具有载体元件和传感器的测量系统技术方案

一种测量系统，其包括：a)具有纵轴线(A)的载体元件(14、21、32、41)，在载体元件上布置有传感器(1、22、33)，以用于获知气态或液态流体的过程量，以及b)传感器(1、22、33)，其中，传感器(1、22、33)具有流体通道(34)，并且其中，载体元件(14、21、32、41)具有流体通道，其特征在于，为了将载体元件(14、21、32、41)的流体通道与传感器(1、22、33)的流体通道(34)连接，载体元件(14、21、32、41)分别具有至少一个联接元件(6、7、23、35、42)，联接元件垂直于纵轴线(A)地从载体元件(14、21、32、41)中凸出并且联接元件伸入到传感器(1、22、33)的流体通道(34)中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有载体元件和传感器的测量系统
本专利技术涉及一种根据权利要求1前序部分所述的包括载体元件和传感器的测量系统。
技术介绍
具有微机械传感器的载体元件的类属的测量系统在DE102011119472B3中被公开。特别是在图1中，该测量系统在载体元件与微机械传感器之间具有通过钎焊部来提供的连接部。此外，DE102011119472B3还公开了，被称为芯片保持部的钎焊部配设有导入和/或导出的引线。焊料部在该文献的图1和图2中当然是被理想化示出的。确切的说，焊料的分布和其边界是不均匀的。因此，在微机械传感器与载体元件之间的流体传导的范围在各个模型中不具有相同的死体积，而是在大批量生产中会明显变化。
技术实现思路
因此，基于类属的DE102011119472B3，本专利技术的任务是在载体元件与微机械传感器之间提供一种导流的连接，该导流的连接具有限定的死体积。本专利技术利用权利要求1的特征来解决该任务。根据本专利技术的测量系统包括：a)具有纵轴线A的载体元件，在载体元件上布置有传感器，以用于获知气态或液态的流体的过程量，以及b)传感器其中，传感器具有流体通道，并且其中，载体元件具有流体通道，并且其中，为了将载体元件的流体通道与传感器的流体通道连接，载体元件分别具有至少一个联接元件，该联接元件垂直于纵轴线A地从载体元件中凸出，并且该联接元件伸入到传感器的流体通道中。通过根据本专利技术的测量系统实现了从载体元件到传感器的导流的连接，该导流的连接相对于传统的焊料连接具有限定的死体积。本专利技术有利的设计方案是从属权利要求的主题。有利的是，联接元件一体式地与载体元件连接。特别有利地一体式成形的联接元件可以借助成型加工方法，优选借助例如通过所谓的滚压法的冷成型来实现，如其已由(例如DE102006011021A1的)汽车制造所公知。替选地，该一体式成形的联接元件也可以通过切削加工成形出来。替选地，联接元件可以有利地构造为管形的构件，该管形的构件布置在载体元件的流体通道中。在该情况下，联接元件可以在流体通道的排出开口上具有金属的接合层，以用于将联接元件机械地接合到载体元件上，该接合层在载体元件的表面的部分区域上延伸。由此可以实现在联接元件接合到载体元件的经改进的压力稳定性。作为对此附加地，上述金属接合层在传感器的表面的部分区域上延伸，用以将联接元件机械地接合到传感器上。因此总而言之，在传感器、联接元件和载体元件之间的过渡部具有相同的接合层。该接合层可以单层地或特别优选多层地构成。在该情况下，如在权利要求2或3中所示的那样，联接元件和载体元件一体式地构造，建议仅在传感器与联接元件之间有金属的接合层。有利的是，可以将要么仅是在传感器与联接元件之间要么在传感器、联接元件和载体元件之间的金属接合层构造为焊料连接部。为了使焊料连接部可靠并且具有良好的能再制作性而建议，对焊料丝或特别优选是预先冲压好的焊料薄片或电化学沉积的焊料涂覆部进行熔化，以用于建立焊料连接部。有利的是，作为焊料连接部的耐化学的材料组分建议使用金和/或锡。替选或附加于焊料连接部地，可以构造出形式为电化学沉积的金属层的金属接合层。电化学沉积措施，特别是电镀沉积仅具有小的温度负荷，从而在施布接合层时不出现温度应力。公知有不同的电化学沉积措施。电化学沉积的金属层可以特别有利地构造为电镀的涂覆部。该沉积变型方案是特别有利的，这是因为通过对电镀池中的电流密度和沉积持续时间的调整可以调整接合层的层厚度。对于有针对地施布接合层来说有利的是，在载体元件与电镀的涂覆部之间布置有由导电漆形成的层。在该位置处实现了特别集中的沉积并且因此实现了对联接元件的良好的锚定。优选的是，载体元件和/或联接元件由金属、优选是由不锈钢，特别优选是由PH17-4型不锈钢构成。该材料一方面耐腐蚀，而另一方面还具有与传感器材料相匹配的热膨胀系数。尤其有利的是，载体元件的材料以如下方式与传感器元件的材料相匹配，即，载体元件的材料的热膨胀系数小于传感器的材料的热膨胀系数7倍，优选小于5倍。同样情况对于联接元件来说同样是有利的。为了附加地稳定化而有利的是，在传感器与载体元件之间布置有其它的材料锁合(stoffschlüssig)的连接部。该材料锁合的连接部尤其可以是焊料连接部。特别有利的是，前面提到的材料锁合的连接部在传感器与载体元件之间的区域中尽可能均匀地分布。由此有利的是，传感器的朝向载体元件的表面可以划分成至少三个规格相等的传感器区段，其中，三个中的至少两个传感器区段至少分别具有其中一个材料锁合的连接部。附图说明结合下面的附图详细阐述本专利技术。