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Die
Erfindung betrifft einen zur Temperaturmessung geeigneten Sensor
mit einem Thermistor, dessen Arbeitsprinzip auf dem temperaturabhängigen Widerstand
des Thermistors basiert.
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Die
meisten elektrisch betriebenen Temperatursensoren basieren auf einem
temperaturabhängigen
veränderbaren
Widerstand, wobei sogenannte NTC-Elemente bei zunehmender Temperatur
einen abnehmenden Widerstand, PTC-Elemente dagegen ein normales
Verhalten und somit einen zunehmenden Widerstand aufweisen. PTC-Elemente
können aus
beliebigen leitenden und halbleitenden Materialien gefertigt sein,
während
die besondere Eigenschaft von NTC-Elementen bislang ausschließlich mit
bestimmten Keramiken erreicht werden.
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Bekannte
Temperatursensoren auf der Basis von Thermistoren besitzen üblicherweise
einen Sensorkopf, in den der Thermistor samt zweier Zuleitungen
integriert sind. Für
den Einsatz der Temperatursensoren in feuchter oder aggressiver
Umgebung sind verkapselte Sensoren verfügbar, die beispielsweise mit
einem Reaktionsharz vergossen oder in ein dichtes Gehäuse eingebaut
sind. Temperatursensoren auf Thermistorbasis haben außerdem den
Vorteil, dass sie für
nahezu beliebige Temperaturbereiche einsetzbar sind. Als Faktoren
für eine
mögliche Begrenzung
der Einsatzmöglichkeiten
ist daher vor allem die äußere Umgebung
am Ort der Temperaturmessung ausschlaggebend.
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Die
Betriebstemperatur von Verbrennungsmotoren wird beispielsweise mittels
Temperatursensoren im Kühlmittel
zeitverzögert
als integrale Größe bestimmt.
Bei geschlossenen Maschinengehäusen können Sensoren über entsprechende
Messöffnungen
und insbesondere in Sacklöchern
angeordnet und z.B. eingeschraubt werden, wo sie im direkten Kontakt
mit der Oberfläche
treten, deren Temperatur zu bestimmen ist.
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Bei
Sitzheizungen, beheizbaren Textilien und beheizbarer Bekleidung
werden z.B. bedrahtete und mit Epoxid umhüllte Temperatursensoren eingesetzt, über die
die Heizleistung kontrolliert und beispielsweise manuell nachgeregelt
werden kann. Es sind bereits eine Reihe flexibler Temperatursensoren
auf dem Markt, die beispielsweise aus einem Leadframe mit direkt
kontaktierter NTC-Keramik bestehen. Weitere flexible Sensoren auf
der Basis von NTC-Thermistoren sind in einem flexiblen Schaltkreis
eingearbeitet und mit einer Folie versiegelt.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, einen flexiblen Sensor zur Temperaturmessung
auf der Basis eines Thermistors anzugeben, der eine flächige Anbindung
an eine zu messende Oberfläche oder
Umgebung und ein schnelles Ansprechen ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen
Sensor nach Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sowie bevorzugte Verwendungen
sind weiteren Ansprüchen
zu entnehmen.
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Die
Erfindung gibt einen Sensor mit einem einfach aufgebauten Sensorkopf
an, in dem zumindest ein Thermistor in einem Verbund aus zwei Kunststofffolien
hermetisch versiegelt ist. Der Thermistor besitzt einen flachen
keramischen Aufbau und ist über
metallische Flachdrähte
kontaktiert. Die Flachdrähte
sind zumindest teilweise zwischen den beiden Kunststofffolien angeordnet
und können
mit je einem ihrer Enden aus dem Verbund heraus ragen.
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Keramischer
Thermistor, metallische Zuleitungen und der versiegelnde Verbund
aus den Kunststofffolien ergeben zusammen einen flach ausgebildeten
Sensorkopf, der aufgrund der verwendeten Materialien auch eine hohe
Flexibilität
aufweist. Der Thermistor ist flächig
ausgebildet und kann auf eine maximale Kontaktfläche mit einer Oberfläche, deren Temperatur
zu bestimmen ist, optimiert werden. Der keramische Thermistor kann
mit sehr geringen äußeren Abmessungen
ausgeführt
sein und weist dann eine nur geringe thermische Masse auf, die ein schnelles
Ansprechen bei Temperaturveränderungen gewährleistet.
