CN110319865B - 封装装置、传感器系统和运行能加热的传感器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于传感器的封装装置(100；201；300)，其尤其用于使传感器在能爆炸的氛围中运行，封装装置包括：保护壳体(110；210；310)，具有至少一个能透气的壁区域(114)，壁区域允许在封装装置的内腔与封装装置的周围环境之间通过能透气的壁区域的气体交换；和由填充物填充的熄灭容积体(120；220；320)，其沿着保护壳体的内侧布置并且至少部分地包围封装装置的设置用于容纳传感器(240；440)的容纳腔(130；230；330)。封装装置还包括能透气的过滤元件(122；222；322)，其布置在熄灭容积体与容纳腔之间并且关于容纳腔限定熄灭容积体的边界。本发明还涉及传感器系统和用于运行能加热的传感器的方法。

Description

封装装置、传感器系统和运行能加热的传感器的方法

技术领域

本发明涉及用于传感器的封装装置。本发明还涉及传感器系统和用于运行能加热的传感器的方法。

背景技术

包括湿度传感器、露点传感器、CO2传感器或氧传感器的多种传感器为了其运行而加载电功率。由此导致：传感器表面处的温度与环境温度相比通常是升高的。热量形成在这种情况下例如作为伴随效应出现，例如在CO2传感器的情况下通过运行灯的方式，或者例如在一些湿度传感器的情况下作为传感器功能本身的要求。在传感器运行时产生热量的传感器在本文中统称为“能加热的传感器”。

在有爆炸危险的区域、例如能爆炸的氛围中使用能加热的传感器会产生意外点火的危险。危险源包括传感器的加热表面、以及传感器电路中的电火花的形成可能性。然而，尤其在有爆炸危险的区域中通常需要知道测量变量，能加热的传感器对于检测测量变量是必需的或有利的。

为了在有爆炸危险的区域中运行加热传感器时减小点火危险，已知各种技术。目前，例如在欧洲技术标准EN60079-0和相应的国际标准IEC60079-0中还定义了关于防爆的技术设备的要求。

在“本质安全”的保护类型中，传感器的或其他电气部件的电功率消耗被限制，从而不会形成危险的电火花并且不会出现高于极限值温度的表面温度。目前，例如在欧洲技术标准EN60079-11和相应的国际标准IEC60079-11中定义了可用作防爆保护形式的本质安全的适用要求。作为防爆保护形式的本质安全通常在传感器的设计和运行方面受到很大限制。

作为替代方案，“抗压封装（druckfeste Kapselung）”的防爆保护形式需要将传感器或其他电部件装入机械稳定的壳体中。该壳体在此必须实现为使得其能承受在其内部可能发生的爆炸并且禁止有爆炸危险的气体排出。目前，例如在欧洲技术标准EN60079-1和相应的国际标准IEC60079-1中定义了作为防爆保护形式的抗压封装的适用要求。然而，在上述标准的适用范围内，在暂时主要具有能爆炸的氛围的区域（“0区”）中禁止使用仅以这种防爆保护形式防护的能加热的传感器。

作为另一种替代方案，“砂封装（Sandkapselung）”的防爆保护形式需要用由砂粒或玻璃珠构成的填充物来填充传感器或其他电子部件。在该情况下如果传感器表面上发生点火，由于填充物中的间隙很小，压力上升相对较少。同时，该填充物冷却热气体，使热气体在排出时不再具有发生点燃危险的高温。目前，例如在欧洲技术标准EN60079-5和相应的国际标准IEC60079-5中定义了作为防爆保护形式的砂封装的适用要求。然而，在上述标准的适用范围内，在暂时主要具有能爆炸的氛围的区域（“0区”）中同样禁止使用仅以这种防爆保护形式防护的能加热的传感器。

从DE 82 25 525 U1中已知一种用于测量气体或气体空气混合物的探针部件。为了有利于将待测量的气体相对于作为防爆保护形式的抗压封装装入到探针壳体中，根据作为可选防爆保护形式的砂封装，将探针嵌入由砂粒或玻璃珠构成的填料中。取决于所使用的填充物的颗粒直径，壳体壁中的较大孔隙因此可以与探针周围环境进行更简单的气体交换。

