JP2017511492A - センサー素子、センサーモジュール、測定アセンブリー、及びこの種のセンサー素子を備えた排ガス再循環システム、及びその製造方法 - Google Patents

センサー素子、センサーモジュール、測定アセンブリー、及びこの種のセンサー素子を備えた排ガス再循環システム、及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、白金又は白金合金からなる薄層構造(11)を有するセンサー素子(10)であって、ここで前記構造がセラミック基材(12)、特にAl2O3基材に適用され、ガラス−セラミック塗膜(13)により覆われている上記素子に関する。本発明は、少なくとも前記ガラス−セラミック塗膜(13)が、表面形状(15)を有する外表面(14)を有することを特徴とする。本発明はさらに、センサー素子(10)の製造法以外に、センサーモジュール(20)と、測定アセンブリーと、及びこの種のセンサー素子(10)を備えた排ガス再循環システムとに関する。【選択図】図4

Description

本発明は、請求項1の前文に係るセンサー素子に関する。さらに本発明は、センサーモジュール、測定アセンブリー、及びこの種のセンサー素子を備えた排ガス再循環システム、そしてセンサー素子の製造方法を扱う。冒頭で言及したこの種のセンサー素子は、例えば国際公開第2007/048573A1号パンフレットから公知である。
既知のセンサー素子は、フローセンサーの温度測定素子を形成する。センサー素子は、2つのセラミック膜間に埋め込まれた白金薄膜素子を有する。ここで第1のセラミック膜は、白金薄膜素子の薄層構造の基材として機能する。第2のセラミック膜は、白金薄膜素子をカバーするガラス−セラミック塗膜を形成する。
既知のセンサー素子に備えられたフローセンサーは、好ましくは排ガスシステムで、特に排ガス再循環システムを制御するために使用される。この種の排ガス再循環システムは、燃焼ガスを内燃機関から燃焼室に再循環することにより、窒素酸化物の低減を可能にする。温度測定素子以外に、発熱測定素子を追加的に備えたフローセンサーは、再循環排ガス管内の排ガスの質量流量を測定する。
排ガス流中に含まれるごみ粒子、特にすす粒子がセンサー素子上に蓄積し、こうしてセンサー素子の測定精度を損なうことが問題であることがわかっている。すなわち国際公開第2007/048573A1号パンフレットにおいて、温度測定素子上に蓄積するごみ粒子又はすす粒子が燃やすることにより除去できるように、加熱素子を追加的に温度測定素子に組み込むことが提唱されている。センサー素子のこのような構造は比較的複雑であり、製造コストの上昇を招く。さらに、規則的な間隔でごみ粒子又はすす粒子を燃やすことにより、センサー素子上に蓄積するこれらの粒子を除去するためには、追加のエネルギー支出が必要である。
本発明の目的は、特に比較的長期間の使用で高い測定精度を示し、経済的に製造できるセンサー素子を特定することである。さらに本発明の目的は、センサーモジュール、測定アセンブリー、及びこの種のセンサー素子を備えた排ガス再循環システムを特定することにある。さらに本発明の目的は、この種のセンサー素子の経済的な製造方法を提供することである。
本発明において、センサー素子に関するこの目的は、請求項1の主題により、センサーモジュールに関しては請求項8の主題により、測定アセンブリーに関しては請求項11の主題により、排ガス再循環システムに関しては請求項12の主題により、及び製造方法に関しては請求項14、16、及び17の主題により、達成される。
本発明は具体的には、セラミック基材、特にAl23基材に適用され、ガラス−セラミック塗膜により覆われる白金又はプラチナム合金の薄層を有するセンサー素子を特定するという考えに基づく。本発明において少なくともガラス−セラミック塗膜は、表面形状を有する外表面を有する。
驚くべきことに、ガラス−セラミック塗膜の外表面の形状作成が、センサー素子上に蓄積するための充分な攻撃面積の無いごみ粒子、特にすす粒子を与えることが証明された。表面形状作成により、ごみ撃退性及びすす撃退性の外表面が提供され、従ってセンサーは長期間にわたって信頼できる測定結果を供給する。すなわち、例えば先行技術から公知のように、追加の加熱要素の使用が避けられる。これは、センサー素子の製造コストを低減させ、その複雑さを低減させる。
もし、好適な実施態様で提供されるように、表面形状がくぼみ構造及び/又は出っ張り構造を有するなら、特に良好なごみ撃退性及びすす撃退性の外表面が得られる。表面形状は好ましくはマイクロ構造体又はナノ構造体である。同様に、その直径が特定の流速のガス中で微小渦を発生させるくぼみ及び/又は出っ張りを有する、くぼみ構造及び/又は出っ張り構造が提供される。ガス中に含まれる粒子は、その質量慣性モーメントと微小渦上に発生する層流のために、表面を通過して運搬される。微小渦は、表面に到達することを防ぐ表面に沿った流れ層を形成する。これは特に、ガソリン及び/又はジーゼルなどの鉱油に基づく燃料の燃焼中に発生するすす粒子に当てはまる。
