[发明专利]传感器和用于生产传感器的方法

说明书

一种传感器，优选地呈静电粒子传感器的形式，该传感器包括壳体以及通过所述壳体的气密的电气套管，传感器元件布置在所述壳体中，所述套管被设计成将来自布置在壳体外部的电气部件的电流和/或电压引导到壳体中和/或从壳体排出所述电流和/或电压。为了提供永久地具有通过其壳体的至少一个气密的电气套管的传感器，电气套管具有成形陶瓷主体，该成形陶瓷主体具有至少一个通孔，该通孔具有第一端和第二端，其中，该通孔从第一端到第二端填充有金属膏，并且该成形陶瓷主体通过烧结过程连接到金属膏，并且在通孔的第一端和/或第二端的区域中，至少一个管状金属件附接到烧结的金属膏。

本发明涉及一种具有壳体（其中设置有传感器元件）的传感器以及涉及一种用于生产所述传感器的方法。

在具有内燃发动机的机动车辆的情况下，与可允许的污染物排放相关的更严格的法规要求使得内燃发动机运行中的污染物排放必须保持尽可能低。因此，有必要以非常精确的方式确定排出管道中的排气参数，特别是对于排气后处理系统（诸如，催化转化器）的使用。

例如，氧化亚氮传感器、高温传感器、氧传感器和/或碳颗粒物质传感器能够用于确定这些排气参数。

氧化亚氮传感器从技术书籍“Handbuch Verbrennungsmotoren”（“内燃发动机手册”）的589页及以后内容已知，该技术书籍由Richard von Basshuysen/FredSchäfer著，第二版，2002年6月，Friedrich Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH Braunschweig/Wiesbaden出版，所述氧化亚氮传感器基于ZrO2陶瓷并且具有两个室。通过施加泵送电流在第一室中确定排气中包含的氧的恒定分压。泵送电流与空燃比成反比。包含在排气中的氧化亚氮通过施加另外的电流在第二室中分解。因此，能够在第二室中的测量电极上测量与排气中的氧化亚氮含量成比例并且形成氧化亚氮传感器的测量信号的电流。

德国首次并且未经审查的专利公开DE 199 59 871 A1公开了一种用于测量碳颗粒物质的方法及用于其装置。其提出通过在由气流灌注的护套电极和护套电极内的内部电极之间施加恒定的电气DC电压来产生电场，并且测量用于维持护套电极和内部电极之间的恒定的DC电压的充电电流。

排出管道中使用的所有传感器都暴露于非常高的温度（高达约1000℃）并且暴露于非常高的温度变化。在已经冷却的内燃发动机的情况下，传感器处的温度能够下降到-30℃以下，并且在热的内燃发动机的情况下能够升高到超过1000℃，使得传感器必须耐受超过1030℃的温度差而不受损坏，特别是在多次温度循环中。本文对于传感器的电气馈通装置（electrical feedthrough）设置了非常多的要求，特别是当所述馈通装置待以气密方式构造时。此外，排出管道中的一些传感器在约1000 V的非常高的电压下运行，这对于使用的馈通装置设置额外的要求。

本发明的目的是提供一种传感器，其永久地具有通过其壳体的至少一个气密的电气馈通装置。

该目的通过独立专利权利要求的特征来实现。本发明的有利设计实施例在从属权利要求中表征。

由于电气馈通装置具有陶瓷模制主体，该陶瓷模制主体具有至少一个通孔，该通孔具有第一端和第二端，其中，该通孔从第一端直到第二端填充有金属膏，并且陶瓷模制主体在烧结过程中连接到金属膏，并且在通孔的第一端和/或第二端的区域中，至少一个金属管件附接到烧结的金属膏，由此建立即使在明显的温度变化的情况下也不会失去其密封性的永久气密的馈通装置。烧结过程带来金属膏和陶瓷模制主体之间的连接，该连接非常牢固并且特别耐用。

根据一个有利的设计实施例，传感器被构造成用于在具有400℃以上的温度的气体中进行测量。这些温度通常出现在机动车辆的排出管道中，因此对于气密的电气馈通装置设置特定的要求。此外，由于排出系统的循环加热和冷却，所以导致只能通过特别高等级的电气馈通装置来补偿的非常大的温度变化。