Die Erfindung betrifft ein Strömungssensorelement,
das mindestens ein Temperaturmesselement mit mindestens einem Platin-Dünnfilmwiderstand und
mindestens ein Heizelement mit mindestens einem Platin-Dünnfilmwiderstand
aufweist, wobei das mindestens eine Temperaturmesselement und das mindestens
eine Heizelement an einem Trägerelement
angeordnet sind, das aus einem Keramikfolien-Laminat oder einem
mehrteiligen Keramikbauteil gebildet ist, wobei das Trägerelement
elektrische Leiterbahnen und Anschlussflächen zur elektrischen Kontaktierung
des mindestens einen Temperaturmesselements sowie des mindestens
einen Heizelements aufweist. Des weiteren betrifft die Erfindung die
Verwendung eines solchen Strömungssensorelements.The invention relates to a flow sensor element,
the at least one temperature measuring element with at least one platinum thin-film resistor and
at least one heating element with at least one platinum thin-film resistor
has, wherein the at least one temperature measuring element and the at least
a heating element on a support element
are arranged, which are made of a ceramic film laminate or
multi-part ceramic component is formed, wherein the carrier element
electrical conductor tracks and connection surfaces for electrical contacting
the at least one temperature measuring element and the at least one
has a heating element. The invention further relates to
Use of such a flow sensor element.
Derartige Strömungssensorelemente sind aus
der EP 1 065 476 A1 bekannt.
Hier ist ein thermischer Luftdurchflusssensor offenbart, bei dem
ein Sensorelement mit einem Heizwiderstand und einem Widerstandstemperaturmesselement
in einer Aussparung eines Keramiklaminatkörpers versenkt angeordnet und
mit Keramikzement befestigt ist. Aufgrund der Klebeverbindung und
der versenkten Anordnung des Sensorelements mit beziehungsweise in
dem Keramiklaminat weist das Sensorelement eine merkliche Reaktionsträgheit bei
Temperaturwechseln des Messmediums auf. Die elektrischen Kontakte
sind im Strömungsbereich
mit einem Epoxidharz bedeckt, so dass ein Einsatz der Vorrichtung bei
Temperaturen oberhalb 300°C
nicht möglich
ist. Zudem ist die Anordnung aufwendig und daher kostenintensiv.Such flow sensor elements are from the EP 1 065 476 A1 known. Here, a thermal air flow sensor is disclosed in which a sensor element with a heating resistor and a resistance temperature measuring element is sunk in a recess in a ceramic laminate body and is fastened with ceramic cement. Due to the adhesive connection and the recessed arrangement of the sensor element with or in the ceramic laminate, the sensor element has a noticeable inertia when the temperature of the measuring medium changes. The electrical contacts are covered in the flow area with an epoxy resin, so that the device cannot be used at temperatures above 300 ° C. In addition, the arrangement is complex and therefore expensive.
Die noch nicht veröffentlichte
Patentanmeldung DE 102 25
602.0-33 der Patentanmelderin offenbart einen Temperatursensor
mit einer Gesamtdicke von 10 bis 100 μm, der ein metallisches Foliensubstrat
mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung aufweist, auf welcher
ein Platin- Dünnfilmwiderstand
als temperatursensitives Element angeordnet ist. Der Temperatursensor
ist im Bereich eines Kühlkörpers für ein Halbleiterbauelement
eingesetzt.The unpublished patent application DE 102 25 602.0-33 the patent applicant discloses a temperature sensor with a total thickness of 10 to 100 μm, which has a metallic film substrate with an electrically insulating coating, on which a platinum thin-film resistor is arranged as a temperature-sensitive element. The temperature sensor is used in the area of a heat sink for a semiconductor component.
Die DE 195 06 231 A1 offenbart ein Heißfilmanemometer
mit einem Temperaturmesswiderstand und einem Heizwiderstand. Der
Heizwiderstand ist brückenartig
in einer Ausnehmung einer Kunststoffträgerplatte angeordnet. Die Platin-Temperatur-Dünnschichtelemente
für den
Temperaturmesswiderstand und den Heizwiderstand sind auf einem Keramiksubstrat,
welches vorzugsweise aus Aluminiumoxid gebildet ist, angeordnet.The DE 195 06 231 A1 discloses a hot film anemometer with a temperature measuring resistor and a heating resistor. The heating resistor is arranged in a bridge-like manner in a recess in a plastic carrier plate. The platinum-temperature thin-film elements for the temperature measuring resistor and the heating resistor are arranged on a ceramic substrate, which is preferably formed from aluminum oxide.
Die DE 199 41 420 A1 offenbart ein Sensorelement
zur Temperaturmessung auf einem metallischen Substrat, das eine
Isolationsschicht als Membrane aufweist. Dabei überspannt die Membrane eine
Ausnehmung im metallischen Substrat. Der Platindünnfilm ist dabei im Bereich
der Ausnehmung auf der Membrane angeordnet.The DE 199 41 420 A1 discloses a sensor element for temperature measurement on a metallic substrate, which has an insulation layer as a membrane. The membrane spans a recess in the metallic substrate. The platinum thin film is arranged in the region of the recess on the membrane.
Die DE 101 24 964 A1 offenbart einen Sensor zur
Messung von Strömungsgeschwindigkeiten von
Gasen oder Flüssigkeiten
mit einer Trägermembran,
die in Form einer Fahne ausgebildet ist. Die Trägermembran ist vorzugsweise
aus einem Kunststoff gebildet und weist eine elektrische Leiterbahn aus
Platin und elektrische Zuleitungen auf. Der Einsatz eines solchen
Sensors mit einer Trägermembran
aus Kunststoff ist bei Temperaturen oberhalb 300°C nicht möglich.The DE 101 24 964 A1 discloses a sensor for measuring flow velocities of gases or liquids with a carrier membrane which is designed in the form of a flag. The carrier membrane is preferably formed from a plastic and has an electrical conductor track made of platinum and electrical feed lines. The use of such a sensor with a plastic carrier membrane is not possible at temperatures above 300 ° C.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung,
ein schnell ansprechendes Strömungssensorelement
zur Messung von Massendurchflüssen
von heißen
gasförmigen
oder flüssigen
Medien bereitzustellen.It is an object of the invention
a fast responding flow sensor element
for measuring mass flow rates
of hot
gaseous
or liquid
To provide media.
Die Aufgabe wird für das Strömungssensorelement
dadurch gelöst,
dass das mindestens eine Temperaturmesselement und das mindestens
eine Heizelement jeweils eine metallische Trägerfolie mit einer elektrisch
isolierenden Beschichtung aufweisen, auf welcher die Platin-Dünnfilmwiderstände angeordnet
sind.The task is for the flow sensor element
solved by
that the at least one temperature measuring element and the at least
a heating element each a metallic carrier foil with an electrical
have an insulating coating on which the platinum thin-film resistors are arranged
are.
Die Trägerfolie ist entsprechend dünn ausgebildet,
so dass eine äußerst geringe
thermische Trägheit
des Systems und damit eine hohe Ansprechgeschwindigkeit der Platin-Dünnfilmwiderstände resultiert.
Zur Bildung eines Keramikfolien-Laminats können entweder keramische Grünfolien
( = ungebrannte Folien ) laminiert und gebrannt werden oder aber bereits
gesinterte Keramikfolien eingesetzt werden, die dann vorzugsweise
mit einem Glaslot verklebt werden. Die zum Aufbau des Strömungssensorelementes
verwendeten Materialien können
hervorragend bei Temperaturen im Bereich von –40°C bis +800°C eingesetzt werden.The carrier film is correspondingly thin,
so an extremely low one
thermal inertia
of the system and thus a high response speed of the platinum thin-film resistors results.
