氣體傳感器和帶有氣體傳感器的機(jī)動車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及氣體傳感器和帶有氣體傳感器的機(jī)動車，具體而言，在一種這樣的氣體傳感器中(即其帶有殼體、膜片和傳感器元件，其中殼體具有測量室進(jìn)氣開口，傳感器元件布置在測量室中并且膜片將測量室與進(jìn)氣開口分開)應(yīng)實現(xiàn)尤其更好的空氣交換。這通過以下方式實現(xiàn)，即在殼體的進(jìn)氣開口中布置有導(dǎo)流裝置。在此導(dǎo)流裝置伸入到殼體中。
【專利說明】氣體傳感器和帶有氣體傳感器的機(jī)動車

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣體傳感器，其帶有殼體、膜片以及傳感器元件，其中該殼體具有測量室和進(jìn)氣開口，傳感器元件布置在測量室中，并且膜片將測量室與進(jìn)氣開口分開。
[0002]這樣的氣體傳感器尤其地在汽車工業(yè)中已知并且應(yīng)用為空氣品質(zhì)傳感器以用于檢測在車輛的內(nèi)室中的空氣。

【背景技術(shù)】
[0003]在這樣的氣體傳感器(即其利用可透氣的膜片封閉)中，在測量室和周圍環(huán)境之間的氣體交換僅僅通過擴(kuò)散和/或表面的流動和渦流作用實現(xiàn)。由此氣體交換相對慢并且由此氣體傳感器或者更確切說在氣體傳感器中存在的傳感器元件的響應(yīng)時間也相對慢。通過以下方式也妨礙氣體交換，即當(dāng)溫度在測量室中高于在周圍環(huán)境中時。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目標(biāo)是，改進(jìn)氣體傳感器的響應(yīng)性能。
[0005]利用帶有權(quán)利要求1的特征的氣體傳感器來解決這個目標(biāo)。本發(fā)明有利的設(shè)計方案在從屬權(quán)利要求中說明。
[0006]氣體傳感器(其帶有殼體、膜片和傳感器元件，其中殼體具有測量室和進(jìn)氣開口，傳感器元件布置在測量室中并且膜片將測量室與進(jìn)氣開口分開)對于本發(fā)明而言重要地設(shè)置成，在殼體的進(jìn)氣開口中布置有導(dǎo)流裝置并且導(dǎo)流裝置具有這樣的輪廓，即該輪廓在進(jìn)氣開口的壁和導(dǎo)流裝置之間構(gòu)造一致寬的流動通道。
[0007]利用這樣的導(dǎo)流裝置將空氣和氣體流引導(dǎo)到膜片上。
[0008]在此優(yōu)選地膜片布置成與殼體的進(jìn)氣開口有間距并且因此經(jīng)過氣體傳感器的空氣沒有直接地到達(dá)膜片和布置在膜片背后的傳感器元件。這通過導(dǎo)流裝置才可實現(xiàn)。該導(dǎo)流裝置如此設(shè)計和成形，即使得將空氣引導(dǎo)到膜片和布置在膜片背后的帶有傳感器元件的測量室。
[0009]在本發(fā)明的優(yōu)選的設(shè)計方案中導(dǎo)流裝置伸入到殼體中。由此實現(xiàn)了尤其有效地在殼體中引導(dǎo)氣流。此外導(dǎo)流裝置優(yōu)選地伸出超過殼體。尤其地由此可實現(xiàn)，否則平地(flach)旁經(jīng)殼體的空氣通過從進(jìn)氣開口伸出的導(dǎo)流裝置轉(zhuǎn)向到殼體中。優(yōu)選地在高度方面的伸展中觀察近似導(dǎo)流裝置的一半在殼體中，而導(dǎo)流裝置的另一半在殼體之外。近似一半可理解為偏差小于+/-50%，優(yōu)選地小于+/-20%。在殼體中進(jìn)氣開口優(yōu)選地構(gòu)造成圓形和/或點(diǎn)對稱或相對于中軸線對稱。導(dǎo)流裝置優(yōu)選地也構(gòu)建成相對于中垂線對稱。單個的部件此處構(gòu)建成圓形或環(huán)形。也可設(shè)想其它的設(shè)計方案例如正方形或矩形的設(shè)計方案。