[发明专利]气体传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检测(Nachweis)可燃气体的气体传感器，其带有：在运行中被加热的催化式(katalytisch)传感器元件，该传感器元件布置在全面地包围的罩壳中，该罩壳具有可透气的进入孔；并且带有电的导体，其与传感器元件处于连接中并且具有位于罩壳之外的联接部。

背景技术

例如，从文件DE 10 2005 020 131 B3中已知这种类型的气体传感器。这种类型的气体传感器利用可燃气体的催化氧化来工作，氧化导致在传感器元件处的温度升高，温度升高又涉及到传感器元件的电阻变化，而电阻变化可以从外部通过联接部来测量。这样的气体传感器例如被用来探测可爆炸的气体混合物。在此，传感器元件以电的方式被加热到相对高的运行温度(直至约500℃)。如果在传感器元件表面处存在可燃气体，则该可燃气体将被氧化并且由于产生的热引起传感器元件的表面温度的变化。从文件DE 10 2005 020 131 B3中已知的气体传感器具有带有气体进入孔的罩壳。该气体进入孔利用可透气的封闭部来封闭，该封闭部用作火焰挡阻部(Flammensperre)并且由此应防止在出现可燃气体时火焰可向外穿过。该封闭部例如包括金属织造物或金属烧结体。可设置有第二传感器元件，其不与环境大气相接触。因此，比较第一传感器元件和第二传感器元件的电阻变化允许这样的推论，即怎样的温度变化可归因于可燃气体的氧化，例如通过比较在惠斯登电桥(Wheatstone-Bruecke)上关于两个传感器元件的电压。传感器元件与呈金属销的形式的导体相连接，该导体从气体传感器的罩壳中引导出来。在此，该导体被引导穿过在气体传感器的罩壳中的孔，该孔利用玻璃套管(Glasdurchfuehrung)来封闭。在该气体传感器中，待探测的可燃气体通过扩散穿过进入孔中的可透气的封闭部而进入并且因此在容器内部中到达传感器元件。通过扩散并且通过偶然出现的在环境条件中的改变(例如通过风流动)实现至反应元件的气体输送。但是后者可能还具有相反的效果，即妨碍气体分子扩散至传感器元件。

之前描述的气体传感器的工作原理致使在探测(一种或多种)目标气体时相对长的响应时间。此外，该响应时间与气体类型相关。在响应时间方面也不利的是，可燃气体的在功能方面得到的燃烧产物聚集在罩壳内部中并且因此可妨碍待探测的可燃气体朝向传感器元件的扩散。

发明内容

本发明的目的是如此改进开头所提及的类型的气体传感器，即缩短用于探测可燃气体的响应时间并且通过更好的气体交换提高气体传感器的敏感性。此外，应减小或完全阻止燃烧产物对可燃气体朝向传感器元件的扩散的影响。

权利要求1的特征部分的特征与权利要求1的前述部分相结合以用于实现该目的。在从属权利要求中给出了本发明的有利的实施形式。

根据本发明设置成在罩壳中设置有与进入孔相对而置的、可透气的离开孔。可透气的进入孔通过流通通道与可透气的离开孔相连接。传感器元件布置在流通通道中。以这种方式通过对流来产生气体流通，其允许来自环境大气的气体流到进入孔中、流过在罩壳中的流通通道并且通过离开孔再次流到环境中。以这种方式一方面实现低的响应时间。除此之外，通过气体流通从罩壳内部中导出可能的燃烧产物，从而可不再出现燃烧产物的聚集。

在一个优选的实施形式中，可透气的进入孔如此布置在气体传感器的罩壳中，即该进入孔在气体传感器的运行状态中向下敞开。

优选地，可透气的进入孔、流通通道和可透气的离开孔如此布置在罩壳中，即流通通道在气体传感器的运行状态中竖直地从下向上伸延穿过罩壳。由传感器元件产生的热引起穿过罩壳的对流流动，使得已加热的传感器元件位于穿过流通通道的气体的对流流中。然而，流通通道在气体传感器的运行状态中不必严格竖直地伸延；相反地，如果可透气的进入孔在气体传感器的运行状态中竖直地位于可透气的离开孔下方，那么已经产生了对流流动。

在一个优选的实施形式中，流通通道具有带有第一直径的第一柱状的区段和带有第二直径的竖直地位于第一柱状的区段之上的第二柱状的区段，其中，第一直径大于第二直径。

优选地，流通通道的第一柱状的区段的直径大于10μm。

在一个优选的实施形式中，穿过罩壳的流通通道的长度大于2mm。

优选地，可透气的进入孔利用由烧结的金属或织造的钢丝构成的可透气的封闭部来封闭。

在一个优选的实施形式中，可透气的离开孔利用由烧结的金属或织造的钢丝构成的封闭部来封闭。

附图说明

下面根据在图纸中的实施例来描述本发明。在其中：