CN104797914A - 温度传感器系统和用于加工温度传感器系统的方法 - Google Patents

温度传感器系统和用于加工温度传感器系统的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104797914A
CN104797914A CN201380059139.7A CN201380059139A CN104797914A CN 104797914 A CN104797914 A CN 104797914A CN 201380059139 A CN201380059139 A CN 201380059139A CN 104797914 A CN104797914 A CN 104797914A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sensing element
ceramic package
temperature sensor
package parts
sensor system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201380059139.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104797914B (zh
Inventor
J.伊勒
O.巴尔德
G.克洛伊贝尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Electronics AG
Original Assignee
Epcos AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Epcos AG filed Critical Epcos AG
Publication of CN104797914A publication Critical patent/CN104797914A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104797914B publication Critical patent/CN104797914B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/08—Protective devices, e.g. casings
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G01K7/22—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

本发明给出一个温度传感器系统（100），它具有第一感应元件外壳部件（200），它具有套状的下部件（210），它包括具有第一开孔（211）的第一下端部（215）和具有第二开孔（212）的第二上端部（216）,以及与第二上端部（216）连接的上部件（220）。所述温度传感器系统（100）还具有至少部分地设置在下部件（210）里面的温度计元件（1），它具有陶瓷的感应元件外壳（3）、设置在所述感应元件外壳（3）里面的感应元件（2）和电输入导线（4）。所述感应元件外壳（3）至少部分地设置在第一开孔（211）里面。此外所述陶瓷的感应元件外壳（3）具有比第一陶瓷外壳部件（200）更高的导热能力。还给出一种用于加工温度传感器系统（100）的方法。

