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    Es wird ein stark Wärme abstrahlender Gassensor (1) vorgeschlagen, der einen Messfühler (2), der einem Messgas auszusetzen ist, und einen Körper hat, in dem der Messfühler (2) eingebaut ist und der eine Außenwand (100) mit einer dem Messgas auszusetzenden gasausgesetzten Oberfläche (101) und einer der Atmosphärenluft auszusetzenden luftausgesetzten Oberfläche (102) hat. Zumindest ein Abschnitt entweder der luftausgesetzten Oberfläche (102) oder der gasausgesetzten Oberfläche (101) hat ein Emissionsvermögen von 0,7 oder mehr, wodurch die Wärmeabstrahlung von der Innen- zur Außenseite des Körpers des Gassensors (1) gesteigert wird, um weniger hitzebeständige Teile (B) vor thermischer Schädigung zu schützen.
    公开号:DE102004027296A1
    申请号:DE200410027296
    申请日:2004-06-04
    公开日:2005-01-27
    发明作者:Yasuyuki Kariya Sato
    申请人:Denso Corp；
    IPC主号:G01N27-409
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft allgemein einen verbessertem Aufbau eines Gassensorsfür dieBestimmung der Konzentration eines bestimmten Gasbestandteils undinsbesondere einen Gassensor, der so aufgebaut ist, dass er einestarke Wärmeabstrahlung erreicht,um so eine thermische Schädigungseiner selbst zu minimieren.
    [0002] DieSteuerung der Verbrennung in Kraftfahrzeugmotoren unter Verwendungder Sauerstoffkonzertration in Abgasemissionen stellt im Allgemeinen einewirksame Maßnahmezur Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs und der Emissionssteuerung dar.
    [0003] Intypischen Gassensoren, die zur Messung der Sauerstoffkonzentrationim Kraftfahrzeugabgas gedacht sind, ist ein Messfühler eingebaut.Der Messfühlerenthälteine elektrochemische Zelle, die sich aus einem Festelektrolytkörper undeinem Paar an dem Festelektrolytkörper angebrachter Elektrodenzusammensetzt. Die elektrochemische Zelle verwendet die Atmosphärenluftals ein Bezugsgas, um zwischen den Elektroden als Funktion der Sauerstoffkonzentrationim Abgas eine elektromotorische Kraft oder einen Grenzstrom zu erzeugen.Die Gassensoren sind daher so aufgebaut, dass sie sowohl der Luft alsauch dem Abgas ausgesetzt sind. Genauer gesagt haben die Gassensoreneine Außenwandmit zwei Oberflächen,von denen die eine der Luft und die andere dem Abgas ausgesetztist. Die der Luft ausgesetzte Oberfläche der Außenwand hat in sich Lufteinlässe ausgebildet,durch die die Luft in eine Luftkammer in dem Gassensor gelassenwird. Die dem Abgas ausgesetzte Oberfläche hat in sich Gaseinlässe ausgebildet,durch die das Abgas in eine Messgaskammer in dem Gassensor gelassenwird.
    [0004] DieGassensoren haben ein zylinderförmigesGehäuse,das teilweise in einem im Auspuffrohr des Motors ausgebildeten Installationslocheingepasst ist, um den Gassensor am Auspuffrohr zu befestigen. Dieder Luft ausgesetzte Oberflächeder Außenwandverläuftvon dem Gehäuseaus außerhalb desAuspuffrohrs, währenddie dem Abgas ausgesetzte Oberflächevon dem Gehäuseaus innerhalb des Auspuffrohrs verläuft.
    [0005] Dieobige Bauart an Gassensoren ist üblicherweisemit Teilen ausgestattet, die gegenüber Hitze weniger beständig sind.Hitzeempfindlich sind zum Beispiel ein Wasser abweisender Filter,der außerhalbder der Luft ausgesetzten Oberflächeder Außenwandeingebaut ist, um das Eindringen von Wasser in den Gassensor zublockieren, und ein Isolator, der fern von dem Abgas in einem offenenEnde des Gassensorkörperseingepasst ist, um von der Innen- zur Außenseite des Gassensorkörpers verlaufende elektrischeLeitungsdrähteoder Kabel aufzunehmen. Der Wasser abweisende Filter besteht üblicherweise auseinem porösemHarz wie Tetrafluorethylen und hat eine geringere Hitzebeständigkeitals Metall oder Keramik, währendder Isolator üblicherweiseaus Harz oder Gummi besteht und ebenfalls eine geringere Hitzebeständigkeitals Metall oder Keramik hat.
    [0006] Inden letzten Jahren sind die Richtlinien für die Abgasemissionen von Kraftfahrzeugmotoren strengergeworden. Dies hat fürdie Emissionssteuerung zu einer erhöhten Temperatur der Motorabgase geführt, wodurchsich die Temperatur der Gassensoren unerwünscht erhöht hat. In einigen Fällen hatdie Temperatur der Gassensoren die Hitzebeständigkeitsgrenze des oben beschriebenenWasser abweisenden Filters oder Isolators überschritten. Um dieses Problemzu vermeiden, kann die Längeder Gassensoren erhöhtwerden, um die zum Wasser abweisenden Filter oder Isolator übertrageneWärmemengezu verringern, oder könnenwahlweise auf der Oberflächedes Gassensors Vorsprüngeausgebildet werden, um die Wärmeabstrahlungvon dem Gassensorkörperzu steigern. Diese Maßnahmensind jedoch ungünstig,was die Größe oderdie Produktionskosten der Gassensoren betrifft.
    [0007] Sobeschreibt zum Beispiel die JP 10-206373 B1 die eine der beidenoben angesprochenen Maßnahmen,und zwar die Verlängerungder Gassensoren, währenddie US 6,477,887 B1 einen typischenAufbau füreinen Gassensor der oben beschriebenen Bauart offenbart.
    [0008] DerErfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Nachteiledes Stands der Technik einen verbesserten Aufbau für einenGassensor zur Verfügungzu stellen, der die Wärmeabstrahlungvon der Innen- zur Außenseitedes Gassensors steigert, um den Temperaturanstieg innerhalb desGassensorkörperszu minimieren.
    [0009] Eineerste Ausgestaltung der Erfindung sieht hierzu einen stark Wärme abstrahlendenGassensor vor, der zur Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnissesoder zur Emissionssteuerung in einem Kraftfahrzeug gedacht ist undFolgendes umfasst: (a) einen Messfühler, der einem Messgas auszusetzenist und dazu dient, als eine Funktion der Konzentration eines bestimmtenBestandteils des Messgases ein Signal zu erzeugen; und (b) einenKörper,in dem der Messfühlereingebaut ist und der eine Außenwandmit einer dem Messgas auszusetzenden gasausgesetzten Oberfläche undeiner der Atmosphärenluftauszusetzenden luftausgesetzten Oberfläche hat, wobei zumindest einAbschnitt der luftausgesetzten Oberfläche ein Emissions vermögen von0,7 oder mehr hat, wodurch die Wärmeabstrahlungvon der Innen- zur Außenseiteder luftausgesetzten Oberflächegesteigert wird, um ein weniger hitzebeständiges Teil des Gassensorsvor thermischer Schädigungzu schützen.
