專利名稱：溫度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溫度傳感器。本發(fā)明的溫度傳感器適合于在將溫度敏感元件設(shè)置在具有流體(例如排氣氣體)流的流體管道中的情況下使用，諸如布置在催化轉(zhuǎn)換器或汽車排氣氣體清潔系統(tǒng)的排氣管內(nèi)，以便檢測流體的溫度。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，稱之為“排氣溫度傳感器”的溫度傳感器是已知的，這種溫度傳感器設(shè)置在車輛的排氣管道中并用來檢測排氣氣體的溫度。并且，已知的這種溫度傳感器具有一種結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，具有用鉑族材料制成的金屬電阻器的陶瓷基片安裝成用作溫度敏感部分(參考JP-A-2002-168701)。
該溫度傳感器的結(jié)構(gòu)示于圖7。陶瓷基片81用固定件90固定在由金屬制成的圓柱形的殼體80中。陶瓷基片81構(gòu)造成細長的片形，其具有涂敷在(apply)其一面上的導線層81a，如圖8所示。由鉑族或類似物熱敏電阻材料制成的金屬電阻器82印刷在陶瓷基片81的前端側(cè)部。在陶瓷基片81的尾端側(cè)部固定有端子83，其通過導線層81a與金屬電阻器82電氣連接。陶瓷基片81的端子83與MI電纜91的芯92連接，該MI電纜91從殼體80通過襯墊套93延伸，如圖7所示。另一方面，從殼體80的前端起，在長度為L1的位置處形成有凸緣部分80a，圍繞該凸緣部分80a以可轉(zhuǎn)方式安裝螺母94。在該凸緣部分80a的前端側(cè)部形成有密封表面80c，其與排氣管的安裝基面緊密接觸，從而防止排氣氣體泄漏出來。此外，在殼體80的前端側(cè)，形成多個流體連通口80b，以使排氣氣體與殼體80的內(nèi)部連通。這里，MI電纜91也稱之為“鞘子芯”(sheath core)，并且在金屬制成的圓柱形外部圓筒里面提供有多個芯92。該外部圓筒是絕緣的，并用陶瓷或類似物填充，以使芯92在與外部圓筒絕緣的同時被固定。
在這種溫度傳感器中，金屬電阻器82輸出隨排氣氣體溫度變化的電阻值，作為電信號，其被MI電纜91的芯92提取到殼體80的外面。這樣，排氣氣體的溫度通過溫度傳感器測量，因此車輛的發(fā)動機或類似物根據(jù)測量的溫度被適當?shù)乜刂啤?br>
發(fā)明內(nèi)容
然而，在諸如具有流體流排氣管的流體管有不同直徑的情況下，或在流體管的不同部位檢測溫度的情況下，很難改變從溫度傳感器的前端到流體管密封表面80c的長度(或支臂長度)L1。更具體地說，在溫度傳感器暴露在流體管內(nèi)那部分的軸向長度L1按照用戶要求必須改變的情況下，它要么必須在改變殼體80長度的同時改變陶瓷基片81的長度，要么改變MI電纜91的長度。這可能隨時需要準備具有不同長度的殼體80或陶瓷基片81。這種準備不僅增加麻煩，還可能增加制造成本。然而，如果這種改變使得陶瓷基片81的長度變大，則該陶瓷基片81具有軸向細長的形狀并可能降低其防震屬性。
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的背景技術(shù)提出本發(fā)明，且本發(fā)明的目的在于提供一種溫度傳感器，該溫度傳感器能夠容易改變其暴露在具有流體流的流體管內(nèi)部分的軸向長度(或支臂長度)，從而降低其制造成本，并保持陶瓷基片的防震屬性。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種溫度傳感器，包括凸緣，其具有孔并安裝在具有流體流的流體管上，以防止流體的泄漏；MI電纜，其形成為具有與金屬外圓筒絕緣并保持在該金屬外圓筒內(nèi)的金屬芯，并以以下方式固定在孔中使其自己的前端側(cè)從凸緣的前端側(cè)伸出并在軸線方向延伸；
金屬罩，其固定在MI電纜前端側(cè)外圓周上并具有流體連通口，以使流體能夠流入其中；以及溫度敏感元件，其包括安放在罩內(nèi)的陶瓷基片；形成在該陶瓷基片上并具有隨流體溫度變化的電特征的敏感部分；以及用于電連接該敏感部分和該MI電纜的金屬芯的導線部分。
在本發(fā)明的溫度傳感器中，罩直接固定在MI電纜的前端側(cè)外圓周上，該MI電纜以以下方式固定在孔中使其從凸緣的前端側(cè)伸出，并且安放在罩內(nèi)的陶瓷基片上具有敏感部分的溫度敏感元件與MI電纜的金屬芯電連接。因此，在暴露在具有流體流的流體管內(nèi)溫度傳感器部分的軸向長度(或支臂長度)必須改變的情況下，將MI電纜(即MI電纜的外圓筒)切割成所需要的長度就足夠了，從而改變MI電纜從凸緣前端側(cè)伸出的長度。此外，在這種溫度傳感器中，陶瓷基片的軸向長度不需要改變，從而不會引起伴隨陶瓷基片軸向長度變化而產(chǎn)生的防震問題的麻煩。
因此，根據(jù)本發(fā)明的溫度傳感器，暴露在流體管內(nèi)的溫度傳感器那部分的軸向長度(或支臂長度)的變化僅通過調(diào)節(jié)MI電纜的軸向長度來很容易地實現(xiàn)，從而降低了制造成本。另一方面，這種溫度傳感器設(shè)計成不需要為了改變支臂長度而改變陶瓷基片的軸向長度，使得當使用該溫度傳感器時也能夠保持該陶瓷基片的防震屬性。還有，在這種溫度傳感器中，用于布置溫度敏感元件的罩具有流體連通口，以使流體能夠流進該罩內(nèi)。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度溫度檢測，這在溫度敏感元件(或溫度敏感部分)對于流體溫度變化中的可靠性(responsibility)是極好的。
在此，構(gòu)成溫度敏感元件的溫度敏感部分沒有特殊限制，只要其電特征變化是取決于流體(例如排氣氣體)溫度。但是，從電氣電阻的高溫相關(guān)性、從化學穩(wěn)定性和良好的抗熱性的觀點看，優(yōu)選溫度敏感部分用主要由鉑構(gòu)成的電阻器制成。這種主要由鉑構(gòu)成的金屬電阻器可以用諸如絲網(wǎng)印刷方法的厚膜方法或諸如濺鍍或氣相淀積的薄膜方法形成在陶瓷基片上。考慮到圖形的微型化或圖形制造的離散，優(yōu)選用用薄膜在陶瓷基片上形成金屬電阻器。
另外，在本發(fā)明的溫度傳感器中，當沿著具有敏感部分的面的平面方向看時，優(yōu)選地，陶瓷基片在垂直于其軸向上的寬度小于MI電纜外圓筒的外徑。結(jié)果，固定在MI電纜前端側(cè)外圓周上的罩的尺寸(或直徑)可以減小，使得溫度傳感器本身可以做成小尺寸的。并且在本發(fā)明的溫度傳感器中，用于安放溫度敏感元件的罩的直徑可以減小，以提高溫度檢測的可靠性(responsibility)。
此外，在本發(fā)明的溫度傳感器中，優(yōu)選地，當沿著具有敏感部分的面的的平面方向看時，陶瓷基片在垂直于其軸向上的寬度W與其軸向長度L3的比率W/L3為0.2到4，并且長度L3和寬度W兩者最大為10mm。由于比率W/L3為0.2到4，這可使陶瓷基片防震屬性更穩(wěn)定。并且，由于長度L3和寬度W最大為10mm，因此，陶瓷基片的熱容量可以減小，從而提高了溫度檢測的可靠性。在此，優(yōu)選陶瓷基片具有更小的5mm厚度或小于值L3和W的厚度。
