CN108140136A - 陶瓷传感器元件的标记 - Google Patents

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J·施奈德
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Abstract

本发明提出，用于废气传感器的陶瓷传感器元件(10)具有视觉上可读取的标记(50)。优选地，对此不应使用贵金属。

Description

陶瓷传感器元件的标记
背景技术
已知用于废气传感器的陶瓷传感器元件，所述陶瓷传感器元件尤其由申请人以大量件数制造并且在世界范围内销售，对此所述陶瓷传感器元件在各种情况下安装在具有线缆输出端、螺纹和保护管的金属壳体中。陶瓷传感器元件实现此类废气传感器的本来的测量功能并且由此对废气探测器的功能行为、稳固性和使用寿命具有决定性影响。
发明内容
本发明从以下期望出发：由任意的、例如处于常规使用中的废气探测器能够得知关于它的陶瓷传感器元件的识别特征和形成方面的信息。这在出现功能故障时或对于识别抄袭可以是特别感兴趣的。
因此提出，陶瓷传感器元件具有视觉上可读取的标记。
本发明的扩展方案是从属权利要求的主题。本发明的另一主题是根据并列权利要求的用于追踪陶瓷传感器元件的方法。
证明为特别有效的是，在烧结之前借助于含氧化铁的印刷膏将根据本发明的标记施加到陶瓷传感器元件上，并且接下来以氧化铝层套印，该氧化铝层在烧结之后在很大程度上是透明的。
替代于使用含氧化铁的印刷膏，也能够使用另外的有色的稳定氧化物，例如另一过渡金属如Nb、V、Co、Ni和/或Cr的氧化物。优选地，这些氧化物(过渡金属呈不同的氧化级同时存在于所述氧化物中)例如是FeII和FeIII；VIV和VV；CoII和CoIII；NiII和NiIII，因为以该方式产生特别鲜艳的色素配制。在为了标记使用这些材料的情况下也有利的是，设置布置在该标记上的透明的、覆盖的氧化铝层。
附图说明
下面根据图中示出的实施例详细地阐释本发明。附图示出：
图1以示意性示图示出单元式宽带λ探测器的传感器元件。
图2以示意性方式示出用于制造陶瓷传感器元件的生产链。
具体实施方式
图1示出一单元式废气探测器的传感器元件10，该传感器元件具有固体电解质11作为基体和扩散通道14，该扩散通道朝着未示出的内燃机的废气通道打开。废气探测器用作为用于确定供应给内燃机的空气燃料混合物的组分的λ探测器。固体电解质11示例性地由钇稳定二氧化锆制造，该钇稳定二氧化锆在处于运行温度时是传导离子的并且通过电极和气体供应部的合适布置适用于确定气体组分的确定成分的浓度。废气18通过扩散通道14穿过扩散障碍13进入到测量空腔12中。扩散障碍13是多孔元件，该多孔元件对气体从废气到测量空腔12中的输送或沿相反方向的输送进行节流。在测量空腔12中，固体电解质11的壁的一部分敷设有内部的第一泵电极22，该第一泵电极通过第二引线46向外引出。固体电解质11还具有参考气体通道15，该参考气体通道填充以多孔的、透气的介质并且该参考气体通道的壁部分地敷设有第二泵电极21。第二泵电极21通过第一引线45向外引出。参考气体通道15也被称为排气通道(ALK)，第二泵电极21也被称为排气电极(ALE)。内部的泵电极22和第二泵电极21在所示出的实施例中布置在实施为层构造的基体的内部。内部的泵电极22、第二泵电极21和固体电解质11的处于这二者之间的部分共同形成泵电池20。
此外，在所示出的实施例中，废气探测器包括具有隔离材料17的加热元件16，该隔离材料包围加热元件16并且在处于运行温度时防止与废气探测器中的其他部件接触。加热元件16通过第一加热接头43和第二加热接头44供给以运行电压。运行电压由所配属的控制装置或探测器电子部件这样调节，使得泵电池20的预给定的内电阻得到调节。在控制装置或探测器电子部件中，施加在内部的泵电极22和第二泵电极21上的电压也被预给定或确定，并且第一引线和第二引线45、46中的电流也被预给定或确定。在加载以废气18的内部的泵电极22与外部的泵电极22或者说排气电极之间施加泵电压UP，该泵电压在测量功能期间例如处于300mV至900mV的范围中。
在此处示出的单元式废气探测器中，在废气18稀薄的情况下，氧气从废气18中通过扩散通道14和扩散障碍13扩散到测量空腔12中。氧气通过施加在内部的泵电极22与外部的泵电极21之间的电压UP和随之而来的正的泵电流IP从测量空腔12泵送到参考通道15中。
如图1中可看出，陶瓷传感器元件10在其接头侧的端部区域102中具有视觉上可读取的标记50。在该示例中，标记50是对于单独的陶瓷传感器元件而言特定的识别数字，该识别数字借助于含氧化铁的印刷膏以丝网印刷方法在烧结7之前施加到陶瓷传感器元件10上并且随后以氧化铝层51套印，该氧化铝层在烧结之后在很大程度上是透明的。
优选避免使用含贵金属的标记50，因为该含贵金属的标记是昂贵的。
设置为，在至少一个计算机上在用于所述识别数字的数据库中储存有另外的信息，所述另外的信息包含对于该陶瓷传感器元件10而言在批号、原材料规格、半成品规格、生产地点、生产日期、制造机组、挂钩原材料批次(Patenrohstoffcharge)、检验日期、检验线、功能数据、顾客分类和/或应用分类方面重要的信息。替代地或附加地也可能的是，将这些信息完全地或部分地变成标记50的对象。
标记50借助于数字所进行的编码是许多可行方案中的仅一个可行方案。替代的是点码、条形码和类似编码。优选大于32位编码的应用。
尽管如在示例中说明的那样通过施加含过渡金属氧化物的印刷膏和透明的含氧化铝的覆盖层51和接下来的烧结所实现的标记50是优选的，但是对此也存在大量替代方案，尤其是喷墨印刷、热转移印刷和/或激光标刻，所述替代方案尤其能够在经烧结的传感器元件上通过应用超短波激光脉冲实现。
这样的标签也可以是有利的：所述标签仅能够借助于紫外光变得可见(例如基于荧光的氧化物陶瓷，所述氧化物陶瓷可以被印上或被引入到陶瓷传感器元件中)或由于所述标签的微小性为了视觉上的感知而需要被放大。
原则上也可以分别借助在别处对此特定地阐释的方法在烧结之前进行标刻并且接下来在烧结之后进行另外的标刻。在烧结之前例如可以将关于原材料、生产地点和类似物的信息在标刻中编码，而在烧结之后施加的另一标刻例如可以对传感器元件的来自传感器功能测试的数据或关于所关注的其他应用、例如顾客分类的信息或涉及烧结过程的数据进行编码。
根据本发明的陶瓷传感器元件10可以被应用在这样的方法中：在所述方法中利用所述陶瓷传感器元件的追踪。为此，尤其在计算机上储存这样的数据：借助于所述数据可以解读在陶瓷传感器元件上经编码的信息，如上面已经阐释的那样。
此类方法的扩展方案例如可以设置为，该方法具有以下特征中的至少一个特征：用于生产的调节回路、生产计划、过程参数控制、过程参数调整、关于生产机组的价值流操控、与物流和订单的接口、品质保证、数据挖掘、现场抱怨处理、8D方法论、工业4.0和类似特征。
用于制造根据本发明的陶瓷传感器元件的过程链在图2中再一次示意性示出。就此而言设置为，在第一过程步骤1中浇铸泥浆并且使其干燥2，从而形成陶瓷薄膜3，对该陶瓷薄膜进行印刷4、叠层5并且随后将其分离6。接着在烘箱中进行图2中仅以符号表明的烧结7。标记50可以在烧结7之前、例如与印刷4同时地施加。替代地或附加地，也可以在烧结7之后施加标记。

