CN1216107A - 用于测量内燃机进气管内压力和温度的装置 - Google Patents

用于测量内燃机进气管内压力和温度的装置 Download PDF

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Abstract

为了进一步构造一个用于测定内燃机进气管中压力和温度的装置,其中,一个温度传感器和一个同测定电路一起尽可能无应力地固定在一个托架上的压力传感器安装在一个共同的壳体里,使这种装置能够精确测量温度、特别是很精确地测量压力,而且制造简单,建议,为了引入处于压力下的介质,配备了一个固定在壳体上的接管件和一个通过隔断机械应力的密封粘接不仅与托架、而且与接管件相连接的中间件。

Description

用于测量内燃机进气管内压力和温度的装置
技术水平
本发明涉及一种测量内燃机进气管内的压力和温度的装置，其中，一个温度传感器和一个同测定电路一起几乎无应力地固定在一个托架上的压力传感器安装在一个共同的壳体里。
比如说，从DE2851716C1中知道了一个测定内燃机进气管内的压力和温度的装置，在这种装置中，一个温度传感器和一个压力传感器安装在一个共同的壳体里。
在图5中示出了从DE4317312A1中得知的压力传感器同一个温度传感器的组合。
图5中示出的压力传感器，采用了一个硅片压力传感器(Ein-Chip-Silizium-Drucksensor)(没有示出)，它具有一个传感单元在这个传感单元中，压力传入到一个薄膜的背面，在该传感器中，在薄膜的前面上为测量绝对压力设置了一个基准真空。压力传感器安装在一个密封的TO-壳体82里，该TO-壳体又安装在整个装置的壳体80中来测定压力和温度。此外，在壳体80中，还安装了一个具有电容器的印刷电路板83，考虑到电磁兼容性，需要这个印刷电路板。除此之外，印刷电路板83还用于同安置在成形于壳体80上的接管85中的扁形插头84相连接。
除此之外，一个以负温度系数(NTC)-电阻的形式注射入-个管状塑料套管87内的温度传感器86安装在压力接管88中，其连接导线通过与NTC-导线焊接在一起的插入件90，同扁平插头84导电连接。
这样一种测定压力和温度的装置，不仅要采用很费事的方式来制造，而且，比如说，在安装完毕状态下，还要通过钎焊，在温度传感器86和压力传感器82连接导线同印刷电路板85以及同扁形插头84之间形成导电连接。接着，为了密封，钎焊连接上还要浇上粘接剂89。
这种装置的问题是，温度传感器86安装在一个塑料套管87里，因为在这种情况下，由此导致了对许多用途来说，温度传感器86的响应时间太长。
此外，公知一些测定内燃机进气管中压力和温度的装置，在这些装置中，在压力传感器的前面上加压。这个真正的压力传感部分安装在玻璃座上。在玻璃座和压力传感器之间有一个基准真空。以一个芯片形式的压力传感器被一个小框架包围，并且通过保护胶来防止环境影响。这种装置的制造也是费事的，而且一部分也比较复杂。此外，也不能排除，压力或者类似的东西通过壳体传到很敏感的压力传感器上，并且使测量结果出错。
本发明的任务是，把这种类型的测定内燃机进气管中压力和温度的装置这样另外构成，使这种装置能够精确测量温度、特别是很精确地测量压力，而且制造简单。本发明的优点
在开头所述类型的、用于在内燃机进气管中测量压力和温度的装置中，上述的任务按照本发明这样解决，为了引入处于压力下的介质，配备了一个固定在壳体上的接管件和一个通过隔断机械应力的密封粘接不仅与托架、而且与接管件相连接的中间件。
这种通过接管件和中间件的压力接头的两部分结构，其中，中间件仅通过密封粘接不仅同托架相连，而且同接管件相连，这样就进一步隔断了机械应力，它有特别大的优点，采用这种构造可以提高压力测量的精度，因为，比如说，对壳体或者压力接头产生作用的夹紧力不能传递到压力传感器上。另外，通过这种比较简单的机械构造可以保证，能够简单和毫无问题地制造整个装置。
压力传感器固定在上面的托架，从纯原理上讲，可以用不同的方式固定到壳体上，一种特别是能够很好地隔断压力的有利实施形式是，在壳体里的托架只粘到预定的支承点上，这些支承点是这样选择的，使尽可能少的、会导致压力测量出错的应力传递到压力传感器上。
为了保护压力传感器免受环境影响，有利地预定了，围绕着压力传感器装了一个环，环和传感器之间的空间装入了耐化学制剂的胶。
作为耐化学制剂的胶，采用四氟化硅胶证明是特别有利的。
就温度传感器在装置中的配置而言，在这里同样可以有不同的实施形式，为了能把温度传感器特别直接地与要测量的介质相联系，在实施例中有利地设定了，温度传感器这样固定在接管件上，要使它伸入其内部。
尤其是考虑到一种特别简单的安装温度传感器，预定，可以通过一个在接管件上成型的弹性卡箍把温度传感器固定到两个在接管件上形成的卡爪里。采用这种方式，不仅可以以很简单的方式把温度传感器安装和固定到接管件上，此外，通过由卡箍进行的夹紧连接，也可以毫无损伤地固定温度传感器的连接导线。
为了确保温度传感器和其连接导线不受侵蚀或者由其他环境影响造成损坏和侵蚀，有利地预定了，温度传感器和其连接导线涂上了一层保护漆或者保护涂层。
