测物理、化学特性，所述特性尤其可以涉及湿度(尤其是空气湿度)、质量流量、流速、体积流量、压力(例如空气压力)。以下将参考气体传感器和浓度探头(例如Robert Bosch GmbH：Sensoren imKraftfahrzeug(汽车中的传感器)，2010年出版，第98～101页)、温度传感器(例如RobertBosch GmbH：汽车中的传感，2010年出版，第102～111页)、热膜式空气质量流量计(例如Robert Bosch GmbH：Sensoren im Kraftfahrzeug(汽车中的传感器)，2010年出版，第146～148页)，对本发明进行说明。所述流动流体介质例如可以涉及某种气体或者液体。以下将参考燃烧用空气和/或者内燃机(例如汽车)的废气，对本发明进行说明。但原则上也可以是其它应用。
例如，为了比较精确地喷油量和/或者比较精确地控制废气再循环(AGR)，可能需要检测吸入燃烧用空气的湿度，例如比湿度。例如现有技术就公开了可以整合在空气质量流量计之中、或者可以作为独立的传感器安装于进气歧管之中的湿度传感器。
传感器装置尤其是湿度传感器原则上还可以有其它应用，例如在低压废气再循环系统(LP-EGR)中可以冷凝废气再循环冷却器和/或者增压空气冷却器中的水蒸气。尤其可能存在腐蚀危险，例如酸的形成、水锤、冰冻引起的腐蚀危险。一般来说，在此类系统中为相关冷却器尤其是增压空气冷却器配置了旁路，主要可以根据吸入空气的水分含量(例如空气湿度)对其进行控制，以便有针对性地避免发生冷凝。
现有技术尤其公开了电容式湿度传感器，通常可以通过吸湿性聚合物的电容变化而出现测量效应。水分子通常会随着相对空气湿度尤其是相对环境湿度的变化扩散到电介质之中，并且会因为水的介电常数较高(εw＝80)而改变聚合物层的电容。
例如在其后公布的德国专利申请DE 10 2010 043 083.3就推荐了一种用于检测流体介质的流动特性的传感器装置，所述传感器装置包括至少一个传感器壳体，在传感器壳体之内容纳至少一个压力传感器和至少一个湿度传感器。传感器装置可以包括至少一个隔膜，尤其是至少可让湿气部分透过的隔膜。
可以将湿度传感器设计成独立的传感器，或者整合在空气质量流量传感器之中。例如传感器可以包括安装于至少一个塑料框上的至少一个电子模块和至少一个传感元件与至少一个可以透过蒸汽的隔膜。传感器还可以包括至少一个电子腔室盖，所述电子腔室盖具有至少一个挖空部分，所述挖空部分例如可以实现介质交货，尤其是流动流体介质与进气歧管内的空气进行交货。
EP 1 017 931 B1公开了一种用于内燃机的传感器，包括用于检测吸入空气质量的空气质量流量计与传感元件。湿度传感器、压力传感器以及对空气质量流量计或者其传感元件、湿度传感器和压力传感器输出的数据进行处理的分析电路均与空气质量流量计或者其传感元件相邻布置在唯一的壳体之中。
现有技术所公开的传感器装置均有一些缺点。例如尤其对于包括湿度传感器的传感器装置，需要相对于被测流动流体介质尤其是气态介质的颗粒放电改善传感器装置的稳健性。尤其应避免灰尘颗粒、空气颗粒物、微小油滴和水滴引起测量信号失真和/或者传感器装置(例如传感器)损坏。例如需要防止湿度传感器尤其是包围湿度传感器的吸湿膜受到外来气体的影响，以及/或者防止沾上脏污的冷凝水，否则可能会导致可逆或不可逆的特性变化、分流电阻、形成微气候以及/或者导致连接触点腐蚀。例如可以通过能透过水蒸气的隔膜保证有效保护传感器装置尤其是传感元件，例如这样就能将水滴、脏污冷凝水、粗大脏污颗粒与传感器装置尤其是传感元件隔离。但是隔膜本身仍然会由于流动流体介质中夹带的固体颗粒物而受到机械损伤，并且/或者可能会沾上脏污的冷凝水，从而例如可能会阻碍或者抑制冷凝水通过。在最为糟糕的情况下，例如油膜完全遮盖隔膜的表面，可能会引起测量效应完全丧失。因此需要有一种用来检测流动流体介质的至少一种特性的传感器装置，该传感器装置能至少部分抑制或者减轻现有技术所公开的传感器装置的缺点。
发明内容