Description

温度传感器系统和用于加工温度传感器系统的方法
背景技术
例如通过陶瓷的加热导体-热敏电阻元件（NTC 热敏电阻，“负温度系数热敏电阻”）、硅-温度传感器（例如所谓的KTY-温度传感器）、铂-温度传感器（PRTD，“铂电阻温度探测器”）或热偶（TC,“热电偶”）为了在不同的应用中监控和调节测量温度。
为了在应用中容易地装配、足够的机械稳定性，并且为了防止外部影响自身的温度传感器元件，以及为了避免由于侵蚀介质的腐蚀，安装在外壳里面，外壳一般由塑料、由简单金属结构或者由塑料-金属复合物组成。为了电连接一般将插触点和/或导线过孔组合到外壳里面。这种系统的适合密封在使用密封、浇注原料和/或粘接剂的情况下实现。
但是具有塑料或聚合物外壳的传感器系统不能用于测量非常高的温度。这种具有塑料或聚合物外壳的系统的最高使用温度限制在约200℃至250℃。而非常温度稳定的金属存在缺陷，非常难以实现复杂的外壳形状，并因此大多不能满足应用中的几何形状要求。此外具有金属外壳的传感器系统由于腐蚀现象只能有限地在特别侵蚀的介质中使用。这样构造的系统的另一大的缺陷是其由于附加的结构引起的热传导和所使用原料的低导热带来的延迟的响应时间。
由文献EP 2 420 807 A2已知一个具有金属外壳的传感器系统。
在文献JP 2010 032 237 A中描述了一个具有陶瓷套的传感器系统。
发明内容
要解决的至少一些实施例的任务是，给出一温度传感器系统，它具有高的牢固度以及短的响应时间。至少一些实施例的另一任务是，给出一种用于加工温度传感器系统的方法。
这些目的通过按照独立权利要求的内容和方法得以实现。此外，由从属权利要求、下面的描述和附图给出所述内容的有利实施例和改进方案。
按照至少一实施例的温度传感器系统具有第一陶瓷外壳部件。第一陶瓷外壳部件具有套状的下部件，它包括具有第一开孔的第一下端部和具有第二开孔的第二上端部,以及与第二上端部连接的上部件。
此外，所述温度传感器系统具有至少部分地设置在第一陶瓷外壳部件的下部件里面的温度计元件。该温度计元件具有陶瓷的感应元件外壳、设置在感应元件外壳里面的感应元件以及电输入导线。所述感应元件外壳至少部分地设置在第二开孔里面。所述感应元件外壳尤其可以部分地设置在套状的下部件里面并且部分地从套状下部件里面伸出来。所述陶瓷的感应元件外壳与第一陶瓷外壳部件具有不同的导热能力。按照一特别优选的实施例，所述陶瓷的感应元件外壳具有比第一陶瓷外壳部件更高的导热能力。
按照另一实施例，设置在感应元件外壳里面的感应元件由陶瓷的热敏电阻元件构成。例如，所述感应元件可以是NTC热敏电阻元件（NTC，“负温度系数”），即热导体。NTC热敏电阻元件的特征尤其在于其微少的加工成本。NTC热敏电阻元件例如与热电偶或金属电阻元件、例如Pt元件相比的另一优点在于，显著的、负的电阻温度特征。此外能够使感应元件由PTC热敏电阻元件（PTC，“正温度系数”），即冷导体构成。
按照另一实施例，所述感应元件这样设置在陶瓷的感应元件外壳里面，使所述感应元件的至少一侧面具有与感应元件外壳直接且形状锁合的接触。例如，所述感应元件可以具有多个侧面，其中至少一侧面整平面地与感应元件外壳的内壁直接接触。在此感应元件外壳的内壁在这个部位以其形状适配于感应元件的侧面，由此得到在感应元件内壁与感应元件外壳内壁之间的形状锁合的接触。在直接且形状锁合地与感应元件外壳接触的感应元件侧面与感应元件外壳之间最好不设置其它元件，例如浇注原料或导热膏。
按照另一实施例，所述感应元件外壳具有陶瓷结构的原料，具有高的导热能力，或者由这种原料制成。所述感应元件外壳最好具有氧化铝。这种感应元件外壳的特征优选在于有利的特别高的导热能力。所述感应元件外壳可以具有不同质量的氧化铝。例如，所述感应元件外壳可以具有纯度至少为95%至99.9%或者更高的氧化铝。在此感应元件外壳的牢固度在机械强度和化学耐抗性方面以及导热能力随着原料纯度增加。按照特别优选的实施例，所述感应元件外壳由氧化铝制成。备选地所述感应元件外壳可以具有其它陶瓷原料，例如氮化铝或碳化硅，或者由其组成。
所述温度传感器系统有利地具有非常短的响应时间，它们例如根据壁厚并且根据感应元件外壳的原料最好位于三秒以下。响应时间最好可以在一秒以下，并且例如当感应元件外壳具有非常薄的壁厚时，甚至为几毫秒。
按照另一实施例，所述感应元件外壳是喷铸外壳。所述感应元件外壳尤其可以利用陶瓷喷铸工艺、例如利用所谓的陶瓷微喷铸工艺制成。利用陶瓷微喷铸工艺可以有利地加工非常小的适配于感应元件尺寸的感应元件外壳的外壳形状，具有精确的、可复制的且非常高的机械强度，其中能够实现标准化的安装几何形状。
按照另一实施例，所述感应元件具有包括元素Y,Ca,Cr,Al,O的钙钛矿结构。此外所述感应元件可以具有钙钛基的元素Sn。
按照另一实施例，所述感应元件具有陶瓷原料，后者具有一般化学式ABO3的钙钛矿结构。尤其对于高温稳定的温度计优选这样的感应元件，它们应该适用于高的应用温度。特别优选所述陶瓷功能的感应元件具有组分（Y1-xCax）(Cr1-yAly)O3,其中x=0.03至0.05，y=0.85。
按照另一实施例，所述感应元件具有包括元素Ni,Co,Mn,O的尖晶石结构。尖晶石基的感应元件还可以具有一种或多种下面的元素：Al,Fe,Cu,Zn,Ca,Zr,Ti,Mg。
按照另一实施例，所述感应元件具有陶瓷原料，后者具有一般化学式AB2O4或者B(A,B)O4的尖晶石结构。这样的感应元件尤其在低应用温度时优选。按照特别优选的实施例，所述陶瓷功能的感应元件具有组分Co3-(x+y)NixMnyO4，其中x=1.32，y=1.32。
按照另一实施例，所述感应元件外壳具有0.1mm至1mm的壁厚。这尤其可以意味着，所述感应元件外壳具有至少一外壳壁，它具有0.1mm至1mm的厚度。优选所述感应元件外壳到处都具有上述范围的壁厚。按照特别优选的实施例，所述感应元件外壳具有0.3mm至0.7mm的壁厚。通过感应元件外壳的这种壁厚可以实现温度计特别短的响应时间。
按照另一实施例，所述电输入导线由两个接触部件构成，它们导电地与感应元件连接。所述接触部件最好具有温度稳定的原料，具有微少的腐蚀倾向。例如，所述接触部件可以具有贵金属例如铂、金、银或高温稳定的合金钢，最好具有高含量的铬和/或镍，或者由这些材料制成。
按照另一实施例，所述接触部件由连接丝构成。例如所述接触部件可以以镍包裹的铜丝形式或者通过一种或多种其它上述金属构成。
