由现有技术已知多种用于感测测量室中的流体介质的至少一个特性的传感器。这些传感器例如在Konrad Reif的书:Sensoren im Kraftfahrzeug,2010年第一版,134至135页,图3和4中进行了描述。
这种传感器的重要的使用领域是机动车技术领域。例如在使用替代燃料，例如天然气、CNG(压缩天然气)、乙醇或类似的替代燃料时，就决定了要使用适配的传感器来求取进气管或燃料系统中的物理参数如压力和温度。例如可使用所谓的平均压力传感器来测量以CNG运行的燃料系统中的压力和/或温度。
由DE 102012223014 Al已知一种用于感测介质的压力和温度的设备以及用于制造这种设备的方法。所述的设备具有布置在共同的壳体中的温度传感器和压力传感器，其中，该壳体还包括至少一个测量室。该测量室经由压力接管与接收所述介质的室连接，其中，压力传感器布置在该测量室中。此外，温度传感器具有连接导线。在壳体中，为了接触温度传感器的连接导线而设有相应的连接触头。此外，为了接收温度传感器，在壳体中布置有至少一个通到压力接管中的锥形贯通部，其中，该锥形贯通部朝压力接管扩宽。同样设置，在锥形贯通部中至少区段地引入有围绕温度传感器的连接导线的密封物。
在DE 10223357 Al中提出一种用于测量压力的设备，该设备具有壳体，在该壳体中布置有载体，该载体设有传感器元件和电接头元件，其中，该壳体具有第一壳体室和第二壳体室，该第一壳体室将传感器元件包围且和第一压力接头的第一压力通道连接，第二壳体室相对于第一壳体室密封且至少将所述电接头元件包围，其中，所述壳体具有相对于第一壳体室和第二壳体室密封的第三壳体室，该第三壳体室与第二压力接头的第二压力通道连接。
在DE 19731420 Al中提出用于感测内燃机的进气管中的压力和温度的设备。在共同的壳体中布置有温度传感器和与分析处理电路一起尽可能无应力地固定在载体上的压力传感器。该壳体包括至少两个相互分开的室，其中一个室构成通过接管与进气管连接且相对于周围环境密封的压力室，载体的固定压力传感器的部分布置在该压力室中，且另一室用于接收和固定载体的具有接头元件的剩余部分。为了固定载体且为了密封压力传感器，设有机械应力去耦合的密封胶粘连接部。
由于尤其是在压力、温度、机械振动和/或介质负载方面的越来越高的要求以及由于越来越高的成本，原则上会希望具有简化的总体构造方案的改进构造。
技术实现要素：
因而提出一种用于感测测量室中的流体介质的至少一个特性的设备以及一种用于制造该设备的方法，它们以有利的方式改进现有技术。
所述方法可包括在后面描述的方法步骤。这些方法步骤例如可按预给定的顺序执行。但同样可设想其他顺序。此外可同时或在时间上重叠地执行一个或多个方法步骤。此外可单一地或重复地执行一个、多个或所有的方法步骤。所述方法此外还可包括其他方法步骤。
所述方法包括以下步骤：
a)提供至少一个壳体，其中，该壳体具有至少一个电触头；
b)将至少一个用于感测特性的传感器元件引入到所述壳体中；
c)提供至少一个压力接管，其中，该压力接管包括至少一个接触元件；
d)将接触元件与传感器元件接触，以使得建立接触元件和传感器元件之间的电连接；以及
e)将至少一个电路载体引入到所述壳体中，以使得将所述电路载体与所述壳体的电触头以及与所述传感器元件电连接。
所述壳体和压力接管构造为独立构件。
在本发明的意义上的“流体介质”原则上理解为呈流体状态、尤其是气态的任意物质，该物质对任意慢的剪切力不反抗产生阻力。所述流体介质尤其可涉及气体和/或液体。一般，物质的流体状态能够与温度和/或压力相关。所述流体介质可作为纯净物或混合物存在。所述至少一个特性可涉及流体介质的任意的物理和/或化学和/或生物特性，所述至少一个特性尤其可以是流体介质的压力和/或温度。
概念“测量室”在本发明的意义上尤其表示在内燃机中或上的、例如在内燃机的进入管中的任意室。测量室尤其可具有所述流体介质。