其中：图1示出传感器的示意图，其具有传感器体和联接开口；图2示出传感器体的示意图，其在传感器体的部分表面上具有第一电镀层，该第一电镀层与联接开口电连接；图3示出传感器体的示意图，其具有布置在联接开口上的导管和栓塞；图4示出传感器体的示意图，其具有布置在联接开口上的导管和管的；图5示出传感器体的示意图，其具有导管，导管借助支撑件对着传感器体的第一侧面支撑；图6示出具有传感器体的示意图，其在传感器体的表面上以及在其中每个导管的周侧面上具有电镀的涂覆部；图7示出传感器体的示意图，其具有导管但没有栓塞，并且在传感器体的表面上以及在其中每个导管的周侧面上具有电镀的涂覆部；并且图8示出传感器体的示意图，其具有导管和管，并且在传感器体的表面上以及在其中每个导管的周侧面上具有电镀的涂覆部；图9示出第一测量系统的载体元件的剖视图；图10示出测量系统的示意性的剖视图；图11以透视的方式示出测量系统的示意性的剖视图；图12示出测量系统的载体元件的示意图，其具有金属接合层；图13示出第二测量系统的示意图。具体实施方式在图1-13中示出的测量系统优选用于过程和自动化技术的测量仪中。本专利技术涉及传感器在载体元件上的接合方案。这些传感器在下面的实施例中被描述为微机械传感器。当然，本专利技术并不局限于微机械传感器。优选的传感器的基面可以优选地相当于晶片的最大基面。在此，将如下的面理解为基面，即，传感器可以以该面与载体元件连接。特别优选的是，传感器的至少一个边长小于或等于10cm。完全特别优选的是，传感器的所有边长都小于或等于10cm。图1示出了传感器1的第二实施例，该传感器构造为用于科里奥利质量流量测量仪的传感器，该传感器在本实施例中以微机械的结构方式(MEMS，Micro-Electro-Mechanical-System)构造。传感器1包括传感器体2，该传感器体由陶瓷构成，并且具有带第一联接开口3和第二联接开口4的表面，这些联接开口分别具有约1mm的直径。传感器体2是方形的并且具有第一和第二方形的侧面，这些侧面分别典型的大小为约1cm2。第一和第二联接开口3、4布置在传感器体2的第一侧面上，并且导致能穿流的容积，该容积布置在传感器体内部，并且借助金属体，尤其是金属管相对传感器体限界。图2示出了根据本专利技术的第一方法步骤。在该第一方法步骤中，传感器体2的第一侧面的一部分以如下方式进行电镀，即，电镀层5朝向第一和第二联接开口3、4建立电连接。替选地，可以对传感器体2的整个表面进行电镀。以该方式保护传感器的电子部件以防在传感器体2外部产生的电磁场。图3示出了根据本专利技术的下一个方法步骤。将第一和第二呈柱体形的导管6、7(其分别具有典本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量系统，其包括：a)具有纵轴线(A)的载体元件(14、21、32、41)，在所述载体元件上布置有传感器(1、22、33)，以用于获知气态或液态流体的过程量，以及b)所述传感器(1、22、33)，其中，所述传感器(1、22、33)具有流体通道(34)，所述流体通道在所述传感器(1、22、33)内部延伸，并且其中，所述载体元件(14、21、32、41)具有流体通道，其特征在于，为了将所述载体元件(14、21、32、41)的流体通道与所述传感器(1、22、33)的流体通道(34)连接，所述载体元件(14、21、32、41)分别具有至少一个联接元件(6、7、23、35、42)，所述联接元件垂直于所述纵轴线(A)地从所述载体元件(14、21、32、41)中凸出，并且所述联接元件伸入到所述传感器(1、22、33)的流体通道(34)中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.12.21 DE 102012112975.41.一种测量系统，其包括：a)具有纵轴线(A)的载体元件(14、21、32、41)，在所述载体元件上布置有传感器(1、22、33)，以用于获知气态或液态流体的过程量，以及b)所述传感器(1、22、33)，其中，所述传感器(1、22、33)具有流体通道(34)，所述流体通道在所述传感器(1、22、33)内部延伸，并且其中，所述载体元件(14、21、32、41)具有流体通道，其特征在于，为了将所述载体元件(14、21、32、41)的流体通道与所述传感器(1、22、33)的流体通道(34)连接，所述载体元件(14、21、32、41)分别具有至少一个联接元件(6、7、23、35、42)，所述联接元件垂直于所述纵轴线(A)地从所述载体元件(14、21、32、41)中凸出，并且所述联接元件伸入到所述传感器(1、22、33)的流体通道(34)中。2.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述联接元件(42)一体式地与所述载体元件(41)连接。3.根据权利要求1或2所述的测量系统，其特征在于，所述联接元件(42)借助成型加工方法从所述载体元件(41)中成形出来。4.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述联接元件(6、7、23、35)构造为管形的构件，所述管形的构件布置在所述载体元件(14、21、32)的流体通道中。5.根据权利要求4所述的测量系统，其特征在于，所述联接元件(6、7、23、35)在载体元件的流体通道的排出开口上具有金属接合层，以用于将所述联接元件(6、7、23、35)机械地接合到所述载体元件(14、21、32)上，所述接合层在所述载体元件(14、21、32)表面的部分区域上延伸。6.根据权利要求2所述的测量系统，其特征在于，金属接合层在所述传感器(1、22、33)表面的部分区域上延伸，用以将所述联接元件(6、7、23、35)机械接合到所述传感器(1、22、33)上。7.根据权利要求5所述的测量系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿希姆·维斯特，克里斯托夫·休伯，哈根·费特，弗兰克·施泰因霍夫，
申请(专利权)人：恩德斯豪斯流量技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH