• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1987002456A1
    申请号:PCT/DE1986/000402
    申请日:1986-10-03
    公开日:1987-04-23
    发明作者:Horst Fedter；Werner Grünwald；Peter Nolting；Claudio De La Prieta；Kurt Schmid
    申请人:Robert Bosch Gmbh；
    IPC主号:G01J5-00
    专利说明:
    [0001] Wärmestrahlungssensor
    [0002] Stand der Technik
    [0003] Die Erfindung geht aus von einem Wärmestrahlungssensor nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist bereits ein derartiger Sensor beschrieben worden, bei dem zwei Empfängerflächen aus Kupferblech der Wärmestrahlung ausgesetzt werden, wobei jedes Empfängerblech auf der Rückseite einen aufgeklebten Temperaturfühler aufweist, so'daß mit diesem Sensor direkt die unterschiedlichen Temperaturen gemessen werden, die dadurch auftreten, daß eines der Empfängerbleche geschwärzt und das andere vergoldet ist. Das Ganze ist in einem Gehäuse aus Messing untergebracht. Aufgrund des verhältnismäßig komplizierten Aufbaus ist ein solcher Sensor nicht für eine große Serie geeignet, wie dies beispielsweise bei einem Sensor, der in einem Kraftfahrzeug im Zusammenhang mit einer Klimaanlage eingesetzt werden soll, der Fall ist.
    [0004] Vorteile der Erfindung
    [0005] Der erfindungsgemäße Wärmestrahlungssensor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß er einfach herzustellen ist und sich daher auch für große Serien eignet und dabei doch mechanisch sehr stabil ist. Er ist darüber hinaus klein und leicht und kann daher an jeder erforderlichen Stelle, beispielsweise durch Kleben, befestigt werden. Die Anordnung liefert ein einziges Meßsignal, das in einfacher Weise beispielsweise zum Steuern einer Jalousie verwendet werden kann.
    [0006] Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Wärmestrahlungssensors möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die wärmestrahlungsdurchlässige Abdeckung aus einem Polyimid, z. B. aus einer Kapton-Folie besteht, die einseitig durch Aufbringen von Goldresinat und anschließende Wärmebehandlung bei 300 bis 350 °C mit einer dünnen Goldschicht versehen wird. Sorgt man dafür, daß das Keramiksubstrat, auf dem sich die Widerstände befinden, derart in dem Rahmen fixiert ist, daß nur der Rand des Substrates auf einem entsprechenden Vorsprung des Rahmens aufliegt und der übrige Teil des Substrates frei liegt, dann wird eine minimale effektive Wärmekapazität bei guter mechanischer Stabilisierung des Substrates erreicht.
    [0007] Zeichnung
    [0008] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1- eine perspektivische Darstellung des Wärmestrahlungssensors und Figur 2 einen Schnitt durch denselben.
    [0009] Beschreibung des Ausführungsbeispiels
    [0010] Der Wärmestrahlungssensor besteht aus einem Rahmen 11 aus duroplastischem Kunststoff, in welchem sich das Keramiksubstrat 5 befindet, das zwei strahlungsempfindliche Widerstände 1 und 2 sowie zwei temperaturunempfindliche Widerstände 3 und 4 aufweist, die in Form einer Brückenschaltung über die Leiterbahnen 6 miteinander verbunden sind. Ein Teil des Keramiksubstrats ragt aus dem Rahmen 11 heraus und bildet mit den Leiterbahnenden 7, 8, 9 und 10 den Anschluß des Sensors. Innerhalb des Rahmens 11 liegt das Keramiksubstrat, wie in Figur 2 gezeigt ist, nur mit dem Rand 15 auf einem entsprechenden Vorsprung 16 des Rahmens 11 auf, so daß der größte Teil des Keramiksubstrats 5 keinen direkten Kontakt mit dem Rahmen 11 hat. Auf dem Rahmen 11 befindet sich in einem Abstand von ca. 1 mm vom Keramiksubstrat 5 eine Abdeckung 12, die insgesamt wärmestrahlungsdurchlässig ist und auf der Rückseite eine Schicht aus einem Edelmetall trägt, wobei diese Schicht über dem strahlungsabhängigen Widerstand 1 ein Fenster 13 aufweist. Hierdurch wird erreicht, daß der Widerstand 1, der zudem noch eine schwarze Lackschicht trägt, der Wärmestrahlung ausgesetzt ist, während dies durch die reflektierende Edelmetallschicht 14 für den zweiten strahlungsabhängigen Widerstand 2 nicht gilt. Die Abdeckung 12 kann entweder aus einem IR-durchlässigen Glas, z. B. Robax-Glas der Firma Schott, oder aus einer Polyimidfolie, z. B. Kapton der Firma Dupont, bestehe
    [0011] Zur Herstellung des Wärmestrahlungssensors wird zunächst auf ein dünnes Keramikplättchen, vorzugsweise aus Aluminiumoxid, das Leiterbahnenmuster 6 mit den Anschlüssen 7, 8, 9 und 10 aufgedruckt. Es folgt dann das Aufdrucken der NTCWiderstände 1 und 2, wobei ein Material in Form einer Paste verwendet wird, das Widerstände ergibt, die einen Quadratwiderstand von 5 kΩ ⃞ und eine Regelkonstante B von 2200 ergeben. Hierzu eignet sich zum Beispiel die Widerstandspaste NTC 135 der Firma Heraeus. Danach werden noch die temperaturunabhängigen Widerstände 3 und 4 in der gleichen Weise aufgebracht, wobei ein Cermetmaterial verwendet wird, das einen Quadratwiderstand von 10 kΩ⃞ ergibt, z. 3. von der Firma Dupont das Material mit der Nr. 1441. Diese Widerstandsmateralien werden in einer solchen Dicke auf dem Keramiksubstrat aufgebracht, daß nach dem Einbrennen bei 850 °C an Luft eine Schichtdicke von 8 μm verbleibt. Diese Brückenschaltung wird nun mittels eines Lasers, vorzugsweise an den Cermetwiderständen 3 und 4, abgeglichen, so daß die Brücke bei Anlegen einer Spannung an die Anschlüsse 7 und 8 stromlos ist. Danach wird das Keramiksubstrat 5 in den Rahmen 11 eingeschoben und mit den Kanten 15 auf den Vorsprüngen 16 verklebt. Vor dem Aufbringen der Abdeckung 12 wird diese einseitig mit einer Edelmetallschicht, beispielsweise aus Gold, beschichtet, indem eine Schicht aus Goldresinat aufgedruckt wird, unter Freilassung des Fensters 13, die anschließend heim Einbrennen eine sehr gut haftende Goldschicht hinterläßt. Bei Verwendung von Glas liegt die Einbrenntemperatur bei etwa 600 °C, wird eine Kapton-Folie verwendet, auf der die so hergestellte Goldschicht hervorragend haftet, so wird das Goldresinat bei 300 bis 350 °C eingebrannt. Diese Abdeckung 12 mit der Goldschicht 14 wird dann auf den Rahmen 11 aufgeklebt derart, daß das Fenster 13 direkt über dem Widerstand 1 zu liegen kommt, wobei dieser Widerstand 1 vor dem Zusammenbau mit einer schwarzen Mattlackfarbe abgedeckt wurde. An den Anschlüssen 7 und 8 wird nun eine Brückenspannung von beispielsweise 12 V angelegt, während an den Anschlüssen 9 und 10 im Falle einer vorhandenen Wärmestrahlung ein elektrisches Signal in Form eines Potentials abgenommen werden kann, da sich der Widerstand 1 in Abhängigkeit von der Strahlungsstärke stärker ändert als der Widerstand 2, der durch die reflektierende Schicht 1 4 vor der Wärmestrahlung geschützt ist. Dadurch wird die Brücke verstimmt und es tritt an den Anschlüssen 9 und 10 das erwähnte Ausgangssignal auf, das ein Maß für die einfallende Strahlung darstellt. Dabei hat sich gezeigt, daß das Ausgangssignal in mV praktisch linear abhängig ist von der Bestrahlungsstärke, gemessen in W/m2. Dieses Signal kann nun beispielsweise dazu benutzt werden, in einem Kraftfahrzeug bei Überschreiten einer bestimmten Strahlungsstärke eine Jalousie am Heckfenster zu betätigen; natürlich kann ein solcher Wärmestrahlungssensor auch in die Regelung einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges einbezogen werden.
