DE10311521B4 - Sensorelement, insbesondere Ölstandssensorelement, sowie Fluidsensor damit - Google Patents
Sensorelement, insbesondere Ölstandssensorelement, sowie Fluidsensor damit Download PDFInfo
- Publication number
- DE10311521B4 DE10311521B4 DE10311521A DE10311521A DE10311521B4 DE 10311521 B4 DE10311521 B4 DE 10311521B4 DE 10311521 A DE10311521 A DE 10311521A DE 10311521 A DE10311521 A DE 10311521A DE 10311521 B4 DE10311521 B4 DE 10311521B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sensor element
- fluid
- sensor
- plastic
- metallization
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 16
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000002991 molded plastic Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 101001094044 Mus musculus Solute carrier family 26 member 6 Proteins 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
- G01N27/226—Construction of measuring vessels; Electrodes therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/26—Oils; Viscous liquids; Paints; Inks
- G01N33/28—Oils, i.e. hydrocarbon liquids
- G01N33/2888—Lubricating oil characteristics, e.g. deterioration
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Pathology (AREA)
- Immunology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Sensorelement, insbesondere Ölzustandsensorelement, mit mindestens einem Sensierbereich (50), wobei der Sensierbereich
– bei Betrieb zumindest zeitweise und zumindest bereichsweise mit einem Fluid, insbesondere einem Öl, in Kontakt steht, und
– bei Betrieb eine das Fluid hinsichtlich zumindest einer physikalischen, insbesondere elektrischen, und/oder chemischen Eigenschaft charakterisierende Messgröße erfasst, und
– zumindest bereichsweise eine unmittelbar auf einer Kunststoffoberfläche (20, 24, 25, 27, 28) aufgebrachte Metallisierung (40) oder metallische Struktur (29) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Sensierbereich mittels MID-Technik erzeugt wurde.
– bei Betrieb zumindest zeitweise und zumindest bereichsweise mit einem Fluid, insbesondere einem Öl, in Kontakt steht, und
– bei Betrieb eine das Fluid hinsichtlich zumindest einer physikalischen, insbesondere elektrischen, und/oder chemischen Eigenschaft charakterisierende Messgröße erfasst, und
– zumindest bereichsweise eine unmittelbar auf einer Kunststoffoberfläche (20, 24, 25, 27, 28) aufgebrachte Metallisierung (40) oder metallische Struktur (29) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Sensierbereich mittels MID-Technik erzeugt wurde.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Sensorelement, insbesondere ein Ölzustandssensorelement, sowie einen Fluidsensor mit einem derartigen Sensorelement nach den unabhängigen Ansprüchen.
- Stand der Technik
- Es sind Ölzustandssensoren bekannt, die neben einem umspritzten Stanzgitter zur Messung elektrischer Eigenschaften eines Öls wie einer Dielektrizitätskonstante oder einer Leitfähigkeit oder auch eines Füllstandes in einem Reservoir zusätzlich Bauteile zur Viskositätsmessung des Öls, einen Temperatursensor mit negativem Temperaturkoeffizienten (NTC-Widerstand), eine Leiterbahn mit einer darauf aufgebrachten Auswerteelektronik und ein mehrteiliges Gehäuse mit einem Stecker aufweisen. Ein derartiger Ölzustandssensor ist in
1 in Explosionsdarstellung erläutert. - Aus der
DE 202 11 518 U1 ist ein als Hall-Sensor ausgebildeter Positionssensor bekannt. Bei diesem Sensor enthält ein als MID-Bauteil ausgebildeter länglicher Schltungsträger ein längliches Trägerelement aus spritzgegossenem Kunststoffmaterial als tragende Struktur für das Sensorelement. Der längliche Schaltungsträger übernimmt dabei die Funktion des Sensorgehäuses und stellt die für den Betrieb des Sensors erforderlichen Schaltungen und die zugehörigen Schaltungskomponenten für das Sensorelement zur Verfügung. Auf der Oberfläche des Trägerelements verlaufen dabei mehrere Leiterbahnen, die zur elektrischen Kontaktierung des Sensorelements dienen. - Aus der Schrift
EP 1 255 107 A2 ist ein Sensor zur Erfassung eines Ölzustands in einer Ölwanne bekannt. Dabei werden verschiedene mittels geeigneter Abstandshalter voneinander beanstandete Röhren zur Erfassung des Ölzustands verwendet. Der Sensor wird dabei dazu verwendet, die Füllstand des Öls in der Ölwanne zu erfassen. - Aufgabe der vorliegenden Erfindung war die Bereitstellung eines Sensorelementes, insbesondere eines Ölzustandssensorelementes, sowie eines Fluidsensors mit einem derartigen Sensorelement, der sich gegenüber dem Stand der Technik durch einen vereinfachten Aufbau mit einer verringerten Zahl von einzelnen Bauteilen sowie ein vereinfachtes und kostengünstigeres Herstellungsverfahren auszeichnet.
