專利名稱：測量流動介質(zhì)質(zhì)量的裝置的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一個測量流動介質(zhì)的質(zhì)量的裝置，屬于權(quán)利要求1前序部分所述及的技術(shù)領(lǐng)域。目前已有一種為人所知的裝置公開于DE-PS 3007851中，在測量流動介質(zhì)的質(zhì)量時，把一個形狀如加熱絲，并依賴于溫度的傳感元件送入流動介質(zhì)中。傳感元件通過傳感器連接導(dǎo)線與控制電路連接在一起，并由控制電路評判傳感元件提供的電信號。該裝置具有金屬外殼，用于放置并支持保護控制電路與傳感元件?？刂齐娐贩旁诮饘贇?nèi)，以便保護控制電路，尤其不受電磁波的輻照。這種類型的電路保護措施是專業(yè)人員熟悉的所謂EMV-保護裝置。它在汽車上的重要性日漸提高，因為裝備在汽車上的電動或電子裝置不斷增多。這些裝置，特別是裝在發(fā)動機內(nèi)室的裝置互相緊挨，必須同時發(fā)揮作用而不能相互影響，因此除保護它不受外來電磁波的輻射之外，還必須避免發(fā)生各裝置之間的相互影響。上述技術(shù)方案中提到的金屬外殼需要可觀的結(jié)構(gòu)空間，其連接導(dǎo)線是從金屬殼外通向控制電路的。連接導(dǎo)線必不可少，以便一方面獲取控制電路提供的電信號，另一方面把控制電路連在一個電壓信號源上。然而，由金屬殼外向內(nèi)連向控制電路的導(dǎo)線，如果沒有防干抗設(shè)施，使電磁波可以通過連接導(dǎo)線，以干擾脈沖的形式到達(dá)控制電路，則會影響它的功能，最糟糕的情況下甚至?xí)輾?br> 在DE-PS2845661中公開了一種測量流動介質(zhì)質(zhì)量，特別是吸入內(nèi)燃機空氣質(zhì)量的裝置。該裝置上傳感元件的電信號由電子控制電路評判。電子控制電路由多個電氣元件按所謂混合電路的結(jié)構(gòu)方式聯(lián)接成一個混合電路。作為多層集成電路的混合電路放在混合電路板上，用粘接劑粘貼在塑料外殼上，而沒有使用金屬外殼的EMV-保護裝置保護控制電路。
本發(fā)明的優(yōu)點本發(fā)明裝置具有權(quán)利要求1表明的特征，其優(yōu)點在于用簡單的形式、方法，就提供了一種EMV-保護裝置，其成批生產(chǎn)的成本低廉，且裝置的結(jié)構(gòu)空間并沒有增大。
通過其他權(quán)利要求中提到的措施，還可以對權(quán)利要求1中所述的裝置進(jìn)行有利的改進(jìn)。
特別有利地是，本發(fā)明裝置可通過一個插板有選擇地或與一個連接電線的防干擾裝置連在一起，或不連在一起，從而通過變更制造方式降低生產(chǎn)費用。
附圖簡述本發(fā)明的實施例簡單表明在附圖中，并在隨后的說明書中詳細(xì)說明。

圖1為本發(fā)明裝置一個截面的側(cè)視圖。圖2為本發(fā)明裝置的正視圖。圖3為沿圖1中III-IV線的截面圖。圖4為本發(fā)明裝置中的套箱底座單件立體圖。圖5為沿圖4中的V-V線的剖面圖。
對實施例的詳細(xì)說明側(cè)視1中展示了用于測量流動介質(zhì)質(zhì)量，特別是內(nèi)燃機吸入空氣質(zhì)量的本發(fā)明裝置1。在此，對內(nèi)燃機未加詳示。本裝置1為細(xì)長圓筒狀，并沿貫穿本裝置1中心的縱軸線10伸展。本裝置1穿過一個壁4上的開孔3，比方說吸入管上的開孔，內(nèi)燃機的吸入管內(nèi)流動著從周圍環(huán)境中吸入的空氣。藉助兩個連接螺柱5，該裝置1插入后被固定在壁4的外表面7上。裝置1的內(nèi)表面8構(gòu)成流動截面12的邊界，在流動截面12內(nèi)流動介質(zhì)垂直于圖1平面，以從紙面向里的方向流動。本裝置1有一延伸很長的塑料外殼15，其末端區(qū)14形成一測量槽20，其矩形橫截面大體在流動截面12的中部向內(nèi)凸出，并大體在平行于流動的方向上伸展，使流動介質(zhì)經(jīng)過它流動。在測量槽20內(nèi)的縱軸線10方向上裝有一個片狀的傳感元件25。它的最大表面60與垂直于圖1畫面、向圖里流動的介質(zhì)平行。在圖2至圖5中介質(zhì)的流動方向用箭頭9表示，并由右向左方流動。測量槽20部分以外殼15、部分以比方說塑料密封蓋28為界。密封蓋28可以插入外殼15末端區(qū)14上的鍵槽29內(nèi)，并坐在外殼15之上。
傳感元件25可以通過蝕刻半導(dǎo)體，比方說硅片，由所謂微機械加工的方法制造出來。其結(jié)構(gòu)可以從，比方說從德國專利DE-OS 4219454中獲悉。故在此不加詳述。傳感元件25上同樣有一個通過蝕刻制作的膜片狀傳感區(qū)26，如在圖2上，即本裝置1的正視圖中II線標(biāo)記所示。傳感區(qū)26的厚度只有幾個毫米，并具有同樣通過蝕刻法制作的多層電阻，其至少構(gòu)成一個取決于溫度的測量電阻，比方說熱電阻。也可以把傳感元件25做成所謂的熱膜片-傳感元件，其結(jié)構(gòu)比方說，可以從DE-OS 3638138中獲悉。這種熱膜片-傳感元件同樣有放在片狀底基上的多層電阻，以至少產(chǎn)生依賴于溫度的測量電阻，比方說熱電阻。
本裝置1的接線部分38在流動截面12以外的外殼15上的另一端。測量槽20與接線部分38之間有一個外殼15的掏空部分16，一控制電路30就放在外殼掏空部分16內(nèi)，如圖2所示，傳感器導(dǎo)線31把控制電路30與傳感元件25連在一起?？刂齐娐?0向傳感元件25供電并判斷由傳感元件25提供的電信號。這類控制電路30，專業(yè)人員久已知曉，并可以比方說從DE-OS 3638183中獲悉。控制電路30包括許多電氣元件，通常以所謂混合結(jié)構(gòu)方式聯(lián)接成一個混合電路。控制電路30放在一個金屬的保護套箱34內(nèi)。該箱34由金屬的套箱底座35及金屬的套箱密封蓋50組成。二者可相互連接在一起。混合電路做為集成薄膜電路放在混合電路板17上，在本實施例中用某種粘結(jié)劑把混合電路貼在，比方說金屬的套箱底座35矩形主壁36的上側(cè)表面46上。
圖4是不包括傳感元件25在內(nèi)的套箱底座35的主體圖?？梢杂帽〗饘賻Р?，例如金屬薄板把套箱底座35制造出來。加工金屬帶材可以用沖出、彎曲、折合深沖或沖壓等方法。也可用同樣方法把套箱底座密封蓋50加工出來。套箱底座35的主壁36可以是比方說矩形，混合電路板17就貼在其上表面46上。矩形主壁36的二個長邊上垂直立著局部被彎曲、相互平行而立的側(cè)壁37。側(cè)壁37用來做為可以放在主壁36的兩個側(cè)壁37之間的金屬套箱密封蓋50(圖1)的支持。套箱底座35主壁36的下表面45上有4個突起的固定銷41把套箱底座35裝入外殼15掏空部分16時，固定銷41便嵌入外殼15上相應(yīng)掏空的孔洞49內(nèi)，把套箱底座35插入并固定在外殼15上。也可以用某種粘結(jié)劑把套箱底座35與外殼15粘貼在一起。
如圖4所示，套箱底座35在其矩形主壁36的短邊上有一舌狀延伸部分，做為傳感元件框架27，用于托住傳感元件25。傳感元件托架27和套箱底座35可以在同一生產(chǎn)過程中制造出來，如圖4中所示，也可以用沖孔、彎曲、折曲，深沖或沖壓等方法分別加工出來，然后再通過適當(dāng)?shù)恼澈戏椒?，例如激光焊接，將二者再?lián)接在一起。傳感元件托架27是用折疊薄金屬條帶的方法制造出來的。在圖4展示的實施例中，以保護套箱的縱軸線11為中心，在主壁36的矩形舌狀延伸部分上，通過比方說沖孔的方法沖出一個開孔62。然而把舌狀延伸的金屬條帶繞著平行于保護套箱縱軸線11的彎曲軸對折起來，最終成為兩個大小相同，上下互相緊貼的部件56、57。以下把繞主壁36彎折而成的部件稱做托架57。托架57位于底面45之下。圖5是沿圖4中的V-V線截出的包括傳感元件25在內(nèi)的截面圖。彎折180度而成的托架57蓋住了沒有被彎曲的框架56上的開孔62，并與托架57共同圍出一個掏空部分58?？蚣?6，更確切地說，掏出部分58的橫截面，其大小大體與矩形的、板片狀的傳感元件25相當(dāng)，其厚度t大于垂直于流動方向9的傳感元件25的厚度d，以便把傳感元件25完全放在掏出部分58內(nèi)。金屬條帶被彎折后，用一種工具，比方說一個沖壓工具，使托架57的外表面61發(fā)生局部變形，使框架56上的掏出部分58面對一個在托架57上的底面63產(chǎn)生的略向框架56上的掏空部分58突起的臺狀突出部分64?？