推荐一种用于检测流动流体介质的至少一种特性的传感器装置。所述传感器装置基本上指的是用来检测流动流体介质的至少一种特性的装置。关于可以定性和/或者定量检测的至少一种被测特性，例如可以参考现有技术的以上说明。所述特性尤其可以流动流体介质的至少一个质量流量、至少一个温度、某种成分的至少一部分或者至少一个空气湿度。所述流动流体介质尤其可以涉及某种气体，尤其是空气。传感器装置尤其可以用于汽车技术领域，例如用于内燃机的进气歧管和/或者排气歧管之中。但原则上也可以有其它使用领域。
传感器装置包括至少一个湿度传感器。所述湿度传感器原则上可以涉及任意一种用来检测湿度的装置。所述检测湿度可以涉及定性和/或者定量检测。例如湿度传感器可以用来检测流动流体介质中是否存在水，例如空气湿度，尤其是相对空气湿度。所述空气湿度可以涉及以流动流体介质体积为单位的水蒸气含量，可以例如以g/m3为单位注明空气湿度。所谓相对空气湿度指的是例如一定温度下存在于流动流体介质中的水蒸气量与相同温度下水蒸气饱和量的比例，例如以百分比表达相对空气湿度。湿度传感器可以包括例如至少一个电阻式和/或者电容式传感元件，例如与现有技术所公开的一样。
例如湿度传感器可以具有至少一个吸湿层，所述吸湿层能够随湿度尤其是相对湿度变化可逆储存水，因此通常可以引起电阻和/或者电容急剧变化，对其进行分析就能测定湿度。若为电容式湿度传感器尤其是湿度探针，则吸湿层尤其是例如Al2O3绝缘层和/或者高分子塑料可以作为电容器的电介质。吸湿层同时也可以作为支承板。湿度传感器尤其是其电容器大多可以包括能够透过水蒸气的电极。作为替代或补充方案，电容器的电极可以具有梳状结构。随着湿度升高，尤其随着相对湿度升高，电介质通常就会吸收湿气尤其是水，探针的电容就会显著升高。例如也可以将湿度传感器设计成电阻式探针。例如电阻式探针可以在至少一对电极之间具有至少一种绝缘基材，尤其是吸湿性基材，例如粘结剂中的盐(LiCl)，尤其可作为浆料。该层的电导率可以随湿度尤其是相对湿度显著变化，可以将其用来测定湿度。尤其在Robert Bosch GmbH公司2010年出版的“Sensoren imKraftfahrzeug(汽车中的传感器)”第98～101页中就描述了现有技术所公开的湿度传感器的示例。但是作为替代或补充方案，原则上也可以将其它类型的湿度传感器用于本发明。
传感器装置包括至少一个用来对湿度传感器施加流动流体介质的施加装置。所述施加装置原则上可以涉及任何一种用来对湿度传感器施加流动流体介质的装置。所述施加装置可以涉及例如流动流体介质的主流与湿度传感器之间的连接。例如所述施加装置也可以涉及将至少一部分流动流体介质输送给湿度传感器的输入管。例如施加装置也可以包括将流动流体介质从湿度传感器排出的排出管，或者可以至少部分与排出管相连。例如施加装置可以包括至少一个管件、至少一个开口、至少一个阀、至少一个过滤器、至少一个扩散元件或者至少一个空腔。所谓施加原则上所指的可以是使得传感器的至少一部分与流动流体介质的至少一部分适当接触，使得传感器可以检测流动流体介质的湿度，尤其是相对湿度。
施加装置包括至少一个隔膜。所谓隔膜指的是例如用来将施加装置的至少一部分至少部分封闭的分离层。例如所述隔膜可以涉及可让湿气至少部分透过的隔膜，尤其是半渗透性隔膜。隔膜可以优先用来防止流动流体介质的至少一部分与湿度传感器接触、与至少另一个传感元件接触、或者与传感器装置的至少另一部分接触。隔膜可以优先用来使得湿度尤其是空气湿度适当透过，尤其是朝向湿度传感器透过，从而能够尽可能精确和/或者可靠检测湿度，尤其是空气湿度，例如相对空气湿度。隔膜尤其可用来使得脏污颗粒(例如油颗粒和/或者灰尘颗粒)远离湿度传感器。所述隔膜尤其可以涉及可供湿气至少部分透过的隔膜。
施加装置还包括至少一个保护装置。所述保护装置原则上可以涉及任意一种用来保护传感器装置尤其是湿度传感器或者至少一个附加传感器和/或者至少一个附加传感元件的装置。保护装置尤其可以用来防止湿度传感器或者至少一个附加传感元件尤其是隔膜受到脏污颗粒或者其它环境因素的影响。所述其它环境影响可以涉及例如流动流体介质的高速度、流动流体介质的高温、流动流体介质的高压和/或者流动流体介质的低压。
