[发明专利]温度计和用于加工温度计的方法

说明书

技术领域

本发明给出一个温度计。还给出一种用于加工温度计的方法。

背景技术

例如通过陶瓷的加热导体-热敏电阻元件（NTC热敏电阻，“负温度系数热敏电阻”）、硅-温度传感器（例如所谓的KTY-温度传感器）、铂-温度传感器（PRTD，“铂电阻温度检测器）”或热偶（TC，“热电偶”）为了在不同的应用中监控和调节测量温度。为了足够的机械稳定性，为了防止外部影响以及为了避免由于侵蚀介质的腐蚀并且为了避免由于在NTC材料或在电极中的气体氛围由温度引起的材料变化，陶瓷的感应元件一般配有由聚合物或玻璃制成的覆层。这种感应元件的最高使用温度在聚合物封套的情况下限制在约200℃，并且在玻璃封套的情况下限制在约500℃至700℃。

但是上述的感应元件不能容易地用于测量非常高的温度和/或在特别侵蚀的介质中持久地使用。但是为了可以在侵蚀介质中使用，感应元件经常安装在塑料或特种钢外壳里面。为了建立与部件的热接触，附加地经常使用浇铸材料。这样构造的系统的主要缺陷是，由于附加的结构引起的热传导和所使用材料的微小的导热带来其延迟的响应时间。具有聚合物或玻璃封套的温度计的特殊缺陷是其剧烈地振荡和几乎不能容忍的温度计头几何尺寸。因此这些温度计不适用于标准的安装。

发明内容

要解决的至少一些实施例的任务是，给出一温度计，它具有高的牢固度以及短的响应时间。至少一些实施例的另一任务是，给出一种用于加工温度计的方法。

这些目的通过按照独立权利要求的内容和方法得以实现。此外，由从属权利要求、下面的描述和附图给出所述内容的有利实施例和改进方案。

按照至少一实施例的温度计具有陶瓷功能的感应元件和陶瓷外壳。所述陶瓷功能的感应元件最好由陶瓷的热敏电阻元件构成。例如，陶瓷功能的感应元件可以是NTC热敏电阻元件（NTC，“负温度系数”），即热导体。NTC热敏电阻元件的特征尤其在于其微少的加工成本。NTC热敏电阻元件例如与热偶或金属电阻元件、例如Pt元件相比的另一优点在于显著的、负的电阻温度特征。此外能够使陶瓷功能的感应元件由PTC热敏电阻元件（PTC，“正温度系数”），即冷导体构成。

所述感应元件最好这样设置在陶瓷外壳里面，使所述感应元件的至少一侧面具有与陶瓷外壳直接且形状锁合的接触。例如，所述陶瓷功能的感应元件可以具有多个侧面，其中至少一侧面整平面地与陶瓷外壳的内壁直接接触。在此陶瓷外壳的内壁在这个部位以其形状适配于感应元件的侧面，由此得到在感应元件内壁与陶瓷外壳内壁之间的形状锁合的接触。在直接且形状锁合地与陶瓷外壳接触的感应元件侧面与陶瓷外壳之间尤其不设置其它元件，例如浇铸材料或导热膏。

所述温度计由于陶瓷外壳和形状锁合地与陶瓷功能的感应元件的连接有利地具有非常短的响应时间，它们例如根据壁厚并且根据陶瓷外壳的原料位于三秒以下。响应时间最好可以在一秒以下，并且例如当陶瓷外壳具有非常薄的壁厚时，甚至为几毫秒。

按照另一实施例，所述陶瓷外壳具有陶瓷结构的原料，具有高的导热能力，或者由这种原料制成。所述陶瓷外壳最好具有氧化铝。这种陶瓷外壳的特征在于有利的特别高的导热能力。所述陶瓷外壳可以具有不同质量的氧化铝。例如，所述陶瓷外壳可以具有纯度至少为95%至99.9%或者更高的氧化铝。在此陶瓷外壳的牢固度在机械强度和化学耐抗性方面以及导热能力随着原料纯度增加。按照特别优选的实施例，所述陶瓷外壳由氧化铝制成。备选地所述陶瓷外壳可以具有其它陶瓷原料，例如氮化铝或碳化硅，或者由其制成。

按照另一实施例，所述陶瓷外壳是喷铸外壳。所述陶瓷外壳尤其可以利用陶瓷喷铸工艺、例如利用所谓的陶瓷微喷铸工艺制成。利用陶瓷微喷铸工艺可以有利地加工非常小的适配于感应元件尺寸的陶瓷外壳的外壳形状，具有精确的、可复制的且非常高的机械强度，其中能够实现标准化的安装几何形状。

按照另一实施例，所述陶瓷外壳具有开孔，通过它所述陶瓷外壳半侧地敞开。所述陶瓷外壳最好具有凹穴，它具有与开孔对置的底面，后者具有台阶形凹下。所述感应元件最好至少部分沉降地设置在凹下里面。所述凹下例如可以是凹穴内部的凹下的部位，其中凹下的部位通过台阶与凹穴的其它部分连接。感应元件的至少一侧面最好位于与凹下底面的至少一局部部位直接且形状锁合的接触。

按照另一实施例，所述陶瓷外壳在外侧面上具有与开孔对置的倒圆的端部。例如与开孔对置的陶瓷外壳端部可以在外侧面上具有部分的或者半球形的部位。