在優(yōu)選的設(shè)計方案中導(dǎo)流裝置構(gòu)造成漏斗形。漏斗的寬的部分伸出超過進(jìn)氣開口并且布置在進(jìn)氣開口外。也能稱為圓錐形的構(gòu)造，其中側(cè)壁在橫截面中沒有形成筆直，而是具有彎曲的伸延并且向外擴(kuò)大。漏斗形的導(dǎo)流裝置在最寬的位置處的寬度比在殼體中的進(jìn)氣開口更寬。優(yōu)選地此處進(jìn)氣開口構(gòu)造成罐形帶有向外圓弓形地擴(kuò)寬的邊緣。圓弓形地構(gòu)造的邊緣的形狀和位置與漏斗形的導(dǎo)流裝置的壁的拱形部的形狀和位置一致。
[0010]導(dǎo)流裝置具有這樣的輪廓，即該輪廓在進(jìn)氣開口的壁和導(dǎo)流裝置之間構(gòu)造一致寬的流動通道或流動環(huán)。在進(jìn)氣開口構(gòu)造成平的情況下得到流動環(huán)。當(dāng)進(jìn)氣開口罐形地或者三維地構(gòu)造時，則沿著構(gòu)造進(jìn)氣開口的壁得到流動通道。一致寬的流動通道理解為，在寬度方面的偏差小于流動通道平均寬度的+/-50%，尤其地小于平均寬度的+/_30%，并且尤其優(yōu)選地小于流動通道的平均寬度的+/-10%。尤其優(yōu)選地寬度在各處完全相同。流動通道的起始點(diǎn)和同樣出發(fā)點(diǎn)在此位于進(jìn)氣開口之外，因為導(dǎo)流裝置伸出超過進(jìn)氣開口。
[0011]在本發(fā)明的其它的優(yōu)選的設(shè)計方案中導(dǎo)流裝置具有內(nèi)部的通路，其優(yōu)選地同樣地構(gòu)造成內(nèi)部的漏斗，漏斗指向膜片。優(yōu)選地內(nèi)部的通路的直徑在其最狹窄的部位處以小于系數(shù)1.5的方式相比于在進(jìn)氣開口的壁和導(dǎo)流裝置之間構(gòu)造的通道之間的寬度更小或優(yōu)選地更大。以這種方式確保，即使直接撞擊到進(jìn)氣開口上的空氣也直接地引入到膜片上并且然后由此也進(jìn)入到測量室中。
[0012]優(yōu)選地相比于在膜片處將傳感器元件更近地布置在測量室的后壁處。此處優(yōu)選地傳感器元件的起傳感作用的側(cè)邊面對膜片。由此實現(xiàn)氣體尤其良好地流向傳感器元件，尤其地傳感器元件的起傳感作用的側(cè)邊。
[0013]本發(fā)明的另外的方面存在于提供帶有上面所描述類型的氣體傳感器的機(jī)動車。尤其氣體傳感器用于在機(jī)動車的內(nèi)室中監(jiān)控空氣質(zhì)量品質(zhì)。那么優(yōu)選地氣體傳感器與空調(diào)設(shè)備和/或機(jī)動車的空氣輸送閥或者機(jī)動車的空調(diào)設(shè)備聯(lián)結(jié)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面借助于在圖紙中描述的優(yōu)選的實施例進(jìn)一步解釋本發(fā)明。詳細(xì)地以示意圖: 圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的氣體傳感器的透視圖；
圖2顯示了在氣體流動平行于氣體傳感器的情況下穿過根據(jù)本發(fā)明的氣體傳感器的橫截面圖，以及
圖3顯示了在氣體流動垂直于氣體傳感器的情況下穿過根據(jù)本發(fā)明的氣體傳感器的截面圖。

【具體實施方式】
[0015]在圖1中在透視圖中描述了氣體傳感器I。該氣體傳感器I具有殼體2,在該殼體2中設(shè)置有進(jìn)氣開口 4。進(jìn)氣開口構(gòu)造成圓形。在進(jìn)氣開口 4中通過橋接片16保持導(dǎo)流裝置3。該導(dǎo)流裝置3以其外部的部分11伸出超過殼體2并且以其內(nèi)部的部分12引入到殼體2中。通過導(dǎo)流裝置3將來自所有的方向的空氣(其在此通過箭頭5標(biāo)明)加強(qiáng)地引入到氣體傳感器I中。由此導(dǎo)致在氣體傳感器I中更快的空氣交換并且氣體傳感器I的響應(yīng)時間降低。