蚣?6上的開孔62內(nèi)的這一臺狀突起部分64，其橫截面比開孔62以及座落在凸起部分64上的傳感元件25的橫截面小。此外，沖壓過程中還可以在底面63上加工出一個或幾個分布在臺狀凸起部分64周圍的溝槽65。傳感元件托架27的側(cè)面67面向流動方向9，走向與彎曲軸一致。用比方說沖壓的方法，使側(cè)面67繞著彎曲軸圓化，并形成軸表面59方向平滑的邊幫68。介質(zhì)經(jīng)過圓化的、大體為楔形式的邊幫68，沿傳感元件25均勻流過，傳感元件25的表面60上沒有旋渦或斷流區(qū)出現(xiàn)。把粘合劑涂敷于臺狀突起部分64上，再把掏出部分58內(nèi)的傳感元件25放在粘結(jié)劑上，傳感元件25便可以被固定在傳感區(qū)26以外的臺狀突起部分64上了。在粘結(jié)過程中，過量的粘結(jié)劑可以會集在從底面63上掏出的溝槽65內(nèi)，使傳感元件25上的粘結(jié)層厚薄均勻地粘結(jié)在臺狀凸?fàn)畈糠?4上。此外，臺狀凸起部分64在彎折金屬條帶之后制成，尺寸公差很小，把傳感元件25粘貼入掏出部分58時，其表面60可以精確地與框架56的表面59齊平。臺狀凸起部分64的形狀被做得使它不能蓋住傳感元件25上的傳感區(qū)26，因此只有傳感區(qū)26以外的那部分被粘貼住。裝在掏空部分58中的傳感元件25及其傳感區(qū)26與底面63之間沒有接觸。在托架57內(nèi)，通過傳感元件25與底面63之間的氣墊作用造成傳感元件25良好的絕熱狀態(tài)。此外，流動方向9上的掏空部分58的橫截面略大于傳感元件25的截面，使傳感元件25與掏空部分58的側(cè)壁之間產(chǎn)生間隙，對框架56內(nèi)的傳感元件25也形成良好的絕熱狀態(tài)。如臺狀凸部分64選定的高度要使框架56的表面59和傳感元件25的表面60齊平。
為使混合電路板17上的混合電路和本裝置1的接線部分38上的插入連接件39相通，有若干連接導(dǎo)線54從插入連接件39直通套箱底座35以外，連接導(dǎo)線54的末端在外殼15內(nèi)構(gòu)成接觸點43，如圖1中所示。彎成U形的混合電路連接導(dǎo)線52把各接觸點43與混合電路17上相對應(yīng)的各接觸點42連通?；旌想娐愤B接導(dǎo)線52從外部單獨穿過各個穿管電容40到達(dá)套箱底座35內(nèi)部，并通向混合電路板17上。各導(dǎo)線末端分別通過，比方說釬焊或激光焊的方法與混合電路板17上的接觸點42及外殼15上的接觸點43接觸在一起。各穿管電容40逐個放在一個有預(yù)先開好的孔洞的共用插板47上。通過比方說釬焊法，把它們就此固定在那里，并與插板47形成通路。為把插板47裝入套箱底座35內(nèi)，在套箱底座35的側(cè)壁37上預(yù)先設(shè)置兩個彈簧件70。插板47在套箱底座35的兩個側(cè)壁37之間插入兩個彈簧件70之間。插板47本身成為套箱底座35的面向插入連接件39的金屬前壁。彈簧件70是在制造套箱底座35時一起加工出來的。制造插板47時，插板47上逐個配置管狀的穿管電容40。混合電路各連接導(dǎo)線52被插入各相應(yīng)穿管電容40，通過比方說釬焊法使之固定并與電路相連。此后，可把混合電路連接導(dǎo)線52彎成U形，使插板47以簡單的方式方法成為一個可以推入套箱底座35的獨立整體，并固定在彈簧件70上。插板47到套箱底座35經(jīng)彈簧件70接地。裝好插板47后，即可通過釬焊或粘接的方法把混合電路連接導(dǎo)線52的各末端與混合電路板17上的接觸點42及外殼15內(nèi)的接觸點43連通。外殼15內(nèi)的連接導(dǎo)線54從外殼15上的接觸點43通到插入連接件39上，它也是本實施例中的插銷連接座。為使控制電路30通電，把一個與電子控制器相連接的電插銷插入上述插銷連接座上。圖上未示出該電子控制器，它負(fù)責(zé)評判由控制電路30提供的電信號，并藉此調(diào)控比方說內(nèi)燃機的功率。
