DE102005014106A1

DE102005014106A1 - Temperatursensor und Verfahren zur Herstellung

Info

Publication number: DE102005014106A1
Application number: DE200510014106
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr. Thimm; Wolfgang Wittenhagen
Original assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Current assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Priority date: 2005-03-22
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2006-09-28
Anticipated expiration: 2025-03-23
Also published as: DE102005014106B4

Abstract

Für einen möglichst reaktionsschnellen und genau arbeitenden Temperatursensor (11) wird ein Sensorelement (20) in Form einer dünnen Faser an zwei Leiterbahnen (15) eines keramischen Trägers (13) mit leitfähigem Kleber (24) befestigt. Das Sensorelement (20) weist einen Durchmesser von etwa 200 mum oder weniger auf und besteht beispielsweise aus dotiertem BaTiO¶3¶. Indem es in seinem aktiven Mittelbereich etwas von der Oberfläche (14) des Trägers (13) weggebogen ist, ist eine thermische Entkopplung möglich, welche ansonsten die Reaktionszeit des Temperatursensors verschlechtern würde.

Description

Die Erfindung betrifft einen Temperatursensor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Temperatursensors. Ebenso betrifft sie einen Strahlungsheizkörper und ein Gerät zur Erwärmung von Wasser oder Wasserdampf mit einem solchen Temperatursensor.

Temperatursensoren mit einem Sensorelement, welches einen temperaturabhängigen elektrischen Widerstand aufweist, zur Bestimmung einer Temperatur aufgrund des gemessenen Widerstandes sind in vielfältiger Form bekannt.

Nachteilig bei derartigen Temperatursensoren ist, dass beim Messen geringer Temperaturänderungen eine Auswertung bzw. Bestimmung der Temperatur nicht besonders genau durchgeführt werden kann. Des weiteren ist es als Nachteil anzusehen, dass diese Temperatursensoren teilweise eine gewisse Reaktionsträgheit besitzen. Das Sensorelement muss sich auf die zu messende Umgebungstemperatur einstellen. Ins besondere bei raschen und starken Temperaturänderungen kann dies zu einer verlangsamten Temperaturmessung führen, die unter Umständen fehlerbehaftet ist.

Aufgabe und Lösung

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten Temperatursensor sowie ein Herstellungsverfahren zu schaffen, mit denen die Probleme des Standes der Technik vermieden werden können und insbesondere ein Temperatursensor geschaffen werden kann, der schnell, leicht und vorteilhaft auswertbar ist sowie eine genaue und schnelle Temperaturbestimmung ermöglicht.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Temperatursensor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 19. Ebenso beschreibt die Erfindung einen Strahlungsheizkörper mit den Merkmalen des Anspruchs 22 und ein Gerät zur Erwärmung von Wasser oder Wasserdampf mit einem solchen Temperatursensor mit den Merkmalen des Anspruchs 23. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Sensorelement auf einem Träger oder einem Halter befestigt ist oder angebracht ist. Der Träger bzw. Halter weist eine elektrische Kontaktierung an das Sensorelement auf, welche als elektrische Kontaktierung des gesamten Temperatursensors fungieren kann bzw. zu einem elektrischen Anschluß geführt sein kann. Das Sensorelement ist dünn und langgestreckt nach Art einer Faser. Dabei kann es einen Durchmesser aufweisen, der kleiner ist als 1 mm, vorteilhaft signifikant kleiner. So können Durchmesser von draht- oder faserartigen Sensorelementen im Bereich von wenigen 100μm oder sogar unter 100μm liegen, beispielsweise unter 50μm. Es sind auch Drähte bekannt, deren Durchmesser 1μm oder noch weniger beträgt und die vorteilhaft bei der Erfindung eingesetzt werden können. Insbesondere kann das Verhältnis der aktiven Länge des Sensorelements zu seinem Durchmesser mehr als zehn betragen, beispielsweise 15 bis 30.

So ist es möglich, einen Temperatursensor mit einem Sensorelement zu schaffen, welches einerseits sehr klein ist und somit einen von den Außenabmessungen kleinen Aufbau ermöglicht. Des weiteren weist ein solches Sensorelement eine sehr geringe Masse auf, so dass die thermische Trägheit bzw. die Zeit zum Anpassen des Sensorelementes an die zu messende Umgebungstemperatur im Gegensatz zu herkömmlichen Sensorelementen gering ist.

Des weiteren ist es vorteilhaft möglich, für das Sensorelement ein Material mit PTC-Eigenschaften zu verwenden bzw. das Sensorelement vollständig daraus herzustellen. Solche PTC-Eigenschaften bewirken, dass in einem bestimmten Bereich der Temperaturkoeffizient mit der Temperatur sehr stark steigt und somit die Temperaturempfindlichkeit des elektrischen Widerstandes besonders groß ist. Insbesondere kann für bestimmte, im voraus bekannte Anwendungsbereiche bzw. Temperaturbereiche des Temperatursensors derjenige Bereich im Temperaturverhalten des Widerstands des Sensorelementes, welcher eine besonders starke Temperaturänderung aufweist, in den zu messenden Temperaturbereich gelegt werden. Dies ermöglicht eine speziell abgestimmte Empfindlichkeit.

Ein solches Sensor-Material mit PTC-Eigenschaften kann ein Keramik-Material sein. Es ist auch möglich, das Material zu dotieren, um die PTC-Eigenschaften gezielt zu verändern. Insbesondere kann als Sen sor-Material BaTiO₃ verwendet werden. Sensorelemente aus BaTiO₃ in der Form einer Faser sollten einen Durchmesser von etwa 10μm bis 300μm aufweisen. Dieses Material weist besonders günstige Eigenschaften auf hinsichtlich des Temperaturverhaltens im Bereich zwischen 100°C und wenigen 100°C, so dass es beispielsweise bei der Bestimmung von Temperaturen in diesem Bereich bevorzugt eingesetzt werden kann. Eine Dotierung des BaTiO₃ kann beispielsweise mit Cer oder Lanthan erfolgen, alternativ auch mit Calcium. Bevorzugte Materialien sind auch noch Platin, Wolfram/Molybdän, Kobalt und Eisen. Sie können jeweils in reiner Form oder auch als Legierungen eingesetzt werden. Besonders dünne Drähte aus Wolfram sind beispielsweise aus der Herstellung von Glühlampen bekannt. Ein sehr dünner Draht ist beispielsweise unter der Bezeichnung Wollaston-Draht bekannt.

Besonders bevorzugt wird ein Einsatz in Elektrokochgeräten wie Strahlungsheizkörpern in Kochfeldern, Backöfen, Dampfgarern oder bei Geräten zur kontrollierten Erwärmung von Wasser wie Waschmaschinen oder Geschirrspüler, deren Temperatur in etwa in dem Bereich weniger 100°C liegt.

Es ist von Vorteil, wenn die Sensorelemente bzw. Drähte einen Schutz gegen Oxidation aufweisen. Es ist möglich, sie zu beschichten oder zu plattieren, beispielsweise mit Edelmetallen, insbesondere Silber oder Gold.

Der Träger kann zwei Kontaktbereiche aufweisen, in denen eine Kontaktierung an das Sensorelement mit elektrisch leitfähiger Verbindung besteht. Aufgrund der geringen Abmessungen des Sensorelements ist die Kontaktierung besonders zu beachten. Eine vorteilhafte Möglichkeit sieht einen elektrisch leitfähigen Kleber oder eine Klebemasse vor, insbesondere mit Silberpartikeln für die elektrische Leitfähigkeit. In diesem Fall braucht das Sensorelement lediglich mit geringer Kraft an den Kon taktbereichen anzuliegen und wird dann mechanisch sowie elektrisch über den Kleber kontaktiert und befestigt. Unter Umständen kann es auch einen Abstand zu den Kontaktbereichen aufweisen, der dann durch den Kleber überbrückt wird.

Alternativ können übliche Schweiß- oder Lötverfahren zur Kontaktierung verwendet werden.

In vorteilhafter Ausgestaltung sind auf dem Träger Zuleitungen an oder zu den vorgenannten Kontaktbereichen vorgesehen. Diese können als Leiterbahnen mit einer elektrischen Anschlussmöglichkeit an einem Ende des Trägers ausgebildet sein, insbesondere an einem Außenende. Die Anschlussmöglichkeit kann beispielsweise für eine Steckverbindung ausgelegt sein. Die Leiterbahnen können vorteilhaft durch ein Dickschichtverfahren aufgebracht werden, ebenso auch die Kontaktbereiche.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung bestehen die Kontaktbereiche aus einem Abschnitt der Leiterbahnen und sind nicht speziell ausgebildet. So ist es möglich, im Prinzip an beliebiger Stelle des Trägers das Sensorelement mit jeder Leiterbahn für den elektrischen Anschluß zu verbinden. Hierfür gibt es mehrere Möglichkeiten. Einerseits ist es möglich, die Leiterbahnen mit konstantem Abstand bzw. parallel zueinander auszubilden und das Sensorelement in einem schrägen Winkel zu den Zuleitungen anzubringen. So kann die aktive Länge des Sensorelements zwischen den Leiterbahnen, welche den Widerstandswert bestimmt, größer sein als deren eigentlicher Abstand zueinander. Dies ermöglicht eine kompakte Bauweise. Mit dem Winkel können diese aktive Länge und somit auch der Widerstandswert des Sensorelements verändert werden.

Andererseits können die Leiterbahnen einen variierenden Abstand zueinander aufweisen, der insbesondere kontinuierlich zu- oder abnimmt.

Dann kann, unter Umständen ebenfalls in einem vorbeschriebenen, schrägen Winkel zu ihrem Verlauf, das Sensorelement an beliebiger Stelle derart mit den Leiterbahnen verbunden sein, dass eine gewünschte aktive Länge resultiert. Es kann in weiterer Ausgestaltung auch eine Aufhängung des Sensorelementes an dünnen Tragdrähten odgl. erfolgen, ähnlich einer Aufhängung eines Glühdrahtes einer Glühlampe. Dies ist dem Fachmann bekannt und braucht nicht weiter erläutert zu werden.

Zur Herstellung des Sensorelementes kann zuerst festgelegt werden, welcher Absolutwert des elektrischen Widerstandes vorhanden sein soll. Daraus wird dann die aktive Länge ermittelt sowie daraus wiederum die beiden Verbindungsstellen des Sensorelements mit den Leiterbahnen oder Kontaktbereichen festgelegt.

Als Träger kann grundsätzlich ein beliebiger Träger verwendet werden, der zur Aufbringung von Kontaktbereichen oder Leiterbahnen geeignet ist. Vorteilhaft ist er ein Keramiksubstrat, welches vor allem für höhere Temperaturen geeignet ist. Dabei kann mindestens eine Schicht aus einem LTCC-Material bestehen, wobei vorteilhaft der gesamte Träger aus solch einem LTCC-Material besteht. Der Vorteil dieses Materials liegt darin, dass dessen Herstellung preiswerter ist und geringere Temperaturen erfordert. Die Eigenschaften einer LTCC-Keramik hinsichtlich Festigkeit und elektrische Isolierung sind auf alle Fälle ausreichend für den Einsatz als Träger eines vorbeschriebenen Sensorelementes.

Neben dem Sensorelement kann der Träger auch noch ein Bauteilträger für weitere Bauteile sein. So können beispielsweise eine Ansteuerung und/oder Auswertung des Sensorelements ebenfalls auf dem Träger angeordnet sein, wobei hier insbesondere eine Leiterplatte als vorteilhaft angesehen wird.

Das Sensorelement kann gemäß einer Möglichkeit in Schichten eines Trägers eingebettet sein und so einen äußerst robusten Temperatursensor bilden. Bevorzugt jedoch ist es derart an dem Träger angeordnet, dass es frei liegt bzw. in einem wesentlichen Bereich seiner aktiven Länge einen gewissen Abstand zu dem Träger aufweist. Dies ermöglicht eine thermische Entkopplung mit möglichst geringer Beeinflussung der Temperatur des Sensorelements durch die Temperatur des Trägers selber. Ein solcher geringer Abstand ist beispielsweise dadurch zu erreichen, dass das Sensorelement beim Befestigen und Anschließen an den Kontaktbereichen mit leitfähigem Kleber odgl. in gewissem Abstand gehalten wird. Des kann es leicht gebogen ausgeführt sein, so dass sein gebogener Mittelbereich stärker von den Kontaktbereichen absteht als seine Endbereiche. Schließlich ist es möglich, die Kontaktbereiche über der Fläche des Trägers dazwischen so hoch auszubilden, so dass das zwischen diesen verlaufende Sensorelement automatisch einen Abstand zu dem Träger aufweist.

Eine sehr genaue Platzierung des Sensorelementes an dem Träger kann mittels eines Magneten erfolgen, falls eine magnetische Faser (beispielsweise mit einer Eisenlegierung) auf einem nicht-magnetischen Träger platziert wird. Nach abgeschlossener Platzierung kann die Faser durch „Ausschalten" des Magneten losgelassen werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann auch ein nichtmagnetisches Sensorelement mit einer keramischen Umhüllung versehen werden, welche magnetische Partikel z.B. aus Manganoxid enthält. Neben Vorteilen bei der Befestigung kann eine solche Umhüllung auch die Sauerstoffbeständigkeit und elektrische Eigenschaften verbessern.

Des weiteren kann das Sensorelement mit einer Halterung oder einem zugehörigen Träger in einem glühlampenähnlichen Gehäuse, vorzugsweise aus Glas, angeordnet sein. Das Gehäuse kann eine Füllung aus einem geeigneten Gas oder einer Gasmischung enthalten als Schutz gegen Oxidation.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
1 eine Anordnung eines faserartigen Sensorelements auf einem Träger mit geraden Leiterbahnen, die am Ende in Steckanschlüsse übergehen;
2 eine Abwandlung des Temperatursensors aus 1 mit schräg zueinander verlaufenden Leiterbahnen und
3 und 4 verschiedene Ausbildungen des Sensorelements bzw. seiner Befestigung an einem Träger.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In 1 ist ein Temperatursensor 11 gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung dargestellt. Auf einem Träger 13, der gerade, langgestreckt und flach ist sowie beispielsweise aus einem vorgenannten Ke ramik-Material oder LTCC-Material bestehen kann, bzw. auf der Trägeroberfläche 14 sind zwei Leiterbahnen 15 aufgebracht. Sie können beispielsweise in einem Dickschichtverfahren aus entsprechend leitfähiger Dickschichtpaste aufgebracht und eingebrannt oder ausgehärtet sein. Die Leiterbahnen 15 sind gerade und verlaufen parallel zueinander. Zum rechten Ende hin gehen sie in verbreiterte Kontaktfelder 16 über. Diese dienen zu einer elektrischen Kontaktierung nach außen, beispielsweise über Anschlussstecker oder eine berührende elektrische Kontaktierung.
Im linken Bereich des Temperatursensors 11 ist ein Sensorelement 20 vorgesehen, welches dünn und nach Art einer Faser ausgebildet ist und beispielsweise aus dotiertem BaTiO₃ besteht. Es verläuft schräg zu den Leiterbahnen 15, beispielsweise in einem Winkel zwischen 40° und 50°. Während der freie Mittelbereich 22 zwischen den Leiterbahnen 15 verläuft, sind die Endbereiche des Sensorelements 20 über einen leitfähigen Kleber 24 bzw. entsprechende Klebepunkte mit den Leiterbahnen 15 verbunden. Dies kann in verschiedenen Ausführungen auch aus den 3 und 4 ersehen werden. So ist das Sensorelement 20 mechanisch und elektrisch mit dem Träger 13 verbunden.
Zusätzlich zu dem dargestellten Winkel von etwa 45° ist gestrichelt ein möglicher alternativer Verlauf eines Sensorelementes 20' dargestellt. Hier ist der Winkel flacher, beispielsweise 20° bis 30°, und somit die aktive Länge und auch der Mittelbereich 22 des Sensorelementes länger als bei dem dargestellten Sensorelement 20.
Noch einmal rechts daneben ist ein weiterer alternativer Verlauf eines Sensorelementes 20'' dargestellt. Hier verläuft das Sensorelement 20'' in etwa senkrecht zu den Leiterbahnen 50 und somit auf dem kürzesten Weg. Seine aktive Länge ist also möglichst kurz.
Bei der alternativen Ausgestaltung eines Temperatursensors 111 nach 2 ist der Träger 113 im rechten Bereich breiter als im linken Bereich. Dies liegt daran, dass sich die Leiterbahnen 115 vom rechten Bereich mit Kontaktfeldern 116 beginnend nach links einander annähern. Dies ermöglicht es, auf einfache Art und Weise einen noch größeren Bereich der möglichen aktiven Länge des Sensorelements 120 vorzusehen.
Ein Sensorelement 120 ist ähnlich wie in 1 über leitfähigen Kleber 124 mit den beiden Leiterbahnen 115 verbunden. Der Winkel zwischen Sensorelement 120 und Mittelachse der Leiterbahnen 115 ist wiederum entsprechend demjenigen aus 1.
Die aktive Länge des Sensorelements 120 bzw. des freien Mittelbereichs 122 kann durch verschiedene Anbringungspositionen sowie Winkel des Verlaufs bestimmt werden bzw. verändert werden. So ist rechts ein Sensorelement 120'' dargestellt, welches zwar in etwa rechtwinklig zur Mittellängsachse der Leiterbahnen 115 verläuft. Rechts daneben ist ein Sensorelement 120'' dargestellt, welches zwar ebenfalls auf kürzestem Weg zwischen den Leiterbahnen 115 verläuft. Da es jedoch in einem Bereich mit größerem Abstand zwischen den Leiterbahnen 115 angeordnet ist, ist seine aktive Länge größer bzw. der freie Mittelbereich 122 länger.
In dem Schnitt nach 3 ist auf den Träger 13 jeweils eine Leiterbahn 15 aufgebracht. Auf den Leiterbahnen 15 liegt mit jeweils einem Ende ein leicht gebogenes Sensorelement 220 auf und ist wiederum mit leitfähigem Kleber 24 mechanisch und elektrisch damit verbunden. Der freie Mittelbereich 222 des Sensorelements 220 ist dabei leicht nach oben gebogen und weist einen gekennzeichneten, relativ deutlichen Abstand zu der zwischen den Leiterbahnen 15 liegenden Träger-Oberfläche 14 auf. Somit findet hier eine relativ gute, thermische Entkopplung statt. Das bedeutet, dass die Temperatur des Sensorelements 220 nur sehr geringfügig oder gar nicht von der Temperatur des Trägers 13 beeinflusst ist.
Eine Alternative für einen Abstand des freien Mittelbereichs des Sensorelements von dem Träger ist in 4 dargestellt. Ähnlich wie in 3 ist auf dem gleichen Träger 13 ein relativ gerades Sensorelement 320 über leitfähigen Kleber 24 befestigt. Allerdings weisen hierbei auch die Enden des Sensorelements 320 einen deutlichen Abstand zu den Leiterbahnen 15 auf. Insbesondere kommt hier kein Teil des Sensorelementes 320 in Berührung oder nahe an den Träger 13 unter den Leiterbahnen 15. Hier ist also während des Herstellungsverfahrens das Sensorelement 320 frei schwebend mit gewissem Abstand zu dem Träger 13 zu halten, während an den Enden bzw. im Bereich der Überlappung der Leiterbahnen 15 der leitfähige Kleber 24 angebracht wird. Nach Aushärten des Klebers 24 ist der Temperatursensor 311 einsatzbereit.
Bei den Temperatursensoren 211 und 311 gemäß der 3 und 4 ist zu beachten, dass die Sensorelemente nicht allzu weit von dem Träger 13 abstehen sollten. Ansonsten wird die Gefahr zu groß, dass sie abbrechen oder beschädigt werden. Ein Abstand von wenigen 100μm wird hier als ausreichend angesehen, um eine weitgehende thermische Entkopplung zwischen Sensorelement und Träger zu erreichen.
Die Verläufe des elektrischen Widerstands über der Zeit für Widerstandsmaterialien mit PTC-Eigenschaften oder der PTC-Effekt selber sind für den Fachmann geläufig und brauchen hier nicht noch einmal dargestellt zu werden. Dasselbe gilt für ein LTCC-Material als Träger, wobei hier auch ausdrücklich auf die DE 102004017799 hingewiesen wird, in welcher ein solches LTCC-Material ausführlich beschrieben ist.
Ein solcher Temperatursensor kann beispielsweise in einem Elektrogerät zur Erwärmung von Wasser bzw. einem Wasserkocher eingesetzt werden. Dort darf die Temperatur eines Heizbodens beispielsweise nicht mehr als 130°C oder 150°C im Bereich der Beheizung erreichen. Durch ein entsprechendes Auslegen des Materials des Sensorelementes bzw. seines steilen Anstiegs aufgrund des PTC-Effektes kann gerade in diesem Bereich eine relativ hohe Empfindlichkeit und somit Messgenauigkeit realisiert werden.

Claims

Temperatursensor (11, 111, 211, 311) mit einem Sensorelement (20, 120, 220, 320) als temperaturabhängiger Widerstand und mit einem Träger (13, 113), auf dem das Sensorelement befestigt ist, wobei der Träger eine elektrische Kontaktierung (24) an das Sensorelement aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (20, 120, 220, 320) dünn und langgestreckt ist nach Art einer Faser mit einem Durchmesser kleiner als 1 mm.
Temperatursensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Sensorelementes (20, 120, 220, 320) kleiner ist als 0,05mm.
Temperatursensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Länge des Sensorelementes (20, 120, 220, 320) mindestens 10 mal größer ist als sein Durchmesser, vorzugsweise etwa 15 bis 30 mal größer.
Temperatursensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (20, 120, 220, 320) ein Material mit PTC-Eigenschaften aufweist, insbesondere vollständig daraus besteht.
Temperatursensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (20, 120, 220, 320) aus einem Keramik-Material mit PTC-Eigenschaften besteht, wobei es vorzugsweise dotiert ist und insbesondere BaTiO₃ ist.
Temperatursensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (20, 120, 220, 320) aus einem dünnen Metalldraht besteht, vorzugsweise aus einer Metall-Legierung.
Temperatursensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (20, 120, 220, 320) ein Metall aus der Gruppe Platin, Wolfram/Molybdän, Kobalt und/oder Eisen aufweist, vorzugsweise als Metall-Legierung.
Temperatursensor nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (20, 120, 220, 320) mit einer Beschichtung versehen ist, vorzugsweise als Schutz gegen Luft bzw. Sauerstoff.
Temperatursensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung ein Metall aufweist, vorzugsweise aus der Gruppe Nickel, Kupfer, Silber und Gold.
Temperatursensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung aus Keramik, vorzugsweise aus Polymerkeramik, oder Glas bzw. Glaskeramik besteht.
Temperatursensor nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung magnetische Bestandteile enthält, vorzugsweise Manganoxid.
Temperatursensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (13, 113) zwei Kontaktbereiche (15, 115) aufweist zur kontaktierenden bzw. elektrisch leitfähigen Verbindung (24) mit dem Sensorelement (20, 120, 220, 320), vorzugsweise durch elektrisch leitfähigen Kleber (24), der insbesondere Silber enthält.
Temperatursensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Träger (13, 113) Zuleitungen (15, 115) zu den Kontaktbereichen aufgebracht sind, vorzugsweise als zwei gerade Leiterbahnen mit elektrischen Anschlussmöglichkeiten (16, 116) an einem Ende wie Steckverbindungen, insbesondere als Dickschicht-Leiterbahnen.
Temperatursensor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (20, 120, 220, 320) an jeweils einem Punkt mit jeder Zuleitung (15, 115) verbunden ist, wobei vorzugsweise das Sensorelement direkt über einen elektrisch leitfähigen Verbinder (24) mit den Leiterbahnen verbunden ist.
Temperatursensor nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (20, 120, 220, 320) in einem schrägen Winkel zu den Zuleitungen (15, 115) bzw. dem Träger (13, 113) verläuft, insbesondere mit einem Winkel von etwa 45°.
Temperatursensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (13, 113) ein Keramiksubstrat ist, insbesondere mit mindestens einer Schicht aus einem LTCC-Material, wobei vorzugsweise der gesamte Träger aus LTCC-Material besteht.
Temperatursensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (20, 120, 220, 320) im wesentlichen frei an der Oberseite (14, 114) des Trägers (13, 113) liegt, insbesondere bis auf die kontaktierten Bereiche mit einem geringen Abstand zu der Oberfläche des Trägers.
Temperatursensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (13, 113) ein Bauteilträger für weitere Bauteile außer dem Sensorelement (20, 120, 220, 320) ist.
Verfahren zur Herstellung eines Temperatursensors (11, 111, 211, 311) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einen Träger (13, 113) mit zwei elektrischen Kontaktbereichen (15, 115) das Sensorelement (20, 120, 220, 320) herangeführt wird derart, dass es jeweils zumindest in die Nähe beider Kontaktbereiche kommt und anschließend die elektrische Kontaktierung und mechanische Befestigung an die Kontaktbereiche mittels eines elektrisch leitfähigen Klebers (24) oder Verbinders erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Träger (13, 113), insbesondere einem Keramik-Träger, zwei Leiterbahnen (15, 115) in einem Dickschicht-Verfahren aufgebracht werden, wobei insbesondere die beiden Leiterbahnen einen konstanten Abstand zueinander aufweisen bzw. parallel verlaufen, und diese Leiterbahnen die Kontaktbereiche bilden.
Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein magnetisches Sensorelement (20, 120, 220, 320) auf einem unmagnetischen Träger (13, 113) mittels eines schaltbaren Magneten, vorzugsweise eines schaltbaren Elektromagneten, platziert wird.
Elektrowärmegerät, insbesondere Strahlungsheizkörper, mit einem Temperatursensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Gerät zur Erwärmung von Wasser oder Wasserdampf mit einem Temperatursensor nach einem der Ansprüche 1 bis 21.