DE202019104670U1 - Sensor - Google Patents

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DE202019104670U1 DE202019104670.8U DE202019104670U DE202019104670U1 DE 202019104670 U1 DE202019104670 U1 DE 202019104670U1 DE 202019104670 U DE202019104670 U DE 202019104670U DE 202019104670 U1 DE202019104670 U1 DE 202019104670U1
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Abstract

Ein Sensor (1), umfassend:- ein Sensorelement (2);- elektrische Leitungen (3);wobei das Sensorelement (2) mit den elektrischen Leitungen (3) verbunden ist;- ein Gehäuse (4);wobei das Gehäuse (4) eine Öffnung aufweist und das Sensorelement (2) im Gehäuse (4) so angeordnet ist, dass die elektrischen Leitungen (3) aus der Öffnung herausragen;- Epoxidharz (5);wobei das Gehäuse (4) mit dem Epoxidharz (5) gefüllt ist und das Epoxidharz (5) das Sensorelement (2) und die elektrischen Leitungen (3) im Gehäuse (4) fixiert.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor. Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Anordnung unter Verwendung des Sensors und ein Verfahren zum Zusammenbau des Sensors.
  • Heutzutage werden Sensoren in fast allen Arten von neuen Anwendungen und Geräten eingesetzt. Nur intelligenten Sensoren mitgezählt, ist die Verkaufsmenge weltweit von 6 Milliarden Sensoren im Jahr 2010 auf geschätzte 26 Milliarden im Jahr 2019 gestiegen.
  • Ein modernes Smartphone selbst hat oft mindestens einen Näherungssensor, einen Helligkeitssensor, einen Neigungssensor, einen Rotationssensor, einen Beschleunigungssensor, einen GPS-Sensor, einen Magnetsensor und ein integriertes Thermometer.
  • Bei Sensoren ist es wünschenswert, eine Ausgestaltung zu finden, die einerseits den Sensor schützt und andererseits eine zuverlässige, reproduzierbare Messung des Sensors ermöglicht.
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Sensor bereitzustellen, der robust ist, geschützt ist und zuverlässige Messungen ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird durch einen Sensor nach Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und mögliche Anordnungen finden sich in den anhängigen Ansprüchen.
  • Es ist ein Sensor vorgesehen, der ein Sensorelement und elektrische Leitungen umfasst, wobei das Sensorelement mit den elektrischen Leitungen verbunden ist. Weiterhin ist ein Gehäuse vorgesehen, wobei das Gehäuse eine Öffnung aufweist und das Sensorelement im Gehäuse so angeordnet ist, dass die elektrischen Leitungen aus der Öffnung herausragen. Das Gehäuse ist mit dem Epoxidharz gefüllt und das Epoxidharz fixiert das Sensorelement und die elektrischen Leitungen im Gehäuse.
  • Gängige Füllstoffe für Sensoren, wie z.B. Aluminiumoxid oder Siliziumoxid, benötigen ein Lösungsmittel wie Toluol, Xylol oder IPA zur Verarbeitung. In der Folge entstehen nach dem Aushärten Hohlräume, Vesikel und Blasen, die nicht zu vermeiden sind. Diese Einschlüsse führen zu einer inhomogenen Umgebung eines eingesetzten Sensorelements. Infolgedessen hängen die mit dem Sensor durchgeführten Messungen stark von der Anzahl und der räumlichen Verteilung der Inhomogenitäten im Füllstoff ab. Daher variieren bei diesen Sensoren die Ansprechzeit und der Messwert und ermöglichen keine zuverlässige Messung. Durch den Einsatz von Epoxidharz als Füll- und Befestigungsmaterial im Gehäuse des Sensors werden Hohlräume, Vesikel und andere Inhomogenitäten vermieden. Epoxidharz verwendet kein Lösungsmittel und vermeidet so Hohlräume und Blasen. Das homogene Epoxidharz bewirkt eine homogene Wärmeübertragung von der Umgebung zum Sensorelement, was zu einer schnellen thermischen Reaktion und weniger Schwankungen in der Ansprechzeit des Sensors führt. Dadurch wird die Zuverlässigkeit der Messung eines Sensors nach der vorliegenden Erfindung verbessert.
  • Das Sensorelement kann ein NTC-Sensorelement sein. Da NTC-Sensoren zur Messung der Umgebungstemperatur verwendet werden, ist es erforderlich, eine richtungsunabhängige Messung zu ermöglichen. Gerade in Sicherheitssystemen, die durch einen Temperaturanstieg ausgelöst werden, ist es notwendig, eine zuverlässige und richtungsunabhängige Messung zu ermöglichen. Alternativ kann das Sensorelement ein PTC-Sensorelement oder ein Sensorelement sein, das die Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstands von Platin nutzt.
  • Vorzugsweise kann das Gehäuse zwei Abschnitte aufweisen, einen ersten Abschnitt, der die Öffnung umfasst, und einen zweiten Abschnitt, der der Seite der Öffnung gegenüberliegt, wobei der zweite Abschnitt einen kleineren Durchmesser als der erste Abschnitt aufweisen kann und das Sensorelement im zweiten Abschnitt des Gehäuses angeordnet sein kann. Ein im zweiten Abschnitt angeordnetes Sensorelement wird im Vergleich zu einem im ersten Abschnitt angeordneten Sensorelement von weniger Material umgeben. Dies ermöglicht eine höhere Messgenauigkeit sowie eine kürzere Ansprechzeit des Sensors. Gleichzeitig bietet der erste Abschnitt des Gehäuses mit einem größeren Durchmesser Mittel für eine bessere Handhabung des Sensors und stabilisiert die mit dem Sensorelement verbundenen Leitungen. Ein weiterer Vorteil der Gehäuseform mit zwei Abschnitten besteht darin, dass der Sensor und die Richtung, in die er gerichtet ist, von einer Maschine, wie einem Bestückungsautomaten, leicht erkannt und somit leicht verarbeitet werden können.
  • Außerdem kann die äußere Form des Gehäuses nicht radialsymmetrisch sein. Darüber hinaus kann das Gehäuse eine Längsachse aufweisen und das Gehäuse kann nicht radialsymmetrisch in Bezug auf Rotationen um seine Längsachse um einen von 180° verschiedenen Drehwinkel sein. Dementsprechend kann die Richtung, in die das Sensorelement im Gehäuse zeigt, sowie die Richtung des Gehäuses in einer Vorrichtung bestimmt und relativ zur Rotationsasymmetrie festgelegt werden. Die Signalausgabe von Sensorelementen ist oft nicht nur von der Entfernung zu einem gemessenen Ereignis abhängig, sondern auch von dem Winkel, unter dem das Sensorelement diesem Ereignis zugewandt ist. So wird beispielsweise ein NTC-Sensorelement, das einer Wärmequelle direkt zugewandt ist, mehr Wärmeenergie ausgesetzt als ein NTC-Sensor, der senkrecht zur Wärmequelle ausgerichtet ist. Durch das Bestimmen der Richtung des Sensorelements im Gehäuse und der Richtung des Gehäuses in einer Vorrichtung durch seine äußere Form wird sichergestellt, dass das Sensorelement funktioniert und zuverlässige und reproduzierbare Werte misst. Darüber hinaus entspricht das Gehäuse mit einer nicht radial symmetrischen Außenform dem Poka-Yoke Prinzip. Bei der Montage eines Gerätes, in dem der Sensor verwendet wird, können Fehler durch eine geeignete Verbindung zum Gehäuse vermieden werden.
  • Zusätzlich kann die Kontur des Gehäuses mindestens zwei abgeflachte Segmente aufweisen, die einander gegenüberliegen. Der Sensor kann sicher am abgeflachten Segment aufgenommen werden, da das abgeflachte Segment Mittel für einen stabilen Griff bietet. Somit kann der Sensor auch problemlos von einem Bestückungsautomaten in ein Gerät eingebaut und installiert werden.
  • Eine Wanddicke des Gehäuses kann kleiner als 2 mm sein. Einerseits sollte die Wandstärke des Gehäuses dick genug sein, um das Sensorelement im Inneren des Gehäuses zu schützen. Andererseits sollte das Gehäuse die Umgebung nicht vom Sensorelement isolieren, um die Empfindlichkeit des Sensors nicht zu beeinträchtigen. Als vorteilhaft hat sich eine Wandstärke von weniger als 2 mm erwiesen. Besonders vorteilhaft ist eine Wandstärke von weniger als 1 mm und mehr als 0,5 mm.
  • Das Gehäuse kann aus Metall gefertigt werden. Das Gehäuse weist auch bei geringer Wandstärke eine gute Stabilität auf, wenn es aus Metall gefertigt ist. Darüber hinaus ist es resistent gegen schädliche äußere Umwelteinflüsse. Bei Verwendung eines NTC-Sensorelements oder eines anderen temperaturmessenden Sensorelements ist ein metallisches Gehäusematerial besonders geeignet, da es eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Dadurch kann ein Temperatursensor empfindlicher gemacht werden.
  • Umgekehrt kann es vorteilhaft sein, das Gehäuse aus einem Metalloxid herzustellen. Metalloxide haben auch die vorteilhaften Eigenschaften einer hohen Stabilität und einer relativ hohen Wärmeleitfähigkeit. Darüber hinaus sind sie auch gute elektrische Isolatoren, so dass ein Sensor mit einem solchen Gehäuse auch für Hochspannungsanwendungen geeignet ist. Allerdings können einige kV-Spannungen zu Kurzschlüssen führen, insbesondere zwischen den vorstehenden Leitungen und dem Gehäuse, wenn das Gehäuse aus einem elektrischen Leiter besteht. Da als Gehäusematerial ein Metalloxid verwendet wird, kann der Sensor mit einer Spannung von bis zu 10 kV betrieben werden.
  • Das im Gehäuse eingefüllte Epoxidharz kann ein Zweikomponenten-Epoxidharz sein. Das zweikomponentige Epoxidharz besteht aus einem Epoxidharz und einem polyfunktionellen Härtungsmittel oder einem Härter wie Säuren, Säureanhydride, Phenole, Alkohole, Amine und Thiole. Die Variation des Verhältnisses von Epoxidharz zu Härter kann die Härte, Elastizität, Feuchtigkeitsbeständigkeit, Säurebeständigkeit und andere Eigenschaften beeinflussen. Durch die Verwendung eines zweikomponentigen Epoxidharzes kann der Sensor an das verwendete Sensorelement und die Vorrichtung, für die der Sensor bestimmt ist, angepasst werden.
  • Außerdem kann ein Material, das das Sensorelement umschließt, das gleiche Material sein, das die Innenseite des Gehäuses berührt und das Sensorelement mit dem Gehäuse fixiert. Durch die Verwendung des gleichen Materials im Inneren des Gehäuses entfällt eine Grenzfläche, die bei Verwendung von zwei verschiedenen Materialien auftreten würde und die behindern würde.
  • Der Sensor kann für die Montage an einem Bestückungsautomaten geeignet sein. Auf diese Weise kann die Verarbeitungszeit für den Einbau des Sensors in ein Gerät durch die Automatisierung reduziert werden. Da der Sensor nach der vorliegenden Erfindung zuverlässiger ist als herkömmliche Sensoren, können eine Vielzahl von verbesserten Anwendungen und Gadgets hergestellt werden.
  • Eine Anordnung, umfassend einen Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche und eine Leiterplatte (PCB), wobei der Sensor auf der Leiterplatte angeordnet und elektrisch mit der Leiterplatte verbunden werden kann, kann vorteilhaft sein. Leiterplatten sind mit einer hohen Anzahl von wärmeerzeugenden Komponenten ausgestattet, wie Widerständen, Spulen oder Chips wie Prozessoren. Die Möglichkeit, die Eigenschaften dieser Komponenten, wie die Temperatur, zu überwachen, verbessert die Sicherheit, da das Gerät, das die Leiterplatte verwendet, nach einem Temperaturanstieg abgeschaltet werden kann. Der Sensor nach der vorliegenden Erfindung ist besonders geeignet, da er zuverlässiger misst.
  • Ebenso kann ein intelligenter Leistungsmesser, der einen Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung oder eine Anordnung mit einem Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst, opportun sein. Bei intelligenten Stromzählern, insbesondere für Gebäude, treten hohe Ströme und Spannungen auf, da der Strom aus dem Stromnetz auf die verschiedenen Haushalte verteilt wird. Aus diesem Grund kann jeder Unfall, wie Drahtbruch oder Korrosion, zu einem katastrophalen Ausfall wie einem Brand führen. So kann ein Sensor, der Störungen wie die Wärmeentwicklung zuverlässig messen kann, zur Warnung oder Abschaltung des Stroms eingesetzt werden.
  • Ein Vorteil des beschriebenen Sensors ist, dass seine Montage mit einem sicheren Verfahren erfolgen kann.
  • Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
    1. a) Anschluss eines Sensorelements an elektrische Leitungen durch z.B. Löten,
    2. b) Eintauchen des Sensorelements in Epoxidharz,
    3. c) Aushärten des Epoxidharzes auf dem Sensorelement,
    4. d) Anordnung des Sensors in einem Gehäuse, das eine Öffnung aufweist, so dass die elektrischen Leitungen aus der Öffnung herausragen,
    5. e) Füllen Sie das Gehäuse mit Epoxidharz,
    6. f) Aushärten des Epoxidharzes im Gehäuse.
  • Der Prozess minimiert die Verlustraten im Montageprozess. Durch Eintauchen des Sensorelements in Epoxidharz und anschließendes Aushärten in Schritt b) und c) wird die Verbindungsstärke zwischen dem Sensorelement und den Leitungen verbessert. Die Aushärtung kann z.B. bei 80 °C für 3 h erfolgen. Daher hat die Verbindung zwischen Sensorelement und den Leitungen ein wesentlich geringeres Bruchrisiko, wenn das Sensorelement im Gehäuse in Schritt d) angeordnet wird. Außerdem wird die Empfindlichkeit des Sensors verbessert, da das gleiche Material, Epoxidharz, verwendet wird, um das Sensorelement mit den elektrischen Leitungen zu verkapseln und das Gehäuse zu füllen. Bei Verwendung desselben Materials entfällt eine Grenzfläche, die bei Verwendung von zwei verschiedenen Materialien auftreten würde und die behindern würde. Dadurch ist das Sensorelement empfindlicher und hat eine kürzere Reaktionszeit auf z.B. auftretende Temperaturunterschiede.
  • Im Folgenden werden die Erfindung und ein Herstellungsverfahren anhand von Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren beschrieben. Gleiche Teile oder Teile mit gleicher Wirkung werden mit den gleichen Referenznummern bezeichnet.
  • Die Figuren dienen lediglich der Veranschaulichung der Erfindung und sind daher nur schematisch und nicht maßstabsgetreu dargestellt. Einige Teile können in den Abmessungen übertrieben oder verzogen sein. Daher können den Figuren weder absolute noch relative Abmessungen entnommen werden. Identische oder identisch wirkende Teile sind mit den gleichen Referenznummern versehen.
    • 1 zeigt einen vereinfachten Querschnitt eines Sensors nach der vorliegenden Erfindung;
    • 2 zeigt einen Querschnitt durch ein Gehäuse für einen Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung;
    • 3 zeigt eine Draufsicht eines Gehäuses für einen Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung;
    • 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses für einen Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • In 1 ist ein vereinfachter Querschnitt eines Sensors 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Ein Sensor 1 umfasst ein Sensorelement 2 und elektrische Leitungen 3. Das Sensorelement 2 ist mit den elektrischen Leitungen 3 durch z.B. Löten verbunden. Innerhalb eines Gehäuses 4, das eine Öffnung aufweist, ist das Sensorelement 2 so angeordnet, dass die elektrischen Leitungen 3 aus der Öffnung des Gehäuses 4 herausragen. Somit kann der Sensor 1 einfach installiert und in einem Gerät angeschlossen werden. Das Gehäuse 4 ist mit einem Epoxidharz 5 gefüllt und das Epoxidharz 5 fixiert das Sensorelement 2 und die elektrischen Leitungen 3 im Gehäuse 4.
  • Insbesondere wird das mit den elektrischen Leitungen 3 verbundene Sensorelement 2 zunächst in Epoxidharz getaucht und ausgehärtet, wodurch eine Epoxidharz-Verkapselung 5a entsteht. Anschließend wird das vergossene Sensorelement 2 im Gehäuse 4 angeordnet und das Gehäuse 4 mit einer Epoxidharzfüllung 5b gefüllt. Zusammen bilden die Epoxidharz-Verkapselung 5a und die Epoxidharzfüllung 5b das Epoxidharz 5 im Inneren des Gehäuses 4. Auf diese Weise ist das Material, das das Sensorelement 2 umschließt, das gleiche Material, das die Innenseite des Gehäuses 4 berührt und das Sensorelement 2 im Gehäuse 4 fixiert. Durch die Verwendung des gleichen Materials im Inneren des Gehäuses entfällt eine Grenzfläche, die bei Verwendung von zwei verschiedenen Materialien auftreten würde und die behindern würde.
  • In der Regel werden Materialien, wie Metalloxide, für Sensoren verwendet. Insbesondere für Temperatursensoren, da sie eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit bieten. Diese Materialien erfordern ein Lösungsmittel wie Toluol, Xylol oder IPA zur Verarbeitung. Daher entstehen beim Aushärten Hohlräume, Vesikel und Blasen, die nicht zu vermeiden sind. Diese Einschlüsse verursachen eine inhomogene Umgebung des Sensorelements 2. Messungen mit einem Sensor 1, der Inhomogenitäten um das Sensorelement 2 aufweist, schwanken stark abhängig von der Anzahl und der räumlichen Verteilung der Inhomogenitäten im Füllmaterial. Infolgedessen variieren bei herkömmlichen Sensoren die Ansprechzeit und der Messwert und erlauben keine sehr zuverlässigen Messungen. Bei Sensoren 1, die Epoxidharz 5 als Füll- und Befestigungsmaterial im Gehäuse 4 des Sensors 1 verwenden, werden Hohlräume, Vesikel und andere Inhomogenitäten vermieden. Dadurch wird die Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit der Messung eines Sensors 1 nach der vorliegenden Erfindung verbessert. Im Übrigen ist Epoxidharz 5, und damit auch der Sensor 1 weniger feuchtigkeitsempfindlich und kann in feuchter Umgebung zuverlässiger arbeiten.
  • Das Sensorelement 2 in 1 ist ein NTC-Sensorelement 2. NTC-Sensorelemente 2 messen die Temperatur der Umgebung. Daher sind richtungsunabhängige Messungen für NTC-Sensoren wünschenswert. Insbesondere Sicherheitssysteme, die durch einen Temperaturanstieg ausgelöst werden, benötigen zuverlässige und richtungsunabhängige Messungen, um im Notfall ein reproduzierbares Verhalten zu gewährleisten.
  • Das Epoxidharz 5, mit dem das Gehäuse 4 gefüllt ist, ist ein zweikomponentiges Epoxidharz 5. Das Epoxidharz 5 besteht aus einer Epoxidharzkomponente und einem Härter. Als Härter können Säuren, Säureanhydride, Phenole, Alkohole, Amine und Thiole verwendet werden. Durch Einstellen des Verhältnisses von Epoxidharzkomponente zum Härter werden Härte, Elastizität, Feuchtigkeitsbeständigkeit, Säurebeständigkeit und weitere Eigenschaften des Epoxidharzes 5 modifiziert. Daher kann der Sensor 1 gemäß der vorliegenden Erfindung für das verwendete Sensorelement 2 und die Anwendung, für die der Sensor 1 bestimmt ist, durch Optimierung des Verhältnisses des zweikomponentigen Epoxidharzes 5 angepasst werden.
  • In 2 ist ein Querschnitt des Gehäuses 4 für einen Sensor 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Gehäuse 4 weist zwei Abschnitte auf, einen ersten Abschnitt 6, der die Öffnung auf der Oberseite umfasst, und einen zweiten Abschnitt 7, der der Seite der Öffnung gegenüberliegt, wobei der zweite Abschnitt 7 einen kleineren Durchmesser als der erste Abschnitt 6 aufweist. Das Sensorelement 2 ist im zweiten Abschnitt 7 des Gehäuses 4 angeordnet, der einen kleineren Durchmesser aufweist. Da das Sensorelement 2 im Vergleich zum zweiten Abschnitt 7 weniger Material umgibt, wird eine höhere Messgenauigkeit und schnellere Reaktionszeit für den Sensor 1 bereitgestellt. Der erste Abschnitt 6 des Gehäuses 4, der einen größeren Durchmesser aufweist, stabilisiert die mit dem Sensorelement 2 verbundenen elektrischen Leitungen 3. Zusätzlich ist die Wanddicke des zweiten Abschnitts 7 des Gehäuses 4 kleiner als die Wanddicke des ersten Gehäuses 4, um die Wärmeleitfähigkeit von der Umgebung zum Sensorelement 2 zu verbessern und die Ansprechzeit des Sensors 1 zu verbessern.
  • Die Wanddicke des Gehäuses 4, dargestellt in , beträgt 0,7 mm. Die Wanddicke des Gehäuses 4 sollte kräftig genug sein, um den Druck auf den Sensor 1 während der Installation oder Montage zum Schutz des Sensorelements 2 auszuhalten. Darüber hinaus ist das Gehäuse 4 erforderlich, um die Umgebung thermisch mit dem Sensorelement 2 zu verbinden und eine hohe Empfindlichkeit zu gewährleisten. Wanddicken von weniger als 2 mm haben sich insbesondere bei Temperatursensoren als vorteilhaft erwiesen. Eine Wanddicke von weniger als 1 mm und mehr als 0,5 mm, wie 0,7 mm in 2, ist besonders vorteilhaft.
  • In 3 ist eine Draufsicht auf das Gehäuse 4 für einen Sensor 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Es zeigt den ersten Abschnitt 6 des Gehäuses 4, der in der Mitte eine runde Öffnung bildet. Die äußere Form und Kontur des ersten Abschnitts 6 ist nicht radialsymmetrisch. Die Kontur des Gehäuses 4 weist zwei abgeflachte Segmente 8 auf, die sich gegenüberliegen. Auf diese Weise kann der Sensor 1 sicher am abgeflachten Segment 8 aufgenommen werden, da das abgeflachte Segment 8 Mittel für einen stabilen Griff bietet. Somit kann der Sensor 1 auch problemlos von einem Bestückungsautomaten in ein Gerät eingebaut und installiert werden.
  • Durch den Einsatz eines nicht radial symmetrischen Gehäuses 4 wird die Richtung, in die das Sensorelement 2 im Gehäuse 4 weist, sowie die Richtung des Gehäuses 4 in einer Vorrichtung bestimmt und festgelegt. Dadurch sind die Position und die Richtung des Sensors 1 in einem Gerät exakt gleich. Sensorelemente 2 sind oft sehr abhängig vom Winkel, unter dem sie einem Ereignis gegenüberstehen, das sie messen sollen. Als Beispiel wird ein planares Temperatursensorelement 2, das einer Wärmequelle mit ihrer großen Oberfläche zugewandt ist, mehr Wärmeenergie absorbieren als ein NTC-Sensor, der senkrecht zur Wärmequelle ausgerichtet ist. Durch das Bestimmen der Richtung des Sensorelements 2 im Gehäuse 4 und der Richtung des Gehäuses 4 in einer Vorrichtung durch seine Außenform und Kontur wird sichergestellt, dass das Sensorelement 2 und damit der Sensor 1 selbst funktioniert und zuverlässige und reproduzierbare Werte misst.
  • zeigt eine perspektivische Ansicht des Gehäuses 4 für einen Sensor 1, wie in den und dargestellt. Wie in den und beschrieben, weist das Gehäuse 4 zwei Abschnitte auf, ist nicht radialsymmetrisch und weist am ersten Abschnitt 6 zwei abgeflachte Segmente 8 auf. Es besteht aus Aluminiumoxid, einem Metalloxid, mit 96% Aluminiumoxid und 4% Sauerstoff. Metalloxide bieten eine hohe Stabilität und eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit. Darüber hinaus sind Metalloxide elektrische Isolatoren. Damit ist der Sensor 1 mit einem Gehäuse 4 aus Metalloxid für Hochspannungsanwendungen geeignet. Da eine an die Elektrik angelegte Hochspannung leicht Kurzschlüsse verursachen kann, insbesondere zwischen den vorstehenden elektrischen Leitungen 3 und dem Gehäuse 4, kann ein Gehäuse 4 aus einem elektrischen Isolator vorteilhaft sein. Der Sensor 1 mit dem in 4 dargestellten Gehäuse 4, das aus einem Metalloxid besteht, kann mit einer Spannung von bis zu 10 kV betrieben werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann das Gehäuse 4 je nach Anwendung aus Metall gefertigt werden. Metall ist robust und bietet eine hohe Wärmeleitfähigkeit. Darüber hinaus ist es resistent gegen schädliche äußere Umwelteinflüsse. Insbesondere bei thermischen Sensoren kann ein metallisches Gehäusematerial geeignet sein, da ein solcher Sensor 1 empfindlicher ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Sensor
    2
    Sensorelement
    3
    elektrische Leitungen
    4
    Gehäuse
    5
    Epoxidharz
    5a
    Epoxidharz-Verkapselung
    5b
    Epoxidharzfüllung
    6
    erster Abschnitt
    7
    zweiter Abschnitt
    8
    abgeflachtes Segment

Claims (13)

  1. Ein Sensor (1), umfassend: - ein Sensorelement (2); - elektrische Leitungen (3); wobei das Sensorelement (2) mit den elektrischen Leitungen (3) verbunden ist; - ein Gehäuse (4); wobei das Gehäuse (4) eine Öffnung aufweist und das Sensorelement (2) im Gehäuse (4) so angeordnet ist, dass die elektrischen Leitungen (3) aus der Öffnung herausragen; - Epoxidharz (5); wobei das Gehäuse (4) mit dem Epoxidharz (5) gefüllt ist und das Epoxidharz (5) das Sensorelement (2) und die elektrischen Leitungen (3) im Gehäuse (4) fixiert.
  2. Ein Sensor (1) nach dem vorherigen Anspruch, wobei das Sensorelement (2) ein NTC-Sensorelement (2) ist.
  3. Ein Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (4) zwei Abschnitte aufweist, einen ersten Abschnitt (6), der die Öffnung umfasst, und einen zweiten Abschnitt (7), der der Seite der Öffnung gegenüberliegt, und wobei der zweite Abschnitt (7) einen kleineren Durchmesser als der erste Abschnitt (6) aufweist und das Sensorelement (2) im zweiten Abschnitt (7) des Gehäuses (4) angeordnet ist.
  4. Ein Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die äußere Form des Gehäuses (4) nicht radialsymmetrisch ist.
  5. Ein Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kontur des Gehäuses (4) mindestens zwei abgeflachte Segmente (8) aufweist, die einander gegenüberliegen.
  6. Ein Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Wanddicke des Gehäuses (4) kleiner als 2 mm ist.
  7. Ein Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (4) aus Metall gefertigt ist.
  8. Ein Sensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Gehäuse (4) aus einem Metalloxid besteht.
  9. Ein Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Epoxidharz (5) ein Zweikomponenten-Epoxidharz (5) ist.
  10. Ein Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Material, das das Sensorelement (2) einkapselt, das gleiche Material ist, das die Innenseite des Gehäuses (4) berührt und das Sensorelement (2) mit dem Gehäuse (4) fixiert.
  11. Ein Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (1) geeignet ist, von einem Bestückungsautomaten montiert zu werden.
  12. Eine Anordnung, umfassend: - einen Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - eine Leiterplatte (PCB), wobei der Sensor auf der Leiterplatte angeordnet und elektrisch mit der Leiterplatte verbunden ist.
  13. Ein intelligenter Leistungsmesser, umfassend einen Sensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder eine Anordnung nach Anspruch 12.
DE202019104670.8U 2019-08-26 2019-08-26 Sensor Active DE202019104670U1 (de)

Priority Applications (8)

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