[发明专利]温度传感器

说明书

技术领域

本发明涉及包括热电偶的温度传感器，其意于测量可在-40℃至+1200℃之间变化的温度，尤其是在机动车辆的热力发动机组中。

背景技术

如图1所示，温度测量装置传统地包括温度传感器2，该温度传感器2通过允许将温度传感器连接到测量设备4的延伸电缆3而被延长。温度传感器2传统地包括金属保护鞘5和止挡件6，该止挡件6安装在保护鞘5上并根据目标应用而被调整。

测量设备4意于解释由温度传感器2提供的并通过延伸电缆3传递的电信号。该解释允许估测温度传感器的端部所经受的温度。

在保护鞘5的内部，温度传感器2传统地包括热电偶7和矿物绝缘体8(传统地由氧化铝或氧化镁制成)，这允许热电偶抵御环境限制、尤其是抵御高温。

如图2所示，热电偶7是第一和第二导电线10和12的组件，第一和第二导电线10和12在热点13处彼此端对端地连接。根据众所周知的塞贝克效应(l’effet Seebeck)，第一和第二导电线的端子处的电势差ΔU取决于在热点处的温度T₁和在所述端子处的温度T₀之间的差。

为了制造意于其中温度可在-40℃至1200℃之间变化的应用的温度传感器，传统地采用按照以下步骤的方法：

首先，制造矿物绝缘电缆14、或MIC电缆(在英语中为“mineral insulated cable”)。

矿物绝缘电缆包括金属保护鞘5，并在保护鞘5的内部包括由适于形成热电偶的材料制成的两条热电偶线10和12，这两条热电偶线借助于矿物绝缘体8彼此绝缘并与保护鞘5绝缘(图3a)。

为了形成这两条热电偶线之间的接合部、或“热点”13，从电缆的端部中的一个、通常在2至10mm的深度上取走一些矿物绝缘体(例如通过喷砂处理或刮研)。在该被称为“远侧”端部的端部处，这两条热电偶线由此从绝缘体露出，同时被保护鞘5环绕(图3b)。

热电偶线的由此暴露的两个端部部分机械地靠近，直至彼此接触、然后例如通过电焊接彼此连接(图3c)。

保护鞘的镂空终端部分然后可选地可被与矿物绝缘电缆的矿物绝缘体相同或不同的绝缘材料填充，然后被再封闭以保护热电偶，例如通过电焊接(图3d)。

此外，在保护鞘5的封闭之后或在矿物绝缘电缆的切割之前，传统地，在保护鞘5的远侧终端部分上制成缩径部15(传统地通过拉丝或锻造)。缩径部传统地允许改善温度传感器的响应时间。然而，这样的制造方法难以自动化，并且目前需要棘手的手工操作。

因此，存在对这样的解决方案的需求：该解决方案允许方便热电偶式温度传感器的制造自动化。

本发明的目的在于满足该需求。

发明内容

本发明提出一种用于制造热电偶式温度传感器的方法，该方法包括以下相继的步骤：

a)制造矿物绝缘电缆，该矿物绝缘电缆包括两条热电偶线，这两条热电偶线在电缆的整个长度上延伸并埋没到矿物绝缘体中，矿物绝缘体被保护鞘环绕，矿物绝缘电缆的外直径大于2mm并小于5mm，优选地小于4mm；

b)从矿物绝缘电缆的端部中的一个在2至7mm范围内的深度上取走矿物绝缘体，以暴露热电偶线的终端部分；

c)连接由此暴露的热电偶线的终端部分，以构成热电偶热点；

d)通过借助于保护鞘的封装而保护所述热点；

e)与前述步骤独立地，优选地在步骤d)之后，借助于加强管对所述保护鞘进行保护，该加强管使所述保护鞘在所述热点侧(远侧)超出。

如在接下来的说明中将更加详细地看到的，具有小直径的矿物绝缘电缆和接收该矿物绝缘电缆的加强管的组合允许形成缩径部，并因此限制、甚至是消除传统地由保护鞘的变形形成的缩径部。显著地简化了制造方法的自动化。

此外，这带来对温度传感器的机械强度的改善，并因此加长了其使用寿命。

根据本发明的方法还可以包括以下可选特征中的一个或多个：

-在步骤d)结束时，保护鞘在其长度的80％以上、90％以上、95％以上、甚至大致100％上具有恒定的直径；

-加强管通过焊接固定在保护鞘上；

-在步骤d)时的封装期间，将绝缘材料封装，该绝缘材料优选地呈粉状，其与矿物绝缘电缆的矿物绝缘体相同或不同，优选地为从氧化铝和/或氧化镁选择的材料，以在步骤d)之后，被封装的热电偶线的所述端部部分通过所述绝缘材料而与外部绝缘。