AT527441B1 - Temperatursensor zur messung bei schnell wechselnden temperaturverläufen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Temperatursensor zur Messung bei schnell wechselnden Temperaturverläufen, insbesondere zur Messung in einem Brennraum (10) einer Brennkraftmaschine, wobei der Temperatursensor zumindest ein Trägersubstrat (3) mit einer Messoberfläche (3a) aufweist und wobei an der Messoberfläche (3a) zumindest ein Sensorelement (1) angeordnet ist, das als Dünnschicht- Sensorelement ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Sensorelement (1) und der Messoberfläche (3a) des Trägersubstrats (3) eine Isolierschicht (2) angeordnet ist, welche einen niedrigeren Wärmeleitkoeffizient aufweist als das Trägersubstrat (3).

Description

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Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Temperatursensor zur Messung bei schnell wechselnden Temperaturverläufen, insbesondere zur Messung in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine, wobei der Temperatursensor zumindest ein Trägersubstrat mit einer Messoberfläche aufweist und wobei an der Messoberfläche zumindest ein Sensorelement angeordnet ist, das als Dünnschicht-Sensorelement ausgeführt ist, wobei zwischen dem Sensorelement und der Messoberfläche des Trägersubstrats eine Isolierschicht angeordnet ist, welche einen niedrigeren Wärmeleitkoeffizient aufweist als das Trägersubstrat.

[0002] In Brennkraftmaschinen und technischen Verbrennungsprozessen treten häufig Temperaturschwankungen mit geringen Zeitkonstanten auf. Diese Temperaturschwankungen können Frequenzen von bis zu 500 Hz aufweisen. Um den Verbrennungsablauf und damit die freiwerdende Energie sowie die entstehenden Endprodukte zu regeln, beispielsweise in Form des Zündzeitpunktes eines Verbrennungsmotors, ist eine Messung des zeitlichen Verlaufes der Zustandsgrößen notwendig. Dabei steht oft nicht die Messung des exakten Temperaturwertes im Vordergrund, sondern mehr der exakte zeitliche Verlauf, der unverzögert erfasst werden muss. Herkömmliche Temperatursensoren, die robust genug sind, um den hohen Verbrennungstemperaturen standzuhalten, sind aufgrund ihrer Eigenmasse zu träge und mitteln über hochdynamische Vorgänge hinweg.

[0003] Es sind Dünnschicht-Sensorelemente, aufgebracht auf thermisch gut leitfähiges Trägersubstrat bekannt. Dabei leitet das Trägersubstrat die Wärme des Sensorelements ab und kühlt es somit. Dies erhöht die Lebensdauer des Sensorelements, verlangsamt aber dessen Ansprechzeit.

[0004] In Saito, H. et al. doi: 10.1109/1ICBIR.2018.8391202 wird ein Sensor wie oben beschrieben offenbart. Dabei kann das Sensorelement chemisch und mechanisch von äußeren Einflüssen und Substanzen beschädigt werden oder die Messung durch solche Einflüsse gestört oder verschlechtert werden.

[0005] In der DE 10 2019 202 202 A1 wird vorgeschlagen, eine Schutzschicht aus Gold bzw. Chrom vorzusehen, um das Sensorelement zu schützen. Diese Schutzschicht ist aber ein unzureichender Schutz gegenüber der Beeinflussung der Messung, da unter Umständen durch elektrische Kontaktierung gestört werden kann, etwa wenn elektrisch leitende oder elektrisch aufgeladene Materialien auf der Schutzschicht auftreffen.

[0006] Aufgabe der Erfindung ist, eine verbesserte, schnelle Messung der Temperatur bei langer Lebensdauer zu ermöglichen.

[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass auf dem Sensorelement eine elektrisch isolierende und inerte Schutzschicht vorgesehen ist.