Ceramic green foils can either be used to form a ceramic foil laminate
(= unfired films) laminated and burned or already
sintered ceramic foils are used, which are then preferred
be glued with a glass solder. The structure of the flow sensor element
used materials can
excellent at temperatures in the range of –40 ° C to + 800 ° C.
Besonders bevorzugt ist dabei, wenn
die metallische Trägerfolie
eine Dicke im Bereich von 30 μm bis
80 μm aufweist.
Als Material für
die metallische Trägerfolie
haben sich Nickel, eine Nickel-Legierung oder eine Eisen-Legierung
mit Anteilen an Chrom und Aluminium bewährt.It is particularly preferred if
the metallic carrier foil
a thickness in the range from 30 μm to
80 μm.
As material for
the metallic carrier foil
have nickel, a nickel alloy or an iron alloy
Proven with proportions of chrome and aluminum.
Weiterhin ist bevorzugt, dass die
elektrisch isolierende Beschichtung auf der Trägerfolie eine Dicke im Bereich
von 2 μm
bis 5 μm
aufweist. Um eine ausreichende Temperaturbeständigkeit der isolierenden Beschichtung
zu erhalten, hat es sich bewährt, die
elektrisch isolierende Beschichtung aus Keramik zu bilden. Besonders
bevorzugt ist es dabei, wenn die elektrisch isolierende Beschichtung
aus einer Einzelschicht aus Al2O3 und/oder SiO und/oder SiO2 gebildet
ist oder wenn die elektrisch isolierende Beschichtung aus mindestens
zwei unterschiedlichen Einzelschichten gebildet ist, wobei die Einzelschichten
aus Al2O3 und/oder
SiO und/oder SiO2 gebildet sind.It is further preferred that the electrically insulating coating on the carrier film has a thickness in the range from 2 μm to 5 μm. In order to obtain sufficient temperature resistance of the insulating coating, it has proven useful to form the electrically insulating coating from ceramic. It is particularly preferred if the electrically insulating coating is formed from a single layer made of Al 2 O 3 and / or SiO and / or SiO 2 or if the electrically insulating coating is made up of at least two different individual layers, the individual layers made of Al 2 O 3 and / or SiO and / or SiO 2 are formed.
Für
die Platin-Dünnfilmwiderstände hat
es sich bewährt,
wenn diese jeweils eine Dicke im Bereich von 0,5 μm bis 1,2 μm aufweisen.For
which has platinum thin film resistors
it works
if they each have a thickness in the range of 0.5 μm to 1.2 μm.
Um die Platin-Dünnfilmwiderstände vor
einem korrosiven Angriff durch das Messmedium zu schützen, hat
es sich bewährt,
wenn diese jeweils mit einer Passivierungsschicht bedeckt sind.
Die Passivierungsschicht weist dabei vorzugsweise eine Dicke im
Bereich von 1 μm
bis 5 μm
auf. Besonders hat es sich bewährt,
wenn die Passivierungsschicht aus einer Einzelschicht aus Al2O3 und/oder SiO
und/oder SiO2 gebildet ist oder wenn die
Passivierungsschicht aus mindestens zwei unterschiedlichen Einzelschichten
gebildet ist, wobei die Einzelschichten aus Al2O3 und/oder SiO und/oder SiO2 gebildet
sind.In order to protect the platinum thin-film resistors from a corrosive attack by the measuring medium, it has proven useful if they are each covered with a passivation layer. The passivation layer preferably has a thickness in the range from 1 μm to 5 μm. It has proven particularly useful if the passivation layer is formed from a single layer of Al 2 O 3 and / or SiO and / or SiO 2 or if the passivation layer is formed from at least two different individual layers, the individual layers made of Al 2 O 3 and / or SiO and / or SiO 2 are formed.
Um ein ausgezeichnetes Ansprechverhalten des
Strömungssensorelements
zu erhalten hat es sich bewährt,
wenn die Trägerfolie,
die elektrisch isolierende Beschichtung, der mindestens eine Platin-Dünnfilmwiderstand
und die Passivierungsschicht des Temperaturmesselements oder des
Heizelements eine Gesamtdicke im Bereich von 10 μm bis 100 μm aufweisen.To ensure excellent responsiveness of the
Flow sensor element
it has been proven to get
if the backing film,
the electrically insulating coating, the at least one platinum thin film resistor
and the passivation layer of the temperature measuring element or the
Heating element have a total thickness in the range of 10 microns to 100 microns.
Besonders bevorzugt ist es, wenn
das mindestens eine Temperaturmesselement eine rechteckige Trägerfolie
mit zwei langen und zwei schmalen Kanten aufweist und dass die Trägerfolie
im Bereich einer der schmalen Kanten zwischen Keramikfolien des
Keramikfolien-Laminats oder zwischen mindestens zwei Teilen des
Keramikbauteils angeordnet ist.It is particularly preferred if
the at least one temperature measuring element is a rectangular carrier film
with two long and two narrow edges and that the carrier film
in the area of one of the narrow edges between ceramic foils
Ceramic foil laminate or between at least two parts of the
Ceramic component is arranged.
Ebenso ist es bevorzugt, wenn das
mindestens eine Heizelement eine rechteckige Trägerfolie mit zwei langen und
zwei schmalen Kanten aufweist und dass die Trägerfolie im Bereich einer der
schmalen Kanten zwischen Keramikfolien des Keramikfolien-Laminats
oder zwischen mindestens zwei Teilen des Keramikbauteils angeordnet
ist.It is also preferred if that
at least one heating element a rectangular carrier film with two long and
has two narrow edges and that the carrier film in the area of one of the
narrow edges between ceramic foils of the ceramic foil laminate
or arranged between at least two parts of the ceramic component
is.
Die Platin-Dünnfilmwiderstände werden
dabei vorzugsweise an dem, dem Keramikfolien-Laminat oder den Keramikbauteilen abgewandten
Ende der Trägerfolien
angeordnet, um eine möglichst
geringe thermische Beeinflussung der Platin-Dünnfilmwiderstände durch
das thermisch träge
Keramikfolien-Laminat oder die thermisch trägen Keramikbauteile zu gewährleisten.The platinum thin film resistors are
preferably on that facing away from the ceramic film laminate or the ceramic components
End of the carrier films
arranged to be as possible
low thermal influence on the platinum thin-film resistors
the thermally sluggish
To ensure ceramic foil laminate or the thermally inert ceramic components.
Um eine gegenseitige Beeinflussung
von Temperaturmesselement und Heizelement zu unterbinden, ist es
von Vorteil, wenn der mindestens eine Platin-Dünnfilmwiderstand des Heizelements
weiter vom Keramikfolien-Laminat oder vom Keramikbauteil entfernt
angeordnet ist als der mindestens eine Platin-Dünnfilmwiderstand des Temperaturmesselements.
Dadurch sind die Platin-Dünnfilmwiderstände des
Heizelements nicht in der gleichen Strömungsfaser des Messmediums
angeordnet wie die Platin-Dünnfilmwiderstände des
Temperaturmesselements.To influence each other
of temperature measuring element and heating element, it is
advantageous if the at least one platinum thin-film resistor of the heating element
further away from the ceramic foil laminate or from the ceramic component
is arranged as the at least one platinum thin-film resistor of the temperature measuring element.
This makes the platinum thin film resistors of the
Heating element not in the same flow fiber of the measuring medium
arranged like the platinum thin film resistors of the
Temperature measurement element.
