專利名稱：溫度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及內(nèi)燃機(jī)的傳感器，更特別地涉及排氣溫度傳感器
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)，比如但不局限于柴油和汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，可以包括至少部分地布置在排氣系統(tǒng)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器。這些溫度傳感器感測(cè)排氣的溫度并且可以至少部分地由發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)使用以調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)特性，比如但不限于空氣/燃料比、增壓壓力、排氣再生循環(huán)/持續(xù)時(shí)間、正時(shí)等。由于操作環(huán)境，這些溫度傳感器可以暴露到相對(duì)惡劣的條件下，包括但不限于振動(dòng)、接觸碎屑、濕氣和腐蝕性化學(xué)品、大的溫度范圍以及溫度變化率以及相對(duì)高的持續(xù)使用操作溫度。這些條件可以使溫度傳感器的性能退化并且最終可以致使這些傳感器不適合于它們預(yù)期的目的。薄膜電阻式溫度檢測(cè)器是在許多應(yīng)用(包括但不限于發(fā)動(dòng)機(jī)的排出物或噴射物)中的用于檢測(cè)溫度的一種溫度傳感器。例如，這樣的檢測(cè)器可以用于檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的排氣溫度。排氣溫度傳感器可以是發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)的一部分。各種操作參數(shù)，比如供油量等等，可以部分地基于測(cè)量到的排氣溫度調(diào)節(jié)。鉬金屬薄膜電阻式溫度檢測(cè)器是用于檢測(cè)排出物溫度的一種特殊種類的溫度傳感器。用在這種溫度檢測(cè)器中的鉬金屬電阻元件對(duì)于環(huán)境條件敏感。例如，如果周圍大氣中的氧氣在閾值濃度以下，降低的大氣壓可以造成電阻元件的鉬薄膜從其基底遷移(migration)。由于鉬的分解或遷移導(dǎo)致的電阻式溫度檢測(cè)器的鉬的顯著損失可以對(duì)溫度檢測(cè)器的性能和壽命具有不利影響。通常稱做負(fù)溫度系數(shù)(NTC)元件和/或正溫度系數(shù)(PTC)元件的基于氧化物/陶瓷的電阻式溫度感測(cè)元件也是一種結(jié)合到用于檢測(cè)排出物溫度的溫度傳感器中的特殊元件。NTC元件大體上是指在限定的溫度范圍內(nèi)隨著溫度的升高電阻降低的材料。PTC元件大體上是指隨著溫度的升高電阻增大的材料。所述系數(shù)越大，對(duì)于給定的溫度增加電阻增大的越多。與鉬金屬電阻元件類似，用在這些溫度傳感器中的NTC/PTC元件也對(duì)環(huán)境條件敏感，比如上面討論的那些，其可以對(duì)溫度檢測(cè)器的性能和壽命具有不利影響。封閉的或者封裝的溫度傳感器的內(nèi)表面可以與封閉環(huán)境中的被封住的氧氣反應(yīng)，從而減小氧氣濃度并且使鉬電阻元件易于受到源自還原環(huán)境的破壞?？梢园诜忾]的溫度傳感器內(nèi)的空氣的體積可能是有限的，這是由于太大的內(nèi)部容積可能將電阻式溫度檢測(cè)器元件與傳感器外部隔離，大大增大熱時(shí)常數(shù)并且降低了傳感器性能。由于封罩內(nèi)部容積上的限制，即便封罩的內(nèi)表面在傳感器的最后組裝之前已經(jīng)被預(yù)先氧化，隨著時(shí)間的流逝可能發(fā)生的內(nèi)表面的進(jìn)一步的氧化和/或污染仍然可以降低氧氣濃度，使電阻元件，比如鉬和/或PTC/NTC元件易于受到破壞。不提供封閉環(huán)境的開放式溫度探頭朝向外部大氣開放，以允許實(shí)現(xiàn)與溫度檢測(cè)器的鉬薄膜的氧氣交換，以便于在還原氣氛的情況下防止金屬薄膜的損失或遷移。雖然開放式設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)與外部大氣的聯(lián)通，但是外部大氣不能必要地提供足夠的氧氣濃度來避免薄膜電阻元件的損失或者對(duì)其的破壞。此外，開放式設(shè)計(jì)可能允許污染物進(jìn)入，抑制或者以其他方式負(fù)面地影響溫度檢測(cè)器的基底、鉬薄膜、熱響應(yīng)時(shí)間等等。開放式探頭還可能遭受濕氣的引入——當(dāng)與冰凍溫度組合并且少于最佳安裝取向和/或位置時(shí)，由于施加到其上的冰凍/融化力而可以導(dǎo)致結(jié)構(gòu)上的破壞。