保护装置具有至少一个导肋结构。所述导肋结构原则上可以涉及任意一种用来改变流动流体介质的至少一种特性的元件，例如流动流体介质的速度、流动流体介质的流动、流动流体介质的流动方向、流动流体介质形成涡流、流动流体介质的压力、流动流体介质的温度，以及/或者流动流体介质的至少一种化学特性，例如流动流体介质的成分。
传感器装置还可以包括至少一个流动传感器。所谓流动传感器原则上可以涉及任意一种用来检测至少一种流动特性的传感元件，所述流动特性可以涉及流动流体介质的至少一种质量流量。所述流动传感器尤其可以涉及至少一个热膜式空气质量流量计(HFM)，例如热膜式空气质量流量芯片。所述流动传感可以涉及例如Robert Bosch GmbH公司2010年出版的“Sensoren im Kraftfahrzeug(汽车中的传感器)”第146～148页中描述的热膜式空气质量流量计。例如流动传感器可以包括至少一个流道，尤其是至少一部分流动流体介质可以流过的流道。例如流动传感器可以具有至少一个传感器壳体，尤其是包括流道的传感器壳体。例如可以将流动传感器设计成插入式探针。流动传感器可以包括至少一个传感元件。例如可以将传感元件容纳在流道之中。例如可以将传感元件设计成传感器基板上的传感器芯片。例如传感器芯片可以具有至少一个测量面，尤其是至少一部分流动流体介质可以流过的测量面。例如流动传感器可以包括至少一个热膜式空气质量流量计。热膜式空气质量流量计尤其可以包括至少一个硅芯片，例如具有至少一个可以让流动流体介质流过的测量面。流动传感器可以包括至少一个加热元件。流动传感器可以具有至少一个上游温度探头和至少一个下游温度探头。在测量面上，例如在传感器表面上可以有至少一个加热元件和至少两个温度探头，尤其是一个下游温度探头和一个上游温度探头。从利用温度探头测定的温度分布的不对称性可以推断至少一种流动特性。例如可以将至少一个流动传感器布置在至少一个电子模块的至少一个传感器基板上。例如传感器基板可以至少部分伸入到流动流体介质之中。电子模块可以采用例如整体设计。例如电子模块尤其可以包括至少一个控制电路和/或者至少一个分析电路，可以将其用来控制流动传感器和/或者记录流动传感器的信号。例如电子模块可以具有至少一个电路基板。电子模块尤其还可以具有至少一个传感器基板，该传感器基板可以与电路基板机械相连。例如可以将电路基板布置在传感器壳体的电子腔室之中。例如电子模块可以至少部分被壳体和/或者隔膜所包围。传感器壳体和/或者电子腔室可以具有至少一个以可逆或者不可逆方式至少部分封闭电子腔室的电子腔室盖。传感器基板可以从电子腔室伸入到流动流体介质之中。传感器壳体尤其优选具有至少一个能够让流动流体介质流过的流道。例如支承流体传感器的电子模块的传感器基板可以从电子腔室伸入到传感器壳体内至少一个可以让流动流体介质流过的流动之中。所述至少一个流道尤其可以采用整体设计，但是也可以具有至少一个主流道和至少一个偏离该主流道的旁路流道，所述传感器基板优选例如与现有技术所公开的一样伸入到旁路流道之中。电子模块的电路基板尤其可以包括至少一个印刷电路板，例如可以单独使用印刷电路板，或者例如也可以将其安装在机械支架上，例如至少一个用金属材料制成的冲裁折弯零件。传感器基板可以与电路基板直接相连，或者也可以与基板零件(例如冲裁折弯零件)相连。也可以采用其它实施方式。例如可想而知，用至少一个电路板材料制成电子模块，可以用电路板材料、最好用整张电路板材料制成电路基板和传感器基板。作为替代或补充方案，也可以使用现有技术所公开的注射成型电路板作为电子模块。可想而知原则上可以有各种不同的实施方式。
传感器装置还可以包括至少一个温度感器。所述温度传感器原则上可以涉及任意一种用来检测至少一个温度、尤其用来检测流动流体介质的至少一个温度的传感元件。例如所述温度传感器可以涉及现有技术所公开的温度传感器，例如Robert Bosch GmbH公司2010年出版的“Sensoren im Kraftfahrzeug(汽车中的传感器)”第102～111页中描述的温度传感器。例如可以将温度传感器设计成包括至少一个随温度变化的电阻的电阻式温度传感器，或者设计成NTC电阻(负温度系数电阻)，或者设计成热电偶，或者设计成温度计。