此外，在本發(fā)明的溫度傳感器中，陶瓷基片可以按以下方式地安放在罩內(nèi)使其自己的后端比形成在罩側(cè)壁上的流體連通口尾端更靠后側(cè)，并且用于防止流體進入到比陶瓷基片尾端更靠后側(cè)的區(qū)域的防護屏部分可以設(shè)置在罩內(nèi)，在形成于該罩側(cè)壁上流體連通口尾端和MI電纜的外圓筒前端面之間。
這里，在溫度敏感部分的導線部分和MI電纜的金屬芯在罩內(nèi)被連接的情況下，包括MI電纜金屬芯的傳導路徑暴露在組成溫度敏感元件陶瓷基片的尾端面和MI電纜外圓筒的前端面之間的內(nèi)部區(qū)域(或空間)。如果在安放有溫度敏感元件的罩上形成有流體連通口來改善溫度敏感元件的可靠性，則暴露的傳導路徑直接暴露在從該流體連通口進入該罩內(nèi)的流體中。另一方面，諸如來自內(nèi)燃機的排氣氣體的流體可能帶有諸如水分和煙灰的雜質(zhì)。結(jié)果，雜質(zhì)可能通過流體連通口并粘在暴露的傳導路徑上，從而引起諸如傳導路徑短路的麻煩。
相反，根據(jù)本發(fā)明的溫度傳感器，設(shè)置防護屏部分用以防止流體從陶瓷基片的尾端進入后側(cè)區(qū)域。結(jié)果，流體沒有暴露在包括設(shè)置在罩內(nèi)比陶瓷基片更靠后側(cè)的MI電纜金屬芯的傳導路徑中，從而，能夠防止流體中的雜質(zhì)粘在傳導路徑上。因此，即使在罩內(nèi)形成有流體連通口的情況下，能夠防止對于給定溫度傳感器傳導路徑的短路麻煩，這使得電可靠性極好同時提高了可靠性(responsibility)。在此，防護屏部分優(yōu)選用例如主要為玻璃的抗熱絕緣材料制成。
此外，在本發(fā)明的溫度傳感器中，用于至少保持MI電纜金屬芯的防震部分優(yōu)選設(shè)置在MI電纜外圓筒前端面和陶瓷基片尾端面之間的空間內(nèi)。通過提供這樣的防震部分，MI電纜的金屬芯能夠穩(wěn)定地保持在罩內(nèi)，從而在溫度傳感器的使用時間內(nèi)能夠可靠地防止MI電纜金屬芯的破裂。


圖1是實施例1的溫度傳感器的剖視圖；圖2是實施例1的溫度傳感器的部分放大剖視圖；圖3是根據(jù)實施例1的溫度傳感器的陶瓷基片的透視圖；圖4是實施例2的溫度傳感器的剖視圖；圖5是實施例2的溫度傳感器的部分放大剖視圖；圖6是根據(jù)實施例2的溫度傳感器的陶瓷基片的透視圖；圖7是現(xiàn)有技術(shù)的溫度傳感器的剖視圖；圖8是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的溫度傳感器的陶瓷基片的透視圖；附圖標號的說明100、300——溫度傳感器
7——凸緣7a——孔7b——密封表面3——MI電纜3a——外圓筒4——金屬芯(芯)1、400——罩401——前端側(cè)罩402——尾端側(cè)罩1a、1b、401a、401b——流體連通口20、200——溫度敏感元件2、22——陶瓷基片2a、22a——敏感部分(金屬電阻器)2b、2c、22b——導線部分(2b——電極線、2c——導線層)5——防震部分6——防護屏部分11——殼體13——引導導線具體實施方式
下面將參考附圖描述實施例1和2。
實施例1實施例1的溫度傳感器構(gòu)造成如圖1所示，包括凸緣7、MI電纜3、罩1和具有形成在陶瓷基片2上的溫度敏感部分2a的溫度敏感元件20。