- Vorteile der Erfindung
- Das erfindungsgemäße Sensorelement und der erfindungsgemäße Fluidsensor mit einem derartigen Sensorelement hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass Technik weniger Bauteile und weniger Montageschritte zu dessen Herstellung erforderlich sind, so dass eine höhere Zuverlässigkeit bzw. geringere Störanfälligkeit gegeben ist und geringere Fertigungsschwankungen erreicht werden. So lässt sich insbesondere unter Einsatz einer MID-Technik (”Moulded Interconnect Device”) die bisher erforderliche separate Leiterplatte einsparen und deren Funktion beispielsweise auf der Abdeckung des Grundkörpers oder im Innenraum des Hohlkörpers integrieren.
- Dadurch wird auch die Schwierigkeit überwunden, dass das derzeit eingesetzte Leiterplattenkonzept gemäß
1 bei stark schwankenden Temperaturen, wie sie bei Betrieb am Einbauort auftreten, vergleichsweise störanfällig ist. - Weiter ist vorteilhaft, dass in den Hohlkörper aus Kunststoff durch geeignete Metallisierung bzw. zusätzlich vorgesehene oder integrierte Abschirmbauteile die EMV-Beständigkeit (”Elektromagnetische Verträglichkeit”) des Sensorelementes bzw. Fluidsensors deutlich erhöht werden kann. Insbesondere lassen sich durch einen derartigen Hohlkörper bei Bedarf sowohl mechanische Störgrößen wie auch elektromagnetische Felder von dem Sensierbereich abschirmen.
- Bei der erwähnten MID-Technik zum Aufbringen der Metallisierung bzw. metallischen Struktur auf der Kunststoffoberfläche ist zudem vorteilhaft, dass sich durch selektive Metallisierung der Kunststoffoberfläche Leiterbahnen wie Drähte oder Platinen, Stecker oder auch der Sensierbereich des Sensorelementes besonders einfach und kostengünstig erzeugen lassen.
- Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn im Rahmen der MID-Technik ein 2-Komponenten-Spritzguss mit einer metallisierbaren Komponente eingesetzt wird, wobei die Metallisierung bzw. metallische Struktur dann über stromlose oder galvanische Abscheidung eines Metalls oder durch Heißprägen auf der Oberfläche des Kunststoffes erzeugt wird.
- Schließlich bietet vor allem die MID-Technik auch die Möglichkeit der Integration von funktionstragenden Bauelementen wie dem Sensierbereich in das Gehäuse des Sensorelementes oder des Fluidsensors, und es können auch elektrische Verbindungen oder Bauelemente wie Leiterbahnen, Stecker, Widerstände und Kapazitäten in ein derartiges Gehäuse in Form eines Kunststoff-Spritzguss-Bauteils integriert bzw. auf dessen Oberfläche erzeugt werden. Insbesondere lassen sich damit auch aus dem Stand der Technik bekannte Kondensatorstrukturen wie Interdigitalkondensatorstrukturen auf der Oberfläche des Kunststoffbauteils erzeugen. Solche Kondensatorstrukturen eignen sich besonders gut zur Füllstandsmessung und/oder zur Messung elektrischer Eigenschaften des Fluides, mit dem das Sensorelement in dem Sensierbereich bei Betrieb in Kontakt steht.
- Im Übrigen ist bei dem erfindungsgemäßen Sensorelement und dem erfindungsgemäßen Fluidsensor vorteilhaft, dass neben den erläuterten Kosteneinsparungen und einer erhöhten Zuverlässigkeit auch eine größere Designfreiheit bei der Wahl einer optimalen Geometrie des Sensierbereiches, beispielsweise zur Füllstandserfassung, erreicht wird. Dadurch kann die Strukturierung der im Sensierbereich auf der Kunststoffoberfläche aufgebrachten Metallisierung bzw. die Ausbildung der metallischen Struktur, insbesondere in Form eines Interdigitalkondensators, hinsichtlich der Reduzierung eines Anhaftens des untersuchten Fluids an der Metallisierung bzw. metallischen Struktur, was durch Kapillarkräfte und Adhäsion verursacht wird, innerhalb vergleichsweise weiter Grenzen optimiert werden. Dies führt ebenfalls zu einem verringerten Messfehler und gibt auch die Möglichkeit, im Fall der Ausführung der metallischen Struktur als Interdigitalkondensator dessen Kapazität zu vergrößern.
- Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen.
- Zeichnungen
- Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt
1 eine Explosionsdarstellung eines Ölzustandssensors nach dem Stand der Technik,2 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines als Ölzustandssensor ausgebildeten Fluidsensors,3 eine Prinzipskizze eines Ausschnittes eines Sensierbereiches eines Sensorelementes,4 ein zu3 alternatives Ausführungsbeispiel,5 ein weiteres, zu3 bzw.4 alternatives Ausführungsbeispiel,6 ein zu den3 bis5 alternatives Ausführungsbeispiel und7 ein weiteres, zu den3 bis6 alternatives Ausführungsbeispiel. Die8 zeigt die Integration eines weiteren Sensorelementes in einem Fluidsensor in einer Prinzipskizze im Schnitt. - Ausführungsbeispiele
- Die
1 zeigt eine Explosionsdarstellung eines Ölzustandssensors gemäß dem Stand der Technik mit einer Abdeckung10 in Form eines Hohlkörpers aus einem Kunststoffspritzgussteil mit mehreren Zutrittsöffnungen21 für das zu analysierende Öl, einem Stanzgitter11 oder einer Kapazitätsmessplatine11 in Form einer senkrecht aufragenden Struktur, mit der eine kapazitive Messung des Füllstandes des Öls in einem Reservoir möglich ist, Kontaktstiften12 zur Verbindung des Stanzgitters11 oder der Kapazitätsmessplatine11 mit einem nicht dargestellten Stecker, einer Platine13 mit einer Auswerteelektronik, d. h. beispielsweise ASIC- und/oder SMD-Bauteilen, sowie einem metallischen Deckel14 . In einer Umgebung des Deckels14 ist weiter eine nicht dargestellte Referenzkapazität zur Kalibrierung des Ölzustandssensors gemäß1 vorgesehen. Die Kontaktstifte12 dienen zur Weiterleitung des Ausgangssignals des Ölzustandssensors gemäß1 an externe Bauteile über den Stecker. - Daneben sind in
1 neben dem Stanzgitter11 oder der Kapazitätsmessplatine11 zur kapazitiven Füllstandsmessung auch weitere, nicht dargestellte Sensorelemente zur Temperatur- und/oder Viskositätsmessung mit der Platine13 verbunden, die die Auswerteschaltung trägt. - Die
2 zeigt als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Ölzustandssensor als Fluidsensor5 . Dabei ist ein Grundkörper23 in Form eines Tragkörpers aus Metall vorgesehen, mit dem ein Hohlkörper20 aus 2-Komponenten-Spritzgusskunststoff mit einer metallisierbaren Komponente verbunden ist. Der Hohlkörper20 weist Zutrittsöffnungen21 auf, die einen Zutritt eines Fluids wie eines Öls eines Kraftfahrzeuges, beispielsweise aus der Ölwanne, in das Innere des Hohlkörpers20 ermöglichen. Auf der dem Hohlkörper20 abgewandten Seite des Grundkörpers23 ist weiter eine Abdeckung24 in Form einer Kunststoffplatte vorgesehen. Daneben weist der Fluidsensor5 gemäß2 eine Steckverbindung22 auf, mit der über einen passenden Stecker und externe Bauelemente eine von dem Fluidsensor5 bereit gestellte Messgröße erfassbar ist. Im Inneren des Hohlkörpers20 ist in einem bei Betrieb des Fluidsensors5 zumindest zeitweise und zumindest bereichsweise mit dem Fluid in Kontakt stehender Sensierbereich50 vorgesehen, mit dem zumindest eine eine physikalische, insbesondere elektrische, und/oder chemische Eigenschaft des Fluids charakterisierende Messgröße erfassbar ist. Diese Messgröße ist beispielsweise eine Dielektrizitätskonstante des Fluids, eine elektrische oder thermische Leitfähigkeit des Fluids oder eine Kapazität zur kapazitiven Messung des Füllstandes des Fluids in einem Reservoir wie einer Ölwanne. - Im Einzelnen ist im Inneren des Hohlkörpers
20 in dem Sensierbereich50 zumindest bereichsweise eine unmittelbar auf der Kunststoffoberfläche des Hohlkörpers20 mittels MID-Technik aufgebrachte Metallisierung40 , insbesondere in Form von Leiterbahnen, oder metallische Struktur29 vorgesehen, die bevorzugt durch stromlose oder galvanische Abscheidung eines Metalls auf der Oberfläche des Kunststoffes oder alternativ durch Heißprägen erzeugt worden ist. Besonders bevorzugt ist die metallische Struktur29 zumindest bereichsweise als Interdigitalkondensator ausgebildet. - Insgesamt bildet der Hohlkörper
