CN105008692B - 废气传感器中用于对测量室产生高密封性的特定密封几何结构 - Google Patents

Abstract

提出一种传感器系统(110)，其用于检测一测量气体室(112)中的测量气体的至少一个特性。传感器系统(110)包括用于检测测量气体的特性的探头(114)。探头(114)具有至少一个传感器元件(116)和至少一个包围传感器元件(116)的壳体(118)。壳体(118)构造为，能够将测量气体施加给壳体(118)中的传感器元件(116)。传感器系统(110)还具有可以与测量气体室(112)的壁(128)连接的接收元件(126)。探头(114)能够沿着插入轴线(130)插入接收元件(126)中并且能够固定在接收元件(126)中。探头(114)能够通过至少一个密封件(140)从测量气体室(112)密封。密封件(140)包括至少一个线状密封件。

Description

废气传感器中用于对测量室产生高密封性的特定密封几何 结构

技术领域

本发明涉及一种传感器系统，其用于检测一测量气体室中的测量气体的至少一个特性，所述传感器系统包括用于检测测量气体的特性的探头。

背景技术

由现有技术公知了多种不同的传感器系统，其用于检测测量气体室中的测量气体的至少一个特性。原则上，在本发明的范围内，气体特性可以理解为测量气体的一个任意的物理和/或化学的特性，其中，测量气体的一个也或者多个特性可以被检测。利用所述的传感器系统可以对测量气体的至少一个特性进行定性和/或定量地检测、例如检测测量气体的至少一个气体成分、特别是检测空气燃料混合物中的气体成分、和/或检测测量气体中的颗粒浓度、特别是碳烟质量浓度。然而可替换地或附加地也能够检测测量气体的其他特性。

用于检测气体特性的传感器系统可以例如在Konrad Reif(编者)“Sensoren imKraftfahrzeug(机动车中的传感器)”，2012第2版，第160至165页中构造为进气量探头，其中，描述了不仅作为两点式进气量探头而且作为宽域进气量探头、特别是作为面式的宽域进气量探头的构型。利用进气量探头可以确定燃烧室中的混合气的气体比例、例如表示空气燃料比例的空气系数λ。利用两点式进气量探头仅仅在狭窄的范围内、在化学计量的混合物(λ＝1)的情况中能够确定空气燃料比例。与此相反，利用宽域进气量探头可以在λ的大的范围上进行确定。所述的进气量探头包括传感器元件、主要为优选地由二氧化锆和氧化钇构成的固体电解质也或者优选地由二氧化锆构成的固体层。为了保护免受损坏，传感器元件由保护管包围。

原则上，在传感器系统中、例如在进气量探头或者例如在可具有与进气量探头相同的几何结构的颗粒传感器中，为了测量在测量气体室中的测量气体的特性，在传感器系统的不同构件之间需要密封。例如在US 6，453，726中描述了一种气体传感器，其具有部分地由壳体和上方的挡板包围的传感器元件。为了保护传感器元件，U形的密封布置在上方的挡板和壳体之间。此外，在US 7，222，408中描述了一种具有传感器元件的气体传感器，所述传感器元件不透气地密封地布置在壳体中。利用壳体的卷边实现对在气体传感器内部的测量气体室和参考气体室进行气体密封。

根据现有技术，用于检测一测量气体室中的至少一个气体特性的探头穿过测量气体室的壁中的接收元件插入测量气体室中。为了阻止测量气体从测量气体室中逸出，密封布置在探头和测量气体室之间。例如，密封可以如在DE 60 2005 002 375 T2中那样地构造。DE 60 2005 002 375 T2中提出，由具有向外敞开的U形横截面的圆形环确保了探头和排气弯管之间的连接的密封性。

此外，DE 10 2012 205 618 A1中提出一种传感器，所述传感器具有由金属构成的管状的套管以及管状的安装元件。套管具有法兰，所述法兰存在于安装元件之前并且越过安装元件的位于径向内部的表面向外突出。法兰的角部与安装元件的倾斜面接触。

此外，DE 100 22 958 A1中描述了一种具有金属壳体的气体传感器，所述气体传感器借助于空心螺钉固定在具有测量气体的测量开口中。锥形地成型的面设置在壳体的朝向测量开口的侧上，气体传感器以所述锥形地成型的面安装在锥形地成型的对向面上。这些锥形地成型的面相对于壳体的纵向轴线具有相同的角度。然而根据现有技术、如同例如在DE 60 2005 002 375 T2中那样地具有探头和测量气体室之间的密封环的并且在DE 10022 958 A1中所述的这种平面的密封是具有缺点的，因为平面的密封具有大的密封面积。因此，仅仅能够实现小的密封作用。

此外，根据现有技术具有附加的密封环的这种密封是具有缺点的，因为利用密封环将探头例如在内燃机的排气装置中的装配可能是昂贵的和困难的，并且此外在装配时可能产生密封环的损耗。在没有密封环的平面的密封的情况下，必须确保彼此重叠的面的高平行性和高平整度。因此，可能产生用于制造的高成本和对于损坏的高敏感性。

