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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Temperatursensor, welcher ein Paar von Thermoelementdrähten verwendet, um eine Temperatur zu messen.
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STAND DER TECHNIK
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Temperatursensoren, welche die Temperatur in der Abgasleitung einer Maschine messen, können ein Paar von Thermoelementdrähten verwenden. Solch ein Temperatursensor weist einen Temperatursensor vom exponierten Typ, einen Temperatursensor vom masseführenden Typ und einen Temperatursensor vom nicht masseführenden Typ auf. In dem Temperatursensor vom exponierten Typ ist ein Fluid (ein Fluid, welches zu messen ist), dessen Temperatur gemessen wird, in einem direkten Kontakt mit einer Temperaturmesskontaktstelle (einer heißen Kontaktstelle), welche durch ein Verbinden der Spitzenenden des Paares von Thermoelementdrähten miteinander gebildet sind. In dem Temperatursensor vom masseführenden Typ ist eine Temperaturmesskontaktstelle an einem Mantel auf Masse gelegt. Bei dem Temperatursensor vom nicht masseführenden Typ ist eine Temperaturmesskontaktstelle von dem Mantel isoliert.
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Der Temperatursensor vom exponierten Typ ist vorteilhaft darin, dass die Ansprechempfindlichkeit der Messung gut ist, jedoch nachteilhaft darin, dass die Temperaturmesskontaktstelle leicht beschädigt wird. Der Temperatursensor vom masseführenden Typ ist vorteilhaft darin, dass die Ansprechempfindlichkeit der Messung gut ist, jedoch nachteilhaft darin, dass der Sensor anfällig dafür ist, durch Rauschen beeinflusst zu werden. Der Temperatursensor vom nicht masseführenden Typ ist vorteilhaft darin, dass die Temperaturmesskontaktstelle vor einem Schaden geschützt werden kann und der Sensor nicht anfällig ist, durch Rauschen beeinflusst zu werden, ist aber nachteilhaft darin, dass die Ansprechempfindlichkeit der Messung verschlechtert ist.
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Beispielsweise offenbart die Patentliteratur 1 ein in hohem Maße ansprechempfindliches Thermoelement, welches einen Mantel hat, ein Paar von Drähten, welche in den Mantel eingeführt sind, und einen gewölbten Schutzverschluss, welcher an einem Spitzenendabschnitt des Mantels angebracht ist, um die heiße Kontaktstelle des Paars von Drähten zu bedecken. Die gewölbte Schutzkappe hat ein Einlassloch, welches an der Oberseite gebildet ist, und hat ein Abgasloch, welches in der Nähe des Anbringabschnitts des Verschlusses gebildet ist. Der gewölbte Schutzverschluss verhindert, dass ein Gasstrom, welcher zu messen ist, direkt mit der heißen Kontaktstelle kollidiert, um dadurch die heiße Kontaktstelle vor einem Schaden zu schützen, und er erhält eine hohe Ansprechempfindlichkeit der Messung aufrecht.
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Die
JP 2010 -
71 735 A offenbart einen Temperatursensor, bei dem die Hitzebeständigkeit und Vibrationsbeständigkeit verbessert und die Lebensdauer verlängert werden kann. Der Temperatursensor ist so aufgebaut, dass ein Abschnitt zwischen einer Temperaturmesseinheit und einer Abdeckung, die an einer Spitzenendseite angeordnet ist, um die Temperaturmesseinheit abzudecken, mit einem Füllstoff gefüllt ist, der Aluminiumoxid als Hauptkomponente. Die Abdeckung besteht aus einer Ni-Legierung einschließlich Al. Die Ni-Legierung enthält 58-63 Masse-% Ni, 21-25 Masse-% Cr und 1-2 Masse-% Al. Der Restanteil besteht vorzugsweise aus Fe und einer unvermeidbaren Verunreinigung. Die Temperaturerfassungseinheit besteht vorzugsweise aus einer glasversiegelten Vorrichtung, deren Spitzenabschnitt eine gekrümmte Flächenform hat. Der Temperatursensor wird vorzugsweise in einer Umgebung mit einer Temperatur von 950°C oder höher verwendet.
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Die
DE 10 2008 060 033 A1 betrifft einen Temperaturfühler mit einem Themoelement, der eine hitzebeständige Mantelleitung aufweist, an dessen dem Messmedium zugewandten Ende ein Sensorelement angeordnet ist und bei dem durch ein Metallrohr der Mantelleitung elektrische Anschlussleitungen für den Anschluss des Sensorelementes an eine elektronische Auswerteeinheit geführt sind. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Temperaturfühler zu schaffen, der bei Temperaturen bis zu 1200°C einsatzfähig ist, schnelle Temperaturänderungen erfassen kann und eine geringe Ausfallrate aufweist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Temperaturfühler gelöst, bei dem das Sensorelement aus einer Thermodrahtperle besteht, die aus der Mantelleitung herausragt und von einer Schutzhülse, welche auf dem dem Messmedium zugewandten Ende der Mantelleitung befestigt ist, umschlossen wird, wobei die Schutzhülse ein einem einteiliges Vorderteil ohne Schweißstellen aufweist, und die Mantelleitung ein flexibles, dünnwandiges Metallrohr mit einem Außendurchmesser von 1,5 bis 4 mm aufweist, an dessen dem Messvolumen abgewandten Bereich Anschlussdrähte herausgeführt sind, die eine Verbindung zu einer Bordelektronik herstellen.
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Die
US 4 018 624 A offenbart das Folgende: Eine für Hochtemperaturanwendungen geeignete Thermoelementstruktur umfasst ein Paar Thermoelementdrähte, die an einem Ende verbunden sind, um ein Thermoelement zu bilden, wobei die Drähte von einer metallischen Ummantelung eingeschlossen sind, die an einem Ende geschlossen und am anderen Ende offen ist, wobei das geschlossene Ende der Ummantelung umschließt das Thermoelement. Das Thermoelement und die Drähte innerhalb des Mantels sind von zerkleinertem, verdichtetem Mineraloxidmaterial wie Magnesiumoxid umgeben und isoliert. Das andere Ende der Hülle, aus der sich die Thermoelementdrähte erstrecken, ist mit Keramikzement gefüllt, um das zerkleinerte Mineraloxid und die Thermoelementdrähte darin abzudichten. Der geschlossene Endabschnitt der Hülle, der das Thermoelement umschließt, hat einen verringerten Durchmesser relativ zu dem anderen offenen Endabschnitt der Hülle.
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Die
JP 2012 -
52 959 A offenbart einen Temperatursensor, der die Vibrationsbeständigkeit und die Wärmebeständigkeit der Belastungseigenschaften verbessert und Defekte wie Drahtbruch verhindern kann, in einer Anwendungsumgebung in einem weiten Temperaturbereich von Raumtemperatur bis zu einer hohen Temperatur von 900°C oder höher in einem Abgassystem oder dergleichen einer internen Verbrennungsmschine. Der Temperatursensor, der ein Thermistorelement in einem geschlossenen Seitenende einer rohrförmigen Metallabdeckung aufnimmt, füllt einen Raum in dem geschlossenen Seitenende der Metallabdeckung mit einem Füllstoff aus und hält das Thermistorelement. Der Füllstoff enthält Füllstoffteilchen, die Aluminiumoxid als Hauptbestandteil, Wasser und ein Dispergiermittel enthalten, wird durch Wärmebehandlung einer Füllstoffaufschlämmung gebildet, die kein Bindemittelhilfsmittel enthält, und weist nach der Wärmebehandlung eine Variation der Vickers-Härte (Hv) von 20 oder weniger auf [Maximalwert-Minimalwert≤20].
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Die
JP 2011 -
232 332 A offenbart die Bereitstellung eines Temperatursensors, der hinsichtlich Vibrationsbeständigkeit, Wärmebeständigkeit und Isolationsleistung um einen Thermosensor herum überlegen ist, und Bereitstellung eines Herstellungsverfahrens des Temperatursensors. Der Temperatursensor umfasst einen Thermosensor, dessen elektrische Eigenschaften sich mit der Temperatur ändern, ein Paar Elektrodendrähte, die mit dem Thermosensor verbunden sind, einen Ummantelungsstift, der ein Paar von Signalleitungen enthält, die elektrisch mit den Elektrodendrähten verbunden sind in einem Zustand, in dem die Signalleitungen an einer vorderen Endseite freiliegen, eine vordere Endabdeckung, die an einem vorderen Ende angeordnet ist, um den Thermosensor abzudecken, und ein Füllmaterial, das zwischen dem Thermosensor und dem Frontdeckel. Der Füllstoff enthält Aggregatteilchen und eine Glasschicht, die aus kristallisiertem Glas besteht und die Aggregatteilchen beschichtet. Im Füllstoff sind die Aggregatpartikel über die Glasschicht miteinander verbunden. Eine Hauptkomponente des Aggregatteilchens ist ein spezifisches Oxid, wie beispielsweise Aluminiumoxid. Das kristallisierte Glas enthält mindestens Al oder dergleichen, das ein Element ist, das das Oxid bildet, das die Hauptkomponente des Aggregatteilchens ist.
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LISTE DER ZITATE
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Patentliteratur
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PTL1:
JP 2001 -
165 780 A -
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Technisches Problem
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In dem in hohem Maße ansprechempfindlichen Thermoelement der PTL1 jedoch berührt das Fluid, welches zu messen ist (der Gasstrom, welcher zu messen ist), welches in den gewölbten Schutzverschluss eingeführt wird, die heiße Kontaktstelle. Demnach ist es in dem Fall, in welchem das Fluid, welches zu messen ist, ein korrosives Gas enthält, schwierig für das in hohem Maße ansprechempfindliche Thermoelement der PTL1, die heiße Kontaktstelle vor Korrosion zu schützen. In dem Fall, in welchem eine Fläche, an welcher die Temperatur gemessen wird, unter einer Umgebung ist, welche anfällig dafür ist, durch Rauschen beeinflusst zu werden, kann die Temperaturmessgenauigkeit durch das in hohem Maße ansprechempfindliche Thermoelement der PTL1 verschlechtert werden.
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Die vorliegende Erfindung wurde in Hinsicht auf den Hintergrund, welcher obenstehend erläutert ist, getätigt, und hat eine Aufgabe, einen Temperatursensor vorzusehen, welcher in der Lage ist, eine Temperaturmesskontaktstelle vor Korrosion zu schützen und eine Messgenauigkeit aufrecht zu erhalten, um die Ansprechempfindlichkeit der Messung zu verbessern.
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Lösung des Problems
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen dessen sind Gegenstand der zugehörigen Unteransprüche.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Temperatursensor, welcher Folgendes aufweist: Ein Mantelrohr; ein Paar von Thermoelementdrähten, welche in das Mantelrohr eingeführt sind; eine Temperaturmesskontaktstelle, welche durch ein Verbinden von Spitzenenden von Spitzenüberstandabschnitten des Paars von Thermoelementdrähten gebildet ist, welche aus dem Mantelrohr hervorstehen; eine isolierende Abstützung, welche in einem Raum in dem Mantelrohr angeordnet ist; und ein Spitzenschutzrohr, welches einen Außenumfang eines Spitzenendes des Mantelrohrs bedeckt, um die Temperaturmesskontaktstelle zu umgeben. In dem Temperatursensor weist das Spitzenschutzrohr einen Basisend-seitigen Rohrabschnitt auf, welcher den Außenumfang des Spitzenendes des Mantelrohrs bedeckt, und einen Spitzenend-seitigen Rohrabschnitt, welcher an einer Position benachbart zu einer Spitzenendseite des Basisend-seitigen Rohrabschnittes mit einem verringerten Durchmesser verglichen mit dem Basisend-seitigen Rohrabschnitt gebildet ist, und wobei ein Spitzenende davon geschlossen ist. Ein erstes Isolierfüllmaterial ist in einen Spitzenend-seitigen Abschnitt in dem Spitzenend-seitigen Rohrabschnitt gefüllt, wobei das erste Isolierfüllmaterial die Temperaturmesskontaktstelle darin begräbt. In dem Spitzenend-seitigen Rohrabschnitt ist eine Luftschicht in einem Abschnitt benachbart zu einer Basisendseite des ersten Füllmaterials gebildet, oder ein zweites Isolierfüllmaterial ist vorgesehen, dessen thermischer Leitfähigkeitskoeffizient und Dichte niedriger sind als ein thermischer Leitfähigkeitskoeffizient und eine Dichte des ersten Füllmaterials.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Der Temperatursensor ist ein nicht masseführender Typ von Temperatursensor und hat eine verbesserte Ansprechempfindlichkeit, was eine Schwäche eines nicht masseführenden Typs von Temperatursensors ist.
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Insbesondere ist das Innere des Spitzenend-seitigen Rohrabschnitts des Spitzenschutzrohrs mit dem ersten Isolierfüllmaterial gefüllt, in welchem die Temperaturmesskontaktstelle begraben ist. Demnach kann, wenn das Fluid, welches zu messen ist, das Spitzenschutzrohr berührt, die Wärme des Fluids, welches zu messen ist, zu der Temperaturmesskontaktstelle durch das Spitzenschutzrohr und das erste Füllmaterial geleitet werden. Das erste Füllmaterial kann eine thermische Leitung von dem Spitzenschutzrohr zu der Temperaturmesskontaktstelle fördern. Die Temperaturmesskontaktstelle ist durch das Spitzenschutzrohr und das erste Füllmaterial umgeben, und demnach kann in dem Fall, in dem das Fluid, welches zu messen ist, ein korrosives Gas enthält, die Temperaturmesskontaktstelle vor Korrosion geschützt werden. Die Temperaturmesskontaktstelle ist durch das Spitzenschutzrohr und das erste Füllmaterial umgeben, und demnach kann in dem Fall, in welchem ein Ort, an welchem die Temperatur gemessen wird, unter einer Umgebung ist, welche anfällig ist, durch Rauschen beeinflusst zu werden, eine Messgenauigkeit aufrechterhalten werden, wobei verhindert wird, dass eine Temperaturmessung durch Rauschen beeinflusst wird.
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In dem Spitzenend-seitigen Rohrabschnitt ist die Luftschicht in dem Abschnitt benachbart zu der Basisendseite des ersten Füllmaterials gebildet oder das zweite Isolierfüllmaterial ist eingefüllt, dessen thermischer Leitfähigkeitskoeffizient und Dichte niedriger sind als der thermische Leitfähigkeitskoeffizient und die Dichte des ersten Füllmaterials. Demnach kann eine Wärmedissipation von dem Spitzenschutzrohr zu dem Mantelrohr durch das zweite Füllmaterial verringert werden, dessen thermischer Leitfähigkeitskoeffizient und Dichte niedriger sind als der thermische Leitfähigkeitskoeffizient und die Dichte der Luftschicht oder des ersten Füllmaterials.
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Die Dichte des zweiten Füllmaterials ist niedriger als die Dichte des ersten Füllmaterials und demnach können, wenn die Aufschlämmung (slurry) des zweiten Füllmaterials über der Aufschlämmung des ersten Füllmaterials in dem Spitzenend-seitigen Rohrabschnitt bei der Herstellung des Temperatursensors angeordnet wird, das erste und das zweite Füllmaterial nicht leicht miteinander vermischt werden. Demzufolge kann die Herstellung des Temperatursensors unter Verwendung des ersten und zweiten Füllmaterials leichter gemacht werden.
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Mit der Förderung der thermischen Leitung durch das erste Füllmaterial und eine Verringerung in der Wärmedissipation von dem Spitzenschutzrohr zu dem Mantelrohr kann die Ansprechempfindlichkeit des Temperatursensors, welcher Temperaturen misst, verbessert werden.
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Demnach ist gemäß dem Temperatursensor die Temperaturmesskontaktstelle vor Korrosion geschützt und die Messgenauigkeit wird aufrechterhalten, um die Ansprechempfindlichkeit der Messung zu verbessern.
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In dem Temperatursensor kann eine Konfiguration möglich sein, in welcher der Spitzenend-seitige Rohrabschnitt einen Mittelstufenabschnitt aufweist, welcher sich zu dem Basisend-seitigen Rohrabschnitt erstreckt, und einen Spitzenabschnitt, welcher an einer Position benachbart zu einer Spitzenendseite des Mittelstufenabschnitts gebildet ist, wobei der Spitzenabschnitt einen Durchmesser hat, welcher kleiner ist als ein Durchmesser des Mittelstufenabschnitts, ein Spitzenende des Spitzenabschnitts blockiert ist und die Temperaturmesskontaktstelle in dem Spitzenabschnitt angeordnet ist.
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Der Spitzenend-seitige Rohrabschnitt weist den Mittelstufenabschnitt und den Spitzenabschnitt auf und demnach kann der Spitzenabschnitt und der Mittelstufenabschnitt des Spitzenend-seitigen Rohrabschnitts entlang der Form der Spitzenüberstandabschnitte des Paars von Thermoelementdrähten angeordnet sein, welche sich von der Temperaturmesskontaktstelle zum Inneren des Mantelrohrs erstrecken, dessen Form von Seite zu Seite geweitet ist. Der Abstand zwischen der Temperaturmesskontaktstelle und dem Spitzenabschnitt kann angemessen gekürzt werden, der elektrische Isolierspalt zwischen der Innenwandoberfläche des Mittelstufenabschnitts und dem Paar von Thermoelementdrähten kann angemessen aufrechterhalten werden und der Isolationswiderstand des Temperatursensors kann verbessert werden.
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Eine Basisendoberfläche des ersten Füllmaterials kann in dem Mittelstufenabschnitt platziert sein.
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Bei der Herstellung des Temperatursensors ist die Anpassung der gefüllten Position des Füllmaterials, welches in das Spitzenschutzrohr zu füllen ist, wichtig, um das Verhältnis zu bestimmen, welches durch das Füllmaterial und die Luftschicht in dem Spitzenschutzrohr besetzt ist. Die Position der Basisendoberfläche des Füllmaterials, welche durch die gefüllte Position des Füllmaterials bestimmt wird, ist an der Position in dem Mittelstufenabschnitt platziert, welcher einen Durchmesser hat größer als der Durchmesser des Spitzenabschnitts. Demnach kann, wenn die Füllmenge des Füllmaterials variiert wird, die positionale Verschiebung der Basisendoberfläche des Füllmaterials auf einen kleinen Betrag verringert werden. Demzufolge kann die Anpassung des Verhältnisses des Füllmaterials und der Luftschicht, welche in dem Spitzenschutzrohr besetzt sind, leichter gemacht werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Temperatursensor gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht.
- 2 ist ein Diagramm, welches schematisch eine Struktur eines Füllmaterials gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
- 3 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Rohrkörper veranschaulicht, in welchem ein Paar von Thermoelementdrähten in einem Mantelrohr gemäß der ersten Ausführungsform abgestützt sind.
- 4 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem der Basisend-seitige Rohrabschnitt eines Spitzenschutzrohrs extern an einem Mantelrohr gemäß der ersten Ausführungsform befestigt ist.
- 5 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Temperatursensor gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In der Folge werden Ausführungsformen eines Temperatursensors unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.
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(Erste Ausführungsform)
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Wie in 1 gezeigt ist, weist ein Temperatursensor 1 der vorliegenden Ausführungsform ein Mantelrohr 2, ein Paar von Thermoelementdrähten 3, welche in das Mantelrohr 2 eingeführt sind, eine Temperaturmesskontaktstelle 311, welche durch ein Verbinden der Spitzenenden von Spitzenüberstandabschnitten 31 miteinander gebildet sind, wobei die Spitzenüberstandabschnitte 31 von dem Mantelrohr 2 hervorstehen, eine isolierende Abstützung 4, welche an der Innenseite des Mantelrohres 2 angeordnet ist und ein Spitzenschutzrohr 5 auf, dessen Außenumfang eines Spitzenendes 201 des Mantelrohrs 2 die Temperaturmesskontaktstelle 311 umgeben soll. Es sei angemerkt, dass die linke Seite der 1 als eine Spitzenendseite definiert ist und die rechte Seite der 2 als eine Basisendseite definiert ist.
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Das Spitzenschutzrohr 5 hat einen Basisend-seitigen Rohrabschnitt 51, welcher den Außenumfang des Spitzenendes 201 des Mantelrohrs 2 bedeckt, und einen Spitzenend-seitigen Rohrabschnitt 52, welcher an einer Position benachbart zu der Spitzenendseite des Basisend-seitigen Rohrabschnitts 51 mit einem Durchmesser kleiner als demjenigen des Basisend-seitigen Rohrabschnitts 51 und mit einem geschlossenen Spitzenende gebildet ist. Der Spitzenend-seitige Rohrabschnitt 52 hat einen Spitzenend-seitigen Abschnitt, welcher mit einem ersten Isolierfüllmaterial 61A gefüllt ist, in welchem die Temperaturmesskontaktstelle 311 begraben ist, und hat einen verbleibenden Abschnitt, in welchem eine Luftschicht 62 gebildet ist.
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Bezug nehmend auf die 1 bis 4 wird hierin nachstehend im Detail der Temperatursensor 1 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben werden.
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Wie in 1 gezeigt ist, wird der Temperatursensor 1 der vorliegenden Ausführungsform unter einer Hochtemperaturumgebung verwendet, in welcher die Betriebstemperatur nicht weniger als 500 °C ist. Der Temperatursensor 1 ist in einer Abgasleitung (nicht gezeigt) angeordnet, durch welchen ein Abgas von der Maschine eines Automobils abgeführt wird, und ist konfiguriert, um die Temperatur des Abgases in der Abgasleitung zu messen. Ein Fluid G, welches zu messen ist, welches ein Fluid ist, dessen Temperatur durch den Temperatursensor 1 gemessen wird, ist ein Abgas, welches in der Abgasleitung strömt.
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Das Mantelrohr 2 und das Spitzenschutzrohr 5 sind aus einer Legierung gefertigt, welche Cr (Chrom) und wenigstens eines von Ni (Nickel) und Fe (Eisen) enthält. Der Gehalt von Cr ist 13 Gew% oder mehr relativ zu dem gesamten Mantelrohr 2 oder dem gesamten Spitzenschutzrohr 5. Die Abstützung 4 ist ein Element, welches durch ein Kompaktieren und Verfestigen eines isolierenden Pulvers wie beispielsweise Magnesiumoxid in dem Mantelrohr 2 gebildet wird.
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Einer der Thermoelementdrähte 3 ist aus Nicrosil gefertigt, welches eine Legierung ist, welche Ni, Cr, Si (Silizium) und dergleichen aufweist, und der andere der Thermoelementdrähte 3 ist aus Nisil gefertigt, welches eine Legierung ist, welche Ni, Si und dergleichen enthält. Die Materialien, welche das Paar von Thermoelementdrähten 3 bilden, sind so weit wie möglich kompatibel mit den Materialien gemacht, welche das Mantelrohr 2 und das Spitzenschutzrohr 5 bilden. Demnach kann der Unterschied im linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen diesen Materialien kleiner, so klein wie möglich gemacht werden. Demzufolge kann in dem Fall, in dem der Temperatursensor 1 unter einer Umgebung verwendet wird, in welcher die Temperatur wiederholt geändert werden kann, eine hohe Zuverlässigkeit aufgeboten werden. Eine Verwendung des Paars von Thermoelementdrähten 3, welche aus Nicrosil und Nisil gefertigt sind, versetzt den Temperatursensor 1 in die Lage, die Temperatur eines Abgases über einen so breiten Bereich wie möglich zu messen.
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Wie in 1 gezeigt ist, weist der Spitzenend-seitige Rohrabschnitt 52 der vorliegenden Ausführungsform einen Mittelstufenabschnitt 521 auf, welcher mit dem Basisend-seitigen Rohrabschnitt 51 verbunden ist, und einen Spitzenabschnitt 522, welcher an einer Position benachbart zu der Spitzenendseite des Mittelstufenabschnitts 521 gebildet ist und einen Durchmesser kleiner hat als denjenigen des Mittelstufenabschnitts 521. Das Spitzenschutzrohr 5 ist derart gebildet, dass der Innendurchmesser in drei Stufen des Basisend-seitigen Rohrabschnitts 51, des Mittelstufenabschnitts 521 und des Spitzenabschnitts 522 geändert wird. Der Spitzenabschnitt 522 hat einen röhrenförmigen Abschnitt 523 und einen halbkugelförmigen Endabschnitt 524, welcher das Spitzenende des röhrenförmigen Abschnitts 523 verschließt. Der Außendurchmesser des röhrenförmigen Abschnitts 523 des Spitzenabschnitts 522 ist kleiner als derjenige des Mantelrohrs 2. Ein geneigter Stufenabschnitt 53 ist zwischen dem Basisend-seitigen Rohrabschnitt 51 und dem Mittelstufenabschnitt 521 und zwischen dem Mittelstufenabschnitt 521 und dem röhrenförmigen Abschnitt 523 des Spitzenabschnitts 522 gebildet.
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Das Paar von Thermoelementdrähten 3 ist parallel zueinander in dem Mantelrohr 2 und der Abstützung 4 angeordnet. Die Spitzenüberstandabschnitte 31 des Paars von Thermoelementdrähten 3, welche aus dem Mantelrohr 2 und der Abstützung 4 hervorstehen, sind geneigt derart, dass der Spalt zwischen den Spitzenüberstandabschnitten 31 in Richtung der Spitzenendseite schmäler ist. Die Temperaturmesskontaktstelle 311 des Paars von Thermoelementdrähten 3, welche durch ein Verbinden der Spitzenenden der Spitzenüberstandabschnitte 31 miteinander gebildet wird, ist in dem Spitzenabschnitt 522 angeordnet.
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Das Spitzenschutzrohr 5 ist durch den Basisend-seitigen Rohrabschnitt 51, den Mittelstufenabschnitt 521 und den Spitzenabschnitt 522 gebildet. Demnach können der Spitzenabschnitt 522 und der Mittelstufenabschnitt 521 des Spitzenend-seitigen Rohrabschnitts 52 in Übereinstimmung mit der Form des Spitzenüberstandabschnitts 31 des Paars von Thermoelementdrähten 3 angeordnet werden, welche sich schräg von der Temperaturmesskontaktstelle 311 in das Innere des Mantelrohrs 2 erstrecken.
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Genauer ist der Basisend-seitige Abschnitt des Spitzenüberstandabschnitts 31 des Paars von Thermoelementdrähten 3 mit einem größeren Abstand innerhalb des Mittelstufenabschnitts 521 angeordnet. Der Spitzenend-seitige Abschnitt des Spitzenüberstandabschnitts 31 des Paars von Thermoelementdrähten 3 mit einem kleineren Abstand ist innerhalb des röhrenförmigen Abschnitts 523 des Spitzenabschnitts 522 angeordnet. Der elektrische Isolierabstand ist angemessen aufrechterhalten zwischen dem Basisend-seitigen Abschnitt des Spitzenüberstandabschnitts 31 und der Innenwandoberfläche des Mittelstufenabschnitts 521 und zwischen dem Spitzenend-seitigen Abschnitt des Spitzenüberstandabschnitts 31 und der Innenwandoberfläche des röhrenförmigen Abschnitts 523 des Spitzenabschnitts 522. Demnach kann der Isolationswiderstand des Temperatursensors 1 verbessert werden. Dadurch kann in dem Fall, in welchem der Temperatursensor 1 unter einer Umgebung verwendet wird, in der elektrisches Rauschen erzeugt werden kann, das Signal-Rausch-Verhältnis, welches ein Verhältnis des Signals zum Rauschen ist, auf einem hohen Niveau aufrechterhalten werden.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist das erste Füllmaterial 61A, welches in den Spitzenend-seitigen Rohrabschnitt 52 gefüllt ist, vollständig in den Spitzenabschnitt 522 gefüllt und ist teilweise in den Mittelstufenabschnitt 521 gefüllt. Eine Basisendoberfläche (Endoberfläche der Basisendseite) 611 des ersten Füllmaterials 61A ist an der Innenseite des Mittelstufenabschnitts 521 platziert. Wie in 2 gezeigt ist, ist das erste Füllmaterial 61A durch Partikelschwebstoffteilchenaggregate bzw. -ansammlungen 612 (particle particulate aggregates), welche aus Keramik gefertigt sind, und einer Glasschicht 613, welche aus kristallisiertem Glas gefertigt ist und die Spalte zwischen den Partikelaggregaten 612 füllt, gebildet. Materialien, welche für die Partikelaggregate 612 verwendet werden können, umfassen ein Keramikmaterial von hoher thermischer Leitfähigkeit wie beispielsweise A1N (Aluminiumnitrid), Al2O3 (Aluminiumoxid) und SiN (Siliziumnitrid).
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In der Abwesenheit des ersten Füllmaterials 61A ist die Luftschicht 62 in dem verbleibenden Teil des Inneren des Mittelstufenabschnitts 521 und in dem geneigten Stufenabschnitt 53 zwischen dem Mittelstufenabschnitt 521 und dem Basisend-seitigen Rohrabschnitt 51 gebildet.
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Der Temperatursensor 1 der vorliegenden Ausführungsform wird wie folgt hergestellt.
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Zuerst werden, wie in 3 gezeigt ist, das Paar von Thermoelementdrähten 3 und das Isolierpulvermaterial, welches als die Abstützung 4 dienen soll, in dem Mantelrohr 2 angeordnet, und das Mantelrohr 2 wird im Durchmesser verringert, um das Pulvermaterial zu verdichten. Dann wird ein Rohrkörper 10 gebildet, in welchem das Paar von Thermoelementdrähten 3 an der Innenseite des Mantelrohrs 2 durch die Abstützung 4 abgestützt wird. Nachfolgend werden die Abschnitte des Mantelrohrs 2 und der Abstützung 4, welche in dem Spitzenendabschnitt des Rohrkörpers 10 platziert sind, entfernt, um den Spitzenüberstandabschnitt 31 des Paars von Thermoelementdrähten 3 freizulegen. Die Spitzenenden des Spitzenüberstandabschnitts 31 werden aneinander lasergeschweißt, um die Temperaturmesskontaktstelle 311 zu bilden.
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Andererseits wird, wie in 4 gezeigt ist, eine Aufschlämmung (slurry) 60, welche Keramikpulver enthält, um als die Partikelaggregate 612 zu dienen, und ein kristallisiertes Glasmaterial, um als die Glasschicht 613 zu dienen, in einem Lösungsmittel in das Spitzenschutzrohr 5 mit einer Spritze injiziert. Bei der Injektion ist die Fließfähigkeit des Keramikpulvers und des kristallisierten Glasmaterials durch das Lösungsmittel verbessert, wodurch die Aufschlämmung 60 ausreichend zu dem Spitzenabschnitt 522 und einem Teil des Mittelstufenabschnitts 521 des Spitzenschutzrohres 5 verbreitet wird.
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Nachfolgend wird, wie in 4 gezeigt ist, der Basisend-seitige Rohrabschnitt 51 des Spitzenschutzrohrs 5 extern an dem Rohrkörper 10 (Mantelrohr 2) angebracht, während die Temperaturmesskontaktstelle 311 des Paars von Thermoelementdrähten 3 in die Aufschlämmung 60 in dem Spitzenschutzrohr 5 eingetaucht wird. Dann wird das Spitzenschutzrohr 5 bei einer hohen Temperatur behandelt. Demnach wird das erste Füllmaterial 61A in dem Spitzenschutzrohr 5 gebildet, in welchem die Spalte zwischen den Partikelaggregaten 612, welche aus Keramikpulver gefertigt sind, mit der Glasschicht 613 gefüllt werden, welche aus einem kristallisierten Glasmaterial gefertigt ist. In dem Spitzenschutzrohr 5 wird der Abschnitt ohne Füllung mit dem ersten Füllmaterial 61A mit der Luftschicht 62 gebildet, in welchem der Spitzenüberstandabschnitt 31 des Paars von Thermoelementdrähten 3 angeordnet ist.
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Die Injektionsmenge der Aufschlämmung 60 in das Spitzenschutzrohr wird bestimmt, sodass ein Flüssigkeitsniveau 601 der Aufschlämmung 60 in dem Mittelstufenabschnitt 521 platziert ist. Zu dieser Zeit ist die Position der Basisendoberfläche 611 des ersten Füllmaterials 61A, welche durch die gefüllte Position der Aufschlämmung 60 bestimmt ist, in dem Mittelstufenabschnitt 521, welcher einen Durchmesser größer hat als den Durchmesser des Spitzenabschnitts 522. Demnach kann, wenn die gefüllte Menge des ersten Füllmaterials 61A variiert wird, die positionale Verschiebung der Basisendoberfläche 611 des ersten Füllmaterials 61A (positionale Verschiebung in einer axialen Richtung L, in welcher sich das Mantelrohr 2 erstreckt) minimiert werden. In anderen Worten gesagt wird die Querschnittsfläche des Inneren des Mittelstufenabschnitts 521 größer gemacht als die Querschnittsfläche des Inneren des Spitzenabschnitts 522. Demnach ist der Einfluss des Fehlers in dem Volumen der Aufschlämmung 60 auf die positionale Änderung in dem Flüssigkeitsniveau 601 der Aufschlämmung 60 in dem Mittelstufenabschnitt 521 kleiner als in dem Spitzenabschnitt 522. Demnach ermöglicht der Flüssigkeitspegel 601 der Aufschlämmung 60, welche in dem Mittelstufenabschnitt 521 platziert ist, eine leichte Anpassung des Besetzungsverhältnisses des ersten Füllmaterials 61A und der Luftschicht 62 in dem Spitzenschutzrohr 5.
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Die Position der Basisendoberfläche 611 des ersten Füllmaterials 61A beeinflusst eine Länge L2 der Luftschicht 62 in der axialen Richtung L und eine Begräbnistiefe L3 der Temperaturmesskontaktstelle 311 in das erste Füllmaterial 61A, später beschrieben, und beeinflusst demnach den Effekt des Verringerns der Wärmedissipation von dem Spitzenschutzrohr 5 zu dem Mantelrohr 2 und den Effekt des Verringerns des Brechens des Spitzenüberstandabschnitts 31 des Paars von Thermoelementdrähten 3 und beeinflusst ebenso die Ansprechempfindlichkeit des Temperatursensors 1 und dergleichen. Demzufolge kann eine geeignete Anpassung der Position der Basisendoberfläche 611 des ersten Füllmaterials 61A diese Effekte angemessen erreichen. Ferner kann eine geeignete Anpassung der Position der Basisendoberfläche 611 des ersten Füllmaterials 61A Variationen in der Ansprechempfindlichkeit des individuellen Temperatursensors 1 minimieren.
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Da die Aufschlämmung 60 in das Spitzenschutzrohr 5 injiziert wird, gefolgt von einem Trocknen, um das erste Füllmaterial 61A zu bilden, kann die Dichte des ersten Füllmaterials 61A erhöht werden, und der Isolierwiderstand des ersten Füllmaterials 61A kann verbessert werden.
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Ferner wird die positionale Beziehung zwischen den Spitzenüberstandabschnitten 31 des Paars von Thermoelementdrähten 3 und dem Spitzenschutzrohr 5 wie folgt bestimmt.
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In der axialen Richtung L, in welcher sich das Mantelrohr 2 erstreckt, ist ein Abstand L1 von dem Spitzenende 201 des Mantelrohrs 2 zu der Mitte der Temperaturmesskontaktstelle 311 in einem Bereich von 5 bis 15 mm. Wenn der Abstand L1 5 mm oder mehr ist, ist eine ausreichende Länge für den Spitzenend-seitigen Rohrabschnitt 52 sichergestellt und der Einfluss der Wärmedissipation (thermische Leitung) von dem Spitzenschutzrohr 5 zu dem Mantelrohr 2 ist verringert, um die Ansprechempfindlichkeit des Temperatursensors 1 aufrecht zu erhalten. Andererseits wird, wenn der Abstand L1 15 mm überschreitet, der Spitzenüberstandabschnitt 31 des Paars von Thermoelementdrähten 3 leicht beschädigt, wenn externe Kraft auf den Temperatursensor 1 ausgeübt wird.
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Der Abstand L2 von dem Spitzenende 201 des Mantelrohrs 2 zu der Basisendoberfläche 611 des ersten Füllmaterials 61A in der axialen Richtung L (die Länge L2 der Luftschicht 62 in der axialen Richtung L) ist in einem Bereich von 1 bis 5 mm. Wenn der Abstand L2 weniger ist als 1 mm, wird der Effekt der Wärmeisolierung, welcher durch die Luftschicht 62 ausgeübt wird (der Effekt des Verringerns der Wärmedissipation) verringert. Andererseits wird, wenn der Abstand L2 5 mm überschreitet, die Länge, in welcher das Paar von Thermoelementdrähten 3 durch das erste Füllmaterial 61A nicht fixiert ist, groß, und der Spitzenüberstandabschnitt 31 des Paars von Thermoelementdrähten 3 wird leicht beschädigt, wenn eine externe Kraft auf den Temperatursensor 1 ausgeübt wird.
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Der Abstand L3 von der Basisendoberfläche 611 des ersten Füllmaterials 61A zu der Mitte der Temperaturmesskontaktstelle 311 in der axialen Richtung L (die Begräbnistiefe L3 der Temperaturmesskontaktstelle 311 in das erste Füllmaterial 61A) ist in einem Bereich von 1 bis 10 mm. Wenn der Abstand L3 weniger als 1 mm ist, kann die Temperaturmesskontaktstelle 311 daran gehindert werden, Wärme des Fluids G, welches zu messen ist, welches an der Außenseite des Spitzenschutzrohrs 5 gegenwärtig ist, zu empfangen, was zu dem Risiko des Verschlechterns der Ansprechempfindlichkeit des Temperatursensors 1 führt. Andererseits wird, wenn der Abstand L3 10 mm überschreitet, die Ansprechempfindlichkeit des Temperatursensors 1 aufgrund der Zunahme in der Wärmekapazität des Spitzenend-seitigen Rohrabschnitts 52, welcher mit dem ersten Füllmaterial 61A gefüllt ist, und aufgrund der Wärmedissipation (thermischen Leitung) von dem Spitzenschutzrohr 5 zu dem Mantelrohr 2 verschlechtert.
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Ein Abstand L4 von dem Spitzenende der Temperaturmesskontaktstelle 311 zu einem inneren Spitzenende 525 des Spitzenabschnitts 522 in der axialen Richtung L ist in einem Bereich von 0,1 bis 2 mm. Demnach kann der elektrische Isolierabstand von der Innenwandoberfläche des Spitzenabschnitts 522 zu der Temperaturmesskontaktstelle 311 angemessen aufrechterhalten werden.
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Der Temperatursensor 1 der vorliegenden Ausführungsform ist der nicht masseführende Typ Temperatursensor 1 und ist in der Ansprechempfindlichkeit verbessert, was der schwache Punkt des Temperatursensors 1 vom nicht masseführenden Typ ist.
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Insbesondere sind das Innere des Spitzenabschnitts 522 und ein Teil des Inneren des Mittelstufenabschnitts 521 des Spitzenschutzrohrs 5 mit dem ersten Isolierfüllmaterial 61A gefüllt, in welchem die Temperaturmesskontaktstelle 311 vergraben ist. Demnach kann, wenn das Fluid G, welches zu messen ist, das Spitzenschutzrohr 5 berührt, die Wärme des Fluids G, welches zu messen ist, zu der Temperaturmesskontaktstelle 311 durch das Spitzenschutzrohr 5 und das erste Füllmaterial 61A übertragen werden. Dann kann das erste Füllmaterial 61A die thermische Leitung von dem Spitzenschutzrohr 5 zu der Temperaturmesskontaktstelle 311 fördern. Ferner ist die Temperaturmesskontaktstelle 311 durch das Spitzenschutzrohr 5 und das erste Füllmaterial 61A umgeben. Demzufolge kann in dem Fall, in welchem das Fluid G, welches zu messen ist, ein korrosives Gas enthält, die Temperaturmesskontaktstelle 311 vor Korrosion geschützt werden. Zusätzlich ist die Temperaturmesskontaktstelle 311 durch das Spitzenschutzrohr 5 und das erste Füllmaterial 61A umgeben. Demzufolge kann in dem Fall, in welchem eine Fläche, an welcher die Temperatur gemessen wird, unter einer Umgebung ist, welche anfällig ist, um durch Rauschen beeinflusst zu werden, die Messgenauigkeit aufrechterhalten werden, wobei verhindert wird, dass die Temperaturmessung durch Rauschen beeinflusst wird.
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Wenn der Temperatursensor 1 zum Messen der Temperatur des Abgases, welches von der Maschine des Automobils ausgestoßen wird, verwendet wird, wird der Temperatursensor 1 wiederholt erwärmt und abgekühlt bei Kühl- und Heizzyklen in Verbindung mit der Verbrennung der Maschine. Das Paar von Thermoelementdrähten 3 ist aus metallischen Materialien gefertigt, deren lineare Ausdehnungskoeffizienten unterschiedlich voneinander sind. Demnach kann das Paar von Thermoelementdrähten 3 während der Kühl- und Heizzyklen aufgrund des Unterschieds in den linearen Ausdehnungskoeffizienten verformt werden.
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Demnach sind ein Teil der Thermoelementdrähte 3 und die Temperaturmesskontaktstelle 311 an den Spitzenenden der Thermoelementdrähte 3 in dem ersten Füllmaterial 61A begraben. Demnach kann verhindert werden, dass die Thermoelementdrähte 3 leicht verformt werden. Demzufolge können die Thermoelementdrähte 3 und die Temperaturmesskontaktstelle 311 vor einer Verformung geschützt werden.
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Ferner ist die Luftschicht 62 in dem Mittelstufenabschnitt 521 des Spitzenschutzrohres 5 gebildet. Demnach kann Wärmedissipation von dem Spitzenschutzrohr 5 zu dem Mantelrohr 2 durch die Luftschicht 62 verringert werden. Die Luftschicht 62 kann die thermische Isolierung zwischen dem Spitzenschutzrohr 5 und dem Mantelrohr 2 verbessern. Demzufolge kann mit der Förderung der thermischen Leitung durch das erste Füllmaterial 61A und die Verringerung in der Wärmedissipation von dem Spitzenschutzrohr 5 zu dem Mantelrohr 2 die Ansprechempfindlichkeit des Temperatursensors 1, welcher die Temperatur misst, verbessert werden.
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Demnach ist gemäß dem Temperatursensor 1 der vorliegenden Ausführungsform die Temperaturmesskontaktstelle 311 vor Korrosion geschützt und die Messgenauigkeit wird aufrechterhalten, um eine Widerstandsfähigkeit gegenüber elektrischem Rauschen und die Ansprechempfindlichkeit der Messung zu verbessern.
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(Zweite Ausführungsform)
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Es sei angemerkt, dass in einer zweiten Ausführungsform Komponenten, welche ähnlich zu denen in der ersten Ausführungsform konfiguriert sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind, welche anzeigen, dass die Komponenten betrachtet werden, um ähnliche vorteilhafte Effekte zu haben, und eine verdoppelte Beschreibung ist ausgelassen.
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Die vorliegende Ausführungsform ist ein Beispiel für einen Temperatursensor 1, in welchem ein zweites Füllmaterial 61 B in einen Abschnitt benachbart zu der Basisendseite eines ersten Füllmaterials 61A auf der Innenseite eines Spitzenend-seitigen Rohrabschnitts 52 gefüllt ist. Das zweite Füllmaterial 61B hat eine thermische Leitfähigkeit und eine Dichte niedriger als diejenigen des ersten Füllmaterials 61A.
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Wie in 5 gezeigt ist, sind in dem Temperatursensor 1 der vorliegenden Ausführungsform zwei Typen von Füllmaterial 61A und 61B, welche unterschiedliche thermische Leitfähigkeiten und unterschiedliche Dichten haben, an der Innenseite des Spitzenend-seitigen Rohrabschnitts 52 gefüllt. Eine Temperaturmesskontaktstelle 311 der Thermoelementdrähte 3 ist in dem ersten Füllmaterial 61A begraben, welches in den Spitzenend-seitigen Abschnitt des Spitzenend-seitigen Rohrabschnitts 52 gefüllt ist.
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Die Zusammensetzung des ersten Füllmaterials 61A ist dieselbe wie diejenige, welche in der ersten Ausführungsform beschrieben ist. Die Zusammensetzung des zweiten Füllmaterials 61B enthält Partikelaggregate 612 und eine Glasschicht 613, welche dieselbe ist wie in der Zusammensetzung des ersten Füllmaterials 61A. Der Typ der Partikelaggregate 612 jedoch ist unterschiedlich von dem Fall des ersten Füllmaterials 61A. Materialien, welche für die Partikelaggregate 612 des zweiten Füllmaterials 61B verwendet werden können, schließen Keramikmaterialien wie beispielsweise Kordierit, Steatit und Forsterit ein, welche eine thermische Leitfähigkeit und Dichte niedriger als diejenigen von A1N, Al2O3, SiN und dergleichen haben.
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Wie in 5 gezeigt ist, ist die Innenoberfläche des Spitzenend-seitigen Rohrabschnitts 52 vollständig mit einem Isoliermaterial 7 zum Sicherstellen der Isolierung zwischen dem Spitzenend-seitigen Rohrabschnitt 52 und der Temperaturmesskontaktstelle 311 beschichtet. Das Isoliermaterial 7 stellt die Isolierung der Temperaturmesskontaktstelle 311 von dem Spitzenend-seitigen Rohrabschnitt 52 sicher. Demnach kann die Temperaturmesskontaktstelle 311 so nahe wie möglich an einem inneren Spitzenende 525 eines Spitzenabschnitt 522 des Spitzenend-seitigen Rohrabschnitts 52 angeordnet werden. Insbesondere ist der Abstand L4 von dem Spitzenende der Temperaturmesskontaktstelle 311 zu dem inneren Spitzenende 525 des Spitzenabschnitts 522 des Spitzenend-seitigen Rohrabschnitts 52 entworfen, um 0,1 mm oder weniger zu sein. Der Abstand L4 kann 0 mm sein, was jedoch schwierig ist, da die Aufschlämmung, welche das erste Füllmaterial 61A bildet, zwischen die Temperaturmesskontaktstelle 311 und das innere Spitzenende 525 eindringt.
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In dem Spitzenend-seitigen Rohrabschnitt 52 eines Spitzenschutzrohres 5 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das zweite Füllmaterial 61B an der Basisendseite des ersten Füllmaterials 61A gefüllt. Demnach kann eine Wärmedissipation von dem Spitzenschutzrohr 5 zu dem Mantelrohr 2 durch das zweite Füllmaterial 61B, dessen thermische Leitfähigkeit niedriger als diejenige des ersten Füllmaterials 61A ist, verringert werden.
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Die Dichte des zweiten Füllmaterials 61B ist niedriger als die Dichte des ersten Füllmaterials 61A. Demnach ist es, wenn die Aufschlämmung des zweiten Füllmaterials 61B über der Aufschlämmung des ersten Füllmaterials 61A auf der Innenseite des Spitzenend-seitigen Rohrabschnitts 52 bei der Herstellung des Temperatursensors 1 angeordnet wird, unwahrscheinlich, dass das erste und das zweite Füllmaterial 61A und 61B miteinander gemischt werden. Diese Konfiguration kann die Herstellung des Temperatursensors 1 unter Verwendung des ersten und zweiten Füllmaterials 61A und 61B erleichtern.
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(Bestätigungstest)
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Bei dem vorliegenden Bestätigungstest wurden angemessene Bereiche von Abständen L1, L2 und L4 in der axialen Richtung L, in welcher sich das Mantelrohr 2 erstreckt, bestätigt, wobei der Abstand L1 (mm) von dem Spitzenende 201 des Mantelrohrs 2 zu der Mitte der Temperaturmesskontaktstelle 311 war, der Abstand L2 (mm) von dem Spitzenende 201 des Mantelrohrs 2 zu der Basisendfläche 611 des ersten Füllmaterials 61A war, und der Abstand L4 (mm) von dem Spitzenende der Temperaturmesskontaktstelle 311 zu dem inneren Spitzenende 525 des Spitzenabschnitts 522 war.
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Beim Bestätigen der angemessenen Bereiche der Abstände L1 bis L3 wurde(n) (eine) 63 %-Antwortzeit(en) des Temperatursensors 1 bestätigt. Beim Bestätigen der geeigneten Bereiche der Abstände L1 und L2 wurde bestätigt, ob Vibrationen, welche in dem Temperatursensor 1 erzeugt werden, innerhalb eines zulässigen Bereiches waren, wenn der Temperatursensor bei einer Beschleunigung von 40 G (392 m/s2) vibriert wurde. Beim Bestätigen des angemessenen Bereiches des Abstandes L4 wurde der Isolationswiderstand (MΩ) zwischen der Temperaturmesskontaktstelle 311 der Thermoelementdrähte 3 und dem Spitzenschutzrohr 5 bestätigt.
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(Abstand L1)
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Hinsichtlich des Abstands L1 sind die Ergebnisse des 63 %-Antwortzeittests und des Vibrationstests in Tabelle 1 gezeigt. Es sollte festgehalten werden, dass der Abstand L2 auf einen konstanten Wert in einem Bereich von 1 bis 5 mm eingestellt war, der Abstand L3 auf einen konstanten Wert in einem Bereich von 1 bis 10 mm eingestellt war und der Abstand L4 auf einen konstanten Wert in einem Bereich von 0,1 bis 2 mm eingestellt war.
[Tabelle 1] (Tabelle 1)
| L1 (mm) | Antwortzeit (s) | Vibrationstest |
| 4 | 4,0 | gut |
| 5 | 3,8 | gut |
| 6 | 3,8 | gut |
| 10 | 3,8 | gut |
| 11 | 3,8 | gut |
| 15 | 3,8 | gut |
| 20 | 3,8 | schlecht |
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Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, wurde, wenn der Abstand L1 in einem Bereich von 5 bis 15 mm war, gezeigt, dass die 63 %-Antwortzeit so schnell wie 3,8 (s) war, die Auswertung des Vibrationstests „gut“ war und Vibrationen, welche in dem Temperatursensor 1 erzeugt wurden, innerhalb eines zulässigen Bereichs waren. Andererseits wurde gezeigt, dass wenn der Abstand L1 4 mm war, die 63 %-Antwortzeit 4,0 s war und die Ansprechempfindlichkeit des Temperatursensors geringfügig schlecht war. Es wurde gezeigt, dass, wenn der Abstand L1 16 mm und 20 mm war, die Auswertung des Vibrationstests „schlecht“ war und Vibrationen, welche in dem Temperatursensor 1 erzeugt werden, einen zulässigen Bereich überschritten. Diese Ergebnisse zeigten, dass, wenn der Abstand L1 (mm) von dem Spitzenende 201 des Mantelrohrs 2 zu der Mitte der Temperaturmesskontaktstelle 311 in einen Bereich von 5 bis 15 mm eingestellt war, die Ansprechempfindlichkeit und die Vibrationsfestigkeit des Temperatursensors sehr gut waren.
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(Abstand L2)
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Hinsichtlich des Abstands L2 sind die Ergebnisse des 63 %-Antwortzeittests und des Vibrationstests in Tabelle 2 gezeigt. Es sollte festgehalten werden, dass der Abstand L1 auf einen konstanten Wert in einem Bereich von 5 bis 15 mm eingestellt war, der Abstand L3 auf einen konstanten Wert in einem Bereich von 1 bis 10 mm eingestellt war und der Abstand L4 auf einen konstanten Wert in einem Bereich von 0,1 bis 2 mm eingestellt war.
[Tabelle 2] (Tabelle 2)
| L2 (mm) | Antwortzeit (s) | Vibrationstest |
| 0,5 | 3,9 | gut |
| 1 | 3,8 | gut |
| 1,5 | 3,8 | gut |
| 3 | 3,8 | gut |
| 4,5 | 3,8 | gut |
| 5 | 3,8 | gut |
| 6 | 3,8 | schlecht |
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Wie in Tabelle 2 gezeigt ist, wurde gezeigt, dass, wenn der Abstand L2 in einem Bereich von 1 bis 5 mm war, die 63 %-Antwortzeit so schnell wie 3,8 (s) war, die Auswertung des Vibrationstests „gut“ war und Vibrationen, welche in dem Temperatursensor 1 erzeugt werden, innerhalb eines zulässigen Bereichs waren. Andererseits wurde gezeigt, dass, wenn der Abstand L2 0,5 mm war, die 63 %-Antwortzeit 3,9 s war und die Ansprechempfindlichkeit des Temperatursensors 1 weniger zufriedenstellend war. Es wurde gezeigt, dass, wenn der Abstand L2 6 mm war, die Auswertung des Vibrationstests „schlecht“ war und Vibrationen, welche in dem Temperatursensor 1 erzeugt werden, einen zulässigen Bereich überschritten. Diese Ergebnisse zeigten, dass, wenn der Abstand L2 (mm) von dem Spitzenende 201 des Mantelrohrs 2 zu der Basisendfläche 611 des ersten Füllmaterials 61A in einen Bereich von 1 bis 5 mm eingestellt war, die Ansprechempfindlichkeit und Vibrationsfestigkeit des Temperatursensors 1 sehr gut waren.
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(Abstand L4)
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In Hinsicht auf den Abstand L4 sind die Ergebnisse des 63 %-Antwortzeittests und des Isolationswiderstandstests in Tabelle 3 gezeigt. Es sollte festgehalten werden, dass der Abstand L1 auf einen konstanten Wert in einem Bereich von 5 bis 15 mm eingestellt war, der Abstand L2 auf einen konstanten Wert in einem Bereich von 1 bis 5 mm eingestellt war und der Abstand L3 auf einen konstanten Wert in einem Bereich von 1 bis 10 mm eingestellt war.
[Tabelle 3] (Tabelle 3)
| L4 (mm) | Antwortzeit (s) | Isolationswiderstand (MΩ) |
| 0 | 3,6 | 0 |
| 0,1 | 3,8 | 10 |
| 0,5 | 3,8 | 15 |
| 1 | 3,8 | 100 oder mehr |
| 2 | 3,8 | 100 oder mehr |
| 3 | 4,0 | 100 oder mehr |
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Wie in Tabelle 3 gezeigt ist, wurde gezeigt, dass, wenn der Abstand L4 in einem Bereich von 0,1 bis 2 mm war, die 63 %-Antwortzeit so schnell wie 3,8 (s) war, der Isolationswiderstand 10 MΩ oder mehr war und die Isolation der Temperaturmesskontaktstelle 311 sehr gut war. Andererseits wurde gezeigt, dass, wenn der Abstand L4 0 mm war, der Isolationswiderstand 0 Ω war und die Isolation der Temperaturmesskontaktstelle 311 schlecht war. Es wurde gezeigt, dass, wenn der Abstand L4 3 mm war, die 63 %-Antwortzeit 4,0 s war und die Ansprechempfindlichkeit des Temperatursensors 1 geringfügig schlecht war. Diese Ergebnisse zeigten, dass, wenn der Abstand L4 von dem Spitzenende der Temperaturmesskontaktstelle 311 zu dem inneren Spitzenende 525 des Spitzenabschnitts 522 in einen Bereich von 0,1 bis 2 mm eingestellt war, die Antwortempfindlichkeit und Isolierung des Temperatursensors 1 sehr gut waren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Temperatursensor
- 2
- Mantelrohr
- 3
- Thermoelementdraht
- 31
- Spitzenüberstandabschnitt
- 311
- Temperaturmesskontaktstelle
- 4
- Abstützung
- 5
- Spitzenschutzrohr
- 51
- Basisend-seitiger Rohrabschnitt
- 52
- Spitzenend-seitiger Rohrabschnitt
- 61A
- erstes Füllmaterial
- 61B
- zweites Füllmaterial
- 62
- Luftschicht