[0008] Das Sensorelement ist ein Element, das in Abhängigkeit seiner Temperatur ein Messsignal verändert und somit eine Temperaturmessung ermöglicht. Diese Veränderung des Messsignals kann beispielsweise durch Änderung seines elektrischen Widerstandes, Änderung der Farbe oder durch Erzeugung oder Veränderung eines elektrischen Signals, beispielsweise durch den Seebeck-Effekt, erreicht werden. Die Signaländerung kann also vom Sensorelement aktiv, beispielsweise im Zuge des Aufbaus einer Thermospannung, als auch passiv, beispielsweise Im Zuge der Widerstandsänderung und damit Beeinflussung eines dem Sensorelement zugeführten Stroms, erfolgen.

[0009] Das Sensorelement ist als Dünnschicht-Sensorelement ausgeführt. Vorzugsweise ist das Dünnschicht-Sensorelement mittels Dünnschichttechnologie, direkt oder indirekt, auf die Messoberfläche aufgebracht. Die Herstellung des Sensorelements kann durch ein Beschichtungsverfahren und eine entsprechende Maskierung und/oder lithografische Bearbeitung erfolgen. Mögliche Beschichtungsverfahren sind untenstehend angeführt. Durch dieses Herstellverfahren ist es möglich, dass das Sensorelement eine sehr geringe Dicke aufweist und daher aufgrund der geringen Masse schnell auf Temperaturänderungen reagieren kann. Vorzugsweise weist das Sen-

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sorelement eine Dicke von maximal 1 um auf, besonders vorzugsweise maximal 0.1 um und ganz besonders vorzugsweise maximal 0.05 um.

[0010] Mögliche Beschichtungsverfahren, die einzeln oder in Kombination zu Anwendung kommen können: » PVD, physikalische Dampfphasenabscheidung: Bedampfen, Sputtern und/oder lonenplattieren * Reaktive Dampfphasenabscheidung (z.B. für keramische Schichten wie Al2Os) * CVD (chemische Dampfphasenabscheidung): beispielsweise thermisch, plasma-aktiviert, photonen-aktiviert, und/oder laser-induziert * Elektrochemische Abscheidung: zum Beispiel kathodische Abscheidung * Chemische Abscheidung * Thermische Spritzverfahren * Schmelztauchen

[0011] Die Isolierschicht dient zur thermischen Isolierung des Sensorelements gegenüber dem Trägersubstrat.

[0012] Die Messoberfläche ist dabei jene Oberfläche, die in Richtung des zu messenden Raums gerichtet ist, in dem sich das Fluid (Flüssigkeit oder Gas) oder der Feststoff befindet, dessen zeitliche Temperaturänderung gemessen werden soll.

[0013] Auf dem Sensorelement, vorzugsweise zumindest auf der Messoberfläche, ist zumindest eine Schutzschicht angeordnet. Die Messoberfläche wird durch die Schutzschicht, in Form einer elektrisch isolierenden und inerten Beschichtung, vor äußeren Umgebungseinflüssen, wie korrosiven Medien, Eindiffundieren von Medien bzw. deren Bestandteilen, mechanischen Einflüssen (Abrasion) und Kurzschluss durch elektrische leitende Fluide geschützt. Vorzugsweise besteht die Schutzschicht zumindest teilweise aus einem Metalloxid, vorzugsweise aus Siliziumdioxid, Zirkonoxid und/oder aus Silizium- bzw. Aluminiumnitrid.