因此，一种下述的传感器系统是期望的，其具有探头和测量气体室之间的高密封性并且实现了密封的成本低廉的制造和鲁棒性。

发明内容

与此相应地，提出一种传感器系统，其用于检测一测量气体室中的测量气体的至少一个特性，所述传感器系统至少很大程度上避免了用于检测一测量气体室中的测量气体的至少一个特性的公知的传感器系统的缺点。特别是应该实现对测量气体室的密封。

如前述所构造地，测量气体的至少一个特性原则上可以是测量气体的任意的物理和/或化学的特性。例如，测量气体的特性可以从下述组中选择，所述组包括：测量气体中的至少一个气体成分的比例、特别是氧气比例和/或NO_x比例；测量气体的颗粒负荷；测量气体的温度；测量气体的压力。因此，至少一个特性可以例如是每个体积单位的颗粒质量、例如以kg/m³表示或者每个体积单位的颗粒数量、例如以颗粒/m³表示。原则上可替换地或者附加地也能够检测其他特性。

原则上，测量气体可以是任意的气体或者混合气、例如废气、空气、空气燃料混合物也或者其他气体。本发明特别是能够使用在机动车技术的领域中，从而测量室可以是内燃机的排气装置。因此，测量气体尤其可以是气体燃料混合物。

传感器系统包括用于检测测量气体的至少一个特性的探头。原则上，探头可以理解为一个任意的装置或者装置的组合，所述装置设置用于定性或定量地检测至少一个特性。探头例如可以设置用于产生至少一个测量信号，所述测量信号与至少一个待检测的特性相关。探头特别是可以从包括进气量探头和颗粒传感器的组中选择。然而探头例如作为温度检测器和/或压力传感器和/或用于检测一测量气体中的至少一个气体成分、例如用于检测一测量气体中的氧气和/或氮氧化物的比例的NO_x传感器的其他构型原则上也是可能的。

探头具有至少一个传感器元件和至少一个包围所述传感器元件的探头壳体。原则上，传感器元件可以理解为一个任意的测量元件或者测量元件的一个组合、例如传感器芯片，所述测量元件设置用于定性或定量地检测至少一个特性。例如，传感器元件可以包括传感器芯片和/或电子测量电路。传感器元件特别是可以设置用于产生至少一个测量信号，所述测量信号与至少一个待检测的特性相关。传感器元件可以特别是陶瓷传感器元件。传感器元件可以特别是具有至少一个陶瓷体和至少两个与陶瓷体连接的电极的陶瓷传感器元件。陶瓷体可以具有至少一个陶瓷的固体电解质。传感器元件的测量原理特别是可以基于确定的固体的电解特性。作为固体特别适合的是陶瓷的固体电解质、例如二氧化锆(ZrO₂)、特别是氧化钇稳定氧化锆(YSZ)或者氧化钪稳定氧化锆(ScSZ)。可替换地或附加地，传感器元件可以例如在测量表面上、特别是在陶瓷的测量表面上具有例如至少两个电极，并且可以例如设置用于检测至少两个电极之间的电阻，所述电阻例如可以被测量气体的颗粒负荷所影响。此外，所述传感器元件通常可以包括加热元件以确保合适的功能温度。然而，原则上也可以考虑其他构型。

在本发明的范围内，探头壳体原则上可以理解为一种下述的构件，所述构件完全地或部分地包围探头，所述构件例如是一个下述的罩，所述罩包围探头、特别是传感器元件并且保护探头、特别是传感器元件免受热和机械的影响。探头壳体特别是可以包括至少一个内室，至少一个传感器元件布置在所述内室中。探头壳体特别是可以完全地或部分地由机械刚性的材料、例如至少一个金属材料制造，所述机械刚性的材料完全地或部分地保护探头免受机械的影响。

探头壳体构造为，能够将测量气体施加给探头壳体中的传感器元件。探头壳体可以例如具有开口，测量气体可以通过所述开口进入探头中。探头壳体可以例如包括至少一个保护管。保护管可以理解为一个例如由金属构成的管，所述管保护传感器元件免受热和机械的影响。保护管可以具有至少一个内室和至少接收在内室中的传感器元件。保护管可以特别是具有环形间隙的双壁保护管。测量气体可以例如穿过所述环形间隙流入内室中。保护管特别是可以相对于插入轴线、特别是下文还详细说明的插入轴线倾斜地指向测量气体室中。概念“倾斜地”可以理解为，即保护管可以相对于插入轴线成一定角度地布置。保护管可以例如具有至少一个入口和至少一个出口、例如至少一个与环形间隙连接的入口和至少一个与内室连接的出口。探头壳体可以例如构造为，使得出口比入口深地布置在测量气体室、例如流动管中。以所述方式可以例如通过压力差确保测量气体从入口穿过内室流到出口。然而原则上其他构型也是可能的。