“传感器元件”在本发明的意义上原则上可理解为任意以下元件，该元件感测至少一个测量参数并且生成至少一个信号、尤其是传感器信号，例如电信号，从该信号可反推出测量参数。所述设备可尤其具有接口，该接口可完全或部分构造为硬件和/或软件。传感器元件尤其可设置用于将测量参数优选转换成电压和/或电流，所述测量参数例如是从介质的物理、化学或生物测量参数、尤其是压力和/或温度中选出的测量参数。换言之，传感器元件可根据施加到其上的压力和/或根据周围温度产生相应的例如呈电压和/或电流形式的输出信号。该信号可以是模拟的或是数字的。原则上可设有多种传感器元件，它们不必以相同的技术接触或安装。
所述传感器元件尤其可以是温度传感器。所述传感器元件、尤其温度传感器可包括至少一个连接导线。概念“连接导线”在本发明的意义上原则上表示任意的以下电导线，该电导线由导电材料制成且设置用于建立两个或更多个构件之间的电连接。所述连接导线可尤其由铜制成。原则上也可设想其他的导电材料。例如，连接导线可涉及线缆。连接导线可包括至少一个绝缘外皮，该绝缘外皮由电绝缘材料、尤其由电绝缘塑料材料制成并且设置用于将连接导线与该连接导线的周围环境电绝缘。在将传感器元件引入到壳体中之前，可将传感器元件的连接导线弯曲。
此外，所述设备可具有至少一个另一传感器元件，尤其是压力传感器。该压力传感器优选可施加在所述电路载体上。
概念“电路载体”在本发明的意义上原则上表示任意以下元件，该元件可构型为用于承载和/或包括至少一个操控装置和/或至少一个分析处理电路，例如电气的和/或电子的电路。电路载体可包括控制和分析处理单元，其设置用于操控传感器。控制和分析处理单元尤其可涉及专用集成电路(ASIC)。
电路载体例如可涉及陶瓷电路载体。电路载体例如可完全或部分构型为电路板或可包括至少一个电路板。原则上也可设想其他构型。电路载体可包括至少一个电子组件和/或至少一个导体轨。电路载体还可包括至少一个电接触面、尤其是至少一个接触焊盘。电接触面可由导电材料制成并具有任意形状的基面。
电路载体可包括至少一个上侧面和/或至少一个下侧面。概念-电路载体的“下侧面”原则上表示电路载体的分派到压力接管中的表面。概念-电路载体的“上侧面”在本发明的意义上原则上表示与电路载体的上侧的相对置的表面。压力传感器例如尤其可布置在电路载体的下侧面上。
概念“壳体”在本发明的意义上原则上表示任意形状的元件，该元件设置用于将设备的构件完全或至少部分地围绕且还保护这些构件免受外部影响，例如机械负载和/或湿气和/或其他介质的影响。所述壳体可至少部分地由至少一个塑料材料制成。所述壳体尤其可借助至少一个注塑过程制造。
所述设备还可具有至少一个压力接管。概念“压力接管”在本发明的意义上原则上表示任意以下元件，该元件设置用于将流体介质引导到传感器元件。压力接管例如可构型成旋转对称的，例如构型为空心柱形的形式。但同样可设想其他构型。压力接管可包括至少一个贯通部。该贯通部可尤其是具有任意横截面的孔或开口，例如是具有圆的或多边形横截面的柱形孔。压力接管可尤其伸入到测量室中。压力接管可具有至少一个密封元件，用于相对于测量室的壁密封，尤其是具有O形环。替代地或附加地可设想一用于软管接头的几何形状。
如上所述，压力接管和壳体构造为独立构件。概念“独立”在本发明的意义上表示，这些构件以相互分开的方法制造。接着可将这些构件相互连接，尤其是材料锁合地连接。概念“材料锁合”在本发明的意义上原则上尤其表示两个或更多个构件之间的连接，在该连接的情况下，这些构件通过原子力和/或分子力保持在一起。这些构件例如可借助至少一个胶粘方法相互连接。替代地或附加地，这些构件可形状锁合地相互连接。概念“形状锁合”在本发明的意义上表示两个或更多个构件之间的连接的特性，其中，这些构件通过抓伸在彼此中而保持在一起。由此，这些构件可以在没有力传递的情况下不从彼此松脱或可以即使在有传递力的情况下也不从彼此松脱。形状锁合连接可尤其包括所述至少两个构件的卡锁。所述两个构件中的一个构件尤其可包括接收部，而第二个构件可包括至少一个与该接收部互补的元件，该元件设置用于被接收和固定到所述接收部中，以使得该互补的元件在接收部中的运动被完全或至少部分地减少且构件相对彼此的移动被完全或至少部分地减少。接收部和所述互补的元件之间的连接的取消可仅通过取消预给定的机构来进行。
