DE112013003867T5

DE112013003867T5 - Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart, thermische Vorrichtung und Abgassystem

Info

Publication number: DE112013003867T5
Application number: DE112013003867.6T
Authority: DE
Inventors: c/o SEMITEC CORPORATION Nojiri Toshiyuki
Original assignee: Semitec Corp
Current assignee: Semitec Corp
Priority date: 2012-08-03
Filing date: 2013-07-23
Publication date: 2015-05-21
Also published as: KR20150039770A; CN104541139A; JP5828033B2; JP6242313B2; KR102100176B1; WO2014021140A1; US20150219000A1; JPWO2014021140A1; CN104541139B; US9273586B2; JP2015028488A

Abstract

Vorgesehen sind ein Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart, der imstande ist die Zuverlässigkeit sicherzustellen indem er die Wärmeabnutzung unterdrückt, und der imstande ist die Herstellungskosten zu reduzieren, und eine thermische Vorrichtung und ein Abgassystem, die den Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart verwenden. Einlnfrarottemperatursensor der Kontaktbauart ist mit Folgendem vorgesehen: einem wärmebeständigen Zylinderglied, das eine zylindrische Form besitzt, mit einem Ende als einem geschlossenen Abschnitt und dem anderen Ende als einem offenen Abschnitt und das einen temperaturempfindlichen Abschnitt aufweist; ein Infrarottemperaturdetektionsglied, das zu dem temperaturempfindlichen Abschnitt weisen und beabstandet von diesem angeordnet ist; sowie einem optischen Abschnitt, der Infrarotlicht, das von dem temperaturempfindlichen Abschnitt ausgestrahlt wird, zu dem Infrarottemperaturdetektionsglied leitet.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf einen Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart, der eine Temperatur einer Wärmequelle detektiert, sowie auf eine thermische Vorrichtung und ein Abgassystem, die den Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart verwenden.
Beschreibung der verwandten Technik
In verschiedenen Wärmevorrichtungen, die eine darin vorgesehene Wärmequelle aufweisen, wird ein Temperatursensor verwendet, um eine Temperatur der Wärmequelle zu detektieren und zu messen, um die Vorrichtung zu steuern.
Beispielsweise wird zum Messen eines Abgases (Wärmequelle) eines Fahrzeugs oder Ähnlichem, das mit einem Dieselmotor ausgestattet ist, ein Temperatursensor verwendet, der ein Thermistorelement als ein Temperatur abfühlendes Element verwendet.
Insbesondere wird in dem Fahrzeug oder Ähnlichem, das mit deinem Dieselmotor ausgestattet ist, ein Abgasrückführungs- bzw. AGR-System eingesetzt, um Stickoxide (NOx) zu unterdrücken und Pumpverluste zu verringern.
Durch Vermischen eines Abgases zurück in die Einlassluft kann das AGR-System die Verbrennung inerter Substanzen verzögern, die in dem Abgas enthalten sind und eine Verbrennungstemperatur absenken. Zusätzlich weist das Abgas nach der Verbrennung demgemäß einen niedrigen Sauerstoffgehalt auf. Aus diesen Gründen kann verhindert werden, dass Stickoxide (NOx), die in einfacher Weise durch die Verbrennung bei Hochtemperatur- und Sauerstoffüberschussbedingungen erzeugt werden, erzeugt werden.
Darüber hinaus kann durch Anpassen des Sauerstoffgehalts in der Einlassluft um die Menge des Abgases, der Pumpverlust verringert werden.
In diesem AGR-System wird die Temperatur des Abgases durch den Temperatursensor gemessen, so dass die optimale Steuerung ausgeführt werden kann. Ebenfalls kann in diesem Fall, um die Wärmeempfindlichkeit des Temperatursensors zu erhöhen, das Temperatur abfühlende Element des Temperatursensors in einer Hochtemperaturumgebung angeordnet sein, wie beispielsweise direkt in dem Hochtemperaturabgas angeordnet.
Dokumente des Standes der Technik
Patentdokumente

Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer Hei 7-43220
Patentdokument 2: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2003-234203
Patentdokument 3: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2011-34385
Patentdokument 4: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2011-43486
Patentdokument 5: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2011-43487

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
In einem derartigen Fall, wo das Temperatur abfühlende Element in der Hochtemperaturumgebung angeordnet ist, tritt jedoch leicht eine Wärmeabnutzung aufgrund der hohen Temperatur auf. Folglich muss das Temperatur abfühlende Element, einschließlich eines elektrischen Anschlussteils so konfiguriert sein, dass es sehr wärmebeständig ist und sehr haltbar ist. Infolgedessen können die Herstellungskosten des Temperatursensors ansteigen.
Die Erfindung wurde angesichts der obigen Probleme gemacht und zielt darauf ab, das Folgende vorzusehen: einen Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart, wobei ein Infrarottemperaturdetektionsglied beabstandet von einer Wärmequelle angeordnet werden kann, so dass der Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart imstande ist, eine Ausfallsicherheit zu garantieren, indem eine Wärmeabnutzung unterdrückt wird, und der imstande ist, die Herstellungskosten zu reduzieren; eine thermische Vorrichtung, die den Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart verwendet; und ein Abgasrückführungs- bzw. AGR-System, das den Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart verwendet.
Mittel zum Lösen der Probleme
Ein Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass er Folgendes aufweist: ein wärmebeständiges, zylindrisches Glied, das eine zylindrische Form mit einem Ende als einem geschlossener Abschnitt und das andere Ende als einem offenen Abschnitt aufweist, und das einen temperaturempfindlichen Abschnitt aufweist; ein Infrarottemperaturdetektionsglied, das zu dem temperaturempfindlichen Abschnitt weisend und beabstandet von diesem angeordnet ist; und einen Abschnitt mit optischer Funktion, der das Infrarotlicht leitet, das von dem temperaturempfindlichen Abschnitt zu dem Infrarottemperaturdetektionsglied ausgestrahlt wird.
Der temperaturempfindliche Abschnitt ist ein Glied, das Wärme von einer Wärmequelle aufnimmt und Infrarotlicht ausstrahlt und kann beispielsweise als ein dünnwandiger Abschnitt konfiguriert werden. Die Konfiguration oder Form von diesem ist jedoch nicht hierauf beschränkt.
Zusätzlich ist ein Material, das das zylindrische Glied bildet, vorzugsweise ein Metall- oder Keramikmaterial, ist aber nicht auf ein spezifisches Material beschränkt, solange das Material wärmebeständig ist. Ferner kann das Infrarottemperaturdetektionsglied ein Temperatur abfühlendes Element einer thermischen Bauart oder Quantenbauart etc. einsetzen, aber die Form und Konfiguration von diesem ist nicht beschränkt.
Darüber hinaus ist der Abschnitt mit optischer Funktion bzw. optische Funktionsabschnitt ein Teil mit einer Funktion des Leitens des Infrarotlichts, das von dem temperaturempfindlichen Abschnitt ausgestrahlt wird, zu dem Infrarottemperaturdetektionsglied, und ist nicht auf ein spezifisches Glied oder eine spezifische Konfiguration beschränkt.
Gemäß einer derartigen Erfindung kann ein Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart, der imstande ist, eine Ausfallsicherheit durch Unterdrücken der thermischen Abnutzung zu garantieren, vorgesehen werden.
Der Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß Anspruch 1, der temperaturempfindliche Abschnitt so konfiguriert ist, dass er dünn geformt ist.
Gemäß einer derartigen Erfindung kann ein Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart vorgesehen werden, der ein gutes Wärmeansprechverhalten bzw. eine gute Wärmeempfindlichkeit aufweist.
Der Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß Anspruch 3 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß Anspruch 1 der temperaturempfindliche Abschnitt bei dem geschlossenen Abschnitt an einem Ende des zylindrischen Glieds gebildet ist.
Gemäß einer derartigen Erfindung kann eine Konfiguration erreicht werden, die in einfacher Weise eine Trenndistanz zwischen dem temperaturempfindlichen Abschnitt und dem Infrarottemperaturdetektionsglied sicherstellt.
Der Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß Anspruch 4 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß Anspruch 1 das zylindrische Glied aus Metall oder Keramik besteht.
Gemäß einer derartigen Erfindung kann die Wärmebeständigkeit des zylindrischen Glieds in einfacher Weise sichergestellt werden.
Der Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß Anspruch 5 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß Anspruch 1 bis Anspruch 4 der Abschnitt mit optischer Funktion ein Lichtleiterrohr aufweist.
Der Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß Anspruch 6 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß Anspruch 1 bis Anspruch 4 der Abschnitt mit optischer Funktion ein Linsenglied aufweist.
Der Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß Anspruch 7 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß Anspruch 1 bis Anspruch 4 der Abschnitt mit optischer Funktion ein Spiegelglied aufweist.
Der Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß Anspruch 8 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß Anspruch 1 bis Anspruch 4 der Abschnitt mit optischer Funktion ein Glied zur Beschränkung des Betrachtungswinkels aufweist.
Der Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß Anspruch 9 ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß Anspruch 1 bis Anspruch 4 einen Infraroffilter in dem Infrarottemperaturdetektionsglied vorgesehen ist.
Eine thermische Vorrichtung gemäß Anspruch 10 ist dadurch gekennzeichnet, dass sie Folgendes aufweist: eine Wärmequelle; sowie den Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß Anspruch 1 bis Anspruch 4, der eine Temperatur der Wärmequelle misst.
Die thermische Vorrichtung weist eine Maschine mit einer Wärmequelle auf, z. B. einen Motor, der ein Abgas als Wärmequelle verwendet, einen Mikrowellenofen, eine Gaswassererwärmungsvorrichtung, einen Herd etc.
Ein Abgassystem gemäß Anspruch 11 ist dadurch gekennzeichnet, dass es Folgendes aufweist: einen Motor; einen Einlassdurchlass und einen Auslass- bzw. Abgasdurchlass, der mit dem Motor verbunden ist; und den Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, der an dem Abgasdurchlass angebracht ist.
Gemäß einer derartigen Erfindung kann der Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart in geeignet Weise an dem Abgassystem verwendet werden.
Effekte der Erfindung
Gemäß der Erfindung können ein Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart, der imstande ist die Ausfallsicherheit durch Unterdrücken der Wärmeabnutzung sicherzustellen, und ein Abgassystem, das den Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart verwendet, vorgesehen werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
2 ist eine Querschnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart an einem Abgasrohr eines Motors angebracht ist.
3 ist eine Querschnittansicht, die einen Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart (Beispiel 1) gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
4 ist eine Querschnittansicht, die den gleichen Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart (Beispiel 2) zeigt.
5 ist eine Querschnittansicht, die einen Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart (Beispiel 1) gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
6 ist eine Querschnittansicht, die den gleichen Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart (Beispiel 2) zeigt.
7 ist eine Querschnittansicht, die den gleichen Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart (Beispiel 3) zeigt.
8 ist eine Querschnittansicht, die einen Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
9 ist in ähnlicher Weise eine Querschnittansicht, die einen Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart zeigt.
10 ist eine Querschnittansicht, die einen Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
11 ist ein Diagramm, das eine Temperaturabfühlcharakteristik eines Infrarottemperatursensors der Kontaktbauart zeigt.
12 ist ein Diagramm, das ein Ansprechverhalten bzw. eine Reaktionscharakteristik eines Infrarottemperatursensors der Kontaktbauart zeigt.
13 ist ein Konfigurationsdiagramm, das ein Abgassystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Im Folgenden wird ein Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die den Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart zeigt, und 2 ist eine schematische Querschnittansicht, die den Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart zeigt, der an einem Abgasrohr eines Motors angebracht worden ist.
Der Infrarottemperatursensor 1 der Kontaktbauart absorbiert Infrarotenergie als Wärme und gibt diese aus, und zwar durch Nutzen eines Temperaturanstiegs, der durch die Wärmeabsorption verursacht wird, wobei der Infrarottemperatursensor 1 der Kontaktbauart ein zylindrisches Glied 2, ein optisches Mittel 3, ein Infrarotdetektionsglied 4 und eine Haltevorrichtung 5 aufweist.
Das zylindrische Glied 2 besteht aus einem Metall mit Wärmebeständigkeit. Beispielsweise besteht das zylindrische Glied 2 aus rostfreiem Stahl und ist in eine mit Boden versehene, zylindrische Form geformt, wobei ein Ende als ein geschlossener Abschnitt 21 und das andere Ende als ein offener Abschnitt 22 gebildet sind. Das zylindrische Glied 2 wird gebildet, indem ein bahnförmiges Material einer Pressverarbeitung unterzogen wird oder indem ein Draht einem Kaltfließpressen unterzogen wir, usw.
Ein temperaturempfindlicher Abschnitt 23 ist auf der Seite des geschlossenen Abschnitts 21 gebildet, d. h. auf einem Teil des zylindrischen Glieds 2. Der temperaturempfindliche Abschnitt 23 kann direkt eine Wärmequelle kontaktieren und Wärme aufnehmen. Im Detail ist der temperaturempfindliche Abschnitt 23 ein dünnwandiger Abschnitt, der auf der Seite gebildet ist, wo sich der geschlossene Abschnitt 21 befindet. Während eine Wanddickenabmessung t₁ eines zylindrischen Abschnitts ungefähr 0,4 mm beträgt, wird eine Wanddickenabmessung t₂ des dünnwandigen Abschnitts auf ungefähr die Hälfte oder weniger als 0,2 mm oder weniger eingestellt.
Darüber hinaus kann der dünnwandige Abschnitt als temperaturempfindlicher Abschnitt 23 des zylindrischen Glieds 2 integral mit dem zylindrischen Abschnitt gebildet sein oder kann separat gebildet sein. Wenn der dünnwandige Abschnitt separat gebildet ist, kann das dünn geformte und separate Glied mit einem Ende des zylindrischen Abschnitts durch Schweißen oder Löten etc. verbunden werden.
Zusätzlich können austenitische Stähle mit hervorragender Wärmebeständigkeit, wie beispielsweise SUS310S, SUS304 oder SUS316 etc. als rostfrier Stahl zum Formen bzw. Bilden des zylindrischen Glieds 2 verwendet werden. Im Allgemeinen sind austenitische, rostfreie Stähle bevorzugt. Es können jedoch Inconel (eingetragene Marke) als eine Nickel-basierte Legierung, Kovar, als eine Kobaltbasierte Legierung, und Kanthal als eine Chrom-Alluminium-basierte Legierung und andere sehr wärmebeständige Metallmaterialien ebenfalls verwendet werden, um das zylindrische Glied 2 zu bilden.
Unter den Legierungen weist Kanthal die hervorragendste Wärmebeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit auf und besitzt eine maximale Betriebstemperatur von 1.350°C. Zusätzlich, wenn eine große Menge an Sulfid- bzw. Schwefelwasserstoffgas vorhanden ist, ist es bevorzugt, Kanthal zu verwenden.
Für das Messen einer Hochtemperatur von 1.400°C oder höher in Anwendungen wie beispielsweise einem elektrischen Ofen etc. kann ein Keramikmaterial wie beispielsweise Aluminiumoxid, Zirkoniumdioxid, Magnesiumoxid, Calciumoxid, Siliziumdioxid etc. oder ein Verbundmaterial von diesen, oder ein Metall, welches ein Metall mit hohem Schmelzpunkt ist, wie beispielsweise Molybdän, Wolfram, Tantal, Platin, Iridium etc. oder eine Legierung von diesen verwendet werden.
Ferner, wenn eine zufriedenstellende Festigkeit erreicht werden soll, kann das gesamte zylindrische Glied 2 dünn geformt werden. Das bedeutet, dass der zylindrische Abschnitt ebenfalls dünn geformt werden kann.
Das optische Mittel 3 ist ein optisches Glied und ebenfalls ein Lichtleiterrohr. Dieses Lichtleiterrohr ist beispielsweise aus Kupfer in eine zylindrische Rohrform geformt und besitzt offene Abschnitte 31 und 32 an beiden Enden. Zusätzlich ist eine Innenfläche des Lichtleiterrohrs spiegelpoliert und weist eine darauf aufgebracht Goldplattierung auf. Demgemäß besitzt die Innenfläche des Lichtleiterrohrs ein hohes Reflexionsvermögen auf und fungiert als ein optischer Funktionsabschnitt 33 zur Leitung des Infrarotlichts entlang der Innenfläche.
Ein derartiges Lichtleiterrohr besitzt eine Außendurchmesserabmessung, die kleiner als eine Innendurchmesserabmessung des zylindrischen Glieds 2 ist und ist so angeordnet, dass es innerhalb des zylindrischen Glieds 2 untergebracht werden kann.
Insbesondere ist es so konfiguriert, dass ein vorbestimmter Spalt Gp gebildet wird, so dass eine Außenumfangsoberfläche des Lichtleiterrohrs und eine Innenumfangsoberfläche des zylindrischen Glieds 2 einander nicht direkt kontaktieren. Aus diesem Grund, aufgrund des Spalts Gp, ist eine Luftschicht als eine wärmeisolierende Schicht zwischen dem Lichtleiterrohr und dem zylindrischen Glied 2 eingefügt. Zusätzlich weist der offene Abschnitt 31 an einem Ende des Lichtleiterrohrs zu dem dünnwandigen Abschnitt, der der temperaturempfindliche Abschnitt 23 des zylindrischen Glieds 2 ist, und der offene Abschnitt 32 an dem anderen Ende ist an der Seite gelegen, wo der offene Abschnitt 22 des zylindrischen Glieds 2 ist und weist zu dem später beschriebenen Infrarottemperaturdetektionsglied 4.
Demgemäß fungiert der optische Funktionsabschnitt 33 dahingehend, dass er das Infrarotlicht, das von dem temperaturempfindlichen Abschnitt 23 ausgestrahlt wird, zu dem Infrarottemperaturdetektionsglied 4 leitet.
Das Infrarottemperaturdetektionsglied 4 weist ein Thermosäulenelement 41 als ein Abfühlelement auf, das das Infrarotlicht abfühlt, ein Thermistorelement 42 als ein Abfühlelement für die Temperaturkompensation, sowie ein Gehäuse 43 als eine Hülle, die diese Abfühlelemente unterbringt. Ein derartiges Infrarottemperaturdetektionsglied 4 ist auf der Seite angeordnet, wo sich der offene Abschnitt 22 des zylindrischen Glieds 2 befindet, und zwar zu dem temperaturempfindlichen Abschnitt 23 weisend und von diesem beabstandet.
Das Thermosäulenelement 41 besteht aus einer Vielzahl von Wärmefühlern bzw. Thermoelementen, die auf einem Substrat gebildet sind, und gibt als eine Ausgabespannung eine elektromotorische Kraft aus, die beim Empfang des Infrarotlichts erzeugt wird. Zusätzlich ist das Thermistorelement 42 auf einem Substrat angebracht, das einen Widerstandswert besitzt, der mit der Variation in der Temperatur variiert, und detektiert eine Umgebungstemperatur gemäß der Variation in dem Widerstandswert.
Das Gehäuse 43 weist eine Kappe 44 auf, die aus einem Metall in einer im Wesentlichen zylindrische Form besteht, sowie einen Schaft 45, der in ähnlicher Weise aus einem Metall in eine im Wesentlichen scheibenförmige Form hergestellt ist. Ein kreisförmig geöffnetes Fenster 48 ist auf einer oberen Oberflächenseite der Kappe 44 gebildet.
Das Thermosäulenelement 41 und das Thermistorelement 42 sind auf der oberen Oberfläche des Schafts 45 angeordnet. Vier Leiteranschlüsse 46 sind an dem Schaft 45 so angebracht, dass sie durch diesen hindurchgehen. Die Leiteranschlüsse 46 und Elektroden des Thermosäulenelements 41 und das Thermistorelement 42 sind durch Bonding- bzw. Verbindungsdrähte verbunden. Auf diese Weise kann eine Antriebsleistung geliefert werden oder ein Detektionssignal kann an das Thermosäulenelement 41 und das Thermistorelement 42 gesendet werden.
Darüber hinaus können ein Thermistor der Chipbauart, ein Thermoelement und ein Widerstandsthermometer als Abfühlelement für die Temperaturkompensation verwendet werden. Die Vorangehenden sind vorzugsweise in dem Gehäuse 43 untergebracht, können aber auch außerhalb des Gehäuses 43 angeordnet sein, solange die Umgebungstemperatur detektiert werden kann.
Zusätzlich ist die Form der Konfiguration des Infrarottemperaturdetektionsmittels 4 nicht in besonderer Weise beschränkt, solange das Infrarottemperaturdetektionsmittel 4 die Funktionalität des Detektierens einer Temperatur durch Infrarotlicht aufweist.
Die Haltevorrichtung 5 ist aus einem Metallmaterial mit guter Wärmeleitfähigkeit, z. B. einem Material wie beispielsweise Aluminium-Legierung, rostfreier Stahl oder Messing etc. in eine im Wesentlichen zylindrische Form geformt, und weist einen Abschnitt 51 mit Außengewinde auf seiner Außenumfangsoberfläche und einen Flanschteil 52 als seinen Endteil auf. Zusätzlich ist ein Gliedanbringungsabschnitt auf einer Innenumfangsseite der Haltevorrichtung 5 gebildet. Das zuvor erwähnte zylindrische Glied 2, das optische Mittel 3 und das Infrarottemperaturdetektionsglied 4 sind so angebracht, dass sie in den Gliedanbringungsabschnitt passen und an diesem befestigt sind.
Zusätzlich ist ein isolierendes Glied 53, das das Infrarottemperaturdetektionsglied 4 in einer isolierten Weise hält, an der Seite des Flansches 52 der Haltevorrichtung 5 angebracht. Ferner sind Zuleitungsdrähte, die nicht dargestellt sind, mit den Leitungsanschlüssen 46 verbunden, die durch das isolierende Glied 53 hindurchgehen und aus diesem hervorragen, so dass sie herausgeleitet werden können. Diese herausgeleiteten Zuleitungsdrähte werden geschützt, indem sie mit einem Metallrohr oder einem Schutzrohr abgedeckt werden.
Der Infrarottemperatursensor 1 der Kontaktbauart, der auf diese Weise konfiguriert ist, wird durch Schrauben des Abschnitts 51 mit Außengewinde der Haltevorrichtung 5 in ein Schraubenloch eines Abgasrohrs Ep oder Ähnliches als einem Abgasdurchlass, durch welchen ein von einem Motor emittiertes Abgas G hindurchströmt, angebracht. In diesem Fall ist der temperaturempfindliche Abschnitt 23 des zylindrischen Glieds 2 dem Hochtemperaturabgas G ausgesetzt, um die Wärme des Abgases G aufzunehmen.
Als nächstes werden die Vorgänge und Effekte des Infrarottemperatursensors 1 der Kontaktbauart beschrieben. Das zylindrische Glied 2, das in der Hochtemperaturumgebung des Abgases G (Wärmequelle) angeordnet ist, nimmt die Wärme des Abgases G hauptsächlich bei seinem temperaturempfindlichen Abschnitt 23 auf.
Basierend auf dem Wärmeempfang des wärmeempfindlichen Abschnitts 23 wird das Infrarotlicht, das von dem temperaturempfindlichen Abschnitt 23 ausgestrahlt wird, von dem offenen Abschnitt 31 an einem Ende des Lichtleiterrohrs als dem optischen Mittel 3 zu der Seite, wo sich der offene Abschnitt 32 an dem anderen Ende des Lichtleiterrohrs entlang der Innenfläche des Lichtleiters befindet, d. h. mittels dem optischen Funktionsabschnitt 33 geleitet und geht durch das Fenster 48 bei dem Gehäuse 43 des Infrarottemperaturdetektionsmittels 4 hindurch, um von dem Thermosäulenelement 41 aufgenommen zu werden.
Das Thermosäulenelement 41, das die Infrarotenergie aufgenommen hat, gibt als Ausgabespannung die elektromotorische Kraft aus, die durch eine Temperaturdifferenz verursacht wird. Andererseits wird die Umgebungstemperatur als eine Variation des Widerstandswerts durch das Thermistorelement 42 detektiert, das die Umgebungstemperatur detektiert, und gemäß diesem Detektionsergebnis und der zuvor erwähnten Ausgabe wird eine Menge des Infrarotlichts, das von dem temperaturempfindlichen Abschnitt 23 ausgestrahlt wird, genau gemessen und die Temperatur des Abgases G wird gemessen.
In einem derartigen Infrarottemperatursensor 1 der Kontaktbauart ist der temperaturempfindliche Abschnitt 23 beabstandet von dem Infrarottemperaturdetektionsglied 4 angeordnet und es ist das zylindrische Glied 2, das direkt in dem Hochtemperaturabgas G angeordnet wird. Infolgedessen kann verhindert werden, dass das Infrarottemperaturdetektionsglied 4 dem Hochtemperaturabgas G ausgesetzt wird, und eine Wärmeabnutzung des Infrarottemperaturdetektionsglieds 4 kann unterdrückt werden. Zusätzlich, da der temperaturempfindliche Abschnitt 23 ein dünnwandiger Abschnitt ist, kann ein Hochgeschwindigkeits-Wärmeansprechverhalten realisiert werden.
Darüber hinaus, da das Lichtleiterrohr und das zylindrische Glied 2 eine Wärmeisolationsschicht aufweisen, die aufgrund des Spalts Gp zwischen diesen gebildet ist, kann verhindert werden, dass die Wärme von dem zylindrischen Glied 2 auf das Lichtleiterrohr übertragen und zu dem Infrarottemperaturdetektionsglied 4 geleitet wird. Ferner, da die Haltevorrichtung 5 aus einem Material mit einer guten Wärmeleitfähigkeit gebildet ist, kann die Wärme, die von dem zylindrischen Glied 2 übertragen wird, in effektiver Weise gestreut werden und ein thermischer Effekt auf das Infrarottemperaturdetektionsglied 4 kann reduziert werden.
Gemäß dem Infrarottemperatursensor 1 der Kontaktbauart dieses Ausführungsbeispiels kann selbst wenn der temperaturempfindliche Abschnitt 23 des zylindrischen Glieds 2 eine Temperatur von 1.000°C aufweist, die Temperatur des Infrarottemperaturdetektionsglieds 4 auf 150°C oder weniger gehalten werden.
Darüber hinaus, obwohl das zylindrische Glied 2 vorangehend als aus einem Metallmaterial gebildet beschrieben wurde, kann das zylindrische Glied 2 auch aus einem Keramikmaterial gebildet sein. Beispielsweise kann Tonerde bzw. Aluminiumoxid verwendet werden. Aluminiumoxid ist ein Material mit einer exzellenten Wärmebeständigkeit und ist selbst in einer Hochtemperaturatmosphäre bei 1.600°C anwendbar.
Wenn das zylindrische Glied 2 aus Keramiken gebildet wird, wird die Wanddickenabmessung t₁ des zylindrischen Abschnitts auf ungefähr 1 mm eingestellt und die Wanddickenabmessung t₂ des dünnwandigen Abschnitts wird auf ungefähr die Hälfte oder weniger als 0,5 mm oder weniger eingestellt.
Darüber hinaus, obwohl es bevorzugt ist, Aluminiumoxid als Keramikmaterial zu verwenden, können ebenfalls Siliziumcarbid, Kiesel- bzw. Quarzglas, Siliziumnitrid oder Ähnliches, Zirkonoxid und andere keramische Materialien verwendet werden.
Aufgrund einer derartigen Konfiguration wird das thermische Ansprechverhalten beschleunigt und es ist das keramische, zylindrische Glied 2 das direkt in dem Hochtemperaturabgas G angeordnet wird. Daher wird das Infrarottemperaturdetektionsglied 4 vor einer Wärmeabnutzung geschützt und seine Zuverlässigkeit bzw. Ausfallsicherheit wird erhöht und eine stabile Temperaturmessung ist möglich.
Zusätzlich wurde der Fall vorangehend beschrieben, wo ein Lichtleiterrohr als das optische Mittel 3 vorgesehen ist; es kann jedoch kein Lichtleiterrohr vorhanden sein. Beispielsweise kann ein optischer Funktionsabschnitt 33 auf einer Innenfläche des zylindrischen Glieds 2 gebildet sein. In diesem Fall kann zur Erhöhung des Reflexionsvermögens der Innenfläche des zylindrischen Glieds 2 eine Hochglanzpolitur darauf angewendet werden oder ein Infrarot-Reflexionsfilm kann darauf gebildet werden.
Wie oben erwähnt, kann gemäß diesem Ausführungsbeispiel, da es das zylindrische Glied 2 ist, das direkt in dem Hochtemperaturabgas G angeordnet wird, das Infrarottemperaturdetektionsglied 4 vor einer Wärmeabnutzung geschützt werden und seine Zuverlässigkeit kann sichergestellt werden. Demgemäß kann der Infrarottemperatursensor 1 der Kontaktbauart vorgesehen werden, der geeignet ist, um die Temperatur des Abgases G eines Fahrzeugs zu messen.
Als nächstes wird ein Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben. 3 zeigt einen Querschnitt des Infrarottemperatursensors der Kontaktbauart (Beispiel 1), und 4 zeigt einen Querschnitt des Infrarottemperatursensors der Kontaktbauart (Beispiel 2).
Darüber hinaus werden in den folgenden Ausführungsbeispielen die gleichen oder entsprechende Teile wie diejenigen in dem ersten Ausführungsbeispiel mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine wiederholte Beschreibung dieser wird weggelassen.
Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel in der Form des dünnwandigen Abschnitts, der der temperaturempfindliche Abschnitt 23 des zylindrischen Glieds 2 ist.
(Beispiel 1) Wie in 3 gezeigt, ist der temperaturempfindliche Abschnitt 23 in einer konischen Form geformt. Demgemäß ist der konische Teil in einen dünnwandigen Abschnitt geformt, und eine Innenfläche von diesem weist zu dem offenen Abschnitt 31 des Lichtleiterrohrs als dem optischen Mittel 3. Zusätzlich fungiert der offene Abschnitt innerhalb des dünnwandigen Abschnitts als ein schwarzer Körper, um ein hohes Emissionsvermögen zu erlangen.
Ferner ist es möglich, die Wärme des Strömungsmittels in dem Abgas G und Ähnlichem in der breiten Außenumfangsoberfläche einer konischen Form aufzunehmen, welche eine der bevorzugten Formen des Temperaturabfühlteils 23 ist.
Gemäß einer derartigen Konfiguration können die gleichen Effekte wie in dem ersten Ausführungsbeispiel erzielt werden. (Beispiel 2) Wie in 4 gezeigt, ist der temperaturempfindliche Abschnitt 23 in eine zylindrische Form geformt. Demgemäß ist der zylindrische Teil in einen dünnwandigen Abschnitt geformt, und eine Innenfläche von diesem weist zu dem offenen Abschnitt 31 eines Lichtleiterrohrs als dem optischen Mittel 3.
Demgemäß können die gleichen Effekte wie die in dem Beispiel 1 erzielt werden.
Als nächstes wird ein Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf 5 bis 7 beschrieben. 5 zeigt einen Querschnitt des Infrarottemperatursensors der Kontaktbauart (Beispiel 1), 6 zeigt einen Querschnitt des Infrarottemperatursensors der Kontaktbauart (Beispiel 2), und 7 zeigt einen Querschnitt des Infrarottemperatursensors der Kontaktbauart (Beispiel 3).
In diesem Ausführungsbeispiel fungiert das optische Mittel 3, wie beispielsweise ein Linsenglied oder Ähnliches als optischer Funktionsabschnitt 33, der dahingehend fungiert, das Infrarotlicht zu konzentrieren, das von dem temperaturempfindlichen Abschnitt 23 ausgestrahlt wird und um das Infrarotlicht zu dem Infrarottemperaturdetektionsmittel 4 zu leiten.
(Beispiel 1) Wie in 5 gezeigt, ist ein Linsenglied 3L, das als ein optischer Funktionsabschnitt 33 dient, auf der Seite gelegen, wo sich der offene Abschnitt 22 des zylindrischen Glieds 2 befindet und ist zu dem Fenster 48 weisend angeordnet, das bei der Kappe 44 des Infrarottemperaturdetektionsglieds 4 gebildet ist.
Gemäß einer derartigen Konfiguration wird das Infrarotlicht, das von dem temperaturempfindlichen Abschnitt 23 ausgestrahlt wird, durch das Linsenglied 3L konzentriert und zu dem Infrarottemperaturdetektionsglied 4 geführt. Genauer gesagt, geht das Infrarotlicht von dem Linsenglied 3L durch das Fenster 48 hindurch, um konzentriert und bei dem Thermosäulenelement 41 aufgenommen zu werden.
(Beispiel 2) Wie in 6 gezeigt, ist ein Spiegelglied 3M, das als der optische Funktionsabschnitt 33 dient, auf der Seite gelegen, wo der offene Abschnitt 22 des zylindrischen Glieds 2 ist, und ist zu dem Fenster 48 weisend angeordnet, das an der Kappe 44 des Infrarottemperaturdetektionsglieds 4 gebildet ist.
Das Spiegelglied 3M besteht aus Metall oder einem Harzmaterial und weist eine Innenfläche auf, die durch eine reflektierende Oberfläche in der Form eines Rotationsparaboloids gebildet ist. Zusätzlich ist das Thermosäulenelement 41 des Infrarottemperaturdetektionsglieds 4 bei einem Brennpunkt dieser reflektierenden Oberfläche angeordnet.
Demgemäß wird das Infrarotlicht, das von dem temperaturempfindlichen Abschnitt 23 ausgestrahlt wird, durch das Spiegelglied 3M konzentriert und zu dem Infrarottemperaturdetektionsglied 4 geleitet. Insbesondere wird infrarotes, paralleles Licht, das von dem temperaturempfindlichen Abschnitt 23 ausgestrahlt wird, durch die reflektierende Oberfläche reflektiert, und geht durch das Fenster 48 hindurch, damit es in effektiver Weise auf dem Thermosäulenelement 41 konzentriert werden kann.
(Beispiel 3) Wie in 7 gezeigt, ein Betrachtungswinkelbeschränkungsglied 3V, das als der optische Funktionsabschnitt 33 dient, ist auf der Seite gelegen, wo sich der offene Abschnitt 22 des zylindrischen Glieds 2 befindet und ist zu dem Infrarottemperaturdetektionsglied 4 weisend vorgesehen. Das Betrachtungswinkelbeschränkungsglied 3V ist integral mit der Kappe 44 des Infrarottemperaturdetektionsglieds 4 gebildet, wodurch in geeigneter Weise ein Lichtaufnahmesichtfeld des Thermosäulenelements 41 in effizienter Weise das Licht konzentriert.
Demgemäß wird das Infrarotlicht, das von dem temperaturempfindlichen Abschnitt 23 ausgestrahlt wird, durch das Betrachtungswinkelbeschränkungsglied 3V begrenzt und zu dem Infrarottemperaturdetektionsglied 4 geleitet, um in effizienter Weise auf dem Thermosäulenelement 41 konzentriert zu werden.
Als nächstes wird ein Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf 8 und 9 beschrieben. 8 und 9 zeigen Querschnitte des Infrarottemperatursensors der Kontaktbauart.
In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Infrarotfilter 47 bei dem Fenster 48 vorgesehen, das bei der Kappe 44 des Infrarottemperaturdetektionsteils 4 gebildet ist. Der Infrarotfilter 47 weist die Funktion des selektiven Übertragens von infrarotem Licht auf, und in diesem Ausführungsbeispiel wird der Infrarotfilter 47 verwendet, um infrarotes Licht mit einer Wellenlänge von 5 um bis 20 μm zu übertragen. Eine Übertragungswellenlänge des Infrarotlichts ist nicht beschränkt, aber kann in geeigneter Weise abhängig von der gemessenen Temperatur eingestellt werden.
Der Infrarottemperatursensor 1 der Kontaktbauart, der in 8 gezeigt ist, verwendet den Infrarottemperatursensor 1 der Kontaktbauart des ersten Ausführungsbeispiels (2) als seine Grundkonfiguration. Der Infrarottemperatursensor 1 der Kontaktbauart, der in 9 gezeigt ist, verwendet den Infrarottemperatursensor 1 der Kontaktbauart des zweiten Ausführungsbeispiels (Beispiel 1) (3) als seine Grundkonfiguration. Darüber hinaus ist in diesen Infrarottemperatursensoren 1 der Kontaktbauart der Infrarotfilter 47 bei dem Fenster 48 des Infrarottemperaturdetektionsglieds 4 vorgesehen.
Aufgrund einer derartigen Konfiguration wird basierend auf der Wärmeaufnahme des temperaturempfindlichen Abschnitts 23 das Infrarotlicht, das von dem temperaturempfindlichen Abschnitt 23 ausgestrahlt wird, zu der Seite geleitet, an der sich der offene Abschnitt 23 an dem anderen Ende des Lichtleiterrohrs befindet, und zwar mittels des optischen Funktionsabschnitts 33, und wird durch den Infrarotfilter 47 bei dem Fenster 48 des Infrarottemperaturdetektionsglieds 4 so übertragen, dass es durch das Thermosäulenelement 41 aufgenommen wird.
Demgemäß, da das beabsichtigte Infrarotlicht in selektiver Weise durch das Thermosäulenelement 41 empfangen bzw. aufgenommen werden kann, kann die Genauigkeit der Temperaturmessung verbessert werden. Als nächstes wird ein Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf 10 beschrieben. 10 zeigt einen Querschnitt des Infrarottemperatursensors der Kontaktbauart.
Dieses Ausführungsbeispiel zeigt eine Konfiguration, in der das zylindrische Glied 2 ebenfalls als das Lichtleiterrohr als das optische Mittel 3 dient.
Das Lichtleiterrohr als optisches Mittel 3 ist beispielsweise aus Kupfer in einer zylindrischen Rohrform gebildet und weist die offenen Abschnitte 31 und 32 an beiden Enden auf. Zusätzlich ist die Innenfläche des Lichtleiterrohrs hochpoliert bzw. spiegelpoliert und eine Goldplattierung ist auf diese aufgetragen, und besitzt folglich ein hohes Reflexionsvermögen und fungiert als der optische Funktionsabschnitt 33 zum Leiten des Infrarotlichts entlang der Innenfläche.
Zusätzlich ist der temperaturempfindliche Abschnitt 23, der in einer konischen Form gebildet ist, mit dem offenen Abschnitt 31 an einem Ende durch Löten etc. verbunden. Der temperaturempfindliche Abschnitt 23 besteht beispielsweise aus rostfreiem Stahl und ist dünn geformt. Andererseits weist der offene Abschnitt 32 an dem anderen Ende zu dem Infrarottemperaturdetektionsglied 4.
Demgemäß dient der optische Funktionsabschnitt 33 dazu, Wärme durch den temperaturempfindlichen Abschnitt 23 aufzunehmen, der ein dünnwandiger Abschnitt ist, und das Infrarotlicht, das von dem temperaturempfindlichen Abschnitt 23 ausgestrahlt wird, zu dem Infrarottemperaturdetektionsglied 4 zu leiten.
Gemäß einer derartigen Konfiguration können die gleichen Effekte wie diejenigen des ersten Ausführungsbeispiels bewerkstelligt werden.
Als nächstes werden Charakteristiken des Infrarottemperatursensors der Kontaktbauart unter Bezugnahme auf 11 und 12 beschrieben. Insbesondere werden die Charakteristiken bzw. Eigenschaften des Infrarottemperatursensors 1 der Kontaktbauart gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel gezeigt, wobei 11 eine Temperaturabfühlcharakteristik darstellt, und 12 eine Ansprech- bzw. Reaktionscharakteristik darstellt.
In 11 zeigt die horizontale Achse eine Temperatur (°C) eines gemessenen Objekts (Wärmequelle) an und die vertikale Achse zeigt eine Ausgabespannung (mV) des Infrarottemperatursensors 1 der Kontaktbauart an. Wie in der Zeichnung gezeigt, steigt die Ausgabespannung mit einem Anstieg in der Temperatur an. Wenn beispielsweise die Temperatur 200°C beträgt, wird eine Spannung von ungefähr 25 mV ausgegeben, und wenn die Temperatur 1000°C beträgt, wird eine Spannung von ungefähr 330 mV ausgegeben.
Zusätzlich zeigt in 12 die horizontale Achse die Zeit (Sek.) an, und die vertikale Achse zeigt die Ausgabespannung (mV) an. Wie in der Zeichnung gezeigt, wenn die Temperatur 200°C beträgt (mit einer Ausgabespannung von 25 mV), erfolgt eine Reaktion innerhalb ungefähr einer Sekunde, und es zeigt sich, dass das Ansprechverhalten gut ist.
Als nächstes werden Ausführungsbeispiele beschrieben, die den Infrarottemperatursensor 1 der Kontaktbauart verwenden. Der Infrarottemperatursensor 1 der Kontaktbauart wird in verschiedenen thermischen Vorrichtungen mit einer Wärmequelle verwendet, um eine Temperatur der Wärmequelle zu messen.
Der Infrarottemperatursensor 1 der Kontaktbauart kann beispielsweise auf thermische Vorrichtungen, wie beispielsweise einen Motor angewendet werden, der Abgas als Wärmequelle verwendet, einen Mikrowellenofen, eine Induktions-Kochheizvorrichtung, eine Gas-Wasser-Heizvorrichtung, einen Herd etc. Zusätzlich kann der Infrarottemperatursensor 1 der Kontaktbauart ebenfalls verwendet werden, um eine Temperatur eines Elektrolyts einer Brennstoffzelle, eines Reformers etc. zu messen.
Insbesondere wird ein Ausführungsbeispiel des Infrarottemperatursensors 1 der Kontaktbauart in einem AGR-System unter Bezugnahme auf 13 beschrieben.
Das AGR-System weist einen Motor E, einen Einlassdurchlass Ap, einen Auslass- bzw. Abgasdurchlass Ep, einen AGR-Abgasdurchlass Rp und eine Motorsteuereinheit ECU auf. Zusätzlich ist ein Drosselventil Tb bei dem Einlassdurchlass Ap vorgesehen und ein Dieselpartikelfilter DPF und ein NOx-Reinigungskatalysatorkonverter Cc sind auf einer nachgelagerten Seite des Abgasdurchlasses Ep vorgesehen. Ferner sind eine AGR-Kühlvorrichtung und ein AGR-Ventil bei dem AGR-Auslassdurchlass Rp angeordnet.
In einem AGR-System einer derartigen Konfiguration ist der zuvor erwähnte Infrarottemperatursensor 1 der Kontaktbauart an einer Vielzahl von Positionen in dem Abgasdurchlass Ep angebracht. Eine detektierte Abgastemperatur, die durch den Infrarottemperatursensor 1 der Kontaktbauart detektiert wird, wird in die Motorsteuereinheit ECU eingegeben und ein Betriebszustand des Motors E wird gesteuert.
Wie oben erwähnt, kann der Infrarottemperatursensor 1 der Kontaktbauart in geeigneter Weise in einem AGR-System und anderen Abgassystemen verwendet werden.
Ferner wird ein Ausführungsbeispiel, das den Infrarottemperatursensor 1 der Kontaktbauart für das Messen einer Temperatur eines in einem Ofen geschmolzenen Metalls in einem elektrischen Ofen oder einem Gasofen verwendet, beschrieben.
In diesem Fall kann die Grundkonfiguration des Beispiels 3, das in dem zuvor erwähnten dritten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, in geeigneter Weise verwendet werden. Wie in 7 gezeigt, ist das Betrachtungswinkelbeschränkungsglied 3V auf der Seite gelegen, wo sich der offene Abschnitt 22 des zylindrischen Glieds 2 befindet, und ist zu dem Infrarottemperaturdetektionsglied 4 weisend vorgesehen, so dass das Betrachtungswinkelbeschränkungsglied 3V das Lichtaufnahmesichtfeld des Thermosäulenelements 41 beschränkt.
Das zylindrische Glied 2 besteht aus Keramiken und ist in eine mit Boden versehene, zylindrische Form geformt, mit einem Ende als dem geschlossenen Abschnitt 21 und dem anderen Ende als dem offenen Abschnitt 22. Das Betrachtungswinkelbeschränkungsglied 3V, das eine zylindrische Rohrform aufweist, ist innerhalb des zylindrischen Glieds 2 angeordnet. Das Betrachtungswinkelbeschränkungsglied 3V besteht aus einem Aluminiummaterial und seine Oberfläche wird einer Schwarz-Aluminiumoxidierungsbehandlung unterzogen. Dies bedeutet, dass das Betrachtungswinkelbeschränkungsglied 3V so konfiguriert ist, dass es das Reflexionsvermögen reduziert.
Demgemäß, da das Betrachtungswinkelbeschränkungsglied 3V infrarotes Licht, das von innerhalb des zylindrischen Glieds 2 ausgestrahlt wird, in geeigneter Weise beschränkt, d. h. beschränkt auf das Infrarotlicht, das von dem temperaturempfindlichen Abschnitt 23 ausgestrahlt wird, der der geschlossene Abschnitt 21 ist, und furch das Infrarottemperaturdetektionsglied 4 aufgenommen wird.
Darüber hinaus kann das Betrachtungswinkelbeschränkungsglied 3V ebenfalls imstande sein, einen Betrachtungswinkel anzupassen, indem es in einer axialen Richtung innerhalb des zylindrischen Glieds 2 vorwärts und rückwärts bewegt wird. Insbesondere ist zum Beispiel ein Anpassungsverfahren denkbar, in dem das Betrachtungswinkelbeschränkungsglied 3V so konfiguriert ist, dass es in die Haltevorrichtung 5 geschraubt und das Betrachtungswinkelbeschränkungsglied 3V gedreht wird, um in der axialen Richtung vorwärts und rückwärts bewegt zu werden.
Zusätzlich, obwohl es bevorzugt ist, dass der temperaturempfindliche Abschnitt 23 dünn geformt wird, kann der temperaturempfindliche Abschnitt 23 die gleiche Wanddickenabmessung wie der zylindrische Abschnitt aufweisen. Ferner sind die Längenabmessungen oder die Durchmesserabmessungen des zylindrischen Glieds 2 und des Betrachtungswinkelbeschränkungsglieds 3V in der axialen Richtung nicht in besonderer Weise beschränkt, sondern können in geeigneter Weise gemäß den Spezifikationen gewählt werden. Darüber hinaus wird das Betrachtungswinkelbeschränkungsglied 3V nicht notwendigerweise einer Schwarz-Aluminiumoxidierungsbehandlung unterzogen, sondern kann einer Behandlung bzw. Bearbeitung unterzogen werden, solange die Behandlung das Reflexionsvermögen reduziert.
Darüber hinaus ist die Erfindung nicht auf die Konfigurationen in den obigen Ausführungsbeispielen beschränkt sondern kann auf verschiedene Weisen umgesetzt bzw. verändert werden ohne die Kernaussage der Erfindung zu verlassen. Zusätzlich sind die obigen Ausführungsbeispiele als Beispiele dargestellt und sollen nicht den Umfang der Erfindung begrenzen.
Beispielsweise können eine flache Form, eine zylindrische Form oder eine konische Form, oder eine kombinierte Form dieser Formen etc. in geeigneter Weise als die Form des temperaturempfindlichen Abschnitts übernommen werden. Die Form ist nicht in besonderer Weise beschränkt.
Das Infrarottemperaturdetektionsglied kann ein Temperaturabfühlelement einer thermischen Bauart oder einer Quantumbauart einsetzen. In dem Fall einer thermischen Bauart können eine Thermosäule, ein Thermistor und ein pyroelektrisches Element verwendet werden; in dem Fall einer Quantumbauart können Indiumantimonid (InSb), Quecksilber-Kadmium-Tellurid (HgCdTe) oder Blei-Zinn-Tellurid (PbSnTe) verwendet werden. Die Form oder Konfiguration des Infrarottemperaturdetektionsglieds ist nicht in besonderer Weise beschränkt.
Bezugszeichenliste

1: Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart
2: Zylindrisches Glied
3: Optisches Mittel
4: Infrarottemperaturdetektionsglied
5: Haltevorrichtung
21: Geschlossener Abschnitt
22: Offener Abschnitt
23: Temperaturempfindlicher Abschnitt
33: Optischer Funktionsabschnitt
41: Thermosäulenelement
42: Thermistorelement
43: Gehäuse
44: Kappe
45: Schaft
47: Infrarotfilter
48: Fenster
51: Abschnitt mit Außengewinde
53: Isolierendes Glied

Claims

Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart, der Folgendes aufweist: ein wärmebeständiges, zylindrisches Glied, das eine zylindrische Form mit einem Ende als einem geschlossenen Abschnitt und dem anderen Ende als einem offenen Abschnitt besitzt und einen temperaturempfindlichen Abschnitt aufweist; ein Infrarottemperaturdetektionsglied, das zu dem temperaturempfindlichen Abschnitt weisend und beabstandet von diesem angeordnet ist; und einen optische Funktionsabschnitt, der das Infrarotlicht, das von dem temperaturempfindlichen Abschnitt ausgestrahlt wird, zu dem Infrarottemperaturdetektionsglied leitet.
Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß Anspruch 1, wobei der temperaturempfindliche Abschnitt so konfiguriert ist, dass er dünn geformt ist.
Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß Anspruch 1, wobei der temperaturempfindliche Abschnitt bei dem geschlossenen Abschnitt an einem Ende des zylindrischen Glieds gebildet ist.
Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß Anspruch 1, wobei das zylindrische Glied aus Metall oder Keramiken besteht.
Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der optische Funktionsabschnitt ein Lichtleiterrohr aufweist.
Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der optische Funktionsabschnitt ein Linsenglied aufweist.
Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der optische Funktionsabschnitt ein Spiegelglied aufweist.
Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der optische Funktionsabschnitt ein Betrachtungswinkelbeschränkungsglied aufweist.
Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Infrarotfilter in dem Infrarottemperaturdetektionsglied vorgesehen ist.
Thermische Vorrichtung, die Folgendes aufweist: eine Wärmequelle; und einen Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, der eine Temperatur der Wärmequelle misst.
Abgassystem, das Folgendes aufweist: einen Motor; einen Einlassdurchlass und einen Auslass- bzw. Abgasdurchlass, der mit dem Motor verbunden ist; und einen Infrarottemperatursensor der Kontaktbauart gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, der an dem Abgasdurchlass angebracht ist.