SE1150641A1 - Anordning för att detektera fysiska tillståndsvariabler i ett medium - Google Patents

Abstract

Föreliggande uppfinning avser en anordning för att detektera fysiskatillstöndsvariabler i ett medium, såsom trylck eller temperatur, till exempel, i envätska, innefattande minst en mötsensor, som ör sammankopplad med minst enelektrisk ledare för att sönda signaler, varvid minst en ledarsektion, som omslutersensorn, ör inbäddad i en giutmassa, giutmassan ör utformad enligt uppfinningen,från minst en giutkörna och en giutmantel, som omsluter giutkörnan, ochförberedelse görs i giutmassan för minst ett urtag för en medialedande access till en konta ktyta hos sensorn.

Description

Dock är förpaketeringen relativt vidsträckt vilket har en negativ effekt pä produktionen av de kända anordningarna.

Sammanfattning av uppfinningen

[0004] Uppfinningen är baserad pä problemet det innebär att skapa en anordning av förut nämnd art och en metod att producera en anordning där en vidsträckt förpaketering av komponenter undviks och således förenklas produktionen.

[0005] Enligt uppfinningen löses problemet genom en anordning innefattande särdragen i krav l och genom en metod innefattande särdragen i krav l0. fördelaktiga vidareutvecklingar och utföringsformer är i varje fall specificerade i de av dessa beroende underkraven.

[0006] När det gäller en anordning för att detektera fysiska tillständsvariabler i ett medium, säsom tryck eller temperatur, t.ex. i en vätska, innefattande minst en mätsensor, som är sammankopplad med minst en elektrisk ledare för att sända signaler, där minst en ledarsektion hos ledaren, vilken innefattar sensorn, är inbäddad i en giutmassa, ombesöris enligt uppfinningen att gjutmassan är bildad av minst en gjutkärna och en giutmantel, som omsluter giutkärnan, och att minst ett urtag för en medialedande anslutning till en kontaktyta hos sensorn är anordnad vid kanten hos giutmassan.

[0007] Genom denna utföringsform av den uppfinningsenliga anordningen, ombesöris att mätsensorn och möiliga framtida elektronikkomponenter innesluts redan i den separat skapade giutkärnan hos giutmassan tillsammans med en sektion av en ledare, vilken säkerställer strömförsöriningen, minst för varje omräde för sig.

Giutkärnan, tillsammans med ledarna, är därmed ytterligare bildad eller anordnad, respektive, av giutmanteln som omsluter de yttre dimensionerna av anordningen. Ett urtag, vilken säkerställer en medialedande koppling med en kontaktyta hos sensorn och vilken sträcker sig in i giutmassans inre, är därigenom utformad i kanten av giutmassan. Access till de elektriska kontaktytorna är vidare utformat i kontaktytan.

Genom detta är en fördelaktig enkel produktion av den uppfinningsenliga anordningen uppnädd, där den relativt vidsträckta förpaketeringen av de elektroniska komponenterna eller användandet av en inre tätning i anordningen samtidigt undviks. Detta ombesöris genom att väggytan hos urtaget företrädesvis är bildade av giutmaterialet, vilken bildar giutmanteln, varvid väggytorna kan nä i synnerhet till kontaktytan hos mätsensorn, vilken detekterar de uppmätta variablerna.

[0008] Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen ombesöris fördelen att urtaget i giutmaterialet när till ett ytomräde hos ledarsektionen, vilken är innesluten i giutkärnan, varvid ledarsektionen omsluter en materialöppning för mediet, och sensorn är anordnad pä en yta hos ledarsektionen, som vetter bort frän mediet. En mätkammare, i vilken endast statiskt tryck pä ett fördelaktigt sätt räder och i vilken en relativt exakt tryckmätning säledes kan äga rum med hiälp av mätsensorn, kan pä sä sätt i synnerhet vara utformad pä ytan av ledarsektionen, vilken vetter bort frän mediet, i mätsensorns omräde. I denna utföringsform bildar kontaktytan hos mätsensorn minst en delyta av mätkammarväggen. Företrädesvis är utskärningen i giutmaterialet och materialöppningen i ledaren anordnade längs en axel respektive coaxialt, särskilt för att säkerställa en fördelaktig passage av mediet in i mätkammaren.

[0009] Företrädesvis är sensorn med dess kontaktytor anordnad sä att den täcker öppningen pä den yta av ledaren vilken vetter bort vilken representerar en fördelaktig orientering av sensorn och dess kontaktyta. En relativt enkel och exakt detektering av trycket medelst sensorn säkerställs av det direkta arrangemanget av kontaktytan pä en öppning hos materialöppningen i ledaren. En fördelaktig tätande kontakt mellan ytan hos ledaren, vilken vetter bort from mediet, och kontaktytan hos sensorn, kan vidare upprättas så att oavsiktligt inträngande av det medium som ska uppmätas in i det inre av gjutkärnan via sammankopplingsområdet, undviks på ett fördelaktigt sätt. Öppningen, vilken är utformad i ledaren, kan omsluta en cirkulär eller också ett rektangulärt tvärsnittsområde, varvid utskärningen i gjutmaterialet också kan ha en liknande eller skiljande geometrisk utformning.

[OOl O] En ytterligare utföringsform av uppfinningen ombesörjer att en kretsbärare, på vilken ytterligare elektroniska komponenter är anordnade, år anordnad på ledaren. Användandet av en kretsbärare, såsom till exempel ett tryckt kretskort, har å ena sidan fördelen att de ytterligare elektronikkomponenter som är nödvändiga utöver mätsensorn för att styra anordningen, kan sammankopplas på ett relativt enkelt sätt längs med varandra. Å andra sidan skapas då även en förenklad koppling av kretsbåraren med anordningens uppfinningsenliga ledare, vilka säkerställer strömförsörjningen. Kretsbäraren är kopplad i synnerhet på ett formlåsande sätt med ledarna, vilka oftast utformas som stans- eller metallnät, till exempel genom en pressprocess. De strukturella eller elektriskt ledande kopplingarna av elektronikkomponenterna till kretsbäraren, vilken är utformad som ett tryckt kretskort, kan skapas med hjälp av processerna ledningslimning eller ledningsbonding.

[OOl l] Mätsensorn är i synnerhet en del av en sensor innefattande mätsensorer, vilka detekterar olika uppmätta variabler, vilken har fördelen att ett flertal mätsensorer kan kopplas till kontaktytan, vilken är i kontakt med mediet, för att sända signaler. Det är lika så möjligt att åstadkomma ett flertal kontaktytor, istället för bara en enda kontaktyta, varvid varje separat kontaktyta tilldelas respektive mätsensor. I detta sammanhang kan varje enskild kontaktyta hos de olika sensorerna ha kontakt med mediet, i vart fall med en separat utskärning i gjutmediet. Sensorn, vilken är anordnad inuti gjutmaterialet, kan tillexempel vara en kombinerad sensor, vilken är lämplig att detektera trycket som räder i mediet eller temperaturen hos mediet.

[0012] Företrädesvis ombesörjs för en ytterligare trycksensor för tryckuppmätta variabler, vilkens kontaktyta är kopplad till atmosfären och även till minst ledningstrycket. För detta ändamäl är trycksensorn, vilken ocksä är minst delvis anordnad i gjutkärnan, kopplad till atmosfären via en kanal som är utformad i gjutmanteln, för att leda trycket. En förclelaktig registrering av det absoluta trycket som är i kontakt med vätskemediet, vilket speciellt behövs för att möjliggöra en kalibrering av mätsensorn eller, om nödvändigt, för att möjliggöra en korrelering av trycket som är relativt uppmätt pä motsvarande sätt med mätsensorn, utförs med hjälp av trycksensorn. lnloppet hos kanalen i gjutmaterialet kan säledes tätas av med ett membran, varvid särskilt ínträngande av fukt och förorening av kanalen kan undvikas pä ett fördelaktigt sätt. Det behöver kanske inte sägas att trycksensorn ocksä är sammankopplad till anordningens uppfinningsenliga ledare, vilka utformas som ett stansnät, för att sända signalerna. Kanalens inlopp, vilket skapar sammankopplingen med atmosfären, är i synnerhet anordnad pä sidan av anordningen, vilken vetter bort frän mätrummet, i närheten av en plug-in bur, vilken utformas med hjälp av gjutmanteln och som inrymmer de elektriska kopplingarna.

[0013] Minst en av ledarna inkluderar även en ledarkardel vilken sträcker sig ut frän gjutmaterialet, med vilken de elektriska egenskaperna hos mediet kan detekteras pä ett fördelaktigt sätt och med vilken vissa parametrar, säsom tillexempel etanolhalten i bränslen, kan fastställas. Kvaliteten pä etanolen, vilken är tillsatt bränslet, kan ocksä fastställas. Företrädesvis, omfattar den uppfinningsenliga anordningen ett flertal sädana ledarkardeler, vilka sträcker sig ut frän gjutmaterialet. l synnerhet sträcker sig ledarkardelerna in i ett mätrum, vilket är avgränsat frän partiella areor hos den uppfinningsenliga anordningen, tillexempel där mediet som ska undersökas vanligtvis är närvarande. Mätrummet är pä sä sätt utformat av den uppfinningsenliga anordningen och genom en flänskropp, som är avsedd att sammankopplas med anordningen. De ledarkardeler som sträcker sig ut från giutmateríalet är företrädesvis strukturerade fysiskt eller kemiskt i deras utloppsområde ut från giutmaterialet, varvid genomträngning av mediet in i anordningens inre kan förhindras och en fördelaktig mediatäthet kan således säkerställas. Med syfte att skapa ett förbättrat vibrationsmotstånd kan ändarna hos ledarkardelerna vara sammankopp|ade medelst en hållarring, vilken är gjord av plast.

[0014] Enligt en annan utföringsform av uppfinningen ombesöris att giutmaterialet är utformat av ett material som har mediaresistenta egenskaper, varvid en termoplast, särskilt en partiellt aromatiserad polyamid, företrädesvis kan användas. Utöver dess resistans mot aggressiva medier, har en användning av en sådan uppfinningsenlig plast också fördelen att den kan processas medelst fördelaktiga produktionsmetoder. l synnerhet kan en formsprutningsmetod användas för detta, vilken har den fördelen att ytterkanten av giutmanteln inte behöver omarbetas.

[0015] När det gäller ett motorfordon, för vilket ett oberoende skydd är anmodat, ombesöris att motorfordonet omfattar en anordning innefattande de ovan beskrivna särdragen. Den uppfinningsenliga anordningen är således specifikt använd i ledningar hos motorfordon vilka tillexempel leder olia eller bränsle.

Genom detta kan motsvarande slutsatser dras, i synnerhet om de existerande tillståndsvariablerna eller kännetecken hos mediet vilket leds i ledningarna. En specifik kontroll med hjälp av fordonselektroniken kan sen göras som en funktion av den detekterade datan.

[OOl ó] Vidare ombesöris för en metod för att producera en anordning enligt något av ovanstående krav, för vilket oberoende skydd också är efterfrågat, där minst en mätsensor är fäst vid minst en ledare, minst en ledarsektion, vilken är försedd med sensorn ör minst delvis formsprutad och en gjutkörna innefattande en sensor, vilken ör minst delvis innesluten döri, skapas, och ledarsektionen, vilken ör försedd med gjutkörnan ör dörefter slutligen övergjuten och en gjutmantel ör skapat, i vilket en utskörning vilken ger anslutningen frön periferin av gjutmanteln till sensorn, hölls fri medelst en gjuten del.

[OOl 7] Med hjölp av södana uppfinningsenliga metodsteg ör det möjligt att skapa en anordning inuti vilken en mötsensor, vilken detekterar minst en tillstöndsvariabel, ör anordnad pö ett fördelaktigt sött, sö att den bildar en tötning och samtidigt har en anslutning till mediet. En vidströckt förpaketering av mötsensorn inuti en sensormodul, vilken till exempel först möste utformas separat, ör inte nödvöndig pö ett fördelaktigt sött, varvid produktionen ör förenklad.

I respektive mötsensor eller mötsensorer, som anvönds och möjligen ytterligare elektronikkomponenter ör dörigenom samlade pö ett flertal ledare, vilka bildar ett stansgitter, och ör sammankopplad till ledarna för att sönda signaler, sösom med hjölp av ledningslimning eller ledningsbonding, till exempel. Ledarna, vilka ör försedda med mötsensorn och elektronik-komponenterna, som ocksö ör anordnade dörpö, sedan erhölla en fixerad strukturell anordning i förhöllande till varandra med hjölp av övergjutning. Om det ör nödvöndigt, kan förberedelse dörmed göras för en del av elektronik-komponenterna att samlas pö ett tryckt kretskort, som, i sin tur ör sammankopplat med stansgitter. Efter produktionen av gjutkörnan, varvid det försökras att anslutningshölet till kontaktytan hos sensorn hölls fri över ett stort omröde, gjutkörnan likavöl som i synnerhet alla av ledarna slutligen ör övergjutna och en gjutmantel skapas, varvid minst ett urtag, som ger anslutningen till sensorn, hölls fri, sörskilt med hjölp av en gjuten del, som tillhandahölls för detta öndamöl.

Nör det göller tvö-stegsproduktionen av anordningen enligt uppfinningen, ör det söledes alltid försökrat att mediumet har access till kontaktytan av den minst nömnda en mötsensor.

[00] 8] Ytterligare en utveckling av metoden enligt uppfinningen ges för minst ett delområde hos sensorn, som detekterar dess måtta variabler, att bringas i kontakt med en öppning hos en materialöppning, som ör skapad som respons på fabrikstillverkningen, i en av ledarna för att bilda en tötning, och för den giutna delen att fåstas till den motstående öppningen hos ledaröppníngen för att innefatta urtaget som respons på övergiutningen. Arrangemanget av kontaktytan på en öppning hos en materialöppning, som nyligen blivit skapad i en ledare, och efterföljande övergiutning av sensorn och av den motsvarande ledarsektionen har fördelen att en relativt hög tåthet mellan kontaktytan och ledarens yta, som ör i kontakt med kontaktytan hos sensorn, kan sökerstållas i respons till sådan produktion. Dörmed sker en genomtröngning av mediumet via det respektive sammankopplande eller förbindande området, in till insidan av anordningen, sårskilt till giutkörnan, år praktiskt taget eliminerad.

Kortfattad beskrivninq av ritninqarna

[0019] En föredragen utföringsform av uppfinningen, från vilken ytterligare u finnin senli a sördra resulterar, illustreras i ritnin en: pp 9 9 9 9

[0020] Fig. l visar en vy i perspektiv av anordningen enligt uppfinningen i kombination med en flönskropp, som bildar mötrummet för mediet, i genomskörning och

[0021] Fig. 2 visar en del av anordningen enligt uppfinningen i genomskörning.

Beskrivninq av utförinqsformer

[0022] l identifierar en anordning för att detektera tillståndsvariabler i ett medium, som ör sammankopplad med en flånskropp 2 för att utforma en tötning så att ett mötrum 3 utformas i ett område mellan dessa komponenter. Flönskroppen 2 omsluter sörskilt en matníngsanslutning 4 innefattande ledningar 5, 6, via vilka en del av mediumet dirigeras kontinuerligt frön en icke-illustrerad matarledning in i mötrummet 3. En kontinuerlig övervakning av tillstöndsvariabler hos mediumet ör dörför möjlig. Anordningen l omsluter, sörskilt, ett flertal av ledare 7, 8, som ör utformade som stansgitter, varvid en ledare 7 omsluter en höllik materialöppning 9, den öppning som ör stöngd av en mötsensors lO kontaktyta för att utgöra en tötning. Anordning l omsluter ytterligare en trycksensor l l, som ör sammankopplad med atmosfören för att detektera det absoluta trycket via en ledning l2 för att leda tryck.

[0023] För att undvika direkt kontakt av mötsensorn lO, av trycksensorn l l och av de ytterligare elektronikkomponenterna l3,l4 med mediumet, som ska övervakas, dessa komponenter och förbestömda sektioner av ledarna 7, 8, som tilldelats i varje fall, ör virtuellt respektive omslutna eller inböddade, av en gjutkörna l5, som tydligt kan ses i Fig. 2. Likvöl, gjutkörnan l5, som ör utformad frön en termoplast, till exempel, ör inte utformad i området av den höl-lika materialöppningen 9, varigenom accessen till kontaktytan hos mötsensorn lO ör sökerstölld. En gjutmantel l8, som nösten helt omsluter gjutkörnan l5 sövöl som de elektriska anslutningarna ló, l7 (Fig. l) av ledarna 7, 8 och som ör gjorda av ett media-resistant material, ör dörefter utformat runt gjutkörnan l5. Ett urtag l9, sörskilt i formen av en tratt, som ör tilldelad till materialöppningen 9, ör dörigenom utformad med hjölp av gjutmanteln l8. Respektive vöggyta eller vögg, av urtaget l9, ör företrödesvis gjuten upp pö ytan av ledaren 7 till området av motsatt öppning hos materialöppningen 9, ör dörigenom utformad, sörskilt av gjutmanteln l8 sjölvt. Vid samma tid, en plug-in höllare 20, som inhyser de elektriska anslutningarna ló, l7 och respektive till vilken eller via vilka, en plugg av en elektriskt sammankopplande ledning kan skjutas pö ett fördelaktigt sött, vilken ocksö utformas med hjölp av gjutmanteln l8. lnloppet av ledningen l2, via vilken en tryck-ledande anslutning av trycksensorn l l skapas till atmosfören, sörskilt 10 ti||handahöl|s detta i området inti|| p|ug-in hö||aren 20 i giutmante|n 18. |n|oppet av Iedningen 12 ör föredragsvis sluten e||er stöngt, med hiö|p av en f|exibe| och dörmed tryck-|edande membran 21. I synnerhet, fyra |edarkarde|er 22 ti|| 25, som ör sammankopp|ade med |edarna 7, 8, skiuter vidare ut frön giutmante|n 18 in i mötrummet 3 för mediet. Ledarkarde|erna 22 ti|| 25 har funktion som elektroder, varmed de elektriska könnetecknen av mediumet, som ska mötas, kan bestämmas, sösom, ti|| exempel, etanolkoncentrationen e||er etano|kva|iteten, i respektive bröns|en. De övre öndarna hos |edarkarde|erna ör sammankopp|ade med varandra via en höllring 26, som ör giord av plast, varmed en fördeiaktig vibrationsresistans dörav uppnös.

[0024] Metoden, som omvandtas i respons pö produktionen av anordning i, ör en tvö-stegs produktionsprocess, som löper omedelbart efter varandra.

Claims (9)

11 PATENTKRAV

1. . Anordning för att detektera fysiska tillståndsvariabler i ett medium, såsom tryck eller temperatur, till exempel i en vötska, innefattande minst en mötsensor, som ör sammankopplad med minst en elektrisk ledare för att sönda signaler, dör minst en ledarsektion, som omsluter sensorn, ör inbäddad i en giutmassa, könnetecknad av att giutmassan ör bildad av minst en giutkörna (15) och en giutmantel (18), som omsluter giutkörnan (15), och att minst ett urtag (19) ör anordnat i giutmassan för en medialedande access till en kontaktyta hos sensorn (1 O).

2. Anordning enligt krav 1, könnetecknad av att urtaget (19) når till ett ytområde av den inbäddade ledarsektíonen, varvid ledarsektionen omsluter en materialöppning (9) för mediet, och sensorn (10) ör anordnad på en yta av ledarsektionen, som vetter bort från mediumet.

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, könnetecknad av att sensorn (10) med dess kontaktyta ör anordnad för att töcka materialöppningen (9) på yton av ledaren (7) som vetter bort, för att bilda en tötning.

4. Anordning enligt något av kraven 1 till 3, könnetecknad av att en kretsbörare, på vilken ytterligare elektroniska komponenter (13, 14) ör anordnade, ör anordnad på ledaren (7, 8).

5. Anordning enligt något av kraven 1 till 4, könnetecknad av att mötsensorn (1 O) ör del av en sensor innefattande mötsensorer, som detekterar olika uppmötta variabler. 12

6. Anordning enligt något av kraven i till 5, kännetecknad av att en ytterligare trycksensor (i i) är anordnad för tryckmätning, vars kontaktyta är åtminstone tryckledande förbunden med atmosfären.

7. Anordning enligt något av kraven i till 6, kännetecknad av att minst en av ledarna (7, 8) omsluter en ledarkardel (2i till 25), som sträcker sig ut från giutmassan.

8. Anordning enligt något av kraven i till 7, kännetecknad av att giutmanteln (i 8) är bildad i ett material, som uppvisar mediaresístenta egenskaper.

9. Motorfordon innefattande en anordning enligt något av de föregående kraven. iO. Metod för att producera en anordning enligt något av de föregående kraven i till 8, vid vilken minst en mätsensor (iO) sammankopplas med minst en ledare (7, 8) för att sända signaler, minst en ledarsektion, som är försedd med sensorn (iO), åtminstone delvis övergiuts och en giutkörna (i5) innefattande en sensor (iO), åtminstone delvis inbäddad däri, skapas, och ledarsektionen, som är försedd med giutkärnan (i 5) blir därefter slutligen övergiuten och en giutmantel (i 8) skapas, varvid ett urtag (i 9), som ger access till sensorn (i O), hålls fri med hjälp av en gjuten del. i i. Metod enligt krav iO, kännetecknad av att minst en delyta hos sensorn (i O), som detekterar dess mätta variabler, bringas i kontakt med en öppning hos en materialöppning (9), som är bildad i respons på fabrikstillverkningen, i en av ledarna (7, 9) för att bilda en tätning, och den giutna delen fästs till den motsatta öppningen av materialöppningen (9) i 13 ledaren (7) för att bilda urtcget (19) som respons på övergiutníngen.