在已提到的装置中，问题可能源于探针被嵌入填充物中。这排除了使用一些接触敏感的探针。另外，这种探针在壳体中的移除或插入、例如探针的更换或维护是困难的或不可能的。另外的问题可能源于，当使用能加热的传感器时，在能爆炸的氛围中的应用与更大的危险一直相关，例如对于防爆保护形式的本质安全当传感器的功率消耗或热输出超过常规极限时。此外，在同样不能符合关于防爆保护形式的、例如关于“双故障情况”的常规冗余要求的情况下，仅使用一种防爆保护形式。

发明内容

因此，目的在于提出一种有利于尤其在能爆炸的氛围中运行能加热的传感器的技术。

由此出发，当前根据本发明提出一种用于传感器、尤其用于使传感器在能爆炸的氛围中运行的封装装置，还根据本发明提出一种传感器系统，以及根据本发明提出一种用于运行能加热的传感器的方法。

封装装置包括：保护壳体，其具有至少一个能透气的壁区域，该壁区域允许在封装装置的内腔与封装装置的周围环境之间通过能透气的壁区域的气体交换；和由填充物填充的熄灭容积体，该熄灭容积体沿着保护壳体的内侧布置，并且该熄灭容积体至少部分地包围封装装置的设置用于容纳传感器的容纳腔。该封装装置还包括能透气的过滤元件，该过滤元件布置在熄灭容积体与容纳腔之间，并且该过滤元件关于容纳腔限定熄灭容积体的边界。

过滤元件还设计用于阻止填充物从所述熄灭容积体进入到容纳腔中。过滤元件尤其能够设计用于阻止填充物的至少一部分、例如填充物的任何部分从熄灭容积体进入到容纳腔中。对此附加地或者可选地，过滤元件还能设计用于，当传感器布置在容纳腔中时，阻止在填充物和/或过滤元件与传感器的至少一部分之间的机械接触。

过滤元件能够包括坚硬的材料、例如坚硬的塑料或者金属。对此附加地或者可选地，过滤元件能够包括柔性材料、例如柔性的塑料织物和/或金属织物。过滤元件尤其能够包括金属丝网过滤器。另外，填充物的最小颗粒尺寸能够大于过滤元件的最大孔尺寸。填充物能包括砂粒和/或玻璃珠。

提供过滤元件有利于与传感器分开地处理封装装置。特别地，借助于过滤元件能够避免：当没有传感器布置在封装装置的容纳腔中时填充物从熄灭容积体进入。此外，过滤元件实现了避免在传感器的接触敏感的传感器元件与填充物和/或过滤元件之间的机械接触。

熄灭容积体能够实现为使得熄灭容积体关于传感器符合作为第一防爆保护形式的砂封装的要求。作为防爆保护形式的砂封装的要求在此能够由技术标准EN60079-5和/或技术标准IEC60079-5确定。保护壳体能够实现为使得保护壳体关于传感器符合作为另外的防爆保护形式的抗压封装的要求。作为防爆保护形式的抗压封装的要求在此能够由技术标准EN60079-1和/或技术标准IEC60079-1确定。

提供砂封装的和抗压封装的防爆保护形式能够实现对于现有防爆保护形式的冗余。在此，该冗余也能够允许根据技术安全规定与这种能加热的传感器一同使用封装装置，使用根据相同的技术安全规定的防爆保护形式中的仅仅一种的应用是不允许的。

传感器能够是能加热的传感器。在此，能加热的传感器能够包括湿度传感器、露点传感器、CO2传感器和/或氧传感器。能加热的传感器尤其能够包括具有湿度传感器的露点测量设备，该湿度传感器具有加热功能。该加热功能能够设置为加热能损害湿度传感器的功能的化学杂质。

能透气的壁区域能够在保护壳体的表面的至少一部分上延伸。特别地，能透气的壁区域能够在小于保护壳体的一半表面、超过一半表面或在整个表面上延伸。能透气的壁区域能包括金属烧结部件。附加地或可选地，能透气的壁区域能包括不锈钢、特别是不锈钢烧结部件。

