用于檢測流動流體介質的至少濕度的傳感器裝置制造方法
【專利摘要】推薦一種用于檢測流動流體介質(112)的至少一種特性的傳感器裝置(110)。傳感器裝置(110)包括至少一個濕度傳感器(114)。傳感器裝置(110)包括至少一個用來對濕度傳感器(114)施加流動流體介質(112)的施加裝置(116)。施加裝置(116)包括至少一個隔膜(118)。施加裝置(116)還包括至少一個保護裝置(120)。保護裝置(120)具有至少一個導肋結構(122)。
【專利說明】用于檢測流動流體介質的至少濕度的傳感器裝置 現有技術
[0001] 現有技術已公開了很多用于檢測流動流體介質的至少一種特性的傳感器裝置， 所述特性原則上可以是任意一種可以對流動流體介質進行定性、定量的可測物理、化學特 性，所述特性尤其可以涉及濕度（尤其是空氣濕度）、質量流量、流速、體積流量、壓力（例 如空氣壓力）。以下將參考氣體傳感器和濃度探頭（例如Robert Bosch GmbH :Sensoren im Kraftfahrzeug(汽車中的傳感器），2010年出版，第98?101頁）、溫度傳感器（例如 Robert Bosch GmbH:汽車中的傳感，2010年出版，第102?111頁）、熱膜式空氣質量流量 計（例如 Robert Bosch GmbH :Sensoren im Kraftfahrzeug (汽車中的傳感器），2010 年 出版，第146?148頁），對本發(fā)明進行說明。所述流動流體介質例如可以涉及某種氣體或 者液體。以下將參考燃燒用空氣和/或者內燃機（例如汽車）的廢氣，對本發(fā)明進行說明。 但原則上也可以是其它應用。
[0002] 例如，為了比較精確地噴油量和/或者比較精確地控制廢氣再循環(huán)（AGR)，可能需 要檢測吸入燃燒用空氣的濕度，例如比濕度。例如現有技術就公開了可以整合在空氣質量 流量計之中、或者可以作為獨立的傳感器安裝于進氣歧管之中的濕度傳感器。
[0003] 傳感器裝置尤其是濕度傳感器原則上還可以有其它應用，例如在低壓廢氣再循環(huán) 系統(tǒng)（LP-EGR)中可以冷凝廢氣再循環(huán)冷卻器和/或者增壓空氣冷卻器中的水蒸氣。尤其 可能存在腐蝕危險，例如酸的形成、水錘、冰凍引起的腐蝕危險。一般來說，在此類系統(tǒng)中為 相關冷卻器尤其是增壓空氣冷卻器配置了旁路，主要可以根據吸入空氣的水分含量（例如 空氣濕度）對其進行控制，以便有針對性地避免發(fā)生冷凝。
[0004] 現有技術尤其公開了電容式濕度傳感器，通常可以通過吸濕性聚合物的電容變化 而出現測量效應。水分子通常會隨著相對空氣濕度尤其是相對環(huán)境濕度的變化擴散到電介 質之中，并且會因為水的介電常數較高（= 80)而改變聚合物層的電容。
[0005] 例如在其后公布的德國專利申請DE 10 2010 043 083. 3就推薦了一種用于檢測 流體介質的流動特性的傳感器裝置，所述傳感器裝置包括至少一個傳感器殼體，在傳感器 殼體之內容納至少一個壓力傳感器和至少一個濕度傳感器。傳感器裝置可以包括至少一個 隔膜，尤其是至少可讓濕氣部分透過的隔膜。
[0006] 可以將濕度傳感器設計成獨立的傳感器，或者整合在空氣質量流量傳感器之中。 例如傳感器可以包括安裝于至少一個塑料框上的至少一個電子模塊和至少一個傳感元件 與至少一個可以透過蒸汽的隔膜。傳感器還可以包括至少一個電子腔室蓋，所述電子腔室 蓋具有至少一個挖空部分，所述挖空部分例如可以實現介質交貨，尤其是流動流體介質與 進氣歧管內的空氣進行交貨。
[0007] EP 1 017 931 B1公開了一種用于內燃機的傳感器，包括用于檢測吸入空氣質量 的空氣質量流量計與傳感元件。濕度傳感器、壓力傳感器以及對空氣質量流量計或者其傳 感元件、濕度傳感器和壓力傳感器輸出的數據進行處理的分析電路均與空氣質量流量計或 者其傳感元件相鄰布置在唯一的殼體之中。
[0008] 現有技術所公開的傳感器裝置均有一些缺點。例如尤其對于包括濕度傳感器的傳 感器裝置，需要相對于被測流動流體介質尤其是氣態(tài)介質的顆粒放電改善傳感器裝置的穩(wěn) 健性。尤其應避免灰塵顆粒、空氣顆粒物、微小油滴和水滴引起測量信號失真和/或者傳感 器裝置（例如傳感器）損壞。例如需要防止?jié)穸葌鞲衅饔绕涫前鼑鷿穸葌鞲衅鞯奈鼭衲な?到外來氣體的影響，以及/或者防止沾上臟污的冷凝水，否則可能會導致可逆或不可逆的 特性變化、分流電阻、形成微氣候以及/或者導致連接觸點腐蝕。例如可以通過能透過水蒸 氣的隔膜保證有效保護傳感器裝置尤其是傳感元件，例如這樣就能將水滴、臟污冷凝水、粗 大臟污顆粒與傳感器裝置尤其是傳感元件隔離。但是隔膜本身仍然會由于流動流體介質中 夾帶的固體顆粒物而受到機械損傷，并且/或者可能會沾上臟污的冷凝水，從而例如可能 會阻礙或者抑制冷凝水通過。在最為糟糕的情況下，例如油膜完全遮蓋隔膜的表面，可能會 引起測量效應完全喪失。因此需要有一種用來檢測流動流體介質的至少一種特性的傳感器 裝置，該傳感器裝置能至少部分抑制或者減輕現有技術所公開的傳感器裝置的缺點。


