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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen zur Bestimmung von Strömungseigenschaften fluider Medien, also von Flüssigkeiten und/oder Gasen, bekannt. Bei den Strömungseigenschaften kann es sich dabei grundsätzlich um beliebige physikalisch und/oder chemisch messbare Eigenschaften handeln, welche eine Strömung des fluiden Mediums qualifizieren oder quantifizieren. Insbesondere kann es sich dabei um eine Strömungsgeschwindigkeit und/oder einen Massenstrom und/oder einen Volumenstrom handeln.
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Die Erfindung wird im Folgenden insbesondere unter Bezugnahme auf so genannte Heißfilmluftmassenmesser beschrieben, wie sie beispielsweise in Konrad Reif (Hrsg.), Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Aufl. 2010, Seiten 146–148, beschrieben sind. Derartige Heißfilmluftmassenmesser basieren in der Regel auf einem Sensorchip, insbesondere einem Siliziumsensorchip, mit einer Messoberfläche, welche von dem strömenden fluiden Medium überströmbar ist. Der Sensorchip umfasst in der Regel mindestens ein Heizelement sowie mindestens zwei Temperaturfühler, welche beispielsweise auf der Messoberfläche des Sensorchips angeordnet sind. Aus einer Asymmetrie des von den Temperaturfühlern erfassten Temperaturprofils, welches durch die Strömung des fluiden Mediums beeinflusst wird, kann auf einen Massenstrom und/oder Volumenstrom des fluiden Mediums geschlossen werden. Heißfilmluftmassenmesser sind üblicherweise als Steckfühler ausgestaltet, welcher fest oder austauschbar in ein Strömungsrohr einbringbar ist.
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Beispielsweise kann es sich bei diesem Strömungsrohr um einen Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine handeln.
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Um aus den Sensorsignalen des Heißfilmluftmassenmessers präzise auf bestimmte Strömungseigenschaften des fluiden Mediums schließen zu können, ist es in vielen Fällen wünschenswert, weitere Informationen über das fluide Medium bereitstellen zu können. So wird beispielsweise in der
DE 10 2010 043 083 A1 eine Sensorvorrichtung zur Erfassung einer Strömungseigenschaft eines fluiden Mediums beschrieben, welche einen Luftmassenmesser mit einem Sensorelement zur Erfassung eines Luftmassenstroms aufweist. Darüber hinaus ist ein Feuchtesensor vorgesehen.
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Trotz der durch diese Sensorvorrichtungen bewirkten Vorteile beinhalten diese noch Verbesserungspotenzial. So ist der Feuchtesensor auf einer separaten Leiterplatte durch einen Kunststoffrahmen mit integrierter Membran, die als Druckausgleichselement wirkt, vor Medien und mechanischer Einwirkung geschützt. Um dem Feuchtesensor den Zugang zum Messmedium zu gewährleisten, ist der darüber liegende Elektronikraumdeckel mit einer Einlassöffnung versehen. Der Feuchtesensor weist einen Feuchterahmen und eine für Feuchtigkeit semipermeable Membran auf gleicher Höhe mit dem Elektronikraumdeckel auf. Fluide Medien können durch den Spalt zwischen dem Elektronikraumdeckel und dem Feuchtesensor oder über eine Ablaufbohrung in dem Elektronikraumdeckel in den Elektronikraum gelangen und auch aus ihm ausdringen. Insbesondere Wassereintrag kann die elektronischen Bauteile in dem Elektronikraum beschädigen, beispielsweise durch Vereisung.
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Offenbarung der Erfindung
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Es wir daher eine Sensorvorrichtung zur Erfassung mindestens einer Strömungseigenschaft eines strömenden fluiden Mediums vorgeschlagen, welche die oben beschriebenen Nachteile bekannter Sensorvorrichtungen zumindest weitgehend vermeidet und die insbesondere ausgebildet ist, einen verbesserten Austrag des fluiden Mediums und somit eine Belüftung des Feuchtesensors zu schaffen.
