[发明专利]温度感测装置

说明书

技术领域

实施例主要涉及一种传感器装置。实施例也涉及温度传感器。此外实施例 涉及应用于比如机动车等恶劣及腐蚀环境的温度传感器。

背景技术

温度传感器在很多领域得到应用。比如，与烤箱一起使用的温度传感器通 常包括将温度敏感元件置于其中一端的金属管，导线在金属管内从温度敏感元 件延伸到金属管另一端的开口。将金属管插入穿过烤箱壁来使得温度感测元件 被放置于与烤箱内腔热交换的地方。温度感测元件通常是电阻温度探测器，或 RTD。温度传感器也可以基于电热调节器或热电偶结构，金属氧化物半导体， 或任何其他类型的温度感测元件。

温度传感器得到特别应用的一个领域是废气环境。各种各样的应用需要在 气温升高时测量气体或气体混合物的温度。这样的应用涉及机动车或者燃烧应 用，其需要测量废气温度来使用基于处理后排放的选择性催化还原(SCR)和 废气循环控制排放(EGR)。传感器应该能够工作于包含比如烟灰颗粒，硫氧 化物(SO_x)，湿气，柴油，氨气，氮氧化物(NO_x)，碳氢化合物，一氧化碳， 二氧化碳等恶劣及腐蚀机动车废气环境下。

废气温度(EGT)可以用来监测例如机动车发动机的性能。废气温度也可 用来指示机动车发动机零件的老化程度。因此，由于废气温度是发动机状况的 指示，其可用于测量及控制机动车的工作及功能特性。

精确的测量废气温度水平是重要的。为了精确测量废气温度，必须最小化 EGT测量系统的老化程度。因此需要EGT测量系统补偿发动机的发动机变量及 燃烧器的出口温度分布曲线。此外，测量系统应当补偿可能随着发动机零件逐 渐老化引起的发动机分布曲线的漂移。

特殊传感器的穿透率是由废气的温度分布曲线确定的。废气的温度分布曲 线是由燃烧室内的燃烧喷嘴的数量，类型及排列确定的。特定发动机的废气温 度分布曲线可能是通过废气通道周围及多个穿透深度的多个传感器内的大量热 电偶元件确定的。一旦为一个特定类型的发动机限定废气温度分布曲线，其可 用于计算EGT传感器的数量和排列从而在正常的发动机操作时监控废气温度。

如上所述，众多温度感测元件可以用于废气温度传感器中。电阻温度探测 器(RTD)元件可以用于温度感测仪器。RTD元件包括具有铂或镍或相似金属 薄/厚膜电阻的的陶瓷基座，膜电阻具有像玻璃或陶瓷或任何其他釉化材料的保 护层的外涂层，该涂层为热的良导体。也包括绕线RTD元件。比如，像铂或镍 的材料具有正的温度系数，随着温度的增长电阻线性增长。

电热调节器也在温度感测装置中得到应用。电热调节器实质上是半导体装 置，其性能类似于热电阻，具有高的正或负电阻温度系数。电热调节器由像铁， 镁，镍，钴，铜的氧化物等以珠或盘或杆形式烧结的金属氧化陶瓷制成。温度 变化是非线性的。在电阻电热调节器的温度系数为负(NTC)时，阻值随着温 度的增加而减小，当温度系数为正(PTC)时，阻值随着温度的增加而增加。

热电偶是最通用的温度感测装置，并且基于所谓时“赛贝克效应”原理工作， 即当两种不同的金属或陶瓷或金属氧化物半导体结合处维持在不同的温度，在 结合处会形成EMF，其与温度差值成比例。通常可使用含有铜，康铜，镍，铑， 铁，金，氧化锆，氧化铝，氧化铈及其他的铂。感测元件适于封装和放置在气 体通道内，且通过电阻或电压的转换使用合适的电子电路来测量温度。

温度传感器可以被构造为包括由比如不锈钢，铬镍铁合金，黄铜及其他材 料制成的外壳，连接电缆通常在界面接合处连接传感器。电缆和金属管的接合 处或界面一般是弯曲的以机械夹持电缆。然而在恶劣环境中，比如机动车应用 中，大量需要防水和防尘密封，传感器的弯曲不能阻止水和湿气和腐蚀性气体 及液体的进入，是会受泄漏影响的。因此一直需要一种防水防漏的温度传感器， 该温度传感器也应该适于恶劣环境并且可长时间暴露于腐蚀环境，比如机动车 废气环境。

发明内容

下面的简述便于对本发明实施例独一无二的创新特征做出解释，而不是做 出详细描述，对实施例公开的各个方面可以通过全部说明书，权利要求书，附 图及摘要作为整体全面理解。

因此，本发明的一个方面在于提供一种改进的温度传感器。

因此，本发明的另一个方面在于提供一种改进的废气温度传感器。