套箱密封蓋50用來蓋住套箱底座35和混合電路板17，并用卡式彈簧件72抓住插板47，如圖1中所示。插板47的上表面75面向插入連接件39，下表面76面向混合電路板17。彈簧件72只是蓋住了上表面75及下表面76的一部分，以便通過彈簧接觸使套箱密封蓋50經(jīng)插板47和彈簧件70到套箱底座35接地。此外，套箱密封蓋50在它矩形的主平面78兩側(cè)，有兩個相對而立的側(cè)平面79，在側(cè)平面79上比方說多開幾個縫，而構(gòu)成幾個彈簧件73。制造套箱密封蓋50時，把這些彈簧件73稍微向外張開些。把套箱密封蓋50裝入套箱底座35后，套箱密封蓋50便彈性地緊靠在套箱底座35的側(cè)壁37上，如沿III-III線截面的圖3所示。
保護套箱34由套箱底座35、套箱密封蓋50以及，比方說插板47構(gòu)成，并包圍在混合電路周圍，以保護控制電路30尤其是不受到電磁波輻射的損害。插板47配備有穿管電容40，可以保護沒有電磁波通過連接導(dǎo)線54和混合電路連接導(dǎo)線52到達(dá)混合電路，穿管電容40將把電磁波過濾掉。此外，金屬的套箱底座35和金屬的套箱密封蓋50可以避免可能來自控制電路30的電磁波輻射，使得直接布局在本裝置1附近的電氣系統(tǒng)可以正常進(jìn)行工作，而不會受本裝置的影響。如果不需要這種有穿管電容40的抗干擾保護裝置的話，可以把插板47干脆拿掉，而不必對套箱底座35做昂貴的結(jié)構(gòu)改造。只需要把外殼15內(nèi)的接觸點43與混合電路板17上的接觸點42，比方說通過粘接、釬焊或激光焊接相互連通在一起。
出于污染的原因，還需把套箱密封蓋50進(jìn)一步用塑料封板80蓋住。封板80可插入圍繞在外殼掏出部分16周圍的鍵槽81內(nèi)。為便于看清總貌，未把護板80表示在圖2中。裝置1上有一個電阻，用于補償傳感元件25的與流動介質(zhì)溫度有關(guān)的測量值。以下把這個電阻叫做介質(zhì)溫度電阻86。介質(zhì)溫度電阻86是控制電路30的一部分，保證流動介質(zhì)的溫度發(fā)生變化時，不影響測量的精度。除了使介質(zhì)溫度電阻86與控制電路30相連接以外，也可以用一根外殼15內(nèi)的電導(dǎo)線以及一個附加在插入連接件39內(nèi)的接觸銷，把介質(zhì)溫度電阻86單獨地和可插在插入連接件39上的電插銷相接觸，使它也能與內(nèi)燃機的其他控制電路相連，更確切地說和電子控制裝置相連接。介質(zhì)溫度電阻86的阻值取決于溫度。此外，可以把介質(zhì)溫度電阻86做成例如絲狀、膜狀或箱狀的NTC-或PTC-電阻。介質(zhì)溫度電阻86安裝在測量槽20以外，離與縱軸線10平行的外殼15的外表面84一定距離處。介質(zhì)溫度電阻86附近的外殼15在垂直于縱軸線10的方向上略有擴展并截止在外表面84上。外殼15之外的介質(zhì)溫度電阻86上有兩根并排放置的連接導(dǎo)線92及93，其中一根導(dǎo)線93彎曲成U形，且其一部分平行于連接導(dǎo)線92。連接導(dǎo)線92、93通過比方說釬焊的辦法固定在兩個接觸銷，即兩個接觸支柱(或者說固定件)88上。接觸支柱88在套箱底座35上的插板47對面，從外殼15的外表面84伸出來，向流動截面12凸出，相繼處在流動方向9上。支撐介質(zhì)溫度電阻86的其他部件還包括立在外殼15外表面85上的塑料凸緣89，經(jīng)局部彎曲的連接導(dǎo)線93繞塑料凸緣89上與接觸支柱88相背的一面上的凹槽而過，使介質(zhì)溫度電阻86通過連接導(dǎo)線92、93固定在在相距外殼15的外表面84一定距離的流動介質(zhì)之中。介質(zhì)溫度電阻86放在外殼15上的測量槽20以外，其好處在于介質(zhì)溫度電阻86與傳感元件25及與混合電路板17上的混合電路間的空間距離可以排除介質(zhì)溫度電阻86的熱影響。此外，介質(zhì)溫度電阻86在外殼15以外，所以不受可能來自測量槽20槽壁造成的對介質(zhì)流的影響，使它可以不受干擾地認(rèn)可流動介質(zhì)的溫度。
如圖3中所見，在測量槽20與塑料凸緣89之間有一個走向與流動方向9相同的冷卻通道90，用于冷卻控制電路30并進(jìn)一步改善介質(zhì)溫度電阻86與傳感元件25之間以及與控制電路30之間的熱影響。冷卻通道90大體在平行于介質(zhì)流動方向9上擴展，橫向貫穿外殼15，套箱底座35有一部分下表面45不與塑料外殼15接觸。通過這部分沒有塑料外殼的下表面45，可以使控制電路30散發(fā)的熱量經(jīng)混合電路板17向套箱底座35及冷卻通道90排入，避免控制電路30發(fā)出的熱量使傳感元件25和介質(zhì)溫度電阻86發(fā)熱。冷卻通道90有，比方說矩形的入口截面，在流動方向9上向裝置1的中心部位逐漸減小至最小截面，然后按流動方向9重新擴大至使出口截面也成為大小與入口截面相當(dāng)?shù)木匦谓孛?。冷卻通道90的形狀在一定程度上像半個拉伐爾噴咀，它的作用是加速流動介質(zhì)從入口截面到套箱底座35的下表面45處的流動，提高流動介質(zhì)在套箱底座35下表面45處對來自控制電路30的熱量的散熱能力。
權(quán)利要求
1.一種用于測量流動介質(zhì)質(zhì)量、特別是吸入內(nèi)燃機的空氣質(zhì)量的裝置，帶有位于流動介質(zhì)中、取決于溫度、并與一控制電路相連接的傳感元件，且控制電路受周圍一金屬保護套箱包圍，防止電磁波干擾(EMV-保護)，其特征在于保護套箱(34)由一金屬的套箱底座(35)與一金屬的套箱密封蓋(50)組成，二者可以相互連結(jié)起來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其中，保護套箱(34)上有一配置穿管電容(40)的插板(47)，連接導(dǎo)線(52)通過穿管電容(40)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述裝置，其中，插板(47)藉助彈簧件(70)固定在套箱底座(35)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其中套箱密封蓋(50)上設(shè)置有彈簧件(72、73)，通過該彈簧件，插板(47)及套箱底座(35)連接到封蓋(50)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其中控制電路(30)安裝在保護套箱(34)的套箱底座(35)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述裝置，其中保護套箱(34)的套箱底座(35)的主壁(36)上有一個接納傳感元件(25)的傳感器托架(27)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中保護套箱(34)放在拉長的塑料外殼(15)內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，套箱底座(35)有主壁(36)及兩個相互平行、并垂直立在主壁(36)上的側(cè)壁(37)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2或8所述的裝置，其中，插板(47)插在套箱底座(35)的側(cè)壁(37)之間。
全文摘要
已知的測量流動介質(zhì)質(zhì)量的裝置上有電子控制電路，評判依賴溫度的傳感元件給出的電信號，并與傳感元件一起裝在金屬保護套箱內(nèi)，以避免電磁波對傳感元件的輻射(EMV-保護)因此，價格昂貴，結(jié)構(gòu)空間也很大。為降低費用，減少結(jié)構(gòu)空間，本發(fā)明裝置上的保護套箱(34)由一個金屬套箱底座(35)、一個金屬套箱密封蓋50及一個金屬插板(47)插入式地組合在一起。插板(47)上有個穿管電阻(40)，連接導(dǎo)線(52)穿過它們，防止干擾，并與電子控制電路(30)相連接。本裝置是為測量流動介質(zhì)的質(zhì)量，特別為測量內(nèi)燃機吸入空氣的質(zhì)量而做的。
文檔編號G01F15/14GK1130942SQ95190667
公開日1996年9月11日 申請日期1995年7月6日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月22日
發(fā)明者海因茨·里林, 斯特凡·勒恩伯格 申請人:羅伯特·博施有限公司