传感器装置还可以包括至少另一个传感元件，例如至少一个压力传感器，用于检测流动流体介质的至少一个压力。所述附加传感元件也可以涉及例如氧传感器，所述氧传感器可以涉及例如用来至少检测流动流体介质中的氧含量的装置。
通常将湿度传感器容纳在传感器装置的壳体之中。例如所述壳体可以涉及用来至少部分容纳湿度传感器的传感装置的元件。例如所述壳体可以涉及传感器壳体。所述壳体和/或者传感壳体原则上可以涉及一种整体或者多元结构的装置，所述装置可使得传感装置、湿度传感器、流动传感器、温度传感器、压力传感器或者氧传感器至少尽可能对外隔绝，并且/或者至少尽可能防止机械作用和/或者其它类型的作用，例如化学作用和/或者湿度作用。壳体和/或者传感器壳体尤其可以包括至少一个插入式探针，例如可以将传感器装置完全或者部分设计成插入式探针。首选可以将插入式探针插入到流动流体介质之中，可想而知，有可替换或者永久的插入方式。例如插入式探针可以伸入到流动流体介质的流动管之中。流动管本身可以是传感器装置的组成部分，但也可以作为独立的部件。例如流动管可以包括至少一个开口，插入式探针可以插入该开口之中。尤其可以至少部分用一种塑料材料制成插入式探针和/或者流动管，例如利用注射成型法。若为容纳，例如将湿度传感器容纳在壳体之中，指的是壳体和/或者传感器壳体至少部分、优选完全包围湿度传感器、流动传感器、温度传感器或者压力传感器。壳体可以至少部分包围施加装置。
壳体可以具有至少一个开口。施加装置可以包括壳体中的至少一个开口。可以适当设计开口，使得至少一部分流动流体介质可以进入壳体、抵达湿度传感器或者施加装置。所述开关原则上可以涉及用来使得至少一部分流动流体介质流过开口的壳体元件。例如所述开口可以涉及圆形、多角、多边形或者椭圆形开口。开口可以至少部分封闭和/或者可以封闭。例如隔膜可以至少部分封闭开口。所谓封闭指的是至少一部分流动流体介质不能通过开口，例如可以阻止脏污颗粒通过开口。隔膜特别优选至少部分包围湿度传感器，尤其优选至少部分包围传感元件。例如传感元件和/或者湿度传感器可以被至少一个框架所包围，尤其优选被塑料框所包围。框架可以是例如壳体的一部分，但也可以完全独立或者部分独立。框架可以包括至少一个开口，可以将隔膜紧靠在开口下方，例如朝向开口下方的湿度传感器和/或者传感元件。
例如可以将导肋结构安置于隔膜上。所谓“安置”指的是例如使得导肋结构与隔膜直接接触。例如在隔膜和导肋结构之间也可以形成至少一个间隙。但是在导肋结构和隔膜之间原则上也可以有传感器装置的附加元件。例如导肋结构也可以与隔膜相连，例如至少以粘接、螺纹连接或者挤压方式。
例如可以相对于隔膜适当布置保护装置，使得对湿度传感器施加的流动流体介质首先通过导肋结构，然后通过隔膜。例如可以在流动流体介质尤其是至少一部分流动流体介质的流动方向将保护装置布置在隔膜前面。所述对湿度传感器施加的流动流体介质原则上可以涉及全部流动流体介质和/或者至少一部分流动流体介质。
例如保护装置可以用来使得流动流体介质至少偏转一次。所谓使得流动流体介质偏转指的是例如使得至少一部分流动流体介质的流动方向至少改变一次。所述偏转例如可以涉及流动过程和/或者扩散过程。例如可以根据保护装置的几何特性进行偏转。作为替代或补充方案，也可以根据例如保护装置所产生的压力差产生偏转。
导肋结构可以包括至少一个导肋。导肋结构首选包括多个导肋。所述导肋原则上可以涉及用来引导至少一部分流动流体介质的导肋结构元件。导肋可以具有长方形几何形态。所谓长方形几何形态指的是具有很大高宽比的几何形态。导肋可以用来引导至少一部分流动流体介质。所谓“引导”指的是预先确定某种输送特性，例如流动流体介质尤其是至少一部分流动流体介质的速度和/或者方向。例如可以将导肋设计成壁。多个导肋可以包括例如相互平行、相互排成直线、相互垂直或者以任意角度相互排列的导肋。例如可以将多个导肋的导肋布置在一个平面中和/或者多个平面中。
例如可以按照选自以下类别的排列方式布置导肋：
纵向排列，导肋基本上平行于流动流体介质的主流动方向；
横向排列，导肋基本上垂直于流动流体介质的主流动方向；
径向排列，导肋沿径向相互排列；
割线排列，导肋与一个虚拟的圆相割；