封装装置能设计用于至少在1bar至100bar（参见下文）的、特别是在0.5bar至300bar的、特别是在0bar至300bar的范围内的任何压力下的测量容积体中使用。

封装装置还包括用于将封装装置固定在通道开口处的至少一个固定元件。该通道开口能够布置在测量容积体的壁中，以用于将能加热的传感器置入到测量容积体中。固定元件能够包括至少一个螺纹部。测量容积体能够包括锅炉和/或管道。

对此可选的是，封装装置能包括用于将封装装置自由地装配在测量容积体中的至少一个固定元件。

封装装置能包括变换配件。该变换配件能够允许通过通道开口将传感器置入到封装装置的容纳腔中和/或将传感器从封装装置的容纳腔中移除。该变换配件还能允许在传感器被移除的情况下能逆转地关闭通道开口。封装装置的固定元件能够布置在该变换配件处。

根据另一方面描述一种传感器系统。该传感器系统包括传感器和在此描述类型的封装装置。在此，封装装置的容纳腔设计用于容纳该传感器。

传感器系统的传感器能够布置在封装装置的容纳腔中。在此，传感器能够借助于玻璃铸件与封装装置熔合。该玻璃铸件具有3mm或更大的厚度。

传感器能够是能加热的传感器。此外，封装装置能够设计用于分散和排导由能加热的传感器发出的热量。热量的分散和排导在此能够如下地实现，即在传感器系统的预设的测量条件下，封装装置的外侧处的最大表面温度小于能加热的传感器的最大表面温度。预设的测量条件能够包括传感器系统的在预设的温度范围中的环境温度和/或传感器系统的在预设的压力范围中的环境压力。

能加热的传感器具有电功率，该电功率大于作为关于能加热的传感器的防爆保护形式的、本质安全的极限值功率。在此，封装装置的外侧处的最大表面温度能够小于用于关于能加热的传感器的防爆保护的极限值温度。用于防爆保护的极限值温度在此能够对应于用于作为防爆保护形式的本质安全的极限值温度。对此附加地或者可选地，极限值功率和/或极限值温度在此能够由技术标准EN60079-11和EN60079-0和/或技术标准IEC60079-11和IEC60079-0至少部分地、尤其完全地确定。

根据另一方面描述了一种用于尤其在能爆炸的氛围中运行能加热的传感器的方法。该方法包括：在测量容积体中提供用于能加热的传感器的封装装置，其中封装装置包括：具有至少一个能透气的壁区域的保护壳体，该壁区域允许在封装装置的内腔与封装装置的周围环境之间通过能透气的壁区域的气体交换；和由填充物填充的熄灭容积体，该熄灭容积体沿着保护壳体的内侧布置，并且该熄灭容积体至少部分地包围封装装置的设置用于容纳能加热的传感器的容纳腔；以及能加热的传感器，该能加热的传感器布置在封装装置的容纳腔中。封装装置设计用于分散和排导由能加热的传感器发出的热量，使得在预设的运行条件下，封装装置的外侧处的最大表面温度小于能加热的传感器的最大表面温度。该方法还包括：给能加热的传感器施加电功率，其中测定该电功率，以使得该电功率大于作为关于能加热的传感器的防爆保护形式的、本质安全的极限值功率，并且使得封装装置的外侧处的最大表面温度小于用于关于能加热的传感器的防爆保护的极限值温度。

用于防爆保护的极限值温度在此能够对应于用于作为防爆保护形式的、本质安全的极限值温度。

附图说明

本发明的其他细节和优点在实施例的参考附图的以下描述中变清楚。

图中示出：

图1示出了根据一个实施例的、用于能加热的传感器的封装装置；

图2示出了根据一个实施例的、包括封装装置和能加热的传感器的传感器系统；

图3示出了根据另一个实施例的、用于能加热的传感器的封装装置；

图4A示出了根据另一个实施例的、包括封装装置和能加热的传感器的在第一位置的传感器系统；

图4B示出了源于图4A的、在第二位置的传感器系统；

图5示出了用于运行能加热的传感器的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了封装装置100的示意图。封装装置100包括具有壳体壁112的保护壳体110，在壳体壁中布置有能透气的壁区域114。在保护壳体110的内侧布置有填充有填充物的熄灭容积体120。熄灭容积体120相对于封装装置100的容纳腔130的边界由透气的过滤元件122限定。在所示的示例中，封装装置100还包括用于将封装装置100可逆地固定在例如传感器壳体处的封装螺纹部116。