更具體地說，SUS310S的凸緣7固定在由SUS304制成的圓柱形殼體11的前端側(cè)，并用在殼體11外圓周上轉(zhuǎn)動的螺母10安裝在車輛的有排氣氣體流動的排氣管上。這個螺母10有外螺紋10a并有六角形的螺母部分10b，以便通過將外螺紋10a緊固在未示出的排氣管安裝部分的內(nèi)螺紋上，來使凸緣7被安裝在排氣管的安裝部分。結(jié)果，溫度傳感器100整個地被固定在排氣管上。而且，凸緣7包括具有孔7a并軸向延伸的鞘子(sheath)部分7d；和位于鞘子部分7d的前端側(cè)并徑向向外凸出的凸出部分7c。該凸出部分7c形成為環(huán)形形狀，該環(huán)形形狀在其前端側(cè)具有錐形密封表面7b，以與未示出的排氣管安裝部分的相對錐形安裝面配合。當螺母10安裝在排氣管的安裝部分時，密封表面7b與安裝部分的安裝密封表面進行配合接合，以防止排氣氣體向外泄漏。另一方面，鞘子部分7d插入殼體11中，并用激光整周焊接(welding-all-around)氣密地固定在殼體11中。
MI電纜3固定在凸緣7的孔7a中，并從凸緣7的前端側(cè)和尾端側(cè)延伸。這里，MI電纜3以以下方式形成使一對由SUS310S制成的芯4(或金屬芯)是絕緣的并通過在外圓筒3a內(nèi)的、由SUS310S制成的絕緣粉末(即，在這個實施例中是SiO2粉末)保持。由SUS310S制成的底部圓柱形罩1用激光整周焊接固定在MI電纜3前端側(cè)的外圓周上。從罩1的前端到凸緣7密封表面的前端邊緣的軸向長度(即溫度傳感器100暴露在排氣管內(nèi)的部分的軸向長度)設(shè)定為L2(mm)。
這里，通過將MI電纜3用激光整周焊接于凸緣7的鞘子7d而將該MI電纜3固定在凸緣7的孔7a中。在罩1中，多個流體連通口1a形成在底壁31，該底壁31將待測量的流體引入罩1內(nèi)，并且有類似功能的多個流體連通口1b形成在側(cè)壁32上。溫度敏感元件20安放在罩1的前端部分。
組成溫度敏感元件20的氧化鋁(alumina)的陶瓷基片2的尺寸做成為當沿著具有下面描述的金屬電阻器2a的面的平面方向看時，使垂直軸向的寬度W小于MI電纜3的外圓筒3a的外徑W1(也就是說，在這個實施例中W＝2mm而W1＝2.5mm)。溫度敏感元件20的外觀圖示于圖3。在該溫度傳感元件20的陶瓷基片2中，垂直于軸向的寬度W與軸向長度L3的比率W/L3為2/3(也就是說，在這個實施例中，W＝2mm而L3＝3mm)。這里，陶瓷基片2的厚度設(shè)置成一個比前述的值L3和W更小的值(例如，在這個實施例中為0.5mm)。
而且，在陶瓷基片2的一個面上形成有金屬電阻器2a，其主要是由具有其電阻隨排氣氣體溫度而變化的Pt制成。這里，這種金屬電阻器2a形成為具有預定圖形形狀(雖然未示出，但在這個實施例中例如是彎曲的圖形)的膜，并且用玻璃或類似物的保護膜(雖然未示出)涂覆。在陶瓷基片2的這個面上形成有兩個與金屬電阻器2a連接的導線層2c。并且，一對電線2b一對一地接合成導線層2c，并且該導線層2c和電線2b之間的連接部分(或搭接部分)用由玻璃或類似物制成的保護膜涂覆。結(jié)果，金屬電阻器2a隨溫度而變化的電阻值作為電信號通過導線層2c輸出給電線2b。在這個實施例中，電線2b和導線層2c對應于權(quán)利要求中的導線部分，而金屬電阻器2a對應于敏感部分。
如圖2所示，通過將溫度敏感元件20的成對電線2b焊接于MI電纜3的芯4的末端4a來使金屬電阻器2a和MI電纜3的成對芯4電連接。這時，溫度敏感元件20按以下方式安放在罩1中使其陶瓷基片2的尾端2e(或尾端面)位于比流體連通口1的尾端1c更靠近后側(cè)，該尾端1c形成在罩1的側(cè)壁31上，其中該陶瓷基片2的尾端2e位于在最尾端側(cè)。