Vorzugsweise sind die Trägerfolien
des mindestens einen Heizelements und des mindestens einen Temperaturmesselements
beabstandet voneinander in Serie zwischen gleichen Keramikfolien
oder Teilen des Keramikbauteils angeordnet.The carrier films are preferably
of the at least one heating element and the at least one temperature measuring element
spaced apart in series between the same ceramic foils
or parts of the ceramic component arranged.
Dabei hat es sich bewährt, wenn
das Keramikfolien-Laminat aus zwei Keramikfolien gebildet ist oder
wenn das Keramikbauteil aus zwei Keramikrohren, deren Wandungen
im Querschnitt jeweils ein Halbmondprofil aufweisen, gebildet ist.It has proven useful if
the ceramic film laminate is formed from two ceramic films or
if the ceramic component consists of two ceramic tubes, the walls of which
each have a crescent profile in cross section, is formed.
Es hat sich insbesondere zur Messung
von Medien mit wechselnder Strömungsrichtung
bewährt,
wenn ein Temperaturmesselement, zwei Heizelemente und ein Temperaturmesselement
in Serie angeordnet sind.It has been used especially for measurement
of media with changing flow directions
proven,
if a temperature measuring element, two heating elements and a temperature measuring element
are arranged in series.
Weiterhin haben sich Anordnungen
bewährt, bei
welchen das Keramikfolien-Laminat aus drei Keramikfolien gebildet
ist.There are also orders
proven, at
which the ceramic foil laminate is made of three ceramic foils
is.
Dabei hat es sich insbesondere bewährt , wenn
die Trägerfolien
des mindestens einen Heizelements und des mindestens einen Temperaturmesselements
durch Keramikfolien beabstandet voneinander und parallel zueinander
angeordnet sind.It has proven particularly useful if
the carrier films
of the at least one heating element and the at least one temperature measuring element
spaced apart and parallel to one another by ceramic foils
are arranged.
Es ist bevorzugt, ein Heizelement
zwischen einer ersten und einer zweiten Keramikfolie und ein Temperaturmesselement
zwischen der zweiten und einer dritten Keramikfolie der drei Keramikfolien
anzuordnen, wobei das Heizelement und das Temperaturmesselement
auf gleicher Höhe
des Keramikfolien-Laminats nebeneinander angeordnet sind.It is preferred to use a heating element
between a first and a second ceramic film and a temperature measuring element
between the second and a third ceramic foil of the three ceramic foils
to be arranged, the heating element and the temperature measuring element
at the same height
of the ceramic film laminate are arranged side by side.
Außerdem hat es sich bewährt, wenn
ein Heizelement zwischen einer ersten und einer zweiten Keramikfolie
der drei Keramikfolien angeordnet ist und dass zwei Temperaturmesselemente
zwischen der zweiten und einer dritten Keramikfolie der drei Keramikfolien
angeordnet sind, wobei das Heizelement zwischen den Temperaturmesselementen
angeordnet ist.It has also proven to be useful if
a heating element between a first and a second ceramic film
the three ceramic foils is arranged and that two temperature measuring elements
between the second and a third ceramic foil of the three ceramic foils
are arranged, the heating element between the temperature measuring elements
is arranged.
Weiterhin haben sich Anordnungen
bewährt, bei
welchen das Keramikfolien-Laminat aus vier Keramikfolien gebildet
ist.There are also orders
proven, at
which the ceramic foil laminate is made of four ceramic foils
is.
Dabei ist es bevorzugt, wenn ein
erstes Temperaturmesselement zwischen einer ersten und einer zweiten
Keramikfolie der vier Keramikfolien und ein zweites Temperaturmesselement
zwischen einer dritten und einer vierten Keramikfolie der vier Keramikfolien
angeordnet ist und dass ein Heizelement zwischen der zweiten und
der dritten Keramikfolie angeordnet ist, wobei das Heizelement und
die Temperaturmesselemente auf gleicher Höhe des Keramikfolien-Laminats nebeneinander
angeordnet sind.It is preferred if a
first temperature measuring element between a first and a second
Ceramic foil of the four ceramic foils and a second temperature measuring element
between a third and a fourth ceramic foil of the four ceramic foils
is arranged and that a heating element between the second and
the third ceramic film is arranged, wherein the heating element and
the temperature measuring elements at the same height of the ceramic foil laminate side by side
are arranged.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn
ein erstes Temperaturmesselement zwischen einer ersten und einer
zweiten Keramikfolie der vier Keramikfolien und ein zweites Temperaturmesselement
zwischen einer dritten und einer vierten Keramikfolie der vier Keramikfolien
angeordnet ist und dass ein Heizelement zwischen der zweiten und
der dritten Keramikfolie angeordnet ist, wobei die Temperaturmesselemente
auf gleicher Höhe
des Keramikfolien-Laminat nebeneinander angeordnet sind und das
Heizelement versetzt zu den Temperaturmesselementen angeordnet ist.It is further preferred if
a first temperature measuring element between a first and a
second ceramic film of the four ceramic films and a second temperature measuring element
between a third and a fourth ceramic foil of the four ceramic foils
is arranged and that a heating element between the second and
the third ceramic film is arranged, wherein the temperature measuring elements
at the same height
of the ceramic foil laminate are arranged side by side and that
Heating element is arranged offset to the temperature measuring elements.
Die Verwendung eines erfindungsgemäßen Strömungssensorelements
zur Massendurchflussmessung gasförmiger
oder flüssiger
Medien durch Rohrleitungen, wobei die Trägerfolien parallel zur Strömungsrichtung
des Mediums angeordnet sind, ist ideal.The use of an inventive Flow sensor element for mass flow measurement of gaseous or liquid media through pipelines, the carrier foils being arranged parallel to the direction of flow of the medium, is ideal.
Dabei eignet sich das erfindungsgemäße Strömungssensorelement
insbesondere zur Messung an gasförmigen
Medien mit einer Temperatur im Bereich von –40°C bis +800°C, wie sie beispielsweise das
Abgas einer Verbrennungskraftmaschine aufweist.The flow sensor element according to the invention is suitable
especially for measurement on gaseous
Media with a temperature in the range of -40 ° C to + 800 ° C, such as that
Has exhaust gas from an internal combustion engine.
Das erfindungsgemäße Strömungssensorelement eignet sich
aber auch zur Messung an flüssigen
Medien mit einer Temperatur im Bereich von 0°C bis 150°C.The flow sensor element according to the invention is suitable
but also for measurement on liquid
Media with a temperature in the range from 0 ° C to 150 ° C.
Die Anordnung vom mehreren Temperaturmesselementen
und Heizelementen an dem Trägerelement
ermöglicht
in idealer Weise auch die Erkennung der Strömungsrichtung bzw. von Strömungsrichtungsänderungen
eines Mediums. Insofern ist es vorteilhaft, das erfindungsgemäße Strömungssensorelement
zur Messung an Medien mit sich in zeitlichen Abständen ändernder
Strömungsrichtung
einzusetzen.The arrangement of several temperature measuring elements
and heating elements on the carrier element
allows
ideally also the detection of the flow direction or changes in flow direction
of a medium. In this respect, it is advantageous to use the flow sensor element according to the invention
for measurement on media with changing time intervals
flow direction
use.
Die 1 bis 9a sollen das erfindungsgemäße Strömungssensorelement
lediglich beispielhaft erläutern.
