DE102005051182A1 - Flow sensor unit cleaning method, involves arranging temperature measuring unit and heat unit on carrier unit, and heating temperature measuring unit with additional platinum thin-film resistor - Google Patents

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    • G01F1/6983—Feedback or rebalancing circuits, e.g. self heated constant temperature flowmeters adapted for burning-off deposits

Abstract

The method involves arranging a temperature measuring unit (2) and a heat unit (3) on a carrier unit, where the temperature measuring unit exhibits a platinum thin-film resistor on a ceramic subsurface. The temperature measuring unit is heated with an additional platinum thin-film resistor. The carrier unit is laminated by ceramic foils (1a, 1b, 1c), and the temperature measuring unit and the heat unit are electrically contacted with contact surfaces by electrical conductors : Independent claims are also included for the following: (1) a flow sensor unit comprising two platinum thin-film resistors (2) a method for manufacturing a flow sensor unit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Strömungssensorelement, das ein Temperaturmesselement mit einem Platin-Dünnfilmwiderstand und ein Heizelement mit einem Platin-Dünnfilmwiderstand aufweist, wobei das Temperaturmesselement und das Heizelement an einem Trägerelement angeordnet sind, das aus einem Keramikfolien-Laminat oder einem Keramikbauteil gebildet ist, wobei das Trägerelement elektrische Leiterbahnen und Anschlussflächen zur elektrischen Kontaktierung des Temperaturmesselements sowie des Heizelements aufweist. Des weiteren betrifft die Erfindung die Anwendung eines solchen Strömungssensorelements.The Invention relates to a flow sensor element, a temperature measuring element with a platinum thin-film resistor and a heating element with a platinum thin-film resistor having, wherein the temperature measuring element and the heating element on a support element are arranged, which consist of a ceramic film laminate or a Ceramic component is formed, wherein the carrier element electrical conductor tracks and connection surfaces for electrical contacting of the temperature measuring element as well of the heating element. Furthermore, the invention relates to Application of such a flow sensor element.

Derartige Strömungssensorelemente sind aus der EP 1 065 476 A1 bekannt. Hier ist ein thermischer Luftdurchflusssensor offenbart, bei dem ein Sensorelement mit einem Heizwiderstand und einem Widerstandstemperaturmesselement in einer Aussparung eines Keramiklaminatkörpers versenkt angeordnet und mit Keramikzement befestigt ist. Aufgrund der Klebeverbindung und der versenkten Anordnung des Sensorelements mit beziehungsweise in dem Keramiklaminat weist das Sensorelement eine merkliche Reaktionsträgheit bei Temperaturwechseln des Messmediums auf. Die elektrischen Kontakte sind im Strömungsbereich mit einem Epoxidharz bedeckt, so dass ein Einsatz der Vorrichtung bei Temperaturen oberhalb 300°C nicht möglich ist. Zudem ist die Anordnung aufwendig und daher kostenintensiv.Such flow sensor elements are known from the EP 1 065 476 A1 known. Here, a thermal air flow sensor is disclosed in which a sensor element having a heating resistor and a resistance temperature sensing element is recessed in a recess of a ceramic laminate body and fixed with ceramic cement. Due to the adhesive bond and the sunk arrangement of the sensor element with or in the ceramic laminate, the sensor element has a noticeable reaction inertia with temperature changes of the measured medium. The electrical contacts are covered in the flow area with an epoxy resin, so that use of the device at temperatures above 300 ° C is not possible. In addition, the arrangement is complicated and therefore expensive.

DE 102 25 602.0 offenbart einen Temperatursensor mit einer Gesamtdicke von 10 bis 100 μm, der ein metallisches Foliensubstrat mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung aufweist, auf welcher ein Platin-Dünnfilmwiderstand als temperatursensitives Element angeordnet ist. Der Temperatursensor ist im Bereich eines Kühlkörpers für ein Halbleiterbauelement eingesetzt. DE 102 25 602.0 discloses a temperature sensor with a total thickness of 10 to 100 microns, which has a metallic foil substrate with an electrically insulating coating on which a platinum thin-film resistor is arranged as a temperature-sensitive element. The temperature sensor is used in the region of a heat sink for a semiconductor device.

Die DE 195 06 231 A1 offenbart ein Heißfilmanemometer mit einem Temperaturmesswiderstand und einem Heizwiderstand. Der Heizwiderstand ist brückenartig in einer Ausnehmung einer Kunststoffträgerplatte angeordnet. Die Platin-Temperatur-Dünnschichtelemente für den Temperaturmesswiderstand und den Heizwiderstand sind auf einem Keramiksubstrat, welches vorzugsweise aus Aluminiumoxid gebildet ist, angeordnet.The DE 195 06 231 A1 discloses a hot-film anemometer with a temperature sensing resistor and a heating resistor. The heating resistor is arranged like a bridge in a recess of a plastic carrier plate. The platinum temperature thin-film elements for the temperature measuring resistor and the heating resistor are arranged on a ceramic substrate, which is preferably formed of aluminum oxide.

Die DE 199 41 420 A1 offenbart ein Sensorelement zur Temperaturmessung auf einem metallischen Substrat, das eine Isolationsschicht als Membrane aufweist. Dabei überspannt die Membrane eine Ausnehmung im metallischen Substrat. Der Platindünnfilm ist dabei im Bereich der Ausnehmung auf der Membrane angeordnet.The DE 199 41 420 A1 discloses a sensor element for measuring temperature on a metallic substrate having an insulating layer as a membrane. The membrane spans a recess in the metallic substrate. The platinum thin film is arranged in the region of the recess on the membrane.

Die DE 101 24 964 A1 offenbart einen Sensor zur Messung von Strömungsgeschwindigkeiten von Gasen oder Flüssigkeiten mit einer Trägermembran, die in Form einer Fahne ausgebildet ist. Die Trägermembran ist vorzugsweise aus einem Kunststoff gebildet und weist eine elektrische Leiterbahn aus Platin und elektrische Zuleitungen auf. Der Einsatz eines solchen Sensors mit einer Trägermembran aus Kunststoff ist bei Temperaturen oberhalb 300°C nicht möglich.The DE 101 24 964 A1 discloses a sensor for measuring flow velocities of gases or liquids with a support membrane formed in the shape of a tab. The carrier membrane is preferably formed from a plastic and has an electrical conductor of platinum and electrical leads. The use of such a sensor with a support membrane made of plastic is not possible at temperatures above 300 ° C.

EP 1 431 718 offenbart ein schnell ansprechendes Strömungssensorelement zur Messung von Massendurchflüssen von heißen gasförmigen oder flüssigen Medien. Hierzu weisen ein Temperaturmesselement und ein Heizelement jeweils eine metallische Trägerfolie mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung auf, auf welcher die Platin-Dünnfilmwiderstände angeordnet sind. Bei Verschmutzung driftet der Messwert. EP 1 431 718 discloses a fast response flow sensor element for measuring mass flows of hot gaseous or liquid media. For this purpose, a temperature measuring element and a heating element each have a metallic carrier foil with an electrically insulating coating on which the platinum thin-film resistors are arranged. If dirty, the measured value drifts.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, dem Drift entgegen zu wirken, insbesondere ein entsprechendes Strömungssensorelement zu reinigen oder ein starken Verschmutzungen, z.B. Abgas, ausgesetztes Strömungssensorelement funktionsstabil zu halten.It Now object of the invention to counteract the drift, in particular a corresponding flow sensor element to clean or a heavy soiling, e.g. Exhaust gas, exposed flow sensor element keep functionally stable.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.The The object is achieved by the features of the independent claims.

Ein maßgeblicher Aspekt für die vorliegende Erfindung ist eine Selbstreinigung des Temperaturmesselementes durch Ausglühen mittels eines Heizleiters. Insbesondere ist dieser Heizleiter auf dem Chip des Temperaturmesselements integriert. In einer bevorzugten Ausführung werden mindestens zwei Platin-Dünnfilmwiderstände auf einem keramischen Trägerplättchen angeordnet. Dies ermöglicht ein Erhitzen des Temperaturmesselements zum ausheizen oder ausglühen von Verunreinigungen.One authoritative Aspect for The present invention is a self-cleaning of the temperature sensing element by annealing by means of a heating conductor. In particular, this heating element is on integrated into the chip of the temperature measuring element. In a preferred execution At least two platinum thin-film resistors will be on a ceramic carrier plate arranged. This allows a Heating the temperature measuring element for heating or annealing Impurities.

Insbesondere sind die beiden Widerstände des Temperaturmesselements auf einem keramische Untergrund angeordnet, vorzugsweise auf einem massiven Keramikplättchen.Especially are the two resistances of the Temperature measuring elements arranged on a ceramic substrate, preferably on a massive ceramic tile.

Ist das Strömungssensorelement als mehrteiliges keramisches Bauteil ausgebildet, ermöglicht dies neben der bevorzugten Selbstreinigung des Temperaturmesselements auch eine Fremdeinwirkung zur Reinigung des Temperaturelements. Beispiele für Reinigung durch äußere Einflüsse sind Bestrahlung, chemische Behandlung und Wärmeübertragung innerhalb des Strömungssensorelements sowie Kombinationen davon. Als keramische Komponenten des mehrteiligen keramischen Bauteils sind neben dem Trägerteil, das vorzugsweise bereits als Laminat zusammengesetzt ist, noch das Temperaturmesselement und das Heizelement in Betracht zu ziehen.If the flow sensor element is designed as a multi-part ceramic component, this allows, in addition to the preferred self-cleaning of the temperature measuring element, also a foreign influence for cleaning the temperature element. Examples of cleaning by external influences are irradiation, chemical treatment and heat transfer within the flow sensor element, as well as combinations thereof. As a ceramic compo In addition to the carrier part, which is preferably already assembled as a laminate, the temperature measuring element and the heating element are also to be taken into consideration in the multi-part ceramic component.

Die Trägerplättchen der Platindünnfilmwiderstände sind entsprechend dünn ausgebildet, so dass eine äußerst geringe thermische Trägheit des Systems und damit eine hohe Ansprechgeschwindigkeit der Platin-Dünnfilm-widerstände resultiert. Zur Bildung eines Keramikfolien-Laminats können entweder keramische Grünfolien (= ungebrannte Folien) laminiert und gebrannt werden oder aber bereits gesinterte Keramikfolien eingesetzt werden, die dann vorzugsweise mit einem Glaslot verklebt werden. Die zum Aufbau des Strömungssensorelementes verwendeten Materialien können hervorragend bei Temperaturen im Bereich von –40°C bis + 800°C eingesetzt werden.The Carrier plate of the Platinum thin film resistors are correspondingly thin trained, so that an extremely low thermal inertia of the system and thus a high response speed of the platinum thin film resistors results. To form a ceramic film laminate can either ceramic green sheets (= unfired films) are laminated and fired or already sintered ceramic films are used, which then preferably glued with a glass solder. The structure of the flow sensor element used materials can excellent for use in temperatures ranging from -40 ° C to + 800 ° C.

Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die keramischen Trägerplättchen eine Dicke im Bereich von 100 μm bis 650 μm, insbesondere 150 μm bis 400 μm aufweisen. Als Material für die keramischen Trägerplättchen hat sich Al2O3 bewährt, insbesondere mit mindestens 96 Gew.-% und vorzugsweise über 99 Gew-%.It is particularly preferred if the ceramic carrier platelets have a thickness in the range of 100 microns to 650 microns, in particular 150 microns to 400 microns. As the material for the ceramic carrier platelets Al 2 O 3 has proven, in particular with at least 96 wt .-% and preferably more than 99% by weight.

Für die Platin-Dünnfilmwiderstände hat es sich bewährt, wenn diese jeweils eine Dicke im Bereich von 0,5 μm bis 2 μm, insbesondere 0,8 μm bis 1,2 μm aufweisen. Heizwiderstände weisen vorzugsweise 1 bis 50 Ohm auf und neigen bei Verkleinerung der Bauteile zu höheren Werten. Bei den zur Zeit gängigen Dimensionen der Bauteile sind 5 bis 20 Ohm bevorzugt. Temperaturmesswiderstände weisen vorzugsweise 50 bis 10 000 Ohm auf und neigen bei Verkleinerung der Bauteile ebenso zu größeren Werten. Bei den zur Zeit gängigen Dimensionen der Bauteile sind 100 bis 2000 Ohm bevorzugt. Auf dem Temperaturchip ist der Temperaturmesswiderstand um ein vielfaches größer als der Heizwiderstand. Insbesondere unterscheiden sich diese Widerstände um ein bis zwei Größenordnungen.For the platinum thin film resistors has it is proven if these each have a thickness in the range of 0.5 microns to 2 microns, in particular 0.8 μm to 1.2 μm. heating resistors preferably have 1 to 50 ohms and tend to decrease in size Components to higher Values. At the time common Dimensions of the components are preferably 5 to 20 ohms. Have temperature measuring resistors preferably 50 to 10,000 ohms and tend to diminish the components also to larger values. At the time common Dimensions of the components are preferably 100 to 2000 ohms. On the temperature chip the temperature measuring resistor is many times larger than the heating resistor. In particular, these resistances differ by one up to two orders of magnitude.

Um die Platin-Dünnfilmwiderstände vor einem korrosiven Angriff durch das Messmedium zu schützen, hat es sich bewährt, wenn diese jeweils mit einer Passivierungsschicht bedeckt sind.Around the platinum thin-film resistors before a corrosive attack by the medium to protect, has it is proven if they are each covered with a passivation layer.

Die Passivierungsschicht weist dabei vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 10 μm bis 30 μm, insbesondere 15 μm bis 20 μm auf. Bewährt hat sich die Dickschichttechnik für eine Passivierungsschicht aus einer SiO2 Einzelschicht. Besonders bewährt hat sich eine Passivierungsschicht aus mindestens zwei unterschiedlichen Einzelschichten, insbesondere Einzelschichten aus Al2O3und SiO2. Die Dünnschichttechnik eignet sich zu Erstellen der bevorzugten Schichtdicke der Al2O3-Schicht von 0,5-5, insbesondere 1-3 μm.The passivation layer preferably has a thickness in the range from 10 μm to 30 μm, in particular from 15 μm to 20 μm. The thick-film technique for a passivation layer made of a SiO 2 single layer has proven to be successful. A passivation layer comprising at least two different individual layers, in particular individual layers of Al 2 O 3 and SiO 2 , has proven particularly suitable. The thin-film technique is suitable for creating the preferred layer thickness of the Al 2 O 3 layer of 0.5-5, in particular 1-3 microns.

Besonders bevorzugt ist es, wenn das Temperaturmesselement rechteckige keramische Trägerplättchen mit zwei langen und zwei schmalen Kanten aufweist und dass die keramischen Trägerplättchen im Bereich einer der schmalen Kanten zwischen Keramikfolien des Keramikfolien-Laminats oder zwischen mindestens zwei Teilen des Keramikbauteils angeordnet sind.Especially it is preferred if the temperature measuring element rectangular ceramic Carrier plate with has two long and two narrow edges and that the ceramic Carrier plate in the Area of one of the narrow edges between ceramic films of the ceramic film laminate or arranged between at least two parts of the ceramic component are.

Ebenso ist es bevorzugt, wenn das mindestens eine Heizelement rechteckige keramische Trägerplättchen mit zwei langen und zwei schmalen Kanten aufweist und dass die keramischen Trägerplättchen im Bereich einer der schmalen Kanten zwischen Keramikfolien des Keramikfolien-Laminats oder zwischen mindestens zwei Teilen des Keramikbauteils angeordnet ist.As well it is preferred if the at least one heating element is rectangular ceramic carrier plates with has two long and two narrow edges and that the ceramic Carrier plate in the Area of one of the narrow edges between ceramic films of ceramic film laminate or is arranged between at least two parts of the ceramic component.