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Bezüglich der mindestens einen zu erfassenden Strömungseigenschaft, welche qualitativ und/oder quantitativ erfasst werden kann, kann beispielsweise auf die obige Beschreibung des Standes der Technik verwiesen werden. Insbesondere kann es sich bei dieser Strömungseigenschaft um eine Strömungsgeschwindigkeit und/oder einen Massenstrom und/oder einen Volumenstrom des fluiden Mediums handeln. Bei dem fluiden Medium kann es sich insbesondere um ein Gas, vorzugsweise um Luft, handeln. Die Sensorvorrichtung ist insbesondere einsetzbar in der Kraftfahrzeugtechnik, beispielsweise im Ansaugtrakt einer Verbrennungsmaschine. Auch andere Einsatzgebiete sind jedoch grundsätzlich möglich.
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Die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung zur Erfassung mindestens einer Strömungseigenschaft eines fluiden Mediums umfasst mindestens ein Sensorgehäuse. Unter einem Sensorgehäuse ist dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine einteilige oder auch mehrteilige Vorrichtung zu verstehen, welche die Sensorvorrichtung nach außen zumindest weitgehend abschließt und zumindest weitgehend schützt gegenüber mechanischen Einwirkungen und vorzugsweise auch anderen Arten von Einwirkungen, beispielsweise chemischen Einwirkungen und/oder Feuchteeinwirkungen. Insbesondere kann das Sensorgehäuse mindestens einen Steckfühler umfassen oder als Steckfühler ausgestaltet sein, wobei der Steckfühler in das strömende fluide Medium einbringbar ist, wobei eine austauschbare oder auch permanente Einbringung denkbar ist. Der Steckfühler kann beispielsweise in ein Strömungsrohr des strömenden fluiden Mediums hineinragen, wobei das Strömungsrohr selbst Bestandteil der Sensorvorrichtung sein kann oder auch als separates Bauteil vorgesehen sein kann, beispielsweise mit einer Öffnung, in welche der Steckfühler einbringbar ist. Der Steckfühler und das Sensorgehäuse können insbesondere zumindest teilweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein, beispielsweise mittels eines Spritzgussverfahrens.
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In dem Sensorgehäuse ist mindestens ein Elektronikmodul mit mindestens einem Strömungssensor zur Erfassung der Strömungseigenschaft aufgenommen. Unter einer Aufnahme in dem Sensorgehäuse ist dabei zu verstehen, dass das Elektronikmodul zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, von dem Sensorgehäuse umschlossen sein soll. Das Elektronikmodul ist zumindest teilweise in mindestens einem Elektronikraum des Sensorgehäuses angeordnet. Unter einem Elektronikraum ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein teilweise oder vollständig abgeschlossener Raum innerhalb des Sensorgehäuses zu verstehen, welcher in zumindest einer Richtung durch das Sensorgehäuse abgeschlossen ist. Vorzugsweise umfasst der Elektronikraum mindestens eine von einer Oberfläche des Sensorgehäuses aus zugängliche Vertiefung in dem Sensorgehäuse, beispielsweise eine quaderförmige Vertiefung. Der Elektronikraum kann, wie unten noch näher ausgeführt wird, beispielsweise für eine Bestückung zugänglich sein, beispielsweise von der Oberfläche her, und kann durch mindestens ein Verschlusselement, beispielsweise mindestens einen Elektronikraumdeckel, permanent oder reversibel verschließbar sein.
