用于感測流體介質的濕度的傳感器裝置的制造方法
【專利說明】用于感測流體介質的濕度的傳感器裝置
【背景技術】
[0001] 從現(xiàn)有技術已知用于確定流體介質、即液體或者氣體的特性的眾多方法和裝置。 原則上，所述特性可以是任意的、能夠以物理和/或化學方式測量的特性，所述特性定量或 者定性流體介質。在此，尤其涉及氣體或氣體混合物的相對或絕對濕度。眾所周知地，濕度 傳感器使用在內燃機的進氣段或排氣段。在這里，例如為了調節(jié)燃燒效率、尤其為了無殘留 和清潔的燃燒，重要的是：還求取所供給的新鮮空氣的濕度，以便能夠例如調節(jié)新鮮空氣和 返回的廢氣之間的、相應所想要的混合比例，并且隨后確定對于內燃機氣缸中被預先確定 的混合所需要的數(shù)量的燃料。關于所供給的環(huán)境空氣以及廢氣的濕度的信息被發(fā)動機控制 器使用于多個被調節(jié)的過程。
[0002] 盡管從現(xiàn)有技術已知的、用于感測流體介質濕度的傳感器裝置有眾多的優(yōu)點，它 們仍包含改進潛力。那么，相對空氣濕度依賴于環(huán)境溫度。如果環(huán)境溫度在不增加或者除 去濕氣的情況下升高，則所測量的相對濕度下降，并且反之亦然。在已知的傳感器裝置中， 用于感測濕度的傳感器元件不一定與傳感器裝置的電子裝置的熱脫耦。因此，在一些情況 下導致，由于電子裝置的自身加熱，熱到達傳感器元件上并且因此使其測量值錯誤。然而， 機械的脫耦僅在也存在空間之處是可能的。如果傳感器裝置的構建必須在最小的空間上進 行，如傳感器裝置例如存在于熱膜空氣流量計中占主導，則機械的脫耦通常是不可能的。那 么，結果是錯誤的空氣濕度信號。

【發(fā)明內容】

[0003] 因此，提出一種用于感測流體介質的濕度的傳感器裝置，該傳感器裝置可以至少 在很大程度上避免已知傳感器裝置的缺點并且在所述傳感器裝置中尤其改進相對濕度的 測量準確性。
[0004] 根據(jù)本發(fā)明的、用于感測流體介質的濕度的傳感器裝置包括至少一個具有測量室 的殼體。在本發(fā)明的框架下，殼體通常理解為一種裝置，該裝置包圍至少一個內室，并且該 裝置執(zhí)行對傳感器裝置的一個或多個部件的防護功能，所述一個或多個部件被接收在所述 至少一個內室中。尤其，所述殼體可以設置用于提供機械的防護功能。替代地或者附加地， 也可以提供例如針對濕度、在使用傳感器裝置時的機械載荷的防護功能，熱防護功能或者 其它的防護功能或者所提到的和/或其它的防護功能的組合。優(yōu)選，所述殼體可以設置用 于，確保至少相對于機械載荷的防護作用。例如，殼體可以至少部分地由剛性的材料制造， 所述材料例如在殼體被固定在流體介質的流動室中時在常規(guī)力的情況下、例如常規(guī)的螺栓 緊固力的情況下不經歷變形。該殼體例如可以完全或部分地由金屬材料和/或塑料材料制 造。
[0005] 此外，傳感器裝置包括至少一個濕度模塊，該濕度模塊具有至少一個用于感測測 量室中的流體介質的濕度的傳感器元件和用于感測測量室中的流體介質的溫度的第一溫 度檢測器。在此，濕度模塊至少部分地布置在殼體的測量室中。
[0006] 在本發(fā)明的框架下，用于感測流體介質的濕度的傳感器元件可理解為一種元件， 該元件適合于確定流體介質并且優(yōu)選氣體的潮濕度。潮濕度或者簡短地說濕度為水蒸氣在 確定的體積（例如一個室）中的流體混合物和尤其氣體混合物中的份額。在此，潮濕度或 者濕度可以作為相對空氣濕度（以百分數(shù)說明）被感測。對于當前的溫度和當前的壓力來 說，所述相對空氣濕度給出目前水蒸氣含量相對于流體混合物的最大可能的水蒸氣含量的 比例。替代地，濕度可以作為絕對濕度被感測。所述絕對濕度為水蒸氣在確定的體積中的質 量，即，其密度或者說濃度。通常，所述術語也是特定的濕度和混合比例。在這里，與總質量 相比或者說與干燥空氣的質量相關地給出濕氣的質量。這種表示大多以[g/kg]進行。用 于感測濕度所使用的測量原理例如在Konrad Reif (編者），Sensoren im Kraftfahrzeug， 2010年第一版，98至100頁中說明。