Die Flexibilität
des Sensors ermöglicht es,
diesen auf beliebig geformten Oberflächen und dennoch im engen Kontakt
zu der genannten Oberfläche
anzuordnen. Die hermetische Versiegelung ermöglicht den Einsatz in feuchten
oder aggressiven Umgebungen. Die Flexibilität und die geringe Größe ermöglichen
den Einbau des Sensors an schwer zugänglichen Einsatzorten.
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Jeder
Thermistor im erfindungsgemäßen Sensor
weist üblicherweise
zwei Kontakte auf, die beide auf der gleichen Oberfläche oder
auf zwei unterschiedlichen Oberflächen des keramischen Thermistorkörpers angeordnet
sein können
und mit je einem Flachdraht elektrisch leitend verklebt, verlötet oder
verschweißt
sind. Unter Flachdraht werden dabei metallurgische und separat handhabbare
Drähte verstanden,
die flach ausgebildet sind und insbesondere zwei zueinander parallele
Hauptoberflächen aufweisen.
Breite und Durchmesser des Flach drahtes sind in Abhängigkeit
von der gewünschten
Stromtragfähigkeit
und damit von den elektrischen Eigenschaften des entsprechenden
Materials ausgewählt. Unter
Flachdraht werden auch Netze und Gewebe aus feineren Drähten oder
anderen metallischen Formteilen verstanden, sofern sie in der äußeren Form
flach und damit bandförmig
ausgebildet sind.
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Die
Flachdrähte
umfassen zumindest ein Metall, das in Abhängigkeit von den gewünschten
Eigenschaften ausgewählt
ist. Bevorzugt ist ein Metall von guter elektrischer Leitfähigkeit.
Weitere Vorteile haben auch duktile Metalle und solche Metalle mit hohem
E-Modul, die gegenüber
Zugbelastungen stabil sind. Eine gewisse Elastizität und damit
Unempfindlichkeit gegenüber
Zugbelastungen weisen die bereits genannten Geflechte und Netze
auf, die als Flachdrähte
eingesetzt werden können.
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Die
Flachdrähte
sind vorzugsweise zumindest an der Oberfläche aus einem lötbaren Metall,
so dass eine direkte Verlötung
des Flachdrahtes mit dem Kontakt des Thermistors möglich ist.
Gut geeignet ist beispielsweise ein Flachdraht aus Kupfer, Silber,
Nickel, Neusilber, Bronze und dgl., oder aus einem nicht lötbaren Material,
welches an der Oberfläche
mit einem lötbaren
Film überzogen
ist, beispielsweise einem dünnen
Schichtverbund aus Titan, Nickel, Kupfer, Silber, Gold oder Zinn.
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Ein
erfindungsgemäßer Sensor
kann im Sensorkopf zumindest zwei Thermistoren umfassen, die in
Reihe geschaltet sind. Eine solche Reihenschaltung erhöht den Gesamtwiderstand.
Die beiden Thermistoren können
auch weiter als nötig
voneinander beabstandet sein und können dann im Messbetrieb die
Temperatur an zwei unterschiedlichen Orten bestimmen, wobei das
erhaltene Sensorsignal dann einen integralen Wert bezüglich der Temperaturen
an den beiden Orten liefert. Möglich
ist es jedoch auch, im Falle von mehreren Thermistoren jeden der
beiden Thermistoren mit jeweils zwei aus Flachdraht ausgebildeten
Zuleitungen zu versehen, um jeden der beiden Thermistoren einzeln
ansprechen zu können
und damit die Temperaturmessung mit einem Sensor an unterschiedlichen
Punkten gleichzeitig und unabhängig
voneinander durchführen
zu können.
