[发明专利]用于测定气体参数的传感器

说明书

本发明涉及一种传感器，特别是高温传感器，其具有至少一个全陶瓷加热器(3，3')；和至少一个至少局部地布置在所述全陶瓷加热器(3，3')的第一侧上的第一传感器结构(9)。本发明还涉及一种制造传感器的方法(1000)。

技术领域

本发明涉及一种根据独立权利要求1所述的用于测定气体参数的传感器。本发明还涉及一种制造传感器的方法。

背景技术

现有技术中揭示过各种用于分析气体的传感器。这类传感器通常用于内燃机的排气系统，例如碳烟传感器，例如用作温度传感器、碳烟传感器、流量传感器以及用作可包括不同传感器类型的组合的多传感器。燃烧气体或这类内燃机的废气可以根据传感器在排气系统中相对于发动机的位置而具有极高的温度。因此，在冷却传感器时通常可能相应地出现极大的温度梯度，其可能对传感器的工作方式产生不利影响。同样地，必须视具体用途，为确保工作能力而持续地或以一定的时间间隔主动地使得这些传感器达到用于热解清洁的某个温度水平。因此，传感器应具有较强的耐热性，也就是相对于较强的温度变化的具有较强的耐受性。例如可以通过施加冷凝液滴来产生这类温度变化。

WO 2007/048573 A1中描述过可以在内燃机的排气系统中应用的传感器的一个示例。这个传感器包括具有测温元件和加热元件的流量传感器元件。这些元件布置在支承元件上，其中测温元件具有用于温度测量的基于陶瓷衬底的铂薄膜电阻，并且借助另一铂薄膜电阻被加热。

WO 2006/111386 A1示出具有加热元件的碳烟传感器的一个示例。所描述的碳烟传感器具有处于衬底上的用于测定烟灰覆盖的传感器结构。为使得炭黑自由燃烧，发热体布置在实施为由铂制成的薄层结构的衬底上。

但现有技术揭示过的传感器的缺点在于，传感器结构和加热元件在衬底上占据较大的面积。同样地，由于低电阻加热元件中的较高贵金属含量，现有技术揭示过的传感器的制造成本相应地较高。现有技术揭示过的加热元件的另一缺点在于，耐温度冲击性较低。这个相对快速的温度变化的较低耐受性通常表现为裂纹和/或衬底材料中的其他变化。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供克服现有技术的缺点的改进型传感器。特别是提供一种耐高温的传感器，其制造成本较低。

本发明用以达成上述目的的解决方案为根据权利要求1的主题的传感器。

为此，本发明的传感器(特别是高温传感器)具有：

至少一个全陶瓷加热器；和

至少一个至少局部地布置在所述全陶瓷加热器的第一侧上的第一传感器结构。

术语“全陶瓷加热器”可以指某个加热器，其包括由导电陶瓷制成的发热体和电绝缘陶瓷制成的护套。导电陶瓷与电绝缘陶瓷可以被烧结成均质体。

优选将导电陶瓷的区域与电绝缘陶瓷的区域合并成生坯，并且通过共烧结，也就是在共用的烧结步骤中制成全陶瓷加热器。因此，在本发明的示例中，全陶瓷加热器同样被称为“共烧结全陶瓷加热器”。

在本发明的范围内，“传感器结构”可以指任一适于对流过的气体的至少一个气体参数进行检测的结构。

本发明基于以下出人意料的认识：可以制造具有有所减少的贵金属含量的传感器，因为全陶瓷加热器大体上不采用贵金属组件构建。可以仅应用电极，例如可能包括贵金属成分的馈电线来与陶瓷接触。在本发明的示例中，这些电极进一步有利地同样可以由大体不包括任何贵金属成分的导电陶瓷形成。

借助本发明首次成功地提供一种用于高温用途的传感器，其耐受超过1000℃的高温以及快速的温度变化，而不会在此过程中导致损伤或漂移，也就是在未导致待测量大小发生变化的情况下导致传感器的输出信号发生变化。