專利名稱：空氣質(zhì)量流量計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空氣質(zhì)量流量計，其具有由起絕緣作用的塑料構(gòu)成的殼體，其中，在殼體中設(shè)有氣流通道；并且具有布置在殼體中并且檢測在氣流通道中流動的空氣質(zhì)量的傳感元件，并且其中，在殼體中布置將傳感元件與連接管腳連接起來的導(dǎo)電通路。
背景技術(shù)：
聯(lián)系到本申請的上下文關(guān)系，概念“空氣”被作為對于能夠確定其流量的氣體或者混合氣體的例子來使用。基本上能夠通過根據(jù)本發(fā)明的空氣質(zhì)量流量計來確定每一種氣體或者混合氣體的流量。此類空氣質(zhì)量流量計是已知的，并且它們被大量地應(yīng)用在例如汽車制造中，以檢測流向內(nèi)燃機的空氣質(zhì)量。根據(jù)由空氣質(zhì)量流量計檢測的空氣流量，既可以進行對于例如內(nèi)燃機的運行的診斷，又能夠?qū)崿F(xiàn)對內(nèi)燃機的控制。為實現(xiàn)這些目的，在不同的運行條件下均可靠地、并且盡可能精確地對實際的氣流的檢測是十分重要的。在專利文獻EP 0458998AI中公開了一種具有殼體的空氣質(zhì)量流量計，在該殼體中形成有氣流通道，并且在該殼體中，在傳感元件的電流流動方向的上游布置有氣流整流器。該氣流整流器包括蜂窩結(jié)構(gòu)體和環(huán)，該環(huán)在氣流方向上突出超過蜂窩結(jié)構(gòu)，并且在該環(huán)中嵌入與蜂窩結(jié)構(gòu)相距一定距離的、產(chǎn)生微旋渦的柵格。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提出一種空氣質(zhì)量流量計，其能夠以低廉的成本制造并且使對空氣流量的精確測量成為可能，其中，該空氣質(zhì)量流量計應(yīng)在盡可能長的時間內(nèi)無故障地運行。該目的通過獨立權(quán)利要求所述的特征實現(xiàn)。通過這種方式，即整個殼體由塑料構(gòu)成并且氣流通道的至少一部分具有靜電耗散的特性，能夠以特別低廉的成本，例如以噴射注塑法制造空氣質(zhì)量流量計。由于氣流通道的至少一部分具有靜電耗散的特性，帶電的污染物顆粒在其能夠到達傳感元件之前被放電。由此阻止了帶電的污染物顆粒在傳感元件上的積聚。由于沒有污染物顆粒沉積在傳感元件上，因此在空氣質(zhì)量流量計的整個使用壽命期間均能夠?qū)υ诠苤辛鲃拥目諝赓|(zhì)量進行精確并且無障礙地測量。在本文中，平面電阻小于IO12歐姆的區(qū)域被稱為是靜電耗散的區(qū)域。這樣，平面電阻便足夠地小，以使空氣質(zhì)量中的帶靜電的顆粒放電并且保護傳感元件免受這些顆粒的沉積之害。由于整個殼體，即也包括具有靜電耗散特性的這一部分的氣流通道均由塑料構(gòu)成，因此能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器的特別長的使用壽命。沒有任何布置在氣流通道上并且或許可能會再次脫落的導(dǎo)電區(qū)域處于氣流通道中。氣流通道與其電耗散的部分一起形成了由塑料構(gòu)成的一體性部件，其中，氣流通道的電耗散的區(qū)域通過塑料中的導(dǎo)電顆粒保持其靜電耗散的特性。
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在進一步的設(shè)計方案中，以微型機電系統(tǒng)MEMS (Micro ElectroMechanicalSystems)的制造方式制造傳感元件。正是對于具有以微系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)制造的傳感元件的空氣質(zhì)量流量計而言，使氣流通道的具有靜電耗散特性的一部分中的帶電顆粒失去導(dǎo)電性能十分重要。如果在氣流中存在帶電的污染物顆粒(例如帶電的塵埃顆粒)，那么這些污染物顆粒便受到傳感元件的帶電平面吸引，并且這些帶電的污染物顆粒沉積在這些帶電的平面上。但是通過傳感元件的帶電平面上的高度絕緣的鈍化層阻止了污染物顆粒的放電。·為了防止這一情況的出現(xiàn)，帶電的污染物顆粒在到達氣流通道的靜電耗散部分中的以微系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)制造的傳感元件之前被放電，由此使其再也不能沉積在傳感元件的表面上。在另一個進一步的設(shè)計方案中，氣流通道的電耗散的部分由具有能導(dǎo)電的聚合物的塑料、和/或具有能導(dǎo)電的纖維的塑料和/或具有導(dǎo)電墨黑的塑料構(gòu)成。適合用作塑料中的能導(dǎo)電的纖維的例如有煤或者金屬顆粒。具有能導(dǎo)電的組成部分(聚合物、纖維和/或?qū)щ娔?的塑料成本低廉并且易于集成在氣流通道中。當(dāng)氣流通道的電耗散的部分與固定的電位電連接時，污染物顆粒的電荷載體容易被引走電荷并且由此實現(xiàn)污染物顆粒的簡單的中性化。這些污染物顆粒由此不再沉積在傳感元件上。在優(yōu)選的實施方式中，固定的電位是傳感器質(zhì)量體。傳感器質(zhì)量體對于空氣質(zhì)量流量計而言是中性的參考電位并且它能夠吸納大量的電荷載體，而不會出現(xiàn)電位轉(zhuǎn)移。當(dāng)殼體具有殼體基體和殼體蓋時，空氣質(zhì)量流量計的制造便特別簡單。其中，氣流通道的電耗散的部分能夠形成在殼體基體中和/或殼體基體上和/或形成在殼體蓋中和/或殼體蓋上。


接下來根據(jù)附圖I至6詳細說明本發(fā)明。
圖I示出了管中的空氣質(zhì)量流量計，
圖2是空氣質(zhì)量流量計的透視圖，
圖3示意性地示出了以MEMS技術(shù)制造的傳感元件,
圖4示出了具有殼體的空氣質(zhì)量流量計，
圖5不出了殼體蓋，
圖6示出了殼體，
圖7再次示出了殼體蓋。
具體實施例方式圖I示出了空氣質(zhì)量流量計I。該空氣質(zhì)量流量計I布置在管2中。該空氣質(zhì)量流量計I具有殼體17，該殼體具有以管2中的空氣質(zhì)量的主要流向4為參照的起始端5和末端6。為了在管2中的空氣質(zhì)量的所有流速下均能夠無誤地測量，在空氣質(zhì)量流量計I的前部、與其起始端5相距一定距離的位置設(shè)有氣流引導(dǎo)元件8。該氣流引導(dǎo)元件8在此由柵格11構(gòu)成。不僅管2，而且柵格11均能夠具有擁有電耗散的特性的區(qū)域。圖2是管2中的空氣質(zhì)量流量計I的透視圖?？諝赓|(zhì)量流量計I具有流動管道7，其容納一部分在管2中流動的空氣并且引導(dǎo)其通過傳感元件3。在空氣質(zhì)量流量計I的管
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2中布置有伸展了的、方向與主要流向4平行的氣流引導(dǎo)元件8。該氣流引導(dǎo)元件8也能夠具有擁有電耗散的特性的區(qū)域9。此外，圖2還示出了連接元件16，在該連接元件中布置有連接管腳，這些連接管腳將傳感元件3和它后面的電路10例如與電子發(fā)動機控制器連接起來。圖3示意性地示出了以MEMS技術(shù)制造的、在氣流4中的傳感元件3?，F(xiàn)代化的、 以微系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)制造的傳感元件檢測氣流的速度十分迅速并且以很高的精度測量氣流4中的幾乎每一個變化。傳感元件3和用于處理傳感元件3發(fā)出的信號的電路10能夠以微系統(tǒng)技術(shù)(MEMS)形成在唯一的半導(dǎo)體部件11上。以微系統(tǒng)技術(shù)制造的傳感元件3的缺點在于，在傳感兀件3的、導(dǎo)電的、并且加載有電荷載體13的平面12的上方通常布置一個薄的、但卻高度絕緣的、例如由二氧化硅構(gòu)成的鈍化層14。如果在氣流4中存在帶電的污染物顆粒15 (例如帶電的塵埃顆粒)，那么這些污染物顆粒便會受到傳感元件3的帶電平面12的吸引，并且這些帶電的污染物顆粒15沉積在這些帶電的平面12上。但是，通過傳感元件3的帶電平面12上的高度絕緣的鈍化層14阻止了污染物顆粒15的放電。帶電的污染物顆粒15牢牢吸附在傳感元件3的導(dǎo)電平面12上，并且這一污染使得對于從旁邊流經(jīng)的空氣質(zhì)量4的測量出現(xiàn)偏差。圖4示出了具有殼體17的空氣質(zhì)量流量計I。該殼體17由殼體基體18和殼體蓋19構(gòu)成。在殼體基體18上可以看到連接元件16，在該連接元件中布置導(dǎo)電管腳，該導(dǎo)電管腳建立傳感元件3與后面的電子裝置，例如發(fā)動機控制器的電流接觸。此外，在殼體基體18中還可以看到氣流通道7。在此，氣流通道7設(shè)計為Ω-形。但是，這僅為對于氣流通道的一個實例。對于空氣質(zhì)量流量計I中的此類氣流通道而言有各式各樣的設(shè)計方案。殼體蓋19可與殼體基體18連接。這可以例如通過粘貼或者激光焊接實現(xiàn)。在殼體蓋19中可以看到具有電耗散的特性的區(qū)域9。這一具有電耗散的特性的區(qū)域9很大程度上覆蓋了氣流通道7。由此，存在于氣流4中的、具有電荷載體13的污染物顆粒15通過與具有電耗散的特性的區(qū)域9的接觸而放電。這保證了僅靜電為中性的污染物顆粒15與空氣質(zhì)量4 一起流經(jīng)傳感元件3。通過具有靜電耗散的特性的區(qū)域9高效地防止了帶電的污染物顆粒15沉積在傳感元件3上。以參考標號20表示接地端子，具有電耗散的特性的區(qū)域9通過該接地端子與傳感器質(zhì)量體21或者其它的固定電位連接。到傳感器質(zhì)量體21的連接在圖4中示意性地附加具有電耗散的特性的區(qū)域9處。圖5在細節(jié)性的示意圖中示出了殼體蓋19。在殼體蓋19中可以清楚地看到具有電耗散的特性的區(qū)域9。在此，具有電耗散的特性的區(qū)域9的形狀在很大程度上與氣流通道7的形狀相符?？諝赓|(zhì)量4沿具有電耗散的特性的區(qū)域9流動，其中，包含于其中的污染物顆粒15能夠在具有電耗散的特性的區(qū)域9處放電。到傳感器質(zhì)量體21的連接在圖5和6中示意性地附加在具有電耗散的特性的區(qū)域9處。圖6示出了殼體基體18。在殼體基體18中可以看到氣流通道7，在這一實施例中，氣流通道7也配備有具有電耗散的特性的區(qū)域9。圖7再次示出了殼體蓋19和具有電耗散的特性的區(qū)域9。在具有電耗散的特性的區(qū)域9集成在殼體蓋中之前，可以看到該殼體蓋19。為了將具有電耗散的特性的區(qū)域9集成在殼體蓋中，該具有電耗散的特性的區(qū)域9被裝入該殼體蓋19中，并且例如與該殼體蓋粘貼在一起或者通過激光焊接耦合。
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具有電耗散的特性的區(qū)域9由塑料構(gòu)成，在塑料中包含導(dǎo)電顆粒。這些導(dǎo)電顆?？梢允抢缣嘉⒘；蛘邩O小的鐵屑。
權(quán)利要求
1.一種空氣質(zhì)量流量計(1)，具有由起絕緣作用的塑料制成的殼體(17)，其中，在所述殼體(17 )中形成有氣流通道(7 )，并且具有布置在所述殼體(17 )中并且檢測在所述氣流通道(7)中流動的空氣質(zhì)量(4)的傳感元件(3)，并且其中，在所述殼體(17)中設(shè)置有將所述傳感元件(3)與連接管腳連接起來的導(dǎo)電通路，其特征在于，整個所述殼體(17)由塑料制成并且所述氣流通道(7)的至少一個區(qū)域(9)具有靜電耗散的特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空氣質(zhì)量流量計(1)，其特征在于，所述傳感元件(3)是以微型機電系統(tǒng)的制造方式制造的。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的空氣質(zhì)量流量計(1)，其特征在于，所述氣流通道(7)的電耗散區(qū)域(9)由具有能導(dǎo)電的聚合物的塑料、和/或具有導(dǎo)電纖維的塑料和/或具有導(dǎo)電墨黑的塑料構(gòu)成。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的空氣質(zhì)量流量計(I)，其特征在于，所述氣流通道(7)的電耗散區(qū)域(9)與固定電位電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空氣質(zhì)量流量計(I)，其特征在于，所述固定電位是傳感器質(zhì)量體(21)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的空氣質(zhì)量流量計(1)，其特征在于，所述殼體(17)具有殼體基體(18)和殼體蓋(19)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的空氣質(zhì)量流量計(1)，其特征在于，所述氣流通道(7)的電耗散區(qū)域(9)形成在所述殼體基體(18)中和/或所述殼體基體(18)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的空氣質(zhì)量流量計(I)，其特征在于，所述氣流通道(7)的電耗散區(qū)域(9)形成在所述殼體蓋(19)中和/或所述殼體蓋(19)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種空氣質(zhì)量流量計，其具有由起絕緣作用的塑料構(gòu)成的殼體，其中，在該殼體中設(shè)有氣流通道，并且具有布置在該殼體中并且檢測在氣流通道中流動的空氣質(zhì)量的傳感元件，并且其中，在該殼體中設(shè)置有將傳感元件與連接管腳連接起來的導(dǎo)電通路。為了提供一種能夠以低廉的成本制造的、并且使對空氣流量的精確檢測成為可能的空氣質(zhì)量流量計，整個殼體由塑料構(gòu)成并且氣流通道的至少一部分具有靜電耗散的特性。
文檔編號G01F15/14GK102918366SQ201180026335
公開日2013年2月6日 申請日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者賴納·弗勞恩霍爾茨, 斯蒂芬·斯特斯卡克 申請人:大陸汽車有限責(zé)任公司