Die Platin-Dünnfilmwiderstände werden dabei vorzugsweise an dem, dem Keramikfolien-Laminat oder den Keramikbauteilen abgewandten Ende der Trägerplättchen angeordnet, um eine möglichst geringe thermische Beeinflussung der Platin-Dünnfilmwiderstände durch das thermisch träge Keramikfolien-Laminat oder die thermisch trägen Keramikbauteile zu gewährleisten.The Platinum thin film resistors preferably facing away from the ceramic film laminate or the ceramic components Arranged at the end of the carrier plates, to the lowest possible thermal influence of the platinum thin film resistors by that is thermally inert Ceramic film laminate or to ensure the thermally inert ceramic components.

Um eine gegenseitige Beeinflussung von Temperaturmesselement und Heizelement zu unterbinden, ist es von Vorteil, wenn der Platin-Dünnfilmwiderstand des Heizelements weiter vom Keramikfolien-Laminat oder vom Keramikbauteil entfernt angeordnet ist als der Platin-Dünnfilmwiderstand des Temperaturmesselements. Dadurch sind die Platin-Dünnfilmwiderstände des Heizelements nicht in der gleichen Strömungsfaser des Messmediums angeordnet wie die Platin-Dünnfilmwiderstände des Temperaturmesselements.Around a mutual influence of temperature measuring element and heating element To prevent, it is advantageous if the platinum thin-film resistor of the heating element farther from the ceramic film laminate or ceramic component is arranged remotely than the platinum thin-film resistor of the temperature measurement element. As a result, the platinum thin film resistors of Heating element not in the same flow fiber of the medium arranged like the platinum thin film resistors of the temperature sensing element.

Vorzugsweise sind die Trägerplättchen des Heizelements und des Temperaturmesselements voneinander beabstandet und zwar insbesondere in Serie zwischen gleichen Keramikfolien oder Teilen des Keramikbauteils angeordnet.Preferably are the carrier plates of the heating element and the temperature measuring element spaced from each other and that especially in series between the same ceramic films or parts of the Ceramic component arranged.

Dabei hat es sich bewährt, wenn das Keramikfolien-Laminat aus zwei Keramikfolien gebildet ist oder wenn das Keramikbauteil aus zwei Keramikrohren, deren Wandungen im Querschnitt je weils ein Halbmondprofil aufweisen, gebildet ist.there has it proven when the ceramic film laminate is formed of two ceramic films or if the ceramic component of two ceramic tubes whose walls in cross-section depending Weil have a half-moon profile is formed.

Es hat sich insbesondere zur Messung von Medien mit wechselnder Strömungsrichtung bewährt, wenn ein Temperaturmesselement, zwei Heizelemente und ein Temperaturmesselement in Serie angeordnet sind.It has especially for the measurement of media with changing flow direction proven, if a temperature measuring element, two heating elements and a temperature measuring element arranged in series.

Weiterhin haben sich Anordnungen bewährt, bei welchen das Keramikfolien-Laminat aus drei Keramikfolien gebildet ist.Farther Arrangements have proved successful at which formed the ceramic film laminate of three ceramic films is.

Dabei hat es sich insbesondere bewährt, wenn die Trägerplättchen des Heizelements und des Temperaturmesselements durch Keramikfolien beabstandet voneinander und parallel zueinander angeordnet sind.there It has proven particularly useful when the carrier plates of the Heating element and the temperature measuring element by ceramic films spaced from each other and arranged parallel to each other.

Es ist bevorzugt, ein Heizelement zwischen einer ersten und einer zweiten Keramikfolie und ein Temperaturmesselement zwischen der zweiten und einer dritten Keramikfolie der drei Keramikfolien anzuordnen, wobei das Heizelement und das Temperaturmesselement auf gleicher Höhe des Keramikfolien-Laminats nebeneinander angeordnet sind.It is preferred, a heating element between a first and a second Ceramic foil and a temperature measuring element between the second and to arrange a third ceramic foil of the three ceramic foils, wherein the heating element and the temperature measuring element on the same Height of Ceramic film laminate are arranged side by side.

Außerdem hat es sich bewährt, wenn ein Heizelement zwischen einer ersten und einer zweiten Keramikfolie der drei Keramikfolien angeordnet ist und dass zwei Temperaturmesselemente zwischen der zweiten und einer dritten Keramikfolie der drei Keramikfolien angeordnet sind, wobei das Heizelement zwischen den Temperaturmesselementen angeordnet ist.Besides, has it is proven when a heating element between a first and a second ceramic foil the three ceramic sheets is arranged and that two temperature measuring elements between the second and a third ceramic foil of the three ceramic foils are arranged, wherein the heating element between the temperature measuring elements is arranged.

Weiterhin haben sich Anordnungen bewährt, bei welchen das Keramikfolien-Laminat aus vier Keramikfolien gebildet ist.Farther Arrangements have proved successful at which formed the ceramic film laminate of four ceramic films is.

Dabei ist es bevorzugt, wenn ein erstes Temperaturmesselement zwischen einer ersten und einer zweiten Keramikfolie der vier Keramikfolien und ein zweites Temperaturmesselement zwischen einer dritten und einer vierten Keramikfolie der vier Keramikfolien angeordnet ist und dass ein Heizelement zwischen der zweiten und der dritten Keramikfolie angeordnet ist, wobei das Heizelement und die Temperaturmesselemente auf gleicher Höhe des Keramikfolien-Laminats nebeneinander angeordnet sind.there it is preferred if a first temperature measuring element between a first and a second ceramic film of the four ceramic films and a second temperature sensing element between a third and a fourth ceramic foil of the four ceramic films is arranged and that a heating element between the second and the third ceramic foil is arranged, wherein the heating element and the temperature measuring elements at the same height of ceramic foil laminate are arranged side by side.

Weiterhin ist es bevorzugt, wenn ein erstes Temperaturmesselement zwischen einer ersten und einer zweiten Keramikfolie der vier Keramikfolien und ein zweites Temperaturmesselement zwischen einer dritten und einer vierten Keramikfolie der vier Keramikfolien angeordnet ist und dass ein Heizelement zwischen der zweiten und der dritten Keramikfolie angeordnet ist, wobei die Temperaturmesselemente auf gleicher Höhe des Keramikfolien-Laminat nebeneinander angeordnet sind und das Heizelement versetzt zu den Temperaturmesselementen angeordnet ist.Farther it is preferred if a first temperature measuring element between a first and a second ceramic film of the four ceramic films and a second temperature sensing element between a third and a fourth ceramic foil of the four ceramic films is arranged and that a heating element between the second and the third ceramic foil is arranged, wherein the temperature measuring elements at the same height of the ceramic film laminate are arranged side by side and the heating element offset from the Temperature measuring elements is arranged.

Die Verwendung eines erfindungsgemäßen Strömungssensorelements zur Massendurchflussmessung gasförmiger oder flüssiger Medien durch Rohrleitungen, wobei die Trägerplättchen parallel zur Strömungsrichtung des Mediums angeordnet sind, ist ideal.The Use of a flow sensor element according to the invention for mass flow measurement gaseous or more fluid Media through pipelines, wherein the carrier plates parallel to the flow direction of the medium are ideal.

Dabei eignet sich das erfindungsgemäße Strömungssensorelement insbesondere zur Messung an gasförmigen Medien mit einer Temperatur im Bereich von –40°C bis +800°C, wie sie beispielsweise das Abgas einer Verbrennungskraftmaschine aufweist.there the flow sensor element according to the invention is suitable in particular for measuring on gaseous Media with a temperature in the range of -40 ° C to + 800 ° C, such as the Exhaust gas has an internal combustion engine.