此外，在罩1中和MI電纜3外圓筒3a的前端面和陶瓷基片2的尾端面2e之間設(shè)置有用絕緣水泥制成的防震部分5，和用結(jié)晶玻璃(例如，硼硅酸鹽玻璃)制成的防護屏部分6，且該防護屏部分6設(shè)置在防震部分5的前端側(cè)并且比形成在該罩1側(cè)壁31上的流體連通口1b的尾端1c位于更靠近后側(cè)，該防護屏部分6設(shè)置在最靠尾端側(cè)。而且，防震部分5穩(wěn)定地保持布置在罩1中的MI電纜3的芯4和在MI電纜3的芯4與溫度敏感元件20的電線2b之間連接的部分。這里，在這個實施例中構(gòu)成主體部分6a的水泥包括主要由氧化鋁(alumina)和玻璃成分構(gòu)成的混凝料(aggregate)。
通過在罩1內(nèi)形成防護屏部分6，并且，越過防護屏部分6，罩1的內(nèi)部區(qū)域形成為前側(cè)和后側(cè)。因此，即使在罩1中形成流體連通口1a和1b的情況下，引入罩1的排氣氣體被防護屏部分6所阻塞，防止其進入比陶瓷基片2的尾端2e更后側(cè)的區(qū)域。結(jié)果，可以有效地防止包含在排氣氣體中的諸如濕量的雜質(zhì)粘在由電線2b和芯4構(gòu)成并位于陶瓷基片2后側(cè)的傳導路徑上。
此外，水泥的防震部分5和結(jié)晶玻璃的防護屏部分6可以以下述方式形成在罩1內(nèi)。首先，溫度敏感元件20的電線2b和MI電纜3的芯4a相互焊接在一起。此后，通過用激光整周焊接來將預先形成有流體連通口1a和1b的罩10固定在MI電纜3的外圓柱3a上，以蓋住溫度敏感元件20。此后，預定量的未固化水泥灌進形成在罩1底壁31上的流體連通口1a，并且干燥并固化，以形成防震部分5。隨后，預定量的玻璃粉末灌進同樣的流體連通口1a并進行熱處理，以形成防護屏部分6。
如圖1所示，MI電纜3的另一端4b固定在殼體11內(nèi)的連接端子14上。此外，一對引導導線13的一側(cè)端13a固定在連接端子14上。芯4的另一端4b和引導導線13的一側(cè)端13a與連接端子14一起用絕緣管15覆蓋。此外，由防熱橡膠制成的墊圈12嵌塞在殼體11的尾端側(cè)。成對的引導導線13從殼體11的尾端側(cè)延伸通過墊圈12。
在如此構(gòu)成的實施例1的溫度傳感器100中，罩1直接固定在MI電纜3的前端側(cè)的外圓周上，該MI電纜3按以下方式固定在凸緣7的孔7a中使其從凸緣7的前端側(cè)伸出，并且在安放在罩1中的陶瓷基片2上具有金屬電阻器2a的溫度敏感元件20與MI電纜3的芯4電連接。在溫度傳感器100該部分的軸向長度(或支臂長度)L2被改變的情況下，該長度是暴露在有流體(或排氣氣體)流的流體管(或排氣氣體)內(nèi)的長度，因此，MI電纜3(即MI電纜3的外圓筒3a)可以被切割成需要的長度，從而能夠改變其從凸緣7的前端側(cè)伸出的長度。此外，在這種溫度傳感器100中，陶瓷基片2的軸向長度不需要改變，以不引起防震部分5的問題，在其他情況下，其可能會隨著陶瓷基片2軸向長度的改變而改變。
此外，在這種溫度傳感器100中，陶瓷基片2的尺寸做成，當沿著具有金屬電阻器2a的面的平面方向看時，垂直于軸向的寬度W小于MI電纜3的外圓筒3a的外徑W1。因此，固定在MI電纜3前端側(cè)外圓周上的罩1的尺寸(即直徑)可以減小，以便溫度傳感器100本身可以做成小尺寸的溫度傳感器。此外，在這種溫度傳感器100中，安放有溫度敏感元件20的罩1的直徑可以減小，以提高溫度檢測的可靠性。
此外，在這種溫度傳感器100中，在溫度敏感元件20中的陶瓷基片2垂直于軸向的寬度W與軸向長度L3的比率W/L3為2/3(即，在這個實施例中，W＝2mm，而L3＝3mm)，并且陶瓷基片2的厚度可以設(shè)置成比前述的L3和W值更小的值(例如，在這個實施例中是0.5mm)。因此，通過將前述的比率W/L3設(shè)置為在0.2至4的范圍內(nèi)，陶瓷基片2的防震屬性可以做得更穩(wěn)定。通過將長度L3和寬度W設(shè)置成10mm或更小以及將陶瓷基片2的厚度設(shè)置成小于L3和W的值，并且，陶瓷基片2的熱容量可以減小，以提高溫度檢測的可靠性。
因此，根據(jù)實施例1的溫度傳感器100，溫度傳感器100暴露在流體管(或排氣管)內(nèi)那部分的軸向長度(或支臂長度)L2可以通過調(diào)節(jié)MI電纜3的長度而很容易改變，因此制造成本可以降低。并且這種溫度傳感器100設(shè)計成為了改變支臂L2的長度而不需要改變陶瓷基片2的軸向長度，使得當使用溫度傳感器100時陶瓷基片2的防震屬性能夠保持。
實施例2如圖4所示，實施例2的溫度傳感器300具有類似圖1所示的溫度傳感器100的結(jié)構(gòu)，除了溫度敏感元件200不同于實施例1的溫度傳感器100的溫度敏感元件之外。通過指定與圖1所示的實施例相同的部件，省去對溫度傳感器300的描述。
在實施例2的溫度傳感器300中使用的溫度敏感元件200的外觀圖示于圖6。當沿著具有金屬電阻器22a的面的平面方向看時，垂直于軸向的寬度W與組成溫度敏感元件200的陶瓷基片22軸向長度L3的比率W/L3為2(即，在這個實施例中，W＝3.2mm，而L3＝1.6mm)。這里，陶瓷基片22由氧化鋁制成，并且其厚度設(shè)置成小于前述值L3和W的值(具體為0.5mm)。
此外，在陶瓷基片22的中心，形成有金屬電阻器22a，其主要由隨排氣氣體溫度而變化的電阻的Pt制成。在陶瓷基片2上并且靠近兩端的部分，形成有兩個與金屬電阻器22a連接的膜形的導線部分22b。這兩個導線部分22b單獨地與MI電纜3的成對芯4相接合并連接。結(jié)果，隨著溫度而變化的金屬電阻器22a的電阻被作為電信號通過導線部分22b輸出到MI電纜3的芯4。這里，金屬電阻器22a與導線部分22b和芯4之間的連接部分用玻璃或類似物制成的保護膜涂覆(未示出)。在實施例2中，MI電纜3的外圓筒3a具有3.3mm的外徑。
在如圖5所示的實施例2的溫度傳感器300中，圓柱形罩400由雙重結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其由底部的圓柱形前端側(cè)罩401和具有兩個敞開端的尾端側(cè)罩402構(gòu)成。更具體地，該尾端側(cè)罩402用激光整周焊接固定在MI電纜3外圓筒3a的外側(cè)，且前端側(cè)罩401用激光整周焊接固定在尾端側(cè)罩402的外側(cè)。在前端側(cè)罩401中，多個流體連通口401b形成在側(cè)壁403，并且一個流體連通口401a形成在底壁404。這里，在尾端側(cè)罩402沒有流體連通口形成。
此外，溫度敏感元件200安放在具有雙重結(jié)構(gòu)的罩400中。更具體地說，溫度敏感元件200按以下方式安放在罩400中使構(gòu)成溫度敏感元件200的陶瓷基片22的尾端(或尾端面)2e設(shè)置在比形成在前端側(cè)罩401側(cè)壁403上的流體連通口401b的尾端401c更靠近后側(cè)。
此外，對于實施例2的溫度傳感器300，在罩400以及MI電纜3外圓筒3a的前端面和陶瓷基片22尾端面22e之間設(shè)置有由絕緣水泥制成的防震部分5和由結(jié)晶玻璃制成的防護屏部分6，且該防護屏部分6位于防震部分5的前端側(cè)，并且位于比形成在前端側(cè)罩401側(cè)壁403上的流體連通口401b尾端401c更靠近后側(cè)，其位于最尾端側(cè)。還有，防震部分5牢固地固定設(shè)置在罩400中的MI電纜3的芯4。