Es sei hier deshalb ausdrücklich
hinzugefügt,
dass die Anordnung der elektrischen Leiterbahnen und Anschlussflächen sowie
die Anzahl der Platin-Dünnfilme
pro Temperaturmesselement oder Heizelement auch anders gewählt sein
kann, ohne dass der Bereich der Erfindung verlassen wird.The 1 to 9a are only intended to explain the flow sensor element according to the invention by way of example. It should therefore be expressly added here that the arrangement of the electrical conductor tracks and connection areas and the number of platinum thin films per temperature measuring element or heating element can also be chosen differently without departing from the scope of the invention.
So zeigt:So shows:
1 ein
Strömungssensorelement
mit zweischichtigem Keramikfolien-Laminat und einem Temperaturmesselement
und einem Heizelement (Draufsicht von 1a) 1 a flow sensor element with a two-layer ceramic film laminate and a temperature measuring element and a heating element (top view of 1a )
1a das
Strömungssensorelement
aus 1 in Seitenansicht 1a the flow sensor element 1 in side view
2 ein
Strömungssensorelement
mit zweischichtigem Keramikfolien-Laminat und zwei Temperaturmesselementen
und zwei Heizelementen (Draufsicht von 2a) 2 a flow sensor element with a two-layer ceramic foil laminate and two temperature measuring elements and two heating elements (top view of 2a )
2a das
Strömungssensorelement
aus 2 in Seitenansicht 2a the flow sensor element 2 in side view
3 ein
Strömungssensorelement
mit zweischichtigem Keramikfolien-Laminat und zwei Temperaturmesselementen
und einem Doppelheizelement (Draufsicht von 3a) 3 a flow sensor element with two-layer ceramic film laminate and two temperature measuring elements and a double heating element (top view of 3a )
3a das
Strömungssensorelement
aus 3 in Seitenansicht 3a the flow sensor element 3 in side view
4 ein
Strömungssensorelement
mit dreischichtigem Keramikfolien-Laminat, zwei Temperaturmesselementen
und einem Doppelheizelement in Draufsicht 4 a flow sensor element with three-layer ceramic film laminate, two temperature measuring elements and a double heating element in plan view
5 ein
Strömungssensorelement
mit dreischichtigem Keramikfolien-Laminat, einem Temperaturmesselement
und einem Heizelement in Draufsicht 5 a flow sensor element with three-layer ceramic film laminate, a temperature measuring element and a heating element in plan view
6 ein
Strömungssensorelement
mit dreischichtigem Keramikfolien-Laminat, einem Temperaturmesselement
und einem Heizelement in Draufsicht 6 a flow sensor element with three-layer ceramic film laminate, a temperature measuring element and a heating element in plan view
6a das
Strömungssensorelement
aus 6 in Seitenansicht 6a the flow sensor element 6 in side view
6b das
Strömungssensorelement
aus 6a in Seitenansicht 6b the flow sensor element 6a in side view
7 ein
Strömungssensorelement
mit vierschichtigem Keramikfolien-Laminat, zwei Temperaturmesselementen
und einem Doppelheizelement in Draufsicht 7 a flow sensor element with four-layer ceramic foil laminate, two temperature measuring elements and a double heating element in plan view
8 ein
Strömungssensorelement
mit vierschichtigem Keramikfolien-Laminat, zwei Temperaturmesselementen
und einem Doppelheizelement in Draufsicht 8th a flow sensor element with four-layer ceramic foil laminate, two temperature measuring elements and a double heating element in plan view
9 ein
Strömungssensorelement
mit mehrteiligem Keramikbauteil, einem Temperaturmesselement und
einem Heizelement im Querschnitt A–A' (siehe 9a ) 9 a flow sensor element with a multi-part ceramic component, a temperature measuring element and a heating element in cross section A-A '(see 9a )
9a das
Strömungssensorelement
aus 9 in Seitenansicht 9a the flow sensor element 9 in side view
1 zeigt
ein Strömungssensorelement
mit einem Keramikfolien-Laminat 1, das aus einer ersten Keramikfolie 1a aus
Al2O3 und einer
zweiten Keramikfolie 1b aus Al2O3 gebildet ist. Zwischen der ersten Keramikfolie 1a und
der zweiten Keramikfolie 1b sind ein Temperaturmesselement 2 und
ein Heizelement 3 teilweise eingebettet und elektrisch
kontaktiert. Mit diesem Strömungssensorelement
ist es nicht möglich,
die Strömungsrichtung
eines Mediums zu erkennen. 1 shows a flow sensor element with a ceramic film laminate 1 made from a first ceramic film 1a made of Al 2 O 3 and a second ceramic foil 1b is formed from Al 2 O 3 . Between the first ceramic sheet 1a and the second ceramic film 1b are a temperature measuring element 2 and a heating element 3 partially embedded and electrically contacted. With this flow sensor element it is not possible to recognize the direction of flow of a medium.
Prinzipiell erfolgt die Messung des
Massendurchflusses nach dem Prinzip des Heißfilmanemometers. Das Heizelement 3 wird
dabei durch eine elektrische Regelschaltung (Brückenschaltung und Verstärker in
einem Regelkreis ) entweder auf einer konstanten Temperatur (z.B.
von 450°C)
oder einer konstanten Temperaturdifferenz (z.B. von 150 K) zum Temperaturmesselement 2 gehalten.
Eine Änderung im
Massenfluss des Mediums ruft nun eine Änderung der Leistungsaufnahme
des Heizelementes 3 hervor, die elektronisch auswertbar
ist und in direkten Bezug zum Massenfluss steht.In principle, the mass flow is measured according to the principle of the hot film anemometer. The heating element 3 an electrical control circuit (bridge circuit and amplifier in a control circuit) either at a constant temperature (eg of 450 ° C) or a constant temperature difference (eg of 150 K) becomes a temperature measuring element 2 held. A change in the mass flow of the medium now calls a change in the power consumption of the heating element 3 that can be evaluated electronically and is directly related to the mass flow.
1a zeigt
das Strömungssensorelement aus 1 in Seitenansicht. Dabei
ist erkennbar, dass das Temperaturmesselement 2 und das
Heizelement 3 über
elektrische Leiterbahnen 4a, 4b, 5a, 5b mit Anschlussflächen 4a', 4b', 5a', 5b' elektrisch
kontaktiert sind. Die elektrischen Leiterbahnen 4a, 4b, 5a, 5b sind
auf der ersten Keramikfolie 1a angeordnet und teilweise
von der zweiten Keramikfolie 1b bedeckt. Daher ist ihre
Lage teilweise gestrichelt angedeutet. Das Temperaturmesselement 2 weist
eine Trägerfolie 2c mit
einer hier nicht dargestellten elektrisch isolierenden Beschichtung
bestehend aus einer Einzelschicht aus Al2O3 oder SiO2 auf.
Ein Platin-Dünnfilmelement 2a zur
Temperaturmessung und seine elektrischen Anschlussleitungen 2b sind
auf der Rückseite
der Trägerfolie 2c inklusive
elektrisch isolierender Beschichtung angeordnet und deren Lage daher
gestrichelt dargestellt. Das Heizelement 3 weist eine Trägerfolie 3c mit
einer hier nicht dargestellten elektrisch isolierenden Beschichtung
bestehend aus einer Einzelschicht aus Al2O3 oder SiO2 auf. Ein
Platin-Dünnfilmelement 3a als
Heizer und seine elektrischen Anschlussleitungen 3b sind
auf der Rückseite
der Trägerfolie 3c inklusive
elektrisch isolierender Beschichtung angeordnet und deren Lage daher
gestrichelt dargestellt. 1a shows the flow sensor element 1 in side view. It can be seen that the temperature measuring element 2 and the heating element 3 via electrical conductor tracks 4a . 4b . 5a . 5b with pads 4a ' . 4b ' . 5a ' . 5b ' are electrically contacted. The electrical conductor tracks 4a . 4b . 5a . 5b are on the first ceramic sheet 1a arranged and partially from the second ceramic film 1b covered. Therefore, their position is partially indicated by dashed lines. The temperature measuring element 2 has a carrier film 2c with an electrically insulating coating, not shown here, consisting of a single layer of Al 2 O 3 or SiO 2 . A platinum thin film element 2a for temperature measurement and its electrical connection lines 2 B are on the back of the carrier film 2c including electrically insulating coating and their position is therefore shown in dashed lines. The heating element 3 has a carrier film 3c with an electrically insulating coating, not shown here, consisting of a single layer of Al 2 O 3 or SiO 2 . A platinum thin film element 3a as a heater and its electrical connection lines 3b are on the back of the carrier film 3c including electrically insulating coating and their position is therefore shown in dashed lines.
Die Keramikfolien 1a, 1b sind
im Bereich 6 entweder durch direktes miteinander Versintern
oder über
ein Glaslot verbunden. Die Anschlussflächen 4a', 4b', 5a', 5b' sind von der zweiten Keramikfolie 1b unbedeckt,
damit eine Verbindung mit hier nicht dargestellten elektrischen
Anschlusskabeln erfolgen kann.The ceramic foils 1a . 1b are in the area 6 either by direct sintering together or connected via a glass solder. The connection areas 4a ' . 4b ' . 5a ' . 5b ' are from the second ceramic sheet 1b uncovered so that a connection can be made with electrical connection cables, not shown here.
2 zeigt
ein Strömungssensorelement
mit einem Keramikfolien-Laminat 1, das aus einer ersten Keramikfolie 1a aus
Al2O3 und einer
zweiten Keramikfolie 1b aus Al2O3 gebildet ist. Zwischen der ersten Keramikfolie 1a und
der zweiten Keramikfolie 1b sind zwei Temperaturmesselemente 2, 8 und
zwei Heizelemente 3, 7 teilweise eingebettet und
elektrisch kontaktiert. Die Messung erfolgt wiederum prinzipiell
nach dem Prinzip des Heißfilmanemometers, wie
bereits unter 1 beschrieben.
Die Anzahl der Heizelementen 3, 7 und Temperaturmesselementen 2, 8 erlaubt
es nun aber, jeweils einen elektrischen Regelkreis für je ein
Heizelement und je ein Temperaturmesselement ( 2 und 3 bzw. 7 und 8 )
zu bilden und auszuwerten. Mit diesem Strömungssensorelement ist es nun
möglich,
die Strömungsrichtung
eines Mediums zu erkennen, da ein Übertrag an thermischer Energie
von dem Heizelement, das in Strömungsrichtung
zuerst angeordnet ist, an das nachfolgende Heizelement erfolgt.
Die Temperaturänderung beziehungsweise
Erwärmung
des nachfolgenden Heizelementes führt zu einer geringeren Leistungsaufnahme
dieses Heizelementes, was als Signal für die Strömungsrichtung des Mediums ausgewertet werden
kann. 2 shows a flow sensor element with a ceramic film laminate 1 made from a first ceramic film 1a made of Al 2 O 3 and a second ceramic foil 1b is formed from Al 2 O 3 . Between the first ceramic sheet 1a and the second ceramic film 1b are two temperature measuring elements 2 . 8th and two heating elements 3 . 7 partially embedded and electrically contacted. The measurement is again carried out in principle on the principle of the hot film anemometer, as already under 1 described. The number of heating elements 3 . 7 and temperature measuring elements 2 . 8th however, it now allows one electrical control circuit for each heating element and one temperature measuring element ( 2 and 3 respectively. 7 and 8th ) to form and evaluate. With this flow sensor element it is now possible to recognize the direction of flow of a medium, since thermal energy is transferred from the heating element, which is arranged first in the direction of flow, to the subsequent heating element. The change in temperature or heating of the subsequent heating element leads to a lower power consumption of this heating element, which can be evaluated as a signal for the direction of flow of the medium.
2a zeigt
das Strömungssensorelement aus 2 in Seitenansicht. Dabei
ist erkennbar, dass die Temperaturmesselemente 2, 8 und
die Heizelemente 3, 7 über elektrische Leiterbahnen 4a, 4b, 5a, 5b, 9a, 9b, 10a, 10b mit
Anschlussflächen 4a', 4b", 5a", 5b", 9a", 9b", 10a", 10b" elektrisch
kontaktiert sind. Die elektrischen Leiterbahnen 4a, 4b, 5a, 5b, 9a, 9b, 10a, 10b sind
auf der ersten Keramikfolie 1a angeordnet und teilweise
von der zweiten Keramikfolie 1b bedeckt. Daher ist ihre
Lage teilweise gestrichelt angedeutet. Das Temperaturmesselement 2 weist
eine Trägerfolie 2c mit
einer hier nicht dargestellten elektrisch isolierenden Beschichtung
bestehend aus zwei Einzelschichten aus AI2O3 und Si02 auf. Ein
Platin-Dünnfilmelement 2a zur
Temperaturmessung und seine elektrischen Anschlussleitungen 2b sind
auf der Rückseite
der Trägerfolie 2c inklusive elektrisch
isolierender Beschichtung angeordnet und deren Lage daher gestrichelt
dargestellt. Das Heizelement 3 weist eine Trägerfolie 3c mit
einer hier nicht dargestellten elektrisch isolierenden Beschichtung bestehend
aus zwei Einzelschichten aus Al2O3 und SiO2 auf. Ein
Platin-Dünnfilmelement 3a als
Heizer und seine elektrischen Anschlussleitungen 3b sind auf
der Rückseite
der Trägerfolie 3c inklusive
elektrisch isolierender Beschichtung angeordnet und deren Lage daher
gestrichelt dargestellt. Das Heizelement 7 weist eine Trägerfolie 7c mit
einer hier nicht dargestellten elektrisch isolierenden Beschichtung bestehend
aus zwei Einzelschichten aus Al2O3 und SiO2 auf. Ein
Platin-Dünnfilmelement 7a als
Heizer und seine elektrischen Anschlussleitungen 7b sind auf
der Rückseite
der Trägerfolie 7c inklusive
elektrisch isolierender Beschichtung angeordnet und deren Lage daher
gestrichelt dargestellt. Das Temperaturmesselement 8 weist
eine Trägerfolie 8c mit
einer hier nicht dargestellten elektrisch isolierenden Beschichtung
bestehend aus zwei Einzelschichten aus AI2O3 und SiO2 auf. Ein
Platin-Dünnfilmelement 8a zur
Temperaturmessung und seine elektrischen Anschlussleitungen 8b sind
auf der Rückseite
der Trägerfolie 8c inklusive
elektrisch isolierender Beschichtung angeordnet und deren Lage daher
gestrichelt dargestellt. 2a shows the flow sensor element 2 in side view. It can be seen that the temperature measuring elements 2 . 8th and the heating elements 3 . 7 via electrical conductor tracks 4a . 4b . 5a . 5b . 9a . 9b . 10a . 10b with pads 4a ' . 4b " . 5a " . 5b " . 9a " . 9b " . 10a " . 10b " are electrically contacted. The electrical conductor tracks 4a . 4b . 5a . 5b . 9a . 9b . 10a . 10b are on the first ceramic sheet 1a arranged and partially from the second ceramic film 1b covered. Therefore, their position is partially indicated by dashed lines. The temperature measuring element 2 has a carrier film 2c with an electrically insulating coating, not shown here, consisting of two individual layers of Al 2 O 3 and Si0 2 . A platinum thin film element 2a for temperature measurement and its electrical connection lines 2 B are on the back of the carrier film 2c including electrically insulating coating and their position is therefore shown in dashed lines. The heating element 3 has a carrier film 3c with an electrically insulating coating, not shown here, consisting of two individual layers made of Al 2 O 3 and SiO 2 . A platinum thin film element 3a as a heater and its electrical connection lines 3b are on the back of the carrier film 3c including electrically insulating coating and their position is therefore shown in dashed lines. The heating element 7 has a carrier film 7c with an electrically insulating coating, not shown here, consisting of two individual layers made of Al 2 O 3 and SiO 2 . A platinum thin film element 7a as a heater and its electrical connection lines 7b are on the back of the carrier film 7c including electrically insulating coating and their position is therefore shown in dashed lines. The temperature measuring element 8th has a carrier film 8c with an electrically insulating coating, not shown here, consisting of two individual layers made of Al 2 O 3 and SiO 2 . A platinum thin film element 8a for temperature measurement and its electrical connection lines 8b are on the back of the carrier film 8c including electrically insulating coating and their position is therefore shown in dashed lines.
Die Keramikfolien 1a, 1b sind
im Bereich 6 entweder durch direktes miteinander Versintern
oder über
ein Glaslot verbunden. Die Anschlussflächen 4a', 4b', 5a', 5b', 9a', 9b', 10a', 10b' sind von der zweiten Keramikfolie 1b unbedeckt,
damit eine Verbindung mit hier nicht dargestellten elektrischen
Anschlusskabeln erfolgen kann.The ceramic foils 1a . 1b are in the area 6 either by direct sintering together or connected via a glass solder. The connection areas 4a ' . 4b ' . 5a ' . 5b ' . 9a ' . 9b ' . 10a ' . 10b ' are from the second ceramic sheet 1b uncovered so that a connection can be made with electrical connection cables, not shown here.
3 zeigt
ein Strömungssensorelement
mit einem Keramikfolien-Laminat 1, das aus einer ersten Keramikfolie 1a aus
Al2O3 und einer
zweiten Keramikfolie 1b aus Al2O3 gebildet ist. Zwischen der ersten Keramikfolie 1a und
der zweiten Keramikfolie 1b sind zwei Temperaturmesselemente 2, 8 und
ein Doppelheizelement 11, 11' teilweise eingebettet und elektrisch
kontaktiert. Unter einem Doppelheizelement wird hier verstanden,
dass zwei Heizelemente, die elektrisch getrennt angesteuert werden
können, mit
einer gemeinsamen beschichteten Trägerfolie ausgeführt sind.
Auch mit diesem Strömungssensorelement
ist es möglich,
die Strömungsrichtung
eines Mediums zu erkennen. 3 shows a flow sensor element with a ceramic film laminate 1 made from a first ceramic film 1a made of Al 2 O 3 and a second ceramic foil 1b is formed from Al 2 O 3 . Between the first ceramic sheet 1a and the second ceramic film 1b are two temperature measuring elements 2 . 8th and a double heating element 11 . 11 ' partially embedded and electrically contacted. A double heating element is understood here to mean that two heating elements, which can be controlled electrically separately, are designed with a common coated carrier film. With this flow sensor element it is also possible to recognize the flow direction of a medium.
3a zeigt
das Strömungssensorelement aus 3 in Seitenansicht. Dabei
ist erkennbar, dass die Temperaturmesselemente 2, 8 und
das Doppelheizelement 11, 11' über elektrische Leiterbahnen 4a, 4b, 5a, 5b, 9a, 9b, 10a, 10b mit
Anschlussflächen 4a', 4b', 5a', 5b', 9a', 9b', 10a', 10b' elektrisch
kontaktiert sind. Die elektrischen Leiterbahnen 4a, 4b, 5a, 5b, 9a, 9b, 10a, 10b sind
auf der ersten Keramikfolie 1a angeordnet und teilweise
von der zweiten Keramikfolie 1b bedeckt. Daher ist ihre
Lage teilweise gestrichelt angedeutet. Das Temperaturmesselement 2 weist
eine Trägerfolie 2c mit
einer hier nicht dargestellten elektrisch isolierenden Beschichtung
bestehend aus einer Einzelschicht aus Al2O3 auf. Ein Platin-Dünnfilmelement 2a zur
Temperaturmessung und seine elektrischen Anschlussleitungen 2b sind
auf der Rückseite
der Trägerfolie 2c inklusive
elektrisch isolierender Beschichtung angeordnet und deren Lage daher
gestrichelt dargestellt. Das Doppelheizelement 11, 11' weist eine
Trägerfolie 11c mit
einer hier nicht dargestellten elektrisch isolierenden Beschichtung
bestehend aus zwei Einzelschichten aus Al2O3 und SiO2 auf. Platin-Dünnfilmelemente 11a, 11a' als Heizer und deren
elektrischen Anschlussleitungen 11b, 11b' sind auf der Rückseite
der Trägerfolie 11c inklusive
elektrisch isolierender Beschichtung angeordnet und deren Lage daher
gestrichelt dargestellt. Das Temperaturmesselement 8 weist
eine Trägerfolie 8c mit
einer hier nicht dargestellten elektrisch isolierenden Beschichtung
bestehend aus zwei Einzelschichten aus Al2O3 und SiO2 auf. Ein
Platin-Dünnfilmelement 8a zur
Temperaturmessung und seine elektrischen Anschlussleitungen 8b sind
auf der Rückseite
der Trägerfolie 8c inklusive
elektrisch isolierender Beschichtung angeordnet und deren Lage daher
gestrichelt dargestellt. 3a shows the flow sensor element 3 in side view. It can be seen that the temperature measuring elements 2 . 8th and the double heating element 11 . 11 ' via electrical conductor tracks 4a . 4b . 5a . 5b . 9a . 9b . 10a . 10b with pads 4a ' . 4b ' . 5a ' . 5b ' . 9a ' . 9b ' . 10a ' . 10b ' are electrically contacted. The electrical conductor tracks 4a . 4b . 5a . 5b . 9a . 9b . 10a . 10b are on the first ceramic sheet 1a arranged and partially from the second ceramic film 1b covered. Therefore, their position is partially indicated by dashed lines. The temperature measuring element 2 has a carrier film 2c with an electrically insulating coating, not shown here, consisting of a single layer of Al 2 O 3 . A platinum thin film element 2a for temperature measurement and its electrical connection lines 2 B are on the back of the carrier film 2c including electrically insulating coating and their position is therefore shown in dashed lines. The double heating element 11 . 11 ' has a carrier film 11c with an electrically insulating coating, not shown here, consisting of two individual layers made of Al 2 O 3 and SiO 2 . Platinum thin film elements 11a . 11a '' as a heater and its electrical connection lines 11b . 11b 'are on the back of the carrier film 11c including electrically insulating coating and their position is therefore shown in dashed lines. The temperature measuring element 8th has a carrier film 8c with an electrically insulating coating, not shown here, consisting of two individual layers made of Al 2 O 3 and SiO 2 . A platinum thin film element 8a for temperature measurement and its electrical connection lines 8b are on the back of the carrier film 8c including electrically insulating coating and their position is therefore shown in dashed lines.
Die Keramikfolien 1a, 1b sind
im Bereich 6 direktes miteinander Versintern oder ein Glaslot
verbunden. Die Anschlussflächen 4a', 4b', 5a', 5b', 9a', 9b', 10a', 10b' sind von der
zweiten Keramikfolie 1b unbedeckt, damit eine Verbindung
mit hier nicht dargestellten elektrischen Anschlusskabeln erfolgen kann.The ceramic foils 1a . 1b are in the area 6 direct sintering together or a glass solder connected. The connection areas 4a ' . 4b ' . 5a ' . 5b ' . 9a ' . 9b ' . 10a ' . 10b ' are from the second ceramic sheet 1b uncovered so that a connection can be made with electrical connection cables, not shown here.
4 zeigt
ein Strömungssensorelement
mit einem Keramikfolien-Laminat 1, das aus einer ersten Keramikfolie 1a,
einer zweiten Keramikfolie 1b und einer dritten Keramikfolie 1c aus
Al2O3 gebildet ist. Zwischen
der ersten Keramikfolie 1a und der zweiten Keramikfolie 1b sind
zwei Temperaturmesselemente 2, 2' teilweise eingebettet und elektrisch
kontaktiert. Zwischen der zweiten Keramikfolie 1b und der
dritten Keramikfolie 1c ist ein Doppelheizelement 11, 11' teilweise eingebettet
und elektrisch kontaktiert. Mit diesem Strömungssensorelement ist es,
die Strömungsrichtung
eines Mediums zu erkennen. 4 shows a flow sensor element with a ceramic film laminate 1 made from a first ceramic film 1a , a second ceramic film 1b and a third ceramic sheet 1c is formed from Al 2 O 3 . Between the first ceramic sheet 1a and the second ceramic film 1b are two temperature measuring elements 2 . 2 ' partially embedded and electrically contacted. Between the second ceramic sheet 1b and the third ceramic sheet 1c is a double heating element 11 . 11 ' partially embedded and electrically contacted. With this flow sensor element it is possible to recognize the direction of flow of a medium.
5 und 6 zeigen jeweils ein Strömungssensorelement
mit einem Keramikfolien-Laminat 1,
das aus einer ersten Keramikfolie 1a, einer zweiten Keramikfolie 1b und
einer dritten Keramikfolie 1c aus Al2O3 gebildet ist. Zwischen der ersten Keramikfolie 1a und
der zweiten Keramikfolie 1b ist ein Temperaturmesselement 2 teilweise
eingebettet und elektrisch kontaktiert. Zwischen der zweiten Keramikfolie 1b und
der dritten Keramikfolie 1c ist ein Heizelement 3 teilweise
eingebettet und elektrisch kontaktiert. Mit diesen Strömungssensorelementen
ist es nicht möglich,
die Strömungsrichtung
eines Mediums zu erkennen. 5 and 6 each show a flow sensor element with a ceramic film laminate 1 made from a first ceramic film 1a , a second ceramic film 1b and a third ceramic sheet 1c is formed from Al 2 O 3 . Between the first ceramic sheet 1a and the second ceramic film 1b is a temperature measuring element 2 partially embedded and electrically contacted. Between the second ceramic sheet 1b and the third ceramic sheet 1c is a heating element 3 partially embedded and electrically contacted. With these flow sensor elements it is not possible to recognize the direction of flow of a medium.
6a zeigt
das Strömungssensorelement aus 6 in Seitenansicht. Dabei
ist erkennbar, dass das Temperaturmesselement 2 und das
Heizelement 3 über
elektrische Leiterbahnen 4a, 4b, 5a, 5b mit Anschlussflächen 4a', 4b', 5a', 5b' elektrisch
kontaktiert sind. Die elektrischen Leiterbahnen 5a, 5b sind auf
der ersten Keramikfolie 1a angeordnet und teilweise von
der zweiten Keramikfolie 1b bedeckt. Daher ist ihre Lage
teilweise gestrichelt angedeutet. Die elektrischen Leiterbahnen 4a, 4b sind
auf der zweiten Keramikfolie 1b angeordnet und teilweise
von der dritten Keramikfolie 1c bedeckt. Daher ist ihre
Lage teilweise gestrichelt angedeutet. Das Temperaturmesselement 2 weist
eine Trägerfolie 2c mit
einer hier nicht dargestellten elektrisch isolierenden Beschichtung
bestehend aus einer Einzelschicht aus SiO2 auf.
Ein Platin-Dünnfilmelement 2a zur
Temperaturmessung und seine elektrischen Anschlussleitungen 2b sind
auf der Rückseite
der Trägerfolie 2c inklusive
elektrisch isolierender Beschichtung angeordnet und deren Lage daher
gestrichelt dargestellt. Das Heizelement 3 weist eine Trägerfolie 3c mit
einer hier nicht dargestellten elektrisch isolierenden Beschichtung
bestehend aus einer Einzelschicht aus SiO2 auf.
Ein Platin-Dünnfilmelement 3a als
Heizer und seine elektrischen Anschlussleitungen 3b sind auf
der Rückseite
der Trägerfolie 3c inklusive
elektrisch isolierender Beschichtung angeordnet und deren Lage daher
gestrichelt dargestellt. 6a shows the flow sensor element 6 in side view. It can be seen that the temperature measuring element 2 and the heating element 3 via electrical conductor tracks 4a . 4b . 5a . 5b with pads 4a ' . 4b ' . 5a ' . 5b ' are electrically contacted. The electrical conductor tracks 5a . 5b are on the first ceramic sheet 1a arranged and partially from the second ceramic film 1b covered. Therefore, their position is partially indicated by dashed lines. The electrical conductor tracks 4a . 4b are on the second ceramic sheet 1b arranged and partially from the third ceramic film 1c covered. Therefore, their position is partially indicated by dashed lines. The temperature measuring element 2 has a carrier film 2c with an electrically insulating coating, not shown here, consisting of a single layer of SiO 2 . A platinum thin film element 2a for temperature measurement and its electrical connection lines 2 B are on the back of the carrier film 2c including electrically insulating coating and their position is therefore shown in dashed lines. The heating element 3 has a carrier film 3c with an electrically insulating coating, not shown here, consisting of a single layer of SiO 2 . A platinum thin film element 3a as a heater and its electrical connection lines 3b are on the back of the carrier film 3c including electrically insulating coating and their position is therefore shown in dashed lines.
Die Keramikfolien 1a, 1b sind
im Bereich 6' entweder
durch direktes miteinander Versintern oder über ein Glaslot verbunden.
Die Anschlussflächen 5a', 5b' sind von der
zweiten Keramikfolie 1b unbedeckt, damit eine Verbindung
mit hier nicht dargestellten elektrischen Anschlusskabeln erfolgen
kann. Die Keramikfolien 1b, 1c sind im Bereich 6 entweder durch
direktes miteinander Versintern oder über ein Glaslot verbunden.
Die Anschlussflächen 4a', 4b' sind von der
dritten Keramikfolie 1c unbedeckt, damit eine Verbindung
mit hier nicht dargestellten elektrischen Anschlusskabeln erfolgen
kann.The ceramic foils 1a . 1b are in the area 6 ' either by direct sintering together or connected via a glass solder. The connection areas 5a ' . 5b ' are from the second ceramic sheet 1b uncovered so that a connection can be made with electrical connection cables, not shown here. The ceramic foils 1b . 1c are in the area 6 either by direct sintering together or connected via a glass solder. The connection areas 4a ' . 4b ' are from the third ceramic sheet 1c uncovered so that a connection can be made with electrical connection cables, not shown here.
6b zeigt
das Strömungssensorelement aus 6a in Seitenansicht, wobei
dieses in den Querschnitt einer Rohrleitung 12 eingebaut.