20 zusammen mit dem Grundkörper23 und der Abdeckung24 ein Gehäuse, das den Sensierbereich50 vor mechanischen Einwirkungen und, bei geeigneter Wahl des Materials des Hohlkörpers20 und/oder zusätzlichem Aufbringen von Abschirmstrukturen, elektromagnetischen Feldern abschirmt. Auf diese Weise erhöht der Hohlkörper20 auch die elektromagnetische Verträglichkeit des Fluidsensors5 . - Besonders bevorzugt besteht der Hohlkörper
20 und die Abdeckung24 jeweils aus einem durch Spritzguss formbaren Kunststoff, insbesondere einem 2-Komponenten-Spritzguss-Kunststoff mit einer metallisierbaren Komponente. - Die
3 erläutert ein erstes Ausführungsbeispiel für die Ausbildung des Sensierbereiches50 des Fluidsensors5 gemäß2 . - Dazu ist zunächst in vereinfachter Darstellung der Hohlkörper
20 als Hohlzylinder dargestellt, dessen Innenseite oberflächlich ganzflächig metallisiert ist. Sofern eine EMV-Problematik nicht besteht, kann auf diese Metallisierung bei Bedarf jedoch auch verzichtet werden. Weiterhin sind im Inneren dieses als Hohlzylinder ausgebildeten Hohlkörpers20 zwei parallel zueinander beabstandet verlaufende Stäbe25 vorgesehen, die zunächst jeweils zumindest oberflächlich, insbesondere vollständig, aus Kunststoff bestehen. Die Stäbe25 können auch als Prismen oder Hohlzylinder ausgebildet sein und je nach Einzelfall auch einen von3 abweichenden Querschnitt aufweisen. Weiter sind die Stäbe25 auf der Kunststoffoberfläche jeweils ganzflächig mit einer Metallisierung40 versehen, d. h. die beiden Stäbe25 gemäß3 bilden miteinander einen Kondensator, dessen Kapazität sich bei einem Eintauchen der beiden Stäbe25 in ein Fluid wie ein Öl verändert. Durch diese Veränderung der Kapazität kann ein Füllstand oder eine physikalische oder chemische Eigenschaft des Öls wie dessen Dielektrizitätskonstante oder Leitfähigkeit erfasst werden. - Die
4 erläutert ein zu3 alternatives Ausführungsbeispiel, wobei einer der beiden Stäbe25 gemäß3 zusätzlich oberflächlich mit einer zusätzlichen, auf der Metallisierung40 aufgebrachten Isolierschicht26 , beispielsweise aus Kunststoff, versehen ist. Auf diese Weise ist die gemessene Kapazität im Wesentlichen durch die an der derart gebildeten Elektrode vorliegende Doppelschicht gegeben, die direkt Füllstandsab hängig ist. Insofern kann in4 auf den zweiten, nicht mit der Isolierschicht26 versehenen Stab25 auch verzichtet werden. Ansonsten unterscheidet sich der Aufbau in3 nicht von dem Aufbau gemäß4 . - Die
5 erläutert ein weiteres, zu den3 bzw.4 alternatives Ausführungsbeispiel, wobei einerseits die Innenseite des Hohlkörpers20 ganzflächig metallisiert ist, und wobei andererseits im Inneren des Hohlkörpers20 ein bevorzugt konzentrisch zu dem Hohlkörper20 angeordneter Stab oder Hohlzylinder27 vorgesehen ist, der oberflächlich auf seiner der Innenseite des Hohlkörpers20 zugewandten Außenseite mit einer Metallisierung40 versehen ist. Der Hohlzylinder27 gemäß5 besteht bevorzugt zumindest oberflächlich erneut aus Kunststoff, auf dem direkt die Metallisierung40 aufgebracht ist. Der Hohlkörper20 bildet auf diese Weise mit dem Hohlzylinder27 einen Kondensator, dessen Kapazität von den physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften eines Fluids abhängig ist, in das dieser Kondensator zumindest bereichsweise eintaucht. - Die
6 erläutert ein weiteres, zu den3 ,4 oder5 alternatives Ausführungsbeispiel, wobei nunmehr ausgehend von3 im Inneren des wahlweise auf der Innenseite metallisierten Hohlkörpers20 eine Halterung28 in Form einer Platte aus Kunststoff vorgesehen ist, auf deren Oberfläche eine metallische Struktur29 in Form eines Interdigitalkondensators angeordnet ist. Die Randbereiche der Platte28 sind weiter bereichsweise metallisiert, um eine elektrische Kontaktierung des Interdigitalkondensators29 zu ermöglichen. Weiterhin kann auch hier insbesondere unter EMV-Aspekten vorgesehen sein, dass die innere Oberfläche des Hohlkörpers20 ganzflächig metallisiert ist. - Die
7 zeigt ein letztes Ausführungsbeispiel für einen Sensierbereich50 , wobei hier die Innenseite des Hohlkörpers20 direkt auf der Kunststoffoberfläche mit der metallischen Struktur29 in Form eines Interdigitalkondensators versehen ist, die mit Hilfe einer MID-Technik erzeugt wurde. Dieses Ausführungsbeispiel zeichnet sich durch einen besonders einfachen Aufbau und eine besonders kostengünstige Herstellung aus. - In den
3 bis7 ist im Übrigen angedeutet, dass das Innere des Hohlkörpers20 durch mindestens eine Zutrittsöffnung21 für das Fluid zugänglich ist, wie dies bereits in2 gezeigt ist. - Die
8 erläutert schließlich, wie der Fluidsensor5 gemäß2 neben einem ersten Sensorelement mit einem Sensierbereich50 entsprechend einem der mit Hilfe der3 bis7 erläuterten Ausführungsbeispiele bereichsweise mindestens ein weiteres Sensorelement30 aufweist, das zur Bereitstellung einer weiteren, das Fluid bei Betrieb hinsichtlich einer physikalischen, insbesondere elektrischen, und/oder chemischen Eigenschaft charakterisierende Messgröße bereit stellt. Diese Messgröße ist beispielsweise eine Temperatur, eine thermische oder elektrische Leitfähigkeit, eine Dielektrizitätskonstante oder eine Viskosität des Fluids. Bevorzugt ist das weitere Sensorelement als Temperatursensor mit negativem Temperaturkoeffizienten ausgebildet. - Im Einzelnen zeigt
8 einen Bereich der Innenseite des Hohlkörpers20 gemäß2 , der mit einer Zutrittsöffnung60 , die mit einer der Zutrittsöffnungen21 gemäß2 identisch sein kann, versehen ist. Über diese Zutrittsöffnung60 ist das weitere Sensorelement30 bei Betrieb des Fluidsensors5 dem Fluid zumindest zeitweilig und zumindest bereichsweise ausgesetzt. Daneben zeigt8 , dass auf der Oberfläche des Hohlkörpers20 aus Kunststoff bereichsweise Leiterbahnen31 vorgesehen sind, die bevorzugt ausgehend von einem 2-Komponenten-Spritzguss mit einer metallisierbaren Komponente und nachfolgende stromlose oder galvanische Abscheidung oder nachfolgendes Heißprägen auf der Oberfläche des Kunststoffes erzeugt worden sind. Das weitere Sensorelement30 ist über einen elektrisch leitfähigen Klebstoff32 und mit diesem Klebstoff32 in Verbindung stehende Leiterbahnen über die Leiterbahnen31 elektrisch kontaktierbar bzw. ansteuerbar. Bevorzugt wird das weitere Sensorelement30 durch übliche Flip-Chip-Technik mit den Leiterbahnen31 auf der Kunststoffoberfläche20 verbunden. Im übrigen sei noch erwähnt, dass zum Anbringen des weiteren Sensorelementes30 anstelle der Innenseite des Hohlkörpers20 auch die dem Innenraum des Hohlkörpers20 zugewandte Seite der Abdeckung24 aus Kunststoff eingesetzt werden kann. - Zusammenfassend wurde in den vorstehend erwähnten Ausführungsbeispielen mit Hilfe der MID-Technik jeweils erreicht, die in
1 noch erforderliche Leiterplatine13 direkt durch Leiterbahnen auf einer Kunststoffoberfläche zu ersetzen und auch die in1 noch erforderliche Kapazitätsmessplatine11 direkt auf einer Kunststoffoberfläche, insbesondere der Innenseite des Hohlkörpers20 , aufzubringen. Daneben können auch gegebenenfalls vorhandene weitere Sensorelemente30 direkt auf den bereichsweise metallisierten Kunststoff aufgebracht werden. Dies vereinfacht wesentlich die Aufbau- und Verbindungstechnik und reduziert die Herstellungskosten des Fluidsensors5 .
Claims (18)
- Sensorelement, insbesondere Ölzustandsensorelement, mit mindestens einem Sensierbereich (
50 ), wobei der Sensierbereich – bei Betrieb zumindest zeitweise und zumindest bereichsweise mit einem Fluid, insbesondere einem Öl, in Kontakt steht, und – bei Betrieb eine das Fluid hinsichtlich zumindest einer physikalischen, insbesondere elektrischen, und/oder chemischen Eigenschaft charakterisierende Messgröße erfasst, und – zumindest bereichsweise eine unmittelbar auf einer Kunststoffoberfläche (20 ,24 ,25 ,27 ,28 ) aufgebrachte Metallisierung (40 ) oder metallische Struktur (29 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensierbereich mittels MID-Technik erzeugt wurde. - Sensorelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hohlkörper (
20 ) vorgesehen ist, der zusammen mit einem Grundkörper (23 ), insbesondere einem mit einer dem Hohlkörper (40 ) abgewandten Abdeckung (24 ) versehenen Grundkörper (23 ), ein Gehäuse bildet, das den Sensierbereich (50 ) vor Störgrößen wie mechanischen Einwirkungen und/oder elektromagnetischen Feldern abschirmt. - Sensorelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffoberfläche (
20 ,24 ,25 ,26 ,27 ,28 ) Teil einer inneren Oberfläche eines mit mindestens einer Zutrittsöffnung (21 ) für das Fluid versehenen Hohlkörpers (20 ), insbesondere des das Gehäuse bildenden Hohlkörpers (20 ), ist. - Sensorelement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (
20 ) und/oder die Abdeckung (24 ) aus Kunststoff besteht. - Sensorelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dass die aufgebrachte Metallisierung (
40 ) in Form einer strukturierten metallischen Schicht, insbesondere einer zu einem Interdigitalkondensator (29 ) strukturierten metallischen Schicht, ausgebildet ist. - Sensorelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von jeweils einen Sensierbereich (
50 ) bildenden oder jeweils einem Sensierbereich (50 ) zugeordneten Stäben (25 ), Prismen oder Hohlzylindern (27 ) vorgesehen ist, die zumindest oberflächlich aus Kunststoffbestehen, und die zumindest bereichsweise oberflächlich, insbesondere ganzflächig oder in Form einer Interdigitalstruktur (29 ), metallisiert oder mit der metallischen Struktur (29 ,40 ) versehen sind. - Sensorelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwei parallel zueinander verlaufende oder zwei konzentrisch zueinander angeordnete Stäbe (
25 ), Prismen oder Hohlzylinder (27 ) vorgesehen sind, die zu einem Kondensator verschaltet und insbesondere im Inneren des Hohlkörpers (20 ) angeordnet sind. - Sensorelement nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Stab (
25 ), Hohlzylinder (27 ) oder Prisma oberflächlich über der auf der Kunststoffoberfläche vorgesehenen Metallisierung (40 ) oder metallischen Struktur (29 ) eine Isolierschicht (26 ), insbesondere aus Kunststoff, aufweist. - Sensorelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Sensierbereich (
50 ) bildende oder diesem zugeordnete Halterung (28 ), insbesondere in Form einer Platte, vorgesehen ist, die zumindest oberflächlich aus Kunststoff besteht, wobei auf dieser Oberfläche aus Kunststoff die Metallisierung (40 ) oder metallische Struktur (29 ), insbesondere in Form eines Interdigitalkondensators (29 ), angeordnet ist. - Sensorelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Sensierbereich (
50 ) eine Dielektrizitätskonstante und/oder eine elektrische oder thermische Leitfähigkeit des Fluids und/oder ein Füllstand des Fluids in einem Reservoir messbar ist. - Fluidsensor mit – einem ersten Sensorelement nach einem Ansprüche 1 bis 10 zur Erfassung einer ersten die physikalische, und insbesondere elektrische, und/oder chemische Eigenschaft charakterisierende Messgröße eines Fluids bei Betrieb des Fluidsensors und – einem von dem ersten Sensorelement verschiedenen zweiten Sensorelement (
30 ) zur Erfassung einer weiteren hinsichtlich zumindest einer physikalischen, insbesondere elektrischen, und/oder chemischen Eigenschaft charakterisierende Messgröße des Fluids. - Fluidsensor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sensorelement (
30 ) ein Viskositätssensorelement oder ein Temperatursensorelement ist. - Fluidsensor nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sensorelement (
