测量传感器及其制造方法技术

这里建议的是测量传感器，特别是用于测定内燃机废气中的氧气含量的测量传感器和其制造方法。测量传感器包括有一个配置在金属外壳（１０）的纵向孔（１６）内的传感元件（１２）夹套，传感元件（１２）借助于传感元件密封件气密封地被夹在夹套中，在这里，传感元件密封是一个玻璃密封（５７）。夹套具有一个在测量气体侧的陶瓷模制件（２０）和一个在连接侧的陶瓷模制件（２７），它们轴向串联配置，在两个陶瓷模制件（２０，２７）之间形成了一个空腔（５５），玻璃密封（５７）被热压在空腔里面。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
技术水平本专利技术涉及按照独立权利要求类型的测量传感器。从US-PS5467636中公知这种传感器，在这种传感器中，一个平面型传感元件，借助于密封元件不透气地固定在废气侧的、下部的陶瓷模制件的绝缘套管里。在废气侧的陶瓷模制件在背向废气的端面有一个凹槽，这个凹槽包围了绝缘套管，玻璃密封放置在凹槽里。另外一个陶瓷模制件放在玻璃密封上面，借助于金属钎焊，同壳体连接。玻璃密封包围了位于凹槽之内的传感元件，并且在这个部位、在陶瓷模制件和传感元件之间制造了气密的连接。本专利技术的优点具有独立权利要求特征的、按照本专利技术的测量传感器的优点是，平面型传感元件可以同两个陶瓷模制件机械稳定、并且气密的连接。以此达到传感元件气密的密封是抗震动的，这样，在车辆中使用测量传感器期间，可以达到传感元件的超过使用寿命的、机械稳定的密封固定。按照本专利技术的方法，可以合理地制造传感元件的气密固定。采用在从属权利要求中介绍的措施，可以另外构成和改进按照本专利技术的。如果玻璃密封尽可能大面积地覆盖传感元件，然而又不能觉察到地进入到前面的、在以后测量传感器工作时承受高热负荷的范围，在传感元件和陶瓷模制件之间可以达到特别稳定的、气密的机械式结合。在玻璃密封前面的测量气体侧配置粉状附加密封，在融化过程中，可以阻止玻璃进入传感元件的、前面的、热高负荷范围。对制造过程合理的是，两个在相对端面上的陶瓷模制件，以凹模和凸模的形式构成，因此相互作用。通过此，可以充分利用陶瓷模制件的几何尺寸挤压玻璃密封和必要情况下使用的粉状附加密封。凹模和凸模之间形成的缝隙具有以下优点，在挤压时，玻璃密封可以漏入缝隙中，通过此可以采用高的压力挤压。同时，通过此可以避免，陶瓷模制件的两个端面相互碰在一起。另外，在陶瓷模制件之间的环缝中，可以放入另一个玻璃密封，或者放入一个环形的金属薄膜或者金属片，用此可以使两个陶瓷件达到结构闭合的连接。附图在下面的图中示出了本专利技术的三个实施例，并且在下面的说明中进行了详细的介绍。其中附图说明图1按照本专利技术的测量传感器的剖面图，图2用于在没有遮蔽状态下的传感元件的传感元件密封的第一个实施例，具有一个制造密封件的装置，图3在没有遮蔽状态下的传感元件密封的第二个实施例，图4在没有遮蔽状态下的传感元件密封的第三个实施例。实施例在图1中示出的测量传感器是一个用于测定内燃机废气中氧气含量的电化学测量传感器。测量传感器具有一个金属壳体10，在这个金属壳体中，安装了一个片状的传感元件12，它具有一个在测量气体侧的终端段13和一个在连接侧的终端段14。壳体10有一个螺纹，作为用于安装到未示出的废气管内的固定件。此外，在壳体10中，安排有一个纵向孔16，比如说具有第一个凸肩状的环形面17和第二个凸肩状的环形面18。在纵向孔16里，安装了一个在测量气体侧的陶瓷模制件20，它具有一个在测量气体侧的绝缘套管24以及一个在测量气体侧的端面21和一个在连接侧的端面22。在测量气体侧的端面21带有一个锥形密封面23，这个密封面座落在位于第二个凸肩状环形面18上的金属密封垫圈25上。在测量气体侧的陶瓷模制件20的上方，安装了一个连接侧的陶瓷模制件27，它具有一个在连接侧的绝缘套管30以及一个测量气体侧的端面28和一个在连接侧的端面29。在连接侧陶瓷模制件27的在连接侧的端面29上面，放上了一个处于机械预应力下的盘形弹簧31，盘形弹簧借助于一个管状的固定罩32压到从壳体10里伸出来的、在测量气体侧的陶瓷模制件27上，其中，固定罩32借助于鼻状固定件34伸入到配置在壳体10外面的环形槽33里。两个陶瓷模制件20、17，借助于固定罩32和盘形弹簧31，在轴向方向中预夹紧，这样，在测量气体侧的陶瓷模制件20用锥形的密封面23压到密封垫圈25上面。