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Möglich ist
es auch, in einem Sensorkopf eine Anzahl von n Thermistoren vorzusehen,
wobei n eine ganze Zahl ≥ 2
ist. Die Thermistoren werden miteinander verschaltet, vorzugsweise
in Serie, und mit aus Flachdraht ausgebildeten Zuleitungen versehen, die
nach außen
aus dem Verbund herausgeführt
werden. Die Zuleitungen können
so mit den Thermistoren verschaltet sein, dass über unterschiedliche Paare
von Zuleitungen unterschiedliche Verschaltungskonfigurationen von
Thermistoren ansprechbar sind. Möglich
ist es z.B., alle Thermistoren in Reihe zu verschalten und über verschiedene
Abzweigungen dieser Reihenschaltung einzelne Thermistoren oder einzelne
Gruppen von miteinander in Serie geschalteten Thermistoren anzusprechen.
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Ein
erfindungsgemäßer Sensor
umfasst vorzugsweise einen Thermistor, der als NTC-Widerstand ausgebildet
ist, bzw. als Thermistor aus einer NTC-Keramik. Der Thermistor umfasst
einen flachen Keramikkörper,
der vorteilhaft eine Höhe
von maximal 150 μm
und noch vorteilhafter von maximal 100 μm aufweist. Dieser Keramikkörper kann
nach der Herstellung und insbesondere nach dem Sintern mit zwei
flächigen
metallischen Kontakten, beispielsweise aus Silber versehen werden.
Möglich
ist es auch, auf einen metallischen Kontakt eine dünne Schicht aus
NTC-Keramik aufzudampfen, auf die dann ein zweiter Kontakt aufgedampft
werden kann. Möglich ist
es auch, die Kontakt vor dem Sintern der Keramik aufzubringen. Möglich ist
es auch, zwei Kontakte auf der gleichen Seite des keramischen Thermistorkörpers anzuordnen.
Dies hat zwar den Vorteil, dass ein solcher Thermistor leichter
zu verarbeiten ist, hat aber den Nachteil, dass bei der Herstellung
des Thermistors ein vorgegebener Soll-Widerstand von der genauen
Lage der beiden Kontakte bzw. der Entfernung der beiden Kontakte
voneinander abhängig
und nur schwer exakt einzustellen ist.
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In
einer vorteilhaften Ausführung
ist der Thermistor als flaches Plättchen aus Keramik ausgebildet,
welches auf Ober- und Unterseite, mithin auf beiden Hauptoberflächen je
eine Kontaktschicht aufweist. Die beiden Hauptoberflächen werden
mit einem ersten und einem zweiten Flachdraht kontaktiert und dazu
beispielsweise verlötet
oder verschweißt. Die
Flachdrähte
werden so zum Thermistor hingeführt,
dass sie zwischen sich einen von 0 abweichenden Winkel einschließen. Vorteilhaft
ist es, ersten und zweiten Flachdraht für die Zuleitung zu den beiden Hauptoberflächen des
Thermistors in einem Winkel α zueinander
anzuordnen, der ein ganzzahliges Vielfaches von 90° beträgt. Neben
den rechtwinkligen Anordnungen von 90 und 370° sind auch voneinander getrennte
Zuführungen
im Winkel von 180° geeignet, die
den Thermistor von einander entgegengesetzten Seiten her anschließen.
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In
allen Fällen
ist es vorteilhaft, wenn einer der Flachdrähte, die die Zuleitungen bilden,
so abgewinkelt ist, dass die zumindest zwei Zuführungen dann wieder parallel
zueinander an einer Seite des Sensorkopfs aus diesem herausgeführt werden
können.
Möglich
ist es auch, die als Zuführungen
eingesetzten Flachdrähte
nur bis an ein Ende des Sensorkopfs zu führen, ohne dass diese daraus
hervorragen. Die Enden der Zuleitungen können mit elektrischen Verbindern
und insbesondere mit Steckverbindern versehen sein, die dann aus
dem Sensorkpf heraus geführt
sind. Möglich
ist es aber auch, die Enden der Zuleitungen innerhalb des Verbunds
und isoliert gegen die Umgebung enden zu lassen, wobei ein elektrischer
Anschluss später
wie bei einem Flachkabel z.B. mit einer Crimpverbindung möglich ist,
die in einem Schritt einen elektrischen und mechanischen Kontakt
durch den isolierenden Verbund hindurch herstellt.
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Daraus
ergibt sich, dass ein Sensorkopf vorteilhaft langgestreckt ausgebildet
ist, über
weite Strecken eine parallele Führung
von zumindest zwei Flachdrähten
aufweist, die alle nebeneinander in dem Verbund angeordnet sind.
Es ist klar, dass alle flach ausgebildeten Teile des Sensors so
ausgerichtet sind, dass sie mit ihren geringsten Höhen, die
die flache Ausgestaltung des Sensors gewährleisten, quer zum flachen
Sensorkopf ausgerichtet sind und damit quer zur Oberfläche der
beiden Kunststofffolien.
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Die
Kunststofffolien sind vorzugsweise aus einem dünnen thermoplastischen Material
ausgebildet, welches verschweißbar
ist. Dies ermöglicht
eine einfache Herstellung des Verbundes, die zudem keines weiteren
Materials zur Abdichtung bedarf und die einen sicheren und hermetisch
dichten Verbund ermöglichen.
Für den
Verbund sind zwei Kunststofffolien erforderlich, die aber auch unterscheidliche
Abschnitte ein und der selben Kunststofffolie sein können. Insbesondere
kann z.B. aus einer Kunststofffolie eine Tasche gebildet werden,
in die dann der Thermistor samt Zuführungen eingesteckt werden
kann, bevor der endgültige
Verbund durch Verschweißen der überlappenden
Folienabschnitte gebildet wird.
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Zur
Herstellung eines hermetischen Verbundes für aggressive Umgebungen sind
die Kunststofffolien vorzugsweise aus einem verschweißbaren fluorierten
und noch vorteilhafter perfluorierten Kunststoff und insbesondere
aus einem fluorierten Kohlenwasserstoff ausgebildet. Für weniger
anspruchsvolle Umgebungen sind jedoch auch einfachere nichtfluorierte
Kohlenwasserstoffe und andere thermoplastische und insbesondere
elastische und plastische Folienmaterialien geeignet.
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In
einem Sensorkopf, der mehrere Thermistoren umfasst, sind die Thermistoren
miteinander über
kurze Abschnitte von Flachdrähten
miteinander verschaltet, die ausschließlich innerhalb des Verbundes
verlaufen. Die Zuleitung erfolgt mit zumindest zwei Flachdrähten, deren
Enden aus dem Verbund herausragen und deren andere Enden mit der
Verschaltung verbunden sind. Dazu können zwischen jeweils zwei
Thermistoren an den kurzen zwei Thermistoren verbindenden Leiterbahnabschnitten
längere
Flachdrähte
angebunden sein, die aus dem Verbund herausführen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der dazugehörigen Figuren
näher erläutert. Diese
dienen nur zur Veranschaulichung und sind daher nur schematisch
und nicht maßstabsgetreu
ausgeführt.
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1 zeigt
einen einfachen erfindungsgemäßen Sensor
in schematischer Draufsicht
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2 zeigt
den Sensor im Querschnitt
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3 zeigt
eine mögliche
Verschaltung zweier Thermistoren im Querschnitt
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4 zeigt
eine weitere mögliche
Verschaltung zweier Thermistoren in schematischer Draufsicht
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5 zeigt
einen einseitig kontaktierten Thermistor im schematischen Querschnitt
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6 zeigt
eine Verschaltung zweier einseitig kontaktierter Thermistoren in
der Draufsicht
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7 zeigt
ein verschaltetes Sensorarray in der Draufsicht.
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1 zeigt
eine einfache Ausführung
eines erfindungsgemäßen Sensors.
