专利名称：具有带吸湿涂层的保护装置的气体探测器的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种气体探测器，尤其是用于分析汽车内燃机的排气的λ探测器。
背景技术：
这种气体探测器通常具有灵敏构件(传感器元件)，该灵敏构件可用于分析气体，尤其是内燃机的排气系统中的排气。该传感器元件通常被一保护管包围以防止由机械作用和热作用而引起的损伤，该保护管允许待分析气体穿过合适的孔渗入布置在该保护管中的λ探测器的传感器元件。此保护管主要用于避免运输损伤和安装损伤，以及避免λ探测器的已加热的灵敏构件因接触水滴而产生的热冲击负荷，该水滴是由气流中的水蒸气形成的。
由于气体探测器通常与流过该气体探测器的热排气流相接触，所以可在已知的气体探测器中看到排气中的水蒸气积聚在保护管上。水蒸气在气体探测器的表面上凝结并形成危害传感器元件的水滴。
发明内容
本发明的目的是提供一种气体探测器，即使传感器元件与水滴接触，该气体探测器也比已知气体探测器的可靠性高。此外，该气体探测器设计简单，并且在成批生产的情况下可以以小的费用低成本地制造。还可以至少减轻目前已有的气体探测器的已知的问题。
该目的通过一种如设备独立权利要求的特征部分所述的气体探测器和一种如方法独立权利要求所述的用于制造气体探测器的方法来实现。在从属权利要求中说明了其它的有利实施方式。应当指出，如权利要求所述的特征-可能还包括说明中的特征-在技术上合理的组合都可形成本发明的有利实施方式。
按照本发明的气体探测器，尤其是用于分析汽车内燃机的排气(废气)的λ探测器具有至少一个保护装置，该保护装置至少部分地包围该气体探测器的与气体接触的灵敏构件(传感器元件)。该气体探测器的特征在于，所述至少一个保护装置具有气体接触面，该气体接触面至少部分地具有吸湿表面。
所述至少一个保护装置-在某些情况下可设置两个或三个这种保护装置(它们可能彼此同心地布置)-防止运输损伤和/或安装损伤，并因此比较稳定。此外，保护装置还确保传感器元件不与包含在气流中的有害物质(颗粒、炭黑等)和/或水滴接触。但同时保护装置要使待分析的气体能渗入传感器元件。这种保护装置通常为壳体、罩、管子、网格等，其中设有气体可通过其流入具有传感器元件的内部区域中的孔。
本发明建议，保护装置-尤其是所有保护装置-至少局部地在与待分析的气流相接触的面上具有吸湿表面。“吸湿”特别是指该表面能从气流吸收水蒸气，并/或防止在气体接触面上形成水滴。为此，可以例如通过特别设计表面粗糙度和/或多孔性来将气体接触面设计成吸湿的。但是，也可以在气体接触面上覆盖由与保护装置的材料不同的其它材料形成的附加层。
在此情况下，特别有利的是，吸湿表面至少部分地由一涂层形成，该涂层有利地包含耐高温的干燥剂。可例如将各种不同的盐或者甚至有机物用作干燥剂。该涂层还可有利地耐水冲击，以及耐冲蚀和磨蚀。
此外还建议，气体探测器具有层厚在10μm(微米)至50μm之间的涂层。优选层厚为15μm～25μm。由于例如汽车排气系统中的强烈的热负荷，要求保护装置上的涂层有特别的粘附强度。为了保证涂层持久地保持在保护装置上，要使层厚较小以便避免剥落。
按照气体探测器的另一种实施方式，涂层具有多孔性，该多孔性使得该涂层的每单位体积中的小孔体积在30％至90％之间。换句话说，对于预定的体积单元，由小孔形成的体积(统计平均)占到30％至90％，优选为50％左右。
此外，建议气体探测器包含氧化物涂层，特别地，该涂层包含氧化钛、氧化锆和氧化铝中的至少一种。这些耐高温的氧化物有利于涂层的吸湿作用。
特别地，当这种气体探测器布置在汽车排气系统中时，如果涂层具有起催化作用的组分-尤其是贵金属(例如铂、铑等)则是有利的。这意味着，与排气接触的表面同时用于转化包含在排气中的有害物质。不过，为确保对待分析气流的成分的不利影响低至一定程度，通常还建议，涂层对气流中由气体探测器用测量技术确定的组分-例如氧-没有影响(例如存储能力)。
按照气体探测器的一种改进，与气体接触的其它部件尤其是气体探测器的基体也至少部分地具有吸湿表面。该基体构成灵敏构件的容座，并且通常在外周部具有螺纹，以便将气体探测器固定在一壳体中。为防止在该基体上形成水滴，该基体上也设置吸湿表面。作为一种替代方案或与之相组合，可借助于至少一个单独的成形体部来形成该吸湿表面，该成形体部至少部分地覆盖或包围有关部件。可将该成形体部形成为与部件材料锁合地和/或形锁合地-尤其是不可脱离地-接合。
考虑到这种气体探测器的低成本制造，进一步建议，所述至少一个保护装置为一包含可深拉且耐高温的材料的罩。对于大批量的成批生产，该罩可以非常精密地制造。作为可深拉的材料的特征，此处特别要求，该材料具有1.6～2.0的极限拉伸比(βmax)。极限拉伸比是通过深拉试验(例如Swift试验)确定的，其中，在冲头直径(d1)保持不变的情况下，将其直径(d0max)以阶梯方式逐渐增大的圆形金属板坯拉伸成柱形杯。特征值为极限拉伸比，其中在杯底部破裂之前达到金属板的拉伸能力的极限(βmax＝d0max/d1)。
所述包括基体和至少一个保护装置的气体探测器提供了用于部件的至少一个形成氧化物的表面。这就是说，可至少部分地对保护装置和/或基体进行热处理，以使其表面上形成氧化物，尤其是氧化铝。此氧化物使之即使在高的热负荷和动负荷的情况下，也能在表面上施加耐用的后续涂层。
气体探测器的一种其中所述至少一个保护装置可以电加热的实施方式也是有利的。所述加热可以短时间地并且断续地进行，以蒸发留在涂层中的水。在此，有利的是，在排气处于较低温度的情况下进行加热，例如在发动机起动之前或刚刚起动之后，或者在发动机的怠速阶段。
按照本发明的另一方面，推荐一种用于制造气体探测器，尤其是分析汽车内燃机的排气所用的λ探测器的方法。该气体探测器具有基体和至少一个保护装置，所述保护装置至少部分地包围该气体探测器的与气体接触的灵敏构件(传感器元件)。在此建议所述至少一个保护装置或所述基体至少部分地设有吸湿涂层。按此方式，尤其能够制造如先前所述的按照本发明的气体探测器。
此时，必要时可设置自由区域，尤其在表面的靠近其它功能面布置的位置设置。功能表面具有重要的功能，例如，所述功能表面用作部件之间的连接面、用作(电)接触面、用作标记面等。这样，例如有利的是，基体和/或保护装置在彼此连接的位置或者在与气体探测器的其它部件形锁合(挤压)连接和/或接合(焊接、钎焊等)连接的位置没有涂层。
此时，特别有利的是，预先处理待设置涂层的表面，尤其是在该表面上形成氧化物。如果所述至少一个保护装置或所述基体的材料具有相应的组分，则可通过热处理在表面上形成氧化物。当然，也可以在附加的加工步骤中，首先将材料施加在表面上，接着使材料合金化。
在有些情况下，有利的是，在涂敷涂层之前使所述至少一个保护装置或所述基体铝化(镀铝，以铝处理)。这意味着，例如将铝塑性合金施加在表面上，并通过后续的热处理固定在表面上。铝的提供使之有可能事后形成氧化铝，该氧化铝特别适合用作后续的吸湿涂层的载体层。
在此情况下，特别有利的是，所述至少一个保护装置为一成形的-尤其是深拉的部分，其中，在成形之前进行铝化过程，并且有利地在成形步骤以后进行扩散退火(均匀退火)。
按照本发明的另一有利实施方式，涂层的施加包括至少下列加工步骤之一喷涂，浸渍，喷射，热喷涂。
在喷涂或喷射的情况下，在将涂层应用在待涂敷表面上时采用介质载体例如空气。在浸渍的情况下，将待涂敷的部分浸在涂层池中。在前述的三种方法中，为了提供耐久的涂层，事先形成氧化物涂层是有利的。在通过热喷涂施加涂层的情况下，可以省略这种形成氧化物的措施，因为此处所用的温度范围可保证在表面与涂层之间形成足够的材料锁合或足够的附着力。在热喷涂过程中，通常在施加(涂层)时采用超过500℃-优选超过900℃(等离子喷涂)的温度，其中，必要时可使用较小的涂层厚度(例如小于40μm)。
为了保证涂层的均匀分布或使层厚基本均匀，可能需要其它的加工步骤，例如旋转部件(利用离心力)、敲击(利用脉冲作用)、吹气(利用高压气流)等。特别要保证的是，保护装置的进气孔或出气孔不能被封闭超过限度。
将气体探测器与排气净化部件组合是特别有利的。术语“排气净化部件”是指所有适用于处理排气的部件的总称，尤其是催化转换器、流混合器、过滤器、吸附器、碳氢化合物捕集器或炭黑捕集器。
特别有利地，将气体探测器设置在车辆尤其是汽车的排气系统中。
下面参考附图更详细地说明本发明及技术领域。在此，应当指出，所示的是本发明的特别优选的实施例，并非将本发明限制于此。在附图中图1示意性地示出气体探测器的细部，以及图2示出贯穿如图1的气体探测器的剖视图。
具体实施例方式
图1示意地示出一种气体探测器1，该探测器具有基体10和保护装置2。气体探测器1穿过一壳体12(例如排气管路或气体净化部件的壳体)，并与其固定在一起。在此，气体探测器1的包括保护装置2的部分与待分析的气流接触。保护装置2和基体10都具有一个或多个气体接触面4-即接触待分析的气流的表面。在此，待分析的气流至少有时包含水蒸气，该水蒸气在某些情况下可凝结在气体接触面4上。在保护装置2的内部布置有传感器元件3(图1中未示出)。通过保护装置2上的孔11，使待分析的气体能够与灵敏构件(传感器元件3)接触。
图2示出如图1所示的气体探测器1的保护装置2的剖视图。在此，保护装置2作为基本呈柱形的部分示出，该柱形部分在端面侧封闭。在保护装置2的圆周上设有多个作为缝隙的孔11，所述孔使之能与内部区域进行气体交换。保护装置2在内侧和外侧都具有涂层5，在图2的左下方以放大的局部示意性地示出了该涂层。
涂层5设置在保护装置2的内、外气体接触面4上。涂层5具有范围为10～50μm的层厚7。每单位体积涂层5中的涂层小孔8的比例约为50％。涂层5具有用于吸取来自气流的水蒸气的干燥剂6和用于催化转化排气中的有害物质的贵金属9。
此处推荐的气体探测器尤其提高了汽车的排气系统的运行可靠性。此外，该气体探测器在成批生产的情况下也可以简单地制造。
参考标号列表1、气体探测器2、保护装置3、构件4、气体接触面5、涂层6、干燥剂7、层厚8、小孔9、贵金属10、基体11、孔12、壳体
权利要求
1.一种气体探测器(1)，尤其是用于分析汽车内燃机的排气的λ探测器，其具有至少一个保护装置(2)，所述保护装置至少部分地包围该气体探测器(1)的与气体接触的灵敏传感器元件(3)，其特征在于，所述至少一个保护装置(2)具有至少部分地设有吸湿表面的气体接触面(4)。
2.如权利要求1的气体探测器(1)，其特征在于，所述吸湿表面至少部分地由涂层(5)形成，该涂层有利地包含耐高温的干燥剂(6)。
3.如权利要求2的气体探测器(1)，其特征在于，所述涂层(5)具有10μm至50μm的层厚(7)。
4.如权利要求2或3的气体探测器(1)，其特征在于，所述涂层(5)具有多孔性，该多孔性使得该涂层(5)的每单位体积中小孔体积占30％至90％。
5.如权利要求2至4之一的气体探测器(1)，其特征在于，所述涂层(5)包含氧化物，尤其是氧化钛、氧化锆和氧化铝中的至少一种。
6.如权利要求2至5之一的气体探测器(1)，其特征在于，所述涂层(5)具有起催化作用的组分，尤其是贵金属(9)。
7.如权利要求1至6之一的气体探测器(1)，其特征在于，与气体接触的其它部件，尤其是气体探测器(1)的基体(10)，也至少部分地具有吸湿表面。
8.如权利要求1至7之一的气体探测器(1)，其特征在于，所述至少一个保护装置(2)为罩，该罩包括耐高温且可深拉的材料。
9.如权利要求1至8之一的气体探测器(1)，其特征在于，该探测器(1)至少包括下列部件基体(10)和至少一个保护装置(2)，其中，至少一个部件由提供形成氧化物的表面的材料制成。
10.如权利要求1至9之一的气体探测器(1)，其特征在于，所述至少一个保护装置(2)可以用电加热。
11.用于制造气体探测器(1)，尤其是分析汽车内燃机的排气所用的λ探测器的方法，该气体探测器具有基体(10)和至少一个保护装置(2)，该保护装置至少部分地包围该气体探测器(1)的与气体接触的灵敏传感器元件(3)，在该方法中，至少所述至少一个保护装置(2)或所述基体(10)至少部分地设置吸湿涂层(5)。
12.如权利要求11的方法，其特征在于，对要设置涂层(5)的表面进行预处理，尤其是形成氧化物。
13.如权利要求11或12的方法，其特征在于，在涂敷之前将所述至少一个保护装置(2)或所述基体(10)铝化。
14.如权利要求13的方法，其特征在于，所述至少一个保护装置(2)为成形的、尤其是深拉的部分，其中，在成形之前进行所述铝化，并且有利地在成形步骤之后进行扩散退火。
15.如权利要求11至14之一的方法，其特征在于，所述的涂层(5)的施加至少包括下列加工步骤之一喷涂，浸渍，喷射，热喷涂。
16.一种排气净化部件，该排气净化部件包括至少一个如权利要求1至10之一的气体探测器(1)。
17.一种具有排气系统的车辆，该排气系统包括至少一个如权利要求1至10之一的气体探测器(1)。
全文摘要
本发明涉及一种气体探测器(1)，尤其是用于分析汽车内燃机的排气的λ探测器，其包括至少一个保护装置(2)，所述保护装置至少部分地包围该气体探测器(1)的与气体接触的灵敏传感器元件(3)，其中，所述至少一个保护装置(2)具有至少部分地设有吸湿表面的气体接触面(4)。
文档编号G01N33/00GK1965231SQ200580018498
公开日2007年5月16日 申请日期2005年3月31日 优先权日2004年4月7日
发明者R·布吕科, B·普法尔茨格拉夫, B·奥登达尔 申请人:排放技术有限公司, 奥迪股份公司