通过此，在壳体10和陶瓷模制件20之间构成了一个气密的密封面。从壳体伸出来的、在测量气体侧的终端段13例如被一个具有进气孔和出气孔38的、双壁的保护管37间隔地包围着。在连接侧的终端段14上，传感元件12具有没有详细示出的触点，这些触点借助于一个接触插头41与连接电缆触点接通。比如说，连接插头41由两个陶瓷件组成，这两个陶瓷件用一个夹紧件43固定在一起。传感元件12的、从连接侧陶瓷模制件27伸出来的、在连接侧的终端段14，用一个金属套管45包围着，金属套管同壳体10气密封地焊接在一起，而且具有一个管状的开口47，用于穿引连接电缆42的电缆绝缘套管48位于这个开口里面。在测量气体侧的陶瓷模制件20，在连接侧的端面22上，有一个凸模状的凸出件51，这个凸出件包围了测量气体侧的绝缘套管24。在连接侧的陶瓷模制件27，在测量气体侧的端面28上，具有一个凹槽52，凸模状的凸出件51插入这个凹槽中，有一个径向缝隙53。在凸模状凸出件51的端面和凹槽53的底部之间，构成了一个空腔55，这个空腔装入了玻璃密封57。也可以在连接侧陶瓷模制件27上构成一个凸模状的凸出件51，在测量气体侧陶瓷模制件20上构成凹槽52。玻璃密封57，实现了传感元件16在陶瓷模制件20、27内气密的密封。凸模状凸出件51和凹槽52的尺寸是这样设计的，在测量气体侧陶瓷模制件20和连接侧陶瓷模制件27的相对环形面之间形成了一个环形缝隙59。环形缝隙59用于，玻璃密封57的易熔玻璃在挤压时可以通过径向缝隙53泄漏到环形缝隙59中。易熔玻璃、比如说锂(Li)-铝(Al)-硅酸脂玻璃或者锂(Li)-钡(Ba)-铝(Al)-硅酸脂玻璃，适合于做玻璃密封57。也可以在易熔玻璃里加入添加剂，通过此可以改善熔化玻璃的流动特性。作为添加剂，为了玻璃密封57的增塑，在接缝过程中，可以使用象铜，铝，铁，黄铜，石墨，氮化硼，MoS2或者这些材料的混合物的粉状材料。比如说，采用了锂(Li)-碳酸脂、锂(Li)-皂、硼砂或者硼酸作为玻璃密封57的熔剂。添加平衡填充剂、象铝(Al)-氮化物、硅(Si)-氮化物、锆(Zr)-钨酸盐或者这些材料的混合物，适合于适应热膨胀。如果玻璃密封57添加了陶瓷粘接剂，象铝(Al)-磷酸脂或者铬(Cr)-磷酸脂，可以进一步改善玻璃密封57同陶瓷模制件20、27的陶瓷的结合。为了达到传感元件12用玻璃密封57大面积沾湿，在所示出的实施例中，陶瓷模制件的测量气体侧的绝缘套管24和连接侧绝缘套管30的侧面分别构造了一个向着空腔55的锥形扩展段61(图2、3和4)。从图2、3和4中，可以知道在没有遮蔽状态下的、传感元件密封的三个实施例，分别有一个用于制造玻璃密封57的装置。这个装置具有一个作为凹模的托架70，它有一个夹套71和挡块72。陶瓷模制件20和27在夹套71中定位，陶瓷模制件具有装在绝缘套管24、30中的传感元件12。对此，传感元件12的轴向位置通过挡块72预先给定，其中，传感元件12的、在测量气体侧的终端段13放在挡块72上。首先，在测量气体侧的陶瓷模制件20同传感元件12一起，插入夹套71中。在凸模形凸件51的端面上，放上了一个玻璃半成品63，例如以玻璃丸或者玻璃薄膜的形式，在这里，玻璃半成品63具有一个孔，用这个孔，玻璃半成品63移到传感元件12上。然后，在连接侧的陶瓷模制件27放到玻璃半成品63上，其中，传感元件12的在连接侧终端段伸出绝缘套管30。在所说明的配置中，借助于本文档来自技高网...

【技术保护点】
测量传感器，特别是用于测定内燃机废气中的氧气含量的测量传感器，具有一个配置在金属外壳纵向孔内的传感元件夹套，传感元件借助于传感元件密封气密封地被夹在夹套中，其中，传感元件密封含有玻璃密封，其特征是，传感元件（１２）的夹套，具有一个在测量 气体侧的陶瓷模制件（２０）和一个在连接侧的陶瓷模制件（２７），在两个陶瓷模制件（２０，２７）之间形成了一个空腔（５５），玻璃密封５７被热压入空腔里面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：卡尔赫尔曼弗里泽，海因茨盖尔，赫尔穆特魏尔，汉斯马丁维德曼，
申请(专利权)人：罗伯特博施有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]