EP3688434A2 - Drucksensor auf keramischen druckstutzen - Google Patents

Drucksensor auf keramischen druckstutzen

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EP3688434A2
EP3688434A2 EP18779645.3A EP18779645A EP3688434A2 EP 3688434 A2 EP3688434 A2 EP 3688434A2 EP 18779645 A EP18779645 A EP 18779645A EP 3688434 A2 EP3688434 A2 EP 3688434A2
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EP
European Patent Office
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pressure sensor
heating element
sensor according
pressure
heating
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18779645.3A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Benjamin Bohl
Jan Ihle
Bert HUNDERTMARK
Bernd Polder
Christian Wohlgemuth
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TDK Electronics AG
Original Assignee
TDK Electronics AG
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Publication date
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    • G01L19/04Means for compensating for effects of changes of temperature, i.e. other than electric compensation
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    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B7/00Microstructural systems ; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
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    • GPHYSICS
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    • G01L19/0007Fluidic connecting means
    • GPHYSICS
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    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0042Constructional details associated with semiconductive diaphragm sensors, e.g. etching, or constructional details of non-semiconductive diaphragms
    • G01L9/0044Constructional details of non-semiconductive diaphragms
    • GPHYSICS
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    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0051Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance
    • G01L9/0052Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of piezoresistive elements
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00Details of electric heating devices
    • H05B1/02Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227Applications
    • H05B1/023Industrial applications
    • H05B1/0236Industrial applications for vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/02Sensors
    • B81B2201/0264Pressure sensors