封装装置100设置用于使传感器、特别是能加热的传感器在有爆炸危险的区域中运行。为此，容纳腔130设计用于容纳传感器。特别地，保护壳体110和熄灭容积体120设计成使得壳体和熄灭容积体相对于封装装置100的周围环境包围传感器的表面，以减小关于封装装置100的周围环境中的能爆炸的气体混合物的、源于传感器的点火危险。在此，熄灭容积体120至少实现了砂封装的开头所述的一些功能。因此，熄灭容积体120减小了封装装置100内部的自由容积体，在爆炸情况下在该自由容积体中能够形成压力。在点燃气体到达壳体壁112并且必要时通过能透气的壁区域114排出之前，存在于熄灭容积体120中的填充物同时引起点燃气体的冷却。

在传统的砂封装中，待封装的部件通常利用填充物直接掩埋在壳体中。与此不同，封装装置100的过滤元件122实现熄灭容积体120相对于容纳腔130以及相对于布置于容纳腔中的传感器的界定。这实现了包括熄灭容积体120的封装装置100的单独提供和处理。结合相应设计的传感器或传感器壳体，这允许传感器能够根据需要和应用条件容易地配有作为封装的熄灭容积体，例如通过封装螺纹部116将封装装置100拧到传感器壳体的螺纹部上。同时，通过从传感器壳体移除封装装置100可以容易地触及传感器，例如为了更换或维护目的，而不因此损毁或损坏熄灭容积体。

过滤元件122防止来自熄灭容积体120的填充物进入到容纳腔130中。由此能够避免部分填充物至少与所使用的传感器的特定区域接触。这允许封装装置100也使用这些传感器，这些传感器不适合利用填充物结合传统的砂封装直接进行掩埋。例如，在一些在机械方面敏感的传感器元件的情况下，以及在传感器运行时需要自由的传感器体积的传感器的情况下，传感器体积可能被传统的砂封装阻隔。在一些示例中，过滤元件122还实现为使得过滤元件不与待使用的传感器的在机械方面敏感的区域接触。

在一些实例中，熄灭容积体120中的填充物包括砂粒和/或玻璃珠。填充物的最小颗粒尺寸和过滤元件122的最大孔尺寸彼此匹配，以使填充物的任何部分都不穿过过滤元件122的孔。另外，在一些示例中，过滤元件122设计成足够坚固，以确保过滤元件122相对于布置在容纳腔130中的传感器的预设位置，例如确保传感器的传感器元件与过滤元件122之间的预设距离。过滤元件122在此例如设计为金属丝网过滤器。

在另外的示例中，过滤元件122足够柔韧以实现熄灭容积体120抵靠容纳在封装装置100中的传感器的表面的至少一部分。因此能够减小传感器表面处的自由容积体，在爆炸情况下在该自由容积体中形成压力。过滤元件122在此包括例如柔性织物，其例如是柔性塑料织物。

在一些示例中，熄灭容积体120和过滤元件122在熄灭容积体和过滤元件的材料和尺寸方面实现为，使得熄灭容积体和过滤元件关于设置的传感器符合作为防爆保护形式的砂封装的技术要求。这些要求的例子能在欧洲标准EN60079-5和相应的国际标准IEC60079-5中找到。

保护壳体110关于封装装置100的周围环境限定熄灭容积体120的边界。保护壳体110例如由金属、特别是不锈钢和/或其他机械方面结实的材料构成。保护壳体110的能透气的壁区域114允许在封装装置100的周围环境与设置在封装装置中的传感器之间的气体交换。在此，气体交换通过包括存在于内部的填充物的熄灭容积体120以及通过过滤元件122实现。在一些示例中，能透气的壁区域114包括金属烧结部件，例如包括能透气的不锈钢烧结部件。