概念“电触头”在本发明的意义上原则上表示任意的以下元件，该元件由导电材料制成且设置用于建立至少两个构件之间的电接触。电触头可包括至少一个支承面。电触头尤其可完全或部分地由铜和/或铜合金制成。此外，电触头可包括至少一个表面涂层。原则上也可设想其他材料。电触头尤其可包括至少一个接触销，尤其是至少一个插脚。接触销优选可具有长形形状且具有至少一个横截面，该横截面从以下组中选出：圆横截面、方形横截面、矩形横截面。原则上也可设想其他实施方式。
电触头尤其可至少部分地被压入到壳体中。电触头尤其可从壳体的外侧被压入到壳体中。替代地，壳体可借助至少一个注塑过程制造，并且，电触头可至少部分地埋入到塑料材料中，尤其至少部分地通过该塑料材料注塑包封。此外，电触头可借助至少一个锁止装置引入到壳体中。概念“锁止装置”在本发明的意义上原则上表示任意的机械装置，该机械装置设置用于定位和/或固定可运动元件。锁止装置例如可包括壳体中的至少一个接收部，该接收部设置用于接收所述电触头。在压力接管坐置在壳体上时，该电触头可卡锁到该接收部中。
概念“接触元件”原则上表示任意以下元件，该元件设置用于建立两个或更多个构件之间的电连接。接触元件尤其可由导电材料制成和/或以导电材料涂层。接触元件可与所述构件中的至少一个不可松脱地、尤其材料锁合地连接。替代地或附加地，接触元件可与所述构件中的至少一个可松脱地连接，例如通过力锁合。概念“力锁合”在本发明的意义上原则上表示，完全或至少部分地通过至少一个作用力来保证保持在一起，尤其是通过至少一个压力和/或通过至少一个摩擦力。电路载体可经由所述至少一个接触元件与电触头连接。接触元件尤其可通过钎焊、胶粘或通过压入技术施加到电路载体上。
接触元件可尤其是用于执行切夹方法(绝缘位移连接方法，德语为Schneidklemmverfahren)的切夹元件。概念“切夹方法”原则上表示任意以下方法，在该方法中将电导线电接触和机械固定。该电导线尤其可包括至少一个绝缘外皮。该绝缘外皮可包括至少一个电绝缘材料。在将该电导线与切夹元件接触时，可首先将切夹元件尤其是通过夹紧设备来机械固定，接着可将绝缘外皮切断，以使得建立电导线和切夹元件之间的电连接。
将接触元件与传感器元件接触可借助传感器元件的所述至少一个连接导线来进行。将接触元件与传感器元件接触尤其可借助至少切夹方法进行。在执行步骤d)期间可将连接导线的绝缘外皮在至少一个部位上切入。
在执行步骤d)之前可进行连接部位的至少一个钝化。概念“钝化”在本发明的意义上原则上表示施加至少一个保护层。保护层可尤其设置用于完全或至少部分地防止或至少延缓材料的腐蚀。为了钝化，可例如将胶粘剂引入到温度传感器的接触区域中。替代地可使用单独的腔用于钝化。这可尤其使得能实现在电路载体定位之前的视觉检查。为了钝化，可尤其使用胶粘剂、优选具有弹性表现的胶粘剂、尤其是硅酮胶粘剂，或使用凝胶、尤其是具有小的机械负载和/或小的压力负载的凝胶。
将电路载体引入到壳体中，尤其是引入到壳体的接收部中，可这样进行，即将电路载体固定在壳体中、优选借助至少一个材料锁合连接工艺、优选借助至少一个芯片工艺，尤其是从以下组中选出的芯片工艺：胶粘；键合；注射凝胶。电路载体尤其可这样引入到壳体中，使得电路载体的下侧面面向压力接管。电路载体尤其可这样引入到壳体中，使得压力传感器面向压力接管。电路载体的与压力传感器相对置的一侧、尤其是电路载体的上侧可相对于测量室密封，优选通过以下元件中的一个或多个进行密封：密封元件、密封物、胶粘剂。尤其可使用胶粘剂、优选具有弹性表现的胶粘剂、尤其是硅酮胶粘剂，或使用凝胶、尤其是具有小的机械负载和/或小的压力负载的凝胶。尤其可针对压力传感器的密封使用与用于温度传感器的钝化相同的材料。