通過在罩400中形成防護屏部分6，并且，在越過防護屏部分6的罩1的內(nèi)部區(qū)域形成為前側(cè)和后側(cè)。因此，即使在罩400(即，前端側(cè)罩401)中形成流體連通口401a和401b的情況下，進入罩1的排氣氣體被防護屏部分6所阻塞，以防止其進入比陶瓷基片22尾端22e更后側(cè)的區(qū)域。結(jié)果，可以有效地防止包含在排氣氣體中的諸如濕量的雜質(zhì)通過流體連通口401a和401b粘在由位于陶瓷基片22后側(cè)的芯4構(gòu)成的傳導路徑上。
此外，在實施例2的溫度傳感器300中，水泥的防震部分5和結(jié)晶玻璃的防護屏部分6可以以下述方式形成在罩400內(nèi)。首先，溫度敏感元件200的電線22b和MI電纜3的芯4a相接合在一起。這些連接部分用保護膜涂覆，并且尾端側(cè)罩402然后用激光整周焊接將其固定于MI電纜3的外圓筒3a上。此后，將預定量的未固化水泥從尾端側(cè)罩402的前端側(cè)開口灌進，并且干燥并固化，以形成防震部分5。隨后，預定量的玻璃粉末從同一個前端側(cè)開口灌進并進行熱處理，以形成防護屏部分6。具有預先形成的流體連通口401a和401b前端側(cè)罩401用激光整周焊接的方法如此固定在尾端側(cè)罩402上，以覆蓋溫度敏感元件200。
這種溫度傳感器300也能夠?qū)崿F(xiàn)類似實施例1的溫度傳感器的作用和效果。同樣，通過實施例2的溫度傳感器300，溫度傳感器300暴露在流體管(或排氣管)內(nèi)那部分的軸向長度(或支臂長度)L2，通過調(diào)節(jié)MI電纜3的軸向長度而很容易改變，因此使制造成本降低。并且，這種溫度傳感器300設(shè)計成不需要為了改變支臂長度L2而改變陶瓷基片22的軸向長度，因此陶瓷基片22的防震屬性可以保持。
在此之前已經(jīng)結(jié)合實施例1和2描述了本發(fā)明。但是，本發(fā)明不限于這些實施例，在不脫離本發(fā)明要點的情況下可以適當?shù)貙Ρ景l(fā)明進行修改。例如，防震部分5不限于用水泥制成的那一種，而是可以用陶瓷纖維(例如，主要由氧化鋁和SiO2構(gòu)成的纖維)制成。
此外，在實施例1和2中，防震部分5可以略去，并且防護屏部分6可以按照以下方式形成即它填滿陶瓷基片2和22尾端2e和22e后側(cè)的整個區(qū)域。另一方面，實施例1和2的溫度傳感器100和300不僅可以用于排氣溫度傳感器，也可以用于測量發(fā)動機入口溫度和房間內(nèi)外空氣溫度的溫度傳感器。
本申請是基于2003年5月2日提交的日本專利申請JP2003-127448和2004年3月16日提交的日本專利申請JP2004-73811，上述申請的全部內(nèi)容合并在此作為參考，就如同將其在這里提出的一樣。
權(quán)利要求1.一種溫度傳感器，包括凸緣，其具有孔并安裝在具有流體流的流體管上，以防止所述流體的泄漏；MI電纜，其形成為具有與金屬外圓筒絕緣并保持在金屬外圓筒上的金屬芯，并以以下方式固定在所述孔中使所述MI電纜的前端側(cè)從所述凸緣的前端側(cè)伸出并在軸線方向延伸；金屬罩，其固定在所述MI電纜前端側(cè)外圓周上；以及溫度敏感元件，其特征在于，所述金屬罩具有流體連通口，以允許所述流體能夠流入其中，以及，所述溫度敏感元件包括安放在所述罩內(nèi)的陶瓷基片；形成在所述陶瓷基片上并具有隨所述流體溫度變化的電特征的敏感部分；以及用于電連接所述敏感部分和所述MI電纜的所述金屬芯的導線部分。
2.如權(quán)利要求1的溫度傳感器，其中，當沿著具有所述敏感部分的面的平面方向看時，所述陶瓷基片在垂直于其軸向上具有小于所述MI電纜的所述外圓筒外徑的寬度。
3.如權(quán)利要求1的溫度傳感器，其中，當沿著具有所述敏感部分的面的平面方向看時，所述陶瓷基片在垂直于其軸向上具有的寬度W與其軸向長度L3的比率W/L3為0.2到4，并且所述長度L3和所述寬度W兩者最大為10mm。
4.如權(quán)利要求2的溫度傳感器，其中，當沿著具有所述敏感部分的面的平面方向看時，所述陶瓷基片在垂直于其軸向上具有的寬度W與其軸向長度L3的比率W/L3為0.2到4，并且所述長度L3和所述寬度W兩者最大為10mm。
5.如權(quán)利要求1的溫度傳感器，其中，所述陶瓷基片按以下方式安放在所述罩內(nèi)使所述陶瓷基片的后端比形成在所述罩的側(cè)壁中的所述流體連通口尾端更靠后側(cè)，并且用于防止所述流體進入比所述陶瓷基片尾端更后側(cè)的區(qū)域的防護屏部分可以設(shè)置在所述罩內(nèi)，在形成于所述罩的所述側(cè)壁內(nèi)的所述流體連通口尾端和所述MI電纜的所述外圓筒的前端面之間。
6.如權(quán)利要求2的溫度傳感器，其中，所述陶瓷基片按以下方式安放在所述罩內(nèi)使所述陶瓷基片的后端比形成在所述罩的側(cè)壁內(nèi)的所述流體連通口尾端更靠后側(cè)，并且用于防止流體進入比所述陶瓷基片尾端更后側(cè)的區(qū)域的防護屏部分可以設(shè)置在所述罩內(nèi)，在形成于所述罩的所述側(cè)壁內(nèi)的所述流體連通口尾端和所述MI電纜的所述外圓筒的前端面之間。
7.如權(quán)利要求5的溫度傳感器，其中，防護屏部分設(shè)置成覆蓋所述陶瓷基片的所述后端。
8.如權(quán)利要求6的溫度傳感器，其中，防護屏部分設(shè)置成覆蓋所述陶瓷基片的所述后端。
9.如權(quán)利要求5的溫度傳感器，其中，所述防護屏部分主要由玻璃制成。
10.如權(quán)利要求6的溫度傳感器，其中，所述防護屏部分主要由玻璃制成。
11.如權(quán)利要求1的溫度傳感器，其中，用于保持至少所述MI電纜的所述金屬芯的防震部分設(shè)置在所述MI電纜的所述外圓筒的前端面和所述陶瓷基片的尾端面之間的空間內(nèi)。
12.如權(quán)利要求1的溫度傳感器，其中，所述溫度敏感元件的所述敏感部分用主要由鉑構(gòu)成的金屬電阻器制成。
專利摘要一種溫度傳感器，包括凸緣，其具有孔并安裝在具有流體流的流體管上，以防止所述流體的泄漏；MI電纜，其形成為具有與金屬外圓筒絕緣并保持在金屬外圓筒上的金屬芯，并以以下方式固定在所述孔中使所述MI電纜的前端側(cè)從所述凸緣的前端側(cè)伸出并在軸線方向延伸；金屬罩，其固定在所述MI電纜前端側(cè)外圓周上并具有流體連通口，以允許所述流體能夠流入其中；以及溫度敏感元件，其包括安放在所述罩內(nèi)的陶瓷基片；形成在所述陶瓷基片上并具有隨所述流體溫度變化的電特征的敏感部分；以及用于電連接所述敏感部分和所述MI電纜的所述金屬芯的導線部分。
文檔編號G01K7/22GK2795837SQ20042005934
公開日2006年7月12日 申請日期2004年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月2日
發(fā)明者半澤剛, 西雅彥 申請人:日本特殊陶業(yè)株式會社