除了熄灭容积体120之外，保护壳体110也改善封装装置100的点火防护效果。因此，保护壳体110相对于封装装置100的周围环境至少部分地阻挡能爆炸的气体的、可能在封装装置100内部发生的点燃。在能透气的壁区域114在此实现在封装装置100的周围环境与传感器表面之间的气体交换期间，能透气的壁区域114内的孔的或通道的尺寸在一些示例中被确定为，在爆炸情况下使封装装置100内部排出的爆炸气体充分冷却，以便减少或消除由排出的气体引起的、封装装置100的周围环境中的点火危险。

在所示的示例中，能透气的壁区域114在保护壳体110的上侧上延伸。在另外的示例中，能透气的壁区域114包括保护壳体110的表面的另外的和/或其他的部分。因此，在一些示例中，能透气的壁区域114至少基本上延伸经过保护壳体110的整个表面，特别是至少基本上经过熄灭容积体120的整个区域。

在一些示例中，保护壳体110设计为，使得保护壳体满足作为根据预设使用地点的适用技术标准的防爆保护形式的、抗压封装的技术要求。这些标准的例子是欧洲标准EN60079-1和相应的国际标准IEC60079-1。

在一些示例中，熄灭容积体120同时设计成，使得熄灭容积体对应于用于作为关于预设的传感器的防爆保护形式的砂封装的、在预设使用地点适用的技术标准，如上所述。在这些示例中，封装装置100因此以组合的方式实现至少两种防爆保护形式。这允许封装装置100例如与能加热的传感器一同在一些条件下使用，在这些条件下保护类型的冗余是有利的和/或必要的，例如对于双重故障的情况。封装装置100以这种方式允许扩展特定的传感器在有爆炸危险的区域中的应用可能性，例如在由于更频繁地存在能爆炸的氛围而具有提高的安全要求的区域中。例如，在欧洲技术标准EN60079-26和相应的国际标准IEC60079-26中定义了关于组合多种防爆保护形式的规定。

图2示出了传感器系统200的示意图，该传感器系统具有封装装置201和布置在封装装置中的传感器240。封装装置201例如是如结合图1所述的封装装置。另外，封装装置201设计用于容纳传感器240。

传感器系统200的封装装置201包括保护壳体210，该保护壳体具有壳体壁212和设置在壳体壁中的、能透气的壁区域214。此外，熄灭容积体220沿保护壳体210的内侧布置，熄灭容积体相对于封装装置201的容纳腔230的边界由过滤元件222限定。关于这些特征，结合图1所述的封装装置100的内容相应地适用。

传感器240布置在封装装置201的容纳腔230中，并且在所示的示例中，该传感器包括与由过滤器盖246界定的传感器容积体244相邻的传感器元件242。传感器元件242设置在壳体主体250上并借助延伸穿过壳体主体250的金属销254与电缆K电连接。

保护壳体210与壳体主体250在机械方面结实地连接，例如通过一个或多个螺纹部连接。在所示的示例中，传感器系统200还设置用于在测量容积体V中进行测量。在此，保护壳体210引导通过测量容积体V的壁W中的通道开口O。此外，壳体主体250借助于至少一个固定元件252、例如借助于一个或多个螺纹部与测量容积体V的壁W在机械方面结实地连接。在所示的示例中，传感器系统200还包括壁密封件253，该壁密封件设置用于密封在壁W与壳体主体250之间的接合部。

在所示的示例中，传感器240借助于玻璃铸件256与封装装置201的壳体主体250可逆地熔合。金属销254在此为了电接触传感器240而引导穿过玻璃铸件256。在一些示例中，玻璃铸件256根据适用的技术要求、例如作为防爆保护形式的抗压封装的要求来设计。特别地，在一些示例中，玻璃铸件256具有至少3mm的厚度。

在一些示例中，传感器系统200、特别是封装装置201设计用于超过大压力范围在测量容积体V中使用。在一些示例中，压力范围包括在1bar和100bar之间的任何压力，例如在0.5bar和300bar之间的任何压力，特别是在0bar和300bar之间的任何压力。

金属销254还借助铸件258固定在壳体主体250中。在这种情况下，在一些示例中，铸件258包括与玻璃铸件256的材料不同的、例如是塑料和/或树脂的材料。为了消减金属销254与电缆K的连接的应力，在所示的示例中还提供了电缆螺纹接头S。

在一些示例中，传感器240是根据预设使用地点所适用的技术标准的、本质安全的传感器，也就是限制传感器240的功率消耗，以在传感器240处不产生有点火危险的热表面或有点火危险的放电。在关于砂封装的熄灭容积体220的合适设计和/或关于抗压封装的保护壳体210的合适设计中，传感器系统200允许在这些情况下的附加组合并且因此允许实现防爆保护形式的冗余。例如，能够同时实现至少三种防爆保护形式，即本质安全、砂封装和抗压封装。因此，传感器系统200允许在应用区域中进一步扩展各种传感器240的应用可能性，其中防爆保护形式的相应组合是有利的，和/或是由技术条件或规定需要的。

在一些示例中，保护壳体210适于将由能加热的传感器240在传感器运行期间发出的热量接收并排出至测量容积体V或测量容积体V的周围环境。由于热量分散和热量输出经过保护壳体210的表面到达周围环境，因此保护壳体210的外侧处的最大表面温度小于传感器240的最大表面温度。因此，即使在传感器240的这些表面温度下，保护壳体210以这种方式也允许能加热的传感器240在有爆炸危险的区域中的安全运行，否则这些表面温度将使传感器240的运行不安全和/或不被允许。特别地，在传感器系统200的一些示例中，该封装装置201因此允许并且能加热的传感器240的功率消耗因此选择成，使得在测量容积体V中的预设的测量条件下，例如对于测量容积体V中的环境温度和环境压力，传感器240的功率消耗将高于作为关于传感器240的防爆保护形式的、本质安全的要求，相反，封装装置201的外侧处的最大表面温度小于用于防爆保护的极限值温度。能加热的传感器240在此包括例如具备加热功能的、具有湿度传感器的露点测量设备。以上述方式，传感器系统200有利于在一些应用条件下使用能加热的传感器240，否则传感器系统在这些应用条件下将不符合技术要求和/或规定。

图3示出了另一个封装装置300的示意图。类似于前述示例，封装装置301包括保护壳体310、以及沿保护壳体310的内侧布置的熄灭容积体320，该保护壳体包括至少一个能透气的壁区域，该熄灭容积体相对于封装装置300的容纳腔330的边界由过滤元件322限定。此外，保护壳体310与壳体主体350连接。壳体主体350通过固定件352固定在测量容积体V的壁W的通道开口O中并且利用壁密封件353对壁W密封。除非下文中另有说明，这些特征结合来自图1和图2的前述示例相应地适用。

与图2的传感器系统200不同，封装装置300设计用于在装配封装装置300的情况下安装和移除传感器。为此目的，封装装置300包括变换配件370，该变换配件用螺钉374固定到壳体主体350的外侧处，并且以密封配件376密封。变换配件370具有推管378。推管378穿过配件主体372和壳体主体350延伸到安装容积体360，该安装容积体位于封装装置300的容纳腔330内。推管378设置用于，在安装封装装置300的情况下将传感器从测量容积体的外侧通过推管378引导到安装容积体360中，或者从安装容积体中移除。所示的变换配件370例如是波斯特贝格公司（POSTBERG + Co.GmbH）的变换配件，如文献EP 1148317B1中所述。

封装装置300在推管378的内端部处具有推管端部罩壳380，其借助推管密封件382对配件主体372密封。如图3所示，推管端部罩壳380在传感器被移除时允许容纳腔330相对于测量容积体V的周围环境的抗压封闭。相反，在通过推管378置入传感器时，推管端部罩壳380同时移动到打开位置。

与先前描述的示例相比，封装装置300有利于从测量容积体V之外将传感器插入、移除和/或替换。例如，封装装置300允许容易地维护被使用的传感器，在发生故障时更换该传感器，或者例如在改变测量要求的情况下由另外的传感器替换该传感器。

图4A示出了传感器系统400的另一个示例。传感器系统400包括封装装置300和传感器440。在所示的示例中，封装装置300是如结合图3所述的封装装置。与图3中的附图标记相同的附图标记表示相同的特征。