概念“弹簧触头”在本发明的意义上原则上表示任意以下元件，该元件具有导电特性并且具有弹性回复表现，以使得该元件在负载下屈服且在卸载后回到该元件的原始形态。弹簧触头可以是可弹性压缩的并且在在压缩状态中施加压力。弹簧触头尤其可设置用于通过形状改变而存储和传递力。弹簧触头还可设置用于通过将弹簧触头的端部的压合来存储能量以及用于在解除弹簧触头的压力时完全或部分地又释放该能量。弹簧触头优选可由至少一个导电材料制成，尤其可由钢、纯铜或铜合金、尤其是青铜或黄铜制成。
弹簧触头可在引入电路载体期间被压抵壳体的电触头并且建立与该电触头的电连接。
弹簧触头可尤其材料锁合地安装在电路载体的至少一个表面上。材料锁合的安装尤其可包括至少一个从以下组中选出的过程：钎焊方法、尤其是再流焊方法，胶粘方法。概念“钎焊方法”原则上表示用于将材料进行材料锁合地接合的热学方法，其中，通过熔化和/或渗透在边界面处形成液态相。概念“再流焊”，也称为回流焊，表示一种用于钎焊两个或更多个构件的常用方法。原则上，在再流焊时可将呈钎焊膏形式的软钎料施加到构件上，然后给该构件装上其他构件。接着可将软钎料熔化。胶粘方法可尤其包括使用至少一个导电胶粘剂。
此外，可将至少一个另外的构件材料锁合地施加到电路载体的表面上。该另外的构件尤其可从下面的组中选出：控制和分析处理单元、设置用于保证所述设备的电相容性的构件、尤其是电容。
用于感测测量室中的流体介质的至少一个特性的设备尤其可按照所述方法的实施例制造，该实施例已描述或在后面还会描述。所述设备包括至少一个壳体、至少一个用于感测特性的传感器元件、至少一个用于以流体介质加载传感器元件的压力接管和至少一个电路载体。所述壳体具有至少一个电触头。所述电路载体与传感器元件以及与壳体的电触头电连接。压力接管和壳体构造为独立构件。
提出的设备以及提出的用于制造该设备的方法相对于已知的设备和方法具有很多优点。通过将压力接管和壳体构造为独立构件，原则上可使得能通过不同的压力接头和不同的插头和/或插头角度反映出壳体、尤其是插头的变型的更大和/或简化的中看性。通过将压力接管和壳体构造为独立构件可实现模块化的构造和简单的变型。此外可简化用于尤其是借助注塑方法制造壳体和/或压力接管的工具的设计，尤其是通过减少工具的用于最终成型壳体和/或压力接管的推动元件的数量来简化。
温度传感器的接触可借助切夹元件进行。温度传感器，尤其是温度传感器的连接导线可首先弯曲并接着置于壳体中。切夹元件可插入到压力接管中并且接触温度传感器、尤其是温度传感器的连接导线，其方式尤其是，将连接导线的绝缘外皮切断。接着可进行连接部位的钝化，尤其是通过密封沟槽进行该钝化。电路载体、尤其是电路板的电接触可借助弹簧触头通过将电路载体引入到壳体中进行。电接触的控制原则上可在每个生产步骤中单独进行。此外可构成独立的预装配件。
传感器元件、尤其是传感器模块到壳体的电接触可借助弹簧触头进行。弹簧触头可钎焊或胶粘到电路载体上、尤其是到电路板或陶瓷上。电路载体可为了构型简单而向上弯曲。设置用于保证电磁相容性的构件、尤其是电容可同样钎焊或胶粘到电路载体上。其他构件可借助再流焊方法固定在电路载体、尤其是电路载体的上侧面上。电路载体、尤其是电路载体的下侧面可优选借助至少一个芯片工艺，例如借助胶粘、键合、注射凝胶，引入到壳体中。测量室和壳体的内部之间的密封尤其可借助胶粘剂进行。
电路载体的控制和分析处理单元、尤其是专用集成电路(ASIC)可尤其具有敏感的接触结构。控制和分析处理单元与传感器元件在空间上的分开尤其可通过密封物、尤其是凝胶框架进行。为了减小所需的面积和优化设置用于保证电磁相容性的构件、尤其是电容的位置，可将控制和分析处理单元借助至少一个倒装芯片工艺施加到电路载体、尤其是电路板上。