按照另一实施例，所述感应元件具有两个电极。所述电极最好涂覆在感应元件的两个对置的侧面上。所述接触部件最好分别利用焙烧的金属化凝胶与感应元件的电极导电地连接。所述感应元件的电极例如可以根据温度计的最高使用温度具有金属，例如铂，金，银，或者金属合金，例如银-钯，或者由其组成。用于在接触部件与感应元件的电极之间电接通的金属化凝胶最好具有贵金属例如金、银或铂，或者由其组成。此外金属化凝胶可以具有铜、钼或钨或者金属合金，例如银-钯或由其组成。
按照另一实施例，所述感应元件外壳在背面利用玻璃密封封闭。所述接触部件最好从玻璃密封伸出来并因此从感应元件外壳内部穿过玻璃密封向外伸出来。所述玻璃密封例如具有无强碱和/或重金属氧化物的玻璃，后者具有适配于感应元件外壳材料的膨胀系数。用于玻璃密封的材料有利地具有软化点，它位于温度计最高使用温度以上至少50℃。
按照另一实施例，所述第一陶瓷的外壳部件的上部件具有缺口，在其中至少部分地设置并导引温度计元件的电输入导线。所述缺口例如可以以位于内部的袋或凹下构成，它们用于导引和容纳电的输入导线。
按照另一实施例，所述第一陶瓷外壳部件的下部件和上部件一体地构成。所述下部件和上部件例如可以在公共的加工过程中制成。所述下部件和上部件尤其不是两个分开制成的部件，它们利用连接工艺、例如借助于固定措施相互连接。在第一陶瓷外壳部件的下部件与上部件之间有利地不存在相交位置。
按照另一实施例，第一陶瓷外壳部件是喷铸件。例如第一陶瓷外壳部件可以利用所谓的陶瓷喷铸工艺制成。借助于陶瓷的喷铸工艺可以有利地精确且可复制地制成非常复杂的、适配于用户特殊要求的陶瓷的外壳形状，它们具有高的机械强度。
按照另一实施例，所述第一陶瓷外壳部件具有低导热能力的原料。第一陶瓷外壳部件最好具有莫来石、滑石或氧化锆或者由一种上述原料制成。有利地通过使用不良导热的陶瓷原料避免通过第一陶瓷外壳部件强烈排热，它可能导致温度传感器系统响应时间的延迟。
附加地实现，可以向外排出更少的热量并且降低在电输入导线部位中的温度。同时，上述原料具有非常高的机械强度和并且赋予传感器系统必需的机械稳定性，用于满足在应用中所要求的负荷。例如，通过使用稳定的氧化锆也能够在具有特别高的机械和/或化学负荷的、特别极限的应用场合中使用。
按照另一实施例，所述陶瓷感应元件外壳具有环绕的凸起。所述凸起最好利用粘连接形状锁合地与第二开孔连接。
按照另一实施例，所述温度传感器系统具有第二陶瓷外壳部件，它与第一陶瓷外壳部件的上部件连接。第二陶瓷外壳部件最好封闭温度传感器系统。所述上部件例如可以具有凸肩，它伸进到套状下部件的敞开的上端部里面，并且利用它可以固定上部件在下部件上。所述凸肩最好具有缺口，在其中至少部分地设置并导引温度计元件的电输入导线。因此，第一和第二陶瓷外壳部件可以配有组合的且最好在几何形状上适配于电输入导线的导线过孔。此外，第一和第二陶瓷外壳部件可以配有密封面，它们例如可以通过连接剂为了粘接充满。
按照另一实施例，第二陶瓷外壳部件具有与第一陶瓷外壳部件相同的原料。第二陶瓷外壳部件最好与第一陶瓷外壳一样是喷铸件，它可以利用陶瓷的喷铸工艺制成。
按照另一实施例，第一和第二陶瓷外壳部件通过连接剂相互连接。所述连接剂例如可以根据温度传感器系统的使用温度具有聚合物、玻璃或陶瓷粘接剂，或者是聚合物、玻璃或陶瓷粘接剂。第一和第二陶瓷外壳部件最好利用连接剂通过密封面力锁合和形状锁合地相互连接。
按照另一实施例，所述温度传感器系统具有浇注原料，它设置在第一陶瓷外壳部件的下部件里面并且至少部分地、最好除了从下部件伸出来的感应元件外壳部位以外包围温度计元件。所述浇注原料例如可以具有聚合物、最好是温度稳定的聚合物、玻璃或水泥式的原料、例如氧化铝水泥，或者由一种这样的原料制成。在此浇注原料的选择尤其取决于温度传感器系统的使用温度。所述浇注原料例如可以在直到300℃的使用温度具有温度稳定的聚合物或者由其组成。在直到1000℃的使用温度时尤其优选玻璃或水泥式的原料。
按照另一实施例，所述浇注原料与连接剂具有相同的原料。例如作为浇注原料可以使用具有粘接特性的温度稳定的浇注原料。用于粘接第一和第二陶瓷外壳部件的原料同时也可以用于固定电输入导线和/或与电输入导线连接的连接导线和/或用于充满到电输入导线的连接位置和导线过孔。
在这里所述的温度传感器系统的优点在于非常精确的外壳尺寸结构，它能够简单且标准化地无需附加系统部件的装配。以非常短的响应时间，同时实现非常高的机械和化学牢固度以及特别的长时间稳定性。
此外，给出一种用于加工温度传感器系统的方法。由此加工或制成的温度传感器系统可以具有上述实施例的一个或多个特征。上述的和下面描述的实施例同样适用于温度传感器系统、也适用于用于加工该温度传感器系统的方法。
按照一实施例，制备具有陶瓷感应元件外壳的温度计元件以及第一和第二陶瓷外壳部件。
例如可以利用陶瓷喷铸工艺制成第一和第二陶瓷外壳部件。在此将陶瓷原料，具有陶瓷结构的粉末、有利地莫来石、滑石或稳定的氧化锆和有机粘接剂喷射到相应的模具里面。接着由此产生的所谓的基体在脱脂工艺中尽可能没有有机含量，脱脂工艺是两级的、即水性的和热技术的、或者单级的、即只热技术的。接着将脱脂的基体以适合的温度烧结。
所述温度计元件的陶瓷感应元件外壳最好同样利用陶瓷喷铸工艺制成。在此将陶瓷原料，具有陶瓷结构的粉末、例如氧化铝粉末、氮化铝粉末或者碳化硅粉末和有机粘接剂喷射到相应的模具里面。接着将所谓的基体在脱脂工艺中尽可能没有有机含量，脱脂工艺仍然是两级或者单级的。接着将脱脂的基体以适合的温度、例如在氧化铝情况下根据纯度以1600℃至1700℃烧结。
按照另一实施例，将提供的感应元件这样布置在由此制成的感应元件外壳里面，使感应元件的至少一侧面具有与感应元件外壳直接且形状锁合的接触。此外，形成温度计元件的电输入导线的接触部件在布置感应元件在感应元件外壳里面以后分别利用金属化凝胶与感应元件的电极导电地连接。例如，所述金属化凝胶可以掺杂到凹下的侧面袋里面，并且接着将接触部件加入到侧面袋里面，由此将接触部件的端部分别衬入到金属化凝胶里面。接着最好以适合的温度，它取决于所使用的金属化凝胶原料，焙烤金属化凝胶。
按照另一实施例，利用玻璃凝胶封闭感应元件外壳的开孔。接着以适合的温度焙烤玻璃凝胶。对于玻璃凝胶使用的玻璃原料最好与将来温度计的使用温度相协调，并且具有在温度计的最高使用温度以上至少50℃的软化点TG。