【發(fā)明內容】

[0009] 推薦一種用于檢測流動流體介質的至少一種特性的傳感器裝置。所述傳感器裝置 基本上指的是用來檢測流動流體介質的至少一種特性的裝置。關于可以定性和/或者定量 檢測的至少一種被測特性，例如可以參考現有技術的以上說明。所述特性尤其可以流動流 體介質的至少一個質量流量、至少一個溫度、某種成分的至少一部分或者至少一個空氣濕 度。所述流動流體介質尤其可以涉及某種氣體，尤其是空氣。傳感器裝置尤其可以用于汽 車【技術領域】，例如用于內燃機的進氣歧管和/或者排氣歧管之中。但原則上也可以有其它 使用領域。
[0010] 傳感器裝置包括至少一個濕度傳感器。所述濕度傳感器原則上可以涉及任意一種 用來檢測濕度的裝置。所述檢測濕度可以涉及定性和/或者定量檢測。例如濕度傳感器可 以用來檢測流動流體介質中是否存在水，例如空氣濕度，尤其是相對空氣濕度。所述空氣濕 度可以涉及以流動流體介質體積為單位的水蒸氣含量，可以例如以g/m3為單位注明空氣 濕度。所謂相對空氣濕度指的是例如一定溫度下存在于流動流體介質中的水蒸氣量與相同 溫度下水蒸氣飽和量的比例，例如以百分比表達相對空氣濕度。濕度傳感器可以包括例如 至少一個電阻式和/或者電容式傳感元件，例如與現有技術所公開的一樣。
[0011] 例如濕度傳感器可以具有至少一個吸濕層，所述吸濕層能夠隨濕度尤其是相對濕 度變化可逆儲存水，因此通?？梢砸痣娮韬?或者電容急劇變化，對其進行分析就能測 定濕度。若為電容式濕度傳感器尤其是濕度探針，則吸濕層尤其是例如A1203絕緣層和/ 或者高分子塑料可以作為電容器的電介質。吸濕層同時也可以作為支承板。濕度傳感器尤 其是其電容器大多可以包括能夠透過水蒸氣的電極。作為替代或補充方案，電容器的電極 可以具有梳狀結構。隨著濕度升高，尤其隨著相對濕度升高，電介質通常就會吸收濕氣尤 其是水，探針的電容就會顯著升高。例如也可以將濕度傳感器設計成電阻式探針。例如電 阻式探針可以在至少一對電極之間具有至少一種絕緣基材，尤其是吸濕性基材，例如粘結 劑中的鹽（LiCl)，尤其可作為漿料。該層的電導率可以隨濕度尤其是相對濕度顯著變化， 可以將其用來測定濕度。尤其在Robert Bosch GmbH公司2010年出版的"Sensoren im Kraftfahrzeug (汽車中的傳感器）"第98?101頁中就描述了現有技術所公開的濕度傳感 器的示例。但是作為替代或補充方案，原則上也可以將其它類型的濕度傳感器用于本發(fā)明。
[0012] 傳感器裝置包括至少一個用來對濕度傳感器施加流動流體介質的施加裝置。所述 施加裝置原則上可以涉及任何一種用來對濕度傳感器施加流動流體介質的裝置。所述施加 裝置可以涉及例如流動流體介質的主流與濕度傳感器之間的連接。例如所述施加裝置也可 以涉及將至少一部分流動流體介質輸送給濕度傳感器的輸入管。例如施加裝置也可以包括 將流動流體介質從濕度傳感器排出的排出管，或者可以至少部分與排出管相連。例如施加 裝置可以包括至少一個管件、至少一個開口、至少一個閥、至少一個過濾器、至少一個擴散 元件或者至少一個空腔。所謂施加原則上所指的可以是使得傳感器的至少一部分與流動流 體介質的至少一部分適當接觸，使得傳感器可以檢測流動流體介質的濕度，尤其是相對濕 度。
[0013] 施加裝置包括至少一個隔膜。所謂隔膜指的是例如用來將施加裝置的至少一部分 至少部分封閉的分離層。例如所述隔膜可以涉及可讓濕氣至少部分透過的隔膜，尤其是半 滲透性隔膜。隔膜可以優(yōu)先用來防止流動流體介質的至少一部分與濕度傳感器接觸、與至 少另一個傳感元件接觸、或者與傳感器裝置的至少另一部分接觸。隔膜可以優(yōu)先用來使得 濕度尤其是空氣濕度適當透過，尤其是朝向濕度傳感器透過，從而能夠盡可能精確和/或 者可靠檢測濕度，尤其是空氣濕度，例如相對空氣濕度。隔膜尤其可用來使得臟污顆粒（例 如油顆粒和/或者灰塵顆粒）遠離濕度傳感器。所述隔膜尤其可以涉及可供濕氣至少部分 透過的隔膜。