由于电触头、尤其是插脚的简单的插接接触和简单的引导，原则上可使用压入的电触头。除了压入的电触头之外可使用被包封注射的电触头。壳体上的卡锁装置可用作硬化辅助，尤其用于弹簧触头的对应支承件。
附图说明
本发明的其他可选细节和特征可由后面对优选实施例的描述得到，在附图中示意性地示出这些优选实施例。
附图示出：
图1A和1B以两个不同的剖视图示出根据本发明的用于感测介质的至少一个特性的设备的实施例；
图2卡锁装置的立体图；和
图3A和3B以立体图示出弹簧触头的两个实施例。
具体实施方式
图1A和1B以沿着设备110的纵向延伸方向的两个不同的剖视图示出根据本发明的用于感测介质的至少一个特性的设备110的一示例性实施例。
设备110包括至少一个壳体112。所述壳体112具有至少一个电触头114。该电触头114可尤其是插脚116且由导电材料制成。电触头114尤其可具有长形形状。
设备110还包括至少一个压力接管118。压力接管118例如可构型成旋转对称的，例如构型为空心柱形的形式。压力接管118可包括至少一个贯通部120。该贯通部120可尤其是孔122，该孔具有正圆的或椭圆的横截面。压力接管118和壳体112构造为独立构件。
壳体112还可具有至少一个接收部124。在壳体112中、尤其在壳体112的接收部124中可接收有至少一个电路载体126。该电路载体126可尤其包括至少一个控制和分析处理单元128。该电路载体126还可具有至少一个构件130，该构件设置用于保证设备110的电相容性。构件130尤其可涉及电容132。控制和分析处理单元128可尤其布置在电路载体126的下侧面134上。电容132可尤其布置在电路载体126的上侧面136上。
电路载体132还可具有至少一个弹簧触头156。弹簧触头156可尤其固定在电路载体132的上侧面158上。
设备110还包括至少一个用于感测特性的传感器元件138。该传感器元件138尤其可包括至少一个温度传感器144。该温度传感器144尤其可布置在压力接管118中。电路载体144还可具有至少一个连接导线146。连接导线146可尤其布置在压力接管118的贯通部120中。
设备110还可具有至少一个另一传感器元件139，尤其是压力传感器140。压力传感器140可尤其布置在电路载体126的下侧面134上。压力传感器140可尤其借助凝胶框架142相对于设备110的周围环境密封。
设备110还可包括至少一个接触元件148。接触元件148可尤其是切夹元件150。切夹元件150可尤其设置用于将连接导线146的绝缘外皮在至少一个部位处切入。接触元件148尤其可接收在压力接管118中。
设备110还可包括连接部位的至少一个钝化部152。该钝化部152可接收在压力接管的至少一个密封沟槽154中。
电路载体126还可具有至少一个弹簧触头156。弹簧触头156可尤其固定在电路载体126的上侧面158上。
图2示出根据本发明的设备110的立体图。壳体112和压力接管118可形状锁合地相互连接。壳体112和压力接管118尤其可相互卡锁。壳体112可具有至少一个接收部153，并且，压力接管118可具有至少一个延续部162作为与该接收部互补的互补元件，该互补元件设置用于接收和固定到接收部153中。
图3A和3B以立体图示出弹簧触头156的两个实施例。在根据图3A的实施例中的弹簧触头156可尤其设置用于钎焊或胶粘在如在图1A和1B中示出的电路载体126上。为此，弹簧触头156尤其可具有至少一个支承面160。在根据图3B的实施例中的弹簧触头156可尤其设置用于压入如在图1A和1B中示出的电路载体126中。为此，弹簧触头156尤其可具有至少一个长形的延续部162。延续部163尤其可以是用于压入连接到电路载体126中的接触脚。弹簧触头156还可具有至少一个弹簧元件164。弹簧元件164可尤其是可弹性压缩的并且设置用于电接触如在图1A和1B中示出的电触头114。