CN113811749A - 尤其用于测量环境温度的传感器模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于测量至少一个测量参量的传感器模块(1)，该传感器模块包括：壳体(2)，所述壳体具有流动通道(23)，所述流动通道(23)包括空气入口(21)和空气出口(22)，其中所述壳体(2)包围该壳体(2)的内部空间(20)；布置在所述内部空间(20)中的电路板(4)；布置在所述电路板(4)上的至少一个传感器(3)，所述传感器被构造用于测量被引导流经所述传感器(3)的空气流(L)的至少一个测量参量；布置在所述电路板(4)上并用于与所述传感器模块(1)进行电接触的接头(5)；以及通风机(6)，该通风机具有马达(60)和借助于该马达(60)能围绕着旋转轴线(z)旋转的转子(61)，其中所述马达(60)与所述电路板(4)导电地连接，并且其中所述通风机(6)被构造用于在所述流动通道(23)中在空气入口(21)与空气出口(22)之间产生空气流(L)，使得所述空气流(L)流经所述传感器(3)并且在所述空气入口(21)的区域中沿着流动方向(x)流动，所述流动方向相对于所述旋转轴线(z)以处于45°到90°的范围内的角度(V)延伸。

Description

尤其用于测量环境温度的传感器模块
本发明涉及一种用于对测量参量，尤其是环境温度进行测量的传感器模块。
这样的传感器例如能够在车辆中用于测量客舱中的温度。
对于这样的传感器，经常设置通风机，所述通风机产生空气流，所述空气流被输送给传感器模块的传感器，其中所述传感器在所述通风机的上游与所述通风机的旋转轴线同轴地布置并且通过电缆连接或者刚性的钎焊连接与电路板相连接。所述空气流在轴向上，也就是沿着旋转轴线的方向被吸入并且沿着通风机的转子的径向方向被输出。
DE 100 21 067 A1描述了一种用马达来驱动的用于给例如呈温度传感器的形式的传感器进行通风的风扇，其中所述传感器布置在风扇壳体处或者风扇壳体的入口中。在此，所述传感器借助于支承杆被支撑，并且在此与所述风扇的旋转轴线同轴地定位。
以此为出发点，本发明的任务是，提供一种传感器模块，该传感器模块能够有效地制造并且具有足够简单的且结构小的设计。
该任务通过一种具有权利要求1的特征的传感器模块来解决。
所述传感器模块的优选的实施方式在相应的从属权利要求中得到说明并且下面进行描述。
根据权利要求1，公开了一种用于对至少一个测量参量进行测量的传感器模块，该传感器模块具有：
-壳体，所述壳体具有流动通道，该流动通道具有空气入口和空气出口，其中所述壳体包围该壳体的内部空间；
-布置在所述内部空间中的电路板；
-至少一个布置在所述电路板上的传感器，所述传感器被构造用于测量被引导经过所述传感器的旁边的空气流的至少一个测量参量；
-布置在所述电路板上的、用于与所述传感器模块进行电接触的接头；以及
-通风机，该通风机具有马达和借助于该马达能围绕着旋转轴线旋转的转子，其中所述马达与所述电路板导电地连接，并且其中所述通风机被构造用于在所述流动通道中在空气入口与空气出口之间产生空气流，使得所述空气流流经所述传感器并且在所述空气入口的区域中沿着流动方向在传感器上游流动，所述流动方向相对于所述旋转轴线以处于45°到90°的范围内的角度延伸。
根据传感器模块的一种实施方式，提供的是，传感器相对于流动方向布置在通风机的上游。传感器的在通风机的吸取区域中的这样的布置是有利的，因为由此环境空气或者待测量的空气流不会由通风机加热，这实现更加精确的测量结果。
此外，根据传感器模块的一种实施方式，提供的是，所述角度处于60°到90°的范围内，尤其是处于75°到90°的范围内，尤其是处于80°到90°的范围内。优选地，所述角度为90°，也就是说，空气流在空气入口的区域中沿着垂直于旋转轴线的流动方向流动。
此外，根据本发明的一种实施方式，提供的是，至少一个测量参量是以下测量参量之一：流经传感器的空气流的温度、流经传感器的空气流的相对空气湿度、流经传感器的空气流的气体浓度。
此外，根据一种实施方式，提供的是，传感器能够测量一个以上的测量参量。因此，例如传感器能够被构造用于测量流经传感器的空气流的温度和/或相对空气湿度和/或气体浓度。
如果传感器被构造用于测量气体浓度，则传感器能够被构造为气体传感器或者具有这样的气体传感器。气体传感器例如可以为例如根据EP2765410的MOX气体传感器，或者例如根据EP3144663的光学气体传感器，或者例如根据EP2896962的电化学气体传感器。
根据一种实施方式，传感器或者气体传感器尤其被构造用于测量CO2浓度和/或至少一种挥发性的有机化合物的浓度。
传感器或者气体传感器能够具有气体传感器芯片。气体传感器芯片能够包括例如由硅构成的半导体基片，在半导体基片中能够集成有开关电路。为了制造开关电路而能够设置不同的层，例如CMOS层。
传感器和接头优选地布置在电路板上，使得传感器模块的一种特别紧凑的设计方案是可能的。通风机在此能够通过电缆与电路板相连接(例如通过另一个布置在所述电路板上的、能够与电缆相连接的接头)。尤其接头能够通过插塞连接、钎焊连接或者其他合适的导电连接来实现。作为替代方案，通风机也能够布置在电路板上。
接头优选地被构造用于与传感器进行电接触和/或用于向传感器模块供给工作电压(尤其用于马达和传感器)。此外，传感器的输出信号优选地加载在所述接头上，使得所测量的温度(或者相对空气湿度或者气体浓度)能够通过接头来读出。
传感器和/接头和/或通风机能够分别被设计为SMD或者借助于THT或者借助于挤压连接与电路板相连接。根据一种实施方式，插头(SMD)设置在电路板上以用于接触通风机，该插头容纳布置在通风机的电缆上的配对件。但是，通风机也能够通过钎焊连接或者其他的导电连接与电路板相连接。
SMD在此代表着表面安装器件(在德语中为
Figure BDA0003348859380000021