Definitions

  • Pressure sensor on ceramic discharge nozzle This is a MEMS pressure sensor for use in freezing or highly viscous media, especially for use in automotive technology.
  • Falsified measurement can be: Inadequate emission control, engine damage or damage to others
  • Internal combustion engines are e.g. necessary to perform accurate pressure measurements immediately after a cold engine start.
  • the object is achieved by a pressure sensor according to the
  • a pressure sensor is proposed, with which it is possible to measure relative or absolute pressures.
  • This comprises a housing, which in turn comprises a housing wall.
  • the housing wall can be used for a measurement be sealed an absolute pressure and contain openings for a measurement of the relative pressure, for example
  • Atmosphere conditions to use as a reference pressure In the housing are arranged: a sensor element and a
  • the sensor element is a component with which a pressure-induced deflection of a membrane is determined. It can be in
  • a direct pressure determination using piezoelectric effect or by measuring the elongation of the membrane using e.g.
  • the side of the sensor element on which the membrane is located is referred to below as the upper side of the sensor element and the opposite side as the underside of the sensor element.
  • the ceramic substrate serves as a support for the sensor element and its electrical connection.
  • the electrical connection on the ceramic substrate serves for this purpose a measuring signal from the
  • Direct pressure sensor where it is externally processed and the signal is assigned a pressure.
  • the sensor element is connected to the ceramic substrate so that both the top and the bottom are accessible to different media.
  • the sensor element can be designed as a MEMS component.
  • a heating element is part of the
  • Pressure sensor It can be at different positions in the
  • Pressure sensor to be attached with the purpose to achieve an operating temperature in the pressure sensor, which allows an accurate measurement.
  • By heating the pressure sensor possible solid and liquid condensates are thawed, if necessary, evaporated and expelled or baked out of the pressure sensor together with any high-viscosity media that may be present.
  • Heating element it is also possible to form a
  • the pressure sensor comprises a glass-ceramic tube which is arranged on the underside of the sensor element.
  • the glass ceramic tube serves to supply media to the sensor element and is guided through the housing wall, wherein the medium is transported in the interior of the glass-ceramic tube to the underside of the sensor element, or there can come into contact with the sensor. The pressure in the medium is then applied to the sensor element.
  • the medium may be enclosed outside the sensor in a closed system. With the glass-ceramic tube, a thermal bridge between the sensor element and the system to be monitored is created and the media properties of pressure and temperature are transferred from the system to be measured to the sensor element.
  • the glass-ceramic tube is used for improved sealing of the pressure measurement.
  • the pressure sensor includes a gel filling in one
  • the Gelbegrenzung is a top and bottom open container which terminates with the membrane of the sensor element at its top and can be filled from above with a gel.
  • the heating element is designed, for example, the pressure sensor to a temperature well above the
  • a heating to a temperature between 20 ° C and 50 ° C, in particular up to 160 ° C is provided.
  • the heating element can be mounted in many different positions. These are all inside the heating element
  • the heating element can be arranged
  • the heating element is preferably mounted in the vicinity of the electrical connections.
  • Ceramic substrate may also be formed as a layered ceramic.
  • the heating element can, for example, a
  • heating element is in direct contact with components of the housing by gluing, clamping or soldering,
  • the heating element may also be integrated in the gel boundary.
  • the various embodiments of the heating element may include: a conductive plastic, e.g. when
  • Meander shaped resistor or a resistor with positive temperature coefficient The advantage of a possible meandering form of resistance is that of
  • Resistance is longer and therefore has a higher value, resulting in a higher heating power.
  • an external control of a heating power of the heating element is no longer necessary.
  • the heating element is integrated in the housing of the sensor and can microwaves
  • Such a heating element can also be arranged at a different location of the sensor.
  • a supply of heating power can take place via different ways. There are e.g. the possibility of the power supply of the pressure sensor, as well as the variant of an additional and independent of the sensor element
  • the separation of the power supply has the advantage that the measurement signals are not affected.
  • the pressure sensor may comprise a further heating element in one of the illustrated designs. This can be attached to one of the described positions, but from the position of the first
  • Heating element is different. By using several heating elements, the pressure sensor can be heated more homogeneously and thus more efficiently.
  • the pressure sensor described above is for example for use in a motor vehicle, in particular for use in the exhaust gas region of a motor vehicle designed, for example in the range of a diesel particulate sensor or a urea sensor.
  • the heating element is used to heat up the
  • Operating temperature is a first pressure measurement.
  • the heating element is used to reduce energy consumption
  • Figure 1 shows the schematic sectional view of a
  • Pressure sensor DS with different positions for one or more heating elements and their relative relation to other components of the pressure sensor.
  • Figure 2 shows the schematic sectional view of a
  • Housing GH comprises a housing wall GW, a ceramic substrate KS located inside the housing, a sensor element SE embedded in the ceramic substrate, a glass ceramic tube GR on the underside of the sensor element and a gel filling GF in a gel boundary GB on the upper side of the sensor element.
  • Heating element are as follows: The heating element can be any heating element.
  • Figure 2 shows an enlarged sectional view
  • Sensor element SE Here, a membrane of the sensor element MS can be seen, which forms the upper side OS of the sensor element here. Opposite the upper side is a lower side US of the sensor element, in which there is a media passage MG to the membrane of the sensor element MS.
  • the shape of the sensor element illustrated in FIGS. 1 and 2 is only an example. It can also be other forms or

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Abstract

Es wird ein Drucksensor für Relativ- oder Absolutdruckmessung angegeben. Dieser ist mit einem zusätzlichen Heizelement (H, A-G) ausgestattet um störende Medien zu verdrängen.

Description

Beschreibung
Drucksensor auf keramischen Druckstutzen Dabei handelt es sich um einen MEMS Drucksensor zum Einsatz in gefrierenden oder hochviskosen Medien, insbesondere zum Einsatz in der Automobiltechnik.
Es kommt vor, dass Kondensat, gefrierende oder hochviskose Medien ein Messesignal von Drucksensoren verfälschen. Solche sind unter anderem heiße, viskose, dünnflüssige kalte, wässrige oder ölige Phasen, kalte dickflüssige Öle,
gefrorenes Wasser oder Kraftstoff. Die Folgen einer
verfälschten Messung können sein: Ungenügende Abgasreinigung, ein Motorschaden oder allgemein ein Schaden an anderen
Elementen eines zu überwachenden Prozesses. Durch eine erhöhte Anforderung an die Abgasreinhaltung von
Verbrennungsmotoren ist es z.B. notwendig, direkt nach einem Motorkaltstart exakte Druckmessungen durchzuführen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drucksensor anzugeben, der bereits zeitnah zum Motorkaltstart eine korrekte Druckmessung durchführen und die Lebensdauer des Drucksensors erhöhen kann.
Die Aufgabe wird durch einen Drucksensor gemäß dem
vorliegenden Anspruch 1 gelöst. Abhängige Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungen an. Zur Lösung der Aufgabe wird ein Drucksensor vorgeschlagen, mit dem es möglich ist relative oder absolute Drücke zu messen. Dieser umfasst ein Gehäuse, welches wiederum eine Gehäusewand umfasst. Die Gehäusewand kann für eine Messung eines Absolutdrucks abgedichtet sein und für eine Messung des Relativdrucks Öffnungen enthalten, um z.B.
Atmosphärenbedingungen als Referenzdruck zu verwenden. In dem Gehäuse sind angeordnet: ein Sensorelement und ein
Keramiksubstrat.
Das Sensorelement ist ein Bauteil mit dem eine druckbedingte Auslenkung einer Membran bestimmt wird. Es kann in
verschiedenen technischen Varianten ausgeführt sein: z.B. eine direkte Druckbestimmung über Nutzung Piezoeffekt oder über Messung der Dehnung der Membran mithilfe von z.B.
Widerstandselementen. Für die Orientierung des Sensorelements wird im Folgenden die Seite des Sensorelements, an der sich die Membran befindet, als Oberseite des Sensorelements bezeichnet und die gegenüberliegende Seite als Unterseite des Sensorelements .
Das Keramiksubstrat dient als Träger für das Sensorelement und dessen elektrischen Anschluss. Der elektrische Anschluss auf dem Keramiksubstrat dient dazu ein Messsignal aus dem
Drucksensor zu leiten, wo es extern verarbeitet wird und dem Signal ein Druck zugeordnet wird. Das Sensorelement ist so mit dem Keramiksubstrat verbunden, dass sowohl die Oberseite als auch die Unterseite für verschiedene Medien zugänglich sind. Das Sensorelement kann als MEMS-Bauteil ausgebildet sein .
Des Weiteren ist ein Heizelement Bestandteil des
Drucksensors. Es kann an verschiedenen Positionen im
Drucksensor angebracht sein mit dem Zweck, im Drucksensor eine Betriebstemperatur zu erreichen, die eine exakte Messung erlaubt. Durch das Aufheizen des Drucksensors werden mögliche feste und flüssige Kondensate aufgetaut, ggfs. verdampft und zusammen mit eventuell vorhandenen hochviskosen Medien aus dem Drucksensor ausgetrieben bzw. ausgeheizt. Mit dem
Heizelement ist es auch möglich, eine Bildung von
Eiskristallen zu verhindern, die das Sensorelement
beschädigen oder zerstören können.
Der Drucksensor umfasst ein Glas-Keramik-Röhrchen, das an der Unterseite des Sensorelements angeordnet ist. Das Glas- Keramik-Röhrchen dient der Medienzuführung zum Sensorelement und ist durch die Gehäusewand hindurch geführt, wobei das Medium im Inneren des Glas-Keramik-Röhrchens zur Unterseite des Sensorelements transportiert wird, bzw. dort mit dem Sensor in Kontakt treten kann. Der Druck im Medium liegt dann auch am Sensorelement an. Das Medium kann außerhalb des Sensors in einem geschlossenen System eingeschlossen sein. Mit dem Glas-Keramik-Röhrchen ist eine thermische Brücke zwischen dem Sensorelement und dem zu überwachendem System geschaffen und es werden die Medieneigenschafften Druck und Temperatur vom zu messenden System an das Sensorelement übertragen. Das Glas-Keramik-Röhrchen dient der verbesserten Abdichtung der Druckmessung.
Der Drucksensor umfasst eine Gelfüllung die in einer
Gelbegrenzung auf dem Keramiksubstrat und ist an der
Oberseite des Sensorelements angebracht. Die Gelbegrenzung ist ein oben und unten offener Behälter, der mit der Membran des Sensorelements an seiner Oberseite abschließt und von oben mit einem Gel befüllt sein kann. Die Gelfüllung
überträgt den Atmosphärendruck vom Inneren des Gehäuses auf die Membran des Sensorelements und erfüllt dabei selbst die Funktion einer Membran. Durch die Gelfüllung wird die
Oberseite des Sensorelements geschützt, z.B. vor den
Einflüssen von Feuchtigkeit in der Atmosphäre. Das Heizelement ist beispielsweise dazu ausgebildet, den Drucksensor auf eine Temperatur deutlich oberhalb des
Gefrierpunkts zu erwärmen. Beispielsweise ist eine Erwärmung auf eine Temperatur zwischen 20° C und 50 °C, insbesondere bis zu 160° C vorgesehen.
Das Heizelement kann an vielen verschiedenen Positionen angebracht sein. Diese liegen alle im inneren des
Drucksensors und werden im Folgenden in einer nicht
erschöpfenden Liste aufgeführt:
Das Heizelement kann angeordnet sein
- in oder auf dem Keramiksubstrat (Positionen A und B) , wobei das Heizelement hier vorzugsweise in der Nähe der elektrischen Anschlüsse angebracht ist. Das
Keramiksubstrat kann auch als Schichtkeramik ausgebildet sein. Das Heizelement kann beispielsweise auf eine
Schicht im Inneren oder auf einer Oberfläche des
Keramiksubstrats aufgedruckt sein.
- in dem Gehäuse, z.B. innen an der Gehäusewand (Position
C) , wobei das Heizelement durch Kleben, Klemmen oder Löten in direktem Kontakt zu Bauteilen des Gehäuses steht,
- innerhalb der Gehäusewand (Position D) ,
- in oder auf dem Glas-Keramik-Röhrchen (Positionen E und
F) , oder
- auf der Gelbegrenzung (Position G) . Das Heizelement kann auch in die Gelbegrenzung integriert sein. Die verschiedenen Ausführungen des Heizelements können umfassen: einen leitfähigem Kunststoff, einen z.B. als
Mäander geformten Widerstand oder einen Widerstand mit positiven Temperaturkoeffizienten. Der Vorteil einer möglichen Mäanderform des Widerstands ist, dass der
Widerstand länger ist und folglich einen höheren Wert hat, was zu einer höheren Heizleistung führt. Mit der Verwendung eines Widerstands mit positiven Temperaturkoeffizienten ist eine externe Regelung einer Heizleistung des Heizelements nicht mehr nötig.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Heizelement in das Gehäuse des Sensors integriert und kann Mikrowellen
ausstrahlen, mit denen die zu messenden Medien erhitzt werden. Dadurch findet die Erwärmung direkt im Medium statt und es kommt zu einer optimaleren Nutzung der Heizleistung. Ein derartiges Heizelement kann auch an einer anderen Stelle des Sensors angeordnet sein.
Eine Zuführung der Heizleistung kann über verschiedene Wege stattfinden. Dabei gibt es z.B. die Möglichkeit über die Stromzufuhr des Drucksensors, als auch die Variante einer zusätzlichen und vom Sensorelement unabhängigen
Stromversorgung. Die Separation der Energieversorgung hat den Vorteil, dass die Messsignale nicht beeinträchtigt werden.
Neben dem beschriebenen Heizelement kann der Drucksensor ein weiteres Heizelement in einer der erläuterten Bauformen umfassen. Dieses kann an einer der beschriebenen Positionen angebracht sein, die aber von der Position des ersten
Heizelementes verschieden ist. Durch den Einsatz mehrerer Heizelemente kann der Drucksensor homogener und somit effizienter aufgeheizt werden.
Der vorgehend beschriebene Drucksensor ist beispielsweise zu einer Verwendung in einem Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Einsatz im Abgasbereich eines Kraftfahrzeugs ausgebildet, z.B. im Bereich eines Dieselpartikelsensors oder eines Harnstoffsensors .
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betrieb des vorgehend beschriebenen Drucksensors
angegeben. Gemäß dem Verfahren wird bei einer Inbetriebnahme des Drucksensors das Heizelement zur Aufheizung des
Drucksensors angeschaltet, bis eine festgesetzte
Betriebstemperatur erreicht ist. Bei der festgesetzten
Betriebstemperatur erfolgt eine erste Druckmessung. Das Heizelement wird zur Senkung des Energieverbrauchs
beispielsweise möglichst wenig im Betrieb des Drucksensors zur Heizung eingeschaltet. Beispielsweise wird das
Heizelement bei Erreichen der Betriebstemperatur
abgeschaltet. Ein Gefrieren des Drucksensors wird nachfolgend durch die Motorwärme verhindert. Alternativ ist auch ein dauerhafter Betrieb des Heizelements möglich, um ein
Einfrieren während der Fahrt zu verhindern. Im Folgenden werden die Erfindung und ihre Komponenten anhand einer Auswahl von Ausführungsbeispielen und der dazugehörigen schematischen Figuren näher erläutert.
Figur 1 zeigt die schematische Schnittansicht eines
Drucksensors DS mit verschiedenen Positionen für ein oder mehrere Heizelemente und deren relativen Bezug zu anderen Komponenten des Drucksensors.
Figur 2 zeigt die schematische Schnittansicht eines
Sensorelements.
Die in Figur 1 gezeigte Schnittansicht zeigt den
schematischen Aufbau eines Drucksensors. Dieser weist ein Gehäuse GH umfassend eine Gehäusewand GW auf, ein innerhalb des Gehäuses befindliches Keramiksubstrat KS, ein in das Keramiksubstrat eingebettetes Sensorelement SE, ein Glas- Keramik-Röhrchen GR an der Unterseite des Sensorelements und eine Gelfüllung GF in einer Gelbegrenzung GB an der Oberseite des Sensorelements.
Außerdem sind mehrere verschiedene Varianten zur möglichen Positionierung eines oder mehrerer Heizelemente H,
insbesondere an den Positionen A bis G eingezeichnet. Die eingezeichneten beispielhaften Anbringungsorte des
Heizelements sind wie folgt: Das Heizelement kann
- in oder auf dem Keramiksubstrat (Positionen A und B) ,
- in dem Gehäuse, z.B. innen an der Gehäusewand (Position C) ,
- innerhalb der Gehäusewand (Position D) ,
- in oder auf dem Glas-Keramik-Röhrchen (Positionen E und F) , oder
- auf der Gelbegrenzung (Position G)
angeordnet sein.
Alle Darstellungen der Positionen des Heizelements sind rein schematisch und stehen in keinem Maßstab zu einander oder zu der Größe der jeweilig dargestellten Bauteile.
Figur 2 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht des
Sensorelements SE . Hier ist eine Membran des Sensorelements MS zu erkennen, die hier die Oberseite OS des Sensorelements bildet. Der Oberseite gegenüberliegend ist eine Unterseite US des Sensorelements angeordnet, in der sich ein Mediengang MG zur Membran des Sensorelements MS befindet. Die in Figur 1 und 2 dargestellte Form des Sensorelements is nur beispielhaft. Es können auch andere Formen oder
Materialien zur Konstruktion eines Sensorelements verwendet werden .
Bezeichnungsliste :
A Heizelement auf Keramiksubstrat
B Heizelement in Keramiksubstrat
BL Belüftung
C Heizelement im Gehäuse
D Heizelement in Gehäusewand
DS Drucksensor
DZ Druckzufuhr
E Heizelement in Glas-Keramik Röhrchen
F Heizelement auf Glas-Keramik Röhrchen
G Heizelement auf der Gelbegrenzung
GB Gelbegrenzung
GF Gelfüllung
GH Gehäuse
GR Glas-Keramik :-Röhrchen
GW Gehäusewand
H Heizelement
KS Keramiksubstrat
MG Mediengang
MS Membran des Sensorelements
OS Oberseite des Sensorelements
SE Sensorelement
US Unterseite des Sensorelements

Claims

Patentansprüche
1. Drucksensor zur Bestimmung von Relativ- oder Absolutdruck umfassend,
- ein Gehäuse (GH) , umfassend eine Gehäusewand (GW) , darin angeordnet
- ein Sensorelement (SE)
- ein Keramiksubstrat (KS) , das als Träger des Sensorelements und dessen elektrischen Anschluss dient, sowie
- ein Heizelement (H, A-G) das im Inneren des Gehäuses oder der Gehäusewand (GW) angeordnet ist.
2. Drucksensor nach dem vorherigen Anspruch, wobei das
Heizelement (H, A-G) in einer Position (A) auf oder einer Position (B) in dem Keramiksubstrat (KS) angeordnet ist.
3. Drucksensor nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das Heizelement (H, A-G) im Inneren des Gehäuses (C) oder in der Gehäusewand (D) angeordnet ist.
4. Drucksensor nach einem der vorherigen Ansprüche, der ein Glas-Keramik-Röhrchen (GR) zur Zuführung eines Mediums umfasst, das an der Unterseite des Sensorelements (US) angebracht ist.
5. Drucksensor nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Sensorelement so mit dem Keramiksubstrat (KS) verbunden ist, dass an der Oberseite (OS) und an der Unterseite (US) des Sensorelements (SE) jeweils unterschiedliche Medien anliegen.
6. Drucksensor nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Heizelement (H, A-G) in (E) oder auf (F) dem Glas-Keramik- Röhrchen (GR) angeordnet ist, das sich zur Medienzuführung an der Unterseite des Sensorelements (SE) befindet.
7. Drucksensor nach einem der vorherigen Ansprüche, der eine Gelfüllung (GF) mit Gelbegrenzung (GB) als Schutz einer
Membran (MS) auf der Oberseite (OS) des Sensorelements (SE) aufweist, wobei das Heizelement (H, A-G) auf der
Gelbegrenzung angeordnet ist (Position G) .
8. Drucksensor nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Heizelement (H, A-G) einen elektrisch leitfähigen Kunststoff umfasst .
9. Drucksensor nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Heizelement (H, A-G) ein Widerstandselement umfasst, das über einen positiven Temperaturkoeffizienten verfügt.
10. Drucksensor nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Heizelement (H, A-G) in Teilen der Gehäusewand integriert ist (D) und zum Erzeugen einer Mikrowellenstrahlung geeignet ist .
11. Drucksensor nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Heizelement (H, A-G) , mit einer vom Drucksensor (DS) separierten, Stromversorgung ausgestattet ist.
12. Drucksensor nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Sensorelement als MEMS Bauteil ausgebildet ist.
13. Drucksensor nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einem weiteren Heizelement (H, A-G) , das an einem vom ersten Heizelement (H, A-G) verschiedenen Ort angeordnet ist und einem der Ansprüche 2 bis 8 genügt.
14. Drucksensor nach einem der vorherigen Ansprüche, der zur Messung eines Drucks beim Motorkaltstart in einem
Kraftfahrzeug ausgebildet ist, wobei das Heizelement (H, A-G) zur Erwärmung des Drucksensors (DS) auf eine festgesetzte Betriebstemperatur ausgebildet ist, bei der eine erste
Druckmessung erfolgen kann.
15. Drucksensor nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei dem das Heizelement (H, A-G) zur Erwärmung auf eine Temperatur zwischen 20 °C und 160 °C ausgebildet ist.
16. Verwendung des Drucksensors nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Kraftfahrzeug.
17. Verfahren zum Betrieb des Drucksensor nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
wobei bei einer Inbetriebnahme des Drucksensors (DS) das Heizelement (H, A-G) zur Aufheizung des Drucksensors (DS) angeschaltet wird, bis eine festgesetzte Betriebstemperatur erreicht ist.
18. Verfahren nach Anspruch 17,
bei dem das Heizelement (H, A-G) bei Erreichen der
Betriebstemperatur abgeschaltet wird.
EP18779645.3A 2017-09-28 2018-09-27 Drucksensor auf keramischen druckstutzen Withdrawn EP3688434A2 (de)

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DE102017122631.1A DE102017122631A1 (de) 2017-09-28 2017-09-28 Drucksensor auf keramischen Druckstutzen
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EP (1) EP3688434A2 (de)
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CN (1) CN111108360A (de)
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WO (1) WO2019063714A2 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021110919A1 (de) 2021-04-28 2022-11-03 Heinz Plöchinger Sensor-Anordnung mit Schutz- und Heizfunktion

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2169373A2 (de) * 2008-09-26 2010-03-31 Metallux AG Drucksensor zur Differenzdruckmessung

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3028188A1 (de) * 1980-07-25 1982-02-25 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Sensor
JPS5776431A (en) * 1980-10-30 1982-05-13 Toshiba Corp Semiconductor ressure transducer
JPH02124527U (de) * 1989-03-24 1990-10-15
US5625152A (en) * 1996-01-16 1997-04-29 Mks Instruments, Inc. Heated pressure transducer assembly
JP4712220B2 (ja) * 2001-05-02 2011-06-29 大亜真空株式会社 圧力測定装置
US7347099B2 (en) * 2004-07-16 2008-03-25 Rosemount Inc. Pressure transducer with external heater
DE102005029841B4 (de) * 2004-07-28 2013-09-05 Robert Bosch Gmbh Mikromechanischer Drucksensor mit beheiztem Passivierungsmittel und Verfahren zu seiner Steuerung
US7201057B2 (en) * 2004-09-30 2007-04-10 Mks Instruments, Inc. High-temperature reduced size manometer
US7124640B1 (en) * 2005-07-13 2006-10-24 Mks Instruments, Inc. Thermal mounting plate for heated pressure transducer
JP4563312B2 (ja) * 2005-12-05 2010-10-13 株式会社堀場エステック 静電容量式圧力センサ装置
WO2008154760A1 (de) * 2007-06-19 2008-12-24 Inficon Gmbh Vakuummesszellenanordnung mit heizung
JP2009058366A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Nissan Motor Co Ltd 圧力検出装置
DE102008002579A1 (de) * 2008-06-23 2009-12-24 Robert Bosch Gmbh Mikro-elektromechanisches Sensorelement
US8186226B2 (en) * 2009-12-09 2012-05-29 Honeywell International Inc. Pressure sensor with on-board compensation
JP2012189349A (ja) * 2011-03-09 2012-10-04 Seiko Epson Corp 流速センサー
CH704815A1 (de) * 2011-03-30 2012-10-15 Inficon Gmbh Gasdruckmesszellenanordnung.
DE102012223879A1 (de) * 2012-12-20 2014-07-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Drucksensors einer Abgasnachbehandlungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs
DE102014207480A1 (de) * 2014-04-17 2015-10-22 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zum Erfassen eines Parameters eines Gases, Verfahren zum Betreiben einer derartigen Vorrichtung und Messsystem zum Bestimmen eines Parameters eines Gases
DE102015121625A1 (de) * 2015-12-11 2017-06-14 Endress+Hauser Gmbh+Co. Kg Verfahren zur Herstellung einer Druckmesseinrichtung
CN205785659U (zh) * 2016-06-15 2016-12-07 马鞍山市亿格仪表有限公司 一种新型防冻防盗压力表

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2169373A2 (de) * 2008-09-26 2010-03-31 Metallux AG Drucksensor zur Differenzdruckmessung

Also Published As

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