くぼみ構造及び/又は出っ張り構造は好ましくは、複数のくぼみ及び/又は出っ張りを有する。くぼみ及び/又は出っ張りは、ガラス−セラミック塗膜の外表面上に規則的に又は不規則に配置することができる。ガラス−セラミック塗膜中に組み込まれるか又はガラス−セラミック塗膜と一体で形成される、くぼみ構造又は出っ張り構造を提供することもできる。くぼみ構造又は出っ張り構造の規則性又は不規則性は、それぞれ選択された製造方法から生じ得る。
本発明のセンサー素子の好適な実施態様において、表面形状は追加の塗膜粒子、詳細にはAl23粒子により形成される。ガラス−セラミック塗膜の外表面は、特に追加の塗膜粒子と集合する(flock)ことができ、これが表面形状を形成する。すなわちセンサー素子を追加の塗膜粒子と集合させることにより、表面形状を形成することができる。塗膜粒子は好ましくはガラス−セラミック塗膜と同じ材料を有し、従って塗膜粒子は、ガラス−セラミック塗膜と一体化して融合し、こうしてガラス−セラミック塗膜の一部を形成する。センサー素子と塗膜粒子との集合は特に単純に行うことができ、センサー素子の特に経済的な製造を可能にする。追加のコーティング材との集合の結果として、特に不規則に構成された出っ張りにより区別される表面形状は、ガラス−セラミック塗膜の外表面上に形成される。一般に、ごみ粒子、特にすす粒子の蓄積が少なくともより困難になるように、ガラス−セラミック塗膜の外表面は修飾される。
ガラス−セラミック塗膜の集合の代替法として、表面形状はスクリーン印刷構造又はレーザー構成化した融合構造により形成することができる。スクリーン印刷構造を用いることにより、くぼみ又は出っ張りの規則的配置により区別されるくぼみ構造及び/又は出っ張り構造を簡単に製造することができる。特にくぼみ及び/又は出っ張りは、規則的な行及び/又は列のパターンで構成することができる。しかしスクリーン印刷された構造はまた、くぼみ及び/又は出っ張りの不規則な構成を有することもある。これは、レーザー構成化した融合構造についても同じである。ガラス−セラミック塗膜をレーザーで加工する結果として、規則的又は不規則な構造をガラス−セラミック材料上の融合により、ガラス−セラミック塗膜の外表面中に導入することができる。
本発明のセンサー素子のさらなる好適な実施態様において、ガラス−セラミック塗膜及び基材にわたって伸長する表面形状が提供される。すなわちセンサー素子全体に、その全範囲にわたって表面形状が与えられる。特に、例えば排ガス流の流速測定について使用されるセンサー素子の場合、表面形状を備えた、排ガス流に曝露されるセンサー素子の全ての表面が与えられる。こうして、全体として自己洗浄性センサー素子が形成され、これが長期間の使用にわたって高い測定精度を確保する。
第2の態様において本発明は、1種以上の既に記載されたセンサー素子を有する、センサー構造を有するセンサーモジュールを特定する考えに基づく。ここで好適な実施態様において、少なくとも1つの温度測定素子及び/又は少なくとも1つの発熱測定素子とを備えたセンサー素子を与えることができる。全体としてセンサーモジュールは、フローセンサーモジュールとして使用することができ、ここでフローセンサーモジュールは、少なくとも1つの温度測定素子と少なくとも1つの発熱測定素子とを有する。好ましくは温度測定素子と発熱測定素子の両方とも、それぞれ表面形状を備えており、従ってごみ粒子及び/又はすす粒子の蓄積が避けられる。
本発明のセンサーモジュールは、流速測定装置を備えることができる。流速測定装置は特に定温制御ループを備えることができる。この種の測定装置は、センサー素子を一定温度に維持するのに必要な電力を使用することにより、質量流量の測定を可能にする。定温制御ループを備えたこのような流速測定装置の利点は、流速の変化に対する非常に短い反応時間がである。
最後に、本発明の文脈内で、送り管と既に記載したセンサーモジュールとを有する測定アセンブリーが開示及び特許請求され、ここでセンサー素子は送り管中に放射状に突き出ている。送り管内に配置されたセンサー素子の少なくとも1つの外表面は、表面形状を有する。
本発明のさらなる第2の態様は、既に記載されたセンサー素子と、及び/又は既に記載されたセンサーモジュールと、及び/又は既に記載された測定アセンブリーとを備える、内燃機関用の排ガス再循環システムに関する。本発明の排ガス再循環システムにおいて、好ましくは排ガスを運搬する管である測定アセンブリーの送り管が与えられる。すなわち排ガス再循環システムにおいて、センサーモジュールは排ガスを運搬する管に接続することができ、センサーモジュールのセンサー素子はている。好ましくはセンサー素子は、排ガスを再循環する管中に放射状に突き出し、こうして管内で排ガス流に曝露される。排ガスを再循環する管に対して放射状方向へのセンサー素子の配置は、こうすることにより管中で流れっを中心で測定でき、これが測定結果の改善につながるため、この配置が好適である。
本発明の文脈内で、センサー素子の外表面上で表面形状を作成する方法が、さらに開示及び特許請求される。
すなわち本発明の文脈内で、集合法(flocking process)を用いて、センサー素子、特に既に記載されたものの外表面上で表面形状を作成する方法が特定され、ここで集合法は以下の工程を含む:
− ある量の塗膜粒子、特にAl23粒子中にセンサー素子を浸漬する工程:
− 過剰の塗膜粒子を吹き飛ばす工程;
− 好ましくは対流オーブン中でセンサー素子を乾燥する工程;
− 好ましくは連続式オーブン中でセンサー素子を加熱することにより、特にガラス−セラミック塗膜中で塗膜粒子をベーキングする工程。
本発明は特に簡便に実施することができ、ごみ粒子及び/又はすす粒子の蓄積を効率的に妨害する表面形状を与える。表面形状は、詳細には不規則に配置された出っ張りを有することができる。
上記した製造方法の好適な変更態様において、まずセンサー素子が集合基材上に配置され、次に集合基材を用いて集合法が行われる。集合基材を使用することにより、表面形状と同時に複数のセンサー素子を与えることができる。それぞれ個々のセンサー素子を用いて上記方法の工程を実行する代わりに、複数のセンサー素子を同時に集合させることができる。その上にセンサー素子が配置された集合基材は、ある量の塗膜粒子、特にAl23粒子中に浸漬される。次に過剰の塗膜粒子は集合基材から吹き飛ばし除去される。この後、集合基材は、詳細には対流オーブン中で乾燥される。最後に、センサー素子のガラス−セラミック塗膜中への塗膜粒子のベーキングが、好ましくは連続オーブンを使用して、集合基材を加熱することにより行われる。次にセンサー素子は集合基材から分離されるか、又は集合基材を分割することにより曝露される。この目的のために、集合基材は、センサー素子間で形成されるギャップ中で、特に鋸引き又は切断により切り離することができる。
センサー素子の表面形状を作成する追加の方法、特に既に記載した方法は、レーザーを用いてガラス−セラミック塗膜を形状作成すること、特に格子の形状で作成することに基づき、こうして、センサー素子の外表面上に表面形状が形成される。レーザー形状は、適切な基材上に配置された複数のセンサー素子に同時に適用することができる。
あるいは本発明の文脈内で、センサー素子の表面形状作成する方法、特に既に記載した方法が特定され、ここで表面形状はスクリーン印刷法により作成される。ここでガラス−セラミックペーストはスクリーン印刷マスクを介してセンサー素子に適用され、次にセンサー素子は加熱され、その結果、ガラス−セラミックペーストは、表面形状を有する外表面を有するガラス−セラミック塗膜を形成する。
本発明は、例示的実施態様を使用して、及び添付された略図を参照して、以下に詳細に説明される。
好適な例示的実施態様に従う2つのセンサー素子を有する、本発明のセンサーモジュールの平面図を示す。 図1のセンサーモジュールの側面図を示す。 好適な例示的実施態様に従う本発明のセンサー素子を有する測定アセンブリーの透視図を示す。 好適な例示的実施態様に従う本発明のセンサー素子であって、スクリーン印刷により作成されるくぼみ構造の表面形状を有するセンサー素子の平面図を示す。 さらに好適な例示的実施態様に従う本発明のセンサー素子であって、出っ張り構造の表面形状を有するセンサー素子の平面図を示す。 好適な例示的実施態様に従う本発明のセンサー素子であって、異なるアルミニウム粒子を用いて、表面形状がガラス−セラミック塗膜を集合させることにより作成される、センサー素子の平面図を示す。 好適な例示的実施態様に従う本発明のセンサー素子であって、異なるアルミニウム粒子を用いて、表面形状がガラス−セラミック塗膜を集合させることにより作成される、センサー素子の平面図を示す。 好適な例示的実施態様に従う本発明のセンサー素子であって、異なるアルミニウム粒子を用いて、表面形状がガラス−セラミック塗膜を集合させることにより作成される、センサー素子の平面図を示す。
図1と2は、2つのセンサー素子10を有するセンサーモジュール20を示す。各センサー素子10は薄層構造11を有し、これは基材12上に配置される。薄層構造11はさらに、ガラス−セラミック塗膜13により覆われる。特に、薄層構造11を有する基材12の全体は、ガラス−セラミック塗膜13を用いて強化することができる。
センサー素子10は実質的に層抵抗体を形成し、これらは、センサーモジュール20の基材23のくぼみ内に固定される。特に1つ以上のセンサー素子10は、それぞれが白金抵抗測定素子、特にPT100又はPT1000測定素子を形成することができる。
各センサー素子10はセラミック基材12を含み、その上に薄層構造11が配置される。薄層構造11は、好ましくは基材12上に蛇行の形態で形成される。外的影響から防御するために及び電気的絶縁のために、ガラス−セラミック塗膜13は、薄層構造11上に追加的に配置される。ガラス−セラミック塗膜は、薄層構造11を有する基材12の全体を包むことができる。
センサーモジュール20の基材は、センサー素子10に電気的に接続されたワイア19を有する。特にワイア19は、センサー素子10の薄層構造11に電気的に接続される。ひずみを緩和するために、この接続は固定ビーズ18により固定される。ワイア19上にガラスカバー24が伸長しており、これは基材23に接続され、こうしてワイア19がガラスカバー24の下で縦に置換可能な形で固定される。
各センサー素子10は、表面形状15を有する外表面14を有する。表面形状15はマイクロ構造体又はナノ構造体により形成され、図4〜8を参照して以下でより詳細に説明される。
図3は、センサー素子10とセンサーモジュール20の典型的な使用領域を示す。特に図3は測定アセンブリーを例示し、ここでセンサーモジュール20は送り管21中に配置される。送り管21は、例えば排ガス再循環システム中の排ガス再循環管でもよい。この場合センサーモジュール20は、送り管21中の質量流量を測定するためのフローセンサーとして機能する。このために、温度測定素子10aとして形成されるセンサーモジュール20のセンサー素子10の1つ、及び発熱測定素子10bとして形成される追加のセンサー素子10が与えられる。センサーモジュール20は、制御ループを有する測定装置の一部である。制御ループは好ましくは、定温制御ループとして形成される。定温制御ループは、発熱測定素子10bが、一定温度で又は温度測定素子10aに対する一定温度差で加熱されることを可能にする。ここで定温制御ループは、ブリッジ回路を有する電気制御回路と増幅器により形成することができる。発熱測定素子10bを通過して流れる流体の質量流量は、発熱測定素子10bの出力要求の変化を引き起こす。すなわち通過して流れる流体の質量流量が変化しても温度を一定に維持するように、制御ループは、発熱測定素子10bへの電力供給を変化させなければならない。参照温度を維持するための発熱測定素子10bのエネルギー要求の変化は電子的に評価することができ、こうして、送り管21中を流れる流体の質量流量について結論が引き出すことができる。
図4は、基材12とガラス−セラミック塗膜13とを有するセンサー素子10を例示する。基材12とガラス−セラミック塗膜13との間に薄層構造11が配置され、これはセンサー素子10の低い領域中で接続接触体22中に開いている。接続接触体22は接続領域25中に配置され、この領域は、センサー素子10がセンサーモジュールに接続される時、センサーモジュール20中の対応するくぼみに埋め込まれる。
図4のセンサー素子10において、ガラス−セラミック塗膜13はスクリーン印刷法により作成され、くぼみ構造16を有する。従って、適切なスクリーン印刷マスクの助けを借りて、ガラス−セラミック塗膜13を形成するための出発物質は、くぼみ構造16が形成されるように、センサー素子10に適用される。ガラスペーストは好ましくは、ガラス−セラミック塗膜13の出発物質として使用される。前記ペーストはスクリーン印刷マスク上のセンサー素子10に適用され、このスクリーン印刷マスクは、適用されたガラスペースト上で画像化される。これはくぼみ構造16を生成する。次にセンサー素子10は加熱され、こうしてガラスペーストが硬化し、固体のガラス−セラミック塗膜13を形成する。このプロセスにおいて、くぼみ構造16は維持される。
図5は同様のセンサー素子10を例示し、このうちガラス−セラミック塗膜13は同様にスクリーン印刷法により作成される。しかし図4の例示的実施態様とは明らかに異なり、くぼみ構造16の代わりに出っ張り構造17は、適切に形成されたスクリーン印刷マスクを用いて形成される。ここで好ましくは、連続的ガラス−セラミック塗膜13の上に突き出る出っ張り構造17の出っ張りが与えられる。すなわち薄層構造11は好ましくは、ガラス−セラミック塗膜13により完全に覆われ、これは外表面14上に出っ張り構造17を追加的に有する。
ガラス−セラミック塗膜13の外表面14上に表面形状15を作成するさらなる可能な方法は、ガラス−セラミック塗膜13の集合である。ここで、まずセンサー素子10にガラスペーストが与えられ、ここに塗膜粒子が追加的に適用される。これは、例えばガラスペーストを備えたセンサー素子10を、塗膜粒子の塊中に又は塗膜粒子を有する容器中に浸漬することにより行うことができる。塗膜粒子はガラスペーストにより予備固定される。過剰の塗膜粒子は吹き飛ばして除去される。次に塗膜粒子を有するガラスペーストは、センサー素子10を加熱することによりベーキングされ、こうして外表面14上に表面形状15を有する固体のガラス−セラミック塗膜13が得られる。ガラスペーストと塗膜粒子は、好ましくは同じ材料から作成される。適切な材料は酸化アルミニウム(Al23)である。異なる材料からガラスペーストと塗膜粒子を作成することも可能であり、ここで、ベーキング中に塗膜粒子がガラスペーストに充分に結合されていて、一般的なガラス−セラミック塗膜13を形成することを確実にしなければならない。
図6〜8は、集合により作成されるガラス−セラミック塗膜13を有するセンサー素子10を例示する。ここで、塗膜粒子のために異なる材料が使用される。これは、塗膜粒子の材料の選択の結果として、表面形状15も変化することを引き起こす。図6の例示的実施態様において、表面形状15は、不規則に配置され不規則に成形された出っ張りの比較的微細な構造を有する。図7の例示的実施態様において、表面形状15の出っ張りは、同様に不規則に配置され成形される。しかし、比較的粗い表面形状が生じる。図8は表面形状15を示し、その構造は、図6の表面形状15の粗さと図7の表面形状15の粗さとの間の粗さを有する。
表面形状15を有する基材12とガラス−セラミック塗膜13の両方が、好ましくはアルミニウム酸化物を含むこと、特にAl23から形成されることは、全ての例示的実施態様について真実である。同様にセンサーモジュール20の基材23及びセンサーモジュール20のガラスカバー24を、アルミニウム酸化物、特にAl23から形成することができる。薄層構造11は好ましくは、白金薄層構造として形成される。すなわち、薄層構造11は好ましくは、白金及び/又は白金合金を含む。接続接触体22について同じことが当てはまり、これは同様に、薄層構造11の一部として白金又は白金合金からなることができる。ワイア19はニッケルワイアとして形成することができる。
センサー素子10がフローセンサーとして使用される時、表面形状15の効果は、表面形状15で流体流中の微小渦が形成され、従ってごみ粒子及び/又はすす粒子が外表面14を通過して滑る。こうしてごみ粒子又はすす粒子の蓄積が避けられる。
10 センサー素子
10a 温度測定素子
10b 発熱測定素子
11 薄層構造
12 基材
13 ガラス−セラミック塗膜
14 外表面
15 表面形状
16 くぼみ構造
17 出っ張り構造
18 固定ビーズ
19 ワイア
20 センサーモジュール
21 送り管
22 接続接触体
23 基材
24 ガラスカバー
25 接続領域

Claims (17)

  1. セラミック基材(12)、特にAl23基材に適用され、ガラス−セラミック塗膜(13)により覆われる白金又は白金合金の薄層構造(11)を有するセンサー素子(10)であって、
    少なくとも前記ガラス−セラミック塗膜(13)が、表面形状(15)を有する外表面(14)を有する、上記素子。
  2. 前記表面形状(15)がくぼみ構造(16)及び/又は出っ張り構造(17)を有する、請求項1に記載のセンサー素子(10)。
  3. 前記くぼみ構造(16)及び/又は出っ張り構造(17)が、規則的に又は不規則に配置されたくぼみ及び/又は出っ張りを有する、請求項2に記載のセンサー素子(10)。
  4. 前記ガラス−セラミック塗膜(13)と融合された前記表面形状(15)が、追加の塗膜粒子、特にAl23粒子により形成される、請求項1〜3のいずれか1項に記載のセンサー素子(10)。
  5. 前記ガラス−セラミック塗膜(13)の外表面(14)が追加の塗膜粒子と集合し、この塗膜粒子が表面形状(15)を形成する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のセンサー素子(10)。
  6. 前記表面形状(15)がスクリーン印刷構造又はレーザー構造化融合構造により形成される、請求項1〜5のいずれか1項に記載のセンサー素子(10)。
  7. 前記表面形状(15)がガラス−セラミック塗膜(13)及び基材(12)の上に伸長している、請求項1〜6のいずれか1項に記載のセンサー素子(10)。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項に記載された1つ以上のセンサー素子(10)を有する、センサー構造を有するセンサーモジュール(20)。
  9. 前記センサー素子(10)が、少なくとも1つの温度測定素子(10a)及び/又は少なくとも1つの発熱測定素子(10b)を備えた、請求項8に記載のセンサーモジュール(20)。
  10. 前記センサーモジュール(20)が、特に定温制御ループを有する流速測定装置を備えた、請求項8又は9に記載のセンサーモジュール(20)。
  11. 前記センサー素子(10)が送り管(21)中に放射状に突き出し、送り管(21)内に配置された前記センサー素子(10)の少なくとも1つの外表面(14)が表面形状(15)を有する、請求項8〜10のいずれか1項に記載の送り管(21)とセンサーモジュール(20)とを有する測定アセンブリー。
  12. 請求項1〜11のいずれか1項に記載のセンサー素子(10)及び/又はセンサーモジュール(20)及び/又は測定アセンブリーを備えた、内燃機関用の排ガス再循環システム。
  13. 前記測定アセンブリーの送り管(21)が排ガス再循環管である、請求項12に記載の排ガス再循環システム。
  14. 集合法により、センサー素子(10)、特に請求項1の前文又は請求項1〜7のいずれか1項に記載のセンサー素子(10)の外表面(14)上に表面形状(15)を作成する方法であって、
    − ある量の塗膜粒子、特にAl23粒子中にセンサー素子(10)を浸漬する工程:
    − 過剰の塗膜粒子を吹き飛ばす工程;
    − 特に対流オーブン中でセンサー素子(10)を乾燥する工程;
    − 特に連続式オーブン中でセンサー素子(10)を加熱することにより塗膜粒子をベーキングする工程、を含む方法。
  15. センサー素子(10)がまず集合基材上に配置され、集合法が集合基材を用いて行われる、請求項14に記載の方法。
  16. センサー素子(10)、特に請求項1の前文又は請求項1〜7のいずれか1項に記載のセンサー素子(10)の表面形状(15)を作成する方法であって、
    前記表面形状(15)がガラス−セラミック塗膜(13)の外表面(14)上に形成されるような方法で、ガラス−セラミック塗膜(13)がレーザーにより形状作成され、特に格子の形状で作成される、上記方法。
  17. スクリーン印刷法により、センサー素子(10)、特に請求項1の前文又は請求項1〜7のいずれか1項に記載のセンサー素子(10)の表面形状(15)を作成する方法であって、
    ガラス−ペーストがスクリーン印刷マスクを介してセンサー素子(10)に適用され、次に、ガラスペーストが、表面形状(15)を有する外表面(14)を用いてガラス−セラミック塗膜(13)を形成するような方法で、センサー素子(10)が加熱される、上記方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019027881A (ja) * 2017-07-28 2019-02-21 アズビル株式会社 測定装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6395950B2 (ja) * 2015-10-30 2018-09-26 日立オートモティブシステムズ株式会社 物理量検出装置
CN110514565A (zh) * 2019-08-26 2019-11-29 深圳顺络电子股份有限公司 一种片式颗粒物传感器陶瓷芯片及其制造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4160969A (en) * 1976-12-27 1979-07-10 The Garrett Corporation Transducer and method of making
JPH06275407A (ja) * 1993-03-23 1994-09-30 Ngk Insulators Ltd 抵抗体素子及び熱式流量計
JP2000258202A (ja) * 1999-03-08 2000-09-22 Hitachi Ltd 測定素子
JP2009520180A (ja) * 2005-10-24 2009-05-21 ヘレーウス ゼンゾール テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 流量センサ素子および流量センサ素子の自浄作用
US20110284110A1 (en) * 2010-05-24 2011-11-24 Web Industries Inc. Microfluidic surfaces and devices

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS562548A (en) * 1979-06-22 1981-01-12 Nissan Motor Co Ltd Controller for air fuel ratio of internal combustion engine
US5492653A (en) 1994-11-07 1996-02-20 Heraeus Incorporated Aqueous silver composition
DE19901183C2 (de) * 1999-01-14 2001-01-25 Sensotherm Temperatursensorik Platintemperatursensor und Herstellungsverfahren für denselben
JP2000227352A (ja) * 1999-02-08 2000-08-15 Denso Corp 熱式流量センサ
DE19952314C2 (de) * 1999-10-29 2002-06-20 Abb Patent Gmbh Sensor, insbesondere Sensor mit planarer wirksamer Sensorfläche
DE10016485A1 (de) 2000-04-01 2001-10-11 Dmc2 Degussa Metals Catalysts Glas-, Keramik- und Metall-Substrate mit selbstreinigender Oberfläche, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
DE10144259A1 (de) * 2001-09-08 2003-03-27 Bernd Spaeth Oberfläche mit verbesserten Eigenschaften
DE10164389A1 (de) * 2001-12-28 2003-07-10 Knorr Bremse Systeme Berührungslose Meßeinrichtung für Fahrzeuge
JP2006226860A (ja) 2005-02-18 2006-08-31 Hitachi Ltd セラミックスセンサおよびその製造方法
DE102005038538A1 (de) * 2005-08-16 2007-02-22 Robert Bosch Gmbh Heißfilmluftmassenmesser mit selbstreinigender Oberfläche
DE102006058425A1 (de) * 2006-12-08 2008-06-19 Heraeus Sensor Technology Gmbh Abgasrückführung mit einem Anemometer
US9061892B2 (en) * 2008-03-17 2015-06-23 Avery Dennison Corporation Functional micro- and/or nano-structure bearing constructions and/or methods for fabricating same
CN101961917A (zh) * 2009-07-24 2011-02-02 倪振夏 防滑热缩管的加工方法
US9039488B2 (en) * 2012-10-29 2015-05-26 Wayne O. Duescher Pin driven flexible chamber abrading workholder
CN203389829U (zh) * 2013-08-06 2014-01-15 无锡新大中薄板有限公司 一种生产用于海洋工程的植绒不锈钢涂层板材的设备

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4160969A (en) * 1976-12-27 1979-07-10 The Garrett Corporation Transducer and method of making
JPH06275407A (ja) * 1993-03-23 1994-09-30 Ngk Insulators Ltd 抵抗体素子及び熱式流量計
JP2000258202A (ja) * 1999-03-08 2000-09-22 Hitachi Ltd 測定素子
JP2009520180A (ja) * 2005-10-24 2009-05-21 ヘレーウス ゼンゾール テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 流量センサ素子および流量センサ素子の自浄作用
US20110284110A1 (en) * 2010-05-24 2011-11-24 Web Industries Inc. Microfluidic surfaces and devices

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019027881A (ja) * 2017-07-28 2019-02-21 アズビル株式会社 測定装置

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