按照另一实施例，为了调整微小的电阻误差通过接着的退火工艺在有限的范围内校准元件的电阻。
接着这样布置由此制成温度计元件在第一陶瓷外壳部件的套状下部件里面，使感应元件外壳至少部分地设置在第一开孔里面。在此，感应元件外壳的一部分最好从第一陶瓷外壳部件的套状下部件伸出来。接着这样加入浇注原料到第一陶瓷外壳部件里面，使温度计元件至少部分地衬入到浇注原料里面。然后，布置一部分电输入导线在第一陶瓷外壳部件的上部件的缺口内部。接着，-利用连接剂连接第一陶瓷外壳部件的上部件与第二陶瓷外壳部件。
按照另一实施例，浇注原料加入到第一陶瓷外壳部件里面，使感应元件外壳被浇注原料部分地包围。有利的是，尤其设置在套状下部件里面的部分感应元件外壳被浇注原料包围。此外一部分电输入导线布置在第一陶瓷外壳部件的上部件的缺口里面。接着，将第一陶瓷外壳部件的上部件与第二陶瓷外壳部件利用连接剂连接，该连接剂例如具有聚合物、玻璃或陶瓷粘接剂。按照一优选的实施例，浇注原料和连接剂具有相同原料。
按照另一实施例，所述温度计元件的电输入导线利用硬钎焊、卡接或焊接与连接导线连接。此外，电输入导线和/或连接导线的局部部位最好在连接上部件与第二陶瓷外壳部件之前部分地设置在第一陶瓷外壳部件的上部件的缺口里面。
按照另一实施例，接着将所述连接导线在从第一和/或第二陶瓷外壳部件的引出部位利用聚合物或利用玻璃密封。
附图说明
所述温度传感器系统的其它优点和有利的实施例由下面结合附图1至12所述的实施例给出。附图示出：
图1至4  按照一实施例的温度传感器系统示意图，
图5  图1至4的温度传感器系统的剖面图，
图6  按照图1至5的温度传感器系统的分解示意图，
图7和8  按照一实施例的温度计元件的示意图，
图9  图7和8的温度计元件的示意剖面图，
图10  图7至9的温度计元件的感应元件外壳的示意图，
图11  图7至9的温度计元件的分解示意图，
图12  按照另一实施例的用于加工温度传感器系统的方法。
在实施例和附图中相同的或相同作用的组成部分分别配有相同的附图标记。所示的元件和其相互间的尺寸比例基本不视为比例正确的。而是为了更好的图示和/或为了更好地理解超厚度或大尺寸地示出各个元件，例如覆层、零部件和部位。
具体实施方式
图1至4示出按照一实施例的在这里所述的温度传感器系统100的不同视图。在图3中的温度传感器系统100没有第二陶瓷外壳部件300地示出。图5示出图1至4的温度传感器系统100的剖面图并且在图6中温度传感器系统100以分解图的形式示出。下面的描述同时涉及图1至6。
温度传感器系统100具有第一陶瓷外壳部件200。第一陶瓷外壳部件200具有套状的下部件210，后者带有具有第一开孔211的第一下端部215和具有第二开孔212的第二上端部216，以及与第二上端部216连接的上部件220。套状的下部件210和上部件220一起形成“L形”体，它一体地构成。第一陶瓷外壳部件200是喷铸件，它利用陶瓷喷铸工艺制成。第一陶瓷外壳部件200具有莫来石。可以选择第一陶瓷外壳部件200具有滑石或氧化锆，或者由上述原料制成。
温度计元件1具有陶瓷的感应元件外壳3、设置在感应元件外壳3里面的感应元件2和电输入导线4，温度计元件1至少部分地设置在第一陶瓷外壳部件20的下部件210里面。陶瓷的感应元件外壳3具有比第一陶瓷外壳部件200更高的导热能力。在按照一实施例的温度计元件1的详细结构还参照图7至11。
温度计元件1的感应元件外壳3至少部分地设置在第一开孔211里面，在此感应元件外壳3在下端部215上部分地设置在套状下部件210内部，并且部分地从第一开孔212伸出来。与感应元件2连接的电输入导线4在第二上端部216的方向上延伸。
第一陶瓷外壳部件200的上部件220具有缺口222，在其中至少部分地设置和导引温度计元件1的电输入导线4。第一陶瓷外壳部件200的下部件210和上部件220一体地构成。第一陶瓷外壳部件200是喷铸件，它利用陶瓷喷铸工艺制成。第一陶瓷外壳部件具有莫来石。可以选择第一陶瓷外壳部件200具有滑石或氧化锆，或者由一种这样的材料制成。
温度传感器系统100还具有第二陶瓷外壳部件300，它与第一陶瓷外壳部件200的上部件220连接。第二陶瓷外壳部件300具有凸肩301，它具有缺口321，在其中至少部分地设置并导引电输入导线。第二陶瓷外壳部件300同样具有滑石并且也由喷铸件制成。
第一和第二陶瓷外壳部件200,300利用连接剂500相互连接。连接剂500具有聚合物。可以选择连接剂500具有玻璃或陶瓷粘接剂或者由一种上述材料组成。
第一陶瓷外壳部件200的套状下部件220里面设置浇注原料400，它部分地包围并固定温度计元件1。浇注原料400具有聚合物。可以选择浇注原料400具有玻璃或水泥式原料、例如氧化铝水泥，或者由一种上述原料组成。
电输入导线4与温度稳定的连接导线600利用硬钎焊连接。可以选择电输入导线4与连接导线600利用卡接或者焊接连接。连接导线600具有包裹层，它由聚合物组成。此外能够，使连接导线600的包裹层由玻璃纤维组成，或者连接导线600由金属包裹的、矿物绝缘的导线构成。连接导线600利用卡接与插连接800连接。可以选择连接导线600与插连接的连接利用钎焊或焊接实现。
温度传感器系统100具有引出部位700，在其中连接导线600从第一和第二陶瓷外壳部件200,300引出。引出部位700利用密封900封闭，它具有聚合物。可以选择密封900具有玻璃或陶瓷浇注原料，或者由一种上述原料组成。
下面借助于图7至11解释设置在第一陶瓷外壳部件的套状下部件210里面的温度计元件1。
图7和8示出按照一实施例的温度计元件1的不同示意图。在图9中的温度计元件1剖面图中、在图10的感应元件外壳3的示意图中以及在图11的温度计元件1的分解图中示出温度计元件1的在图7和8中未示出的元件。下面的描述同时涉及图7至11。
温度计元件1具有感应元件2和感应元件外壳3，感应元件由NTC热敏电阻元件构成。感应元件2这样布置在感应元件外壳3里面，使感应元件2的侧面20与感应元件外壳3、尤其与感应元件外壳3的底面311具有直接且形状锁合的接触。感应元件外壳3具有纯度大于或等于95%的氧化铝，并且由喷铸外壳构成，它利用所谓的陶瓷微喷铸工艺制成。感应元件外壳3备选地可以具有一种或多种其它的、最好良好导热的陶瓷原料。感应元件外壳3尤其具有原料，它具有比第一陶瓷外壳部件200的原料更大的导热能力。