Bauelement)，也就是代表着以下组件，所述组件与THT(通孔技术)相比没有导线接头，而是能够借助于可钎焊的连接面直接钎焊到电路板上(SMT代表着表面安装技术)。而对于THT来说，相应的组件具有连接线，其中相应的连接线插入穿过电路板的所分配的孔并且与所述电路板钎焊在一起。
相应的组件(传感器和/或接头和/或通风机)优选借助于回流焊或者波焊被固焊在电路板上。
根据一种特别优选的实施方式，传感器是SMD，也就是表面安装的结构元件(见上文)。
优选地，根据一种实施方式，为了将传感器和/或接头和/或通风机电连接到电路板上，除了电路板之外没有设置柔性的导线接头。
此外，根据根据本发明的传感器模块的一种实施方式，提供的是，电路板具有支座区段，在该支座区段上布置有传感器，其中支座区段通过该支座区段的至少一个第一连接区域与电路板的基础区段相连接。优选地，支座区段通过所述第一连接区域整体地与基础区段相连接或者一体地被成形到基础区段上。此外，根据一种实施方式，优选地提供的是，支座区段或者第一连接区域在垂直于其中支座区段从所述基础区段突出的方向上的宽度小于基础区段垂直于所述方向的宽度。在这里所观察的方向在此优选平行于电路板的上侧面或者电路板的背向上侧面的下侧面来延伸。在法向于下侧面或者上侧面的情况下，电路板具有其最小的延伸度。这个最小的延伸度对应于电路板的厚度。
此外，根据本发明的一种实施方式，提供的是，支座区段伸入到流动通道里面，使得传感器布置在流动通道中。
因此，根据一种实施方式，支座区段优选纵向延伸地构成。
此外，根据根据本发明的传感器模块的一种优选的实施方式，提供的是，支座区段具有与支座区段的第一连接区域对置的端部区域，在该端部区域上布置有传感器。
根据一种实施方式，在这方面提供的是，支座区段的端部区域沿着所述方向(支座区段沿着该方向从基础区段突出)突出超过整个基础区段并且/或者突出到空气入口中。
此外，根据一种实施方式，提供的是，支座区段在基础区段的空隙中沿着所述方向从基础区段突出。
在此，优选地该空隙通过基础区段的中间棱边并且通过基础区段的两条彼此对置的、通过中间棱边来彼此连接的侧面棱边来限定。中间棱边能够直角于两条侧面棱边来布置。但是，其他的棱边走向、尤其棱边之间的经过倒圆的过渡区也是可能的。
根据本发明的一种实施方式，提供的是，支座区段从基础区段的中间棱边突出。
相对于此，根据本发明的一种作为替代方案的实施方式，提供的是，支座区段从侧面棱边之一突出并且尤其更确切地说其方式使得基础区段和支座区段一起限定电路板的L形的空隙或者L形的缺口。
此外，根据本发明的一种实施方式，提供的是，支座区段具有曲流形的走向。
但是，也能够考虑支座区段的以下实施方式，在该实施方式中支座区段没有自由的端部区域、而是通过附加于第一连接区域的第二连接区域与基础区段相连接，使得支座区段和基础区段一起限定电路板的例如矩形的直通孔。
在这样的情况中，优选根据本发明的一种实施方式，提供的是，传感器布置在支座区段的中间区域上，中间区域布置在支座的第一与第二连接区域之间并且将支座区段的第一与第二连接区域彼此连接起来。通过这种方式，传感器也能够有利地被放置在流动通道中并且被所产生的空气流所绕流。
此外，根据根据本发明的传感器模块的一种实施方式，提供的是，壳体具有壳体盖和与壳体盖对置的壳体底，其中壳体盖和壳体底通过壳体的侧壁来彼此连接。
根据一种实施方式，壳体例如具有壳体上部分以及与之连接的壳体下部分，其中壳体上部分具有壳体盖，并且其中壳体下部分具有壳体底，并且其中侧壁优选通过壳体上部分和/或壳体下部分来形成。
此外，根据本发明的一种实施方式，提供的是，到流动通道的空气入口被构造在壳体的侧壁中。
优选地根据本发明的一种实施方式，提供的是，空气入口通过从侧壁突出的接管来形成。接管在此能够至少部分地被构造为筒形。
此外，根据本发明的一种实施方式，提供的是，电路板具有上侧面和背向上侧面的下侧面。
根据一种实施方式，在这方面提供的是，流动通道通过壁区段来限定，壁区段与电路板的上侧面对置并且朝电路板的上侧面下降，也就是朝上侧面倾斜地延伸或者与上侧面形成一个锐角。
此外，根据本发明的一种实施方式，提供的是，电路板(尤其基础区段)部分地在通风机的下方延伸，并且更确切地说尤其在转子的下方延伸，使得电路板的一个区段沿着平行于旋转轴线延伸的方向与通风机，尤其是转子对置。
此外，根据本发明的一种实施方式，提供的是，传感器模块的壳体沿着中轴线延伸，其中空气入口或者接管沿着垂直于旋转轴线的方向相对于中轴线偏移地布置。因此，在此尤其存在接管的相对于壳体的中轴线的非对称的(也就是非同轴的)布置。
此外，根据本发明的一种实施方式，提供的是，电路板和/或所述方向垂直于旋转轴线延伸，支座区段沿着所述方向从电路板的基础区段突出。
在此尤其提供的是，电路板的上侧面朝向壳体盖。
作为旋转轴线的上述定向的替代方案，可以提供的是，电路板和/或所述方向平行于旋转轴线来延伸，支座区段沿着所述方向从电路板的基础区段突出。
在这种情况中，优选地，电路板的上侧面朝向通风机或者壳体的侧壁。
此外，根据本发明的一种实施方式，提供的是，通风机是径流式通风机，其中转子被配置用于沿着旋转轴线的方向吸入空气流并且沿着转子的径向方向输出空气流。
相对于此，根据本发明的一种作为替代方案的实施方式，提供的是，通风机是轴流式通风机，其中转子被配置用于沿着旋转轴线的方向吸入空气流并且以相同的方向输出空气流。
根据一种实施方式，特别优选的是，所述通风机布置在电路板上，并且更确切地说优选地布置在电路板的所述基础区段上。
根据一种实施方式，通风机的马达具有线圈，该线圈优选布置在电路板上，尤其是布置在基础区段上。此外，根据一种实施方式，通风机的马达具有磁体，该磁体布置在转子上。
根据另一种实施方式，提供的是，马达具有沿着旋转轴线延伸的轴，该轴借助于轴承得到了支承，其中轴承优选借助于轴承支架来夹持，轴承支架从壳体底突出或者被固定在壳体底上。优选地，轴承支架与壳体底整体地构成，例如一体地被成形在该壳体底上。