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Unter einem Strömungssensor ist dabei grundsätzlich ein beliebiges Sensorelement zu verstehen, welches zur Erfassung der mindestens einen Strömungseigenschaft ausgestaltet ist. Insbesondere kann es sich bei dem Strömungssensor um mindestens einen Heißfilmluftmassenmesserchip handeln, beispielsweise der oben beschriebenen Art. Insbesondere kann dieser Heißfilmluftmassenmesserchip mindestens einen Siliziumchip umfassen, mit einer Messoberfläche, welche von dem strömenden fluiden Medium überströmbar ist. Auf dieser Sensoroberfläche können sich beispielsweise mindestens ein Heizelement und mindestens zwei Temperaturfühler befinden, wobei wie oben beschrieben, aus einer Asymmetrie des mittels des Temperaturfühler gemessenen Temperaturprofils auf die mindestens eine Strömungseigenschaft schließbar sein kann. Der mindestens eine Strömungssensor kann beispielsweise auf einem Sensorträger des Elektronikmoduls angeordnet sein, welcher in das strömende fluide Medium hineinragt. Das Elektronikmodul kann insbesondere einteilig ausgestaltet sein und kann insbesondere eine Ansteuer- und/oder Auswerteschaltung tragen, welche eingerichtet ist, um den Strömungssensor anzusteuern und/oder Signale des Strömungssensors aufzunehmen. Dementsprechend kann das Elektronikmodul beispielsweise mindestens einen Schaltungsträger aufweisen. Weiterhin kann das Elektronikmodul insbesondere den mindestens einen Sensorträger aufweisen, welcher mit dem Schaltungsträger vorzugsweise mechanisch verbunden ist. Beispielsweise kann der Schaltungsträger in dem Elektronikraum des Sensorgehäuses angeordnet sein, und der Sensorträger kann aus diesem Elektronikraum heraus in das fluide Medium hineinragen. Besonders bevorzugt ist es, wenn das Sensorgehäuse mindestens einen von dem fluiden Medium durchströmbaren Strömungskanal aufweist, wobei der Sensorträger des Elektronikmoduls, welcher den Strömungssensor trägt, aus dem Elektronikraum in den mindestens einen von dem fluiden Medium durchströmbaren Strömungskanal in dem Sensorgehäuse ragt. Dieser mindestens eine Strömungskanal kann insbesondere einteilig ausgestaltet sein, kann jedoch auch mindestens einen Hauptkanal und mindestens einen von diesem Hauptkanal abzweigenden Bypasskanal aufweisen, wobei der Sensorträger vorzugsweise in den Bypasskanal hineinragt, wie dies grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt ist.
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Der Schaltungsträger des Elektronikmoduls kann insbesondere eine Leiterplatte umfassen, welche in Alleinstellung verwendet wird oder welche beispielsweise auch auf einem mechanischen Träger montiert ist, beispielsweise einem Bodenblech in Form eines Stanz-Biege-Teils, das aus einem metallischen Werkstoff hergestellt sein kann. Der Sensorträger kann mit dem Schaltungsträger unmittelbar verbunden sein oder auch mit dem Trägerteil, beispielsweise mit dem Bodenblech, beispielsweise indem der Sensorträger an das Bodenblech angespritzt ist. Auch andere Ausgestaltungen sind grundsätzlich möglich. So ist beispielsweise denkbar, das Elektronikmodul aus dem Leiterplattenmaterial herzustellen, wobei sowohl der Schaltungsträger als auch der Sensorträger aus dem Leiterplattenmaterial hergestellt sind, vorzugsweise aus einem Stück des Leiterplattenmaterials. Wiederum alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, aus dem Stand der Technik bekannte spritzgegossene Leiterplatten als Elektronikmodul zu verwenden, beispielsweise spritzgegossene Leiterplatten in einer oder mehreren so genannten MID-Techniken (MID = molded interconnect device). Verschiedene Ausgestaltungen sind daher denkbar.
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Die Sensorvorrichtung weist weiterhin mindestens einen Feuchtesensor auf. Der Feuchtesensor ist innerhalb des Sensorgehäuses aufgenommen. Unter einer Anordnung innerhalb des Sensorgehäuses ist wiederum eine Anordnung zu verstehen, bei welcher der Feuchtesensor zumindest teilweise von dem Sensorgehäuse umschlossen ist, vorzugsweise vollständig. Unter einem Feuchtesensor ist grundsätzlich ein beliebiges Sensorelement zu verstehen, welches eingerichtet ist, um eine Feuchtigkeit des fluiden Mediums zu erfassen. Beispielsweise kommen hierbei resistive und/oder kapazitive Sensorelemente in Betracht, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. Beispiele derartiger Feuchtesensoren sind aus Konrad Reif (Hrsg.), 1. Aufl. 2010, Seiten 98–101 beschrieben. Auch andere Arten von Feuchtesensoren kommen jedoch grundsätzlich alternativ oder zusätzlich für den Einsatz im Rahmen der vorliegenden Erfindung in Betracht.
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Das Sensorgehäuse weist mindestens eine Einlassöffnung zur Beaufschlagung des Feuchtesensors mit einer Feuchtigkeit des fluiden Mediums auf. Weiterhin weist das Sensorgehäuse mindestens eine Auslassöffnung zum Auslassen des fluiden Mediums aus dem Elektronikraum auf. In dem Elektronikraum ist ein Gel vorgesehen. Das Gel bedeckt das Elektronikmodul zumindest teilweise. Bevorzugt ist das Gel ausgehärtet und somit nicht mehr fließfähig. Das Sensorgehäuse weist weiterhin mindestens einen in Richtung zu dem Elektronikraum vorstehenden Vorsprung auf. Der Vorsprung ragt in das Gel hinein. Der Vorsprung begrenzt dabei einen Kanal. Der Kanal verbindet die Einlassöffnung und die Auslassöffnung. Entsprechend wird in den Elektronikraum eingedrungenes fluides Medium durch den Kanal zu der Auslassöffnung geleitet.
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Bevorzugt weist, wie oben erwähnt, das Sensorgehäuse mindestens einen Elektronikraumdeckel auf. Der Elektronikraumdeckel ist zum Verschließen des Elektronikraums ausgebildet. Der Elektronikraumdeckel weist den Vorsprung auf. Dadurch lässt sich der Kanal beim Verschließen des Elektronikraums mittels des Elektronikraumdeckels bilden. Es wird der Kanal dabei von dem Elektronikraumdeckel, dem Vorsprung und dem Gel jeweils seitlich begrenzt.
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Bevorzugt sind die Einlassöffnungen und/oder die Auslassöffnungen in dem Elektronikraumdeckel ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich können die Einlassöffnung und/oder die Auslassöffnung in dem Sensorgehäuse selbst ausgebildet sein. Der Vorsprung kann die Einlassöffnung und die Auslassöffnung begrenzen.
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Das Elektronikmodul kann den Feuchtesensor aufweisen. Das Elektronikmodul kann beispielsweise einen Schaltungsträger aufweisen, wobei der Feuchtesensor auf dem Schaltungsträger angeordnet ist. Das Elektronikmodul kann wie oben erwähnt einen Sensorträger umfassen. Der Sensorträger kann den Strömungssensor tragen und aus dem Elektronikraum in mindestens einen von dem fluiden Medium durchströmbaren Strömungskanal in dem Sensorgehäuse ragen, wobei der Strömungssensor und der Feuchtesensor auf derselben Seite des Elektronikmoduls angeordnet sind. Beispielsweise weist das Elektronikmodul eine Ansteuer- und/oder Auswerteschaltung auf, wobei die Ansteuer- und/oder Auswerteschaltung auf dem Schaltungsträger angeordnet ist, wobei die Ansteuer- und/oder Auswerteschaltung und der Feuchtesensor gemeinsam auf einer Seite des Schaltungsträgers angeordnet sind.
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Der Kanal kann zum Belüften des Feuchtesensors ausgebildet sein. Unter einer Belüftung ist dabei ein Bewirken einer Strömungsbildung des fluiden Mediums innerhalb des Kanals von der Einlassöffnung zu der Auslassöffnung zu verstehen. Dies kann insbesondere dadurch bewirkt werden, dass das Sensorgehäuse so ausgebildet wird, dass bei einer Umströmung des Sensorgehäuses durch das fluide Medium im Bereich der Einlassöffnung ein höherer statischer Druck als im Bereich der Auslassöffnung herrscht. Unter einem statischen Druck im Bereich der Einlassöffnung und der Auslassöffnung ist dabei der auf die jeweilige Querschnittsfläche der Einlassöffnung und der Auslassöffnung von außen durch das fluide Medium wirkende statische Druck zu verstehen, d.h. der von der Umgebung des Sensorgehäuse in Richtung des Inneren des Sensorgehäuses bzw. des Kanals wirkende statische Druck.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist unter dem statischen Druck das Verhältnis einer auf jede Fläche, die mit dem Fluid in Verbindung steht, ausgeübten Kraft zu verstehen, die zur Größe der Fläche proportional wirkt. Der statische Druck lässt sich beispielsweise anhand der Gleichung Pstat. = Ρ × g × h ermitteln, wobei Ρ die Dichte des Fluids, g die Erdbeschleunigung und h die Höhe der Fluidsäule über der Fläche ist.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die Druckdifferenz zwischen der Einlassöffnung durch bauliche Maßnahmen des Sensorgehäuses realisiert. So kann beispielsweise durch eine entsprechende Auslegung der Querschnittsflächen, der Position und der Form der Einlassöffnung und der Auslassöffnung eine Druckdifferenz realisiert werden. Auch weitere bauliche Maßnahmen, wie beispielsweise Turbulatoren oder die Form des Elektronikraumdeckels können eine Strömung des Fluids von der Einlassöffnung zu der Auslassöffnung in dem Kanal bewirken.
