[发明专利]温度传感器

说明书

技术领域

本发明涉及包括热电偶的温度传感器，其意于测量-40℃至1200℃范围内的温度，尤其是在机动车辆的热力发动机组中。

背景技术

如图1所示，温度测量装置传统地包括温度传感器2，该温度传感器2通过允许将温度传感器连接到测量设备4的延伸电缆3而被延长。温度传感器2传统地包括金属保护鞘5和止挡件6，该止挡件6安装在保护鞘5上并根据目标应用而被调整。

测量设备4意于解释由温度传感器2提供的并通过延伸电缆3传递的电信号。该解释允许估测温度传感器的端部所经受的温度。

在保护鞘5的内部，温度传感器2传统地包括热电偶7和矿物绝缘体8(传统地由氧化铝或氧化镁制成)，这允许热电偶抵御环境限制、尤其是抵御高温。

如图2所示，热电偶7是第一和第二导电线10和12的组件，第一和第二导电线10和12在热点13处彼此端对端地连接。根据众所周知的塞贝克效应(l’effet Seebeck)，第一和第二导电线的端子处的电势差ΔU取决于在热点处的温度T₁和在所述端子处的温度T₀之间的差。

热电偶式温度传感器尤其用于热力发动机组中，在热力发动机组中，该热电偶式温度传感器经受-40℃至1200℃范围内的温度。

为了制造意于这样的应用的温度传感器，传统地采用按照以下步骤的方法：

首先，制造矿物绝缘电缆14、或MIC电缆(在英语中为“mineral insulated cable”)。

矿物绝缘电缆包括金属保护鞘5，并在保护鞘5的内部包括由适于形成热电偶的材料制成的两条热电偶线10和12，这两条热电偶线借助于矿物绝缘体8彼此绝缘并与保护鞘5绝缘(图3a)。

为了形成这两个热电偶线之间的接合部、即“热点”13，从电缆的端部中的一个、通常在约为2至10mm的深度上取走一些矿物绝缘体(例如通过喷砂处理或刮研)。在该被称为“远侧”端部的端部处，这两条热电偶线由此从绝缘体露出，同时被保护鞘5环绕(图3b)。

热电偶线的由此暴露的两个端部机械地靠近，直至彼此接触，然后例如通过电焊接彼此连接(图3c)。

保护鞘的镂空端部然后可选地可被绝缘材料填充，该绝缘材料与矿物绝缘电缆的矿物绝缘体相同或不同。保护鞘然后被再封闭(图3c中的箭头)，以保护热电偶，该再封闭例如通过电焊接(图3d)。

此外，在保护鞘5的封闭之后或在矿物绝缘电缆的切割之前，传统地，在保护鞘5的远侧端部处制成缩径部15(传统地通过拉丝或锻造)。缩径部传统地允许改善温度传感器的响应时间，而不显著影响其抵抗振动的能力。

这样的制造方法难以自动化，并且目前需要棘手的手工操作。

因此，存在对这样的解决方案的需求：该解决方案允许方便热电偶式温度传感器的制造自动化。

本发明的目的在于满足该需求。

发明内容

本发明提出一种用于制造热电偶式温度传感器的方法，该方法包括以下相继的步骤：

a)制造矿物绝缘电缆(MIC)，该矿物绝缘电缆包括保护鞘和两条热电偶线，这两条热电偶线在保护鞘中于电缆的整个长度上延伸并埋没到矿物绝缘体中；

b)将矿物绝缘电缆的端部中的一个在2至20mm范围内的长度上、优选地在小于15mm的长度上、优选地在小于10mm的长度上剥皮，以暴露热电偶线的端部；

c)连接由此暴露的热电偶线的端部，以构成热电偶热点；

d)将盖帽固定在所述矿物绝缘电缆上，以保护所述热点。

如在本说明书的下文中将更加详细地看到的，因此不再需要重新使保护鞘本身封闭以保护热电偶线，也不需要取走矿物绝缘体以使保护鞘镂空，这显著地方便了制造方法的自动化。

根据本发明的方法还可以包括以下优选的可选特征中的一个或多个：

-盖帽具有缩径部，缩径部在热点处的直径在步骤d)之后小于2.5mm；

-盖帽在步骤d)之后覆盖保护鞘的外侧向表面的90％以上；

-盖帽被成形为与保护鞘的边抵靠和/或被成形为引导盖帽在保护鞘上的安装；

-安装盖帽之前，盖帽被填充有绝缘材料，以在安装盖帽之后，热电偶线的端部通过所述绝缘材料而与外部绝缘；

-将矿物绝缘电缆引入加强管中，以使得所述加强管至少部分地遮盖保护鞘。

本发明还提出一种热电偶式温度传感器，其包括矿物绝缘电缆，该矿物绝缘电缆包括限定热点的两条热电偶线和保护鞘、以及被固定以密封地保护所述热点的盖帽。