感应元件在所示的实施例中具有钙钛矿结构的陶瓷。感应元件的陶瓷尤其具有按照分子式（Y1-xCax）(Cr1-yAly)O3的组分，其中x=0.03至0.05，y=0.85。由此使温度计元件1特别适用于高温应用。感应元件可以备选地尤其在温度计元件1的较低应用温度时具有尖晶石结构的陶瓷。例如，感应元件的陶瓷可以具有按照分子式Co3-(x+y)NixMnyO4的组分，其中x=1.32，y=1.32。
感应元件外壳3具有开孔30，通过它感应元件外壳3半侧地敞开。在感应元件外壳3内部构成凹穴3，它具有与开孔30对置的底面311，后者具有台阶形的凹下312。感应元件2至少部分沉降地设置在凹下312里面。感应元件2尤其设置在凹下312的主部位313里面，主部位在形状和大小方面适配于感应元件2的长度和宽度。在凹下312的主部位313上在主部位313的两个对置侧面上分别邻接侧面袋314。侧面袋314是在凹穴31内部与主部位313相同的凹下的部位。在开孔30的视线上主部位313在侧面袋314之间具有凹下的部位，它台阶形地邻接凹穴31的其余部位，并且其底面311从开孔30看去具有比侧面袋314更大的深度。
温度计元件1具有电输入导线4，它们由两个接触部件构成，并且分别至少部分地设置在一个侧面袋314里面。通过其各自的不同的端部，接触部件4从感应元件外壳3伸出来，并因此用于温度计元件1的外部接通。接触部件具有铂金。接触部件备选地可以具有金、银或其它贵金属，或者合金，最好高温稳定的合金钢，例如具有高含量的铬和/或镍，或者由其组成。
感应元件2在两个对置的侧面上分别具有电极21。感应元件2的电极21具有铂金。电极21备选地可以具有金或银或者银-钯或者由其组成。接触部件分别利用焙烤的、设置在侧面袋314里面的金属化凝胶5分别与感应元件2的一个电极21导电地连接。金属化凝胶5不仅用于固定接触部件4在侧面袋314里面，而且用于在接触部件与感应元件2的电极21之间的电接通。在所示实施例中金属化凝胶5具有金。金属化凝胶5备选地可以具有银、铂、铜、钼或钨或银-钯，或者由其组成。
感应元件外壳3在外侧面上具有与开孔对置的倒圆的端部。感应元件外壳3还具有邻接开孔30的凸起32。凸起32由环绕的带构成并且可以利用粘连接形状锁合地与套状下部件210的下端部215的第二开孔212连接。
感应元件外壳3还在背面利用玻璃密封6封闭，穿过玻璃密封接触部件伸出来。温度计元件1由于其结构和所使用的材料尤其显示出良好的长时间耐介质性、高的牢固度和非常短的响应时间。
温度计元件1的感应元件2具有约0.85mm x 0.7mm x 0.7mm的外尺寸。温度计元件1的感应元件外壳3具有约2.5mm x 2.3mm（直径x高度）的最大外部尺寸。感应元件外壳3还具有0.1mm至1mm的壁厚。温度计元件1包括接触部件4的长度约为10.8mm。
温度传感器系统100有利地具有特别短的响应时间、非常高的机械以及化学牢固度和良好的长时间稳定性。由此温度传感器系统100也可以在高的使用温度时且在特别侵蚀的介质或气体中使用。温度传感器系统100的其它优点在于非常精确的外壳尺寸结构，它能够没有附加系统部件地实现简单且标准化的装配。
图12示出按照一实施例的用于加工在这里所述的温度传感器系统100的方法。在此在第一步骤A中制备温度计元件1以及第一和第二陶瓷外壳部件200,300。下面使用的附图标记也涉及图1至11的实施例。
第一和第二陶瓷外壳部件200,300最好利用陶瓷的喷铸工艺制成。在此陶瓷原料，它具有陶瓷结构的莫来石粉末和有机粘接剂，喷射到所期望的模具里面，并且接着将由此产生的基体在脱脂工艺中尽可能没有有机含量。然后以合适的温度烧结脱脂的基体。
在加工温度计元件1时，在陶瓷的原料里面利用陶瓷喷铸工艺形成基体，接着烧结基体成感应元件外壳3。在此基体在烧结前最好利用单级或两级的脱脂工艺使基体没有有机含量。然后，将制备的感应元件2这样布置在感应元件外壳3里面。接着，将金属化凝胶5加入到感应元件外壳3的侧面袋314里面，然后将电输入导线设置在侧面袋314里面，由此使电输入导线的端部衬入到金属化凝胶5里面。然后焙烤金属化凝胶5。接着，使感应元件外壳3在背面利用玻璃凝胶6封闭并且接着焙烤玻璃凝胶6。
在制备由此制成的第一和第二陶瓷外壳部件200,300和由此制成的温度计元件1以后，在接着的方法步骤B中将温度计元件1这样布置在第一陶瓷外壳部件200的套状下部件210里面，使感应元件外壳3部分地布置在第一开孔212里面并且部分地从套状下部件210伸出来。
然后在方法步骤C里面将浇注原料400这样加入到第一陶瓷外壳部件200、尤其套状的下部件210里面，使温度计元件1除了从第一开孔211伸出来的部分感应元件外壳3以外被浇注原料400包围。浇注原料400最好具有聚合物。可以选择浇注原料400具有玻璃或水泥式原料，例如氧化铝水泥，或者由一种上述原料组成。
在接着的方法步骤D中，将温度计元件1的部分电输入导线4布置在第一陶瓷外壳部件200的上部件220的缺口221里面。
然后，在方法步骤E中将第一陶瓷外壳部件200的上部件220与第二陶瓷外壳部件300利用连接剂500连接，它例如具有聚合物、玻璃或陶瓷粘接剂，其中电输入导线4部位在第二陶瓷外壳部件300的凸肩301的缺口321里面导引。接着利用具有聚合物的密封900封闭引出部位700。也可以选择密封900具有玻璃或陶瓷浇注原料或者由一种上述材料组成。
在附图中所示的实施例备选或附加地可以具有按照一般描述的实施例的其它特征。
本发明不局限于利用实施例的说明，而是包括每个新的特征以及特性的每个组合。这尤其包括在权利要求中的特性的每个组合，尽管这个特征或这个组合本身没有特别地在权利要求或实施例中给出。
附图标记清单
1 温度计元件
2 感应元件
20 侧表面
21 电极
3 感应元件外壳
30 开孔
31 凹穴
311 底面
312 凹下
313 主部位
314 侧面袋
32 凸起
4 电输入导线
5 金属化凝胶
6 玻璃密封
100 温度传感器系统
200 第一陶瓷外壳部件
210 下部件
211 第一开孔
212 第二开孔
215 第一下端部
216 第二上端部
220 上部件
221,321 缺口
300 第二陶瓷外壳部件
301 凸肩
400 浇注原料
500 连接剂
600 连接导线
700 引出部位
800 插连接
900 密封
A,B,C,D,E 方法步骤。

