[发明专利]用于确定流过测量通道的流体介质的至少一个参数的传感器组件

说明书

提出一种传感器组件(10)，其用于确定流过测量通道(28)的流体介质，尤其是内燃机的抽吸空气质量流，的至少一个参数。该传感器组件(10)具有：传感器壳体(12)，尤其是置入到或可置入到通流管中的插入式探测器，在该传感器壳体中构造有测量通道(28)；和至少一个布置在测量通道(28)中的传感器芯片(42)，用于确定流体介质的所述参数。传感器芯片(42)安装在伸入到测量通道(28)中的传感器承载件(40)上。传感器承载件(40)构造成具有轮廓弦(78)。轮廓弦(78)的长度为4.5mm至6.5mm。在一种优选扩展方案中，传感器承载件构造成双椭圆的形状或跳板的形状。

背景技术

在现有技术中已经已知很多用于确定流体介质即液体和/或气体的流动特性的方法和装置。所述流动特性在此原则上可涉及物理上和/或化学上可测的任意特性，所述特性定性或定量流体介质的流动。尤其在此可涉及流速和/或质量流和/或体积流。

在下文中，尤其参照例如像在Konrad Reif(编者):Sensoren im Kraftfahrzeug，2010年第1版，第146-148页描述的那种所谓的热膜空气质量测量器对本发明进行描述。这种热膜空气质量测量器一般基于传感器芯片，尤其是硅传感器芯片，所述传感器芯片具有传感器膜片作为能被流动的流体介质流经的测量表面或传感器区域。所述传感器芯片一般包括至少一个加热元件以及至少两个温度探测器，它们例如布置在传感器芯片的测量表面上。由被温度探测器感测的温度曲线的不对称性可推算出流体介质的质量流和/或体积流，所述温度曲线受流体介质的流动影响。热膜空气质量测量器通常构型为插入式探测器，该插入式探测器能固定地或可更换地置入到通流管中。所述通流管在此例如可涉及内燃机的吸入管段。

在此，所述介质的部分流流过至少一个设置在热膜空气质量测量器中的主通道。在该主通道的入口和出口之间构造有旁路通道。旁路通道尤其这样构造，使得其具有用于使通过主通道的入口进入的部分介质流转向的弯曲区段，其中，弯曲区段在进一步的走向中过渡到在其中布置有传感器芯片的区段中。最后提到的该区段构成真正的测量通道，在该真正的测量通道中布置有传感器芯片。在此，在旁路通道中设置有一器件，该器件引导所述流动并且抑制部分介质流的流动从测量通道的通道壁脱离。此外，主通道的入口区域在其与主流动方向相反地指向的开口的区域中设有斜的或弯曲的面，所述面这样构型，使得流入到所述入口区域中的介质从主通道的通向传感器芯片的部分离开地被转向。这引起，包含在所述介质中的液体或固体微粒由于其质量惯性而不能达到传感器芯片并且不会污染该传感器芯片。

这种热膜空气质量测量器在实际中必须满足多种要求和边界条件。除了在整体上通过合适的流动技术构型来减小热膜空气质量测量器上的压降的目的之外，一个主要的挑战在于：要进一步改善这种装置的信号质量以及针对由于油微滴和水微滴以及碳烟颗粒、灰尘颗粒、和其他固体颗粒造成的污染的稳健性。所述信号质量例如涉及介质流过通向传感器芯片的测量通道的质量流以及必要时还涉及减小信号漂移并改善信噪比。所述信号漂移在此涉及例如介质质量流的、在实际出现的质量流与在校准范畴内在制造时求取的待输出的信号之间的、特征曲线的改变的意义上的偏差。在求取信噪比时观察在快的时间顺序中输出的传感器信号，而特征曲线漂移或信号漂移涉及平均值的改变。

在所描述的类型的常见热膜空气质量测量器中，传感器承载件一般以安装或置入在其上的传感器芯片伸入到测量通道中。传感器芯片例如可被粘接到传感器承载件中或可被粘接到其上。所述传感器承载件例如可与由金属制成的底板形成一个单元，在所述底板上也可粘接有电子部件、呈电路板形式的操控和分析处理电路。所述传感器承载件例如可构型为电子模块的注塑上去的塑料件。传感器芯片和操控和分析处理电路例如可通过键合连接部来相互连接。这样形成的电子模块例如可粘接到传感器壳体中并且整个插入式探测器可用盖来封闭。

尽管通过所述传感器组件引起了改进，但在信号感测精确性方面始终存在改进可能性。