    权利要求:
    Claims Ansprüc he
    1. Wärmestrahlungssensor mit zwei der Strahlung ausgesetzten Empfängerflächen, von denen die eine (1) bezüglich der Wärmestrahlung ein hohes Absorptionsvermögen durch Schwarzfärbung, die andere (2) ein geringes Absorptionsvermögen durch eine die Wärmestrahlung reflektierende Abdeckung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Empfängerflächen (1) und (2) aus einem NTC-Wider Standsmaterial bestehen und zusammen mit zwei temperaturunabhängigen Cermet-Widerständen (3) und ( 4 ) in einer Brückenschaltung zusammengefaßt sind, indem die vier Widerstände (1) bis ( 4 ) auf ein Keramiksubstrat (5) aufgebracht und mit Leiterbahnen (6) verbunden sind, die ihrerseits in Anschlüssen (7, 8, 9, 10) enden, wobei das Keramiksubstrat (5) in einem Rahmen (11) fixiert ist, der eine in hohem Maße wärmestrahlungsdurchlässige Abdeckung (12) trägt, die ihrerseits bis auf ein Fenster (13) eine Schicht (14) aus einem die Wärmestrahlung in hohem Maße reflektierenden Material trägt.
    2. Wärmestrahlungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die NTC-Widerst ände (1, 2) einen Quadratwiderstand von 0,5 bis 500 kΩ ⃞ bei Raumtemperatur und eine Regelkonstante B von ca. 2200 aufweist, während die Cermetwiderstände (3, 4) einen Quadratwiderstand von ebenfalls
    0,5 bis 500 kΩ ⃞ aufweisen.
    3. Wärmestrahlungssensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmestrahlungsdurchlässige Abdeckung (12) aus Glas oder einem Polyimid besteht.
    4 . Wärmestrahlungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmestrahlungsreflektierende Schicht (1U) aus Gold oder Platin besteht und vorzugsweise auf der dem Keramiksubstrat (5) zugewandten Seite der Abdeckung (12) aufgebracht ist.
    5 . Wärmestrahlungssensor nach Anspruch 3 oder 4 , dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (14) durch Aufdrucken einer Schicht aus Gold- oder Platinresinat und anschließendes Einbrennen bei ca. 600 °C im Falle von Glas bzw. 300 bis 350 °C im Falle von Polyimid hergestellt ist.
    6. Warmestrahlungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramilcsubstrat (5) derart in dem Rahmen (11) fixiert ist, daß nur der Rand (15) des Substrates (5) auf einem entsprechenden Vorsprung (16) aufliegt.
    7. Wärmestrahlungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramiksubstrat (5) und die Abdeckung (12) keinen unmittelbaren Kontakt haben.
    类似技术:
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    DE3536133A1|1987-04-16|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1987-04-23| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP US |
    1987-04-23| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1988-02-25| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1986905733 Country of ref document: EP |
    1988-08-10| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1986905733 Country of ref document: EP |
    1991-03-06| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1986905733 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DEP3536133.6||1985-10-10||
    DE19853536133|DE3536133A1|1985-10-10|1985-10-10|Waermestrahlungssensor|DE19863677993| DE3677993D1|1985-10-10|1986-10-03|Waermestrahlungssensor.|
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