[0014] Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist eine geringe Ansprechzeit bei kurzfristigem Wärmeeintrag, wodurch das Sensorelement schneller auf kurzfristige Temperaturänderungen des zu messenden Objektes (Fluid, Festkörper) reagieren kann. Die Temperatur des Sensorelements reagiert somit schnell auf Temperaturänderungen im zu messenden Raum und die Isolierschicht verhindert eine Verlangsamung durch das größere und thermisch langsamer reagierende Trägersubstrat. Gleichzeitig kann die höhere Wärmeleitfähigkeit des Trägersubstrats bei längerfristigem Wärmeeintrag die Wärme vom Sensorelement abtransportieren. Die gute Wärmeableitung durch das Trägersubstrat führt auf lange Sicht also zu einer Kühlung des Messelementes. Dadurch kann die Haltbarkeit des Messelementes erhöht werden, da dauerhaft erhöhte Temperaturen meist zu einer Schädigung des Messelementes führen. Weiters fällt die Temperatur des Messelementes und damit das Ausgangssignal bei fehlendem Wärmeeintrag wieder schneller ab. So kann das dynamische Verhalten des Temperatursensors gegenüber dem direkten Aufbringen des Messelementes auf das Substrat deutlich verbessert werden.

[0015] Vorzugsweise ist die Isolierschicht als Dünnschicht ausgeführt. Vorzugsweise weist die Isolierschicht eine Dicke von unter 20 um und vorzugsweise etwa 10 um auf.

[0016] Zur Erhöhung der Schichtfestigkeit kann auch vorgesehen sein, dass die Isolierschicht als Sandwich-Schicht ausgeführt ist. Das bedeutet, dass die Isolierschicht nicht als eine homogene Schicht aus einem einzigen Material, sondern als Abfolge mehrerer Lagen unterschiedlicher Materialien aufgebaut ist.

[0017] Damit der Sensor möglichst schnell reagieren kann, kann vorgesehen sein, dass der Wärmeleitkoeffizient des Trägersubstrats mindestens doppelt so groß, vorzugsweise mindestens vier Mal so groß, besonders vorzugsweise mindestens zehn Mal so groß, ganz besonders vorzugsweise mindestens zwanzig Mal so groß ist wie der Wärmeleitkoeffizient der Isolierschicht. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Wärmeleitkoeffizient des Trägersubstrats mindestens dreiBig Mal so groß, vorzugsweise mindestens vierzig Mal so groß, ist wie der Wärmeleitkoeffizient der Isolierschicht.

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[0018] Damit möglichst viel Wärme vom Sensorelement langfristig abgeführt werden kann, kann vorgesehen sein, dass das Trägersubstrat einen Wärmeleitkoeffizient von zumindest 20 W/mK, vorzugsweise zumindest 30 W/mK und besonders vorzugsweise zumindest 40 W/mK aufweist.

[0019] Damit das Sensorelement auf kurzfristige Temperaturänderungen möglichst schnell reagieren kann, ist vorteilhaft, wenn die Isolierschicht einen Wärmeleitkoeffizient von maximal 4 VW/mK, vorzugsweise maximal 3 WmK, besonders vorzugsweise maximal 2 W/mK aufweist.

[0020] Es hat sich herausgestellt, dass es besonders vorteilhaft ist, wenn das Trägersubstrat zumindest teilweise aus Korund, vorzugsweise aus Saphir, und/oder aus einem Metall, insbesondere Kupfer-, Silber- oder Aluminiumlegierungen besteht. Diese Materialien weisen eine hohe Widerstandsfähigkeit auf, haben aber auch einen hohen Wärmeleitkoeffizient. Weitere mögliche Materialien für das Trägersubstrat sind: Siliziumkarbid, Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, korrosionsbeständiger Chrom-Nickel-Stahl.

[0021] Es kann vorgesehen sein, dass die Isolierschicht zumindest teilweise aus einem Metalloxid, vorzugsweise aus Siliziumdioxid, und/oder aus einer, vorzugsweise porösen, Keramik besteht. Diese Materialien sind ebenso widerstandsfähig, weisen jedoch einen geringen Wärmeleitkoeffizienten auf. Weitere mögliche Materialien für die Isolierschicht sind: Zirkonoxid, Silikatkeramiken.

[0022] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Temperatursensor ein in eine Messöffnung einsetzbares Gehäuse aufweist und vorzugsweise die Messoberfläche frontseitig am Gehäuse angeordnet ist. Es kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse zumindest ein Dichtelement zum Abdichten mit der Messöffnung aufweist. Vorzugsweise ist das Dichtelement im Bereich der Messoberfläche angeordnet. Es kann zusätzlich oder stattdessen vorgesehen sein, dass das Dichtelement, vorzugsweise an einer Schulter, an einem hinteren Bereich des Temperatursensors angeordnet ist. Vorzugsweise ist zumindest ein Dichtelement als Metalldichtring ausgeführt.

[0023] Eine einfache und schnelle Messung kann erreicht werden, wenn das Sensorelement zumindest ein Widerstandsthermometer und/oder ein Thermoelement aufweist. Die Kontaktierung des Sensorelements kann durch das Trägersubstrat geführt sein oder entlang des Trägersubstrats, vorzugsweise zwischen Trägersubstrat und Gehäuse. Vorzugweise ist das Widerstandsthermometer aus Platin, Nickel oder Silizium, und/oder das Thermoelement vorzugsweise vom Typ K, N, J, E, S, R oder B. Vorzugsweise ist das Sensorelement ein Widerstandsthermometer oder ein Thermoelement.

[0024] Es kann auch vorgesehen sein, dass das Sensorelement zumindest eine pyrometrische Messschicht, vorzugsweise aus Siliziumkarbid und/oder Siliziumnitrid, aufweist und dass diese Messschicht zur pyrometrischen Messung der Temperatur, vorzugsweise im Infrarotbereich, eingerichtet ist.

[0025] Die pyrometrische Messschicht ist dabei eine Schicht, die zur qualitativen berührungslosen Temperaturmessung geeignet ist. Dazu weist sie vorzugsweise auf der, zum Strahlungsthermometer gerichteten Seite einen hohen Emissionskoeffizienten im relevanten Temperaturbereich und bei der Wellenlänge oder Wellenlängenbereich auf, die vom zugehörigen Pyrometer (auch Strahlungsthermometer genannt) gemessen wird.

[0026] Weiters ist vorteilhaft, wenn vorgesehen ist, dass das Trägersubstrat und die Isolierschicht für zumindest eine Wellenlänge transparent ist und dass der Temperatursensor zumindest ein, auf das Sensorelement gerichtetes Strahlungsthermometer zur pyrometrischen Messung mittels der zumindest einen Wellenlänge aufweist, und dass das Trägersubstrat zumindest teilweise zwischen dem Strahlungsthermometer und dem Sensorelement angeordnet ist. So kann die kontaktlose Messung des Strahlungsthermometers durch das Trägersubstrat und die Isolierschicht hindurch erfolgen.

[0027] Die Schutzschicht zum Schutz des Sensorelementes vor äußeren Umgebungseinflüssen besteht vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden und inerten Stoff, wie beispielsweise Oxidkeramiken, Aluminiumnitrid, Siliziumnitrid und ist ebenfalls als Dünnschicht ausgeführt. Vorzugsweise weist die Schutzschicht eine Dicke von 10 um weniger auf, besonders vorzugsweise

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eine Dicke von 1 um oder weniger.

[0028] In weiterer Folge wird die Erfindung anhand nicht einschränkender Ausführungsformen in den Figuren näher erläutert. Es zeigen:

[0029] Fig. 1a einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen ersten Ausführungsform eines Temperatursensors;

[0030] Fig. 1b eine Vergrößerung eines Teils der Fig. 1a;

[0031] Fig. 2 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsform eines Temperatursensors;

[0032] Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Brennraum einer Brennkraftmaschine mit einer eingesetzten erfindungsgemäßen dritten Ausführungsform eines Temperatursensors;

[0033] Fig. 4a-4d verschiedene Ausführungsformen von Messoberflächen erfindungsgemäßer Temperatursensoren;

[0034] Fig. 5a-5c verschiedene Ausführungsformen von elektrischen Verbindungen erfindungsgemäßer Temperatursensoren jeweils in einem Längsschnitt und in einer Draufsicht.

[0035] In Fig. 1a und 1b wird eine erste Ausführungsform gezeigt, dessen Sensorelement 1 als Widerstandsthermometer ausgeführt ist. Dieses Sensorelement 1 ist auf einer Messoberfläche 3a eines Trägersubstrats 3 angeordnet, welches ein Vielfaches von dessen Dicke aufweist. Zwischen dem Trägersubstrat 3 und dem Sensorelement 1 ist eine Isolierschicht 2 mit einer Dicke von etwa 10 um vorzugsweise aus Siliciumdioxid angeordnet.

[0036] Der gezeigte Temperatursensor ist im Wesentlichen stiftförmig. Er weist ein Gehäuse 4 auf, das die anderen Bauteile umgibt und schützt. An einer Stirnseite ist das Trägersubstrat 3 angeordnet. Auf dieser Stirnseite ist die Messoberfläche 3a aufgebracht. Das Gehäuse 4 weist ein Gewinde 4a zur Montage in einer entsprechenden Öffnung auf. Durch das Trägersubstrat 3 erstrecken sich elektrische Verbindungen 6 von dem Sensorelement 1 bis zu der gegenüberliegenden Seite des Temperatursensors, wo sie mit einem Verbindungselement 5 zum Verbinden mit einer Ausleseeinheit verbunden sind. So kann der in der Öffnung eingebrachte Temperatursensor auf dieser Seite ausgelesen und betrieben werden.

[0037] Die Ausleseeinheit weist dabei eine Schaltung zur Messung von elektrischen Messgrößen (Widerstand, Spannung), eine Verstärkereinheit und ein Datenerfassungssystem zur digitalen Erfassung des Temperaturverlaufes auf. Die Abtastfrequenz des Datenerfassungssystems und die Eigenfrequenzen von Schaltung und Verstärkereinheit müssen dabei ausreichend groß sein, um den schnell veränderlichen Temperaturverlauf des Sensors wiederzugeben.

[0038] In Fig. 2 wird eine der ersten Ausführungsform sehr ähnliche zweite Ausführungsform gezeigt. Daher wird hier nur auf die wesentlichsten Unterschiede eingegangen. Gleichwirksame Elemente haben die gleichen Bezugszeichen.

[0039] Diese Ausführungsform hat anders als die erste keine elektrischen Verbindungen, da das Sensorelement 1 als pyrometrische Messschicht ausgebildet ist. Ein Strahlungsthermometer 15 ist wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1a jenseits des Trägersubstrats 3 angeordnet und in Richtung des Sensorelements ausgerichtet. Sendet das Sensorelement 1 wärmebedingt Strahlung in Richtung des Strahlungsthermometers 15, so breitet sich diese durch die für sie transparente Isolierschicht 2 und das Trägersubstrat 3 aus und wird von dem Strahlungsthermometer 15 empfangen und ausgewertet. So kann ohne elektrische Verbindung zum Sensorelement 1 die Temperatur gemessen werden. Dafür ist Isolierschicht 2 und Trägersubstrat 3 zumindest für jene Wellenlängen transparent, in denen die Messschicht in den relevanten Temperaturbereichen strahlt.

[0040] In Fig. 3 wird eine dritte Ausführungsform gezeigt, wobei hier ein typischer Verbau in einer Brennkraftmaschine im Vordergrund steht.

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[0041] Es ist gut sichtbar, dass der Temperatursensor in einer Messöffnung 11 eingesteckt ist, sodass die Messoberfläche 3a in einen Brennraum 10 der Brennkraftmaschine hineinzeigt. An einem Hinterbereich 8 des Temperatursensors ist ein Dichtring 14 angeordnet, der die Verbindung zwischen der Messöffnung 11 und dem Temperatursensor abdichtet.

[0042] In den Figuren 4a-4d sind verschiedene Ausführungsformen einer Messoberfläche 3a gezeigt. Fig. 4a zeigt eine Messoberfläche 3a, wie sie in der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 2 benutzt werden könnte. Es handelt sich um eine kreisförmige pyrometrische Messschicht, die den Großteil der Messoberfläche 3a bedeckt.

[0043] Fig. 4b zeigt eine Messoberfläche 3a, wie sie in der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1a und 1b benutzt werden könnte. Sie weist eine Widerstandsleiterbahn 12 auf, die serpentinenartig angelegt ist, um möglichst lange zu sein. An ihren Enden 12a, 12b ist sie mit elektrischen Verbindungen verbunden.

[0044] Fig. 4c zeigt eine weitere Ausführungsform. Dort ist das Sensorelement als Thermoelement 13 ausgeführt, das zwei unterschiedliche, miteinander verbundene Materialien 13a, 13b umfasst. So kann unter Ausnutzung des Seebeck-Effekts die Temperatur bestimmt werden. Die Kontaktierung erfolgt analog zu der Ausführungsform in Fig. 4b.

[0045] Fig. 4d zeigt eine weitere Ausführungsform der serpentinenartig angelegten Widerstandsleiterbahn 12. In dieser Ausführungsform ist die Widerstandsleiterbahn radial um das Zentrum der Messoberfläche 3a geführt.

[0046] In den Figuren 5a-5c sind Ausführungsformen elektrischer Verbindungen 6, die elektrisch isolierend, hochtemperatur- und druckbeständig in das Substrat eingebracht sind.

[0047] Fig. 5a zeigt elektrische Verbindungen 6, die mittels Keramikkapillaren 16 gegenüber dem Gehäuse 4 elektrisch isoliert sind. Die Keramikkapillaren 16, das Trägersubstrat 3 und die elektrischen Verbindungen 6 werden mittels Lötung gefügt und an den Kontaktstellen 12a, 12b kontaktiert. Die Messoberfläche 3a ist wie in der Ausführungsform aus Fig. 4b ausgeführt. Dortig diskutiertes gilt auch bei dieser Ausführungsform.

[0048] Fig. 5b zeigt elektrische Verbindungen 6, in Form einer Stabelektrode 17 und einem Rohr 18, die mit konzentrischen Keramikhülsen 20 als Trägersubstrat elektrisch isoliert, in das Gehäuse 4 mittels Lötung eingebettet sind. In dieser Ausführungsform sind die Elektroden also konzentrisch angeordnet. Die Messoberfläche 3a ist wie in der Ausführungsform aus Fig. 4d ausgeführt. Dortig diskutiertes gilt auch bei dieser Ausführungsform.

[0049] Fig. 5c zeigt elektrische Verbindungen 6, in Form von umseitigen, mittels Dünnschichttechnik auf das Trägersubstrat aufgebrachten Leiterbahnen, die mit einem Glaslot 21 elektrisch isoliert, in das Gehäuse 4 eingebettet sind. Die Messoberfläche 3a ist wie in der Ausführungsform aus Fig. 4b ausgeführt. Dortig diskutiertes gilt auch bei dieser Ausführungsform.

[0050] Der genaue Schichtaufbau auf der Messoberfläche 3a ist insbesondere in den Längsschnitten der Figuren ba-5c aufgrund von den geringen Dicken der Bauteile nicht vollständig sichtbar dargestellt. Er ist in diesen Ausführungsformen wie in Anspruch 1 erläutert und vorzugsweise wie in Fig. 1b gezeigt dargestellt. Auf der Messoberfläche 3a ist also ein Sensorelement 1 und zwischen Sensorelement 1 und Messoberfläche 3 eine Isolierschicht 2 angeordnet. Eine Schutzschicht 7 kann bei diesen Ausführungsformen ebenso vorgesehen sein, die auf dem Sensorelement 1 angeordnet ist und dieses abdeckt.

Claims (12)

x bes AT 527 441 B1 2025-07-15 Ss N Patentansprüche

1. Temperatursensor zur Messung bei schnell wechselnden Temperaturverläufen, insbesondere zur Messung in einem Brennraum (10) einer Brennkraftmaschine, wobei der Temperatursensor zumindest ein Trägersubstrat (3) mit einer Messoberfläche (3a) aufweist und wobei an der Messoberfläche (3a) zumindest ein Sensorelement (1) angeordnet ist, das als Dünnschicht-Sensorelement ausgeführt ist, wobei zwischen dem Sensorelement (1) und der Messoberfläche (3a) des Trägersubstrats (3) eine Isolierschicht (2) angeordnet ist, welche einen niedrigeren Wärmeleitkoeffizient aufweist als das Trägersubstrat (3), dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Sensorelement (1) eine elektrisch isolierende und inerte Schutzschicht (7) vorgesehen ist.

2. Temperatursensor nach einem der Ansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeleitkoeffizient des Trägersubstrats (3) mindestens doppelt so groß, vorzugsweise mindestens vier Mal so groß, besonders vorzugsweise mindestens zehn Mal so groß, ganz besonders vorzugsweise mindestens zwanzig Mal so groß ist wie der Wärmeleitkoeffizient der Isolierschicht (2).

3. Temperatursensor einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersubstrat (3) einen Wärmeleitkoeffizient von zumindest 20 W/mK, vorzugsweise zumindest 30 W/mK und besonders vorzugsweise zumindest 40 W/mK aufweist.

4. Temperatursensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht (2) einen Wärmeleitkoeffizient von maximal 4 W/mK, vorzugsweise maximal 3 VW/mK, besonders vorzugsweise maximal 2 W/mK aufweist.

5. Temperatursensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersubstrat (3) zumindest teilweise aus Korund, vorzugsweise aus Saphir, Siliziumkarbid, Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid und/oder aus einem Metall besteht.

6. Temperatursensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht (2) zumindest teilweise aus einem Metalloxid, vorzugsweise aus Siliziumdioxid, Zirkonoxid und/oder aus einer, vorzugsweise porösen, Keramik besteht.

7. Temperatursensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (7) zumindest teilweise aus einem Metalloxid, vorzugsweise aus SiliziumdiOxid, Zirkonoxid und/oder aus Siliziumbzw. Aluminiumnitrid besteht.

8. Temperatursensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor ein in eine Messöffnung (11) einsetzbares Gehäuse (4) aufweist und vorzugsweise die Messoberfläche (3a) frontseitig am Gehäuse (4) angeordnet ist.

9. Temperatursensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (1) zumindest ein Widerstandsthermometer aus Platin, Nickel oder Silizium ist, und/oder ein Thermoelement aufweist, das vorzugsweise von Typ K, N, J, E, S, R oder B ist.

10. Temperatursensor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (1) zumindest eine pyrometrische Messschicht, vorzugsweise aus Siliziumkarbid und/oder Siliziumnitrid, aufweist und dass diese Messschicht zur pyrometrischen Messung der Temperatur, vorzugsweise im Infrarotbereich, eingerichtet ist.

11. Temperatursensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersubstrat (3) und die Isolierschicht (2) für zumindest eine Wellenlänge transparent ist und dass der Temperatursensor zumindest ein, auf das Sensorelement (1) gerichtetes Strahlungsthermometer (15) zur pyrometrischen Messung mittels der zumindest einen Wellenlänge aufweist, und dass das Trägersubstrat (3) zumindest teilweise zwischen dem Strahlungsthermometer und dem Sensorelement (1) angeordnet ist.

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12. Temperatursensor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Dünnschicht-Sensorelement mittels Dünnschichttechnologie, direkt oder indirekt, auf die Messoberfläche aufgebracht ist.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

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