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Der Feuchtesensor kann mindestens eine Messkammer aufweisen, wobei die Messkammer durch mindestens eine für Feuchtigkeit zumindest teilweise permeable Membran und einen Rahmen begrenzt ist.
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Die Einlassöffnung kann grundsätzlich einen beliebigen Querschnitt aufweisen, beispielsweise einen rechteckigen und/oder runden und/oder polygonalen Querschnitt. Auch andere Ausgestaltungen sind möglich.
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Der Vorsprung kann selbst einen Kanal bilden. Beispielsweise ist der Elektronikraumdeckel doppelwandig ausgebildet, so dass der Vorsprung einen Kanal bildet. Diese Ausführungsform kann in Fällen zur Anwendung kommen, in denen davon auszugehen ist, dass das Gel beim Aushärten keine ebene Oberfläche bildet. Durch einen Vorsprung in Form eines Kanals können somit definierte Querschnittsverhältnisse für den Kanal realisiert werden.
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Die Sensorvorrichtung kann darüber hinaus auch ein oder mehrere weitere Sensorelemente zur Erfassung mindestens einer weiteren physikalischen und/oder chemischen Eigenschaft des fluiden Mediums umfassen. Insbesondere kann die Sensorvorrichtung weiterhin mindestens einen Temperaturfühler aufweisen, insbesondere mindestens einen auf einer Außenseite des Sensorgehäuses angeordneten Temperaturfühler. Beispielsweise kann ein Temperaturfühler derart auf einer Außenseite des Sensorgehäuses angeordnet sein, dass dieser auf einer dem Feuchtensensor gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. Auch andere Ausgestaltungen sind jedoch grundsätzlich möglich. Insbesondere kann der Temperaturfühler in mindestens einer Vertiefung auf einer Seitenwand des Sensorgehäuses angeordnet sein. Der Temperaturfühler kann insbesondere mindestens einen temperaturabhängigen Widerstand umfassen. Alternativ oder zusätzlich sind auch andere Arten von Temperaturfühlern einsetzbar. Der Temperaturfühler kann insbesondere frei von dem strömenden fluiden Medium überströmbar sein, also nicht von dem Sensorgehäuse des Sensorelements umschlossen sein. Der Temperaturfühler kann insbesondere durch einen Kraftschluss und/oder Formschluss mit dem Sensorgehäuse verbunden sein, beispielsweise indem Zuleitungen des Temperaturfühlers mit einer Außenwand des Sensorgehäuses verstemmt oder auf andere Weise verbunden sind. Zuleitungen des Temperaturfühlers können insbesondere ins Innere des Sensorgehäuses hineingeführt sein und dort beispielsweise mit dem Elektronikmodul verbunden sein und/oder mit einem Steckverbinder der Sensorvorrichtung verbunden sein. Verschiedene andere Ausgestaltungen sind grundsätzlich denkbar.
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Die Sensorvorrichtung kann weiterhin beispielsweise einen Drucksensor aufweisen. Unter einem Drucksensor ist dabei grundsätzlich ein beliebiges Sensorelement zu verstehen, welches eingerichtet ist, um einen Druck des fluiden Mediums zu erfassen. Insbesondere kann es sich hierbei um Drucksensoren handeln, wie sie beispielsweise aus Konrad Reif (Hrsg.), Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Aufl. 2010, Seiten 80–82 und 134–136 beschrieben sind. Auch andere Arten von Drucksensoren sind jedoch alternativ oder zusätzlich einsetzbar, beispielsweise Drucksensoren, welche unmittelbar auf der Verwendung eines oder mehrerer Dehnungsmessstreifen oder ähnlicher Drucksensorelemente basieren.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere optionale Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind.