此外，传感器系统具有可与测量气体室的壁连接的接收元件。接收元件可以理解为一种下述的构件，所述构件设置用于将探头插入测量气体室中。所述壁可以是例如流动管的管壁或测量气体室的其他类型。接收元件可以与壁例如持续稳定地连接，或者也可以与壁可逆地连接。接收元件可以完全地包围探头。优选地接收元件可以环形地包围探头。

探头能够沿着插入轴线插入接收元件中并且能够固定在接收元件中。在此，插入轴线可以通过探头插入接收元件中的方向定义。插入轴线例如可以基本垂直于流动管的管轴线延伸、例如以相对于垂直线不大于20°、特别是不大于10°的偏差延伸。探头特别是能够可脱卸地与接收元件连接。

接收元件特别是可以构造为焊接导管。焊接导管可以例如插入测量气体室中的孔中并且接着被焊接和/或以其他方式、优选地材料配合地连接。此外，接收元件可以由钢、特别是耐腐蚀的钢制造。探头可以例如力配合地、特别是通过螺栓连接、特别是通过可脱卸的螺栓连接和/或形状配合地、例如通过夹紧、特别是可脱卸的夹紧来固定在接收元件中。

此外，传感器系统可以具有至少一个固定元件，所述固定元件设置用于将探头力配合地固定在接收元件中。固定元件可以例如设置用于将探头压向接收元件和/或反之亦然。壳体和/或接收元件可以在固定过程期间、例如在旋紧期间保持刚性并且不变形，或者可以完全地或部分地也在固定过程期间例如弹性或塑性地变形。

固定元件可以理解为一种下述的构件，利用所述构件可以将探头固定在接收元件中。固定元件特别是可以具有至少一个螺纹。所述螺纹特别是可以具有壳体侧的螺纹和接收元件侧的螺纹。壳体侧的螺纹可以包括锁紧螺栓。固定元件可以例如利用至少一个锁紧螺栓和/或至少一个锁紧螺母实现。为了力配合地固定，螺纹可以彼此旋紧。然而原则上其他构型也是可能的。固定元件可以例如完全地或部分地由金属材料、例如至少一种钢、优选地特种钢构成。因此，固定元件、特别是锁紧螺栓和/或锁紧螺母可以特别是由一种材料制造，所述材料特别是从下述组中选择，所述组包括具有材料编号1.4104的材料(特别是特种钢)、具有材料编号1.4105的材料(特别是特种钢)、具有材料编号1.4301的材料(特别是特种钢)、具有材料编号1.4303的材料(特别是特种钢)、具有材料编号1.4305的材料(特别是特种钢)和具有材料编号1.4016的材料(特别是特种钢)。

在探头插入接收元件中时，接收元件可以这样包围探头的壳体，使得壳体部分地伸进测量气体室中并且部分地布置在测量气体室外部。部分地伸进测量气体室中可以理解为，即壳体的下部分、特别是双壁保护管可以布置在测量气体室中，而壳体的上部分布置在测量气体室的外部。壳体特别是可以穿过接收元件伸入测量气体室中。

探头能够从测量气体室通过至少一个密封件密封。密封可以理解为一个下述的装置，所述装置设置用于阻止物质交换、特别是测量气体从测量气体室中逸出。密封可以特别是介质密封地构造、例如对于测量气体和/或对于其他流体的介质密封地构造。密封特别是可以例如直至2bar或更大的压力、例如直至10bar、100bar、1kbar或更大的压力地气密地构造。

因此，探头从测量气体室的密封通常可以理解为密封的一个下述的构型，通过所述构型阻止物质从测量气体室逸出、特别是阻止测量气体穿过壳体和接收元件之间和/或壳体和测量气体室的壁之间的中间室逸出。概念“能够密封”不仅仅包括密封的可能性而也包括探头从测量气体室密封的情况。

在探头插入接收元件中时，密封特别是可以布置在测量气体室和固定元件之间。密封特别是可以构造在接收元件和壳体之间。密封特别是可以直接布置在接收元件和壳体之间，从而通过密封直接密封接收元件和壳体之间的间隙。

至少一个密封具有至少一个线状密封件。线状密封件可以理解为，即构成密封的表面线状地接触。在此，线状优选地具有不可测量的小的线宽度。在固定探头时，可以将探头压向接收元件，并且探头力配合地固定在接收元件中。由于在此作用的压紧力可以产生弹性或者塑性的变形，并且线的宽度可以改变。在压紧力作用时，线状密封件的线宽度可以处于例如<1mm、特别是<500微米的范围内。然而其他的线宽度也是可能的，因为线宽度如下详细实施地可以与多个边界条件有关。

壳体例如可以支撑在接收元件上或者反之亦然，其中，构造为线状密封件的密封元件可以构造在一个下述的区域中，在所述区域中，壳体支撑在接收元件上或者接收元件支撑在壳体上。

探头可以从测量气体室由一个密封也或者通过多个密封密封。如果设置多个密封，那么所述密封中的至少一个构造为线状密封件。其次，可以设置一个或多个另外的密封，所述密封可以构造为线状密封件也或者构造为非线状密封件。如果设置多个密封，那么优选的是，至少一个直接邻接于测量气体室的密封构造为线状密封件。例如这可以这样进行，即测量气体在从测量气体室到外部室中的路径上必须首先经过线状密封件，以便接着可选择地经过一个或者多个另外的密封。

密封特别是可以具有至少两个线状密封件。传感器系统特别是可以构造为，使得壳体能够柔性地夹紧在两个线状密封件之间，和/或两个线状密封件构造为，使得壳体在绕着传感器系统的轴线进行的翻转运动方面能够被柔性地夹紧。

密封、特别是线状密封件特别是可以由接收元件和壳体构成，从而接收元件和壳体优选地自身构成线状密封件。

如下文还详细实施地，壳体特别是可以通过至少一个固定元件压向接收元件，和/或接收元件可以通过固定元件压向壳体。固定元件特别是可以包括至少一个螺母和/或至少一个螺栓、例如至少一个锁紧螺母和/或至少一个锁紧螺栓。

如上所实施地，线状密封件的线宽度可以极大地与探头固定在接收元件中的边界条件有关。线宽度可以特别是与固定螺栓的拧紧力矩和/或密封面的几何形状有关。在没有压紧力的情况下，线宽度优选地在制造公差的范围内是极小的、例如<1mm或者<500微米。反之，在具有压紧力的情况下产生弹性和/或塑性的变形，所述变形则可以改变密封面的几何形状。所述改变然后就会由于密封面的增大首先使可达到最大的密封压力变小。然而另一方面弹性和/或塑性的变形也可以有助于补偿小的制造偏差和不平度。

原则上，由现有技术的其他领域公知了对线状密封件的应用。例如由DE 10 234615在具有金属-金属-线密封的管的卷边连接组件中以及由US 737 3827在高压传感器中公知了一种线状密封件。在DE 3 441 918中描述了一种在用于车辆驾驶室空气过滤器的板状滤芯中的具有圆锥形半径的线状密封件。此外，一种圆锥形-圆锥形的密封几何结构例如在DE 234 90 89中在用于核技术装置的无密封箱的磁阀中、在DE 4 242 290中在高压流体过滤系统中、在US 41 69 967中在电导线的绝缘材料中和在DE 2 901 507中在具有聚合材料的阀中被描述。例如由DE 3 641 548公知了一种例如在容器和管的封闭装置中的切割边密封。在前述的线状密封件的构型中，可以参考根据现有技术的线状密封件的构型，该构型具有附加的根据本发明的特征。然而原则上线状密封件元件的其他构型也是可能的。

壳体特别是可以具有至少一个支承元件。支承元件可以理解为一个下述的构件，所述构件设置用于支撑在一个另外的构件上。支承元件优选地可以例如环形地、特别是以环形的凸肩的形式包围探头。

支承元件特别是可以完全地或部分地构造为弹簧元件。在此，弹簧元件通常可以理解为一个下述的元件，所述元件具有至少部分地弹性的特性。支承元件特别是可以至少部分地构造为盘形弹簧。支承元件特别是可以至少部分地构造为环形的凸肩，其中，环形的凸肩构成弹簧元件、特别是盘形弹簧。

壳体和/或支承元件例如可以完全地或部分地由金属材料、例如至少一种钢、优选地特种钢构成。壳体和/或支承元件特别是可以彼此分别独立地制造并且分别完全地或部分地由一种下述的材料制造，所述材料从下述组中选择，所述组包括具有材料编号1.4104的材料(特别是特种钢)；具有材料编号1.4105的材料(特别是特种钢)；具有材料编号1.4301的材料(特别是特种钢)；具有材料编号1.4303的材料(特别是特种钢)；具有材料编号1.4305的材料(特别是特种钢)和具有材料编号1.4016的材料(特别是特种钢)。

支承元件特别是可以具有至少一个元件、特别是表面元件，所述表面元件从包括圆锥形面、具有半径的面的组中选择。圆锥形面可以理解为一个以一个角度倾斜的面、特别是倒角。具有半径的面可以理解为一个任意的倒圆的面。原则上，支承元件可以是单独的构件，所述构件可以在探头的制造过程之后通过接合过程、例如通过焊接或者钎焊也或者通过其他过程施加在探头上。可替换地，支承元件可以已经在探头的制造过程期间、例如在深冲过程中被添加。圆锥形面、特别是倒角和具有半径的面可以例如通过在支承元件上铣削或者刨平来制造。

此外，支承元件可以具有至少一个密封元件。原则上，密封元件可以理解为接收元件的一个下述的构件，探头的支承元件可以支撑在所述构件上。密封元件可以具有一个元件、特别是一个表面元件，所述表面元件从包括圆锥形面、具有半径的面、特别是倒圆的面的组中选择。密封元件的圆锥形面可以理解为以一个角度倾斜的面。原则上，密封元件可以是一个单独的构件，所述构件可以在接收元件的制造过程之后通过接合过程、例如通过焊接或者钎焊也或者通过其他过程施加在接收元件上。可替换地，密封元件可以已经在接收元件的制造过程期间、例如在拉深过程中被添加。圆锥形面和具有半径的面例如可以例如通过在支承元件上铣削或者刨平来制造。

支承元件和密封元件可以构成密封或所述密封的构成部分、特别是线状密封件。线状密封件可以特别是一种下述的密封，在所述密封中，构成密封的构件、例如支承元件和密封元件线状地接触。在探头被插入接收元件中的情况下，支承元件可以支撑在密封元件上。线状密封件可以设置用于阻止物质交换、特别是阻止测量气体从测量气体室中逸出。线状密封件可以从包括圆锥形-圆锥形的密封、圆锥形-半径式的密封的组中选择。

在圆锥形-圆锥形的密封中，支承元件和密封元件可以例如分别具有一个圆锥形面。在圆锥形-半径式的密封中，从支承元件和密封元件中选择的一个元件可以例如具有圆锥形面，并且另一个元件具有半径、例如是任意地倒圆的面。

在一个优选的实施方式中，支承元件和密封元件可以具有圆锥形-圆锥形的密封，其中，支承元件和密封元件分别具有带不同圆锥角的圆锥面。圆锥角可以理解为特别是相对于水平轴线的角度，圆锥形面可以在所述角度下产生、特别是可以产生倾斜。在将探头插入接收元件中时，支承元件的圆锥形面可以相对于密封元件的圆锥形面倾斜。优选地，支承元件的圆锥形面相对于密封元件的圆锥形面倾斜10°、特别优选地倾斜20°。支承元件的圆锥形面能够例如以与密封元件的圆锥形面不同的圆锥角制造。支承元件的圆锥形面特别是能够以与密封元件的圆锥形面不同的角度倾斜。优选地，支承元件的圆锥形面的圆锥角可以小于密封元件的圆锥形面的圆锥角。原则上，所述圆锥形面相对于彼此的倾斜角可以改变并且例如与客户要求相匹配。

倾斜角可以例如是扁平的角、例如<45°的角、特别是<30°的角或者20°或更小的角。然而原则上倾斜角可以理论上任意地改变。然而，在大的角、例如>60°的角下，在多种情况中产生下述的技术挑战，即元件相对于彼此的定位变得困难。例如由于倾斜的侧面可以使自动对中心变得困难，并且也不能明确地确定线状密封件的位置和/或方位。主要是在圆锥形面的制造偏差下可以产生所述的挑战。与此相应地，前述的扁平的角原则上可以优选地小于45°、例如是20°的角。原则上通过调节构件的倾斜角和/或几何构造可以改变和调节要达到的密封作用。

在将探头插入接收元件中时，支承元件特别是可以支撑在密封元件的倾斜的面上并且因此与密封元件构成线状密封件。线状支承可以理解为，支承元件的面和密封元件的面线状地接触。

在一个另外的优选的实施方式中，支承元件和密封元件可以具有圆锥形-半径式的密封。从支承元件和密封元件中选择的一个元件可以具有圆锥形面，并且另一个元件具有半径。探头的支承元件特别是可以具有半径式的面，并且在探头被插入接收元件中时，所述支承元件线状地支撑在密封元件的倾斜面上并且因此构成线状密封件。

支承元件和密封元件可以构造为自动定心。自动对中心的构型可以通过各一个和/或两个元件的圆锥形状结合支承元件在密封元件上的线状支承来实现，所述元件从包括支承元件和密封元件的组中选择。

在一个另外的实施方式中，密封可以具有至少两个线状密封件。支承元件可以沿着轴向方向嵌入线状密封件之间。支承元件例如能够以相对于传感器系统的轴线、例如插入轴线的一个角度、特别是以相对于所述轴线的一个倾斜角固定在线状密封件之间。

线状密封件可以包括第一线状密封件和第二线状密封件。第一线状密封件可以由接收元件和壳体、特别是支承元件构成。关于第一线状密封件的构型，可以参考前述的在接收元件和壳体之间的线状密封件。

第二线状密封件可以由壳体、特别是支承元件和用于将壳体固定在接收元件中的固定元件、特别是锁紧螺栓和/或锁紧螺母构成。在将探头插入接收元件中时，支承元件和固定元件特别是可以线状地接触。第二线状密封件特别是可以分别从包括圆锥形-圆锥形的密封、锥形-半径式密封的组中选择。

在支承元件和固定元件的圆锥形-圆锥形的密封中，支承元件和固定元件、特别是锁紧螺栓和/或锁紧螺母可以例如分别具有一个圆锥形面。支承元件和固定元件的圆锥形面可以特别是具有不同圆锥角的圆锥形面。原则上，所述圆锥形面相对于彼此的倾斜角可以改变并且例如可以与客户要求相匹配。

在圆锥形-半径式的密封中，例如从支承元件和固定元件中选择的一个元件可以具有圆锥形面，并且另一个元件可以具有半径、例如是任意地倒圆的面。探头的支承元件可以例如具有半径式的面，并且在将探头插入接收元件时与固定元件的圆锥形面线状地接触并且构成线状密封件。固定元件可以例如具有半径式的面，并且在将探头插入接收元件中时与支承元件的圆锥形面线状地接触并且构成线状密封件。

为了构造圆锥形-圆锥形的密封和圆锥形-半径式的密封，可以参考对支承元件和密封元件的圆锥形-圆锥形的密封和圆锥形-半径式密封的说明。

支承元件和固定元件可以构造为自动定心。自动对中心的构型可以通过各一个和/或两个元件的圆锥形状结合支承元件和固定元件的线状接触来实现，所述元件从包括支承元件和固定元件的组中选择。

特别是可以考虑下述的实施方式：

i)第一线状密封件可以构造为圆锥形-圆锥形的密封，并且第二线状密封件可以构造为圆锥形-圆锥形的密封；

ii)第一线状密封件可以构造为圆锥形-圆锥形的密封，并且第二线状密封件可以构造为圆锥形-半径式的密封；

iii)第一线状密封件可以构造为圆锥形-半径式的密封，并且第二线状密封件可以构造为圆锥形-圆锥形的密封；

iv)第一线状密封件可以构造为圆锥形-半径式的密封，并且第二线状密封件可以构造为圆锥形-半径式的密封。

然而，原则上也可以考虑其他构型。

通过根据本发明的传感器系统可以实现探头和内燃机的排气装置之间的密封。通过线状密封件的密封原理可以基于小的密封面积实现高的密封压力，其中，密封压力定义为单位面积的力。与由现有技术构造的密封相比，高的密封压力导致抵抗对于温度波动和振动加剧而脱开支承元件和探头的连接的、特别是抵抗振动的、较高的鲁棒性。与根据现有技术的构造为具有面密封、特别是具有密封环的密封相比，另外的优点在于，较少地需要构件。因此，可以避免这些构件的困难和昂贵的安装并且降低了成本。

通过将壳体柔性地夹紧在两个线状密封件之间，与现有技术相比可以改善探头的测量令面度和诊断能力，并且可以实现相对于制造偏差高的公差。此外，利用具有两个线状密封件的所述密封的构型可以实现高的密封性。此外，支承元件作为盘形弹簧的构型是有利的，因为改善了探头的耐震性。

附图说明

由下述说明中优选的实施例得出其他细节和特征，所述实施例在附图中示意性地示出。附图中：

图1示出根据本发明的传感器系统的一个实施例；

图2A和2B示出根据本发明的线状密封件的实施例；

图3A和3B示出根据本发明的密封的一个另外的实施例；

图4A和4B示出根据本发明的密封的一个另外的实施例；

图5A和5B示出具有根据本发明的支承元件的根据本发明的密封的一个实施例；

图6A和6B示出具有根据本发明的支承元件的根据本发明的密封的一个实施例。

具体实施方式

图1中示意性地示出根据本发明的传感器系统110的一个实施例，所述传感器系统用于检测一测量气体室112中的测量气体的至少一个气体特性。传感器系统110具有用于检测一测量气体室112中的测量气体的特性的探头114。探头114特别是可以构造为进气量探头，所述进气量探头特别是用于检测在机动车的排气装置中的空气燃料混合物中的气体成分。因此，测量气体室112可以特别是一个流动管。探头114可以包括传感器元件116，所述传感器元件可以如同例如在Konrad Reif(编者)“Sensoren im Kraftfahrzeug(机动车中的传感器)”，2012第1版，第160至165页中那样地构造。然而原则上传感器元件116的其他构型也是可能的，传感器元件116也可以例如构造为温度传感器元件或压力传感器元件或颗粒传感器元件。探头114可以具有带保护管120的壳体118，所述保护管包围传感器元件116，以便保护所述传感器元件免受热也或者机械的影响。保护管120可以构造为双壁保护管，所述双壁保护管包括内保护管122和外保护管124。

传感器系统110具有接收元件126，所述接收元件可以与测量气体室112的壁128连接。在此，所述连接可以例如通过焊接连接是永久的。优选地，所述连接可以例如通过螺栓连接构造为可逆的连接，在所述连接中，探头114可脱卸地与接收元件126连接。在此，接收元件126可以例如构造为例如由抗腐蚀的钢构成的焊接导管。焊接导管可以与测量气体室112的壁128焊接。探头114能够沿着插入轴线130从外部区域132经过接收元件126插入测量气体室112中。在插入探头114时，接收元件126可以完全地包围探头114。探头114特别是可以由接收元件126环形地包围。在插入接收元件126中的状态中，探头114的壳体118可以部分地伸入测量气体室112中并且部分地布置在测量气体室112的外部。壳体118特别是可以穿过接收元件126伸入测量气体室112中。双壁保护管的一部分、例如双壁保护管120的50％、优选地双层壁保护管120的80％、特别优选地90％可以伸入测量气体室112中。

此外，传感器系统110可以具有至少一个固定元件134，以便将探头114固定在接收元件126上。探头114可以通过固定元件134压向接收元件126并且力配合地固定。固定元件134可以具有至少一个螺纹136，所述螺纹可以包括壳体侧的螺纹和接收元件侧的螺纹。壳体侧的螺纹可以包括锁紧螺栓。例如，探头114可以通过螺紧与锁紧螺栓和/或至少一个锁紧螺母力配合地固定。图1中示出一个实施例，在所述实施例中，探头114可以利用锁紧螺栓固定在焊接导管中。

此外，双壁保护管120可以具有内室138。传感器元件116可以被接收在内室138中。在将探头114插入接收元件126中时，测量气体可以进入内室138中。为此，双壁保护管120可以具有环形间隙，从而测量气体可以通过环形间隙流入内室138中。

探头114可以从测量气体室112由密封件140密封。密封件140构造为线状密封件。在将探头114插入接收元件126中时，密封件140、特别是第一线状密封件146可以布置在测量气体室112和固定元件134之间并且阻止测量气体从测量气体室112中逸出。壳体118可以包括支承元件142。支承元件142可以环形地构造并且以环形的凸肩形式包围探头114。此外，接收元件126可以具有密封元件144。线状密封件件140、特别是第一线状密封件146可以由密封元件144和支承元件142构成。在将探头114插入接收元件126中时，支承元件142可以支撑在密封元件144上，其中，特别是支承元件142的面和密封元件144的面接触。所述面特别是线状地接触。支承元件142和密封元件144接触的面的几何构型可以优选地是圆锥形-圆锥形的，两个面构造为圆锥形的、特别是构造为倾斜的面，或者可以是圆锥形-半径式的，密封元件144的面例如构造为圆锥形的并且支承元件142的面构造为倒圆的面，所述倒圆的面具有半径。构造为圆锥形-半径式的密封件140、特别是第一线状密封件146也可以通过支承元件142的面的圆锥形的构型和密封元件144的构造为倒圆的面来实现。

图2A中示出根据本发明的线状密封件件140、特别是第一线状密封件146的一个优选的实施方式。在所述实施方式中，线状密封件件140、特别是第一线状密封件146构造为圆锥形-圆锥形的密封。密封元件144和支承元件142可以分别具有一个圆锥形面。密封元件144的圆锥形面能够以与支承元件142的圆锥形面不同的角度、特别是不同的圆锥角来制造。例如可制造密封元件144的圆锥形面的角度大于支承元件142的圆锥形面的角度。密封元件144的圆锥形面特别是可以相对于支承元件142的圆锥形面以10°、优选地15°和特别优选地20°倾斜。原则上，圆锥形面相对于彼此的所述倾斜角可以改变并且例如与客户要求相匹配。密封元件144的圆锥形面和支承元件142的圆锥形面这样接触，使得所述圆锥形面在彼此重叠放置时构成线状密封件件140、特别是构成第一线状密封件146。密封元件144的圆锥形的形状与所述圆锥形面的线状地彼此重叠放置一起可以导致探头在接收元件126中的自动对中心。

图2B中示出根据本发明的线状密封件件140、特别是第一线状密封件146的另一种优选地的实施方式。密封元件144可以具有圆锥形面，并且支承元件142可以具有半径、特别是倒圆的面。原则上，一个下述的实施方式也是可能，在所述实施方式中，密封元件144具有半径，并且支承元件142具有圆锥形面。密封元件144的圆锥形面和支承元件142的倒圆的面这样接触，使得所述面在彼此重叠放置时构成线状密封件件140、特别是第一线状密封件146，所述密封设置用于从测量气体室112密封探头114。

图3A示出根据本发明的线状密封件件140的一个另外的实施例。图3B中示出视图区段A的放大图。在所述实施例中，密封件140可以包括第一线状密封件146和第二线状密封件148。第一线状密封件146可以由接收元件126和壳体118、特别是支承元件142构成。密封元件144可以具有圆锥形面，并且支承元件142可以具有半径、特别是倒圆的面。密封元件144的圆锥形面和支承元件142的倒圆的面这样接触，使得所述面在彼此重叠放置时构成第一线状密封件146。第二线状密封件148可以由壳体118、特别是支承元件142和用于将壳体118固定在接收元件中的固定元件134构成。固定元件134特别是可以构造为锁紧螺栓和/或锁紧螺母。固定元件134可以具有圆锥形面，并且支承元件142可以具有半径、特别是倒圆的面。固定元件134的圆锥形面和支承元件142的倒圆的面这样接触，使得所述面在彼此重叠放置时构成第二线状密封件148。

支承元件142可以沿着轴向方向嵌入所述线状密封件之间。壳体118可以柔性地夹紧在第一线状密封件146和第二线状密封件148之间，和/或第一线状密封件146和第二线状密封件148关于绕着传感器系统110的轴线进行的翻转运动、特别是关于以相对于插入轴线130的一个角度α进行的翻转运动可以柔性地夹紧壳体118。因此，支承元件142、特别是探头114可以在第一线状密封件146和第二线状密封件148之间轴向地取向。

图4A中示出密封件140的一个另外的实施例，在所述实施例中，密封件140可以包括第一线状密封件146和第二线状密封件148。图4B中示出视图区段A的放大图。第一线状密封件146可以由密封元件144的圆锥形面和支承元件142的特别是具有半径的倒圆的面构成。第二线状密封件148可以由固定元件134的特别是具有半径的倒圆的面和支承元件142的圆锥形面构成。

图5A和图6A中示出一个实施例，在所述实施例中，密封件140可以包括第一线状密封件146和第二线状密封件148，并且支承元件142可以至少部分地构造为弹簧元件、特别是构造为盘形弹簧。第一线状密封件146可以由密封元件144的圆锥形面和支承元件142的特别是具有半径的倒圆的面构成。第二线状密封件148可以由固定元件134的特别是具有半径的倒圆的面和支承元件142的圆锥形面构成。图5B和图6B中示出相应的视图区段A的放大图。例如在震动时，支承元件142可以在第一线状密封件146和第二线状密封件148之间运动并且因此确保密封性。图5B和6B示出了在密封元件144和固定元件134之间的不同的位置中的支承元件142。

Claims (9)

1.一种传感器系统(110)，其用于检测一测量气体室(112)中的测量气体的至少一个特性，所述传感器系统包括用于检测所述测量气体的特性的探头(114)，其中，所述探头(114)具有至少一个传感器元件(116)和至少一个包围所述传感器元件(116)的壳体(118)，其中，所述壳体(118)构造为能够将所述测量气体施加给所述壳体(118)中的传感器元件(116)，其中，所述传感器系统(110)还具有能与所述测量气体室(112)的壁(128)连接的接收元件(126)，其中，所述探头(114)能够沿着一插入轴线(130)插入所述接收元件(126)中并且能够固定在所述接收元件(126)中，其中，设置一密封件(140)，该密封件构造为能阻止测量气体室中的物质通过壳体(118)与接收元件(126)之间和/或壳体(118)与测量气体室(112)的壁之间的中间空间从测量气体室逸出，其中，所述密封件(140)包括至少一个线状密封件，其中，所述壳体(118)具有支承元件(142)，所述接收元件(126)具有密封元件(144)，所述支承元件(142)和所述密封元件(144)构成所述线状密封件(140)，在探头(114)插入到所述接收元件(126)中的情况下，所述支承元件(142)支撑在所述密封元件(144)上，其中，所述传感器系统(110)还具有至少一个固定元件(134)，所述固定元件(134)设置用于将所述探头(114)力配合地固定在所述接收元件(126)中，其中，所述固定元件(134)具有至少一个螺纹(136)，所述螺纹(136)具有壳体侧的螺纹和接收元件侧的螺纹，其特征在于，所述支承元件(142)构造为盘形弹簧并且环形地以环形凸肩的形式包围所述探头(114)，所述测量气体的特性是该测量气体的颗粒负荷，所述传感器元件包括处于陶瓷测量表面上的至少两个电极并且被设置用于测量所述至少两个电极之间的电阻，该电阻被所述测量气体的颗粒负荷所影响，并且所述传感器元件包括加热元件以确保合适的功能温度，所述探头壳体、所述接收元件和所述固定元件由钢制成，所述线状密封件(140)是圆锥形-半径式的密封件，其中，所述密封元件(144)具有圆锥形面，所述支承元件(142)具有包括半径的、倒圆的面。

2.根据权利要求1所述的传感器系统(110)，其中，所述支承元件(142)和所述密封元件(144)构造为自动定心。

3.根据权利要求1或2所述的传感器系统(110)，其中，所述密封件(140)包括至少两个密封件。

4.根据权利要求1或2所述的传感器系统(110)，其中，所述探头(114)能够可脱卸地与所述接收元件(126)连接。

5.根据权利要求1或2所述的传感器系统(110)，其中，所述接收元件(126)构造为焊接导管。

6.根据权利要求1或2所述的传感器系统(110)，其中，所述壳体(118)包括至少一个保护管(120)，其中，所述保护管(120)具有至少一个内室(138)和至少接收在所述内室(138)中的传感器元件(116)，其中，所述保护管(120)构造为使得所述测量气体能够进入所述内室(138)中。

7.根据权利要求6所述的传感器系统(110)，其中，所述保护管(120)是双壁保护管，其中，所述双壁保护管具有环形间隙，其中，所述测量气体能够穿过所述环形间隙流入到所述内室(138)中。

8.根据权利要求7所述的传感器系统(110)，其中，所述保护管(120)相对于所述插入轴线(130)倾斜地指向所述测量气体室(112)。

9.根据权利要求1所述的传感器系统(110)，其中，该密封件构造为阻止测量气体室中的物质通过壳体(118)与接收元件(126)之间和/或壳体(118)与测量气体室(112)的壁之间的中间空间从测量气体室逸出。