本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)由根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的描述來闡述，該描述應(yīng)該結(jié)合附圖來考慮，其中:圖1是包括根據(jù)本發(fā)明的溫度傳感器的車輛的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的溫度傳感器的實(shí)施方式的側(cè)面剖視圖；圖3是圖2的溫度傳感器的正面剖視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的主題在一些情況下可以包括相關(guān)的產(chǎn)品、針對(duì)特定問題的替代性解決方案和/或單個(gè)系統(tǒng)或物品的多個(gè)不同用途。本發(fā)明總體上涉及溫度傳感器。這里描述的實(shí)施方式可以涉及排氣溫度傳感器系統(tǒng)，例如構(gòu)造成與內(nèi)燃機(jī)(例如但不限于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)等)一起使用的排氣溫度傳感器系統(tǒng)。排氣溫度傳感器系統(tǒng)的輸出可以由用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的控制器接收。然而，根據(jù)本發(fā)明的傳感器和/或系統(tǒng)可以用于檢測(cè)、感測(cè)和/或監(jiān)視其他參數(shù)的溫度，包括但不限于催化式排氣凈化器溫度、潤(rùn)滑油溫度(比如但不限于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油、傳動(dòng)裝置機(jī)油、差速器機(jī)油等)、制動(dòng)器溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度等。根據(jù)本發(fā)明的傳感器和/或系統(tǒng)可以結(jié)合各種其他應(yīng)用一起使用，二者均涉及或者不涉及車輛。參見圖1，示意性地示出了車輛100的實(shí)施方式。車輛100可以包括具有排氣系統(tǒng)104的內(nèi)燃機(jī)102，所述排氣系統(tǒng)可以輸送來自于發(fā)動(dòng)機(jī)102的排氣流。溫度傳感器106可以連接到排氣系統(tǒng)104，用于測(cè)量由排氣系統(tǒng)104輸送的排氣的溫度。所述溫度傳感器106可以提供響應(yīng)于或者表示排氣溫度的輸出。車輛控制系統(tǒng)108，比如發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)等，可以接收來自于溫度傳感器106的所述輸出。響應(yīng)于溫度傳感器106的輸出，所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)108可以改變一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)，比如供油量、空氣/燃料比、增壓壓力、正時(shí)
坐寸ο參見圖2-3，以側(cè)面和正面剖視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的溫度傳感器106的實(shí)施方式的一部分。該溫度傳感器106大體上可以包括縱向主體200,該主體具有布置在主體200一端上的殼體202。溫度感測(cè)元件204可以至少部分地布置在殼體202內(nèi)。溫度傳感器106的電連接件206，208可以從溫度感測(cè)元件204延伸遠(yuǎn)離并通過所述主體200。應(yīng)該指出的是在其他實(shí)施方式中，溫度傳感器106可以包括另外的連接件以補(bǔ)償任何附加的特征和/或材料。例如，在其他實(shí)施方式中，從溫度感測(cè)元件204到所述主體200的距離可以增大，這可能導(dǎo)致要包含附加的特征和/或材料以及連接件。溫度傳感器系統(tǒng)可以包括各種安裝特征，比如凸緣和安裝螺母、壓縮套箍等，其能夠安裝至少部分地延伸到排氣系統(tǒng)中的溫度傳感器，同時(shí)保持排氣系統(tǒng)的基本密封狀態(tài)。類似地，所述溫度傳感器系統(tǒng)可以包括電連接器或觸頭，其電連接到溫度傳感器的電連接件。合適的連接器可以包括整體的特征以及尾纖連接器等等。溫度感測(cè)元件204可以是電阻式溫度感測(cè)元件，其中整個(gè)元件的電阻可以根據(jù)溫度改變。在一個(gè)特殊實(shí)施方式中，溫度感測(cè)元件204可以是薄膜電阻式溫度檢測(cè)器，其包括布置在基底212上的至少一層金屬薄膜210，例如鉬薄膜。在其他實(shí)施方式中，多種溫度感測(cè)元件可以被包括進(jìn)來，例如電阻式溫度檢測(cè)器(RTD)、負(fù)溫度系數(shù)(NTC)型元件、正溫度系數(shù)(PTC)型元件和/或熱電偶式元件。如圖所示，所述殼體202可以限定內(nèi)部容積214。溫度感測(cè)元件204可以至少部分地布置在由殼體202限定的內(nèi)部容積214內(nèi)。這樣，所述溫度感測(cè)元件204可以至少部分地由所述殼體202封裝。所述殼體202可以在所述殼體202的開放端216處連接到溫度傳感器106的主體200。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述殼體202可以連接到所述主體200以提供基本的氣體密封，從而將溫度感測(cè)元件204置于基本封閉的環(huán)境中。該基本封閉的環(huán)境可以減少或消除溫度感測(cè)元件204與外部環(huán)境的污染物等的接觸。由所述殼體202提供的封閉的氛圍可以防止或減少溫度感測(cè)元件204與污染物的接觸。相應(yīng)地，由所述殼體202提供的基本封閉的環(huán)境可以至少部分地保持或控制與溫度感測(cè)元件204緊挨的周圍的環(huán)境。在鉬金屬薄膜電阻式溫度檢測(cè)器的情況下，或者類似的易受影響的元件的情況下，由所述殼體202提供的內(nèi)部容積214可以允許在溫度傳感器106的內(nèi)部大氣中存在足夠量的氧氣，以降低溫度感測(cè)元件204的退化或者退化速率。根據(jù)本發(fā)明，填充材料218可以布置在殼體202的內(nèi)部容積214內(nèi)，并且可以至少部分地圍繞所述溫度感測(cè)元件204。所述填充材料218可以是顆粒物。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述填充材料218可以填充感測(cè)元件204與殼體202的內(nèi)表面之間的整個(gè)空間。所述填充材料218可以通過殼體202的開放端216以粉末和/或液體的形式提供，然后在殼體202中固化，例如熱固化。大體上，所述填充材料218可以提供熱傳導(dǎo)性，同時(shí)是柔性的以在操作期間適應(yīng)在傳感器元件中或之間(例如在感測(cè)元件204和與其連接的導(dǎo)線之間)的由熱引起的應(yīng)力。至少部分地圍繞所述溫度感測(cè)元件204的所述填充材料218可以限制溫度感測(cè)元件204的運(yùn)動(dòng)。填充材料218對(duì)溫度感測(cè)元件204的支撐可以限制例如由于振動(dòng)、沖擊等在溫度感測(cè)元件204上施加的機(jī)械載荷和物理應(yīng)力。因此所述溫度感測(cè)元件204在某種程度上可以由所述填充材料218進(jìn)行實(shí)體上的保護(hù)。所述填充材料218可以由與氧氣具有相對(duì)低的反應(yīng)性的材料制造。與氧氣具有低反應(yīng)性不容易消耗包含在殼體202內(nèi)的氧氣，留下來氧氣以防止或減小溫度感測(cè)元件204的退化。