传感器440设置在封装装置300的推管378中。传感器440例如对应于传感器240，如结合图2所述。特别地，传感器440具有传感器元件442和限定传感器体积的过滤器盖446。还设置有金属销454，其用于电接触传感器元件442，该传感器元件利用铸件、例如玻璃铸件456封闭。

在图4A中所示的传感器440的位置的情况下，该传感器被从传感器系统400的容纳腔330中移除。在此，推管端部罩壳380相对于传感器440关闭容纳腔330。在所示的位置，传感器系统400处于非测量状态。这样的位置例如在从测量容积体V插入或移除传感器期间产生。

图4B示出了传感器系统400的另一个示意图。与图4A不同，传感器系统400在此被示出处于第二位置。在该位置，传感器440插入封装装置300的容纳腔330中。与此同时，推管端部罩壳 380也移动到打开位置。在所示位置，传感器系统400处于准备进行测量的状态。在所示的位置，因此实现了在保护壳体310的周围环境与传感器440的传感器容积体之间的气体交换。

结合能加热的传感器描述了上述一些技术。然而，应该理解，所描述的技术与不能加热的传感器和/或其他功能部件结合还提供了已述优点中的至少一些优点。

图5示出了用于尤其在能爆炸的氛围中运行能加热的传感器的方法500的流程图。方法500包括：在测量容积中提供用于能加热的传感器的封装装置，以及在封装装置的容纳腔中提供能加热的传感器，步骤510。封装装置在此包括：具有至少一个能透气的壁区域的保护壳体，该壁区域允许在封装装置的内腔与封装装置的周围环境之间通过能透气的壁区域的气体交换；和由填充物填充的熄灭容积体，该熄灭容积体沿着保护壳体的内侧布置，并且该熄灭容积体包围封装装置的设置用于容纳能加热的传感器的容纳腔。封装装置在此设计用于分散和排导由能加热的传感器发出的热量，使得在预设的运行条件下，封装装置的外侧处的最大表面温度小于能加热的传感器的最大表面温度。

该方法500还包括：给能加热的传感器施加电功率，步骤520。该电功率在此被测定成，使得该电功率大于作为关于能加热的传感器的防爆保护形式的、本质安全的极限值功率。与此同时，该电功率被测定成，使得封装装置的外侧处的最大表面温度小于用于关于能加热的传感器的防爆保护的极限值温度。例如，由于经过封装装置的表面的热分散和热输出，产生在传感器表面与封装装置表面之间的温度差。

封装装置和能加热的传感器例如实施为以上描述的类型。如结合图2所述，即使在如下的运行条件下方法500也允许使用能加热的传感器，在这种运行条件下，在不提供相应的封装装置的情况下，这种传感器的运行将不足够安全和/或不被允许。这由比传感器温度更低的、封装装置的表面温度实现。

Claims (17)

1.一种用于传感器（240；440）的封装装置（100；201；300），所述封装装置包括：

保护壳体（110；210；310），所述保护壳体具有至少一个能透气的壁区域（114），所述壁区域允许在所述封装装置（100；201；300）的内腔与所述封装装置的周围环境之间通过能透气的所述壁区域（114）的气体交换；

由填充物填充的熄灭容积体（120；220；320），所述熄灭容积体沿着所述保护壳体（110；210；310）的内侧布置，并且所述熄灭容积体至少部分地包围所述封装装置（100；201；300）的设置用于容纳传感器（240；440）的容纳腔（130；230；330）；和

能透气的过滤元件（122；222；322），所述过滤元件布置在所述熄灭容积体（120；220；320）与所述容纳腔（130；230；330）之间，并且所述过滤元件关于所述容纳腔（130；230；330）限定所述熄灭容积体（120；220；320）的边界。

2.根据权利要求1所述的封装装置（100；201；300），其中，所述封装装置用于使传感器（240；440）在能爆炸的氛围中运行。

3.根据权利要求1或2所述的封装装置（100；201；300），其中，所述过滤元件（122；222；322）还设计用于阻止填充物从所述熄灭容积体（120；220；320）进入到所述容纳腔（130；230；330）中。

4.根据权利要求1或2所述的封装装置（100；201；300），其中，所述过滤元件（122；222；322）还设计用于，当所述传感器（240；440）布置在所述容纳腔（130；230；330）中时，阻止在所述填充物和/或所述过滤元件（122；222；322）与传感器（240；440）的至少一部分之间的机械接触。