[0016]優(yōu)選地轉(zhuǎn)向裝置一體地構(gòu)造。然而在其它的實施形式中轉(zhuǎn)向裝置也能由多個元件構(gòu)建而成或也能構(gòu)造為殼體2的組成部分。
[0017]在圖2中示出了穿過根據(jù)本發(fā)明的氣體傳感器I的橫截面。在殼體2中布置有傳感器元件6。該傳感器元件掛著地或懸著地布置在測量室7中。測量室7向外通過可透氣的膜片8與進(jìn)氣開口 4分開。進(jìn)氣開口構(gòu)造為罐形并且具有內(nèi)部的壁9，該壁構(gòu)造成垂直的并且通至膜片8。在上棱邊處殼體2構(gòu)造成帶有半徑，從而得到向外圓弓形地擴(kuò)寬的邊緣10。導(dǎo)流裝置3插入到進(jìn)氣開口 4的中心并且在該處利用橋接片16被保持。導(dǎo)流裝置3在此一體地構(gòu)造。導(dǎo)流裝置3構(gòu)造成漏斗形并且以其輪廓布置成與進(jìn)氣開口 4的邊緣10和壁9近似等距。由此得到在導(dǎo)流裝置3和壁9之間的流動通道14，該流動通道14通至膜片8、沿著膜片8引導(dǎo)并且在另一側(cè)再次引出，或者構(gòu)造成環(huán)形地圍繞導(dǎo)流裝置3。流動通道或流動環(huán)在各處具有大約相同的寬度。這可理解為，可能的差別小于系數(shù)1.5，優(yōu)選地小于系數(shù)1.2。在該圖中繪出了箭頭5，其描述空氣流動。導(dǎo)流裝置3還具有內(nèi)部的通路13，該通路13同樣構(gòu)造成漏斗形并且空氣可通過該通路13進(jìn)入或離開。在此處在圖2中顯示的空氣流動(其基本上平行于殼體2實現(xiàn))的情況中，空氣基本上通過外部的流動通道14進(jìn)入并且通過通道13再次離開。導(dǎo)流裝置3的前側(cè)邊到膜片8的間距近似與漏斗確切說導(dǎo)流裝置3到側(cè)邊(也就是說到進(jìn)氣開口 4的壁9)的間距一樣大。傳感器元件6在封閉的測量室7中布置成與膜片8有間距。到膜片8的間距比傳感器元件6到測量室7的與膜片8相對的壁15的間距更大，優(yōu)選為兩倍。傳感器元件6的起傳感作用的側(cè)邊面向膜片8?？諝饬鲃哟_切說通過膜片8穿過的空氣碰撞到該側(cè)邊上。此外可看出，導(dǎo)流裝置3以內(nèi)部的部分12伸入到進(jìn)氣開口 4中，而在導(dǎo)流裝置3的外部的部分11伸出超過進(jìn)氣開口 4。
[0018]在圖3中示出了根據(jù)本發(fā)明的氣體傳感器I，其與在圖2中示出的氣體傳感器I相符。此處也以橫截面示出氣體傳感器I。然后不同于圖2此處流動垂直于氣體傳感器I指向。相應(yīng)地反映空氣流動的箭頭5不同地構(gòu)造。在其余方面相同的參考標(biāo)記相應(yīng)于相同的部件。就此而言參照對圖1和2的描述?？諝饬鲃?在此基本上進(jìn)入通過導(dǎo)流裝置3的同樣在內(nèi)部的通路13中漏斗形地擴(kuò)寬的區(qū)域并且在導(dǎo)流裝置3的端部區(qū)域中被引導(dǎo)到膜片8上?？諝獯┝魍ㄟ^膜片8并且在測量室7中碰撞到傳感器元件6的具有感測作用的側(cè)邊上。然后空氣基本地在外部的通道中確切說在外部的環(huán)形的通道14中返回流動。通道13在前面的區(qū)域(也就是說面對于膜片8的區(qū)域)中的寬度近似與在橫截面中流動通道14的寬度一樣寬。
[0019]總體而言通過本發(fā)明實現(xiàn)將在測量室7中的氣體交換最佳化。這盡管在以下情況下也實現(xiàn)了，即在測量室7內(nèi)部的溫度相比于在測量室7外部的溫度典型地更高。由此實現(xiàn)傳感器元件6的更快的響應(yīng)性能。通過在交換容量方面改進(jìn)氣體交換也實現(xiàn)改進(jìn)的靈敏度。利用根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)流裝置3不取決于方向探測所有側(cè)的氣體流動。因此同樣傳感器的裝配不取決于流動方向來實現(xiàn)。
[0020]所有在上述的說明中和在權(quán)利要求中提到的特征可以任意的選擇與獨(dú)立權(quán)利要求的特征組合。因此發(fā)明的公開不受限于所說明的或者權(quán)利要求要求保護(hù)的特征組合，相反地可認(rèn)為所有在發(fā)明的范圍內(nèi)的有意義的特征組合為公開的。
【權(quán)利要求】
1.一種氣體傳感器，帶有殼體(2)、膜片(8)以及傳感器元件￠)，其中所述殼體(2)具有測量室(7)和進(jìn)氣開口(4)，所述傳感器元件(6)布置在所述測量室(7)中，并且所述膜片(8)將所述測量室(7)與所述進(jìn)氣開口(4)分開，其特征在于，在所述殼體的進(jìn)氣開口(4)中布置有導(dǎo)流裝置(3)，并且所述導(dǎo)流裝置(3)具有這樣的輪廓，即該輪廓在所述導(dǎo)流裝置⑶和所述進(jìn)氣開口⑷的壁(9)之間構(gòu)造一致寬的流動通道(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體傳感器，其特征在于，所述導(dǎo)流裝置(3)伸入到所述殼體⑵中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣體傳感器，其特征在于，所述導(dǎo)流裝置(3)伸出超過所述殼體⑵。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的氣體傳感器，其特征在于，所述進(jìn)氣開口(4)和所述導(dǎo)流裝置(3)構(gòu)造成相對于中垂線對稱。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的氣體傳感器，其特征在于，所述導(dǎo)流裝置(3)構(gòu)造成漏斗形。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的氣體傳感器，其特征在于，所述進(jìn)氣開口(4)構(gòu)造成罐形帶有向外圓弓形地擴(kuò)寬的邊緣(10)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的氣體傳感器，其特征在于，所述導(dǎo)流裝置(3)構(gòu)造內(nèi)部的通路(13)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的氣體傳感器，其特征在于，所述導(dǎo)流裝置(3)的內(nèi)部的通路(13)構(gòu)造成漏斗形。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的氣體傳感器，其特征在于，所述內(nèi)部的通路(13)的直徑在其最狹窄的部位處以小于系數(shù)1.5的方式比在所述導(dǎo)流裝置(3)和所述進(jìn)氣開口(4)的壁(9)之間構(gòu)造的流動通道(14)的寬度更小或更大。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的機(jī)動車，其特征在于，在所述機(jī)動車中布置有根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的氣體傳感器。
【文檔編號】G01N33/00GK104459027SQ201410467369
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】T.尼曼, J.帕洛克斯, V.斯克瓦雷克, F.施特拉克延 申請人:赫拉胡克公司