[0014] 施加裝置還包括至少一個保護裝置。所述保護裝置原則上可以涉及任意一種用來 保護傳感器裝置尤其是濕度傳感器或者至少一個附加傳感器和/或者至少一個附加傳感 元件的裝置。保護裝置尤其可以用來防止?jié)穸葌鞲衅骰蛘咧辽僖粋€附加傳感元件尤其是隔 膜受到臟污顆粒或者其它環(huán)境因素的影響。所述其它環(huán)境影響可以涉及例如流動流體介質 的高速度、流動流體介質的高溫、流動流體介質的高壓和/或者流動流體介質的低壓。
[0015] 保護裝置具有至少一個導肋結構。所述導肋結構原則上可以涉及任意一種用來改 變流動流體介質的至少一種特性的元件，例如流動流體介質的速度、流動流體介質的流動、 流動流體介質的流動方向、流動流體介質形成潤流、流動流體介質的壓力、流動流體介質的 溫度，以及/或者流動流體介質的至少一種化學特性，例如流動流體介質的成分。
[0016] 傳感器裝置還可以包括至少一個流動傳感器。所謂流動傳感器原則上可以涉及任 意一種用來檢測至少一種流動特性的傳感元件，所述流動特性可以涉及流動流體介質的至 少一種質量流量。所述流動傳感器尤其可以涉及至少一個熱膜式空氣質量流量計（HFM)，例 如熱膜式空氣質量流量芯片。所述流動傳感可以涉及例如Robert Bosch GmbH公司2010 年出版的"Sensoren im Kraftfahrzeug(汽車中的傳感器）"第146?148頁中描述的熱 膜式空氣質量流量計。例如流動傳感器可以包括至少一個流道，尤其是至少一部分流動流 體介質可以流過的流道。例如流動傳感器可以具有至少一個傳感器殼體，尤其是包括流道 的傳感器殼體。例如可以將流動傳感器設計成插入式探針。流動傳感器可以包括至少一個 傳感元件。例如可以將傳感元件容納在流道之中。例如可以將傳感元件設計成傳感器基板 上的傳感器芯片。例如傳感器芯片可以具有至少一個測量面，尤其是至少一部分流動流體 介質可以流過的測量面。例如流動傳感器可以包括至少一個熱膜式空氣質量流量計。熱膜 式空氣質量流量計尤其可以包括至少一個硅芯片，例如具有至少一個可以讓流動流體介質 流過的測量面。流動傳感器可以包括至少一個加熱元件。流動傳感器可以具有至少一個上 游溫度探頭和至少一個下游溫度探頭。在測量面上，例如在傳感器表面上可以有至少一個 加熱元件和至少兩個溫度探頭，尤其是一個下游溫度探頭和一個上游溫度探頭。從利用溫 度探頭測定的溫度分布的不對稱性可以推斷至少一種流動特性。例如可以將至少一個流動 傳感器布置在至少一個電子模塊的至少一個傳感器基板上。例如傳感器基板可以至少部分 伸入到流動流體介質之中。電子模塊可以采用例如整體設計。例如電子模塊尤其可以包括 至少一個控制電路和/或者至少一個分析電路，可以將其用來控制流動傳感器和/或者記 錄流動傳感器的信號。例如電子模塊可以具有至少一個電路基板。電子模塊尤其還可以具 有至少一個傳感器基板，該傳感器基板可以與電路基板機械相連。例如可以將電路基板布 置在傳感器殼體的電子腔室之中。例如電子模塊可以至少部分被殼體和/或者隔膜所包 圍。傳感器殼體和/或者電子腔室可以具有至少一個以可逆或者不可逆方式至少部分封閉 電子腔室的電子腔室蓋。傳感器基板可以從電子腔室伸入到流動流體介質之中。傳感器殼 體尤其優(yōu)選具有至少一個能夠讓流動流體介質流過的流道。例如支承流體傳感器的電子模 塊的傳感器基板可以從電子腔室伸入到傳感器殼體內至少一個可以讓流動流體介質流過 的流動之中。所述至少一個流道尤其可以采用整體設計，但是也可以具有至少一個主流道 和至少一個偏離該主流道的旁路流道，所述傳感器基板優(yōu)選例如與現有技術所公開的一樣 伸入到旁路流道之中。電子模塊的電路基板尤其可以包括至少一個印刷電路板，例如可以 單獨使用印刷電路板，或者例如也可以將其安裝在機械支架上，例如至少一個用金屬材料 制成的沖裁折彎零件。傳感器基板可以與電路基板直接相連，或者也可以與基板零件（例 如沖裁折彎零件）相連。也可以采用其它實施方式。例如可想而知，用至少一個電路板材 料制成電子模塊，可以用電路板材料、最好用整張電路板材料制成電路基板和傳感器基板。 作為替代或補充方案，也可以使用現有技術所公開的注射成型電路板作為電子模塊?？上?而知原則上可以有各種不同的實施方式。
[0017] 傳感器裝置還可以包括至少一個溫度感器。所述溫度傳感器原則上可以涉及任意 一種用來檢測至少一個溫度、尤其用來檢測流動流體介質的至少一個溫度的傳感元件。例 如所述溫度傳感器可以涉及現有技術所公開的溫度傳感器，例如Robert Bosch GmbH公司 2010年出版的"Sensoren im Kraftfahrzeug(汽車中的傳感器）"第102?111頁中描述 的溫度傳感器。例如可以將溫度傳感器設計成包括至少一個隨溫度變化的電阻的電阻式溫 度傳感器，或者設計成NTC電阻（負溫度系數電阻），或者設計成熱電偶，或者設計成溫度 計。