[0007] 此外，傳感器裝置具有評估單元。該評估單元構造用于輸出表明測量室中的流體 介質的溫度的第一溫度信號和用于輸出表明測量室中的流體介質的濕度的濕度信號。評估 單元進一步構造用于借助于第二溫度信號來修正濕度信號，該第二溫度信號表明傳感器裝 置的至少與評估單元熱脫耦的區(qū)域中的流體介質的溫度。
[0008] 在本發(fā)明的框架下，評估單元通?？衫斫鉃閮?yōu)選電子的控制裝置、尤其傳感器裝 置的控制電子裝置和/或評估電子裝置或者這類控制電子裝置和/或評估電子裝置的一部 分?？刂齐娮友b置和/或評估電子裝置通?？梢栽O置用于，控制傳感器裝置的至少一種功 能和/或感測和處理至少一種由傳感器裝置所產生的信號，尤其就關于流體介質濕度的信 息的獲取而言進行評估。所述評估可以進一步在信號準備的框架下并且部分地是預評估但 是或者可以包括完全的評估。
[0009] 在本發(fā)明的框架下，傳感器裝置的與評估單元熱脫耦的區(qū)域可理解為傳感器之內 的一個區(qū)域，該區(qū)域不承受由于傳感器裝置的電子或電構件引起的加熱或者僅承受由于傳 感器裝置的電子或電構件引起的輕微加熱。
[0010] 評估單元尤其構造用于借助于第一溫度信號和第二溫度信號之間的差來修正相 對濕度信號。例如，第二溫度信號從第一溫度信號中被減去。這樣求取的差可以使用來求 取測量室中的流體介質的經修正的飽和蒸汽壓力。
[0011] 在本發(fā)明的框架下，所述飽和蒸汽壓力可理解為流體介質的這樣的壓力，在所述 壓力下，氣態(tài)的聚集狀態(tài)與液態(tài)或固態(tài)的聚集狀態(tài)處于平衡。所述飽和蒸汽壓力與溫度有 關。在平衡狀態(tài)下，液體或者說固體的蒸發(fā)或者說升華與氣體的冷凝或者說凝華在量上相 同。
[0012] 此外，評估單元構造用于借助于經修正的飽和蒸汽壓力來修正濕度信號。
[0013] 此外，傳感器裝置可以包括用于求取第二溫度信號的第二溫度檢測器。替代地，評 估單元可以具有存儲器，第二溫度信號可以從所述存儲器中調出。在此，第二溫度信號尤其 與傳感器裝置的運行條件有關。
[0014] 此外，提出一種用于修正傳感器裝置的濕度信號的方法，該傳感器裝置用于感測 流體介質的濕度。所述傳感器裝置具有至少一個濕度模塊。該濕度模塊具有至少一個用于 感測測量室中的流體介質的濕度的傳感器元件和用于感測測量室中的流體介質的溫度的 第一溫度檢測器。該方法包括以下步驟：
[0015] -求取第一溫度信號，該第一溫度信號表明所述測量室中的流體介質的溫度，
[0016] -求取濕度信號，該濕度信號表明所述測量室中的流體介質的濕度，
[0017] -借助于第二溫度信號修正濕度信號，所述第二溫度信號表明傳感器裝置的熱脫 耦的區(qū)域中的流體介質的溫度。
[0018] 所述濕度信號可以借助于第一溫度信號和第二溫度信號之間的差被修正。例如， 第二溫度信號從第一溫度信號中被減去。借助于該差可以求取測量室中的流體介質的經修 正的飽和蒸汽壓力。濕度信號可以借助于經修正的飽和蒸汽壓力被修正。第二溫度信號可 以由第二溫度檢測器求取。替代地，第二溫度信號為憑經驗求取的信號。
[0019] 在本發(fā)明的框架下，經驗求取的信號可理解為一種信號，該信號根據(jù)實驗室試驗 在不同的條件下被求取并且存儲在評估單元的存儲器中。在此，這樣求取的信號表征傳感 器裝置的電子裝置的自身加熱。例如，連續(xù)地評估第二溫度信號的值。然后，在傳感器裝置 運行時，微控制裝置由當前所測量的濕度信號