    [0010] Inder bevorzugten Ausführungsformder Erfindung beträgtdas Emissionsvermögendes zumindest einen Abschnitts der luftausgesetzten Oberfläche 0,85oder mehr.
    [0011] DasEmissionsvermögenentspricht dem Verhältnisder Strahlung einer von dem zumindest einen Abschnitt der luftausgesetztenOberflächeabgegebenen elektromagnetischen Welle, deren Wellenlänge 3 bis25 μm beträgt, zurStrahlung einer bei der gleichen Temperatur von einem perfektenschwarzen Strahler abgegebenen elektromagnetischen Welle.
    [0012] DerKörperhat eine von einem Fußendezu einem zum Fußendeentgegengesetzten Kopfende reichende Länge. Das Kopfende ist dem Messgas auszusetzen.Der zumindest eine Abschnitt der luftausgesetzten Oberfläche, derein Emissionsvermögenvon 0,7 oder mehr hat, belegt einen Bereich der Außenwand,der sich in Längsrichtungdes Körpers vomFußendeaus über0,5H erstreckt, wobei H der Längedes Körpersentspricht.
    [0013] Derzumindest eine Abschnitt der luftausgesetzten Oberfläche istmit einem Oxidfilm bedeckt.
    [0014] Derzumindest eine Abschnitt der luftausgesetzten Oberfläche kannwahlweise auch mit einer vorgewähltenBeschichtung bedeckt sein.
    [0015] DerKörperhat außerdemeine Innenwand mit einer von der luftausgesetzten Oberfläche abgewandtenInnenfläche.Zumindest ein Abschnitt der Innenfläche hat ein Emissionsvermögen von0,7 oder mehr.
    [0016] Derzumindest eine Abschnitt der Innenfläche, der ein Emissionsvermögen von0,7 oder mehr hat, belegt einen Bereich der Innenwand, der sichin Längsrichtungdes Körpersvom Fußendeaus über 0,5Herstreckt, wobei H der Längedes Körpersentspricht.
    [0017] Einezweite Ausgestaltung der Erfindung sieht einen Gassensor vor, derFolgendes umfasst: (a) einen Messfühler, der einem Messgas auszusetzenist und dazu dient, als eine Funktion der Konzentration eines bestimmtenBestandteils des Messgases ein Signal zu erzeugen; und (b) einenKörper,in dem der Messfühlereingebaut ist und der eine Außenwandmit einer dem Messgas auszusetzenden gasausgesetzten Oberfläche undeiner der Atmosphärenluftauszusetzenden luftausgesetzten Oberfläche sowie eine Innenwand miteiner von der luftausgesetzten Oberfläche abgewandten Innenfläche hat, wobeizumindest ein Abschnitt der Innenfläche ein Emissionsvermögen von0,7 oder mehr hat, wodurch die Wärmeabstrahlungvon der Innen- zur Außenseiteder Innenflächegesteigert wird, um ein weniger hitzebeständiges Teil des Gassensorsvor thermischer Schädigungzu schützen.
    [0018] Inder bevorzugten Ausführungsformder Erfindung beträgtdas Emissionsvermögendes zumindest einen Abschnitts der Innenfläche 0,85 oder mehr.
    [0019] DasEmissionsvermögenentspricht dem Verhältnisder Strahlung einer von dem zumindest einen Abschnitt der Innenwandabgegebenen elektromagnetischen Welle, deren Wellenlänge 3 bis25 μm beträgt, zurStrahlung einer bei der gleichen Temperatur von einem perfektenschwarzen Strahler abgegebenen elektromagnetischen Welle.
    [0020] DerKörperhat eine von einem Fußendezu einem zum Fußendeentgegengesetzten Kopfende reichende Länge. Das Kopfende ist dem Messgas auszusetzen.Der zumindest eine Abschnitt der Innenfläche, der ein Emissionsvermögen von0,7 oder mehr hat, belegt einen Bereich der Innenwand, der sichin Längsrichtungdes Körpersvom Fußendeaus über0,5H erstreckt, wobei H der Längedes Körpers entspricht.
    [0021] Derzumindest eine Abschnitt der Innenwand ist mit einem Oxidfilm bedeckt.
    [0022] Derzumindest eine Abschnitt der Innenwand kann wahlweise auch mit einervorgewähltenBeschichtung bedeckt sein.
    [0023] Beider ersten wie auch zweiten Ausgestaltung der Erfindung hat derMessfühlereinen Kopfabschnitt und einen zum Kopfabschnitt entgegengesetztenFußabschnitt.Der Kopfabschnitt ist einem Messgas auszusetzen und dient dazu,als Funktion der Konzentration des bestimmten Bestandteils des Messgasesdas Signal auszugeben. Der Gassensor umfasst außerdem Folgendes: (a) ein hohlzylinderförmiges Gehäuse miteinem Kopfende nahe dem Kopfabschnitt des Messfühlers und einem Fußende nahedem Fußabschnittdes Messfühlers;(b) einen ersten zylinderförmigenIsolator, durch den der Messfühlergeht, der in dem Gehäuseangeordnet ist und der ein Kopfende nahe dem Kopfabschnitt des Messfühlers undein Fußendenahe dem Fußabschnittdes Messfühlershat; (c) einen zweiten zylinderförmigen Isolator,der ein Fußendenahe dem Fußabschnitt desMessfühlersund ein Kopfende nahe dem Kopfabschnitt des Messfühlers hatund der mit seinem Kopfende am Fußende des ersten zylinderförmigen Isolatorsangeordnet ist, um so den Fußabschnittdes Messfühlerszu bedecken; (d) eine Messgasabdeckung, die auf dem Kopfende desGehäusesinstalliert ist, um so den Kopfabschnitt des Messfühlers zu bedecken;und (e) eine Luftabdeckung, die auf dem Fußende des Gehäuses installiertist, um so den Fußabschnittdes Messfühlerszu bedecken. Die Luftabdeckung ist der Atmosphärenluft auszusetzen und hatein Kopfende nahe dem Kopfabschnitt des Messfühlers und ein Fußende nahedem Fußabschnittdes Messfühlerssowie einen Kopfabschnitt, einen Fußabschnitt, einen Mittelabschnittzwischen dem Kopfabschnitt und dem Fußabschnitt und eine Schulterzwischen dem Kopfabschnitt und dem Mittelabschnitt, die über eineringförmigenTellerfeder gegen das Fußendedes zweiten zylinderförmigen Isolatorsstößt, um soeine Verbindung zwischen dem ersten und zweiten zylinderförmigen Isolatorherzustellen, wobei der Kopfabschnitt einen Durchmesser D1, derMittelabschnitt einen Durchmesser D2 und der Fußabschnitt einen DurchmesserD3 hat und die Durchmesser D1, D2 und D3 die Bedingungen D3<D2<D1 und (D1+D3)/2≤D2≤0,9D1 erfüllen, wodurchder Zusammenbau der Luftabdeckung, des ersten und zweiten Isolatorsund des Gehäusessichergestellt wird.
    [0024] DieErfindung wird nun genauer anhand der bevorzugten Ausführungsbeispieleund unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben,wobei die Ausführungsbeispielenicht als Einschränkungfür dieErfindung verstanden werden sollten, sondern allein der Erläuterungund dem Verständnisdienen. Es zeigen:
    [0025] 1 im Längsschnitt einen Gassensorgemäß dem erstenAusführungsbeispielder Erfindung;
    [0026] 2 den Gassensor von 1 in Seitenansicht nachEinbau in einem Auspuffrohr eines Kraftfahrzeugmotors;
    [0027] 3 im Längsschnitt eine Abwandlungdes Gassensors von 1;
    [0028] 4 den Einbau eines Versuchskörpers in einedas Emissionsvermögenmessende Vorrichtung;
    [0029] 5 eine Tabelle mit den technischenEinzelheiten von Versuchskörperneines Gassensors und den Versuchsergebnissen;
    [0030] 6 im Längsschnitt den Aufbau einer Luftabdeckungeines Gassensors gemäß dem zweitenAusführungsbeispielder Erfindung;
    [0031] 7 im Teilschnitt den Einbauder Luftabdeckung von 6;und
    [0032] 8 als grafische Darstellungden Zusammenhang zwischen der Wärmeabstrahlungvon einer Luftabdeckung von Versuchskörpern und dem Durchmesser derLuftabdeckung.
    [0033] Inden Zeichnungen, in denen sich in den verschiedenen Ansichten gleicheBezugszahlen auf gleiche Teile beziehen, zeigen die 1 und 2 einen Gassensor 1 gemäß dem erstenAusführungsbeispielder Erfindung. Der Gassensor 1 hat in sich einen Messfühler 2,der dazu dient, in einem zu messenden Gas (nachstehend auch alsMessgas bezeichnet) die Konzentration eines bestimmten Gasbestandteilszu messen. Der Messfühler 2 kann,wie auf diesem technischen Gebiet weithin bekannt ist, entwederin Schicht- oder Becherform ausgeführt sein. Der Gassensor 1 kannso ausgelegt sein, dass er zur Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses oderzur Emissionssteuerung des Motors die Konzentration von in den Abgasemissionenvon Kraftfahrzeugmotoren enthaltenem NOx,CO, HC oder O2 misst. Die folgende Diskussionbezieht sich auf das Beispiel eines (auch als Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensorbezeichneten) O2-Sensors zur Messung derKonzentration von O2 im Abgas des Motors.
    [0034] DerGassensor 1 hat einen KörpervorgewählterLänge,der eine Außenwand 100 hat.Die Außenwand 100 hateine dem Messgas ausgesetzte gasausgesetzte Oberfläche 101 undeine der Atmosphärenluftausgesetzte luftausgesetzte Oberfläche 102. Das Emissionsvermögen vonjeweils zumindest einem Abschnitt der luftausgesetzten Oberfläche 102 undeiner von der luftausgesetzten Oberfläche 102 abgewandteninneren luftausgesetzten Oberfläche 103 istgrößer odergleich 0,7, vorzugsweise größer als0,85 und besser noch gleich 1,0, um die Wärmeabstrahlung aus dem Innerender Außenwand 100 desGassensors 1 zu steigern, damit die thermische Schädigung wenigerhitzebeständigerTeile des Gassensors 1 minimiert wird. Es ist ratsam, dasszumindest entweder die luftausgesetzte Oberfläche 102 oder die innereluftausgesetzte Oberfläche 103 ein Emissionsvermögen innerhalbeines dieser Bereiche hat.
    [0035] Wiein den 1 und 2 deutlich zu erkennen ist,ist der Gassensor 1 im Gebrauch in einem Auspuffrohr 3 eines(nicht gezeigten) Kraftfahrzeugverbrennungsmotors installiert. DieInstallation erfolgt durch Einschrauben eines Gehäuses 10 inein (nicht gezeigtes) mit Gewinde versehenes Sensorinstallationsloch,das in dem Auspuffrohr 3 ausgebildet ist. Der Kopfabschnitt(d.h. der in den Zeichnungen untere Abschnitt) des Gassensors 1 istdem Abgas des Motors (d.h. dem Messgas) ausgesetzt, um die in demAbgas enthaltene Konzentration an Sauerstoff (O2)zu messen, die dazu verwendet wird, als Funktion der Sauerstoffkonzentrationdas Luft-Kraftstoff-Verhältniseines Gemisches (in einer nicht gezeigten) Brennkammer des Motorszu bestimmen.
    [0036] DerMessfühler 2 bestehtim Wesentlichen aus einer Festelektrolytplatte und zwei (nicht gezeigten)an der Festelektrolytplatte angebrachten Elektroden. Eine der beidenElektroden ist einer Messgasatmosphäre 119 (d.h. dem Abgas)ausgesetzt, währenddie andere Elektrode der Luftatmosphäre 124 ausgesetztist. Die Luftatmosphäre 124 wirdinnerhalb des Gassensors 1 durch die Umgebungsluft gebildet,die zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentration innerhalb der Messgasatmosphäre 119 alsBezugsgas verwendet wird. Der Aufbau und die Funktionsweise dieserArt von Messfühlerist auf diesem technischen Gebiet allgemein bekannt, weswegen aufeine ausführlicheErläuterungverzichtet wird.
    [0037] DerGassensor 1 enthältdas Gehäuse 10 undden Messfühler 2.Das Gehäuse 10 bestehtaus einem Hohlzylinder, und der Messfühler 2 ist teilweisein ein unteres Isolierporzellan 13 eingepasst, das in demaus dem Hohlzylinder bestehenden Gehäuse 10 eingebaut ist.
    [0038] Zwischendem Messfühler 2 unddem unteren Isolator 13 befindet sich ein luftdicht abdichtendesMaterial 29, um das Strömenvon Gas zu verhindern. Das Dichtungsmaterial 29 bildetzwischen der Luftatmosphäre 124 undder Messgasatmosphäre 119 eineTrennfläche.
    [0039] Ineinem Kopfende des Gehäuses 10 istein doppelwandiger Schutzabdeckungsaufbau 11 eingebaut.Der Schutzabdeckungsaufbau 11 bedeckt einen Kopfabschnitt(d.h. den in den Zeichnungen unteren Abschnitt) des Messfühlers 2, derauf den Sauerstoff in dem Messgas reagiert. Der Schutzabdeckungsaufbau 11 setztsich aus einer äußeren undeiner inneren Abdeckung zusammen, die Gaseinlässe 110 haben, durchdie das Messgas zur Innen- oder Außenseite des Schutzabdeckungsaufbauesströmt. DieInnenabdeckung bildet darin die Messgasatmosphäre 119.
    [0040] Aufdem unteren Isolierporzellan 13 befindet sich daran ausgerichtetein aus einem Hohlzylinder bestehendes oberes Isolierporzellan 14,das einen Fußabschnitt(d.h. den in den Zeichnungen oberen Abschnitt) des Messfühlers 2 bedeckt.Ein Ende einer Luftabdeckung 121, die während des Gebrauchs des Gassensorsder Luft auszusetzen ist, ist mit dem Fußende des Gehäuses 10 verschweißt, so dasssie das obere Isolierporzellan 14 bedeckt.
    [0041] DieLuftabdeckung 121 setzt sich aus einem Abschnitt großen Durchmessers,einen Abschnitt kleinen Durchmessers und einer dazwischen ausgebildetenSchulter 142 zusammen. Die Schulter 142 drängt dasobere Isolierporzellan 14 über eine ringförmige Tellerfeder 141 dauerhaftgegen das Fußendedes unteren Isolierporzellans 13.
    [0042] Aufdem Außenumfangdes Fußabschnitts derLuftabdeckung 121 ist übereinen hohlzylinderförmigenWasser abweisenden Filter 125 eine äußere Luftabdeckung 122 installiert.Die Installation erfolgt durch Verstemmen der äußeren Luftabdeckung 122, sodass der Wasser abweisende Filter 125 zwischen der Luftabdeckung 121 undder äußeren Luftabdeckung 122 gehaltenwird. Die Luftabdeckung 121 und die äußere Luftabdeckung 122 habenin sich Luftöffnungen 120,durch die Luft überden Wasser abweisenden Filter 125 in eine Luftkammer 124 gelassen wird.Die Luftkammer 124 ist innerhalb der zur Luftatmosphäre 124 führendenLuftabdeckung 121 definiert. Die Luftabdeckung 121 hatein offenes Ende, das durch einen elastischen Isolierhalter 129 luftdicht verschlossenist.
    [0043] Aufdem Messfühler 2 sind(nicht gezeigte) Sensorsignalausgangs- und Stromzuführungselektrodenanschlüsse angebracht,gegen deren Spitzen Federanschlüsse 151 stoßen. DieFüße der Federanschlüsse 151 verlaufenaußerhalbdes oberen Isolierporzellans 14 und sind über Verbindungsstücke 152 mitLeitungen 153 verbunden. Die Leitungen 153 werdenvon Löchern 128 gehalten,die im Isolierhalter 129 ausgebildet sind, und verlaufenzur Außenseitedes Isolierhalters 129.
    [0044] DasGehäuse 10 setztsich aus einem Fuß-, einemMittel- und einemKopfabschnitt zusammen. Der Fußabschnittist wie gesagt mit der Luftabdeckung 121 verschweißt und hateinen kleineren Durchmesser. Der Kopfabschnitt, an dessen Ende derSchutzabdeckungsaufbau 11 installiert ist, hat einen kleinerenDurchmesser. Der Mittelabschnitt bildet einen Flansch und hat einengrößeren Durchmesser.Unterhalb der Unterseite des Mittelabschnitts befindet sich eineFeder 105, und auf der Umfangsfläche des Kopfabschnitts istein Gewinde 106 ausgebildet, das mit dem in dem Auspuffrohr 3 ausgebildeten Sensorinstallationslochin Eingriff steht. Die Feder 105 befindet sich zwischender Unterseite des Mittelabschnitts und der Außenwand 30 des Auspuffrohrs 3 unddient als Distanzstück.
    [0045] Derinnerhalb des Auspuffrohrs 3 befindliche Abschnitt derAußenwand 100 desGassensors 1 (d.h. die Seitenwand des Schutzabdeckungsaufbaus 11)weist die gasausgesetzte Oberfläche 101 auf.Die Seitenwändedes Fußabschnittsdes Gehäuses 10, derLuftabdeckung 121 und der äußeren Luftabdeckung 122 teilensich die luftausgesetzte Oberfläche 102.
    [0046] DieLuftabdeckung 121 und die äußere Luftabdeckung 122 bestehenjeweils aus rostfreiem Stahl und haben mit Oxidfilmen bedeckte Oberflächen, dieeinen Abschnitt der Außenwand 100 und/oderzumindest einen Abschnitt der inneren luftausgesetzten Oberfläche 103 belegen.Die Ausbildung der Oxidfilme auf der Luftabdeckung 121 und der äußeren Luftabdeckung 122 kanndadurch erreicht werden, dass die Luftabdeckung 121 unddie äußere Luftabdeckung 122 fünf Stundenlang bei 900°Cin einer Luftatmosphäregelassen werden.
    [0047] AlsMaterial fürdie Luftabdeckung 121 und die äußere Luftabdeckung 122 kannein hitzebeständigeraustenitischer Edelstahl wie SUS310 oder SUS316 eingesetzt werden.Die Oxidfilme führendazu, dass die Luftabdeckung 121 und die äußere Luftabdeckung 122 einebraune Farbe und ein mattes Erscheinungsbild haben, was für das gewünschte Emissionsvermögen derLuftabdeckung 121 und der äußeren Luftabdeckung 122 sorgt.
    [0048] DasEmissionsvermögen,das dem Verhältnisder von den mit den Oxidfilmen beschichteten Außenflächen der Luftabdeckung 121 undder äußeren Luftabdeckung 122 abgegebenenStrahlung zu der bei der gleichen Temperatur von einem perfekten schwarzenKörperabgegebenen Strahlung entspricht, beträgt 0,9 oder mehr. Das Emissionsvermögen derinneren luftausgesetzten Oberfläche 103 der vondem Oxidfilm bedeckten Luftabdeckung 121 beträgt 0,7 odermehr. Dabei ist zu beachten, dass das Emissionsvermögen, sowie es bei der Erfindung verwendet wird, vorzugsweise dem Verhältnis derStrahlung einer von einem ausgewähltenAbschnitt der Oberflächedes Körpersdes Gassensors 1 abgegebenen elektromagnetischen Wellemit einer Wellenlängevon 3 bis 25 μm(d.h. Infrarotlicht) zu der von einem perfekten schwarzen Körper abgegebenen Strahlungentspricht.
    [0049] Dievon dem Abgas abgegebene Wärme wirdzu dem Schutzabdeckungsaufbau 11, dem Gehäuse 10 unddem unteren Isolierporzellan 13 übertragen, was innerhalb desGassensors 1 zu einer erhöhten Temperatur führt. EinTeil der Wärmewird überdie innere luftausgesetzte Oberfläche 103 zur luftausgesetztenOberfläche 102 übertragenund zur Außenseitedes Gassensors 1 freigegeben bzw. abgestrahlt. Die Erhöhung desEmissionsvermögens derinneren luftausgesetzten Oberfläche 103 undder luftausgesetzten Oberfläche 102 führt daherzu einer gesteigerten Wärmeübertragungund -abstrahlung von der Innen- zur Außenseite des Gassensors 1, wodurchdie innerhalb des Gassensors 1 verbleibende Wärmemengegesenkt wird, so dass der Temperaturanstieg innerhalb des Gassensors 1 minimiert wird.
    [0050] DerWasser abweisende Filter 125 besteht aus Tetrafluorethylenund der Isolierhalter 129 aus Fluorkohlenstoffgummi.
    [0051] Gewöhnlich beträgt die maximaleAbgastemperatur von Kraftfahrzeugmotoren ungefähr 800°C. Der Gassensor 1 wird,wie bereits beschrieben wurde, durch das Abgas während des Gebrauchs auf mindestens200°C undhöchstens600°C aufgeheizt. DerUmfangsabschnitt A (d.h. der Flansch) des Gehäuses, der sich wie in 1 dargestellt außerhalb desAuspuffrohrs 3 befindet, ist etwa bis höchstens 600°C hitzebeständig, während der Abschnitt B des Gassensors 1 (d.h.die äußere Luftabdeckung 122) etwabis höchstens300°C hitzebeständig ist.
    [0052] Dieluftausgesetzten Abschnitte des Gassensors 1 (z.B. dasGehäuse 10,die Luftabdeckung 121 usw.) geben bei Temperaturen von300°C bis 600°C gewöhnlich elektromagnetischeWellen mit einer Wellenlängevon ungefähr3 bis 25 μm(d.h. Infrarotlicht) ab. Wenn die die Außenfläche der Luftabdeckung 121 beinhaltendeluftausgesetzte Luftoberfläche 102 unddie innere luftausgesetzte Oberfläche 103 oxidiert sind,aber dennoch ein glänzendesoder schimmerndes Erscheinungsbild und ein geringes Emissionsvermögen haben,führt dies,wie später diskutiertwird, dazu, dass die Temperatur in dem Gassensor 1 unerwünscht ansteigt,was zu einer thermischen Schädigungdes Wasser abweisenden Filters 125 und des elastischenIsolierhalters 129 führenkann. Die Luftabdeckung 121 des Gassensors 1 diesesAusführungsbeispielsweist jedoch wie oben beschrieben die Oxidfilme auf, so dass sichein Emissionsvermögenvon mindestens 0,7 ergibt, wodurch der Temperaturanstieg innerhalbdes Gassensors 1 minimiert wird. Statt mit den Oxidfilmenkann/können dieLuftabdeckung 121 und/oder die äußere Luftabdeckung 122 auchzumindest teilweise mit einer schwarzen Beschichtung (z.B. mit dervon der Japan Sensor Corporation hergestellten Hochtemperaturbeschichtungfür schwarzeKörperJSC-3) bedeckt sein, so dass sie ein Emissionsvermögen von0,7 oder mehr hat/haben.
    [0053] Dieeinen Teil des Umfangs der Luftabdeckung 121 umgebende äußere Luftabdeckung 122 kannsich wahlweise auch, wie in 3 dargestellt ist, über dasobere Isolierporzellan 14 erstrecken. Bei diesem Aufbaudes Gassensors 1 kann lediglich der mit 104 bezeichneteAbschnitt der luftausgesetzten Oberfläche 102 ein Emissionsvermögen von0,7 oder mehr haben, währenddie anderen Abschnitte ein Emissionsvermögen von weniger als 0,7 habenkönnen.
    [0054] DerAbschnitt 104 der luftausgesetzten Oberfläche 102 hateine in Längsrichtungdes Gassensors 1 von dessen Fußende (d.h. von dem in den Zeichnungenoberen Ende) aus verlaufende Länge von0,5H oder mehr, wobei H der Gesamtlänge der luftausgesetzten Oberfläche 102 inder Längsrichtungdes Gassensors 1 entspricht.
    [0055] Derelastische Isolierhalter 129 und der Wasser abweisendeFilter 125 haben eine geringere Wärmebeständigkeit als die anderen Teiledes Gassensors 1. Der elastische Isolierhalter 129 istwie gesagt luftdicht innerhalb des Fußendes der Luftabdeckung 121 eingepasst,währendsich der Wasser abweisende Filter 125 innerhalb der äußeren Luftabdeckung 122 befindet,um die Luft in den Gassensor 1 (d.h. die Luftkammer 124)zu lassen. Genauer gesagt befinden sich der elastische Isolierhalter 129 undder Wasser abweisende Filter 125 an dem von der Wärmequelle(d.h. dem Abgas in dem Auspuffrohr 30) entfernten Fußende desGassensors 1. Der gewünschte Schutzdes elastischen Isolierhalters 129 und des Wasser abweisendenFilters 125 vor thermischer Schädigung erfolgt, indem einemAbschnitt des Gassensors 1, der von dem Fußende desGassensors 1 aus innerhalb eines Bereichs von 0,5H verläuft, ein Emissionsvermögen von0,7 oder mehr verliehen wird, um so den Temperaturanstieg in demFußabschnittdes Gassensors 1 zu minimieren.
    [0056] Dieoben beschriebenen günstigenWirkungen der Erfindung könnenauch dann erzielt werden, wenn lediglich entweder der luftausgesetztenOberfläche 102 oderder inneren luftausgesetzten Oberfläche 103 ein Emissionsvermögen von0,7 oder mehr verliehen wird. Die Zunahme des Emissions vermögens kannauch dadurch erreicht werden, dass mindestens ein erwünschterAbschnitt des Gassensors 1 durch Besprühen oder Flammspritzen miteiner schwarzen oder dunkelbraunen wärmebeständigen Beschichtung oder mitFerritabscheidungen überzogenwird. Wahlweise kann der gewünschte Abschnittauch durch Flammspritzen mit einer hochtemperaturbeständigen Legierungwie Nichrom überzogenund dann bei hohen Temperaturen oxidiert werden.
    [0057] Eswurden Probekörperdes Gassensors 1 angefertigt, die verschiedene Werte für das Emissionsvermögen undunterschiedlich großeBereiche hohen Emissionsvermögenshatten, und mit diesen Probekörperwurden Versuche im Hinblick auf das Ausmaß durchgeführt, wie stark der Temperaturanstieginnerhalb des Gassensors 1 gesenkt wird.
    [0058] DerProbekörperNr. 0 entsprach einem Bezugskörper,bei dem die Luftabdeckung 121, die äußere Luftabdeckung 122 unddas Gehäuse 11 erhitzt wurden,so dass sich die Farbe von braun zu dunkelbraun änderte, die jedoch ein glänzendesErscheinungsbild behielten.
    [0059] DieProbekörperNr. 1 bis 8 bestehen aus drei Arten, und zwaraus einer ersten Art, bei der lediglich die luftausgesetzte Oberfläche 102 eingewähltesEmissionsvermögenhatte, aus einer zweiten Art, bei der lediglich die innere luftausgesetzteOberfläche 103 eingewähltesEmissionsvermögenhatte, und aus einer dritten Art, bei der sowohl die luftausgesetzteOberfläche 102 alsauch die innere luftausgesetzte Oberfläche 103 ein gewähltes Emissionsvermögen hatten.
    [0060] DerProbekörperNr. 1 wies eine Luftabdeckung 121, eine äußere Luftabdeckung 122 undein Gehäuse 10 auf,die eine braune Farbe hatten und etwas glänzten. Die Probekörper Nr. 2 bis 5 hatten einedunkelbraune Farbe und ein mattes Erscheinungsbild. Der Probekörper Nr. 6 wurdefünf Stunden langbei 900°Cerhitzt, so dass er eine dunklere Farbe als die Probekörper inNr. 2 bis 5 und ein mattes Erscheinungsbild hatte.Der ProbekörperNr. 8 wies schließlicheine Luftabdeckung 121, eine äußere Luftabdeckung 122 undein Gehäuse 10 auf,die mit der von Japan Sensor Corporation hergestellten Hochtemperaturbeschichtungfür schwarzeKörper JSC-3bedeckt waren.
    [0061] DasEmissionsvermögender Probekörper Nr. 1, 2 und 6 bis 8 warjeweils vom Fuß-bis zum Kopfende der luftausgesetzten Oberfläche 102 und/oder innerenluftausgesetzten Oberfläche 103 gleichmäßig. DerBereich fürdas jeweilige Emissionsvermögenist in der in 5 gezeigtenTabelle durch die LängeH der luftausgesetzten Oberfläche 102 ausgedrückt.
    [0062] DieProbekörperNr. 3 bis 5 hatten jeweils über gewählte Bereiche der luftausgesetztenOberfläche 102 undder inneren Luftausgesetzten Oberfläche 103 ein Emissionsvermögen von0,7. Und zwar hatte der ProbekörperNr. 3 der ersten Art ein Emissionsvermögen von 0,7 über denBereich der luftausgesetzten Oberfläche 102 innerhalbeiner Strecke von 0,7H von seinem Fußende aus. Der Probekörper Nr. 3 derzweiten Art hatte ein Emissionsvermögen von 0,7 über denBereich der inneren luftausgesetzten Oberfläche 103 innerhalbeiner Strecke von 0,7H von seinem Fußende aus. Der Probekörpers Nr. 3 derdritten Art hatte schließlichein Emissionsvermögenvon 0,7 überden Bereich sowohl der luftausgesetzten Oberfläche 102 als auch derinneren Luftausgesetzten Oberfläche 103 innerhalbeiner Strecke von 0,7H von seinem Fußende aus. Entsprechend hatteder Probekörper Nr. 4 ein Emissionsvermögen von0,7 innerhalb einer Strecke von 0,5H von seinem Fußende ausund der ProbekörperNr. 5 ein Emissionsvermögenvon 0,7 innerhalb einer Strecke von 0,3H von seinem Fußende aus.
    [0063] Dasin der Tabelle angegebene Emissionsvermögen für jeden der Probekörper Nr. 1 bis 8 entsprichtdem Durchschnitt des Emissionsvermögens, das mit Hilfe eines kommerziellerhältlichenInfrarotmessgerätsfür dasEmissionsvermögenan drei verschiedenen Stellen gemessen wurde. Und zwar wurde dasEmissionsvermögender ProbekörperNr. 1 bis 8 wie folgt gemessen.
    [0064] Wiein 4 gezeigt ist, wurdeder mit der Zahl 1 bezeichnete Probekörper jeweils in ein Installationsloch 41 einerfeststehenden Fixierplatte 4 eingesetzt. Die Fixierplatte 4 wurdedann an ihrer Außenfläche 40 auf800°C erhitzt.Nachdem der Probekörper 30 Minutenlang stehen gelassen wurde, um die Temperatur an einem Bezugsabschnitt 42 des Probekörpers zustabilisieren, wurde die Temperatur des Bezugsabschnitts 42 mitHilfe eines daran angebrachten Thermoelements gemessen. Der Bezugsabschnitt 42 warmit einen Abstand t von 10 mm vom Fußende des Probekörpers entfernt.Die luftausgesetzte Oberfläche 102 befindetsich in der Zeichnung auf der linken Seite der Fixierplatte 4,währendsich die gasausgesetzte Oberfläche 101 aufder rechten Seite der Fixierplatte 4 befindet. Die Temperaturdes BezugskörpersNr. 0 wird in der Tabelle als Beurteilungskriterium verwendet.Die Temperaturdifferenz der Probekörper Nr. 1 bis 8 vondem Beurteilungskriterium ist in der Tabelle jeweils mit Hilfe derSymbole A, B und C dargestellt. „A" steht für eine inakzeptable Temperaturdifferenzvon weniger als 10°Cals Absolutwert. „B" steht für eine akzeptableTemperaturdifferenz von weniger als 15°C als Absolutwert.
    [0065] „C" steht für eine äußerst akzeptableTemperaturdifferenz von mehr als 15°C als Absolutwert.
    [0066] DieTabelle zeigt, dass ein Emissionsvermögen von 0,7 oder mehr dazudient, den Temperaturanstieg des Bezugsabschnitts 42 wunschgemäß zu reduzieren.
    [0067] DieProbekörperNr. 2 bis 5 zeigen außerdem, dass es günstigerist, wenn das Emissionsvermögenvon 0,7 oder mehr vom Fußendedes Gassensensors 1 aus über eine Strecke von 0,5H oder mehrvorliegt.
    [0068] UnterBezugnahme auf die 6 bis 8 wird nun der Gassensor 1 deszweiten Ausführungsbeispielsbeschrieben. Der Gassensor 1 dieses Ausführungsbeispielshat im Großenund Ganzen den gleichen Aufbau wie der Gassensor in den 1 und 2, weswegen bis auf den folgenden Unterschiedauf eine ausführlicheErläuterungverzichtet wird.
    [0069] DieLuftabdeckung 121 setzt sich, wie in 6 dargestellt ist, aus einem Abschnittgroßen Durchmessers 125,einen Abschnitt mittleren Durchmessers 126 und einem Abschnittskleinen Durchmessers 127 zusammen. Der Abschnitt großen Durchmessers 125,der Abschnitt mittleren Durchmessers 126 und der Abschnittkleinen Durchmessers 127 haben jeweils InnendurchmesserD1, D2 und D3. Die Durchmesser D1, D2 und D3 erfüllen die Bedingungen D3<D2<D1 und (D1+D3)/2≤D2≤0,9D1. DieDurchmesser D1, D2 und D3 entsprechen dabei den maximalen Abständen zwischenden genau entgegengesetzt liegenden Punkten auf den Innenwänden desjeweiligen Abschnitts 125, 126 und 127,die durch die Mitten der zur Längsachsedes Gassensors 1 senkrechten Querschnittsflächen derAbschnitte 125, 126 und 127 verlaufen.
    [0070] Eswurden fürden Gassensor 1 zwei Arten Probenkörper angefertigt und damitVersuche durchgeführt,um die Wärmeabstrahlungvon der Luftabdeckung 121 zu ermitteln. Die Probekörper derersten Art hatten einen Durchmesser D1 von 20 mm, einen DurchmesserD3 von 10 mm und unterschiedliche Durchmesser D2, während dieProbekörperder zweiten Art einen Durchmesser D1 von 18 mm, einen DurchmesserD3 von 10 mm und unterschiedliche Durchmesser D2 hatten. Die Temperaturder Probekörperder ersten und zweiten Art wurde auf die gleiche Weise wie im erstenAusführungsbeispielgemessen. Die Messergebnisse sind in der grafischen Darstellungvon 8 gezeigt. Dabeiist zu beachten, dass die Temperatur der Außenfläche 40 der Fixierplatte 4 800°C betrug.
    [0071] DieTemperatur eines der Probekörperder ersten Art mit einem Innendurchmesser D2 von 10 mm wurde inder grafischen Darstellung als ein Beurteilungskriterium für sämtlicheProbekörperder ersten Art verwendet. Entsprechend wurde die Temperatur einesder Probekörperder zweiten Art mit einem Innendurchmesser D2 von 10 mm in der grafischen Darstellungals Beurteilungskriterium fürsämtliche Probekörper derzweiten Art verwendet. Auf der Ordinatenachse ist die Temperaturdifferenzder Probekörperder ersten und zweiten Art vom entsprechenden Beurteilungskriteriumdargestellt.
    [0072] Beiden Probekörpernder ersten Art beträgt (D1+D3)/215 mm, während(D1+D3)/2 bei den Probekörpernder zweiten Art 14 mm beträgt.Die grafische Darstellung in 8 zeigt,dass es ratsam ist, dass die Luftabdeckung 121 die Bedingung (D1+D3)/2≤D2 erfüllt, umeine Wärmeabstrahlungzu erzielen, die zu einer Temperaturdifferenz von 10°C oder mehrführt.
    [0073] DieLuftabdeckung 121 ist wie im ersten Ausführungsbeispielauf das Gehäuse 10 gepasst,wobei die ringförmigeTellerfeder 141 gegen das obere Isolierporzellan 14 stößt. DieSchulter 142 der Luftabdeckung 121 drängt dieTellerfeder 141 dauerhaft elastisch gegen eine Schulter 140 desoberen Isolierporzellan 14. Die Sicherung der Tellerfeder 141 aufder Schulter 140 erfordert eine gewisse Durchmesserdifferenzzwischen dem Abschnitt großenDurchmessers 125 und dem Abschnitt mittleren Durchmessers 126.Es wurden die Werte fürdiese Differenz bei den Probekörpernder ersten und zweiten Art gemessen, woraus sich ergab, dass beiden Probekörpernder ersten und zweiten Art fürdie Installation der Luftabdeckung 121 bzw. die Sicherungder Tellerfeder 141 auf dem oberen Isolierporzellan 14 etwa16 mm und 18 mm ungeeignet sind und dass es ratsam ist, dass dieLuftabdeckung 121 die Bedingung D2≤0,9D1 erfüllt.
    [0074] DieErfindung wurde zwar anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen erläutert, umdas Verständniszu erleichtern, doch versteht sich, dass die Erfindung auf verschiedeneandere Weise ausgeführtwerden kann, ohne vom Erfindungsprinzip abzuweichen. Es wird daraufhingewiesen, dass die Erfindung sämtliche mögliche Ausführungen und Abwandlungen dergezeigten Ausführungsbeispieleabdeckt, die sich realisieren lassen, ohne von dem in den beigefügten Ansprüchen angegebenErfindungsprinzip abzuweichen.
    [0075] Eswird ein stark Wärmeabstrahlender Gassensor zur Verfügunggestellt, der einen Messfühler, dereinem Messgas auszusetzen ist, und einen Körper hat, in dem der Messfühler eingebautist und der eine Außenwandmit einer dem Messgas auszusetzenden gasausgesetzten Oberfläche undeiner der Atmosphärenluftauszusetzenden luftausgesetzten Oberfläche hat. Zumindest ein Abschnittentweder der luftausgesetzten Oberfläche oder der gasausgesetztenOberflächehat ein Emissionsvermögenvon 0,7 oder mehr, wodurch die Wärmeabstrahlungvon der Innen- zur Außenseitedes Körpersdes Gassensors gesteigert wird, um weniger hitzebeständige Teilevor thermischer Schädigungzu schützen.
    权利要求:
    Claims (16)
    [1] Gassensor (1), mit: einem Messfühler (2),der einem Messgas auszusetzen ist und dazu dient, als eine Funktionder Konzentration eines bestimmten Bestandteils des Messgases einSignal zu erzeugen; und einem Körper, in dem der Messfühler (2)eingebaut ist und der eine Außenwand(100) mit einer dem Messgas auszusetzenden gasausgesetztenOberfläche(101) und einer der Atmosphärenluft auszusetzenden luftausgesetztenOberfläche(102) hat, wobei zumindest ein Abschnitt der luftausgesetztenOberfläche(102) ein Emissionsvermögenvon 0,7 oder mehr hat.
    [2] Gassensor (1) nach Anspruch 1, bei dem das Emissionsvermögen deszumindest einen Abschnitts der luftausgesetzten Oberfläche (102)0,85 oder mehr beträgt.
    [3] Gassensor (1) nach Anspruch 1, bei dem das Emissionsvermögen demVerhältnisder Strahlung einer von dem zumindest einen Abschnitt der luftausgesetztenOberfläche(102) abgegebenen elektromagnetischen Welle, deren Wellenlänge 3 bis25 μm beträgt, zurStrahlung einer bei der gleichen Temperatur von einem perfektenschwarzen Strahler abgegebenen elektromagnetischen Welle entspricht.
    [4] Gassensor (1) nach Anspruch 1, bei dem der Körper einevon einem Fußendezu einem zum Fußendeentgegengesetzten Kopfende reichende Länge hat, das Kopfende dem Messgasauszusetzen ist und der zumindest eine Abschnitt der luftausgesetztenOberfläche(102), der ein Emissionsvermögen von 0,7 oder mehr hat,einen Bereich der Außenwand (100)belegt, der sich in Längsrichtungdes Körpers vomFußendeaus über0,5H erstreckt, wobei H der Längedes Körpersentspricht.
    [5] Gassensor (1) nach Anspruch 1, bei dem der zumindesteine Abschnitt der luftausgesetzten Oberfläche (102) mit einemOxidfilm bedeckt ist.
    [6] Gassensor (1) nach Anspruch 1, bei dem der zumindesteine Abschnitt der luftausgesetzten Oberfläche (102) mit einervorgewähltenBeschichtung bedeckt ist.
    [7] Gassensor (1) nach Anspruch 1, bei dem der Körper außerdem eineInnenwand mit einer von der luftausgesetzten Oberfläche (102)abgewandten Innenfläche(103) hat, wobei zumindest ein Abschnitt der Innenfläche (103)ein Emissionsvermögenvon 0,7 oder mehr hat.
    [8] Gassensor (1) nach Anspruch 7, bei dem der Körper einevon einem Fußendezu einem zum Fußendeentgegengesetzten Kopfende reichende Länge hat, das Kopfende dem Messgasauszusetzen ist, und der zumindest eine Abschnitt der Innenfläche (103),der ein Emissionsvermögenvon 0,7 oder mehr hat, einen Bereich der Innenwand belegt, der sichin Längsrichtungdes Körpersvom Fußendeaus über 0,5Herstreckt, wobei H der Längedes Körpersentspricht.
    [9] Gassensor (1) nach Anspruch 1, bei dem der Messfühler (2)einen Kopfabschnitt und einen zum Kopfabschnitt entgegengesetztenFußabschnitthat, der Kopfabschnitt einem Messgas auszusetzen ist und dazu dient,als Funktion der Konzentration des bestimmten Bestandteils des Messgasesdas Signal auszugeben, und der Gassensor (1) außerdem Folgendesumfasst: ein hohlzylinderförmigesGehäuse(10) mit einem Kopfende nahe dem Kopfabschnitt des Messfühlers (2)und einem Fußendenahe dem Fußabschnittdes Messfühlers(2); einen ersten zylinderförmigen Isolator (13),durch den der Messfühler(2) geht, der in dem Gehäuse (10) angeordnetist und der ein Kopfende nahe dem Kopfabschnitt des Messfühlers (2)und ein Fußende nahedem Fußabschnittdes Messfühlers(2) hat; einen zweiten zylinderförmigen Isolator (14),der ein Fußendenahe dem Fußabschnittdes Messfühlers (2)und ein Kopfende nahe dem Kopfabschnitt des Messfühlers (2)hat und der mit seinem Kopfende am Fußende des ersten zylinderförmigen Isolators(13) angeordnet ist, um so den Fußabschnitt des Messfühlers (2)zu bedecken; eine Messgasabdeckung (11), die auf demKopfende des Gehäuses(10) installiert ist, um so den Kopfabschnitt des Messfühlers (2)zu bedecken; und eine Luftabdeckung (121), die aufdem Fußendedes Gehäuses(10) installiert ist, um so den Fußabschnitt des Messfühlers (2)zu bedecken, die der Atmosphärenluftauszusetzen ist und ein Kopfende nahe dem Kopfabschnitt des Messfühlers (2)und ein Fußende nahedem Fußabschnittdes Messfühlers(2) hat, wobei die Luftabdeckung (121) einenKopfabschnitt (125), einen Fußabschnitt (127),einen Mittelabschnitt (126) zwischen dem Kopfabschnitt(125) und dem Fußabschnitt(127) und eine Schulter (142) zwischen dem Kopfabschnitt(125) und dem Mittelabschnitt (126) hat, die über eineringförmigeTellerfeder (141) gegen das Fußende des zweiten zylinderförmigen Isolators(14) stößt, um soeine Verbindung zwischen dem ersten und zweiten zylinderförmigen Isolator(13, 14) herzustellen, und der Kopfabschnitt (127)einen Durchmesser D1, der Mittelabschnitt (126) einen DurchmesserD2 und der Fußabschnitt (127)einen Durchmesser D3 hat und die Durchmesser D1, D2 und D3 die BedingungenD3<D2<D1 und (D1+D3)/2≤D2≤0,9D1 erfüllen.
    [10] Gassensor (1), mit: einem Messfühler (2),der einem Messgas auszusetzen ist und dazu dient, als eine Funktionder Konzentration eines bestimmten Bestandteils des Messgases einSignal zu erzeugen; und einem Körper, in dem der Messfühler (2)eingebaut ist und der eine Außenwand(100) mit einer dem Messgas auszusetzenden gasausgesetztenOberfläche(101) und einer der Atmosphärenluft auszusetzenden luftausgesetztenOberfläche(102) sowie eine Innenwand mit einer von der luftausgesetzten Oberfläche (102)abgewandten Innenfläche(103) hat, wobei zumindest ein Abschnitt der Innenfläche (103)ein Emissionsvermögenvon 0,7 oder mehr hat.
    [11] Gassensor (1) nach Anspruch 10, bei dem dasEmissionsvermögendes zumindest einen Abschnitts der Innenfläche (103) 0,85 odermehr beträgt.
    [12] Gassensor (1) nach Anspruch 10, bei dem dasEmissionsvermögendem Verhältnisder Strahlung einer von dem zumindest einen Abschnitt der Innenwandabgegebenen elektromagnetischen Welle, deren Wellenlänge 3 bis25 μm beträgt, zurStrahlung einer bei der gleichen Temperatur von einem perfektenschwarzen Strahler abgegebenen elektromagnetischen Welle entspricht.
    [13] Gassensor (1) nach Anspruch 10, bei dem derKörpereine von einem Fußendezu einem zum Fußendeentgegengesetzten Kopfende reichende Länge hat, das Kopfende dem Messgasauszusetzen ist und der zumindest eine Abschnitt der Innenfläche (103),der ein Emissionsvermögenvon 0,7 oder mehr hat, einen Bereich der Innenwand belegt, der sichin Längsrichtungdes Körpersvom Fußendeaus über 0,5Herstreckt, wobei H der Längedes Körpersentspricht.
    [14] Gassensor (1) nach Anspruch 10, bei dem derzumindest eine Abschnitt der Innenwand mit einem Oxidfilm bedecktist.
    [15] Gassensor (1) nach Anspruch 10, bei dem derzumindest eine Abschnitt der Innenwand mit einer vorgewählten Beschichtungbedeckt ist.
    [16] Gassensor (1) nach Anspruch 10, bei dem derMessfühler(2) einen Kopfabschnitt und einen zum Kopfabschnitt entgegengesetztenFußabschnitt hat,der Kopfabschnitt einem Messgas auszusetzen ist und dazu dient,als Funktion der Konzentration des bestimmten Bestandteils des Messgasesdas Signal auszugeben, und der Gassensor (1) außerdem Folgendesumfasst ein hohlzylinderförmigesGehäuse(10) mit einem Kopfende nahe dem Kopfabschnitt des Messfühlers (2)und einem Fußendenahe dem Fußabschnittdes Messfühlers(2); einen ersten zylinderförmigen Isolator, durch dender Messfühler(2) geht, der in dem Gehäuse (10) angeordnetist und der ein Kopfende nahe dem Kopfabschnitt des Messfühlers (2)und ein Fußendenahe dem Fußabschnittdes Messfühlers(2) hat; einen zweiten zylinderförmigen Isolator, der ein Fußende nahedem Fußabschnittdes Messfühlers(2) und ein Kopfende nahe dem Kopfabschnitt des Messfühlers (2)hat und der mit seinem Kopfende am Fußende des ersten zylinderförmigen Isolatorsangeordnet ist, um so den Fußabschnittdes Messfühlers (2)zu bedecken; eine Messgasabdeckung (11), die auf demKopfende des Gehäuses(10) installiert ist, um so den Kopfabschnitt des Messfühlers (2)zu bedecken; und eine Luftabdeckung (121), die aufdem Fußendedes Gehäuses(10) installiert ist, um so den Fußabschnitt des Messfühlers (2)zu bedecken, die der Atmosphärenluftauszusetzen ist und ein Kopfende nahe dem Kopfabschnitt des Messfühlers (2)und ein Fußende nahedem Fußabschnittdes Messfühlers(2) hat, wobei die Luftabdeckung (121) einenKopfabschnitt (125), einen Fußabschnitt (127),einen Mittelabschnitt (126) zwischen dem Kopfabschnitt(125) und dem Fußabschnitt(127) und eine Schulter (142) zwischen dem Kopfabschnitt(125) und dem Mittelabschnitt (126) hat, die über eineringförmigenTellerfeder (141) gegen das Fußende des zweiten zylinderförmigen Isolators(14) stößt, um soeine Verbindung zwischen dem ersten und zweiten zylinderförmigen Isolator(13, 14) herzustellen, und der Kopfabschnitt (127)einen Durchmesser D1, der Mittelabschnitt (126) einen DurchmesserD2 und der Fußabschnitt (127)einen Durchmesser D3 hat und die Durchmesser D1, D2 und D3 die BedingungenD3<D2<D1 und (D1+D3)/2≤D2≤0,9D1 erfüllen.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2011-04-21| 8139| Disposal/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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