根据根据本发明的传感器模块的另一种实施方式，提供的是，在电路板上布置有至少一个另外的电子组件。
所述另外的电子组件尤其是以下组件之一：微控制器、LIN接口、功率调节器、用于防止静电放电的机构。
本地互连网络(简称LIN)是尤其根据标准ISO 17987-1的、用于例如传感器的联网的串联的通信系统。
此外，根据本发明的一种实施方式，传感器也能够例如根据DE20201105119被构造用于测量相对空气湿度(RH)。优选地传感器被构造用于测量流经传感器的空气流的温度和相对空气湿度。
根据本发明的另一种实施方式，所述另外的电子组件也能够是另一传感器。
所述另一传感器例如能够是以上面所阐释的方式来设计的气体传感器。
根据本发明的一种实施方式，提供的是，所述至少一个另外的电子组件布置在电路板的下侧面上。
此外，根据一种实施方式，与此相关地提供的是，传感器布置在电路板的下侧面上。由此，能够容易地组装电路板并且将组件固焊在电路板上。
根据本发明的一种作为替代方案的实施方式，提供的是，传感器布置在电路板的上侧面上。由此，尤其保证空气流更好地入流到传感器上。
此外，根据根据本发明的传感器模块的一种实施方式，提供的是，接头被构造为插塞连接器。
优选地，接头或者插塞连接器布置在电路板的上侧面上。
根据本发明的一种实施方式，提供的是，插塞连接器为了与传感器模块进行电接触而具有许多可导电的(尤其并联的)接触销。
根据一种实施方式，接触销垂直于电路板地从电路板的上侧面突出。
根据本发明的一种实施方式，为了与接头或者插塞连接器的接触销建立电连接，提供的是，壳体构成用于插塞连接器的引导部，其中所述引导部优选地围绕接触销并且被构造用于容纳与接触销相接触的插头。
根据本发明的一种实施方式，提供的是，引导部被构造在壳体下部分或壳体上部分中。
此外，根据本发明的一种优选的实施方式，提供的是，传感器模块具有布置在电路板上的另一个接头，通过所述接头通风机与电路板导电地连接。优选地，所述另一个接头被构造为插塞连接器。
优选地，用于通风机或者插塞连接的另一个接头布置在电路板的上侧面上。
根据本发明的一种实施方式，提供的是，用于通风机的插塞连接器为了与传感器模块进行电接触而具有许多可导电的(尤其并联的)接触销。根据一种实施方式，这些接触销又垂直于电路板地从电路板的上侧面突出。
根据本发明的一种实施方式，为了与用于通风机的另一接头或者插塞连接器的接触销建立电连接，提供的是，所述另一个接头具有引导部，其中引导部优选地围绕接触销并且被构造用于容纳与接触销相接触的插头，其中所述插头例如借助于柔性的线路适当地与通风机电连接。
此外，根据本发明的一种实施方式，提供的是，流动通道延伸到转子的朝向壳体底的下侧面，使得流经转子的空气流朝指向壳体盖的方向被吸入。
优选与此相关地提供的是，传感器模块的空气出口被构造在壳体的壳体盖或者侧壁中。
根据本发明的一种实施方式，作为流动通道的上述走向的替代方案提供的是，流动通道延伸到转子的朝向壳体盖的上侧面，使得流经转子的空气流朝指向壳体底的方向被吸入。
优选与此相关地提供的是，空气出口被构造在壳体底或者侧壁中。
下面要借助于附图对本发明的另外的特征、优点和实施方式进行解释。其中：
图1示出了根据本发明的传感器模块的一种实施方式的示意性俯视图，传感器模块具有呈轴流式通风机的形式的通风机；
图2示出了在图1中示出的传感器模块的示意性剖视图；
图3-7示出了根据本发明的传感器模块的电路板的不同的设计方案的示意性俯视图；
图8示出了在图1和2中示出的传感器模块的示意性分解图；
图9示出了根据本发明的传感器模块的另一种实施方式的示意性剖视图，其中电路板部分地在传感器模块的下方延伸；
图10示出了在图9中示出的传感器模块的示意性俯视图；
图11示出了根据本发明的传感器模块的另一种实施方式的示意性俯视图，其中在这里空气入口或者接管相对于传感器模块的壳体的中轴线不对称地布置；
图12示出了根据本发明的传感器模块的另一种实施方式的示意性剖视图，其中在这里电路板垂直地定向；
图13示出了根据图12的传感器模块的从壳体的侧壁突出的接管(空气入口)的示意性俯视图；
图14示出了在图12和13中示出的传感器模块的示意性俯视图；
图15示出了根据本发明的传感器模块的另一种实施方式的示意性俯视图，其中在这里通风机被制作为径流式通风机；
图16示出了在图16中示出的传感器模块的示意性剖视图；
图17示出了根据本发明的传感器模块的另一种实施方式的示意性俯视图，其中在这里通风机布置在电路板的上侧面上；
图18示出了在图18中示出的传感器模块的示意性剖视图；
图19示出了根据本发明的传感器模块的另一种实施方式的剖视图，其中在这里通风机的转子通过轴承来得到支承，轴承的轴承支架与传感器模块的壳体的壳体底相连接；
图20示出了在图19中示出的传感器模块的示意性分解图；
图21示出了在图20中示出的传感器模块的一种改动方案的示意性剖视图，其中在这里传感器布置在电路板的上侧面上，而另外的电子组件则布置在电路板的电路板的下侧面上；
图22示出了根据本发明的传感器模块的另一种实施方式的示意性剖视图，其中在这里通风机被构造为径流式通风机并且流动通道被引导到径流式通风机的转子的上侧面，其中借助于转子产生的空气流通过在传感器模块的壳体的侧壁中所设置的空气出口来输出；并且
图23示出了根据本发明的传感器模块的另一种实施方式的示意性剖视图，其中在这里与图23不同，通风机被构造为轴流式通风机，并且借助于转子产生的空气流相应地通过在传感器模块的壳体底中所设置的空气出口来输出；
图24示出了根据本发明的传感器模块的另一种实施方式的剖视图，该实施方式代表着在图12中示出的实施方式的改动方案；
图25示出了根据图24的传感器模块的壳体盖的俯视图；
图26示出了根据图24的传感器模块的壳体底的俯视图；
图27示出了根据图24的传感器模块的正面的视图；并且
图28示出了根据图24的传感器模块的背面的视图。
图1结合图2示出了用于对环境温度进行测量的根据本发明的传感器模块1的一种实施方式。传感器模块具有壳体2，该壳体2构成具有空气入口21和空气出口22的流动通道23并且包围用于容纳传感器模块1的组件的内部空间20。在传感器模块1的内部空间20中布置有电路板4，其中在电路板4上布置有传感器3，该传感器优选是表面安装的结构元件(SMD)(该结构元件没有从电路板中穿过的连接线)，其中传感器3被构造用于例如测量流经传感器3的空气流L的温度和/或相对空气湿度和/或气体浓度。此外，在电路板4上设置有用于与传感器模块1进行电接触的接头5，其中接头尤其被构造用于与传感器3进行电接触和/或向传感器模块1供给工作电压(尤其为马达和传感器)。此外，优选地，传感器的输出信号加载在接头上，使得所测量的测量值(例如温度、相对空气湿度和/或气体浓度)能够通过所述接头5来读出。
此外，传感器模块1具有通风机6，该通风机包括马达60和能借助于马达60围绕着旋转轴线z旋转的转子61，其中转子60与电路板4导电地连接，并且其中通风机6被构造用于将空气流L通过空气入口21来吸入到流动通道23中并且通过空气出口22从壳体2或者流动通道23中输出，使得空气流L在壳体2中或者在流动通道23中流经传感器3并且在传感器3的上游在空气入口21中沿着流动方向x流动，该流动方向尤其垂直于旋转轴线z延伸，也就是相对于旋转轴线z呈一角度，该角度例如能够为90°或者能够具有上面所说明的数值。
电路板4能够为了与各个布置在电路板4上的组件进行电连接而具有由铜构成的经过蚀刻的印制导线，电子组件例如借助于SMT或者THT被连接到印制导线上。
优选地，电路板4具有支座区段40(也参照图3到7)，在支座区段上布置有传感器3，其中支座区段40通过该支座区段40的至少一个第一连接区域41与电路板4的基础区段43相连接并且更确切地说优选一体地连接，其中第一连接区域41垂直于方向T具有比所述基础区段43的垂直于相同的方向T的宽度B2小的宽度B1，支座区段40沿着方向T从基础区段43突出。所述方向T优选地平行于电路板4的上侧面4a或者平行于电路板4的背向上侧面4a的下侧面4b来延伸。在法向于下侧面或者上侧面4b、4a，也就是法向于图1的图纸平面的情况下，电路板4具有其最小的延伸度(厚度)。
如借助于图2可见的那样，优选地提供的是，支座区段40突出到流动通道23中，使得传感器3布置在流动通道23中并且在那里能够通过待测量的空气流L来充分地接触。传感器3在此能够布置在电路板4的下侧面4a上，如在图1中所示(作为替代方案，也能够布置在上侧面4b上，参见下文)。传感器模块1因此能够通过对于具有环境温度的空气流L的吸入和测量来确定传感器模块1的环境温度。
如借助于图1和2可见的那样，传感器模块1的壳体2具有壳体盖2a和与壳体盖2a对置的壳体底2c，其中壳体盖2a和壳体底2c通过壳体2的侧壁2b彼此连接。
例如在图8中所示，传感器模块1的壳体原则上能够具有壳体上部分24和与其连接的壳体下部分25，其中壳体上部分24构成壳体盖2a，并且其中壳体下部分25构成壳体底2c。侧壁2b在此能够通过壳体上部分24和/或壳体下部分25来形成。
此外，根据图1和2优选地提供的是，空气入口21通过从侧壁2b突出的接管26来形成，该接管例如能够被设计为空心筒形。
此外，流动通道23能够在根据图2的空气入口或者接管21的下游通过壳体2的壁区段23a来限定，该壁区段与电路板4的上侧面4a对置并且朝电路板4的上侧面4a下降，得其相对于电路板4的上侧面4a以锐角W来布置。此外，电路板4的上侧面4a尤其朝向壳体盖2a。壁区段23a尤其也能够具有倒圆。
此外，优选地提供的是，所述方向T垂直于旋转轴线z延伸并且此外优选平行于空气流L的流动方向x在壳体2的空气入口21的区域延伸，支座区段40沿着所述方向T从电路板4的基础区段43突出。空气流L由此能够沿着布置有传感器3的支座区段40被引导或者流经支座区段40，使得空气流L以有利的方式入流到传感器3上。
如此外由图1和2可见，通风机6能够被构造为轴流式通风机，其中转子61被配置用于沿着旋转轴线z的方向吸入空气流L并且以相同的方向将其输出。为此而尤其提供的是，流动通道23从空气入口21开始沿着壳体底2c延伸到转子61的面向壳体底2c的下侧面61b，使得流经转子61的空气流L朝指向壳体盖2a的方向(平行于旋转轴线z)被吸入。壳体2或者流动通道23的空气出口22b在这种情况下优选被构造在壳体2的壳体盖2a中。
尤其被放置在电路板4的上侧面4a上的接头5优选被设计为插塞连接器并且能够为了与传感器模块1进行电接触而具有许多可导电的接触销50，接触销优选垂直于电路板4从该电路板4的上侧面4a突出。壳体2能够在接触销50的上方具有开口，该开口形成插塞连接器5的引导部51或者容纳部并且能够被构造用于形状锁合地容纳与接触销50接触的插头。
图3到7示出了用于构造传感器模块1的电路板4的支座区段40的不同的可行方案，其中在图3中以俯视图示出的变型方案对应于根据图1的电路板4。
根据在图1和3中示出的实施方式提供的是，支座区段40优选纵向延伸地构成并且具有与支座区段40的第一连接区域41对置的自由端部区域，在该自由端部区域上布置有传感器3。
支座区段40在此在电路板4的基础区段43的空隙46中沿着所述方向T从基础区段43突出，其中尤其空隙46通过基础区段43的中间棱边43a并且通过基础区段43的两条彼此对置的侧面棱边43b来界定，侧面棱边通过中间棱边43a彼此连接。根据图1和3，支座区段40能够例如从基础区段43的中间棱边43a突出。根据图1和3，端部区域44在此没有沿着方向T突出超过基础区段43。
相对于此，图4示出了电路板4的一种作为替代方案的构型方案，在该构型方案中与图3不同端部区域44沿着所述方向T突出超过整个基础区段43。这样的设计方案例如能够用于让端部区段44或者传感器3突出到空气入口21中。空隙46在此在电路板4的在图3和4所示出的配置中(并且在按照图5和7的设计方案中)允许空气流L流经支座基段40或者传感器3。作为中间棱边43a的替代方案，根据图5的支座区段40也能够从侧面棱边43b突出，从而产生L形的空隙46。
此外，根据图7存在以下可行方案，即：(例如从中间棱边43a突出的)支座区段40被构造为曲流形。
最后，根据图6的支座区段此外也能够通过第二连接区域42与基础区段43相连接，使得支座区段40和基础区段43一起限定电路板4的例如矩形的直通孔或者空隙47。在此，传感器3能够布置在支座区段40的中间区域45上，该中间区域布置在支座区段40的第一与第二连接区域41、42之间并且将支座区段40的第一与第二连接区域41、42彼此连接起来。
图8示出了一种用于安装根据本发明的传感器模块1的可行方案。优选地，壳体2为了获得传感器模块1的简单的构造而被分成两部分并且具有壳体上部分25和壳体下部分24(也参见上文)。电路板4和通风机6能够首先被放入到壳体下部分25中，其中接头5和传感器3已经布置在电路板4上。此外，通风机6已经被电连接到电路板4上(并且同样能够布置在电路板4上)。在布置电路板4和通风机6之后，壳体上部分24被固定在壳体下部分25上。空气入口21或者接管21能够与壁区段23a一起例如被构造在壳体上部分24上(作为替代方案，接管21/壁区段23a也能够被构造在壳体下部分25)上。
此外，根据传感器模块1的在图9和10中示出的实施方式，能够提供的是，电路板4，尤其是基础区段43部分地在通风机6的下方(尤其在转子61的下方)延伸，使得电路板4或者基础区段43的相应的区段沿着平行于旋转轴线z延伸的方向与通风机6，尤其是转子61对置。由此，能够使通风机6与电路板4的电连接变得容易。
此外，接管21能够相对于中轴线M偏移地布置并且更确切地说尤其沿着垂直于旋转轴线z延伸的平行于电路板4的上侧面4a或者下侧面4b伸展的方向y偏移地布置，根据在图11中示出的实施方式传感器模块1的壳体2能够沿着中轴线M延伸。由此，能够有针对性地影响流动通道23中的流动走向。此外，就这样存在将接管21向外置于对安装来说可能更加有利的位置中的可行方案。
如上面借助于图1和2已经描述的那样，电路板4或者支座区段40能够在壳体2的内部空间20中垂直于转子61的旋转轴线z来延伸。
但是，作为替代方案，根据图12到14也设置了传感器模块1的一种实施方式，在该实施方式中电路板4或者所述方向T平行于旋转轴线z来延伸，支座区段40沿着所述方向T从电路板4的基础区段43突出。
在此，电路板4的被称为上侧面4a的侧面朝向通风机6或者壳体2的侧壁2b。电路板4的竖直布置允许在与空气入口21对置的情况下特别容易地将传感器3布置在流动通道23中，如尤其从图13中可见的那样。由于电路板4的竖直布置，插塞连接器5的容纳部或者引导部51侧向地被设置在侧壁2b(参照图14)，从而保证可以从外部容易地接近接触销50。
图15到16示出了在图1和2中示出的实施方式的一种改动方案，其中在这里与图12不同，通风机6被构造为径流式通风机，其中转子61被配置用于沿着旋转轴线z的方向吸入空气流L并且沿着转子61的径向方向R将其输出。流动通道23在此以空气入口21为出发点沿着壳体底2c延伸到转子61的朝向壳体底2c的下侧面61b，使得所述空气流L首先朝壳体盖2a被吸入，但是而后通过转子61沿着径向方向R转向并且通过在此布置在侧壁2b中的空气出口22来输出。
如此外在图17和18所示出的一样，通风机6原则上同样能够布置在电路板4上，尤其是布置在其上侧面4a上，并且更确切地说优选布置在基础区段43上，并且在那里例如通过通风机6的相应的触头与电路板4的所配属的印制导线的焊接立即被电连接。同样，通风机6原则上能够通过另一接头(例如呈插塞连接器的形式)与电路板4相连接。
详细来讲，根据图19到21的通风机6的马达60能够具有线圈62，该线圈布置在电路板4的上侧面4a上，并且更确切地说尤其是布置在基础区段43上，并且在那里通过钎焊连接与电路板4的印制导线相连接。此外，所述马达60能够具有磁体63，该磁体布置在转子61上并且与线圈62对置。
优选地，转子61被固定在马达60的沿着旋转轴线z延伸的轴64上，该轴借助于轴承65得到了支承，其中轴承65借助于轴承支架66被夹持，轴承支架沿着旋转轴线z的方向从壳体底2c朝壳体盖2a突出。优选地，轴承支架66例如通过壳体底2c和轴承支架66的注塑成形来一体地被成形到壳体底2c上。此外，轴承支架66能够穿过电路板4的直通孔4c来延伸。这允许将通风机6容易地电连接到电路板4上并且将轴64可靠地支承在壳体底2c上。
根据图19能够进行传感器模块1的安装，方法是：提供壳体2的壳体下部分25，其中在下部分25的壳体底2c上已经构造有轴承支架66，该轴承支架容纳轴承65。在轴承上能够布置电路板4，在该电路板上已经布置有传感器3(以及必要时另外的电子组件70、71、72)、接头5和用于通风机6的线圈62。在布置电路板4之后，能够将转子61连同轴64插入到轴承65中，其中轴承65可以通过电路板4的直通孔4c来接近。
除了传感器3之外，如在图19到21中所示出的那样，能够在电路板4上布置另外的电子组件70、71、72。这例如可能涉及LIN收发器72、微控制器70、ESD保护组件71以及能够布置在通风机6中的马达控制机构。
根据一种实施方式(参照图18和20)，另外的组件70、71、72优选像传感器3一样布置在电路板4的朝向壳体底2c的下侧面4a上。在电路板4的同一侧上的布置实现电路板4的简单的器件安装和钎焊。
但是，作为替代方案，根据图21也能够提供的是，被设置在支座区段40的端部区域44上的传感器3布置在电路板4的上侧面4a上，这尤其能够使借助于通风机6产生的空气流L更好地入流到传感器3上。
最后，图22和23示出了传感器模块1的另外的实施方式，在实施方式中与上面所描述的实施方式不同，流动通道23以空气入口21为出发点沿着壳体盖2a被引导至转子61的朝向壳体盖2a的上侧面61a。空气流L由此能够通过转子61在图22和23中首先沿着旋转轴线z的方向朝壳体底2c被吸入。