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Es zeigen:
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1 eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung zur Erfassung mindestens einer Strömungseigenschaft eines fluiden Mediums,
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2 eine Querschnittsansicht der Sensorvorrichtung und
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3 eine Draufsicht auf die Sensorvorrichtung.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt eine Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10 zur Erfassung mindestens einer Strömungseigenschaft eines fluiden Mediums. Die Sensorvorrichtung 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Heißfilmluftmassenmesser ausgestaltet und umfasst einen Steckfühler 12. Der Steckfühler 12 ist in eine Strömung des fluiden Mediums, beispielsweise eines Ansaugluftmassenstroms, einbringbar, beispielsweise reversibel einsteckbar in ein Ansaugrohr oder permanent installiert. Der Steckfühler 12 umfasst ein Sensorgehäuse 14. In dem Sensorgehäuse 14 sind ein Kanalbereich 16 und ein Elektronikbereich 18 mit einem in das Sensorgehäuse 14 eingelassenen Elektronikraum 20 aufgenommen. Der Kanalbereich 16 ist von einem Bypasskanaldeckel 22 verschließbar. In dem Bypasskanaldeckel 22 ist ein von dem fluiden Medium durchströmbarer Strömungskanal 24 ausgebildet. Der Strömungskanal 24 weist einen Hauptkanal 26 und einen davon abzweigenden Bypasskanal 28 auf.
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In dem Elektronikraum 20 ist ein Elektronikmodul 30 aufgenommen. Das Elektronikmodul 30 weist einen Schaltungsträger 32 mit einer Ansteuer- und/oder Auswerteschaltung 34 auf, der beispielsweise auf einem Bodenblech 36 aufgenommen sein kann. Das Elektronikmodul 30 weist weiterhin einen Sensorträger 38 in Form eines an das Bodenblech 36 angespritzten Flügels auf. Der Sensorträger 38 ragt in den Bypasskanal 28 hinein. In den Sensorträger 38 ist ein Strömungssensor 40 in Form eines Heißfilmluftmassenmesserchips eingelassen.
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Die Sensorvorrichtung 10 weist weiterhin einen Feuchtesensor 42 auf. Der Feuchtesensor 42 ist innerhalb des Sensorgehäuses 14 aufgenommen. So ist der Feuchtesensor 42 auf dem Schaltungsträger 32 des Elektronikmoduls 30 angeordnet. Der Sensorträger 38, das Bodenblech 36 und der Schaltungsträger 32 bilden das Elektronikmodul 30, welches zusätzlich die Ansteuer- und/oder Auswerteschaltung 34 umfassen kann. Zusätzlich zu dem Sensorträger 38 wird noch die Elektronik des Schaltungsträgers 32 und der Ansteuer- und/oder Auswerteschaltung 34 auf das Bodenblech 36 aufgeklebt. Der Strömungssensor 40, der Feuchtesensor 42 und die Ansteuer- und/oder Auswerteschaltung 34 werden in der Regel durch Bondverbindung miteinander verbunden. Das so entstandene Elektronikmodul 30 wird beispielsweise in den Elektronikraum 20 eingeklebt.
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Die Sensorvorrichtung 10 weist weiterhin einen Elektronikraumdeckel 44 auf. Der Elektronikraumdeckel 44 ist zum Verschließen des Elektronikraums 20 ausgebildet. Das Verschließen kann dabei permanent oder reversibel erfolgen. Die Sensorvorrichtung 10 weist weiterhin mindestens eine Einlassöffnung 46 zur Beaufschlagung des Feuchtesensors 42 mit einer Feuchtigkeit des fluiden Mediums auf. Die Einlassöffnung 46 ist in dem Elektronikraumdeckel 44 ausgebildet. Die Sensorvorrichtung 10 weist weiterhin mindestens eine Auslassöffnung 48 zum Auslassen des fluiden Mediums aus dem Elektronikraum 20 auf. Die Auslassöffnung 48 ist ebenfalls in dem Elektronikraumdeckel 44 ausgebildet. Die Einlassöffnung 46 und die Auslassöffnung 48 sind beabstandet zueinander angeordnet. Beispielsweise sind die Einlassöffnung 46 und die Auslassöffnung 48 an gegenüberliegenden Längsseiten des Elektronikraumdeckels 44 angeordnet.