此外，填充材料218可以包括構(gòu)造成提高熱傳導(dǎo)性、同時(shí)在高溫下保持溫度感測(cè)元件穩(wěn)定性的材料。所述填充材料218可以是高耐火(抗熱，穩(wěn)定)材料。所述填充材料218可以具有比空氣或氣態(tài)介質(zhì)更大的熱傳導(dǎo)性。所述填充材料218因此可以至少在某種程度上克服殼體202與溫度感測(cè)元件204之間的分離的隔離效果。所述填充材料218可以在所述殼體202與所述溫度感測(cè)元件204之間提供傳熱路徑，從而可以增加溫度傳感器106的熱響應(yīng)。此外，填充材料218的使用可以消除對(duì)于用來適應(yīng)傳感器元件204上的由熱引起的應(yīng)力的單獨(dú)的機(jī)械應(yīng)變削弱手段的需求。代替單獨(dú)的應(yīng)變削弱手段，所述填充材料218可以是可彈性地?fù)锨?可彈性地膨脹的，以使傳感器元件例如感測(cè)元件204和與其連接的導(dǎo)線以不同的速率膨脹(例如由于不同的熱膨脹系數(shù)導(dǎo)致)。這可以減輕傳感器106中由熱引起的應(yīng)力，而不需要單獨(dú)的機(jī)械應(yīng)變削弱件。應(yīng)該指出的是所述填充材料218可以包括一種或多種材料。例如，所述填充材料218比如可以包括第一顆粒物(即第一介質(zhì)320)和第二顆粒物(即第二介質(zhì)322)的混合物，其中第一和第二顆粒物是不同的材料。例如，如圖3中所示，傳感器106的填充材料218可以包括第一介質(zhì)320和至少一種附加的介質(zhì)322 (為了便于描述下文中稱做“第二介質(zhì)322”)，其設(shè)置在殼體202中并且至少部分圍繞所述感測(cè)元件204。優(yōu)選地，包含在根據(jù)本發(fā)明的溫度傳感器106中的填充材料218包括作為第一介質(zhì)320的氮化硼。氮化硼由于多個(gè)有益的特性——包括但不限于高溫穩(wěn)定性、低摩擦系數(shù)、極端壓力性能、高的熱傳導(dǎo)性、高電阻性和多種化學(xué)環(huán)境中的惰性——而對(duì)于高溫汽車應(yīng)用(比如但不限于排氣、EGR和/或渦輪增壓器)尤其是有用的并且是合適的介質(zhì)。此外，氮化硼可以是柔軟的且質(zhì)地平滑——由于低的摩擦系數(shù)而為感測(cè)元件204提供了適宜的環(huán)境。氮化硼還可以具有在高溫下保持質(zhì)地平滑的能力。氮化硼可以構(gòu)造成在高達(dá)800° C的還原氣氛中和/或高達(dá)850° C的氧化氣氛中是穩(wěn)定的和/或不活潑的。正如這里使用的，當(dāng)材料在特殊環(huán)境中和/或在使用期間不是特別活潑的并且材料的特性不顯著改變時(shí)，材料被認(rèn)為是“穩(wěn)定”的。當(dāng)殼體中的氧氣在閾值濃度以下時(shí)，出現(xiàn)本文所述的“還原氣氛”，從而導(dǎo)致一部分感測(cè)元件結(jié)構(gòu)(例如金屬薄膜)遷移離開相關(guān)聯(lián)的基底。根據(jù)所有前述各方面，氮化硼對(duì)于高溫汽車應(yīng)用(比如排氣、EGR和渦輪增壓器)是尤其有用的，并且是合適的介質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施方式中，第一介質(zhì)320例如氮化硼可以是呈粉末的形式并且在結(jié)構(gòu)上可以是非晶體。在另一個(gè)實(shí)施方式中，第一介質(zhì)320可以包括六方氮化硼，其具有六方晶型結(jié)構(gòu)，其中該晶型結(jié)構(gòu)可以構(gòu)造成提供增強(qiáng)的熱傳導(dǎo)能力和/或化學(xué)活性的降低。第一介質(zhì)320，例如氮化硼，可以選自一定的等級(jí)范圍一即具有多種顆粒物尺寸的粉末等級(jí)。顆粒物尺寸的范圍可以給感測(cè)元件204提供必要的氧氣。氮化硼或六方氮化硼粉末的顆粒物尺寸的范圍還可以導(dǎo)致提供暴露到環(huán)境中不同量的各種表面積。暴露到環(huán)境中不同量可以導(dǎo)致不同的氧氣百分比，導(dǎo)致不同的氧化水平。第二介質(zhì)322可以是構(gòu)造成與第一介質(zhì)320例如氮化硼協(xié)同作用的材料，以增強(qiáng)至少氮化硼的化學(xué)特性，從而改進(jìn)溫度感測(cè)元件204的穩(wěn)定性并且增加溫度感測(cè)元件204的耐久性并延長(zhǎng)其壽命。