按照图22，通风机6在此被构造为径流式通风机6，使得空气流L沿着转子61的径向方向R通过空气出口22从壳体2中被输出，空气出口22被构造在壳体2的侧壁2b中。
作为替代方案，根据图23的通风机6被构造为轴流式通风机6，其中在这里空气流L通过在壳体底2c中所设置的空气出口22轴向地被输出。
图24结合图25到28示出了用于对环境温度进行测量的根据本发明的传感器模块1的另一种实施方式，其中涉及在图12中示出的实施方式的一种改动方案。根据图24，传感器模块1具有壳体2，该壳体构成带有空气入口21和空气出口22的纵向延伸的流动通道23。在传感器模块1的内部空间20中布置有电路板4，其中在电路板4上布置有传感器3(例如表面安装的结构元件(SMD))，该传感器被构造用于例如测量流经传感器3的旁边的空气流L的温度和/或相对空气湿度和/或气体浓度。此外，在电路板4上设置有用于与传感器模块1进行电接触的接头5，其中接头尤其被构造用于与传感器3进行电接触和/或用于向传感器模块1供给工作电压(尤其为马达和传感器)。与此相关，传感器3的输出信号能够加载在接头上，使得所测量的测量值(例如温度、相对空气湿度和/或气体浓度)能够通过所述接头5来读出。
布置在传感器模块1的内部空间20中的通风机6具有能围绕着旋转轴线z旋转的转子61，并且通过布置在电路板4的上侧面4a上的接头52与电路板4导电地连接。通过通风机6产生的空气流L通过空气入口21被吸入到传感器模块1的流动通道23中并且通过在壳体盖2a中所构成的空气出口22被从壳体2或者流动通道23中输出，使得空气流L在壳体2中或者在流动通道23中流经传感器3并且在传感器3的上游在空气入口21中沿着流动方向x流动，所述流动方向x优选垂直于旋转轴线z来延伸，也就是说相对于旋转轴线z呈一角度V，该角度优选为90°。
电路板4根据图27和28(如之前例如借助于图5所描述的那样)能够具有支座区段40，在该支座区段上布置有传感器3。在此，支座区段40突出到流动通道23中，使得传感器3布置在流动通道23中，并且在那里能够通过待测量的空气流L来充分接触。传感器3在此例如能够布置在电路板4的下侧面4b或上侧面4a上。下侧面4b朝向空气入口21。相对于此，电路板4的上侧面4a朝向通风机6。优选地，电路板4平行于通风机6的转子61的旋转轴线z并且垂直于流动方向x来定向。通风机6被构造为轴流式通风机，该轴流式通风机通过转子61的下侧面61b来吸入空气并且沿着旋转轴线z的方向将其从空气出口22中排出。
传感器模块1的壳体2如借助于图25和26可见的那样具有壳体盖2a和与壳体盖2a对置的壳体底2c，其中壳体盖2a和壳体底2c通过壳体2的侧壁2b彼此连接(参照图24)。如此外图25和26所示，传感器模块1的壳体2具有壳体上部分24和与其连接的壳体下部分25，其中壳体上部分24构成壳体盖2a，并且其中壳体下部分25构成壳体底2c。侧壁2b在此能够通过壳体上部分24以及壳体下部分25来形成。
尤其被放置在电路板4的上侧面4a上的接头5优选被构造为插塞连接器并且具有许多可导电的接触销50，接触销优选垂直于电路板4从电路板4的上侧面4a突出。壳体2在壳体底2c上或者在壳体下部分25上具有垂直于接触销50延伸的开口51，该开口形成插塞连接器5的引导部51或者容纳部并且能够被构造用于形状锁合地容纳与接触销50相接触的插头。引导部或者插头容纳部51尤其在图28中示出，图28示出了壳体2的侧壁2b的背离入口21的部分。
此外，壳体上部分24能够通过在壳体上部分24上所设置的卡锁凸耳与壳体下部分25相连接，卡锁凸耳嵌合到壳体下部分的相应的开口中。卡锁凸耳当然也能够被设置在壳体下部分上。相应的开口而后会布置在壳体上部分上。

Claims (51)

1.用于测量至少一个测量参量的传感器模块(1)，包括：
-壳体(2)，所述壳体具有流动通道(23)，所述流动通道(23)具有空气入口(21)和空气出口(22)，其中所述壳体(2)包围所述壳体(2)的内部空间(20)；
-布置在所述内部空间(20)中的电路板(4)；
-布置在所述电路板(4)上的至少一个传感器(3)，所述传感器被构造用于测量被引导流经所述传感器(3)的空气流(L)的至少一个测量参量；
-布置在所述电路板(4)上并用于与所述传感器模块(1)进行电接触的接头(5)；以及
-通风机(6)，所述通风机具有马达(60)和借助于所述马达(60)能围绕着旋转轴线(z)旋转的转子(61)，其中所述马达(60)与所述电路板(4)导电地连接，并且其中所述通风机(6)被构造用于在所述流动通道(23)中在空气入口(21)与空气出口(22)之间产生空气流(L)，使得所述空气流(L)流经所述传感器(3)并且在所述空气入口(21)的区域中沿着流动方向(x)流动，所述流动方向相对于所述旋转轴线(z)以处于45°到90°的范围内的角度(V)延伸。
2.根据权利要求1所述的传感器模块，其特征在于，所述传感器(3)相对于所述流动方向(x)布置在所述通风机(6)的上游。
3.根据权利要求1或2所述的传感器模块，其特征在于，所述角度(V)处于60°到90°的范围内，尤其处于75°到90°的范围内，尤其处于80°到90°的范围内，其中所述角度(V)优选为90°。
4.根据前述权利要求中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述至少一个测量参量是以下测量参量之一：被引导流经所述传感器(3)的所述空气流(L)的温度、被引导流经所述传感器(3)的所述空气流(L)的空气湿度、被引导流经所述传感器(3)的所述空气流(L)的气体浓度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述电路板(4)具有支座区段(40)，在所述支座区段上布置有所述传感器(3)，其中所述支座区段(40)通过所述支座区段(40)的至少一个第一连接区域(41)与所述电路板(4)的基础区段(43)相连接，其中所述支座区段(40)或者所述第一连接区域(41)在垂直于其中所述支座区段(4)从所述基础区段(43)突出的方向(T)具有的宽度(B1)小于所述基础区段(43)的垂直于所述方向(T)的宽度(B2)。