[0018] 傳感器裝置還可以包括至少另一個傳感元件，例如至少一個壓力傳感器，用于檢 測流動流體介質的至少一個壓力。所述附加傳感元件也可以涉及例如氧傳感器，所述氧傳 感器可以涉及例如用來至少檢測流動流體介質中的氧含量的裝置。
[0019] 通常將濕度傳感器容納在傳感器裝置的殼體之中。例如所述殼體可以涉及用來至 少部分容納濕度傳感器的傳感裝置的元件。例如所述殼體可以涉及傳感器殼體。所述殼體 和/或者傳感殼體原則上可以涉及一種整體或者多元結構的裝置，所述裝置可使得傳感裝 置、濕度傳感器、流動傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器或者氧傳感器至少盡可能對外隔絕， 并且/或者至少盡可能防止機械作用和/或者其它類型的作用，例如化學作用和/或者濕 度作用。殼體和/或者傳感器殼體尤其可以包括至少一個插入式探針，例如可以將傳感器 裝置完全或者部分設計成插入式探針。首選可以將插入式探針插入到流動流體介質之中， 可想而知，有可替換或者永久的插入方式。例如插入式探針可以伸入到流動流體介質的流 動管之中。流動管本身可以是傳感器裝置的組成部分，但也可以作為獨立的部件。例如流動 管可以包括至少一個開口，插入式探針可以插入該開口之中。尤其可以至少部分用一種塑 料材料制成插入式探針和/或者流動管，例如利用注射成型法。若為容納，例如將濕度傳感 器容納在殼體之中，指的是殼體和/或者傳感器殼體至少部分、優(yōu)選完全包圍濕度傳感器、 流動傳感器、溫度傳感器或者壓力傳感器。殼體可以至少部分包圍施加裝置。
[0020] 殼體可以具有至少一個開口。施加裝置可以包括殼體中的至少一個開口?？梢赃m 當設計開口，使得至少一部分流動流體介質可以進入殼體、抵達濕度傳感器或者施加裝置。 所述開關原則上可以涉及用來使得至少一部分流動流體介質流過開口的殼體元件。例如所 述開口可以涉及圓形、多角、多邊形或者橢圓形開口。開口可以至少部分封閉和/或者可以 封閉。例如隔膜可以至少部分封閉開口。所謂封閉指的是至少一部分流動流體介質不能通 過開口，例如可以阻止臟污顆粒通過開口。隔膜特別優(yōu)選至少部分包圍濕度傳感器，尤其優(yōu) 選至少部分包圍傳感元件。例如傳感元件和/或者濕度傳感器可以被至少一個框架所包 圍，尤其優(yōu)選被塑料框所包圍。框架可以是例如殼體的一部分，但也可以完全獨立或者部分 獨立。框架可以包括至少一個開口，可以將隔膜緊靠在開口下方，例如朝向開口下方的濕度 傳感器和/或者傳感元件。
[0021] 例如可以將導肋結構安置于隔膜上。所謂"安置"指的是例如使得導肋結構與隔 膜直接接觸。例如在隔膜和導肋結構之間也可以形成至少一個間隙。但是在導肋結構和隔 膜之間原則上也可以有傳感器裝置的附加元件。例如導肋結構也可以與隔膜相連，例如至 少以粘接、螺紋連接或者擠壓方式。
[0022] 例如可以相對于隔膜適當布置保護裝置，使得對濕度傳感器施加的流動流體介質 首先通過導肋結構，然后通過隔膜。例如可以在流動流體介質尤其是至少一部分流動流體 介質的流動方向將保護裝置布置在隔膜前面。所述對濕度傳感器施加的流動流體介質原則 上可以涉及全部流動流體介質和/或者至少一部分流動流體介質。
[0023] 例如保護裝置可以用來使得流動流體介質至少偏轉一次。所謂使得流動流體介質 偏轉指的是例如使得至少一部分流動流體介質的流動方向至少改變一次。所述偏轉例如可 以涉及流動過程和/或者擴散過程。例如可以根據保護裝置的幾何特性進行偏轉。作為替 代或補充方案，也可以根據例如保護裝置所產生的壓力差產生偏轉。
[0024] 導肋結構可以包括至少一個導肋。導肋結構首選包括多個導肋。所述導肋原則上 可以涉及用來引導至少一部分流動流體介質的導肋結構元件。導肋可以具有長方形幾何形 態(tài)。所謂長方形幾何形態(tài)指的是具有很大高寬比的幾何形態(tài)。導肋可以用來引導至少一部 分流動流體介質。所謂"引導"指的是預先確定某種輸送特性，例如流動流體介質尤其是至 少一部分流動流體介質的速度和/或者方向。例如可以將導肋設計成壁。多個導肋可以包 括例如相互平行、相互排成直線、相互垂直或者以任意角度相互排列的導肋。例如可以將多 個導肋的導肋布置在一個平面中和/或者多個平面中。
[0025] 例如可以按照選自以下類別的排列方式布置導肋：
[0026] 縱向排列，導肋基本上平行于流動流體介質的主流動方向；
[0027] 橫向排列，導肋基本上垂直于流動流體介質的主流動方向；
[0028] 徑向排列，導肋沿徑向相互排列；
[0029] 割線排列，導肋與一個虛擬的圓相割；
