[發明專利]溫度傳感器

在審

• 申請號: 201580072179.4
• 申請日: 2015-11-18
• 公開（公告）號: CN107110713A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: O.迪克斯諾夫;P.扎克熱夫斯基;D.格拉瓦;N.格萊茲
• 申請（專利權）人: 法雷奧電機控制系統公司
• 主分類號: G01K1/08
• 分類號: G01K1/08;G01K7/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 葛青

技術領域

本發明涉及包括熱電偶的溫度傳感器，其意于測量-40℃至1200℃范圍內的溫度，尤其是在機動車輛的熱力發動機組中。

背景技術

如圖1所示，溫度測量裝置傳統地包括溫度傳感器2，該溫度傳感器2通過允許將溫度傳感器連接到測量設備4的延伸電纜3而被延長。溫度傳感器2傳統地包括金屬保護鞘5和止擋件6，該止擋件6安裝在保護鞘5上并根據目標應用而被調整。

測量設備4意于解釋由溫度傳感器2提供的并通過延伸電纜3傳遞的電信號。該解釋允許估測溫度傳感器的端部所經受的溫度。

在保護鞘5的內部，溫度傳感器2傳統地包括熱電偶7和礦物絕緣體8(傳統地由氧化鋁或氧化鎂制成)，這允許熱電偶抵御環境限制、尤其是抵御高溫。

如圖2所示，熱電偶7是第一和第二導電線10和12的組件，第一和第二導電線10和12在熱點13處彼此端對端地連接。根據眾所周知的塞貝克效應(l’effet Seebeck)，第一和第二導電線的端子處的電勢差ΔU取決于在熱點處的溫度T₁和在所述端子處的溫度T₀之間的差。

熱電偶式溫度傳感器尤其用于熱力發動機組中，在熱力發動機組中，該熱電偶式溫度傳感器經受-40℃至1200℃范圍內的溫度。

為了制造意于這樣的應用的溫度傳感器，傳統地采用按照以下步驟的方法：

首先，制造礦物絕緣電纜14、或MIC電纜(在英語中為“mineral insulated cable”)。

礦物絕緣電纜包括金屬保護鞘5，并在保護鞘5的內部包括由適于形成熱電偶的材料制成的兩條熱電偶線10和12，這兩條熱電偶線借助于礦物絕緣體8彼此絕緣并與保護鞘5絕緣(圖3a)。

為了形成這兩個熱電偶線之間的接合部、即“熱點”13，從電纜的端部中的一個、通常在約為2至10mm的深度上取走一些礦物絕緣體(例如通過噴砂處理或刮研)。在該被稱為“遠側”端部的端部處，這兩條熱電偶線由此從絕緣體露出，同時被保護鞘5環繞(圖3b)。

熱電偶線的由此暴露的兩個端部機械地靠近，直至彼此接觸，然后例如通過電焊接彼此連接(圖3c)。

保護鞘的鏤空端部然后可選地可被絕緣材料填充，該絕緣材料與礦物絕緣電纜的礦物絕緣體相同或不同。保護鞘然后被再封閉(圖3c中的箭頭)，以保護熱電偶，該再封閉例如通過電焊接(圖3d)。

此外，在保護鞘5的封閉之后或在礦物絕緣電纜的切割之前，傳統地，在保護鞘5的遠側端部處制成縮徑部15(傳統地通過拉絲或鍛造)。縮徑部傳統地允許改善溫度傳感器的響應時間，而不顯著影響其抵抗振動的能力。

這樣的制造方法難以自動化，并且目前需要棘手的手工操作。

因此，存在對這樣的解決方案的需求：該解決方案允許方便熱電偶式溫度傳感器的制造自動化。

本發明的目的在于滿足該需求。

發明內容

本發明提出一種用于制造熱電偶式溫度傳感器的方法，該方法包括以下相繼的步驟：

a)制造礦物絕緣電纜(MIC)，該礦物絕緣電纜包括保護鞘和兩條熱電偶線，這兩條熱電偶線在保護鞘中于電纜的整個長度上延伸并埋沒到礦物絕緣體中；

b)將礦物絕緣電纜的端部中的一個在2至20mm范圍內的長度上、優選地在小于15mm的長度上、優選地在小于10mm的長度上剝皮，以暴露熱電偶線的端部；

c)連接由此暴露的熱電偶線的端部，以構成熱電偶熱點；

d)將蓋帽固定在所述礦物絕緣電纜上，以保護所述熱點。

如在本說明書的下文中將更加詳細地看到的，因此不再需要重新使保護鞘本身封閉以保護熱電偶線，也不需要取走礦物絕緣體以使保護鞘鏤空，這顯著地方便了制造方法的自動化。

根據本發明的方法還可以包括以下優選的可選特征中的一個或多個：

-蓋帽具有縮徑部，縮徑部在熱點處的直徑在步驟d)之后小于2.5mm；

-蓋帽在步驟d)之后覆蓋保護鞘的外側向表面的90％以上；

-蓋帽被成形為與保護鞘的邊抵靠和/或被成形為引導蓋帽在保護鞘上的安裝；

-安裝蓋帽之前，蓋帽被填充有絕緣材料，以在安裝蓋帽之后，熱電偶線的端部通過所述絕緣材料而與外部絕緣；

-將礦物絕緣電纜引入加強管中，以使得所述加強管至少部分地遮蓋保護鞘。

本發明還提出一種熱電偶式溫度傳感器，其包括礦物絕緣電纜，該礦物絕緣電纜包括限定熱點的兩條熱電偶線和保護鞘、以及被固定以密封地保護所述熱點的蓋帽。