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2 zeigt eine Querschnittsansicht der Sensorvorrichtung 10. Wie in 2 gezeigt, weist der Feuchtesensor 42 mindestens eine Messkammer 50 auf. die Messkammer 50 ist durch mindestens eine für Feuchtigkeit zumindest teilweise permeable Membran 52 und einen Rahmen 54 begrenzt. Der Feuchtesensor 42 kann als Feuchtemodul 56 ausgestaltet sein oder in einem Feuchtemodul 56 enthalten sein. In dem Elektronikraum 20 ist ein Gel 58 vorgesehen. Das Gel 58 bedeckt das Elektronikmodul 30 und insbesondere den Schaltungsträger 32 zumindest teilweise. Das Gel 58 ist dabei ausgehärtet, beispielsweise mittels einer thermischen Behandlung oder mittels UV-Lichts und somit nicht mehr fließfähig. Die Sensorvorrichtung 10 weist einen in Richtung zu dem Elektronikraum 20 vorstehenden Vorsprung 60 auf. Insbesondere weist der Elektronikraumdeckel 44 den Vorsprung 60 auf. Der Vorsprung 60 ist beispielsweise als Dichtschwert ausgebildet. Der Vorsprung 60 ragt dabei in das Gel 58 hinein. Mit anderen Worten dringt der Vorsprung 60 in das Gel 58 ein.
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Das Gel 58 schützt dabei die Elektronik der Sensorvorrichtung 10. Für den mechanischen Schutz ist der Elektronikraumdeckel 44 vorgesehen.
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3 zeigt eine Draufsicht auf die Sensorvorrichtung 10. Der Elektronikraumdeckel 44 ist aus Darstellungsgründen transparent dargestellt, wobei lediglich der Vorsprung 60 als feste Kontur dargestellt ist. Der Vorsprung 60 begrenzt einen Kanal 62. Der Kanal 62 verbindet die Einlassöffnung 46 und die Auslassöffnung 48. Entsprechend kann in den Elektronikraum 20 eingedrungenes fluides Medium den Elektronikraum 20 innerhalb des Kanals 62 im Bereich der Auslassöffnung 48 wiederum verlassen. Dadurch kann der Feuchtesensor 42 belüftet werden. Wie aus 3 zu erkennen ist, begrenzt der Vorsprung 60 die Einlassöffnung 46 und die Auslassöffnung 48.
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Wie in 1 gezeigt, sind der Strömungssensor 40 und der Feuchtesensor 42 auf derselben Seite 64 des Elektronikmoduls 30 angeordnet. Mit anderen Worten sind der Strömungssensor 40 und der Feuchtesensor 42 gemeinsam auf ein und derselben Seite 64 des Elektronikmoduls 30 angeordnet. Insbesondere sind der Feuchtesensor 42 und die Ansteuer- und/oder Auswerteschaltung 34 gemeinsam auf einer Seite 66 des Schaltungsträgers 32 angeordnet.
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Die Sensorvorrichtung 10 kann zum Erfassen weiterer Strömungseigenschaften des fluiden Mediums ausgebildet sein. Wie in 1 gezeigt, kann die Sensorvorrichtung 10 beispielsweise weiterhin mindestens einen Temperaturfühler 68 aufweisen, der zum Erfassen einer Temperatur des fluiden Mediums ausgebildet ist. Der Temperaturfühler 68 kann auf einer Außenseite des Sensorgehäuses 14 angeordnet sein. Beispielsweise kann der Temperaturfühler 68 derart auf einer dem Feuchtensensor 42 gegenüberliegenden Außenseite des Sensorgehäuses 14 angeordnet sein. Insbesondere kann der Temperaturfühler 68 in mindestens einer Vertiefung auf einer Seitenwand bzw. der Rückseite des Sensorgehäuses 14 angeordnet sein. Wie in 1 weiterhin gezeigt, kann die Sensorvorrichtung weiterhin eine Gehäusedichtung 70 aufweisen, die zum Abdichten des Sensorgehäuses 14 gegen ein Strömungsrohr ausgebildet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010043083 A1 [0004]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Konrad Reif (Hrsg.), Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Aufl. 2010, Seiten 146–148 [0002]
- Konrad Reif (Hrsg.), 1. Aufl. 2010, Seiten 98–101 [0012]
- Konrad Reif (Hrsg.), Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Aufl. 2010, Seiten 80–82 und 134–136 [0024]