迷宫排列，导肋形成迷宫结构，可以通过迷宫结构使得对湿度传感器施加的流动流体介质多次偏转。
所谓“基本上平行”指的是方位，例如导肋与主流动方向的夹角小于90°，例如小于45°，优选小于10°，特别优选小于0°。所谓“基本上垂直”指的是一种排列，主流动方向与导肋之间形成的夹角大于0°，例如为45°～135°，优选为80°～100°，特别优选为90°。所谓“主流动方向”指的是流动流体介质的流动方向，特别优选是大部分流动流体介质的流动方向，例如流动流体介质在传感器装置上方的流动方向，以及/或者在施加装置上方的流动方向，以及/或者在壳体上方的流动方向，以及/或者在开口上方的流动方向。所谓“径向”指的是导肋的排列，尤其是径向排列，导肋可以朝向至少一个共同的定位点对准，例如基本上沿着一个虚拟圆的半径。例如所述定位点可以涉及消失点。例如径向排列可以包括类似于风机转子叶片排列的导肋排列。导肋结构尤其是导肋可以站立，例如在壳体上站立，尤其在壳体和/隔膜的表面上站立。但是原则上也可以将导肋设计成至少部分可以运动，例如作为至少一个风机的组成部分。所谓割线排列和/或者“割线”，指的是例如可以将导肋沿着某个虚拟圆的割线排列。所谓“迷宫排列”和/或者“迷宫结构”指的是可以通过导肋形成的流动流体介质的输入管和/或者路径系统，由导肋给至少一部分流动流体介质预先确定至少一种流动方向变化，优选优先确定多个流动方向变化。
例如可以将导肋设计成薄片、刀片、转子叶片和/或者壁。可以将导肋设计成长方体形状，但也可以将其设计成长方体、棒、圆柱体和/或者管。导肋可以围绕至少一个轴线、例如围绕长方体的轴线扭转，例如扭曲和/或者弯曲。
保护装置可以具有至少一个盖。所谓盖指的是例如用来将施加装置的至少一部分至少部分遮盖的元件。例如所述盖可以涉及顶盖。所述盖尤其可以涉及安放在导肋结构上的盘形盖。例如导肋结构可以与盖以可逆或者不可逆方式相连，例如粘接和/或者挤压。例如盖可以如上所述基本上平行于壳体的某个表面，例如平行于壁和/或者顶盖。尤其可以将导肋设计成壳体和盖之间的隔条。所谓“盘形盖”尤其指的是基本上平坦的、例如扁平的盖。但原则上也可以是其它设计形态。
保护装置可以用来对至少一部分流动流体介质进行节流。所谓“节流”可理解为减小流动速度。例如保护装置可以具有附加结构，例如导肋的粗糙度，并且/或者在导肋的至少一个表面上具有基本上垂直于流动的薄片状结构。
例如保护装置可以用来将至少一部分流动流体介质引向湿度传感器，也可选择引导流体介质离开湿度传感器，例如在通过湿度传感器检测了湿度之后。例如作为替代或补充方案，施加装置也可用来将至少一部分流动流体介质引向湿度传感器，并且可选择重新引导流体介质离开湿度传感器。例如施加装置和/或者保护装置可以形成经过湿度传感器的至少一部分不完全闭合的流动流体介质回路。
可以将保护装置尤其是导肋结构至少部分整合在传感器装置的壳体之中，尤其整合在壳体的壳盖之中。例如所述壳盖可以涉及用于例如朝向流动流体介质的主流至少部分遮盖和/或者封闭的壳体元件。例如所述壳盖可以涉及电子腔室盖。
上述传感器装置与已知的传感器装置相比具有很多优点。例如不仅可以减少到达传感器装置、施加装置或者湿度传感器的隔膜(例如可以透过湿气的隔膜)的颗粒，而且也可以减小其速度。例如传感器装置尤其是本发明所述的装置能够将隔膜与吸入空气中的大部分固体颗粒、水滴和/或者油滴隔离。盖尤其是开口的盖基本上能够与导肋结构共同执行两种功能：
尤其可以通过迷宫结构，例如迷宫状的设计，防止颗粒和液滴(例如液态介质)的直接冲击。例如在颗粒到达布置在传感元件尤其是湿度传感器上方的隔膜之前，可以通过流体偏转分离大部分颗粒。
可以将不含颗粒的空气(尤其是不含颗粒的流动流体介质，例如去除了颗粒的流动流体介质)引向传感元件，并且还可选择将其重新送入主流。这样就能保证充分交换空气，尤其可以保证流动流体介质的交换，从而例如改善传感器装置(例如传感器)的响应特性。本发明所述传感器装置的优点是适合于在发动机(例如内燃发动机)停机情况下有效使得从曲轴箱漏出的油雾远离隔膜，从而防止或者至少减少隔膜表面沾上油膜。
附图说明
附图所示优选实施例的以下说明中均为本发明的其它可选细节和/或者特征。
相关附图如下：
附图1A本发明所述用于检测流动流体介质的至少一种特性的第一种实施例；
附图1B本发明所述传感器装置第一种实施例的保护装置的分解图；
附图1C本发明所述传感器装置第一种实施例的保护装置的示意图；
附图2本发明所述用于检测流动流体介质的至少一种特性的第二种实施例；以及
附图3本发明所述用于检测流动流体介质的至少一种特性的第三种实施例。
具体实施方式
附图1A、2和3中所示尤其是本发明所述用于检测流动流体介质112的至少一种特性的传感器装置110的三种实施例。所述特性可以优选涉及流动流体介质112的至少一种湿度，尤其是至少一种空气湿度，以及/或者至少一种质量流量，以及/或者至少一种温度。传感器装置110包括至少一个湿度传感器114。传感器装置110包括至少一个用来对湿度传感器114施加流动流体介质112的施加装置116。施加装置116包括至少一个尤其可让湿气至少部分透过的隔膜118。施加装置116还包括至少一个保护装置120。保护装置120具有至少一个导肋结构122。
传感器装置110还可以包括附图中没有绘出的至少一个流动传感器。传感器装置110还可以包括附图中同样没有绘出的至少一个温度传感器。例如可以将本发明所述的传感器装置110设计成圆柱形壳体变形。例如也可以将本发明所述的传感器装置110设计成插入式探针。本发明所述的传感器装置110可以是独立的湿度传感器114，可选择地连同温度传感器一起。
将湿度传感器114容纳在传感器装置110的至少一个壳体124之中。施加装置116可以包括壳体124中的至少一个开口126。隔膜118可以至少部分封闭开口126。隔膜118特别优选至少部分包围湿度传感器114，尤其优选至少部分包围传感元件。可以将导肋结构122安置在隔膜118上。
例如可以相对于隔膜118适当布置保护装置120，使得对湿度传感器114施加的流动流体介质112首先通过导肋结构122，然后可选择通过隔膜118。例如所述壳体124尤其可以涉及电子腔室盖128。壳体124特别优选包括电子腔室盖128，例如作为壳体124的封闭盖。例如可以如附图1B和1C中所示将保护装置120安置在隔膜118上方。可以单独设计保护装置120和/或者隔膜118，但也可以是壳体124尤其是电子腔室盖128的部件。电子腔室盖128尤其可以具有所述至少一个开口126。导肋结构122可以至少部分遮盖开口126。
保护装置120可以用来使得流动流体介质112至少偏转一次，这例如在附图1A、2、3中以细箭头130表示。如附图1A、2、3所示，细箭头130不是直的，而是不同于直线走向，这表示尤其可通过保护装置120和/或者导肋结构122使得流动流体介质112至少偏转一次。将现有技术所述装置中未经保护的隔膜在本发明所述的传感器装置110之中优选戴上例如设计成流动装置的保护装置120。保护装置120尤其是流动装置可以使得空气流尤其是流动流体介质112偏转一次或者多次，并且/或者将其节流。
导肋结构122可以包括一个导肋132，首选包括多个导肋132。可以按照选自以下类别的排列方式布置导肋132：
纵向排列134，例如与附图1A、1B和1C所示第一种实施例中的一样，导肋132基本上平行于流动流体介质112的主流动方向136；
横向排列138，例如与附图2所示第二种实施例中的一样，导肋132基本上垂直于流动流体介质112的主流动方向136；
径向排列140，例如与附图3所示第三种实施例中的一样，导肋132沿径向相互排列；
割线排列142，与附图1A、1B、1C和2所示第一和第二种实施例中的一样，导肋132与一个虚拟的圆相割；
迷宫排列144，与附图2所示第二种实施例中的一样，导肋132可以形成迷宫结构，可以通过迷宫结构使得对湿度传感器114施加的流动流体介质112多次偏转。