[0030] 迷宮排列，導肋形成迷宮結構，可以通過迷宮結構使得對濕度傳感器施加的流動 流體介質多次偏轉。
[0031] 所謂"基本上平行"指的是方位，例如導肋與主流動方向的夾角小于90°，例如小 于45°，優(yōu)選小于10°，特別優(yōu)選小于0°。所謂"基本上垂直"指的是一種排列，主流動方 向與導肋之間形成的夾角大于0°，例如為45°?135°，優(yōu)選為80°?100°，特別優(yōu)選為 90°。所謂"主流動方向"指的是流動流體介質的流動方向，特別優(yōu)選是大部分流動流體介 質的流動方向，例如流動流體介質在傳感器裝置上方的流動方向，以及/或者在施加裝置 上方的流動方向，以及/或者在殼體上方的流動方向，以及/或者在開口上方的流動方向。 所謂"徑向"指的是導肋的排列，尤其是徑向排列，導肋可以朝向至少一個共同的定位點對 準，例如基本上沿著一個虛擬圓的半徑。例如所述定位點可以涉及消失點。例如徑向排列 可以包括類似于風機轉子葉片排列的導肋排列。導肋結構尤其是導肋可以站立，例如在殼 體上站立，尤其在殼體和/隔膜的表面上站立。但是原則上也可以將導肋設計成至少部分 可以運動，例如作為至少一個風機的組成部分。所謂割線排列和/或者"割線"，指的是例如 可以將導肋沿著某個虛擬圓的割線排列。所謂"迷宮排列"和/或者"迷宮結構"指的是可 以通過導肋形成的流動流體介質的輸入管和/或者路徑系統(tǒng)，由導肋給至少一部分流動流 體介質預先確定至少一種流動方向變化，優(yōu)選優(yōu)先確定多個流動方向變化。
[0032] 例如可以將導肋設計成薄片、刀片、轉子葉片和/或者壁?？梢詫Ю咴O計成長方 體形狀，但也可以將其設計成長方體、棒、圓柱體和/或者管。導肋可以圍繞至少一個軸線、 例如圍繞長方體的軸線扭轉，例如扭曲和/或者彎曲。
[0033] 保護裝置可以具有至少一個蓋。所謂蓋指的是例如用來將施加裝置的至少一部分 至少部分遮蓋的元件。例如所述蓋可以涉及頂蓋。所述蓋尤其可以涉及安放在導肋結構上 的盤形蓋。例如導肋結構可以與蓋以可逆或者不可逆方式相連，例如粘接和/或者擠壓。例 如蓋可以如上所述基本上平行于殼體的某個表面，例如平行于壁和/或者頂蓋。尤其可以 將導肋設計成殼體和蓋之間的隔條。所謂"盤形蓋"尤其指的是基本上平坦的、例如扁平的 蓋。但原則上也可以是其它設計形態(tài)。
[0034] 保護裝置可以用來對至少一部分流動流體介質進行節(jié)流。所謂"節(jié)流"可理解為 減小流動速度。例如保護裝置可以具有附加結構，例如導肋的粗糙度，并且/或者在導肋的 至少一個表面上具有基本上垂直于流動的薄片狀結構。
[0035] 例如保護裝置可以用來將至少一部分流動流體介質引向濕度傳感器，也可選擇引 導流體介質離開濕度傳感器，例如在通過濕度傳感器檢測了濕度之后。例如作為替代或補 充方案，施加裝置也可用來將至少一部分流動流體介質引向濕度傳感器，并且可選擇重新 引導流體介質離開濕度傳感器。例如施加裝置和/或者保護裝置可以形成經過濕度傳感器 的至少一部分不完全閉合的流動流體介質回路。
[0036] 可以將保護裝置尤其是導肋結構至少部分整合在傳感器裝置的殼體之中，尤其整 合在殼體的殼蓋之中。例如所述殼蓋可以涉及用于例如朝向流動流體介質的主流至少部分 遮蓋和/或者封閉的殼體元件。例如所述殼蓋可以涉及電子腔室蓋。
[0037] 上述傳感器裝置與已知的傳感器裝置相比具有很多優(yōu)點。例如不僅可以減少到達 傳感器裝置、施加裝置或者濕度傳感器的隔膜（例如可以透過濕氣的隔膜）的顆粒，而且也 可以減小其速度。例如傳感器裝置尤其是本發(fā)明所述的裝置能夠將隔膜與吸入空氣中的大 部分固體顆粒、水滴和/或者油滴隔離。蓋尤其是開口的蓋基本上能夠與導肋結構共同執(zhí) 行兩種功能：
[0038] 尤其可以通過迷宮結構，例如迷宮狀的設計，防止顆粒和液滴（例如液態(tài)介質）的 直接沖擊。例如在顆粒到達布置在傳感元件尤其是濕度傳感器上方的隔膜之前，可以通過 流體偏轉分離大部分顆粒。
[0039] 可以將不含顆粒的空氣（尤其是不含顆粒的流動流體介質，例如去除了顆粒的流 動流體介質）引向傳感元件，并且還可選擇將其重新送入主流。這樣就能保證充分交換空 氣，尤其可以保證流動流體介質的交換，從而例如改善傳感器裝置（例如傳感器）的響應特 性。本發(fā)明所述傳感器裝置的優(yōu)點是適合于在發(fā)動機（例如內燃發(fā)動機）停機情況下有效 使得從曲軸箱漏出的油霧遠離隔膜，從而防止或者至少減少隔膜表面沾上油膜。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0040] 附圖所示優(yōu)選實施例的以下說明中均為本發(fā)明的其它可選細節(jié)和/或者特征。