Dieser umfasst einen einzigen Thermistor Th, der zwei Kontakte aufweist, die
mit einer ersten Zuleitung Z1 und einer zweiten Zuleitung Z2 verbunden
sind. Die zweite Zuleitung bildet hier zu der ersten Zuleitung Z1
einen Winkel α von
180° C.
In der Nähe
des Thermistors ist sie zwei mal um je 90° abgewinkelt, so dass beide
Zuleitungen danach wieder parallel aus dem Sensorkopf herausgeleitet
werden können.
Der Thermistor und ein benachbarter Bereich der Zuleitungen ist
zwischen zwei Kunststofffolien eingebettet, die miteinander fest verbunden
sind und einen Verbund V ausbilden.
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2 zeigt
die gleiche Anordnung im schematischen Querschnitt durch den Thermistor
Th als Explosionsdarstellung. Der Thermistor besteht hier aus einem
flachen Keramikkörper
KK, der beidseitig mit je einer Elektrodenschicht E1, E2 beschichtet
ist. Der Keramikkörper
besteht beispielsweise aus einer NTC-Keramik, ist flach ausgebildet
mit einer Grundfläche
von beispielsweise 1,2·0,7
mm und einer Dicke von maximal 150 μm, beispielsweise mit einer
Dicke von 100 μm.
Die Bemessungen des Keramikkörpers
sind in Abhängigkeit
von der gewünschten Stromtragfähigkeit
und dem gewünschten
Widerstandswert ausgewählt
und können
stark von den angegebenen Werten abweichen. Wesentlich ist die geringe
Dicke von hier beispieesweise nur 100 μm, die einen flachen Aufbau
ermöglicht.
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Von
beiden Hauptoberflächen
her ist der Keramikkörper
mit einer ersten Zuleitung Z1 und einer zweiten Zuleitung Z2 verbunden.
Die Verbindung kann über
Löten oder
Schweißen
erfolgen. Möglich ist
es auch, die Zuleitungen mithilfe von Leitkleber mit den Elektroden
zu verbinden. Eine weitere Möglichkeit
besteht darin, die Zuleitungen mittels Leitkleber direkt auf den
Keramikkörper
aufzubringen und dabei auf die Elektroden zu verzichten, deren Funktion dann
vom Leitkleber übernommen
wird. Die Zuleitungen Z1, Z2 sind als Flachdraht ausgebildet, beispielsweise
als dünne
Folienstreifen aus Kupfer von beispielsweise 1 mm Breite und einer
Dicke von ca. 80 μm
oder weniger. Die Breite des die Zuleitungen Z bildenden Flachdrahts
ist vorzugsweise an die Breite des Keramikkörpers KK bzw. an die Breite
der Elektrodenfläche
E1, E2 angepasst, sollte diese nicht wesentlich überschreiten.
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Der
Flachdraht ist mit seiner flachen Seite mit der Hauptoberfläche des
Thermistors Th verbunden. Ein hermetisch dichter Verbund für den Thermistor
wird durch eine erste Folie F1 und eine zweite Folie F2 geschaffen,
zwischen denen der Thermistor mit seinen Zuleitungen Z so angeordnet
wird, dass seine flache Hauptoberfläche parallel zur Oberfläche der Folien
ausgerichtet ist. Die beiden Folien sind von der Fläche her
so bemessen, dass sie die gesamte Anordnung aus Thermistor und zu
versiegelnden Zuleitungen Z ein Stück weit überlappen. Im gesamten Überlappungsbereich
der beiden Folien wird anschließend
ein fester Verbund zwischen den beiden Folien und deren dazwischenliegenden
Thermistor samt Zuleitungen geschaffen, indem die beiden Folien
F1, F2 vorzugsweise miteinander verschweißt werden. Möglich ist
es auch, die beiden Folien miteinander zu verkleben. Im ersten Fall
sind miteinander verschweißbare
Kunststofffolien F erforderlich. Im zweiten Fall kann das Material
der Kunststofffolien beliebig gewählt sein, wobei als Kleber
ein Reaktionsharz oder ein aufschmelzbarer Thermoplast geeignet
ist. Möglich
ist es auch, zwischen zwei nicht miteinander verschweißbaren Folien
F1, F2 eine weitere verschweißbare
Folie vorzusehen, die als Klebstoff fungiert und einen festen Verbund
zwischen den beiden nicht verschweißbaren Folien schaffen kann.
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Zum
Verschweißen
kann die Anordnung unter leichtem mechanischen Zusammendrücken erhitzt
werden. Dies kann in einem Heißluftstrom,
in einer Heißpresse
oder in einem Ofen erfolgen. Dabei ist es möglich, in einem Arbeitsvorgang
zwischen zwei Folien eine Vielzahl von Sensoranordnungen einzuschweißen bzw.
zu versiegeln und die dazu erforderliche großflächigere Folie anschließend in
die einzelnen versiegelten Sensoren zu vereinzeln.
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3 zeigt
eine mögliche
Verschaltung zweier Thermistoren Th1, Th2, die zwischen zwei Zuleitungen
Z1, Z2 mithilfe eines Zwischenstücks
ZS, welche alle als Flachdrähte
ausgebildet sind, miteinander in Reihe geschaltet sind.
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4 zeigt
in einer weiteren Ausführung
einen Sensor mit zwei Thermistoren Th1, Th2, die mithilfe zweier
Zuleitungen und eines Zwischenstücks miteinander
in Serie geschaltet sind. Mithilfe einer dritten Zuleitung Z3, die
mit dem Zwischenstück
zwischen den beiden Thermistoren Th1, Th2 verbunden ist, kann während des
Messbetriebs der Widerstand eines jeden der beiden einzelnen Thermistoren
bestimmt werden. Möglich
ist es auch, über
die dritte Zuleitung Z3 die beiden Thermistoren parallel zu verschalten
bzw. eine Messung von parallel verschalteten Thermistoren vorzunehmen.
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5 zeigt
anhand eines schematischen Querschnitts einen Thermistor mit unterschiedlicher Anordnung
der Elektroden E1, E2, die beide auf einer Hauptoberfläche des
Keramikkörpers
KK angeordnet sind. Dies ermöglicht
es, die Zuleitungen Z1, Z2 auf der gleichen Seite des Keramikkörpers KK
zuzuführen
und dort mit den entsprechenden Elektroden zu verbinden. Dies hat
den Vorteil, dass sämtliche
als Flachdrähte
ausgebildete Zuleitungen Z innerhalb einer Ebene verlaufen und keine
Stufen überwinden müssen. Dadurch
ist es möglich,
einen versiegelten Verbund mit den beiden abdichtenden Kunststofffolien
zu schaffen, dessen Höhenunregelmäßigkeit
infolge des mit eingeschweißten
Thermistors weiter minimiert ist. In der 5 schließen die
beiden Zuleitungen einen Winkel α von
180° zueinander
ein, werden also aus entgegengesetzten Seiten zum Keramikkörper hin
geleitet.
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6 zeigt
eine weitere Möglichkeit,
zwei Thermistoren mit je auf einer gemeinsamen Seite angebrachten
Elektroden E miteinander zu verschalten. Im Unterschied zu der in 5 dargestellten
Kontaktierung verlaufen hier die Zuleitungen parallel zu den streifenförmig ausgebildeten
Elektroden, so dass die beiden Zuleitungen Z jedes Thermistors in
einer Ebene voneinander beabstandet parallel zueinander verlaufen.
Mithilfe kurzer Zwischenstücke
ZS können auch
hier mehrere Thermistoren Th1, Th2 miteinander verschaltet werden.
Dargestellt ist eine Serienverschaltung zwischen einer Zuleitung
Z1 und einer Zuleitung Z2. Durch die mittels gestrichelter Linien angedeutete
Verlängerung
des Zwischenstücks
ZS kann eine dritte Zuleitung Z3 geschaffen werden, mit der die
beiden Thermistoren wieder einzeln angesprochen oder elektrisch
parallel verschaltet werden können.
Die Abmessung der die Anordnung versiegelnden Kunststofffolien ist
durch die Abmessung des Verbunds V mittels gestrichelter Linie angedeutet.
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Ein
gut geeignetes Beispiel für
eine verschweißbare
Kunststofffolie ist eine fluorierte Ethylen-Propylenfolie (FEP),
die sich zusätzlich
durch eine hohe thermische Stabilität und eine Unempfindlichkeit
gegenüber
aggressiven Medien auszeichnet. Eine solche Folie ist beispielsweise
bis 180° C
beständig
und wird beispielhaft in einer Dicke von 50 μm eingesetzt.
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Ein
wie in 1 oder 4 beispielhaft dargestellter
Sensor kann eine Gesamtabmessung von beispielsweise 95 mm bei einer
Breite von 5 mm aufweisen. Im versiegelten Zustand weist der Sensorkopf
eine maximale Dicke im Bereich der Thermistoren von ca. 250 μm auf, die
in Abhängigkeit
von unterschiedlichen Materialbemessungen jedoch auch davon abweichen
kann.
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Von
diesen Maßangaben
stark abweichende erfindungsgemäße Sensoren
können
als ein Sensorarray ausgebildet sein, bei dem eine größere Anzahl
gleichartiger Thermistoren Th über
eine größere Strecke
möglichst
gleichmäßig verteilt
sind. Möglich ist
es auch, in einem Sensorarray die Thermistoren über eine größere Fläche gleichmäßig zu verteilen, um eine Temperaturbestimmung
einer größeren Fläche mittels
eines einzigen Sensors zu ermöglichen. Je
nach Verschaltung ist es dabei möglich,
im Sensorarray mittels unterschiedlicher Ansteuerung einzelner Thermistoren
oder einzelner Gruppen von Thermistoren einzelne Flächenbereiche
oder Längenabschnitte
unterschiedlich anzusteuern, dort den Widerstand der entsprechen den
Thermistoren zu bestimmen und einer auf die Thermistoren einwirkenden
Temperatur zuzuordnen.
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7 zeigt
ein Sensorarray mit hier vier über eine
Sensorlänge
verteilten Thermistoren Th1 bis Th4. Die Thermistoren sind in Reihe
geschaltet und über
eine mittig zugeführte
dritte Zuleitung Z3 in zwei Gruppen aufgeteilt, so dass sich zwar
Gruppen von miteinander in Serie geschalteten einzelnen Thermistoren
Th1, Th2 bzw. Th3, Th4 ansprechen lassen.
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Erfindungsgemäße Sensoren
sind zum Einsatz in aggressiven Umgebungen, an schwer zugänglichen
Orten, in oder an biegsamen Materialien und insbesondere in oder
an Textilien geeignet. Am Einsatzort kann ein erfindungsgemäßer Sensor
angeordnet, angeklebt, sonst wie befestigt oder einfach in ein Gewebe
mit eingearbeitet sein. Aufgrund des flachen Aufbaus und der verwendeten
größtenteils flexiblen
Materialien ist eine hohe Flexibilität des Sensors gegeben, dass
er auch einer hohen Biegebelastung während der Messung bzw. während seiner
Lebensdauer Standhalten kann. Gut geeignet ist ein erfindungsgemäßer Sensor
beispielsweise in Sitzheizungen von Kraftfahrzeugen in beheizbaren Textilien
wie Wärmedecken,
Heizkissen und dergleichen in Dichtungen, auf gekrümmten Flächen selbstverständlich auch
auf allen ebenen Flächen.
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Obwohl
die Erfindung nur anhand weniger Ausführungsbeispiele näher erläutert wurde,
ist sie nicht auf diese beschränkt.
Mögliche
Variationen ergeben sich bezüglich
Art und Aufbau der Thermistoren, Anzahl und Anordnung der Thermistoren,
Größen und
Materialbeschaffenheiten der als Zuleitungen Z verwendeten Flachdrähte sowie
Material und Bemessung der Kunststofffolien, zwischen denen die Thermistoren
samt Zuleitungen verschweißt
sind.