Das die Trägerfolien 2c, 3c des
Temperaturmesselement 2 und des Heizelement 3 sind
dabei parallel zur Strömungsrichtung
in die Rohrleitung eingebracht. 6b shows the flow sensor element 6a in side view, this in the cross section of a pipeline 12 built-in. The carrier films 2c . 3c of the temperature measuring element 2 and the heating element 3 are introduced into the pipeline parallel to the direction of flow.
7 und 8 zeigen jeweils ein Strömungssensorelement
mit einem Keramikfolien-Laminat 1,
das aus einer ersten Keramikfolie 1a, einer zweiten Keramikfolie 1b,
einer dritten Keramikfolie 1c und einer vierten Keramikfolie 1d aus
Al2O3 gebildet ist.
Zwischen der ersten Keramikfolie 1a und der zweiten Keramikfolie 1b ist
ein Temperaturmesselement 2 teilweise eingebettet und elektrisch
kontaktiert. Zwischen der zweiten Keramikfolie 1b und der dritten
Keramikfolie 1c ist ein Doppelheizelement 11, 11' teilweise eingebettet
und elektrisch kontaktiert. Zwischen der dritten Keramikfolie 1c und
der vierten Keramikfolie 1d ist ein weiteres Temperaturmesselement 2' teilweise eingebettet
und elektrisch kontaktiert. Mit diesen Strömungssensorelementen ist es nicht
möglich,
die Strömungsrichtung
eines Mediums zu erkennen. 7 and 8th each show a flow sensor element with a ceramic film laminate 1 made from a first ceramic film 1a , a second ceramic film 1b , a third ceramic film 1c and a fourth ceramic sheet 1d is formed from Al 2 O 3 . Between the first ceramic sheet 1a and the second ceramic film 1b is a temperature measuring element 2 partially embedded and electrically contacted. Between the second ceramic sheet 1b and the third ceramic sheet 1c is a double heating element 11 . 11 ' partially embedded and electrically contacted. Between the third ceramic sheet 1c and the fourth ceramic sheet 1d is another temperature measuring element 2 ' partially embedded and electrically contacted. With these flow sensor elements it is not possible to determine the direction of flow of a medium to recognize.
9 zeigt
ein Strömungssensorelement
im Querschnitt A–A' ( siehe 9a ) mit einem mehrteiligem
Keramikbauteil 13a, 13b, 14a, 14b aus
Al2O3, das ein Temperaturmesselement 2 und
ein Heizelement 3 aufweist. Das Keramikbauteil 13a, 13b, 14a, 14b weist
zwei Hohlräume
15a, 15b auf,
die im Bereich des Temperaturmesselementes 2 beziehungsweise
des Heizelementes 3 gasdicht verschlossen sind. Zum Einbau
in eine Rohrleitung ist ein Anschlussflansch 16 vorhanden.
Auch mit diesem Strömungssensorelement
ist es nicht möglich,
die Strömungsrichtung
eines Mediums zu erkennen. 9 shows a flow sensor element in cross section A-A '(see 9a ) with a multi-part ceramic component 13a . 13b . 14a . 14b made of Al 2 O 3 , which is a temperature measuring element 2 and a heating element 3 having. The ceramic component 13a . 13b . 14a . 14b has two cavities 15a . 15b on that in the area of the temperature measuring element 2 or the heating element 3 are sealed gas-tight. There is a connection flange for installation in a pipeline 16 available. With this flow sensor element, too, it is not possible to recognize the direction of flow of a medium.
9a zeigt
das Strömungssensorelement aus 9 in Seitenansicht. Dabei
sind das Temperaturmesselement 2 und das Heizelement 3 über hier nur
teilweise erkennbare elektrische Leiterbahnen 4a, 4b, 5a, 5b mit
Anschlussflächen 4a', 4b', 5a', 5b' elektrisch
kontaktiert. Die elektrischen Leiterbahnen 4a, 4b, 5a, 5b sind
auf einer Keramikplatte 14a angeordnet und – in dieser
Darstellung nicht sichtbar – teilweise
von einer zweiten Keramikplatte 14b bedeckt. Das Temperaturmesselement 2 weist
eine Trägerfolie 2c mit
einer hier nicht dargestellten elektrisch isolierenden Beschichtung
bestehend aus einer Einzelschicht aus Al2O3 oder SiO2 auf.
Ein Platin-Dünnfilmelement 2a zur
Temperaturmessung und seine elektrischen Anschlussleitungen 2b sind
auf der Rückseite
der Trägerfolie 2c inklusive
elektrisch isolierender Beschichtung angeordnet und deren Lage daher
gestrichelt dargestellt. Das Heizelement 3 weist eine Trägerfolie 3c mit
einer hier nicht dargestellten elektrisch isolierenden Beschichtung
bestehend aus einer Einzelschicht aus Al2O3 oder SiO2 auf. Ein
Platin-Dünnfilmelement 3a als
Heizer und seine elektrischen Anschlussleitungen 3b sind
auf der Rückseite
der Trägerfolie 3c inklusive
elektrisch isolierender Beschichtung angeordnet und deren Lage daher
gestrichelt dargestellt. 9a shows the flow sensor element 9 in side view. Thereby are the temperature measuring element 2 and the heating element 3 via electrical conductor tracks which are only partially recognizable here 4a . 4b . 5a . 5b with pads 4a ' . 4b ' . 5a ' . 5b ' electrically contacted. The electrical conductor tracks 4a . 4b . 5a . 5b are on a ceramic plate 14a arranged and - not visible in this illustration - partially from a second ceramic plate 14b covered. The temperature measuring element 2 has a carrier film 2c with an electrically insulating coating, not shown here, consisting of a single layer of Al 2 O 3 or SiO 2 . A platinum thin film element 2a for temperature measurement and its electrical connection lines 2 B are on the back of the carrier film 2c including electrically insulating coating and their position is therefore shown in dashed lines. The heating element 3 has a carrier film 3c with an electrically insulating coating, not shown here, consisting of a single layer of Al 2 O 3 or SiO 2 . A platinum thin film element 3a as a heater and its electrical connection lines 3b are on the back of the carrier film 3c including electrically insulating coating and their position is therefore shown in dashed lines.
Die Keramikplatten 14a, 14b sind
entweder durch direktes miteinander Versintern oder über ein Glaslot
miteinander und mit Rohrschalen 13a, 13b zum Keramikbauteil
verbunden. Es ist aber auch möglich,
zwei Halbrohre ( 13a plus 14a ; 13b plus 14b )
zu verwenden, bei denen die Keramikplatte 14a und die Rohrschale 13a beziehungsweise
die Keramikplatte 14b und die Rohrschale 14b zu
jeweils einem einstückigen
Bauteil zusammengefasst sind. Die Anschlussflächen 4a', 4b', 5a', 5b' sind von der zweiten Keramikplatte 14b unbedeckt,
damit eine Verbindung mit hier nicht dargestellten elektrischen Anschlusskabeln
erfolgen kann.The ceramic plates 14a . 14b are either by sintering directly with one another or with one another using glass solder and with pipe shells 13a . 13b connected to the ceramic component. But it is also possible to use two half pipes ( 13a plus 14a ; 13b plus 14b ) to use where the ceramic plate 14a and the pipe shell 13a or the ceramic plate 14b and the pipe shell 14b are combined to form a one-piece component. The connection areas 4a ' . 4b ' . 5a ' . 5b ' are from the second ceramic plate 14b uncovered so that a connection can be made with electrical connection cables, not shown here.