[0041] 相關附圖如下：
[0042] 附圖1A本發(fā)明所述用于檢測流動流體介質的至少一種特性的第一種實施例；
[0043] 附圖1B本發(fā)明所述傳感器裝置第一種實施例的保護裝置的分解圖；
[0044] 附圖1C本發(fā)明所述傳感器裝置第一種實施例的保護裝置的示意圖；
[0045] 附圖2本發(fā)明所述用于檢測流動流體介質的至少一種特性的第二種實施例；以及
[0046] 附圖3本發(fā)明所述用于檢測流動流體介質的至少一種特性的第三種實施例。

【具體實施方式】
[0047] 附圖1A、2和3中所示尤其是本發(fā)明所述用于檢測流動流體介質112的至少一種 特性的傳感器裝置110的三種實施例。所述特性可以優(yōu)選涉及流動流體介質112的至少一 種濕度，尤其是至少一種空氣濕度，以及/或者至少一種質量流量，以及/或者至少一種溫 度。傳感器裝置110包括至少一個濕度傳感器114。傳感器裝置110包括至少一個用來對 濕度傳感器114施加流動流體介質112的施加裝置116。施加裝置116包括至少一個尤其 可讓濕氣至少部分透過的隔膜118。施加裝置116還包括至少一個保護裝置120。保護裝 置120具有至少一個導肋結構122。
[0048] 傳感器裝置110還可以包括附圖中沒有繪出的至少一個流動傳感器。傳感器裝置 110還可以包括附圖中同樣沒有繪出的至少一個溫度傳感器。例如可以將本發(fā)明所述的傳 感器裝置110設計成圓柱形殼體變形。例如也可以將本發(fā)明所述的傳感器裝置110設計成 插入式探針。本發(fā)明所述的傳感器裝置110可以是獨立的濕度傳感器114,可選擇地連同溫 度傳感器一起。
[0049] 將濕度傳感器114容納在傳感器裝置110的至少一個殼體124之中。施加裝置 116可以包括殼體124中的至少一個開口 126。隔膜118可以至少部分封閉開口 126。隔膜 118特別優(yōu)選至少部分包圍濕度傳感器114,尤其優(yōu)選至少部分包圍傳感元件。可以將導肋 結構122安置在隔膜118上。
[0050] 例如可以相對于隔膜118適當布置保護裝置120,使得對濕度傳感器114施加的 流動流體介質112首先通過導肋結構122,然后可選擇通過隔膜118。例如所述殼體124尤 其可以涉及電子腔室蓋128。殼體124特別優(yōu)選包括電子腔室蓋128,例如作為殼體124的 封閉蓋。例如可以如附圖1B和1C中所示將保護裝置120安置在隔膜118上方?？梢詥为?設計保護裝置120和/或者隔膜118,但也可以是殼體124尤其是電子腔室蓋128的部件。 電子腔室蓋128尤其可以具有所述至少一個開口 126。導肋結構122可以至少部分遮蓋開 □ 126。
[0051] 保護裝置120可以用來使得流動流體介質112至少偏轉一次，這例如在附圖1A、2、 3中以細箭頭130表不。如附圖1A、2、3所不，細箭頭130不是直的，而是不同于直線走向， 這表示尤其可通過保護裝置120和/或者導肋結構122使得流動流體介質112至少偏轉一 次。將現有技術所述裝置中未經保護的隔膜在本發(fā)明所述的傳感器裝置110之中優(yōu)選戴上 例如設計成流動裝置的保護裝置120。保護裝置120尤其是流動裝置可以使得空氣流尤其 是流動流體介質112偏轉一次或者多次，并且/或者將其節(jié)流。
[0052] 導肋結構122可以包括一個導肋132,首選包括多個導肋132?？梢园凑者x自以下 類別的排列方式布置導肋132 :
[0053] 縱向排列134,例如與附圖1A、1B和1C所示第一種實施例中的一樣，導肋132基本 上平行于流動流體介質112的主流動方向136 ;
[0054] 橫向排列138,例如與附圖2所示第二種實施例中的一樣，導肋132基本上垂直于 流動流體介質112的主流動方向136 ;
[0055] 徑向排列140,例如與附圖3所示第三種實施例中的一樣，導肋132沿徑向相互排 列；
[0056] 割線排列142,與附圖1A、1B、1C和2所示第一和第二種實施例中的一樣，導肋132 與一個虛擬的圓相割；
[0057] 迷宮排列144,與附圖2所示第二種實施例中的一樣，導肋132可以形成迷宮結構， 可以通過迷宮結構使得對濕度傳感器114施加的流動流體介質112多次偏轉。
[0058] 例如虛擬的圓也可以是真實的，例如作為殼體124的圓形開口 126。開口 126原則 上也可以具有其它形狀，例如開口 126可以具有至少一個角，例如可以將開口 126設計成矩 形、多邊形和/或者橢圓形。導肋132可以從開口 126的其中一個邊緣延伸至開口 126的 另一個邊緣,但也可以僅僅從開口 126的其中一個邊緣伸入到開口 126之中，例如沒有到達 開口 126的另一個邊緣。例如也可以將導肋132僅僅布置在開口 126之外。附圖1A、2和3 所示實施例的區(qū)別尤其在于導肋132的不同排列以及/或者不同的導肋結構122。細箭頭 130表示流過導肋132和/或者導肋結構122。在附圖1A中導肋132基本上排列在偏轉極 小的主流動方向136上。在附圖2所示的第二種實施例中，導肋132基本上垂直于主流動 方向136排列。在附圖3所示的第三種實施例中，導肋結構122具有例如環(huán)繞斜置的薄片。
[0059] 保護裝置120可以具有至少一個蓋146。在附圖1A、2和3中所示的蓋146是透 明的。原則上蓋146可以透明、不透明或者不透光。蓋146、導肋結構122、殼體124和/或 者施加裝置116可以完全或者部分用塑料制成。所述蓋146尤其可以涉及安置在導肋結構 122和/或者導肋132上的蓋，例如盤形的蓋148,尤其是圓形的蓋146。原則上也可以將蓋 146設計成其它形狀。例如蓋146可以具有至少一個角。例如可以將蓋146至少部分設計 成圓形。例如可以將蓋146設計成多邊形和/或者橢圓形。例如蓋146可以是獨立的，或 者可以與導肋結構122形成一個元件。
[0060] 保護裝置120可以用來對至少一部分流動流體介質112進行節(jié)流。尤其可以適 當設計保護裝置120,從而能夠在較大固體顆粒沖擊隔膜118之前，使得例如可能引起隔膜 118機械損傷的較大固體顆粒的速度下降。保護裝置120可以用來將至少一部分流動流體 介質112引向濕度傳感器114,并且也可選擇引導其離開濕度傳感器114。例如通過導肋結 構122將流動流體介質112 (例如空氣流）引向濕度傳感器114,尤其引向傳感元件和/或 者另一個傳感元件，并且可選擇使其重新回到主流動方向136,例如將其引向主流。流動流 體介質112能夠以某種方式到達隔膜118,可以保證例如水蒸氣和/或者流動流體介質112 的氣體交換盡可能不受阻礙，并且/或者可以減少液體和/或者固體沉積在隔膜118上。
[0061] 保護裝置120尤其是導肋結構122可以部分整合在傳感器裝置110的殼體124之 中，尤其可以整合在殼體124的殼蓋之中或之上，例如在電子腔室蓋128之中。例如在附圖 1B和1C中示意繪出了殼蓋150尤其是電子腔室蓋128的形狀，尤其至少部分遮蓋146開 口 126,例如在濕度傳感器114上方，尤其在傳感元件和/或者附加傳感元件上方。尤其可 以將導肋結構122例如作為導肋132構成的結構布置在電子腔室蓋128的開口 126上方， 可以通過蓋146將其向上封閉。流動流體介質112 (例如空氣）可以在導肋132之間穿過， 以便抵達濕度傳感器114和/或者傳感元件，例如濕度傳感器114、流動傳感器、溫度傳感 器、壓力傳感器和/或者另一種傳感器。在殼體124中可以容納至少一個電子模塊152。例 如電子模塊152可以包括流動傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器和/或者濕度傳感器114。 可以將電子模塊152至少部分布置在殼體124的至少一個電子腔室之中。所謂電子腔室 指的是例如殼體124之內的某個部分或者完全封閉的空間，可以在至少一個方向通過殼體 124將其封閉。電子腔室可以在殼體124中具有至少一個可以從殼體124的表面進入的凹 進部分，例如長方體形狀的凹進部分。例如可以從表面通過電子腔室蓋128或者通過另一 個封閉元件進入電子腔室，例如進行裝配?？梢酝ㄟ^電子腔室蓋128永久或者可逆封閉電 子腔室。電子模塊152尤其可以包括至少一個控制電路和/或者分析電路，所述控制電路 和/或者分析電路可以用來控制濕度傳感器114、流動傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器或 者另一種傳感器或另一種傳感元件，并且可用來記錄所述傳感器尤其是濕度傳感器114的 信號。例如電子模塊152可以相應地具有至少一個電路基板。電子模塊152尤其還可以具 有至少一個傳感器基板，該傳感器基板可以與電路基板機械相連。例如可以將電路基板布 置在殼體124的電子腔室之中。例如傳感器基板可以從電子腔室伸入到流動流體介質112 之中。例如傳感器基板可以包括濕度傳感器114、流動傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器和/ 或者另一種傳感器和/或者另一種傳感元件。