5.根据权利要求1或2所述的封装装置（100；201；300），其中，所述熄灭容积体（120；220；320）实现为使得所述熄灭容积体关于所述传感器（240；440）符合作为第一防爆保护形式的砂封装的要求，并且所述保护壳体（110；210；310）实现为使得所述保护壳体关于所述传感器（240；440）符合作为另外的防爆保护形式的抗压封装的要求。

6.根据权利要求1或2所述的封装装置（100；201；300），其中，能透气的所述壁区域（114）包括金属烧结部件。

7.根据权利要求1或2所述的封装装置（100；201；300），其中，所述传感器（240；440）是能加热的传感器。

8.根据权利要求1或2所述的封装装置（100；201；300），其中，所述过滤元件（122；222；322）包括金属丝网过滤器，和/或其中，所述填充物包括砂粒和/或玻璃珠。

9.根据权利要求1或2所述的封装装置（100；201；300），其中，所述封装装置设计用于使用在0bar至300bar的范围内的任何压力下的测量容积体（V）中。

10.根据权利要求1或2所述的封装装置，所述封装装置还包括用于将所述封装装置固定在通道开口（O）处的至少一个固定元件（252；352），所述通道开口布置在测量容积体（V）的壁（W）中以用于将所述传感器（240；440）置入到测量容积体（V）中。

11.根据权利要求10所述的封装装置，所述封装装置还包括变换配件，所述变换配件允许通过所述通道开口（O）将所述传感器置入到所述封装装置的所述容纳腔中和/或将所述传感器从所述封装装置的所述容纳腔中移除，还允许在所述传感器被移除的情况下能逆转地关闭所述通道开口（O）。

12.一种传感器系统（200；400），所述传感器系统包括传感器（240；440）和根据权利要求1至11中任一项所述的封装装置，其中，所述封装装置的容纳腔设计用于容纳所述传感器（240；440）。

13.根据权利要求12所述的传感器系统，所述传感器系统包括封装装置，其中，所述传感器布置在所述封装装置的所述容纳腔中并且借助于玻璃铸件（256）与所述封装装置熔合。

14.根据权利要求12或13所述的传感器系统（200；400），其中，所述传感器（240；440）是能加热的传感器，并且所述封装装置设计用于分散和排导由能加热的所述传感器（240；440）发出的热量，使得在所述传感器系统（200；400）的预设的测量条件下，所述封装装置的外侧处的最大表面温度小于能加热的所述传感器（240；440）的最大表面温度。

15.根据权利要求14所述的传感器系统（200；400），其中，能加热的所述传感器（240；440）具有电功率，所述电功率大于作为关于能加热的所述传感器（240；440）的防爆保护形式的、本质安全的极限值功率，并且所述封装装置的外侧处的最大表面温度小于用于关于能加热的所述传感器（240；440）的防爆保护的极限值温度。

16.一种运行能加热的传感器的方法，所述方法包括：

在测量容积体中提供用于能加热的传感器的封装装置，其中所述封装装置包括：具有至少一个能透气的壁区域的保护壳体，所述壁区域允许在所述封装装置的内腔与所述封装装置的周围环境之间通过能透气的所述壁区域的气体交换；和由填充物填充的熄灭容积体，所述熄灭容积体沿着保护壳体的内侧布置，并且所述熄灭容积体至少部分地包围所述封装装置的设置用于容纳能加热的所述传感器的容纳腔；以及能加热的传感器，能加热的所述传感器布置在所述封装装置的所述容纳腔中，其中所述封装装置设计用于分散和排导由能加热的所述传感器发出的热量，使得在预设的运行条件下，所述封装装置的外侧处的最大表面温度小于能加热的所述传感器的最大表面温度，以及

给能加热的所述传感器施加电功率，其中测定所述电功率，以使得所述电功率大于作为关于能加热的所述传感器的防爆保护形式的、本质安全的极限值功率，并且使得所述封装装置的外侧处的最大表面温度小于用于关于能加热的所述传感器的防爆保护的极限值温度。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，能加热的所述传感器在能爆炸的氛围中运行。

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