CN1181812A - 测量传感器 - Google Patents

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Abstract

这里推出了一种测量传感器,它特别适用于测定内燃机废气中的氧含量。它拥有一个气密性地固定于金属外壳(14)内的敏感元件(16),外壳(14)上则成型有一个气密法兰(60),它安置于排气装置(11)中装备的密封座(76)上。从外壳(14)上方置放一个罩螺母(80),它拧入到排气装置(11)中设计加工的开口(70)上的螺纹(78)内,将密封法兰(60)紧压到密封座(76)上。外壳(14)拥有气体测量侧外壳部分(12)和联接侧外壳部分(13)两个部分。其中密封法兰(60)位于联接侧外壳部分(13)上,并且由它的材料加工成型制得。

Description

测量传感器
现有技术：
本发明涉及权利要求1所给类型的测量传感器，它特别适用于内燃机的废气中氧含量的测定。
EPA1624791(US5 329 806)给出了一种气体传感器，其敏感元件被固定于金属管外壳内，密封不透气。管形外壳在其下部有一个径向向外的唇边，构成了密封凸缘。气体传感器被安置于排气装置的一个开口处，其唇边放置于开口内加工成的一个密封座上。从外壳上方置入一个空心螺栓，它拧入到开口内装备的螺纹中，从而将唇边与排气装置气密地联接起来。这种实施方案中的问题在于：比较薄的外壳材料经受挤压或碰之后，可能在唇边上形成微裂纹，从而导致外壳不再是气密的了。
本发明的优点：
本发明具有独立权利要求的特点，其优点是：密封法兰绝对具有气密性。两部分组成的外壳，在其联接侧外壳部分上装备有密封法兰，不仅其加工制造技术简单，而且其装配技术也不复杂。
辅权利要求所给的方法措施，使得权利要求1所给的测量传感器更加完善，优点也进一步扩充。揉缘被证实是加工密封法兰的最合适的工艺方法。另外，在排气管中装入联接块，并以此块的端面构成密封法兰的密封座，效果良好。在密封法兰的上面安置一具罩螺母，后者与联接块上加工的螺纹相配合，就能够将密封法兰与联接块联接起来，并达到密封不透气效果。
图例
本发明的一个实施例在图例中示出并在下面的说明中予以详细描述。单一的图给出了安置于排气管中的气体传感器的纵剖面。
实施例：
气体传感器10，譬如一个电化学氧含量传感器，被安置于排气管11中。它包括一个气体测量端的金属罩壳部分12和一个联接端金属罩壳部分13，二者共同构成外壳14。在外壳14内气密性地固定着平板形的敏感元件16，它包括气体测量一侧的区段17和联接侧的区段18。
气体测量一侧的外壳部分12可以是两端均敞开的管段，内部为圆柱壁21。它在联接侧尾端为一段内外直径均较小的区段22。这样管段上就形成了一个外环面23和一个内环面24。此外，气体测量侧的外壳部分12还可在其测量侧尾端部拥有一个圆柱形套管34，它继续向前延伸以至超出敏感元件16气体测量侧的末端，从而构成敏感元件16的气体测量侧区段17的外部保护套36。
在套管34内安装着内保护套38，它环围着敏感元件16的气体测量侧区段17，但与之有一定距离而互相无接触，在它的内部形成了测量气体空间40。内保护套38有一个基底42，其上加有一个孔43，以便气体进入和/或排出。与其基底42相对的另一端，内保护套38制造成一个凸缘45，它当中又安排有气体出入口46。内保护套38在其凸缘45上可通过一条整周的焊接线48与外护套36焊接起来。其它的可能方案是：套管34作为单独的构件与内护套38联接起来，之后这个已预先装配好的双层护管再与管段焊接在一起。
在气体测量侧外壳部分12内安置着一个气体测量侧的陶瓷型块26、联接侧的陶瓷型块28和位于这两者之间的密封件30。陶瓷型块26和28可由Al2O3制成，并且其上均拥有图上未进一步标示的通孔，以便敏感元件16从中穿过。密封件30则可由皂石经过预压制成，其内部也同样为敏感元件16开有通孔。
气体测量侧外壳部件12内敏感元件16的固定方式是：按顺序将联接侧陶瓷型块28、处于压缩状态的密封件30和气体测量侧陶瓷型块26依次置入气体测量侧外壳部分12内。其中联接侧陶瓷型块28挨靠到内环面24上。未做进一步标示的敏感元件安置通道孔要彼此对直。接着将敏感元件16送入其通道孔内；直至到达其预定的轴向位置上。之后在气体测量一侧用一个压柱对气体测量侧陶瓷型块26施加一个压力。这个压力的大小应足以使预压过的密封件30被压坏，从而使其组成中的粉末同时挤压敏感元件16和内壁21。在外力作用于气体测量侧的陶瓷型块26期间，在管段上气体测量侧陶瓷型块26的气体测量侧端部处制造加工出一条径向向内的凹陷环。这样将气体测量侧陶瓷型块26维持在使密封件30受挤压的位置上。
联接侧的外壳部分13被加工成圆柱状，拥有一个收缩变细的区段52及开口53。开口53内可焊接上一段金属护套管55。而敏感元件16的接线57就通过该护套管55引出。接线57与接触块59相连接。接触块59与敏感元件16的联接侧区段18上装备的连接触头相连。连接触头在图中未作进一步标示。接触块59敏感元件16的触接可以用夹卡或有物质融合的连接方法来实现。通过开口53的电缆出口也可以使用耐热的PTFE-电缆套管。
联接侧外壳部分13在其敏感元件侧端部拥有一个环绕整周的径向密封法兰60，有上环面61和下环面62。在本实施例中，密封法兰60由联接侧的外壳部分13的材料加工制成。密封法兰60可以通过各种塑性加工方法制得。揉缘被证实是特别合适的塑性加工方法。采用该方法，可以由联接侧的外壳部分13的材料加工出稳定的密封法兰60。也可以考虑在柱状的联接侧的外壳部分13上焊接一个环，由此环构成密封法兰60。
在实现了敏感元件16与接触块59触接之后，将联接侧外壳部分13套装到气体测量侧外壳部分12的区段22上去，这里气体测量侧外壳部分12的外环面23起到轴向定位作用。接下来通过经向面上整周的不间断焊接将联接侧外壳部分13与气体测量侧外壳部分12气密性地连接起来，形成焊接线65。
在排气管11中加工有开口70，一个圆柱形联接块72以其一个末端安装在此口内。这里联接块72与排气管11通过一条整周的焊线74气密性地焊在一起。联接块72的另一端也拥有一个平面状的环面76，其上安放着密封法兰60的下环面62。这样环面76构成了密封法兰60的密封座。在其外侧面上，联接块72上加工有一段螺纹区78。
从联接侧外壳部分13的上方装入一个罩螺母80，它具有内螺纹81和一个内环面82。该内螺纹81拧到联接块72的螺纹段78上去，而内环面82则压在密封法兰60的上环面61上。拧紧罩螺母80将使密封法兰60的下环面62紧紧地压在构成密封座的联接块72的环面76上。这样就形成了气体传感器10在排气管11中的气密性固定安装。
为了实现气体传感器10在排气管11中的固定安装，也可以采用其它的固定方法。例如，借助于一个空心螺栓的固定，空心螺栓的外表面上加有螺纹，将它拧到联接块72中的内螺纹中去。这里密封法兰60的密封座必须通过联接块72内部一个附加的环面来形成。还可以考虑在联接块72和空心螺栓之间加入一个承接件，使得气体传感器10以密封法兰60安置于该承接件的一个环面上，而承接件则以其另一个环面位于联接块72的环面上。

Claims (4)

1、测量传感器，特别适用于测定内燃机废气中的氧气含量，它拥有一个固定于外壳内的敏感元件；一个成型于外壳上的密封法兰，其安装位置处于一个密封座上；以及一个紧固元件，它从外壳上方置入，拧入加工有螺纹的孔中，其中紧固元件将密封法兰压紧在密封座上，其特征是：外壳(14)由气体测量侧外壳部分(12)和联接侧外壳部分(13)组成，密封法兰(60)位于联接侧外壳部分(13)上。
2、根据权利要求1的测量传感器，其特征为：密封法兰(60)由联接端外壳部分(13)的材料加工制得。
3、根据权利1或2的测量传感器，其特征是：密封法兰(60)通过揉缘工艺方法加工而成。
4、根据权利要求1的测量传感器，其特征是：装备有一个联接块(72)，它气密地环绕开口(70)，其上的密封座是一个平面状的环面(76)。
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