30 ) mit einer auf einer Kunststoffoberfläche (20 ,24 ), insbesondere einer auf der Oberfläche der Abdeckung (24 ) aus Kunststoffaufgebrachten Metallisierung (31 ,40 ) oder metallischen Struktur (29 ) elektrisch leitend verbunden und darüber elektrisch ansteuerbar und/oder auslesbar ist. - Fluidsensor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallisierung (
31 ,40 ) oder metallische Struktur (29 ) in Form einer Leiterbahn oder eines Interdigitalkondensators (29 ) ausgebildet ist. - Fluidsensor nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sensorelement (
30 ) über einen elektrisch leitfähigen Klebstoff (32 ) mit der Metallisierung (31 ,40 ) oder der metallischen Struktur (29 ) verbunden ist. - Fluidsensor nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sensorelement (
30 ) durch Flip-Chip-Technik mit der Metallisierung (31 ,40 ) oder der metallischen Struktur (29 ) auf der Kunststoffoberfläche (20 ,24 ) verbunden ist. - Fluidsensor nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sensorelement (
30 ) mit dem Fluid bei Betrieb zumindest zeitweise und zumindest bereichsweise über eine Zutrittsöffnung (60 ) in Kontakt steht. - Fluidsensor nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallisierung (
31 ,40 ) oder metallische Struktur (29 ) des zweiten Sensorelements (30 ) mittels MID-Technik auf die Kunststoffoberfläche (20 ,24 ,25 ,26 ,27 ,28 ) aufgebracht ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10311521A DE10311521B4 (de) | 2003-03-17 | 2003-03-17 | Sensorelement, insbesondere Ölstandssensorelement, sowie Fluidsensor damit |
US10/802,653 US20040231402A1 (en) | 2003-03-17 | 2004-03-17 | Sensor element, in particular an oil condition sensor element, and a fluid sensor having a sensor element of this type |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10311521A DE10311521B4 (de) | 2003-03-17 | 2003-03-17 | Sensorelement, insbesondere Ölstandssensorelement, sowie Fluidsensor damit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10311521A1 DE10311521A1 (de) | 2004-10-07 |
DE10311521B4 true DE10311521B4 (de) | 2010-11-11 |
Family
ID=32945912
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10311521A Expired - Fee Related DE10311521B4 (de) | 2003-03-17 | 2003-03-17 | Sensorelement, insbesondere Ölstandssensorelement, sowie Fluidsensor damit |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20040231402A1 (de) |
DE (1) | DE10311521B4 (de) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ITTO20040904A1 (it) * | 2004-12-24 | 2005-03-24 | Eltek Spa | Dispositivo per la rilevazione di condizioni di un fluido, in particolare olio lubrificante, usato su veicoli in abbinamento ad un filtro |
ITTO20040903A1 (it) * | 2004-12-24 | 2005-03-24 | Eltek Spa | Dispositivo per la rilevazione di caratteristiche di un fluido in autoveicoli |
DE102005011053A1 (de) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Preh Gmbh | Sonnensensor in MID-Technik |
US7614302B2 (en) * | 2005-08-01 | 2009-11-10 | Baker Hughes Incorporated | Acoustic fluid analysis method |
JP4623668B2 (ja) * | 2005-12-07 | 2011-02-02 | 日本特殊陶業株式会社 | 液体状態検知素子及び液体状態検知センサ |
US7891177B2 (en) * | 2007-10-31 | 2011-02-22 | Caterpillar Inc. | Particulate trap temperature sensor swap detection |
DE102008042673A1 (de) * | 2008-10-08 | 2010-06-17 | Robert Bosch Gmbh | Sensorvorrichtung zum Erfassen elektrischer Eigenschaften einer Flüssigkeit |
DE102008052160A1 (de) * | 2008-10-20 | 2010-04-22 | Deutsch Französisches Forschungsinstitut Saint Louis | Sensoreinheit zur Umgebungsbeobachtung mit neuronalem Prozessor |
DE102017200271A1 (de) | 2017-01-10 | 2018-07-12 | Zf Friedrichshafen Ag | Getriebe für ein Mobilfahrzeug |
GB201805559D0 (en) | 2018-04-04 | 2018-05-16 | Salunda Ltd | Sensor probe for analysis of a fluid |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE20211518U1 (de) * | 2002-07-13 | 2002-09-12 | FESTO AG & Co., 73734 Esslingen | Als Hall-Sensor ausgebildeter Positionssensor |
EP1255107A2 (de) * | 2001-05-04 | 2002-11-06 | Delphi Technologies, Inc. | Ölpegel- und Ölzustandssensor |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2421335A1 (fr) * | 1978-03-29 | 1979-10-26 | Bregeon Cochard Sarl Expl Ets | Nouveau boitier pour lampe electrique de poche |
US6718819B2 (en) * | 2001-09-10 | 2004-04-13 | Honeywell International Inc. | Oil quality sensor system, method and apparatus |