Die Selbstreinigung durch aufheizen des Temperaturmesselements ist besonders für im Abgasbereich von Verbrennungsmotoren insbesondere Dieselmotoren angeordnete Sensoren geeignet. Verrußte Sensoren werden durch erhitzen, insbesondere Ausglühen schnell wieder voll funktionsfähig. Dabei lässt sich diese Selbstreinigung während der Lebensdauer eines Motors beliebig oft widerholen.The Self-cleaning by heating the temperature measuring element is special for im Exhaust range of internal combustion engines, especially diesel engines arranged sensors suitable. Sooty sensors will heat up, especially annealing quickly fully functional again. Leave it this self-cleaning during the life of a motor as often as possible.

Die Anordnung von mehreren Temperaturmesselementen und Heizelementen an dem Trägerelement ermöglicht in idealer Weise auch die Erkennung der Strömungsrichtung bzw. von Strömungsrichtungsänderungen eines Mediums. Insofern ist es vorteilhaft, das erfindungsgemäße Strömungssensorelement zur Messung an Medien mit sich in zeitlichen Abständen ändernder Strömungsrichtung einzusetzen.The Arrangement of several temperature measuring elements and heating elements on the carrier element allows in an ideal way, the detection of the flow direction and of flow direction changes a medium. In this respect, it is advantageous for the flow sensor element according to the invention for measuring on media with temporally changing flow direction use.

Die 1 bis 9a sollen das erfindungsgemäße Strömungssensorelement lediglich beispielhaft erläutern. Es sei hier deshalb ausdrücklich hinzugefügt, dass die Anordnung der elektrischen Leiterbahnen und Anschlussflächen sowie die Anzahl der Platin-Dünnfilme pro Temperaturmesselement oder Heizelement auch anders gewählt sein kann, ohne dass der Bereich der Erfindung verlassen wird.The 1 to 9a should illustrate the flow sensor element according to the invention only by way of example. It should therefore be expressly added here that the arrangement of the electrical conductor tracks and pads as well as the number of platinum thin films per temperature measuring element or heating element can also be chosen differently without departing from the scope of the invention.

1 zeigt ein Strömungssensorelement mit zweischichtigem Keramikfolien-Laminat und einem Temperaturmesselement und einem Heizelement (Draufsicht von 1a); 1 shows a flow sensor element with two-layer ceramic film laminate and a temperature measuring element and a heating element (top view of 1a );

1a zeigt das Strömungssensorelement aus 1 in Seitenansicht; 1a shows the flow sensor element 1 in side view;

2 zeigt ein Strömungssensorelement mit zweischichtigem Keramikfolien-Laminat und zwei Temperaturmesselementen und zwei Heizelementen (Draufsicht von 2a); 2 shows a flow sensor element with two-layer ceramic film laminate and two temperature sensing elements and two heating elements (top view of 2a );

2a zeigt das Strömungssensorelement aus 2 in Seitenansicht; 2a shows the flow sensor element 2 in side view;

3 zeigt ein Strömungssensorelement mit zweischichtigem Keramikfolien-Laminat und zwei Temperaturmesselementen und einem Doppelheizelement (Draufsicht von 3a); 3 shows a flow sensor element with two-layer ceramic film laminate and two temperature sensing elements and a double heating element (top view of 3a );

3a zeigt das Strömungssensorelement aus 3 in Seitenansicht; 3a shows the flow sensor element 3 in side view;

4 zeigt ein Strömungssensorelement mit dreischichtigem Keramikfolien-Laminat, zwei Temperaturmesselementen und einem Doppelheizelement in Draufsicht; 4 shows a flow sensor element with three-layer ceramic film laminate, two temperature sensing elements and a double heating element in plan view;

5 zeigt ein Strömungssensorelement mit dreischichtigem Keramikfolien-Laminat, einem Temperaturmesselement und einem Heizelement in Draufsicht; 5 shows a flow sensor element with three-layer ceramic film laminate, a temperature measuring element and a heating element in plan view;

5a zeigt das Strömungssensorelement aus 5 in perspektivischer Sicht. 5a shows the flow sensor element 5 in perspective view.

6 zeigt ein Strömungssensorelement mit dreischichtigem Keramikfolien-Laminat, einem Temperaturmesselement und einem Heizelement in Draufsicht; 6 shows a flow sensor element with three-layer ceramic film laminate, a temperature measuring element and a heating element in plan view;

6a zeigt das Strömungssensorelement aus 6 in Seitenansicht; 6a shows the flow sensor element 6 in side view;

6b zeigt das Strömungssensorelement aus 6a in Seitenansicht; 6b shows the flow sensor element 6a in side view;

7 zeigt ein Strömungssensorelement mit vierschichtigem Keramikfolien-Laminat, zwei Temperaturmesselementen und einem Doppelheizelement in Draufsicht; 7 shows a flow sensor element with four-layer ceramic film laminate, two temperature sensing elements and a double heating element in plan view;

8 zeigt ein Strömungssensorelement mit vierschichtigem Keramikfolien-Laminat, zwei Temperaturmesselementen und einem Doppelheizelement in Draufsicht; 8th shows a flow sensor element with four-layer ceramic film laminate, two temperature sensing elements and a double heating element in plan view;

9 zeigt ein Strömungssensorelement mit mehrteiligem Keramikbauteil, einem Temperaturmesselement und einem Heizelement im Querschnitt A – A" (siehe 9a); 9 shows a flow sensor element with multi-part ceramic component, a temperature measuring element and a heating element in the cross section A - A "(see 9a );

9a zeigt das Strömungssensorelement aus 9 in Seitenansicht. 9a shows the flow sensor element 9 in side view.

1 zeigt ein Strömungssensorelement mit einem Keramikfolien-Laminat 1, das aus einer ersten Keramikfolie 1a aus Al2O3 und einer zweiten Keramikfolie 1b aus Al2O3 gebildet ist. In Serie zwischen der ersten Keramikfolie 1a und der zweiten Keramikfolie 1b sind ein Temperaturmesselement 2 und ein Heizelement 3 teilweise eingebettet und elektrisch kontaktiert. Ermöglicht wird eine Messung des Massendurchflusses nach dem Prinzip des Heißfilmanemometers. Das Heizelement 3 wird dabei durch eine elektrische Regelschaltung (Brückenschaltung und Verstärker in einem Regelkreis) entweder auf einer konstanten Temperatur (z.B. von 450°C) oder einer konstanten Temperaturdifferenz (z.B. von 100 K) zum Temperaturmesselement 2 gehalten. Eine Änderung im Massenfluss des Mediums ruft nun eine Änderung der Leistungsaufnahme des Heizelementes 3 hervor, die elektronisch auswertbar ist und in direkten Bezug zum Massenfluss steht. 1 shows a flow sensor element with a ceramic film laminate 1 made from a first ceramic foil 1a from Al 2 O 3 and a second ceramic film 1b is formed from Al 2 O 3 . In series between the first ceramic foil 1a and the second ceramic foil 1b are a temperature measuring element 2 and a heating element 3 partially embedded and electrically contacted. A measurement of the mass flow according to the principle of the hot-film anemometer is made possible. The heating element 3 is thereby by an electrical control circuit (bridge circuit and amplifier in a control loop) either at a constant temperature (eg of 450 ° C) or a constant temperature difference (eg of 100 K) to the temperature measuring element 2 held. A change in the mass flow of the medium now causes a change in the power consumption of the heating element 3 which is electronically evaluable and directly related to the mass flow.

1a zeigt das Strömungssensorelement aus 1 in Seitenansicht. Dabei ist erkennbar, dass das Temperaturmesselement 2 und das Heizelement 3 über elektrische Leiterbahnen 4a, 4b, 4c, 4d, 5a, 5b mit Anschlussflächen 4a',4b', 4c', 4d', 5a', 5b' elektrisch kontaktiert sind. Die elektrischen Leiterbahnen 4a, 4b, 4c, 4d, 5a, 5b sind auf der ersten Keramikfolie 1a angeordnet und teilweise von der zweiten Keramikfolie 1b bedeckt. Daher ist ihre Lage teilweise gestrichelt angedeutet. Das Temperaturmesselement 2 weist ein Trägerplättchen 2c bestehend aus einer Einzelschicht aus Al2O3 auf. Ein Platin-Dünnfilmelement 2d zur Temperaturmessung und 2a zum ausheizen und elektrische Anschlussleitungen 2b sind auf der Rückseite des Trägerplättchen 2c inklusive elektrisch isolierender Beschichtung angeordnet und deren Lage daher gestrichelt dargestellt. Das Heizelement 3 weist ein Trägerplättchen 3c bestehend aus einer Einzelschicht aus Al2O3 auf. Ein Platin-Dünnfilmelement 3a als Heizer und seine elektrischen Anschlussleitungen 3b sind auf der Rückseite der Trägerfolie 3c angeordnet und deren Lage daher gestrichelt dargestellt. 1a shows the flow sensor element 1 in side view. It can be seen that the temperature measuring element 2 and the heating element 3 via electrical conductors 4a . 4b . 4c . 4d . 5a . 5b with connection surfaces 4a ' . 4b ' . 4c ' . 4d ' . 5a ' . 5b ' electrically contacted. The electrical conductors 4a . 4b . 4c . 4d . 5a . 5b are on the first ceramic foil 1a arranged and partially of the second ceramic film 1b covered. Therefore, their location is partially indicated by dashed lines. The temperature measuring element 2 has a carrier plate 2c consisting of a single layer of Al 2 O 3 on. A platinum thin film element 2d for temperature measurement and 2a for heating and electrical connection cables 2 B are on the back of the carrier plate 2c including electrically insulating coating arranged and therefore shown their location by dashed lines. The heating element 3 has a carrier plate 3c consisting of a single layer of Al 2 O 3 on. A platinum thin film element 3a as a heater and its electrical connection lines 3b are on the back of the carrier film 3c arranged and therefore shown their location by dashed lines.

Die Keramikfolien 1a, 1b sind im Bereich 6 entweder durch direktes miteinander Versintern oder über ein Glaslot verbunden. Die Anschlussflächen 4a', 4b',4c', 4d', 5a', 5b' sind von der zweiten Keramikfolie 1b unbedeckt, damit eine Verbindung mit hier nicht dargestellten elektrischen Anschlusskabeln erfolgen kann.The ceramic films 1a . 1b are in the area 6 either by direct sintering together or via a glass solder. The connection surfaces 4a ' . 4b ' . 4c ' . 4d ' . 5a ' . 5b ' are from the second ceramic foil 1b uncovered, so that a connection can be made with electrical connection cables, not shown here.

2 zeigt ein Strömungssensorelement mit einem Keramikfolien-Laminat 1, das aus einer ersten Keramikfolie 1a aus Al2O3 und einer zweiten Keramikfolie 1b aus Al2O3 gebildet ist. In Serie zwischen der ersten Keramikfolie 1a und der zweiten Keramikfolie 1b sind zwei Tempera turmesselemente 2, 8 und zwei Heizelemente 3, 7 teilweise eingebettet und elektrisch kontaktiert. 2 shows a flow sensor element with a ceramic film laminate 1 made from a first ceramic foil 1a from Al 2 O 3 and a second ceramic film 1b is formed from Al 2 O 3 . In series between the first ceramic foil 1a and the second ceramic foil 1b are two tempera ture measuring elements 2 . 8th and two heating elements 3 . 7 partially embedded and electrically contacted.

Dies ermöglicht wiederum eine Messung nach dem Prinzip des Heißfilmanemometers, wie bereits zu 1 beschrieben. Die Anzahl der Heizelementen 3, 7 und Temperaturmesselementen 2, 8 erlaubt es nun aber, jeweils einen elektrischen Regelkreis für je ein Heizelement und je ein Temperaturmesselement (2 und 3 bzw. 7 und 8) zu bilden und auszuwerten. Mit diesem Strömungssensorelement ist es nun möglich, die Strömungsrichtung eines Mediums zu erkennen, da ein Übertrag an thermischer Energie von dem Heizelement, das in Strömungsrichtung zuerst angeordnet ist, an das nachfolgende Heizelement erfolgt. Die Temperaturänderung beziehungsweise Erwärmung des nachfolgenden Heizelementes führt zu einer geringeren Leistungsaufnahme dieses Heizelementes, was als Signal für die Strömungsrichtung des Mediums ausgewertet werden kann.This in turn allows a measurement according to the principle of the hot-film anemometer, as already to 1 described. The number of heating elements 3 . 7 and temperature measuring elements 2 . 8th but it now allows each one electrical control circuit for each heating element and a respective temperature measuring element ( 2 and 3 respectively. 7 and 8th ) to form and evaluate. With this flow sensor element, it is now possible to detect the flow direction of a medium, since a transfer of thermal energy from the heating element, which is arranged first in the flow direction, to the subsequent heating element. The temperature change or heating of the subsequent heating element leads to a lower power consumption of this heating element, which is evaluated as a signal for the flow direction of the medium can.

2a zeigt das Strömungssensorelement aus 2 in Seitenansicht. Dabei ist erkennbar, dass die Temperaturmesselemente 2, 8 und die Heizelemente 3, 7 über elektrische Leiterbahnen 4a, 4b, 4c, 4d, 5a, 5b, 9a, 9b, 10a, 10b mit Anschlussflächen 4a', 4b', 4c, 4d, 5a', 5b', 9a', 9b', 10a', 10b' elektrisch kontaktiert sind. Die elektrischen Leiterbahnen 4a, 4b, 4c, 4d, 5a, 5b, 9a, 9b, 10a, 10b sind auf der ersten Keramikfolie 1a angeordnet und teilweise von der zweiten Keramikfolie 1b bedeckt. Daher ist ihre Lage teilweise gestrichelt angedeutet. Das Temperaturmesselement 2 weist ein Trägerplättchen 2c bestehend aus zwei Einzelschichten aus Al2O3 und SiO2 auf. Ein Platin-Dünnfilmelement 2d zur Temperaturmessung und 2a zum Ausglühen und seine elektrischen Anschlussleitungen 2b sind auf der Rückseite des Trägerplättchens 2c angeordnet und deren Lage daher gestrichelt dargestellt. Das Heizelement 3 weist ein Trägerplättchen 3c bestehend aus zwei Einzelschichten aus Al2O3 und SiO2 auf. Ein Platin-Dünnfilmelement 3a als Heizer und seine elektrischen Anschlussleitungen 3b sind auf der Rückseite des Trägerplättchen 3c angeordnet und deren Lage daher gestrichelt dargestellt. Das Heizelement 7 weist ein Trägerplättchen 7c bestehend aus zwei Einzelschichten aus Al2O3 und SiO2 auf. Ein Platin-Dünnfilmelement 7a als Heizer und seine elektrischen Anschlussleitungen 7b sind auf der Rückseite des Trägerplättchen 7c angeordnet und deren Lage daher gestrichelt dargestellt. Das Temperaturmesselement 8 weist ein Trägerplättchen 8c bestehend aus zwei Einzelschichten aus Al2O3 und SiO2 auf. Ein Platin-Dünnfilmelement 8d zur Temperaturmessung und 2a zum Ausheizen und seine elektrischen Anschlussleitungen 8b sind auf der Rückseite des Trägerplättchen 8c angeordnet und deren Lage daher gestrichelt dargestellt. 2a shows the flow sensor element 2 in side view. It can be seen that the temperature measuring elements 2 . 8th and the heating elements 3 . 7 via electrical conductors 4a . 4b . 4c . 4d . 5a . 5b . 9a . 9b . 10a . 10b with connection surfaces 4a ' . 4b ' . 4c . 4d . 5a ' . 5b ' . 9a ' . 9b ' . 10a ' . 10b ' electrically contacted. The electrical conductors 4a . 4b . 4c . 4d . 5a . 5b . 9a . 9b . 10a . 10b are on the first ceramic foil 1a arranged and partially of the second ceramic film 1b covered. Therefore, their location is partially indicated by dashed lines. The temperature measuring element 2 has a carrier plate 2c consisting of two single layers of Al 2 O 3 and SiO 2 on. A platinum thin film element 2d for temperature measurement and 2a for annealing and its electrical connection lines 2 B are on the back of the carrier plate 2c arranged and therefore shown their location by dashed lines. The heating element 3 has a carrier plate 3c consisting of two single layers of Al 2 O 3 and SiO 2 on. A platinum thin film element 3a as a heater and its electrical connection lines 3b are on the back of the carrier plate 3c arranged and therefore shown their location by dashed lines. The heating element 7 has a carrier plate 7c consisting of two single layers of Al 2 O 3 and SiO 2 on. A platinum thin film element 7a as a heater and its electrical connection lines 7b are on the back of the carrier plate 7c arranged and therefore shown their location by dashed lines. The temperature measuring element 8th has a carrier plate 8c consisting of two single layers of Al 2 O 3 and SiO 2 on. A platinum thin film element 8d for temperature measurement and 2a for heating and its electrical connection lines 8b are on the back of the carrier plate 8c arranged and therefore shown their location by dashed lines.

Die Keramikfolien 1a, 1b sind im Bereich 6 entweder durch direktes miteinander Versintern oder über ein Glaslot verbunden. Die Anschlussflächen 4a', 4b', 4c', 4d', 5a', 5b', 9a', 9b', 10a', 10b' 10c', 10d' sind von der zweiten Keramikfolie 1b unbedeckt, damit eine Verbindung mit hier nicht dargestellten elektrischen Anschlusskabeln erfolgen kann.The ceramic films 1a . 1b are in the area 6 either by direct sintering together or via a glass solder. The connection surfaces 4a ' . 4b ' . 4c ' . 4d ' . 5a ' . 5b ' . 9a ' . 9b ' . 10a ' . 10b ' 10c ' . 10d ' are from the second ceramic foil 1b uncovered, so that a connection can be made with electrical connection cables, not shown here.

3 zeigt ein Strömungssensorelement mit einem Keramikfolien-Laminat 1, das aus einer ersten Keramikfolie 1a aus Al2O3 und einer zweiten Keramikfolie 1b aus Al2O3 gebildet ist. In Serie zwischen der ersten Keramikfolie 1a und der zweiten Keramikfolie 1b sind zwei Temperaturmesselemente 2, 8 und ein Doppelheizelement 11, 11' teilweise eingebettet und elektrisch kontaktiert. Unter einem Doppelheizelement wird hier verstanden, dass zwei Heizelemente, die elektrisch getrennt angesteuert werden können, auf einem gemeinsamen Trägerplättchen ausgeführt sind. Auch mit diesem Strömungssensorelement ist es möglich, die Strömungsrichtung eines Mediums zu erkennen. 3 shows a flow sensor element with a ceramic film laminate 1 made from a first ceramic foil 1a from Al 2 O 3 and a second ceramic film 1b is formed from Al 2 O 3 . In series between the first ceramic foil 1a and the second ceramic foil 1b are two temperature measuring elements 2 . 8th and a double heating element 11 . 11 ' partially embedded and electrically contacted. A double heating element is understood here to mean that two heating elements, which can be controlled electrically separately, are designed on a common carrier plate. Even with this flow sensor element, it is possible to detect the flow direction of a medium.

3a zeigt das Strömungssensorelement aus 3 in Seitenansicht. Dabei ist erkennbar, dass die Temperaturmesselemente 2, 8 und das Doppelheizelement 11, 11' über elektrische Leiterbahnen 4a, 4b, 4c, 4d, 5a, 5b, 9a, 9b, 10a, 10b 10c, 10d mit Anschlussflächen 4a', 4b', 4c', 4d', 5a', 5b', 9a', 9b', 10a', 10b' 10c', 10d' elektrisch kontaktiert sind. Die elektrischen Leiterbahnen 4a, 4b, 5a, 5b, 9a, 9b, 10a, 10b 10c, 10d sind auf der ersten Keramikfolie 1a angeordnet und teilweise von der zweiten Keramikfolie 1b bedeckt. Daher ist ihre Lage teilweise gestrichelt angedeutet. Das Temperaturmesselement 2 weist ein Trägerplättchen 2c bestehend aus einer Einzelschicht aus Al2O3 auf. Ein Platin-Dünnfilmelement 2d zur Temperaturmessung und 2a zum Ausheizen und seine elektrischen Anschlussleitungen 2b sind auf der Rückseite des Trägerplättchen 2c inklusive elektrisch isolierender Beschichtung angeordnet und deren Lage daher gestrichelt dargestellt. Das Doppelheizelement 11, 11' weist ein Trägerplättchen 11c bestehend aus zwei Einzelschichten aus Al2O3 und SiO2 auf. Platin-Dünnfilmelemente 11a, 11a' als Heizer und deren elektrischen Anschlussleitungen 11b, 11b' sind auf der Rückseite des Trägerplättchen 11c inklusive elektrisch isolierender Beschichtung angeordnet und deren Lage daher gestrichelt dargestellt. Das Temperaturmesselement 8 weist ein Trägerplättchen 8c bestehend aus zwei Einzelschichten aus Al2O3 und SiO2 auf. Ein Platin-Dünnfilmelement 8d zur Temperaturmessung und 8a zum Ausheizen und dessen elektrische Anschlussleitungen 8b sind auf der Rückseite des Trägerplättchen 8c angeordnet und deren Lage daher gestrichelt dargestellt. 3a shows the flow sensor element 3 in side view. It can be seen that the temperature measuring elements 2 . 8th and the double heating element 11 . 11 ' via electrical conductors 4a . 4b . 4c . 4d . 5a . 5b . 9a . 9b . 10a . 10b 10c . 10d with connection surfaces 4a ' . 4b ' . 4c ' . 4d ' . 5a ' . 5b ' . 9a ' . 9b ' . 10a ' . 10b ' 10c ' . 10d ' electrically contacted. The electrical conductors 4a . 4b . 5a . 5b . 9a . 9b . 10a . 10b 10c . 10d are on the first ceramic foil 1a arranged and partially of the second ceramic film 1b covered. Therefore, their location is partially indicated by dashed lines. The temperature measuring element 2 has a carrier plate 2c consisting of a single layer of Al 2 O 3 on. A platinum thin film element 2d for temperature measurement and 2a for heating and its electrical connection lines 2 B are on the back of the carrier plate 2c including electrically insulating coating arranged and therefore shown their location by dashed lines. The double heating element 11 . 11 ' has a carrier plate 11c consisting of two single layers of Al 2 O 3 and SiO 2 on. Platinum thin film elements 11a . 11a ' as a heater and their electrical connection cables 11b . 11b 'are on the back of the carrier plate 11c including electrically insulating coating arranged and therefore shown their location by dashed lines. The temperature measuring element 8th has a carrier plate 8c consisting of two single layers of Al 2 O 3 and SiO 2 on. A platinum thin film element 8d for temperature measurement and 8a for heating and its electrical connection cables 8b are on the back of the carrier plate 8c arranged and therefore shown their location by dashed lines.

Die Keramikfolien 1a, 1b werden im Bereich 6 direkt miteinander versintert oder mittels Glaslot verbunden. Die Anschlussflächen 4a', 4b', 4c', 4d', 5a', 5b', 9a', 9b', 10a', 10b' 10c', 10d' sind von der zweiten Keramikfolie 1b unbedeckt, damit eine Verbindung mit hier nicht dargestellten elektrischen Anschlusskabeln erfolgen kann.The ceramic films 1a . 1b be in the field 6 directly sintered together or connected by glass solder. The connection surfaces 4a ' . 4b ' . 4c ' . 4d ' . 5a ' . 5b ' . 9a ' . 9b ' . 10a ' . 10b ' 10c ' . 10d ' are from the second ceramic foil 1b uncovered, so that a connection can be made with electrical connection cables, not shown here.

4 zeigt ein Strömungssensorelement mit einem Keramikfolien-Laminat 1, das aus einer ersten Keramikfolie 1a, einer zweiten Keramikfolie 1b und einer dritten Keramikfolie 1c aus Al2O3 gebildet ist. Zwischen der ersten Keramikfolie 1a und der zweiten Keramikfolie 1b sind zwei Temperaturmesselemente 2, 2' teilweise eingebettet und elektrisch kontaktiert. Zwischen der zweiten Keramikfolie 1b und der dritten Keramikfolie 1c ist ein Doppelheizelement 11, 11' teilweise eingebettet und elektrisch kontaktiert. 4 shows a flow sensor element with a ceramic film laminate 1 made from a first ceramic foil 1a , a second ceramic foil 1b and a third ceramic foil 1c is formed from Al 2 O 3 . Between the first ceramic foil 1a and the second ceramic foil 1b are two temperature measuring elements 2 . 2 ' partially embedded and electrically contacted. Between the second ceramic foil 1b and the third ceramic foil 1c is a double heating element 11 . 11 ' partially embedded and electrically contacted.

5, 5a und 6 zeigen jeweils ein Strömungssensorelement mit einem Keramikfolien-Laminat 1, das aus einer ersten Keramikfolie 1a, einer zweiten Keramikfolie 1b und einer dritten Keramikfolie 1c aus Al2O3 gebildet ist. Zwischen der ersten Keramikfolie 1a und der zweiten Keramikfolie 1b ist ein Temperaturmesselement 2 teilweise eingebettet und elektrisch kontaktiert. Zwischen der zweiten Keramikfolie 1b und der dritten Keramikfolie 1c ist ein Heizelement 3 teilweise eingebettet und elektrisch kontaktiert. Mit diesen Strömungssensorelementen ist es nicht möglich, die Strömungsrichtung eines Mediums zu erkennen. 5 . 5a and 6 each show a flow sensor element with a ceramic film laminate 1 made from a first ceramic foil 1a , a second ceramic foil 1b and a third Kera mikfolie 1c is formed from Al 2 O 3 . Between the first ceramic foil 1a and the second ceramic foil 1b is a temperature measuring element 2 partially embedded and electrically contacted. Between the second ceramic foil 1b and the third ceramic foil 1c is a heating element 3 partially embedded and electrically contacted. With these flow sensor elements, it is not possible to detect the flow direction of a medium.

6a zeigt das Strömungssensorelement aus 6 in Seitenansicht. Dabei ist erkennbar, dass das Temperaturmesselement 2 und das Heizelement 3 über elektrische Leiterbahnen 4a, 4b, 5a, 5b mit Anschlussflächen 4a', 4b', 5a', 5b' elektrisch kontaktiert sind. Die elektrischen Leiterbahnen 5a, 5b sind auf der ersten Keramikfolie 1a angeordnet und teilweise von der zweiten Keramikfolie 1b bedeckt. Daher ist ihre Lage teilweise gestrichelt angedeutet. Die elektrischen Leiterbahnen 4a, 4b, sind auf der zweiten Keramikfolie 1b angeordnet und teilweise von der dritten Keramikfolie 1c bedeckt. Daher ist ihre Lage teilweise gestrichelt angedeutet. Das Temperaturmesselement 2 weist eine Trägerfolie 2c bestehend aus einer Einzelschicht aus Al2O3 auf. Ein Platin-Dünnfilmelement 2a zur Temperaturmessung und seine elektrischen Anschlussleitungen 2b sind auf der Rückseite des Trägerplättchen 2c inklusive elektrisch isolierender Beschichtung angeordnet und deren Lage daher gestrichelt dargestellt. In bevorzugter Ausführung ist das Trägerplättchen mit einem zusätzlichen Dünnfilmelement zum Ausheizen des Temperaturelements ausgestattet, das elektrisch analog kontaktiert ist. Das Heizelement 3 weist ein Trägerplättchen 3c bestehend aus einer Einzelschicht aus Al2O3 auf. Ein Platin-Dünnfilmelement 3a als Heizer und seine elektrischen Anschlussleitungen 3b sind auf der Rückseite des Trägerplättchens 3c angeordnet und deren Lage daher gestrichelt dargestellt. Die Keramikfolien 1a, 1b sind im Bereich 6' entweder durch direktes miteinander Versintern oder über ein Glaslot verbunden. Die Anschlussflächen 5a', 5b' sind von der zweiten Keramikfolie 1b unbedeckt, damit eine Verbindung mit hier nicht dargestellten elektrischen Anschlusskabeln erfolgen kann. Die Keramikfolien 1b, 1c sind im Bereich 6 entweder durch direktes miteinander Versintern oder über ein Glaslot verbunden. Die Anschlussflächen 4a', 4b' sind von der dritten Keramikfolie 1c unbedeckt, damit eine Verbindung mit hier nicht dargestellten elektrischen Anschlusskabeln erfolgen kann. 6a shows the flow sensor element 6 in side view. It can be seen that the temperature measuring element 2 and the heating element 3 via electrical conductors 4a . 4b . 5a . 5b with connection surfaces 4a ' . 4b ' . 5a ' . 5b ' electrically contacted. The electrical conductors 5a . 5b are on the first ceramic foil 1a arranged and partially of the second ceramic film 1b covered. Therefore, their location is partially indicated by dashed lines. The electrical conductors 4a . 4b , are on the second ceramic foil 1b arranged and partially from the third ceramic film 1c covered. Therefore, their location is partially indicated by dashed lines. The temperature measuring element 2 has a carrier film 2c consisting of a single layer of Al 2 O 3 on. A platinum thin film element 2a for temperature measurement and its electrical connection cables 2 B are on the back of the carrier plate 2c including electrically insulating coating arranged and therefore shown their location by dashed lines. In a preferred embodiment, the carrier plate is equipped with an additional thin-film element for heating the temperature element, which is electrically contacted analog. The heating element 3 has a carrier plate 3c consisting of a single layer of Al 2 O 3 on. A platinum thin film element 3a as a heater and its electrical connection lines 3b are on the back of the carrier plate 3c arranged and therefore shown their location by dashed lines. The ceramic films 1a . 1b are in the area 6 ' either by direct sintering together or via a glass solder. The connection surfaces 5a ' . 5b ' are from the second ceramic foil 1b uncovered, so that a connection can be made with electrical connection cables, not shown here. The ceramic films 1b . 1c are in the area 6 either by direct sintering together or via a glass solder. The connection surfaces 4a ' . 4b ' are from the third ceramic foil 1c uncovered, so that a connection can be made with electrical connection cables, not shown here.

6b zeigt das Strömungssensorelement aus 6a in Seitenansicht, wobei dieses in den Querschnitt einer Rohrleitung 12 eingebaut. Das die Trägerfolien 2c, 3c des Temperaturmesselements 2 und des Heizelements 3 sind dabei parallel zur Strömungsrichtung in die Rohrleitung eingebracht. 6b shows the flow sensor element 6a in side view, this in the cross section of a pipeline 12 built-in. The carrier foils 2c . 3c of the temperature measurement element 2 and the heating element 3 are introduced parallel to the flow direction in the pipeline.

7 und 8 zeigen jeweils ein Strömungssensorelement mit einem Keramikfolien-Laminat 1, das aus einer ersten Keramikfolie 1a, einer zweiten Keramikfolie 1b, einer dritten Keramikfolie 1c und einer vierten Keramikfolie 1d aus Al2O3 gebildet ist. Zwischen der ersten Keramikfolie 1a und der zweiten Keramikfolie 1b ist ein Temperaturmesselement 2 teilweise eingebettet und elektrisch kontaktiert. Zwischen der zweiten Keramikfolie 1b und der dritten Keramikfolie 1c ist ein Doppelheizelement 11, 11' teilweise eingebettet und elektrisch kontaktiert. Zwischen der dritten Keramikfolie 1c und der vierten Keramikfolie 1d ist ein weiteres Temperaturmesselement 2' teilweise eingebettet und elektrisch kontaktiert. 7 and 8th each show a flow sensor element with a ceramic film laminate 1 made from a first ceramic foil 1a , a second ceramic foil 1b , a third ceramic foil 1c and a fourth ceramic foil 1d is formed from Al 2 O 3 . Between the first ceramic foil 1a and the second ceramic foil 1b is a temperature measuring element 2 partially embedded and electrically contacted. Between the second ceramic foil 1b and the third ceramic foil 1c is a double heating element 11 . 11 ' partially embedded and electrically contacted. Between the third ceramic foil 1c and the fourth ceramic foil 1d is another temperature measuring element 2 ' partially embedded and electrically contacted.

9 zeigt ein Strömungssensorelement im Querschnitt A – A" (siehe 9a) mit einem mehrteiligem Keramikbauteil 13a, 13b, 14a, 14b aus Al2O3, das ein Temperaturmesselement 2 und ein Heizelement 3 aufweist. Das Keramikbauteil 13a, 13b, 14a, 14b weist zwei Hohlräume 15a, 15b auf, die im Bereich des Temperaturmesselementes 2 beziehungsweise des Heizelementes 3 gasdicht verschlossen sind. Zum Einbau in eine Rohrleitung ist ein Anschlussflansch 16 vorhanden. 9 shows a flow sensor element in cross-section A - A "(see 9a ) with a multi-part ceramic component 13a . 13b . 14a . 14b from Al 2 O 3 , which is a temperature measuring element 2 and a heating element 3 having. The ceramic component 13a . 13b . 14a . 14b has two cavities 15a . 15b on, in the area of the temperature measuring element 2 or the heating element 3 are sealed gas-tight. For installation in a pipeline is a connection flange 16 available.

9a zeigt das Strömungssensorelement aus 9 in Seitenansicht. Dabei sind das Temperaturmesselement 2 und das Heizelement 3 über hier nur teilweise erkennbare elektrische Leiterbahnen 4a, 4b, 5a, 5b mit Anschlussflächen 4a', 4b', 5a', 5b' elektrisch kontaktiert. Die elektrischen Leiterbahnen 4a, 4b, 5a, 5b sind auf einer Keramikplatte 14a angeordnet und – in dieser Darstellung nicht sichtbar – teilweise von einer zweiten Keramikplatte 14b bedeckt. Das Temperaturmesselement 2 weist ein Trägerplättchen 2c bestehend aus einer Einzelschicht aus Al2O3 auf. Ein Platin-Dünnfilmelement 2a zur Temperaturmessung und seine elektrischen An schlussleitungen 2b sind auf der Rückseite der Trägerfolie 2c angeordnet und deren Lage daher gestrichelt dargestellt. In bevorzugter Ausführung weist das Trägerplättchen 2c ein zusätzliches Platin-Dünnfilmelement mit einem um eine Größenordnung kleineren Widerstand auf. Dieser zum Ausheizen oder Ausglühen bestimmte Widerstand ist mit einer zusätzlichen Kontaktierung analog dem Dünnfilmelement 2a elektrisch kontaktiert. Das Heizelement 3 weist ein Trägerplättchen 3c bestehend aus einer Einzelschicht aus Al2O3 auf. Ein Platin-Dünnfilmelement 3a als Heizer und seine elektrischen Anschlussleitungen 3b sind auf der Rückseite des Trägerplättchen 3c angeordnet und deren Lage daher gestrichelt dargestellt. 9a shows the flow sensor element 9 in side view. Here are the temperature measuring element 2 and the heating element 3 over here only partially recognizable electrical conductors 4a . 4b . 5a . 5b with connection surfaces 4a ' . 4b ' . 5a ' . 5b ' electrically contacted. The electrical conductors 4a . 4b . 5a . 5b are on a ceramic plate 14a arranged and - not visible in this view - partially of a second ceramic plate 14b covered. The temperature measuring element 2 has a carrier plate 2c consisting of a single layer of Al 2 O 3 on. A platinum thin film element 2a for temperature measurement and its electrical connection lines 2 B are on the back of the carrier film 2c arranged and therefore shown their location by dashed lines. In a preferred embodiment, the carrier plate 2c an additional platinum thin-film element with an order of magnitude smaller resistance. This resistance intended for annealing or annealing is analogous to the thin-film element with an additional contact 2a electrically contacted. The heating element 3 has a carrier plate 3c consisting of a single layer of Al 2 O 3 on. A platinum thin film element 3a as a heater and its electrical connection lines 3b are on the back of the carrier plate 3c arranged and therefore shown their location by dashed lines.

Die Keramikplatten 14a, 14b sind entweder durch direktes miteinander Versintern oder über ein Glaslot miteinander und mit Rohrschalen 13a, 13b zum Keramikbauteil verbunden. Es ist aber auch möglich, zwei Halbrohre (13a plus 14a; 13b plus 14b) zu verwenden, bei denen die Keramikplatte 14a und die Rohrschale 13a beziehungsweise die Keramikplatte 14b und die Rohrschale 14b zu jeweils einem einstückigen Bauteil zusammengefasst sind. Die Anschlussflächen 4a', 4b', 5a', 5b' sind von der zweiten Keramikplatte 14b unbedeckt, damit eine Verbindung mit hier nicht dargestellten elektrischen Anschlusskabeln erfolgen kann.The ceramic plates 14a . 14b are either by directly sintering together or with a glass solder together and with pipe shells 13a . 13b connected to the ceramic component. But it is also possible to use two half pipes ( 13a plus 14a ; 13b plus 14b ) to use where the ceramic plate 14a and the pipe shell 13a or the ceramic plate 14b and the pipe shell 14b are each combined to form a one-piece component. The connection surfaces 4a ' . 4b ' . 5a ' . 5b ' are from the second ceramic plate 14b uncovered, so that a connection can be made with electrical connection cables, not shown here.

Claims (5)

Verfahren zur Selbstreinigung eines Strömungssensorelements bei dem ein Temperaturmesselement und ein Heizelement auf einem Trägerelement angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturmesselement einen Platindünnfilmwiderstand auf keramischem Untergrund zur Temperaturmessung aufweist und mit einem zusätzlichen Platindünnfilmwiderstand geheizt wird.Method for self-cleaning a flow sensor element in which a temperature measuring element and a heating element are arranged on a carrier element, characterized in that the temperature measuring element has a platinum thin film resistor on a ceramic substrate for temperature measurement and is heated with an additional platinum thin film resistor. Strömungssensorelement bei dem ein Temperaturmesselement und ein Heizelement auf einem Trägerelement angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet das Temperaturmesselement zwei Platindünnfilmwiderstände auf keramischen Untergrund aufweist, deren Widerstände um ein vielfaches auseinanderliegen.Flow sensor element wherein a temperature measuring element and a heating element on a support element are arranged, characterized the temperature measuring element two platinum thin film resistors ceramic substrate whose resistances are many times apart. Strömungssensorelement insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dessen mehrteiliges Keramikbauteil ein Trägerelement, ein Temperaturmesselement und ein Heizelement umfasst.Flow sensor element in particular according to claim 2, characterized in that its multipart Ceramic component a carrier element, a temperature sensing element and a heating element comprises. Verfahren zur Herstellung eines Strömungssensorelements nach Anspruch 2 oder 3, bei dem ein Temperaturmesselement und ein Heizelement auf einem Trägerelement angeordnet werden dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement aus Keramikfolien laminiert wird.Method for producing a flow sensor element according to claim 2 or 3, wherein a temperature measuring element and a Heating element on a support element be arranged, characterized in that the carrier element is laminated from ceramic films. Verwendung eines Strömungssensorelements nach einem der Ansprüche 2 bis 4 zur Massendurchflussmessung gasförmiger oder flüssiger Medien durch Rohrleitungen (12), wobei die Trägerfolien (2c, 3c, 7c, 8c, 11c) parallel zur Strömungsrichtung des Mediums angeordnet sind.Use of a flow sensor element according to one of claims 2 to 4 for mass flow measurement of gaseous or liquid media through pipelines ( 12 ), wherein the carrier films ( 2c . 3c . 7c . 8c . 11c ) are arranged parallel to the flow direction of the medium.
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