殼體124尤其優(yōu)選具有至少一個能夠讓流動 流體介質112流過的流道。例如可以流過的流道可以是施加裝置116的部件，但也可以是 獨立的。例如支承濕度傳感器114和/或者流體傳感器的電子模塊152的傳感器基板可以 從電子腔室伸入到殼體124內至少一個可以讓流動流體介質112流過的流動之中。所述至 少一個流道尤其可以采用整體設計，但也可以具有至少一個主流道和至少一個偏離主流道 的旁路流道，所述傳感器基板、濕度傳感器114、流動傳感器、溫度傳感器和/或者壓力傳感 器可以伸入到旁路流道之中。電子模塊152的電路基板尤其可以包括至少一個電路板，例 如可以單獨使用電路板，或者例如也可以將其安裝在機械支架上，例如支架可以至少部分 由至少一種用金屬材料構成。傳感器基板可以與電路基板直接相連，或者也可以與支架相 連。也可以采用其它實施方式。例如可想而知，用一個電路板材料制成電子模塊152,可以 用電路板材料、最好用至少一整張電路板材料制成電路基板和傳感器基板。作為替代或補 充方案，也可以使用現有技術所公開的注射成型電路板作為電子模塊152,例如注射成型電 路板?？上攵梢杂懈鞣N不同的實施方式。電子模塊152、分析裝置和/或者控制裝置可 以包括至少一個控制器、至少一個計算器和/或者至少一個數據處理裝置。
【權利要求】
1. 用于檢測流動流體介質（112)的至少一種特性的傳感器裝置（110)，所述傳感器裝 置（110)包括至少一個濕度傳感器（114)，所述傳感器裝置（110)包括至少一個對濕度傳感 器（114)施加流動流體介質（112)的施加裝置（116)， 其特征在于， 施加裝置（116)包括至少一個隔膜（118)，所述施加裝置（116)還包括至少一個保護裝 置（120)，所述保護裝置（120)具有至少一個導肋結構（122)。
2. 根據上述權利要求所述的傳感器裝置（110)，所述傳感器裝置（110)還包括至少一 個流動傳感器。
3. 根據上述權利要求中任一項所述的傳感器裝置（110)，所述傳感器裝置（110)還包 括至少一個溫度傳感器。
4. 根據上述權利要求中任一項所述的傳感器裝置（110)，將濕度傳感器（114)容納在 傳感器裝置（110)的至少一個殼體（124)之中，所述施加裝置（116)包括殼體（124)中的 至少一個開口（126)，所述隔膜（118)至少部分包圍濕度傳感器。
5. 根據上述權利要求中任一項所述的傳感器裝置（110)，所述保護裝置（120)相對于 隔膜（118)適當布置，使得對濕度傳感器（114)施加的流動流體介質（112)首先通過導肋 結構（122)，然后通過隔膜（118)。
6. 根據上述權利要求中任一項所述的傳感器裝置（110)，所述導肋結構（122)包括多 個導肋（132)，所述導肋（132)按照選自以下類別的排列方式布置： -縱向排列（134)，導肋（132)基本上平行于流動流體介質（112)的主流動方向（136) 布置； -橫向排列（138)，導肋（132)基本上垂直于流動流體介質（112)的主流動方向（136) 布置； -徑向排列（140)，導肋（132)沿徑向相互排列； -割線排列（142)，導肋（132)與一個虛擬的圓相割； -迷宮排列（144)，導肋（132)形成迷宮結構，通過迷宮結構使得對濕度傳感器（114) 施加的流動流體介質（112)多次偏轉。
7. 根據上述權利要求中任一項所述的傳感器裝置（110)，所述保護裝置（120)具有至 少一個蓋（146)，尤其是安置在導肋結構（122)上的盤形蓋（148)。
8. 根據上述權利要求中任一項所述的傳感器裝置（110)，所述保護裝置（120)設置用 來對至少一部分流動流體介質（112)進行節(jié)流。
9. 根據上述權利要求中任一項所述的傳感器裝置（110)，所述保護裝置（120)設置用 來將至少一部分流動流體介質（112)引向濕度傳感器（114)并且從該濕度傳感器（114)引 走。
10. 根據上述權利要求中任一項所述的傳感器裝置（110)，所述保護裝置（120)至少部 分整合在傳感器裝置（110)的殼體（124)之中，尤其整合在殼體（124)的殼蓋（150)之中。
【文檔編號】G01F15/00GK104126105SQ201280062803
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2012年10月23日 優(yōu)先權日:2011年12月21日
【發(fā)明者】U·瓦格納, F·施托伊貝爾, U·康策爾曼, A·考夫曼 申請人:羅伯特·博世有限公司