Claims (13)

1.用于废气传感器的陶瓷传感器元件，其特征在于，所述传感器元件具有视觉上能读取的标记(50)，该标记尤其不具有贵金属成分。
2.根据权利要求1所述的陶瓷传感器元件，其特征在于，所述视觉上能读取的标记(50)被施加到所述陶瓷传感器元件(10)上。
3.根据权利要求1或2所述的陶瓷传感器元件，其特征在于，所述视觉上能读取的标记(50)包含过渡金属氧化物并且由透明的氧化铝层(51)面式地覆盖。
4.根据前一项权利要求所述的陶瓷传感器元件，其特征在于，在所述过渡金属氧化物中同时存在呈不同氧化级的过渡金属，例如FeII和FeIII；VIV和VV；CoII和CoIII；NiII和NiIII。
5.根据前述权利要求中任一项所述的陶瓷传感器元件，其特征在于，所述陶瓷传感器元件(10)具有废气侧的端部(101)和接头侧的端部(102)，并且所述视觉上能读取的标记(50)布置得离所述接头侧的端部(102)比离所述废气侧的端部(101)更近。
6.根据前述权利要求中任一项所述的陶瓷传感器元件，其特征在于，所述视觉上能读取的标记(50)在所述陶瓷传感器元件(10)的烧结(7)之前生成，尤其借助于丝网印刷、喷墨印刷和/或热转移印刷来施加或借助于彩色色素沉积引入到所述传感器元件中。
7.根据前述权利要求中任一项所述的陶瓷传感器元件，其特征在于，所述视觉上能读取的标记(50)在所述陶瓷传感器元件(10)的所述烧结(7)之后施加，尤其借助于激光标刻来施加。
8.根据前述权利要求中任一项所述的陶瓷传感器元件，其特征在于，所述视觉上能读取的标记(50)借助于前烧结系统和后烧结系统、尤其是借助于前烧结标刻系统和后烧结标刻系统彼此无关地实现。
9.根据前述权利要求中任一项所述的陶瓷传感器元件，其特征在于，所述视觉上能读取的标记(50)是以下信息中的至少一个信息的编码：所述陶瓷传感器元件的识别特征、批号、原材料规格、半成品规格、生产地点、生产日期、制造机组、挂钩原材料批次、检验日期、检验线、功能数据、顾客分类和/或应用分类。
10.根据前述权利要求中任一项所述的陶瓷传感器元件，其特征在于，所述视觉上能读取的标记(50)是下面的格式中的一个格式中的编码：点码、条形码、文字数字码、尤其是连续的编号。
11.根据前述权利要求中任一项所述的陶瓷传感器元件，其特征在于，所述视觉上能读取的标记(50)仅能够在凭借辅助手段、尤其是紫外光和/或视觉放大的情况下视觉地读取。
12.用于追踪根据前述权利要求中任一项所述的陶瓷传感器元件的方法，其特征在于，在至少一个计算机上储存有以下数据：借助于所述数据能够解读在所述陶瓷传感器元件上经编码的信息。
13.根据前一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述方法具有以下特征中的至少一个特征：用于生产的调节回路、生产计划、过程参数控制、过程参数调节、关于生产机组的价值流操控、与物流和订单的接口、品质保证、数据挖掘、现场抱怨处理、8D方法论、工业4.0。
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