DE10148059A1 (de) * | 2001-09-28 | 2003-04-17 | Daimler Chrysler Ag | Nockenwellenverstellvorrichtung für eine Brennkraftmaschine |
-
2003
- 2003-03-17 DE DE10311521A patent/DE10311521B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-03-17 US US10/802,653 patent/US20040231402A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1255107A2 (de) * | 2001-05-04 | 2002-11-06 | Delphi Technologies, Inc. | Ölpegel- und Ölzustandssensor |
DE20211518U1 (de) * | 2002-07-13 | 2002-09-12 | FESTO AG & Co., 73734 Esslingen | Als Hall-Sensor ausgebildeter Positionssensor |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Eisenbarth, M., Feldmann, K.: Pressfit technology for 3-D molded interconnect devices (MID)-A leadfree alternative to solder joints-challenges and solutions concepts. Electronics Manufacturing Technology Symposium, 2002. IEMT 2002, 27th Annual IEEE/SEMI International, Juli 2002, S. 238-244 * |
Eisenbarth, M., Feldmann, K.: Pressfit technology for 3-D molded interconnect devices (MID)-A leadfree alternative to solder joints-challenges and solutions concepts. Electronics Manufacturing Technology Symposium, 2002. IEMT 2002, 27th Annual IEEE/SEMI International, Juli 2002, S. 238-244 W. Eberhardt, T. et al.: Innovative concept for the fabrication of micromechanical sensor and actuator devices using selectively metallized polymers. Sensor and Actuators A (2002), S. 473-477 |
W. Eberhardt, T. et al.: Innovative concept for the fabrication of micromechanical sensor and actuator devices using selectively metallized polymers. Sensor and Actuators A (2002), S. 473-477 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20040231402A1 (en) | 2004-11-25 |
DE10311521A1 (de) | 2004-10-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102006035000B4 (de) | Sensorvorrichtung und Verfahren zu deren Fertigung | |
DE10296983B4 (de) | Zusammengesetzter Sensor für das Detektieren einer Winkelgeschwindigkeit und einer Beschleunigung | |
EP3559621A1 (de) | Sensoreinheit für ein tragbares computersystem und integration der sensoreinheit | |
DE10302285B4 (de) | Verfahren zur Bestimmung der Innenraumtemperatur eines Kfz-Fahrgastraumes, Anordnung zur Durchführung des Verfahrens sowie Temperatursensor | |
EP1239266B1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für Sensorelemente, sowie Sensor, und dessen Verwendung | |
DE69724772T2 (de) | Flüssigkeitssensor | |
DE10311521B4 (de) | Sensorelement, insbesondere Ölstandssensorelement, sowie Fluidsensor damit | |
EP1470394B1 (de) | Vorrichtung zur messung von füllständen | |
DE4242789A1 (de) | ||
DE602004010446T2 (de) | Vorrichtung zur Detektion physikalischer Variablen von Schmieröl eines Verbrennungsmotors | |
DE102007005670A1 (de) | Magnetisch induktives Durchflussmessgerät und Verfahren zur Herstellung eines solchen Durchflussmessgerätes | |
DE102010030769B4 (de) | Temperaturfühler zur Messung einer Fahrzeuginnentemperatur | |
EP0997712B1 (de) | Kapazitive Sensoranordnung zur Verwendung in einem flüssigen Medium sowie Herstellungsverfahren und Verwendung | |
DE102014118547A1 (de) | Sondeneinheit | |
DE102004016957B4 (de) | Messvorrichtung zum Messen des Zustands von Ölen oder Fetten | |
EP1785708B1 (de) | Drucksensor-Bauelement | |
WO2020187370A1 (de) | Sensoranordnung mit einem temperatursensorelement und verfahren zu deren herstellung | |
DE102007004825A1 (de) | Kompaktes magnetisch induktives Durchflussmessgerät mit einer Anzeigeeinrichtung | |
DE102007008072A1 (de) | Modulares Messgerät | |
DE202005017626U1 (de) | Drucksensor-Bauteil | |
DE19902450B4 (de) | Miniaturisiertes elektronisches System und zu dessen Herstellung geeignetes Verfahren | |
EP2989453B1 (de) | Sensorbauelement und verfahren zu dessen herstellung | |
DE102022102893B4 (de) | Sensoreinrichtung zur Erfassung wenigstens einer physikalischen Größe | |
WO2004109269A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines bauteils, insbesondere eines ölzustandssensors, sowie nach einem solchen verfahren hergestelltes bauteil | |
DE102008019178B4 (de) | Sensoranordnung mit einem kapazitiven Regensensor und einem Lichtsensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20110211 |
|
R084 | Declaration of willingness to licence | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |