JP2005529331A - ガスセンサ及びガスセンサを製造する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
請求項1の特徴部に記載のように構成された本発明によるガス測定センサと、本発明によるガス測定センサを製造する方法には、公知のものに対して次のような利点がある。すなわち本発明によるガス測定センサ及びその製造方法では、ハウジング内におけるセンサエレメントのシールは少なくとも1つのシールエレメントを用いて製造技術的に簡単かつ安価に行われ、しかもセンサエレメントは運転中に生じる振動に対して鈍感である。そのためにシールエレメントは金属製の受容体内に配置されていて、この受容体は金属製のハウジングに固定されており、またシールエレメントはセンサエレメントをその長さLに沿って真ん中で又は測定ガスに向けられた側において取り囲んでいる。
次に図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。
図2aは、第1実施例の金属製の受容体を図2bのIIa−IIaに沿って断面した図であり、
図2bは、図2aに示された金属製の受容体を上から見た平面図であり、
図3は、本発明によるガス測定センサの第2実施例を示す断面図であり、
図4aは、第2実施例の金属製の受容体を図4bのIVa−IVaに沿って断面した図であり、
図4bは、図4aに示された金属製の受容体を上から見た平面図であり、
図5は、本発明によるガス測定センサの第1実施例の第1変化実施例を示す断面図であり、
図6は、本発明によるガス測定センサの第1実施例の第2変化実施例を示す断面図であり、
図7は、本発明によるガス測定センサの第1実施例の第3変化実施例を示す断面図であり、
図8は、本発明によるガス測定センサの第1実施例の第4変化実施例を示す断面図である。
図1には、本発明の1実施例としてガス測定センサ10の一部が示されている。このガス測定センサ10は例えば、測定ガスの温度又は酸素含有量を測定するために働き、内燃機関の排気ガスラインの測定開口に取り付けることができる(図示せず)。そのためにガス測定センサ10は、ねじ山23及び六角形部22を備えたハウジング21を有している。このハウジング21は扁平で縦長のセンサエレメント20を取り囲んでおり、このセンサエレメント20はセラミック製の多層系として構成されている。センサエレメント20は、測定ガスにさらされる第1の区分26に、例えば電極又はヒータのような測定エレメントを有している。センサエレメント20の第1の区分26は、ハウジング21から測定ガス室28内に進入しており、この測定ガス室28は、ハウジング21に固定された保護管24によって取り囲まれている。保護管24は複数の開口(符号なし)を有しており、これらの開口はセンサ10の一部の第1の区分26への測定ガスの流入を可能にしている。
Claims (17)
- 測定ガスの物理的な特性、特にガス成分の濃度又は排気ガスの温度を測定するガス測定センサ(10)であって、金属製のハウジング(21)内にセンサエレメント(20)が配置されていて、該センサエレメント(20)が、金属製の受容体(31)内に配置された少なくとも1つのシールエレメント(32,321,322,323,331,332,333)によってシールされており、金属製の受容体(31)がハウジング(21)に固定されている形式のものにおいて、シールエレメント(32,321,322,323,331,332,333)がセンサエレメント(20)を該センサエレメントの長さLに沿って真ん中で又は該センサエレメント(20)の、測定ガスに向けられた半部のところで取り囲んでいることを特徴とするガス測定センサ。
- センサエレメント(20)が主として、1つのシールエレメント(32)又は複数のシールエレメント(321,322,323,331,332,333)と、少なくとも間接的に金属製の受容体(31)とによって、ガス測定センサ(10)のハウジング(21)内において固定されている、請求項1記載のガス測定センサ。
- 金属製の受容体(31)が直接的に測定ガス室(28)に隣接している、請求項1又は2記載のガス測定センサ。
- シールエレメント(32,321,322,323,332)が素材結合式にセンサエレメント(20)及び金属製の受容体(31)と結合されている、請求項1から3までのいずれか1項記載のガス測定センサ。
- シールエレメント(32,321,322,323,332)が主としてガラス又はガラスセラミックから成っている、請求項1から4までのいずれか1項記載のガス測定センサ。
- センサエレメント(20)及び金属製の受容体(31)と素材結合式に結合されたシールエレメント(32,321,322,323,332)の膨張係数と、センサエレメント(20)の膨張係数との差が、最大でも10%である、請求項4又は5記載のガス測定センサ。
- 金属製の受容体(31)が素材結合式の結合部、特に溶接結合部(41)によってハウジング(21)に固定されている、請求項1から6までのいずれか1項記載のガス測定センサ。
- ガス測定センサ(10)の、測定ガスとは反対の側に、スリーブ(25)が設けられていて、該スリーブ(25)がセンサエレメント(20)の1区分とセンサエレメント(20)の接触接続部とを取り囲んでおり、金属製の受容体(31)とスリーブ(25)とが共通の素材結合式の結合部、特に溶接結合部(41)によって、ハウジング(21)に固定されている、請求項1から7までのいずれか1項記載のガス測定センサ。
- 金属製の受容体(31)がポット状に成形されていて、片側において閉鎖されて構成されており、ポット状に成形された金属製の受容体(31)の底部(35)が、センサエレメント(20)を受容するための切欠き(33)を有している、請求項1から8までのいずれか1項記載のガス測定センサ。
- センサエレメント(20)とポット状に成形された金属製の受容体(31)の側壁との間の間隔が、少なくとも部分的に、センサエレメント(20)の高さの2倍よりも小さいか又は同じであり、センサエレメント(20)の高さが、該センサエレメント(20)の大きな面積に対して垂直な方向におけるセンサエレメント(20)の長さである、請求項9記載のガス測定センサ。
- 金属製の受容体(31)がその開放端部に、金属製の受容体(31)の長手方向軸線に対して垂直に外方に向かって延びる区分(34)を有していて、該区分(34)に別のスリーブ状の区分(34)が接続している、請求項9又は10記載のガス測定センサ。
- ガラスを含んでいる第1のシールエレメント(321)とガラスを含んでいる第2のシールエレメント(322)とが設けられており、両シールエレメント(321,322)がセンサエレメント(20)の長手方向において相前後して受容体(31)内に配置されており、測定ガスに向けられた第1のシールエレメント(321)のガラスが、測定ガスとは反対側に位置する第2のシールエレメントのガラスに比べて高い融点を有しており、第2のシールエレメント(322)のガラスが、熱処理後に完全に溶融して、センサエレメント(20)に対する素材結合式の結合部を形成するのに対して、第1のシールエレメント(321)のガラスはまったく又は完全には溶融しない、請求項1から11までのいずれか1項記載のガス測定センサ。
- ガラスを含んでいる第3のシールエレメント(323)が第2のシールエレメント(322)の、測定ガスとは反対の側に設けられていて、該第3のシールエレメント(323)がガス測定センサ(10)の使用温度時に粘流動性の軟度を有している、請求項12記載のガス測定センサ。
- 測定ガスに向けられた第1のシールエレメント(331)と測定ガスとは反対側の第2のシールエレメント(332)とが設けられており、両シールエレメント(331,332)がセンサエレメント(20)の長手方向において相前後して金属製の受容体(31)内に配置されており、第1のシールエレメント(331)が受容体(31)の、測定ガスに向けられた側に配置されており、さらに第1のシールエレメント(331)がセラミックを有していて、第2のシールエレメント(332)がガラス又はガラスセラミックを含んでいる、請求項1から11までのいずれか1項記載のガス測定センサ。
- 第1のシールエレメント(331)と第2のシールエレメント(332)との間に、プレスされたセラミック製の粉体材料から成る第3のシールエレメント(333)が設けられている、請求項14記載のガス測定センサ。
- 請求項1から15までのいずれか1項記載のガス測定センサ(10)を製造する方法であって、センサエレメント(20)と少なくとも1つのシールエレメント(32,321,322,323,331,332,333)とをその出発形状で金属製の受容体(31)内に装入し、その後で金属製の受容体(31)とシールエレメント(32,321,322,323,331,332,333)とセンサエレメント(20)とから成る複合体を、所定の温度、すなわち少なくとも1つのシールエレメント(32,322,332)がセンサエレメント(20)及び金属製の受容体(31)に対して素材結合式の結合部を形成する温度に、加熱し、次いでハウジング(21)内にもたらし、そして金属製の受容体(31)をハウジング(21)内において固定することを特徴とする、ガス測定センサを製造する方法。
- 少なくとも1つのシールエレメント(32,322,332)がガラス形成成分を含んでおり、金属製の受容体(31)とシールエレメント(32)とセンサエレメント(20)とから成る複合体を、ハウジング(21)への組込み前に、シールエレメント(32,322,332)のガラス形成成分の溶融温度を上回る温度で熱処理する、請求項16記載の方法。
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