6.根据权利要求5所述的传感器模块，其特征在于，所述支座区段(40)突出到所述流动通道(23)中，使得所述传感器(3)布置在所述流动通道(23)中。
7.根据权利要求5到6中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述支座区段(40)纵向延伸地构成。
8.根据权利要求5到7中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述支座区段(40)具有与所述支座区段(40)的第一连接区域(41)对置的端部区域(44)，在所述端部区域上布置有所述传感器(3)。
9.根据权利要求8所述的传感器模块，其特征在于，所述支座区段(40)的端部区域(44)沿着所述方向(T)突出超过整个基础区段(43)和/或突出到所述空气入口(21)中。
10.根据权利要求5到9中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述支座区段(40)在所述基础区段(43)的空隙(46)中沿着所述方向(T)从所述基础区段(43)突出。
11.根据权利要求10所述的传感器模块，其特征在于，所述空隙(46)通过所述基础区段(43)的中间棱边(43a)并且通过所述基础区段(43)的两条彼此对置的、通过中间棱边(43a)彼此连接的侧面棱边(43b)来限定。
12.根据权利要求11所述的传感器模块，其特征在于，所述支座区段(40)从所述基础区段(43)的中间棱边(43a)突出。
13.根据权利要求11所述的传感器模块，其特征在于，所述支座区段(40)从所述侧面棱边(43b)之一突出。
14.根据权利要求5到13中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述支座区段(40)被构造为曲流形。
15.根据权利要求5到7中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述支座区段(40)通过第二连接区域(42)与所述基础区段(43)相连接，使得所述支座区段(40)和所述基础区段(43)一起限定所述电路板(4)的直通孔(47)。
16.根据权利要求15所述的传感器模块，其特征在于，所述传感器(3)布置在所述支座区段(40)的中间区域(45)上，所述中间区域布置在所述支座区段(40)的第一与第二连接区域(41、42)之间并且将所述支座区段(40)的第一与第二连接区域(41、42)彼此连接起来。
17.根据前述权利要求中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述壳体(2)具有壳体盖(2a)和与所述壳体盖(2a)对置的壳体底(2c)，其中所述壳体盖(2a)和壳体底(2c)通过所述壳体(2)的侧壁(2b)来彼此连接。
18.根据权利要求17所述的传感器模块，其特征在于，所述壳体(2)具有壳体上部分(24)以及与之连接的壳体下部分(25)，其中所述壳体上部分(24)具有所述壳体盖(2a)，并且其中所述壳体下部分(25)具有所述壳体底(2c)，并且其中所述侧壁(2b)通过所述壳体上部分(24)和/或壳体下部分(25)来形成。
19.根据权利要求17或18所述的传感器模块，其特征在于，所述空气入口(21)被构造在所述侧壁(2b)中。
20.根据权利要求中17到19中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述空气入口(21)通过从所述侧壁(2b)突出的接管(26)来形成。
21.根据前述权利要求中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述电路板(4)具有上侧面(4a)和背向上侧面(4a)的下侧面(4b)。
22.根据权利要求21所述的传感器模块，其特征在于，所述流动通道(23)通过壁区段(23a)来限定，所述壁区段与所述电路板(4)的上侧面(4a)对置并且朝所述电路板(4)的上侧面(4a)下降。
23.根据前述权利要求中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述电路板(4)部分地在所述通风机(6)的下方延伸。
24.根据前述权利要求中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述壳体(2)沿着中轴线(M)延伸，其中所述空气入口(21)沿着垂直于旋转轴线(z)的方向相对于中轴线(M)偏移地布置。
25.根据权利要求1或者根据权利要求5到24中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述电路板(4)和/或所述方向(T)垂直于所述旋转轴线(z)来延伸，所述支座区段(40)沿着所述方向(T)从所述电路板(4)的基础区段(43)突出。
26.根据权利要求1或者根据权利要求5到24中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述电路板(4)和/或所述方向(T)平行于所述旋转轴线(z)来延伸，所述支座区段(40)沿着所述方向(T)从所述电路板(4)的基础区段(43)突出。
27.根据权利要求17并且根据权利要求21或者乃至与权利要求21相关的权利要求22到25中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述电路板(4a)的上侧面(4a)朝向所述壳体盖(2a)。
28.根据权利要求17并且根据权利要求21或者乃至与权利要求21相关的权利要求22到24、26中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述电路板(4)的上侧面(4a)朝向所述通风机(6)和/或所述侧壁(2b)。
29.根据前述权利要求中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述通风机(6)是径流式通风机，其中所述转子(61)被配置用于将空气流(L)沿着所述旋转轴线(z)的方向吸入并且沿着所述转子(61)的径向方向(R)输出。
30.根据权利要求1到28中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述通风机(6)是轴流式通风机，其中所述转子(61)被配置用于将空气流(L)沿着所述旋转轴线(z)的方向吸入并且沿着所述旋转轴线(z)的方向输出。
31.根据前述权利要求中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述通风机(6)布置在所述电路板(4)上。
32.根据前述权利要求中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述马达(60)具有线圈(62)，所述线圈布置在所述电路板(4)上。
33.根据前述权利要求中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述马达(60)具有磁体(63)，所述磁体布置在所述转子(61)上。
34.根据权利要求17或者根据乃至与权利要求17相关的权利要求18到33中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述马达(60)具有沿着所述旋转轴线(z)延伸的轴(64)，所述轴借助于轴承(65)得到了支承，其中所述轴承(65)借助于轴承支架(66)来夹持，所述轴承支架从所述壳体底(2c)突出。
35.根据前述权利要求中任一项所述的传感器模块，其特征在于，在所述电路板(4)上布置了至少一个另外的电子组件(70、71、72)。
36.根据权利要求21并且根据权利要求35所述的传感器模块，其特征在于，所述至少一个另外的电子组件(70、71、72)布置在所述电路板(4)的下侧面(4b)上。
37.根据权利要求21或者根据乃至与权利要求21相关的权利要求22到36中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述传感器(3)布置在所述电路板(4)的下侧面(4b)上。
38.根据权利要求21或者根据乃至与权利要求21相关的权利要求22到36中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述传感器(3)布置在所述电路板(4)的上侧面(4a)上。
39.根据前述权利要求中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述接头(5)被构造为插塞连接器。
40.根据权利要求21或者根据乃至与权利要求21相关的权利要求22到39中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述接头(5)布置在所述电路板(4)的上侧面(4a)上。
41.根据权利要求39或者根据乃至与权利要求39相关的权利要求40所述的传感器模块，其特征在于，所述插塞连接器(5)为了与所述传感器模块(1)进行电接触而具有许多可导电的接触销(50)。
42.根据权利要求21和41所述的传感器模块，其特征在于，所述接触销(50)垂直于所述电路板(4)从所述电路板(4)的上侧面(4a)突出。
43.根据权利要求41或42所述的传感器模块，其特征在于，所述壳体(2)构成用于所述插塞连接器(5)的引导部(51)，其中所述引导部(51)被构造用于容纳与所述接触销(50)相接触的插头。
44.根据权利要求18和43所述的传感器模块，其特征在于，所述引导部(51)被构造在所述壳体下部分(25)或壳体上部分(24)中。
45.根据前述权利要求中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述传感器模块(1)具有另一个布置在所述电路板(4)上的接头(52)，所述通风机(6)通过所述接头与所述电路板导电地连接。
46.根据权利要求45所述的传感器模块，其特征在于，所述另一个接头(52)被构造为插塞连接器或者被构造为钎焊连接。
47.根据权利要求17或者乃至与权利要求17相关的权利要求18到46中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述流动通道(23)延伸到所述转子(61)的面向所述壳体底(2c)的下侧面(61b)，使得流经所述转子(61)的所述空气流(L)朝指向所述壳体盖(2a)的方向被吸入。
48.根据权利要求17或者乃至与权利要求17相关的权利要求18到46中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述流动通道(23)延伸到所述转子(61)的面向所述壳体盖(2a)的上侧面(61a)，使得流经所述转子(61)的所述空气流(L)朝指向壳体底(2c)的方向被吸入。
49.根据权利要求17或47所述的传感器模块，其特征在于，所述空气出口(22)被构造在所述壳体盖(2a)中。
50.根据权利要求17或48所述的传感器模块，其特征在于，所述空气出口(22)被构造在所述壳体底(2c)中。
51.根据权利要求17、47、48中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述空气出口(22)被构造在所述壳体(2)的侧壁(2b)中。
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