这种保护漆最好采用聚酯酰亚胺漆。
除此之外，考虑到通过特别简单的安装而制造的良好触点接通，进一步有利地规定，为了使温度传感器的连接导线与配置在壳体内的、向外导出的插头触针触点接通，采用了端子刀形连接。
附图
在下面一些实施例的说明以及图示中介绍了本发明的其他特征和优点。
在图中示出了：
图1：按照本发明的、测量内燃机进气管中压力和温度装置的剖面图；
图2：图1示出的、按照本发明装置的俯视图；
图3：图1示出的、按照本发明装置的接管件的详细图，以及用于固定温度传感器的、安置在接管件上的卡箍的示意俯视图；
图4：图1示出的、按照本发明装置的壳体的局部剖附视图，用于清楚地示出刀形端子连接；
图5：从现有技术水平公知的、测定内燃机进气管中压力和温度的装置。
实施例说明
在图1至图4中示出的、测定内燃机进气管中压力和温度的装置的一个实施例，包括了一个整体的、用10标明的壳体，一个托架20、例如，一个复合件，通过粘接21固定在壳体里。
在这里，托架20不是整个面地粘到壳体10的预先设定的面上，以便防止对壳体作用的力、比如说，使壳体扭曲的力，或者在拧壳体螺钉时产生的力，作用到托架20和从而作用到安置在壳体里的压力传感器30上。
所以，托架20只在其连接区，也就是说，只在连接线22触点接通的地方，粘到一个特意为此准备的接片12上。相反，在与这个接片12相对的另一侧上，托架20只粘接到一个唯一的支承点13上。
然而，在压力传感器30固定到托架20的地方，托架20处于自由状态，这样，不会有弯曲力矩从壳体10传递到托架20上，因此，也不会传递到安置在托架上的压力传感器30上。在前一段所述连接之前，托架20和壳体10之间的粘接连接已经固化。
安装在托架20上的、公知的压力传感器30，具有一个玻璃座以及一个安装在这个玻璃座上的硅片，在其表面上安装了一个例如由压阻式(piezoresistiven)电阻元件组成的惠斯登电桥。通过在硅片背面蚀刻，制成了用于测量压力所需要的薄膜。硅片与玻璃座的连接是在真空下进行，这样，紧接着在已蚀刻的空洞中处于真空。
压力传感器30被一个环33、比如说一个IC-环包围。环33和压力传感器30之间的空间34，装入了四氟化硅胶。通过这种四氟化硅胶可以确保，保护压力传感器30包括其细金线连接不与内燃机内现有的介质、比如说，汽油或者废气冷凝液接触。在这里，环33不仅用做四氟化硅胶向外的界限，而且也可防止从外面进入介质，例如象粘接剂。
接管件40安装在壳体10的下部分范围内，接管件通过粘接42与壳体部分10连接。在伸入进气管里面、并且用一个O型圈43密封的接管件40中，安装了一个温度传感器50，比如说，一个负温度系数的电阻。
在接管件40和安置在托架20上的压力传感器30之间，安装了一个中间件60。中间件60不仅与托架20/壳体10、而且也与接管件40，通过隔断机械应力的密封连接61来连接。
在这里，为了固定中间件60，在壳体10上，特别为此设置了一个支承面19。在这里，这样通过密封粘接61来固定中间件60，使得中间件60只与壳体10的支承面19相接触，沿着环绕着环33的粘接道，产生一个到托架20稳定不变的粘接间距，通过这个粘接间距，使托架20脱开机械应力。
在这里，粘接道同时还用于直接覆盖环绕环33的电印刷线路(没有示出)，而且构成并密封在压力传感器30壳体里的压力单元。
通过密封粘接61，可以以特别有效的方式来避免，机械应力、压力等类似力传递到托架20上，特别是传递到压力传感器30上。
如从图1中得知，中间件60的高度这样选择，在安装状态中，在接管件40和中间件60之间，同样形成了一个稳定不变的密封粘接61的粘接间距，消除从接管件40传递到中间件60上力的可能。
因此，中间件60只用于密封压力单元，而由于固定壳体10和由于加压产生的力被在壳体10和接管件40之间的、稍微有些弹性的粘接42拦截断开。
从图1和图3中得知，以负温度系数电阻形式的温度传感器50，通过在接管件40上成型的弹性卡箍45来固定。在图3下部分中示出的卡箍45是在未安装状态。为了固定温度传感器50的连接导线52，在其朝向温度传感器50的连接导线52的前部范围内、具有鼻状定位件47的两个卡爪46，这样沿着由箭头A标明的方向压入卡箍45上的卡槽48里，在卡爪46上的夹紧面49挨着温度传感器50的连接导线52，并且把它夹紧在接管件40上成型的卡爪41上。
在这里，卡箍45这样设计，为了密封接管件40，在温度传感器50通过说明的卡箍连接已经固定到接管件40上时，才可以把O型圈43推到接管件40上。
温度传感器50的折弯大约90°的连接导线52，借助于从图1和图4中得知的刀形端子连接55，同插头触针17导电连接。为此，插头触针17在其下部分范围内，具有一个V形开口57，温度传感器50的连接导线52压入这个开口中。
不仅温度传感器50，而且其连接导线52，都涂上聚酯酰亚胺漆，通过此，不仅可以相对于介质起防护作用，这种介质从外面对温度传感器50和其连接导线52产生影响，而且还可以使温度传感器达到特别有利的响应时间。

Claims (9)

1．测量内燃机进气管中压力和温度的装置，其中，一个温度传感器(50)和一个同测定电路一起尽可能无应力地固定在一个托架(20)上的压力传感器(30)安装在一个共同的壳体(10)里，其特征是，
为了引入处于压力下的介质，配备了一个固定在壳体(10)上的接管件(40)和一个通过隔断机械应力的密封粘接(61)不仅与托架(20)、而且与接管件(40)相连接的中间件(60)。
2．按照权利要求1所述的装置，其特征是，
在壳体(10)里的托架(20)只粘到预定的支承点(12,13)上。
3．按照权利要求1或者2所述的装置，其特征是，
围绕着压力传感器(30)设置了一个环(33)，环(33)和压力传感器(30)之间的空间(34)填入了耐化学制剂的胶。
4．按照权利要求3所述的装置，其特征是，
耐化学制剂的胶是四氟化硅胶。
5．按照权利要求1至4之一所述的装置，其特征是，
温度传感器(50)这样固定在接管件(40)上，使该传感器伸入接管件内部。
6．按照权利要求5所述的装置，其特征是，
温度传感器(50)的连接导线(52)，通过一个在接管件(40)上成型的弹性卡箍(45)，被固定到两个在接管件(40)上构造的卡爪(41)上。
7．按照权利要求6所述的装置，其特征是，
温度传感器(50)和其连接导线(52)涂上了一层保护漆或者保护涂层。
8．按照权利要求7所述的装置，其特征是，
保护漆是聚酯酰亚胺漆。
9．按照权利要求6至8之一所述的装置，其特征是，
为了使温度传感器(50)的连接导线(52)与配置在壳体(10)内的、向外导出的插头触针(17)触点接通，采用了刀形端子连接(55)。
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