Claims (15)

1.一种温度传感器系统（100），具有
-第一陶瓷外壳部件（200），它具有套状的下部件（210），该下部件包括具有第一开孔（211）的第一下端部（215）和具有第二开孔（212）的第二上端部（216）,以及与第二上端部（216）连接的上部件（220），和
-至少部分地设置在下部件（210）里面的温度计元件（1），它具有陶瓷的感应元件外壳（3）、设置在所述感应元件外壳（3）里面的感应元件（2）和电输入导线（4），
-其中，所述感应元件外壳（3）至少部分地设置在第一开孔（211）里面，并且
-其中，陶瓷的感应元件外壳（3）具有比第一陶瓷外壳部件（200）更高的导热能力。
2. 如权利要求1所述的温度传感器系统，
-其中，所述上部件（220）具有缺口（221），在其中至少部分地设置并导引温度计元件（1）的电输入导线（4），和
-其中，所述下部件（210）和上部件（220）一体地构成。
3. 如上述权利要求中任一项所述的温度传感器系统，其中，第一陶瓷外壳部件（200）是喷铸件。
4. 如上述权利要求中任一项所述的温度传感器系统，其中，所述第一陶瓷外壳部件（200）具有莫来石、滑石或氧化锆。
5. 如上述权利要求中任一项所述的温度传感器系统，其中，所述陶瓷感应元件外壳（3）具有氧化铝、氮化铝或碳化硅。
6. 如上述权利要求中任一项所述的温度传感器系统，
-其中，所述陶瓷感应元件外壳（3）具有环绕的凸起（32），并且
-其中，所述凸起（32）利用粘连接形状锁合地与第二开孔（211）连接。
7. 如上述权利要求中任一项所述的温度传感器系统，具有第二陶瓷外壳部件（300），它与第一陶瓷外壳部件（200）的上部件（220）连接并且具有凸肩（301），该（4）具有缺口（321），在其中至少部分地设置并导引电输入导线（4）。
8. 如上述权利要求中任一项所述的温度传感器系统，其中，所述温度计元件（1）利用浇注原料（400）固定在第一陶瓷外壳部件（200）里面。
9. 如上述权利要求中任一项所述的温度传感器系统，其中，所述感应元件（2）是NTC感应元件。
10. 如上述权利要求中任一项所述的温度传感器系统，其中，所述感应元件（2）具有包括元素Y,Ca,Cr,Al,O的钙钛矿结构或包括元素Ni,Co,Mn,O的尖晶石结构。
11. 如权利要求10所述的温度传感器系统，其中，所述感应元件（2）具有钙钛矿结构，具有化学式（Y1-xCax）(Cr1-yAly)O3,其中x=0.03至0.05，y=0.85。
12. 如权利要求10所述的温度传感器系统，其中，所述感应元件（2）具有尖晶石结构，具有化学式Co3-(x+y)NixMnyO4，其中x=1.32，y=1.32。
13. 一种用于加工如权利要求1至12中任一项所述温度传感器系统（100）的方法，
-制备温度计元件（1）以及第一和第二陶瓷外壳部件（200,300），
-布置温度计元件（1）在第一陶瓷外壳部件（200）的套状下部件（210）里面，使感应元件外壳（3）至少部分地设置在第二开孔（212）里面，
-加入浇注原料（400）到第一陶瓷外壳部件（200）里面，使温度计元件（1）至少部分地衬入到浇注原料（400）里面，
-布置一部分电输入导线（4）在第一陶瓷外壳部件（200）的上部件（220）的缺口（221）内部，并且
-利用连接剂（500）连接第一陶瓷外壳部件（200）的上部件（220）与第二陶瓷外壳部件（300）。
14. 如权利要求13所述的方法，其中，所述浇注原料（400）与连接剂（500）具有相同的原料。
15. 如权利要求13或14所述的方法，
-其中，所述电输入导线（4）利用硬钎焊、卡接或焊接与连接导线（600）连接，
-其中，所述连接导线（600）在上部件9220）与第二陶瓷外壳部件（300）连接之前部分地设置在上部件（220）的缺口（221）里面，
-其中，所述连接导线（600）在从第一和/或第二陶瓷外壳部件（200,300）的引出部位（700）利用聚合物或利用玻璃密封。
CN201380059139.7A 2012-11-12 2013-09-27 温度传感器系统和用于加工温度传感器系统的方法 Expired - Fee Related CN104797914B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012110822.6A DE102012110822A1 (de) 2012-11-12 2012-11-12 Temperatursensorsystem und Verfahren zur Herstellung eines Temperatursensorsystems
DE102012110822.6 2012-11-12
PCT/EP2013/070250 WO2014072124A2 (de) 2012-11-12 2013-09-27 Temperatursensorsystem und verfahren zur herstellung eines temperatursensorsystems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104797914A true CN104797914A (zh) 2015-07-22
CN104797914B CN104797914B (zh) 2018-02-09

Family

ID=49328507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380059139.7A Expired - Fee Related CN104797914B (zh) 2012-11-12 2013-09-27 温度传感器系统和用于加工温度传感器系统的方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10024725B2 (zh)
EP (1) EP2917711B1 (zh)
JP (1) JP6254604B2 (zh)
KR (1) KR102047154B1 (zh)
CN (1) CN104797914B (zh)
DE (1) DE102012110822A1 (zh)
WO (1) WO2014072124A2 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108387325A (zh) * 2018-01-22 2018-08-10 苏州福联泰克汽车电子有限公司 一种汽车尾气温度传感器

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10429249B2 (en) * 2016-05-12 2019-10-01 Cleveland Electric Laboratories Thermocouple transition body apparatus
CZ307795B6 (cs) * 2017-09-19 2019-05-09 Vysoká Škola Báňská-Technická Univerzita Ostrava Teploměr pro kontaktní měření v abrazivním prostředí
KR102521994B1 (ko) * 2018-03-08 2023-04-17 엘지전자 주식회사 냉장고
FR3105706B1 (fr) * 2019-12-18 2022-01-07 Leoni Wiring Systems France Gabarit de déformation d’un composant électronique
DE102020116018A1 (de) * 2020-06-17 2021-12-23 Tdk Electronics Ag Sensor
EP4105622B1 (en) * 2021-06-15 2023-12-13 TE Connectivity Sensors France Temperature sensor device with insulating housing
WO2024095367A1 (ja) 2022-11-01 2024-05-10 ヤマザキマザック株式会社 加工シミュレーション装置、数値制御旋盤、工作機械システム、ワーク加工方法、および、プログラム

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0854291A (ja) * 1994-08-17 1996-02-27 Toshiba Glass Co Ltd 温度計測装置
JPH1123379A (ja) * 1997-06-30 1999-01-29 Aisin Aw Co Ltd 温度センサ
JP2000035364A (ja) * 1998-07-16 2000-02-02 Fuji Electric Co Ltd 溶融金属連続測温装置
JP2000213994A (ja) * 1999-01-20 2000-08-04 Japan High Grade Cast Iron Association 熱電対装置
JP2002131141A (ja) * 2000-10-27 2002-05-09 Isuzu Ceramics Res Inst Co Ltd 温度測定器
JP2005024344A (ja) * 2003-06-25 2005-01-27 Tdk Corp 温度センサ
DE102004018354A1 (de) * 2004-04-15 2005-11-03 Epcos Ag Messfühler
EP1785705A1 (fr) * 2005-11-10 2007-05-16 Sc2N Capteur de temperature
CN102216747A (zh) * 2008-11-14 2011-10-12 埃普科斯股份有限公司 传感器元件和用于组装传感器元件的工艺
CN102419219A (zh) * 2010-08-19 2012-04-18 日本特殊陶业株式会社 温度传感器

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3733193C1 (de) * 1987-10-01 1988-11-24 Bosch Gmbh Robert NTC-Temperaturfuehler sowie Verfahren zur Herstellung von NTC-Temperaturfuehlerelementen
US5697706A (en) * 1995-12-26 1997-12-16 Chrysler Corporation Multi-point temperature probe
JP2002048655A (ja) * 2000-05-24 2002-02-15 Ngk Spark Plug Co Ltd 温度センサ及びその製造管理方法
DE10062041C2 (de) * 2000-12-13 2003-03-13 Beru Ag Temperatursensor
DE10238628B4 (de) * 2002-08-19 2006-01-19 Temperaturmeßtechnik Geraberg GmbH Keramisch isolierter Hochtemperatursensor
EP1714122B1 (de) * 2004-02-09 2013-11-13 Temperaturmesstechnik Geraberg GmbH Hochtemperatursensor
US20060139144A1 (en) * 2004-12-28 2006-06-29 Labarge William J Temperature sensor, ceramic device, and method of making the same
US7458718B2 (en) * 2006-02-22 2008-12-02 Honeywell International Inc. Temperature sensor that achieves a fast response in an exhaust gas environment
WO2007112434A2 (en) * 2006-03-28 2007-10-04 Stoneridge, Inc. Temperature sensor
US8366316B2 (en) * 2006-04-14 2013-02-05 Deka Products Limited Partnership Sensor apparatus systems, devices and methods
US7748898B2 (en) * 2007-02-27 2010-07-06 Denso Corporation Temperature sensor and method of producing the temperature sensor
US20090148657A1 (en) * 2007-12-05 2009-06-11 Jan Ihle Injection Molded PTC-Ceramics
US7891870B2 (en) * 2008-04-29 2011-02-22 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Temperature sensor element and method of manufacturing the same
DE102008002191A1 (de) * 2008-06-03 2009-12-10 Robert Bosch Gmbh Temperatursensor
JP5039656B2 (ja) 2008-07-25 2012-10-03 株式会社日立ハイテクノロジーズ 質量分析装置および質量分析方法
JP2010032237A (ja) 2008-07-25 2010-02-12 Worldwing Co Ltd 温度センサ
US9823133B2 (en) * 2009-07-20 2017-11-21 Applied Materials, Inc. EMI/RF shielding of thermocouples
JP5304822B2 (ja) * 2010-04-28 2013-10-02 株式会社デンソー 温度センサ
TWI473122B (zh) * 2011-01-21 2015-02-11 Murata Manufacturing Co Semiconductor ceramics and semiconductor ceramic components

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0854291A (ja) * 1994-08-17 1996-02-27 Toshiba Glass Co Ltd 温度計測装置
JPH1123379A (ja) * 1997-06-30 1999-01-29 Aisin Aw Co Ltd 温度センサ
JP2000035364A (ja) * 1998-07-16 2000-02-02 Fuji Electric Co Ltd 溶融金属連続測温装置
JP2000213994A (ja) * 1999-01-20 2000-08-04 Japan High Grade Cast Iron Association 熱電対装置
JP2002131141A (ja) * 2000-10-27 2002-05-09 Isuzu Ceramics Res Inst Co Ltd 温度測定器
JP2005024344A (ja) * 2003-06-25 2005-01-27 Tdk Corp 温度センサ
DE102004018354A1 (de) * 2004-04-15 2005-11-03 Epcos Ag Messfühler
EP1785705A1 (fr) * 2005-11-10 2007-05-16 Sc2N Capteur de temperature
CN102216747A (zh) * 2008-11-14 2011-10-12 埃普科斯股份有限公司 传感器元件和用于组装传感器元件的工艺
CN102419219A (zh) * 2010-08-19 2012-04-18 日本特殊陶业株式会社 温度传感器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108387325A (zh) * 2018-01-22 2018-08-10 苏州福联泰克汽车电子有限公司 一种汽车尾气温度传感器

Also Published As

Publication number Publication date
US20160290872A1 (en) 2016-10-06
JP2015534083A (ja) 2015-11-26
EP2917711A2 (de) 2015-09-16
JP6254604B2 (ja) 2017-12-27
KR102047154B1 (ko) 2019-11-20
WO2014072124A2 (de) 2014-05-15
KR20150081364A (ko) 2015-07-13
DE102012110822A1 (de) 2014-05-15
EP2917711B1 (de) 2016-11-09
WO2014072124A3 (de) 2014-08-07
CN104797914B (zh) 2018-02-09
US10024725B2 (en) 2018-07-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104797914A (zh) 温度传感器系统和用于加工温度传感器系统的方法
CN104769401B (zh) 温度计和用于加工温度计的方法
US6880969B2 (en) Temperature sensor and production method thereof
US6639505B2 (en) Temperature sensor
US8324535B2 (en) Brazing structure, ceramic heater, and glow plug
US9596795B2 (en) Manufacturing method for sensor of a thermal flow measuring device
US9829391B2 (en) Temperature sensor element
EP2574890B1 (en) Temperature sensor and hydrogen-filled system
CN104769402B (zh) 温度传感器系统和用于加工温度传感器系统的方法
CN104769403A (zh) 温度探测器以及用于制造温度探测器的方法
JP3886699B2 (ja) グロープラグ及びその製造方法
JP5346867B2 (ja) サーミスタ素子及び温度センサ
CN219087722U (zh) 热电偶
JP5123344B2 (ja) 温度センサ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180209

Termination date: 20200927

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee