JP2015534084A - 温度プローブおよび温度プローブの製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、機能セラミックのセンサ素子（２）およびセラミックハウジング（３）を備える温度プローブ（１）を提供する。このセンサ素子（２）は、このセンサ素子（２）の少なくとも１つの側面が、直にかつ形状接続によってセラミックハウジング（３）へ接続されるように、このセラミックハウジング（３）内に配設されている。さらに本発明は、および温度プローブ（１）の製造方法を提示する。【選択図】 図３

Description

本発明は、温度プローブに関する。
さらに本発明は、および温度プローブの製造方法に関する。

監視および制御のために温度を測定することは、様々なアプリケーションを用いて行われており、たとえばセラミックの高温導電体サーミスタ素子（NTC thermistor、“negative temperature coefficient thermistor”），シリコン温度センサ（たとえばいわゆるＫＴＹ温度センサ），白金温度センサ（ＰＲＴＤ，“platinum resistance temperature detector”），または熱電対（ＴＣ，“Thermocouple”）を用いて行われている。充分な機械的剛性のため、外部の影響に対する保護のため、および侵食性の媒体による腐食を避けるため、およびＮＴＣ材料あるいは電極におけるガス雰囲気によって温度で左右される材質変化を避けるために、一般的にセラミックセンサ素子には、ポリマーまたはガラスからなるカバーが設けられている。このようなセンサ素子の最高使用温度は、ポリマー被覆の場合は約２００℃に制限されており、ガラス被覆の場合は約５００℃〜７００℃に制限されている。

ここに記載するセンサ素子（複数）は、しかしながら容易に非常に高い温度の測定およびまたはとりわけ侵食性の媒体における測定に連続的に使用することができる。しかしながら侵食性の媒体での使用を可能とするため、これらのセンサ素子は、しばしばプラスチックハウジングまたはステンレスハウジング内に組み入れられている。この素子への熱的接続を形成するため、追加として非常にしばしば埋込用材料（Vergussmaterialien）が用いられる。このように構築されたシステムの大きな欠点は、この追加の構造で決定される伝熱および使用される材料の小さな熱伝導によるこのシステムの応答時間の遅延である。ポリマーカバーまたはガラスカバーを有する温度プローブの重大な欠点は、その大きく変化し、かつ小さな許容範囲とすることができないこの温度プローブヘッドの幾何形状である。これによりこの温度プローブは、規格化された構造には適していない。

本発明の少なくとも幾つかの実施形態の課題は、高い堅牢性および短い応答時間を備えた温度プローブを提供することである。さらに本発明のいくつかの実施形態での解決すべき課題は、温度プローブを製造する方法を提供することである。

これらの課題は、独立請求項に記載の物および方法によって解決される。本発明の有利な実施形態および変形実施例は、従属項および以下の記載と図から示される。

少なくとも１つの実施形態による温度プローブは、機能セラミックのセンサ素子およびセラミックハウジングを備える。この機能セラミックのセンサ素子は、好ましくはセラミックサーミスタ素子として実装されている。たとえばこの機能セラミックのセンサ素子は、ＮＴＣサーミスタ素子（ＮＴＣ＝“negative temperature coefficient”）、すなわち高温導電体（Heisleiter）であってよい。ＮＴＣサーミスタ素子は、とりわけその小さな製造コストを特徴としている。ＮＴＣサーミスタ素子のさらにもう１つの利点は、たとえば熱電対または金属抵抗素子とは逆に、たとえばＰｔ素子のように、顕著に負の抵抗温度特性を有していることである。さらにこの機能セラミックのセンサ素子がＰＴＣサーミスタ（ＰＴＣ＝“positive temperature coefficient”）、すなわち低温導電体（Kaltleiter）で実装されることも可能である。

本発明によるセンサ素子は、好ましくは、このセンサ素子の少なくとも１つの側面が、上記のセラミックハウジングへの直接的な嵌合接続（formschlussige Kontakt）となるように、このセラミックハウジング内に配設される。たとえば、機能セラミックのセンサ素子は、複数の側面を備え、少なくとも１つの側面は全面的（ganzfl臘hig）にセラミックハウジングの内壁と直接接続している。ここで好ましくはこのセラミックハウジングの内壁は、この領域においてその形状がセンサ素子の側面に合わせられており、これによってこのセンサ素子とセラミックハウジングの内壁との間の嵌合接続となっている。このセラミックハウジングと直接接続しかつ嵌合接続しているセンサ素子の側面とセラミックハウジングとの間には、たとえば特に埋込用材料（Vergussmaterialien）または熱伝導ペーストのような他の部材は全く配設されていない。

有利には本発明による温度プローブは、セラミックハウジングおよび機能セラミックセンサ素子への嵌合結合のおかげで非常に小さな応答速度を有し、この応答速度はたとえば、壁厚およびセラミックハウジングの材料に依存し、３秒未満となっている。この応答速度は、好ましくは１秒未満となっており、たとえばこのセラミックハウジングが極めて薄い壁厚を備える場合は、実際には数ミリ秒程度にもなる。

もう１つの実施形態によれば、セラミックハウジングは、大きな熱伝導率を有する構造セラミック材料（strukturkeramisches Material）を含むかあるいはこのような材料から成っている。好ましくは、このセラミックハウジングは、酸化アルミニウムを含んでいる。このようなセラミックハウジングは、有利にはとりわけ大きな熱伝導率を特徴とする。このセラミックハウジングは、異なる品質の酸化アルミニウムを含んでよい。たとえばこのセラミックハウジングは、少なくとも９５％〜９９．９％またはこれ以上の純度を有する酸化アルミニウムを含んでいてよい。この際この材料の純度と共に、機械的強度および化学的耐性に関するセラミックハウジングの堅牢性が向上し、また熱伝導率は増大する。１つのとりわけ好ましい実施形態によれば、セラミックハウジングは酸化アルミニウムから成る。代替としてこのセラミックハウジングは、他のセラミック材料、たとえば窒化アルミニウムまたは炭化ケイ素を含み、あるいはこれからなっていてよい。

もう１つの実施形態によれば、このセラミックハウジングは射出成型ハウジングである。このセラミックハウジングは、具体的にはセラミック射出成形技術を用いて、たとえばいわゆるセラミック微小射出成形技術を用いて製造されていてよい。このセラミック微小射出成形技術を用いて、センサ素子の非常に小さな寸法に合わせたセラミックハウジングのハウジング形状を、精密に再現性良くかつ非常に大きな機械的強度を備えて製造することができ、これにより標準化された構造形状が可能となる。

もう１つの実施形態によれば、セラミックハウジングは、１つの開口部を備え、この開口部によってこのセラミックハウジングは、片側で開口している。
好ましくは、このセラミックハウジングは、１つのキャビティを備え、このキャビティは、開口部と反対側にある１つの段形状の沈下部（Vertiefung）を有する底面を備える。センサ素子は、好ましくは少なくとも部分的にこの沈下部に沈み込んで配設されている。この沈下部は、たとえばこのキャビティの内側に沈み込んだ領域となっており、ここでこの沈み込んだ領域は１つの段を介してキャビティの他の部分と接続されている。好ましくは、このセンサ素子の少なくとも１つの側面は、この沈下部の底面の少なくとも一部分と直接接続されかつ嵌合接続されている。

もう１つの実施形態によれば、セラミックハウジングは、開口部の反対側でその外面に丸くなった端部を備える。たとえばこの開口部に対向するセラミックハウジングの端部は、その外面に部分的に球状のまたは半球形状の領域を備える。

もう１つの実施形態によれば、上記の沈下部は、１つの主領域と、この主領域の２つの対向する側面に接する２つの側部ポケット部を備える。好ましくは、センサ素子は、少なくとも部分的にこの主領域内に配設されている。たとえばこの沈下部の主領域は、その形状および大きさがセンサ素子の形状および大きさに合わせられていてよく、こうしてこのセンサ素子を全体がこの沈下部の主領域に配設されて、ここでこのセンサ素子は、この主領域をできるかぎり充分に満たすようにされる。上記の側部ポケット部は、好ましくは上記の開口部から見た深さが、上記の沈下部の沈下領域の底面までの深さより小さく、この沈下部は上述のように１つの段部を介してこの沈下部の他の部分と接続されている。具体的にはこの沈下領域は、開口部から見て上記の側部ポケット部の間に配設されていてよい。

もう１つの実施形態によれば、本発明による温度プローブは、少なくとも２つの接続部材を備える。これらの接続部材のそれぞれは、好ましくは少なくとも部分的に、上記の主領域に接する側部ポケット部内に配設されている。さらにこれらの接続部材は、好ましくはセンサ素子と電気的に導通して接続されている。側部ポケット部は、たとえばその形状および大きさが接続部材の直径に合わせられていてよく、こうしてこれらの接続部材は少なくとも部分的に側部ポケット部内に差し込まれてよい。さらにこれらの接続部材は、セラミックハウジングから突出している。好ましくはこれらの接続部材は、腐食されにくい熱的に安定な材料を含んでいる。たとえばこれらの接続部材は、たとえば白金，金，銀，またはクロムおよび／またはニッケルの含有率が高い好ましくは高温で安定なスチール合金（Stahllegierungen；複数）であってよく、またはこれらの材料の１つから成っていてよい。

もう一つの実施形態によれば、これらの接続部材は接続ワイヤとして実装されている。たとえばこれらの接続部材は、ニッケルで被覆された銅ワイヤ、または他の上記の金属の１つ以上から形成されていてよい。

もう１つの他の実施形態によれば、本発明によるセンサ素子は２つの電極を備える。これらの電極は、好ましくはこのセンサ素子の対向する２つの側面に取り付けられている。好ましくは上記の接続部材はそれぞれ、上記の側部ポケット部の１つの中に配設された、焼成されたメタライジングペーストを用いてこのセンサ素子の電極の１つに電気的に導通して接続されている。この際これらの接続部材の端部は、それぞれ側部ポケット部に投入されたメタライジングペースト中に埋設されていてよい。センサ素子のこれらの電極は、たとえば温度プローブの最高使用温度に依存して、金属，たとえば白金，金，銀，またはたとえば銀−パラジウム等の合金を含み、あるいはこれから成っていてよい。
センサ素子のこれらの接続部材間およびこれらの電極間での電気的接続に用いられるメタライジングペースト（複数）は、好ましくはたとえば金，銀，または白金のような貴金属を含みあるいはこれから成っている。さらにこれらのメタライジングペーストは、銅，モリブデン，またはタングステン，またはたとえば銀−パラジウム等の合金を含み、あるいはこれから成っていてよい。

さらにもう１つの実施形態では、セラミックハウジングの開口部は、ガラスシールによって封止されている。好ましくは上記の接続部材は、このガラスシールから突出し、こうして開口部の内側からこのガラスシールを貫通して外部に達している。このガラスシールは、たとえばアルカリ金属酸化物および／または重金属酸化物の無い、セラミックハウジングの材料に合った膨張率を有するガラスを含む。有利には、このガラスシールに用いられる材料は、温度プローブの最高使用温度より少なくとも５０℃高い軟化温度を有する。

もう１つの実施形態によれば、センサ素子は、Ｙ，Ｃａ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｏの元素を含むペロブスカイト構造を有する。さらにこれらのペロブスカイトをベースにしたセンサ素子は、元素Ｓｎを含んでよい。

もう１つの実施形態によれば、センサ素子は、一般化学式ＡＢＯ₃のペロブスカイト構造を有する１つのセラミック材料を含む。特に、高い適用温度に適合した、高温安定な温度プローブとするには、このようなセンサ素子が好ましい。
とりわけ好ましくは上記の機能セラミックのセンサ素子は、（Ｙ_1-xＣａ_x）（Ｃｒ_1-yＡｌ_y）Ｏ₃の組成を有し、ｘ＝０．０３〜０．０５およびｙ＝０．８５である。

もう１つの実施形態によれば、センサ素子は、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ｏの元素を含むスピネル構造を有する。これらのスピネル構造をベースにしたセンサ素子は、さらに１つ以上の以下の元素を含んでよい。Ａｌ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｃａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｇ。

もう１つの実施形態によれば、センサ素子は、一般化学式ＡＢ₂Ｏ₄あるいはＢ（Ａ，Ｂ）Ｏ₄のスピネル構造を有する１つのセラミック材料を含む。このようなセンサ素子は、具体的には低い適用温度が好ましい。１つのとりわけ好ましい実施形態によれば、機能セラミックのセンサ素子は、Ｃｏ_3-(x+y)Ｎｉ_xＭｎ_yＯ₄の組成を有し、ｘ＝１．３２およびｙ＝１．３２である。

もう１つの実施形態によれば、セラミックハウジングは０．１ｍｍ〜１ｍｍの壁厚を備える。これは特に、上記の片側が開口したセラミックハウジングが少なくとも０．１ｍｍ〜１ｍｍの厚さの壁厚を備えていることを意味する。好ましくは、このセラミックハウジングは、どの部分でも上記の領域の壁厚を備えている。とりわけ好ましい実施形態によれば、セラミックハウジングは０．３ｍｍ〜０．７ｍｍの壁厚を備える。このようなセラミックハウジングの壁厚によって、温度プローブのとりわけ小さな応答時間が達成され得る。

ここで記載する温度プローブは、非常に短い応答時間、非常に大きな機械的および化学的堅牢性、および非常に良好な長期安定性を備えており、有利である。さらなる利点は、このセラミックハウジングの実装寸法が極めて精度が高いことであり、これは追加のシステム部材無しに、容易かつ標準化された取付を可能とする。

さらに本発明は、および温度プローブの製造方法を提示する。この製造方法で製造された温度プローブは、上述の実施形態の１つ以上の特徴を備えることができる。以上および以下に記載する実施形態は、温度プローブに有効であり、およびまたこの圧力センサの製造方法にも同様に有効である。

１つの実施形態によれば、温度プローブの製造のために、セラミックの出発材料および電極が設けられる機能セラミックのセンサ素子が準備される。この機能セラミックのセンサ素子は、たとえばＮＴＣサーミスタ素子またはＰＴＣサーミスタ素子であってよい。このセラミック材料は、たとえばいわゆるセラミックの工業原料であってよく、このセラミックの工業原料は、たとえば酸化アルミニウム粉末のような構造セラミックの粉末および有機結着剤を含む。この出発材料は、射出成型処理を用いて、それぞれの形状に射出成型される。好ましくはこれより生成される、いわゆるグリーン体(Grunkorper)は、これに続いた脱バインダ工程で殆ど有機成分が取り除かれる。この脱バインダ工程は、２段階すなわち水性および熱的な工程であるか、または１段階すなわち熱的な工程のみである。この後脱バインダされたグリーン体は、適合した温度でセラミックハウジングに焼結される。たとえばこの焼結は、酸化アルミニウムの場合は、その材料の純度に依存して、１６００℃〜１７００℃の温度で行われる。さらに上記で準備されたセンサ素子が、このようにして製造されたセラミックハウジングに、このセンサ素子の少なくとも１つの側面がこのセラミックハウジングと直接接続されるように、かつ嵌合接続されるように配設される。

１つの実施形態によれば、上記の接続部材は、センサ素子のセラミックハウジングへの配設の後に、それぞれメタライジングペーストを用いてこのセンサ素子の電極と電気的に導通して接続される。たとえばこのメタライジングペーストは、上記の沈下部の側部ポケットに投入され、続いて上記の接続部材がこの側部ポケットに取り付けられてよく、こうしてこの接続部材（複数）の端部がそれぞれこのメタライジングペーストの中に埋設される。
好ましくは、このメタライジングペーストは、続いて、使用されているメタライジングペーストの材料に依存して適合した温度で焼成される。

さらにもう１つの実施形態によれば、セラミックハウジングの開口部は、ガラスペーストによって封止される。続いてこのガラスペーストは、適合した温度で焼成される。好ましくは、このガラスペーストに用いられるガラス材料は、温度プローブの将来の使用温度に基づいて調整され、この温度プローブの最高使用温度より少なくとも５０℃高い軟化点ＴＧを備える。

もう１つの実施形態によれば、僅かな抵抗誤差の調整のために、この後のテンパリング処理（Temperprozess）によってこの素子の抵抗は限られた範囲で再調整される。

本温度プローブのさらなる有利点および有利な実施形態を、図１〜６に記載した実施形態を参照して、以下に示す。

１つの実施例による温度プローブの概略外観図である。 １つの実施例による温度プローブの概略外観図である。 もう１つの実施例による温度プローブの断面図である。 もう１つの実施例による温度プローブのセラミックハウジングの概略外観図である。 もう１つの実施形態例による、温度プローブの概略分解図である。 もう１つの実施例による温度プローブの製造方法の図である。

実施例及び図において、同等の、または同等に機能する構成要素には同じ参照符号が付されている。図示されている要素及びそれら相互の大きさの関係は、基本的に寸法通りとはなっていない。むしろ、例えば層や部品や領域のような個々の要素は、より見易くするため、及び／またはよりよく理解されるように、誇張した厚みや大きさで表されている場合がある。

図１および２は、１つの実施形態例による、ここで説明する１つの温度プローブ１を異なる方向からみた概略外観図である。図１および２に示されていないこの温度プローブ１の部材は、図３の温度プローブ１の断面図，図４のセラミックハウジング３の概略図，および図５の温度プローブ１の分解図に示されている。以下の説明はこれらの図１〜５を同様に参照するものである。

温度プローブ１は、ＮＴＣサーミスタ素子として実装されている機能セラミックのセンサ素子２、およびセラミックハウジング３を備える。この機能セラミックのセンサ素子２は、このセンサ素子２の１つの側面２０がセラミックハウジング３、特にこのセラミックハウジング３の底面３１１と直接接続されるように、かつ嵌合接続されるように、このセラミックハウジング３に配設される。このセラミックハウジング３は、９５％以上の純度の酸化アルミニウムを含み、射出成型ハウジングとして実装されており、この射出成型ハウジングは、いわゆるセラミック微小射出成形技術を用いて製造されている。代替として、このセラミックハウジング３は、１つ以上の別の、好ましくは熱伝導が良好なセラミック材料を含んでよい。

機能セラミックのセンサ素子は、ぺロブスカイト構造を有するセラミックを含む。具体的にはこのセンサ素子のセラミックは、化学式（Ｙ_1-xＣａ_x）（Ｃｒ_1-yＡｌ_y）Ｏ₃の組成を有し、ｘ＝０．０３〜０．０５およびｙ＝０．８５である。これによりこの温度プローブ１は、とりわけ高温でのアプリケーションに適している。代替としてこのセンサ素子は、特に温度プローブ１の適用温度が低い場合には、スピネル構造を有するセラミックを含んでよい。たとえばこのセンサ素子のセラミックは、化学式ＣＯ_3-(x+y)Ｎｉ_xＭｎ_yＯ₄の組成を有し、ｘ＝１．３２およびｙ＝１．３２である。

セラミックハウジング３は、１つの開口部３０を備え、この開口部によってこのセラミックハウジング３は片側で開口している。このセラミックハウジング３の内側には、キャビティ３１が形成されており、このキャビティは、開口部３０に対向する、段形状の沈下部３１２を有する底面３１１を備える。機能セラミックのセンサ素子２は、少なくとも部分的にこの沈下部３１２に沈み込んで配設されている。詳細にはこのセンサ素子２は沈下部３１２の主領域３１３に配設されており、この主領域は形状および大きさがこのセンサ素子２の長さおよび幅に合わせられている。この沈下部３１２の主領域３１３には、この主領域３１３の２つの対向した側面にそれぞれ１つの側部ポケット３１４が接している。これらの側部ポケット３１４は、キャビティ３１内の主領域３１３と同じ深さの領域となっている。開口部３０の中を見ると、この主領域３１３は、これらの側部ポケット３１４の間に沈下した領域を備え、この沈下した領域は、段形状となってこのキャビティ３１の他の領域に接しており、その底面３１１は、開口部３０から見て、側部ポケットより大きな深さを備えている。

温度プローブ１は、２つの接続部材を備え、これらは接続ワイヤとして形成されており、それぞれ少なくとも部分的に側部ポケット３１４の１つに配設されている。これらの接続部材４は、それぞれのもう一方の端部で、セラミックハウジング３から突出しており、こうしてこの温度プローブ１の外部接続部として用いられる。これらの接続部材４は、白金を含んでいる。代替としてこれらの接続部材４は金，銀，または他の貴金属を含むかあるいはこれから成っていてよく，または他に合金、好ましくはたとえばクロムおよび／またはニッケルの含有率が高い、高温安定なスチール合金を含むかあるいはこれから成っていてよい。

センサ素子２は、２つの対向する側面にそれぞれ１つの電極２１を備える。このセンサ素子２のこれらの電極２１は、白金を含んでいる。代替としてこれらの電極２１は、金または銀または銀−パラジウムを含むかあるいはこれから成っていてよい。接続部材４はそれぞれ、側面３１４に配設されている１つの焼成されているメタライジングペースト５を用いて、それぞれセンサ素子２の１つの電極２１と電気的に導通して接続されている。これらのメタライジングペースト５は、側部ポケット３１４内での接続部材４の固定ならびにこのセンサ素子２の接続部材４と電極２１の間の電気的接続に用いられる。図示された実施例においては、メタライジングペースト５は金を含んでいる。代替としてこれらのメタライジングペースト５は、銀，白金，銅，モリブデン，またはタングステン，または銀−パラジウムを含むかあるいはこれから成ってよい。

セラミックハウジング３は、開口部と反対側でその外面に丸くなった端部を備える。さらにこのセラミックハウジング３は、開口部３０に接する突出部３２を備える。この突出部３２は、周回する帯状部として実装されており、たとえば温度プローブ１を、温度センサシステムのスリーブ形状の部材において、このスリーブ形状の部材の開口部内に配設するために用いられる。

さらにこのセラミックハウジング３は、背面でガラスシール６を用いて封止されており、これを貫通して接続部材４が突出している。温度プローブ１は、その構造および使用されている材料のおかげで、良好な長期耐媒体性，高い堅牢性，および非常に小さな応答速度を特徴とする。

本発明による温度プローブ１のセンサ素子２は、約０．８５ｍｍ×０．７ｍｍ×０．７ｍｍの寸法を備えている。この温度プローブ１のセラミックハウジング３は、約２．５ｍｍ×２．３ｍｍ（直径×高さ）の最大外寸を備えている。さらにこのセラミックハウジング３は、０．１ｍｍ〜１ｍｍの壁厚を備えている。この温度プローブ１の長さは、接続部材４を含めて約１０．８ｍｍとなっている。

本発明による温度プローブは、とりわけ安定なセンサ素子２の被覆ならびにとりわけ小さな応答時間を提供し、有利である。さらにここで示すセラミックでカプセル化した温度プローブ１は、とりわけ侵食性の媒体あるいはガスにおける高い適用温度での使用に対し優れている。

図６は、ここで説明した１つの実施例による温度プローブの製造方法を示す。この製造方法では第１のステップ１００において、セラミックの出発材料および電極２１が設けられる機能セラミックのセンサ素子２が準備される。続いてもう１つの方法ステップ２００において、このセラミックの出発材料は、セラミック射出成形方法を用いて１つのグリーン体に成形され、続いてこのグリーン体は１つのセラミックハウジング３に焼結される。この際好ましくはこのグリーン体は、焼結の前に、１段階または２段階の脱バインダ処理を用いて有機成分が取り除かれる。

これに続くもう１つの方法ステップ３００において、このセンサ素子２は、このセンサ素子２の少なくとも１つの側面２０がこのセラミックハウジングへの嵌合接続となるように、セラミックハウジング３内に配設される。続いてもう１つの方法ステップ４００において、メタライジングペースト５が、セラミックハウジング３の側部ポケット３１４に投入され、この後接続部材４がこの側部ポケット３１４の中に配設され、こうしてこの接続部材４の端部は、メタライジングペースト５の中に埋設される。この後、このメタライジングペーストは焼成される。以上により接続部材４とセンサ素子２の電極２１との間に電気的に導通した接続が生成される。これに続く方法ステップ５００において、このセラミックハウジング３は、ガラスペースト６を用いて背面で封止され、続いてこのガラスペースト６は焼成される。

上記の図に示された実施例においては、代替としてまたは追加的に発明の概要に記載された実施例による他の特徴を備えてよい。

本発明は、実施例を参照した説明によってこれらの実施例に限定されているのではなく、すべての新規な特徴及び特徴のすべての組み合わせを包含する。これは具体的には請求項（複数）中の特徴のすべての組み合わせを含み、この特徴ないしこの組み合わせ自体が請求項（複数）ないし実施例中に明示されていない場合も含む。

１ ： 温度プローブ
２ ： センサ素子
２０ ： 側面
２１ ： 電極
３ ： セラミックハウジング
３０ ： 開口部
３１ ： キャビティ
３１１ ： 底面
３１２ ： 沈下部
３１３ ： 主領域
３１４ ： 側部ポケット
３２ ： 突出部
４ ： 接続部材
５ ： メタライジングペースト
６ ： ガラスシール
１００，２００，３００，４００，５００ ： 方法ステップ

Claims (14)

1. １つの機能セラミックのセンサ素子（２）と１つのセラミックハウジング（３）を備えた温度プローブ（１）であって、
   前記センサ素子（２）は、当該センサ素子（２）の少なくとも１つの側面（２０）が前記セラミックハウジング（３）への嵌合接続を備えるように、前記セラミックハウジング（３）に配設されていることを特徴とする温度プローブ。
2. 前記セラミックハウジング（３）は、射出成型ハウジングであることを特徴とする、請求項１に記載の温度プローブ。
3. 請求項１または２に記載の温度プローブにおいて、
   前記セラミックハウジング（３）は、１つの開口部（３０）を備え、当該開口部によって前記セラミックハウジング（３）は片側で開口しており、
   前記セラミックハウジング（３）は、１つのキャビティ（３１）を備え、当該キャビティは、前記開口部（３０）に対向する、段形状の沈下部（３１２）を有する底面（３１１）を備え、
   前記センサ素子（２）は、少なくとも部分的に前記沈下部（３１２）に沈み込んで配設されている、
   ことを特徴とする温度プローブ。
4. 請求項３に記載の温度プローブにおいて、
   前記沈下部（３１２）は、１つの主領域（３１３）と、当該主領域（３１３）の対向する２つの側面に接する２つの側部ポケット（３１４）とを備え、
   前記センサ素子（２）は、少なくとも部分的に前記主領域（３１３）に配設されている、
   ことを特徴とする温度プローブ。
5. 請求項４に記載の温度プローブにおいて、
   ２つの接続部材（４）を備え、
   前記接続部材（４）のそれぞれは、少なくとも部分的に前記側部ポケット（３１４）の１つに配設され、前記センサ素子（２）と電気的に導通して接続されており、
   前記接続部材（４）は、前記セラミックハウジング（３）から突出している、
   ことを特徴とする温度プローブ。
6. 請求項５に記載の温度プローブにおいて、
   前記センサ素子（２）は、２つの電極（２１）を備え、
   前記接続部材（４）はそれぞれ、前記側部ポケット部（３１４）の１つの中に配設された、焼成されたメタライジングペースト（５）を用いて前記センサ素子（２）の電極（２１）の１つに電気的に導通して接続されていることを特徴とする温度プローブ。
7. 前記セラミックハウジング（３）の前記開口部（５）は、ガラスシール（６）を用いて封止されていることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の温度プローブ。
8. 前記機能セラミックのセンサ素子（２）は、１つのＮＴＣ素子または１つのＰＴＣ素子であることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の温度プローブ。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の温度プローブにおいて、
   前記センサ素子（２）は、元素Ｙ，Ｃａ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｏを含むペロブスカイト構造か、または元素Ｎｉ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ｏを含むスピネル構造を備えることを特徴とする温度プローブ。
10. 前記セラミックハウジング（３）は、０．１ｍｍ〜１ｍｍの壁厚を有することを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の温度プローブ。
11. 前記セラミックハウジング（３）は、酸化アルミニウムを含むかまたはこれから成っていることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の温度プローブ。
12. 請求項１乃至１１に記載の温度プローブを製造するための方法であって、
    セラミックの出発材料、および電極（２１）が設けられる機能セラミックのセンサ素子（２）を準備するステップと、
    射出成型処理を用いて前記セラミックの出発材料を１つのグリーン体に成形し、当該グリーン体を１つのセラミックハウジング（３）に焼結するステップと、
    前記センサ素子（２）の少なくとも１つの側面（２０）が、直にかつ形状接続によって前記セラミックハウジング（３）へ接続されるように、前記センサ素子（２）を前記セラミックハウジング（３）に配設するステップと、
    を備えることを特徴とする方法。
13. 請求項１２に記載の方法において、
    接続部材（４）が、前記センサ素子（２）を前記セラミックハウジング（３）内に配設された後に、それぞれ１つのメタライジングペースト（５）を用いて前記電極（２１）と電気的に導通して接続され、続いて前記メタライジングペースト（５）が焼成されることを特徴とする方法。
14. 請求項１３に記載の方法において、
    前記セラミックハウジング（３）の開口部（３０）が、ガラスペースト（６）を用いて封止され、続いて当該ガラスペースト（６）が焼成されることを特徴とする方法。

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