例如虚拟的圆也可以是真实的，例如作为壳体124的圆形开口126。开口126原则上也可以具有其它形状，例如开口126可以具有至少一个角，例如可以将开口126设计成矩形、多边形和/或者椭圆形。导肋132可以从开口126的其中一个边缘延伸至开口126的另一个边缘，但也可以仅仅从开口126的其中一个边缘伸入到开口126之中，例如没有到达开口126的另一个边缘。例如也可以将导肋132仅仅布置在开口126之外。附图1A、2和3所示实施例的区别尤其在于导肋132的不同排列以及/或者不同的导肋结构122。细箭头130表示流过导肋132和/或者导肋结构122。在附图1A中导肋132基本上排列在偏转极小的主流动方向136上。在附图2所示的第二种实施例中，导肋132基本上垂直于主流动方向136排列。在附图3所示的第三种实施例中，导肋结构122具有例如环绕斜置的薄片。
保护装置120可以具有至少一个盖146。在附图1A、2和3中所示的盖146是透明的。原则上盖146可以透明、不透明或者不透光。盖146、导肋结构122、壳体124和/或者施加装置116可以完全或者部分用塑料制成。所述盖146尤其可以涉及安置在导肋结构122和/或者导肋132上的盖，例如盘形的盖148，尤其是圆形的盖146。原则上也可以将盖146设计成其它形状。例如盖146可以具有至少一个角。例如可以将盖146至少部分设计成圆形。例如可以将盖146设计成多边形和/或者椭圆形。例如盖146可以是独立的，或者可以与导肋结构122形成一个元件。
保护装置120可以用来对至少一部分流动流体介质112进行节流。尤其可以适当设计保护装置120，从而能够在较大固体颗粒冲击隔膜118之前，使得例如可能引起隔膜118机械损伤的较大固体颗粒的速度下降。保护装置120可以用来将至少一部分流动流体介质112引向湿度传感器114，并且也可选择引导其离开湿度传感器114。例如通过导肋结构122将流动流体介质112(例如空气流)引向湿度传感器114，尤其引向传感元件和/或者另一个传感元件，并且可选择使其重新回到主流动方向136，例如将其引向主流。流动流体介质112能够以某种方式到达隔膜118，可以保证例如水蒸气和/或者流动流体介质112的气体交换尽可能不受阻碍，并且/或者可以减少液体和/或者固体沉积在隔膜118上。
保护装置120尤其是导肋结构122可以部分整合在传感器装置110的壳体124之中，尤其可以整合在壳体124的壳盖之中或之上，例如在电子腔室盖128之中。例如在附图1B和1C中示意绘出了壳盖150尤其是电子腔室盖128的形状，尤其至少部分遮盖146开口126，例如在湿度传感器114上方，尤其在传感元件和/或者附加传感元件上方。尤其可以将导肋结构122例如作为导肋132构成的结构布置在电子腔室盖128的开口126上方，可以通过盖146将其向上封闭。流动流体介质112(例如空气)可以在导肋132之间穿过，以便抵达湿度传感器114和/或者传感元件，例如湿度传感器114、流动传感器、温度传感器、压力传感器和/或者另一种传感器。在壳体124中可以容纳至少一个电子模块152。例如电子模块152可以包括流动传感器、温度传感器、压力传感器和/或者湿度传感器114。可以将电子模块152至少部分布置在壳体124的至少一个电子腔室之中。所谓电子腔室指的是例如壳体124之内的某个部分或者完全封闭的空间，可以在至少一个方向通过壳体124将其封闭。电子腔室可以在壳体124中具有至少一个可以从壳体124的表面进入的凹进部分，例如长方体形状的凹进部分。例如可以从表面通过电子腔室盖128或者通过另一个封闭元件进入电子腔室，例如进行装配。可以通过电子腔室盖128永久或者可逆封闭电子腔室。电子模块152尤其可以包括至少一个控制电路和/或者分析电路，所述控制电路和/或者分析电路可以用来控制湿度传感器114、流动传感器、温度传感器、压力传感器或者另一种传感器或另一种传感元件，并且可用来记录所述传感器尤其是湿度传感器114的信号。例如电子模块152可以相应地具有至少一个电路基板。电子模块152尤其还可以具有至少一个传感器基板，该传感器基板可以与电路基板机械相连。例如可以将电路基板布置在壳体124的电子腔室之中。例如传感器基板可以从电子腔室伸入到流动流体介质112之中。例如传感器基板可以包括湿度传感器114、流动传感器、温度传感器、压力传感器和/或者另一种传感器和/或者另一种传感元件。壳体124尤其优选具有至少一个能够让流动流体介质112流过的流道。例如可以流过的流道可以是施加装置116的部件，但也可以是独立的。例如支承湿度传感器114和/或者流体传感器的电子模块152的传感器基板可以从电子腔室伸入到壳体124内至少一个可以让流动流体介质112流过的流动之中。所述至少一个流道尤其可以采用整体设计，但也可以具有至少一个主流道和至少一个偏离主流道的旁路流道，所述传感器基板、湿度传感器114、流动传感器、温度传感器和/或者压力传感器可以伸入到旁路流道之中。电子模块152的电路基板尤其可以包括至少一个电路板，例如可以单独使用电路板，或者例如也可以将其安装在机械支架上，例如支架可以至少部分由至少一种用金属材料构成。传感器基板可以与电路基板直接相连，或者也可以与支架相连。也可以采用其它实施方式。例如可想而知，用一个电路板材料制成电子模块152，可以用电路板材料、最好用至少一整张电路板材料制成电路基板和传感器基板。作为替代或补充方案，也可以使用现有技术所公开的注射成型电路板作为电子模块152，例如注射成型电路板。可想而知可以有各种不同的实施方式。电子模块152、分析装置和/或者控制装置可以包括至少一个控制器、至少一个计算器和/或者至少一个数据处理装置。
Claims (11)
1.用于检测流动流体介质(112)的至少一种特性的传感器装置(110)，所述传感器装置(110)包括至少一个湿度传感器(114)，所述传感器装置(110)包括至少一个对湿度传感器(114)施加流动流体介质(112)的施加装置(116)，
其特征在于，
施加装置(116)包括至少一个隔膜(118)，所述施加装置(116)还包括至少一个保护装置(120)，所述保护装置(120)具有至少一个导肋结构(122)，所述导肋结构(122)包括多个导肋(132)，所述导肋(132)按照选自以下类别的排列方式布置：
-纵向排列(134)，导肋(132)基本上平行于流动流体介质(112)的主流动方向(136)布置；
-横向排列(138)，导肋(132)基本上垂直于流动流体介质(112)的主流动方向(136)布置；
-径向排列(140)，导肋(132)沿径向相互排列；
-割线排列(142)，导肋(132)与一个虚拟的圆相割；
-迷宫排列(144)，导肋(132)形成迷宫结构，通过迷宫结构使得对湿度传感器(114)施加的流动流体介质(112)多次偏转。
2.根据权利要求1所述的传感器装置(110)，所述传感器装置(110)还包括至少一个流动传感器。
3.根据权利要求1或2所述的传感器装置(110)，所述传感器装置(110)还包括至少一个温度传感器。
4.根据权利要求1或2所述的传感器装置(110)，将湿度传感器(114)容纳在传感器装置(110)的至少一个壳体(124)之中，所述施加装置(116)包括壳体(124)中的至少一个开口(126)，所述隔膜(118)至少部分包围湿度传感器。
5.根据权利要求1或2所述的传感器装置(110)，所述保护装置(120)相对于隔膜(118)适当布置，使得对湿度传感器(114)施加的流动流体介质(112)首先通过导肋结构(122)，然后通过隔膜(118)。
6.根据权利要求1或2所述的传感器装置(110)，所述保护装置(120)具有至少一个盖(146)。
7.根据权利要求1或2所述的传感器装置(110)，所述保护装置(120)设置用来对至少一部分流动流体介质(112)进行节流。
8.根据权利要求1或2所述的传感器装置(110)，所述保护装置(120)设置用来将至少一部分流动流体介质(112)引向湿度传感器(114)并且从该湿度传感器(114)引走。
9.根据权利要求1或2所述的传感器装置(110)，所述保护装置(120)至少部分整合在传感器装置(110)的壳体(124)之中。
10.根据权利要求1或2所述的传感器装置(110)，所述保护装置(120)具有至少一个安置在导肋结构(122)上的盘形盖(148)。
11.根据权利要求1或2所述的传感器装置(110)，所述保护装置(120)至少部分整合在壳体(124)的壳盖(150)之中。
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