特別地，第二介質(zhì)可以提供氧氣存儲(chǔ)能力并且增強(qiáng)填充材料218的化學(xué)穩(wěn)定性和/或氧氣捕獲能力。優(yōu)選地，第二介質(zhì)322包括復(fù)合氧化物材料，包括氧化鈰和釔穩(wěn)定化氧化鋯(氧化鋯基陶瓷)。包括鈰和釔穩(wěn)定化氧化鋯的復(fù)合氧化物(下文中稱做“復(fù)合物322”)尤其是有用的，因?yàn)檫@種復(fù)合物322的化學(xué)結(jié)構(gòu)可以使氧氣在低溫下結(jié)合以及使結(jié)合的氧在高溫下釋放。特別地，復(fù)合物322的顆粒物的晶格結(jié)構(gòu)(lattice structure)的物理不規(guī)則性使這種復(fù)合物322夾帶和捕獲氧氣。夾帶的氧氣的體積可以作為純氧氣存在。復(fù)合物322中夾帶的氧氣可以允許例如使殼體氧化等而導(dǎo)致的氧氣量損失，同時(shí)仍然在殼體202的內(nèi)部容積內(nèi)保持足夠量的氧氣，以防止或延遲溫度感測(cè)元件(或者正如之前所述的被還原氣氛或條件負(fù)面影響的任何元件)在還原氣氛中的退化。此后，在較高溫度下，可以由于晶格結(jié)構(gòu)的膨脹而釋放夾帶的氧氣，從而允許為氧氣留出另外的空位，進(jìn)而降低晶格結(jié)構(gòu)內(nèi)氧氣的電動(dòng)力/吸引力，并且由于殘余電荷和對(duì)氧氣吸引力的降低使復(fù)合物322在較高溫度下起到氧氣供應(yīng)體(donor)的作用。不是通過提供間隙體積(interstitial volume)即第一和/或第二介質(zhì)320,322的分散顆粒物之間的容積來夾帶氧氣，而是復(fù)合物322的顆粒物的晶格結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了氧氣的夾帶和/或釋放。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述填充材料218可以包括混合的顆粒物尺寸，以控制氧氣含量和溫度傳感器106的熱響應(yīng)。較小的顆粒物可以至少部分地位于較大顆粒物的空隙中，從而增加傳熱路徑的效率同時(shí)仍然為氧氣的夾帶提供了開放式間隙體積。用在一個(gè)實(shí)施方式中的具體顆粒物的粒度可以取決于傳感器106、殼體202和感測(cè)元件204的尺寸和結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的溫度傳感器106可以制造成增強(qiáng)各個(gè)特性，比如將氧氣濃度保持在閾值濃度以上的能力以防止或減小退化。例如，可以使殼體202的內(nèi)表面鈍化以降低殼體202的活性。殼體202活性的降低可以減少由于殼體202的氧化導(dǎo)致的氧氣損失。在一個(gè)這樣的實(shí)施方式中，可以將殼體202的內(nèi)表面預(yù)先氧化。預(yù)先氧化可以通過任何已知的方法實(shí)現(xiàn)，包括例如接觸氧氣、用化學(xué)氧化劑處理等等。預(yù)先氧化可以防止?jié)駳馕廴疽约耙坏┢渲芯哂袀鞲衅髟臍んw相對(duì)于外界大氣封閉后的進(jìn)一步的氧化。在另一個(gè)方面中，溫度傳感器106的殼體202可以振動(dòng)填充以實(shí)現(xiàn)填充材料218的填實(shí)。例如，在溫度感測(cè)元件204至少部分地插入殼體202中的情況下，當(dāng)將填充材料218比如六方氮化硼粉末引入殼體202中時(shí),可以使殼體202振動(dòng)。在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述殼體202可以至少部分地用填充材料218填充。具有填充材料218的殼體202可以在溫度感測(cè)元件204至少部分地插入所述殼體202中時(shí)振動(dòng)。殼體202和填充材料218的振動(dòng)可以至少部分地使填充材料218流體化，便于溫度感測(cè)元件204的插入以及填充材料218圍繞溫度感測(cè)元件204的填實(shí)。振動(dòng)填充技術(shù)的使用可以實(shí)現(xiàn)填充材料218的合適填實(shí)并且可以增加對(duì)溫度感測(cè)元件204的實(shí)體保護(hù)并增加由填充材料218提供的熱傳導(dǎo)性。當(dāng)然，可以使用其他操作來提供至少部分地圍繞溫度感測(cè)元件204布置在殼體202中的填充材料218。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種溫度傳感器，包括主體、連接到主體一端的殼體以及布置在所述殼體內(nèi)的溫度感測(cè)元件，其中電連接件從所述感測(cè)元件延伸離開并通過所述殼體和主體。填充材料布置在所述殼體中并且至少部分地圍繞溫度感測(cè)元件。所述填充材料包括第一介質(zhì)和第二介質(zhì)的混合物。第一介質(zhì)包括氮化硼，第二介質(zhì)構(gòu)造成在低溫下與殼體中的氧氣結(jié)合并且在高于所述低溫的高溫下釋放殼體中的氧氣。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種溫度傳感器，包括主體、連接到主體一端的殼體以及布置在殼體內(nèi)的溫度感測(cè)元件，其中電連接件從所述感測(cè)元件延伸通過所述殼體和主體。填充材料布置在所述殼體中并且至少部分地圍繞溫度感測(cè)元件。所述填充材料包括第一介質(zhì)和第二介質(zhì)的混合物。第一介質(zhì)包括六方氮化硼，第二介質(zhì)構(gòu)造成在低溫下與殼體中的氧氣結(jié)合并且在高于所述低溫的高溫下釋放殼體中的氧氣。所述第二介質(zhì)還構(gòu)造成與六方氮化硼協(xié)同作用并且增強(qiáng)六方氮化硼的化學(xué)特性以及改進(jìn)溫度感測(cè)元件的穩(wěn)定性和耐久性。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了一種系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、構(gòu)造成輸送來自于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣的排氣系統(tǒng)以及連接到排氣系統(tǒng)用于檢測(cè)排氣溫度的傳感器。所述傳感器包括主體、連接到主體一端的殼體以及布置在所述殼體內(nèi)的溫度感測(cè)元件，其中電連接件從所述感測(cè)元件延伸通過所述殼體和主體。填充材料布置在所述殼體中并且至少部分地圍繞溫度感測(cè)元件。所述填充材料包括第一介質(zhì)和第二介質(zhì)的混合物。第一介質(zhì)包括氮化硼，第二介質(zhì)構(gòu)造成在低溫下與殼體中的氧氣結(jié)合并且在高于所述低溫的高溫下釋放殼體中的氧氣。該系統(tǒng)還包括構(gòu)造成響應(yīng)于所述傳感器的輸出來控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)操作參數(shù)的車輛控制系統(tǒng)。雖然這里已經(jīng)描述并圖示了本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)容易地預(yù)見用于執(zhí)行這些功能和/或獲得這些結(jié)果和/或這里描述的一個(gè)或多個(gè)優(yōu)點(diǎn)的多種其他裝置和/或結(jié)構(gòu)，這些變型和/或修改的每個(gè)被認(rèn)為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。更泛泛地，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)容易地意識(shí)到這里描述的所有參數(shù)、尺寸、材料和結(jié)構(gòu)旨在是示例性的并且實(shí)際的參數(shù)、尺寸、材料和/或結(jié)構(gòu)將取決于使用本發(fā)明的教導(dǎo)的特殊應(yīng)用、本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到或僅使用常規(guī)實(shí)驗(yàn)就能夠確定這里所描述的本發(fā)明的特殊實(shí)施方式的等價(jià)方式。因此，應(yīng)該理解的是前述實(shí)施方式是僅通過示例呈現(xiàn)的，并且在所附權(quán)利要求及其等價(jià)方式的范圍內(nèi)，就像具體描述和聲明的那樣可以另外實(shí)施本發(fā)明。本發(fā)明涉及這里描述的每個(gè)單獨(dú)的特征、系統(tǒng)、物品、材料、成套用品和/或方法。此外，如果這些特征、系統(tǒng)、物品、材料、成套用品和/或方法不是相互排斥的，那兩個(gè)或多個(gè)這樣的特征、系統(tǒng)、物品、材料、成套用品和/或方法的任意組合包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。正如這里限定和使用的所有限定應(yīng)該理解成包括字典的定義、通過引用結(jié)合的文獻(xiàn)中的定義和/或所限定的術(shù)語的通常的意思。正如這里在說明書和權(quán)利要求中使用的不定冠詞，除非清楚指示相互矛盾，否則應(yīng)該理解為意思是“至少一個(gè)”。正如這里在說明書和權(quán)利要求中使用的措辭“和/或”應(yīng)該理解成意思是由此結(jié)合的元素的“任一個(gè)或者兩個(gè)”，即在一些情況下是結(jié)合呈現(xiàn)的，在其他情況下是分別呈現(xiàn)的元素。除了通過“和/或”分句而特別識(shí)別的元素之外其他元素可以選擇性地存在，不管與特別識(shí)別的那些元素是否相關(guān)，除非清楚地指示相互矛盾。
權(quán)利要求
1.一種溫度傳感器，包括: 主體； 連接到所述主體的一端的殼體； 布置在所述殼體內(nèi)的溫度感測(cè)元件； 通過所述殼體和所述主體從所述溫度感測(cè)元件延伸離開的電連接件；以及布置在所述殼體中并且至少部分地圍繞所述溫度感測(cè)元件的填充材料，所述填充材料包括第一介質(zhì)和第二介質(zhì)的混合物，所述第一介質(zhì)包括氮化硼，所述第二介質(zhì)構(gòu)造成在低溫下與所述殼體中的氧氣結(jié)合并且在高于所述低溫的高溫下釋放所述殼體中的氧氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度傳感器，其中所述氮化硼構(gòu)造成在高達(dá)800°C的還原氣氛中和/或高達(dá)850° C的氧化氣氛中是穩(wěn)定的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度傳感器，其中所述氮化硼具有六方晶型結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度傳感器，其中所述第二介質(zhì)構(gòu)造成提供氧氣儲(chǔ)存能力。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的溫度傳感器，其中所述第二介質(zhì)構(gòu)造成夾帶足以避免在所述殼體中出現(xiàn)還原氣氛的氧氣量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的溫度傳感器，其中所述第二介質(zhì)包括復(fù)合氧化物。
7.根據(jù)權(quán)利要求7所述的溫度傳感器，其中所述復(fù)合氧化物包括氧化鈰。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的溫度傳感器，其中所述復(fù)合氧化物包括氧化鋯。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所 述的溫度傳感器，其中所述復(fù)合氧化物包括鈰和釔穩(wěn)定化氧化鋯。
10.一種溫度傳感器，包括: 主體； 連接到所述主體的一端的殼體； 布置在所述殼體內(nèi)的溫度感測(cè)元件； 通過所述殼體和所述主體從所述溫度感測(cè)元件延伸離開的電連接件；以及布置在所述殼體中并且至少部分地圍繞所述溫度感測(cè)元件的填充材料，所述填充材料包括第一介質(zhì)和第二介質(zhì)的混合物，所述第一介質(zhì)包括六方氮化硼，所述第二介質(zhì)構(gòu)造成在低溫下與所述殼體中的氧氣結(jié)合并且在高于所述低溫的高溫下釋放所述殼體中的氧氣，所述第二介質(zhì)構(gòu)造成與所述六方氮化硼協(xié)同作用并且增強(qiáng)所述六方氮化硼的化學(xué)特性，并改進(jìn)所述溫度感測(cè)元件的穩(wěn)定性和耐久性。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的溫度傳感器，其中所述六方氮化硼構(gòu)造成在高達(dá)800°C的還原氣氛中和/或高達(dá)850° C的氧化氣氛中是穩(wěn)定的。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的溫度傳感器，其中所述第二介質(zhì)構(gòu)造成夾帶足以避免在所述殼體中出現(xiàn)還原氣氛的氧氣量。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的溫度傳感器，其中所述第二介質(zhì)包括復(fù)合氧化物。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的溫度傳感器，其中所述復(fù)合氧化物包括鈰和釔穩(wěn)定化氧化錯(cuò)。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的溫度傳感器，其中所述填充材料提供所述溫度感測(cè)元件與所述殼體之間的傳熱路徑，并且是柔性的以適應(yīng)所述溫度感測(cè)元件與至少所述電連接件之間的不同的熱膨脹率。
16.—種系統(tǒng),包括: 發(fā)動(dòng)機(jī)； 構(gòu)造成輸送來自于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣的排氣系統(tǒng)； 連接至所述排氣系統(tǒng)以用于檢測(cè)所述排氣的溫度的傳感器，所述傳感器包括:主體；連接到所述主體的一端的殼體；布置在所述殼體內(nèi)的溫度感測(cè)元件；通過所述殼體和所述主體從所述溫度感測(cè)元件延伸離開的電連接件；以及布置在所述殼體中并且至少部分地圍繞所述溫度感測(cè)元件的填充材料，所述填充材料包括第一介質(zhì)和第二介質(zhì)的混合物，所述第一介質(zhì)包括氮化硼，所述第二介質(zhì)構(gòu)造成在低溫下與所述殼體中的氧氣結(jié)合并且在高于所述低溫的高溫下釋放所述殼體中的氧氣；以及 構(gòu)造成響應(yīng)于所述傳感器的輸出來控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)操作參數(shù)的車輛控制系統(tǒng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述氮化硼構(gòu)造成在高達(dá)800°C的還原氣氛中和/或高達(dá)850° C的氧化氣氛中是穩(wěn)定的。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述第二介質(zhì)構(gòu)造成夾帶足以避免在所述殼體中出現(xiàn)還原氣氛的氧氣量。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述第二介質(zhì)包括復(fù)合氧化物。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述 的系統(tǒng)，其中所述復(fù)合氧化物包括鈰和釔穩(wěn)定化氧化鋯。
全文摘要
一種構(gòu)造成檢測(cè)排氣裝置的排氣溫度的傳感器，該傳感器包括殼體和至少部分地布置在殼體內(nèi)的感測(cè)元件。包括第一介質(zhì)和至少一種另外的介質(zhì)的填充材料布置在殼體內(nèi)并且至少部分地圍繞所述感測(cè)元件。所述第一介質(zhì)構(gòu)造成在高達(dá)800°C的還原氣氛中和高達(dá)850°C的氧化氣氛中是穩(wěn)定的，所述第二介質(zhì)構(gòu)造成提供氧氣儲(chǔ)存能力并且增強(qiáng)化學(xué)穩(wěn)定性和/或氧氣捕獲能力。
文檔編號(hào)G01K13/00GK103180703SQ201180051418
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月7日
發(fā)明者Z·阿爾納卡什, K·庫巴瑟克, R·N·蘭迪斯 申請(qǐng)人:斯通瑞智公司