ES3012406T3 - Electrical sensor - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un elemento de soporte (1) para un sensor eléctrico (2), en particular para un sensor de temperatura, donde el elemento de soporte (1) es tubular, al menos en secciones, y delimita una cavidad (3) abierta al menos por un lado. Según la invención, al menos un receptáculo (6) para un componente eléctrico o electrónico (7) está formado en una superficie (4) del elemento de soporte (1) orientada hacia la cavidad (3) y/o en una superficie (5) del elemento de soporte (1) orientada en dirección contraria a la cavidad (3). La invención se refiere además a un sensor eléctrico (2), en particular un sensor de temperatura, con un elemento de soporte (1) según la invención, y a una línea conductora de medios con un sensor eléctrico (2) según la invención. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sensor eléctrico

La invención se refiere a un sensor eléctrico, en particular a un sensor de temperatura, con las características del preámbulo de la reivindicación 1. El sensor eléctrico comprende un elemento portante diseñado específicamente para alojar al menos un componente eléctrico o electrónico. Éste puede ser un componente activo o pasivo, en particular un elemento de medición o sensor. El componente eléctrico o electrónico puede presentar hilos de conexión o superficies de contacto para la conexión con los hilos de conexión de una línea de conexión eléctrica.

Cuando se diseña como sensor de temperatura, el sensor eléctrico debe poder integrarse en un sistema de tuberías o líneas de tal manera que permita medir la temperatura de un medio que fluye a través del sistema de tuberías o líneas.

Además, se propone una línea de transporte de medios con un sensor eléctrico según la invención. La línea puede ser una tubería o un orificio a través del cual fluye un medio.

Estado de la técnica

El documento del modelo de utilidad DE 8802 130 U1 da a conocer un sensor de temperatura con una carcasa y un elemento de medición sensible a la temperatura alojado en ella, que puede instalarse en un sistema de tuberías de tal manera que un extremo de la carcasa, que contiene el elemento de medición, quede sumergido en un líquido que fluye a través del sistema de tuberías. El sensor de temperatura se apoya en el lado exterior de una pared del sistema de tuberías a través de una brida de la carcasa. Dentro de la carcasa, el elemento de medición se sujeta en un alojamiento de una placa, que también presenta puntos de apoyo para conectar cables y líneas, así como un anclaje para aliviar la tracción de las líneas. Mediante una pasta térmicamente conductora se establece un contacto térmicamente conductor entre el elemento de medición y la pared interior de la carcasa.

Debido a que el sensor de temperatura está sumergido en el medio que se debe medir, se puede lograr un alto nivel de precisión de medición. Sin embargo, la instalación del sensor de temperatura requiere abrir la pared del sistema de tuberías, por lo que pueden producirse fugas.

El documento de divulgación DE 102014 118206 A1 da a conocer, además, un sensor de temperatura con un tubo portador y una tapa dispuesta en el extremo del tubo portador, en la que está alojado un elemento de medición. La tapa está hecha de un material especialmente conductor del calor. Para medir la temperatura de una superficie, por ejemplo, la superficie de un tubo por el que fluye un medio, la tapa entra en contacto con la superficie. En este caso, no es necesario atravesar la pared del tubo, por lo que se garantiza la estanqueidad del tubo. Sin embargo, la temperatura del medio solo puede determinarse indirectamente.

Otros sensores del estado de la técnica se describen, por ejemplo, en los documentos WO2011/042023 A1, JPS57168030 U, US2017/284870 A1, y DE102013200772 A1.

En base al estado de la técnica mencionado anteriormente, la presente invención tiene como objetivo proporcionar un sensor eléctrico, en particular un sensor de temperatura, que sea especialmente fácil de integrar en un sistema de tuberías o líneas por el que circula un medio, para medir una propiedad del medio, en particular la temperatura del medio. Además, el sensor debería tener una alta precisión de medición y un comportamiento de respuesta mejorado.

Para solucionar el problema se propone el sensor eléctrico con las características de la reivindicación 1. Configuraciones ventajosas de la invención se desprenden de las respectivas reivindicaciones subordinadas. Además, se prevé una línea de transporte de medios con un sensor eléctrico según la invención.

Descripción de la invención

El elemento portante propuesto es al menos parcialmente tubular y delimita una cavidad abierta al menos por un lado. Según la invención, en una superficie del elemento portante orientada hacia la cavidad y/o en una superficie alejada de la cavidad está configurado al menos un alojamiento para un componente eléctrico o electrónico.

Como ya se mencionó al principio, el componente eléctrico o electrónico puede ser tanto un componente activo como un componente pasivo. Para realizar un sensor se utiliza preferiblemente un elemento de medición o sensor como componente eléctrico o electrónico. Para realizar un sensor de temperatura se puede utilizar, por ejemplo, una sonda de medición de temperatura, en particular en forma de una resistencia de medición. Alternativa o adicionalmente, se puede integrar un elemento medidor de presión en el elemento portante para realizar un sensor de presión. Sin embargo, el al menos un componente eléctrico o electrónico no tiene que usarse necesariamente para medir la temperatura y/o la presión. Con ayuda de al menos un componente eléctrico o electrónico también se pueden implementar funcionalidades completamente diferentes. Por ejemplo, la velocidad del flujo en una línea que transporta medios se puede medir con la ayuda de un componente eléctrico o electrónico. Como ejemplo de componente activo, se puede hacer referencia a un componente emisor de calor que puede usarse como elemento calefactor para calentar el medio que fluye a través de la tubería.

Para proteger el componente eléctrico o electrónico de influencias externas, el elemento portante propuesto según la invención se encapsula después de haber sido equipado con al menos un componente. El encapsulado puede rodear el elemento portante por todos lados o puede estar dispuesto solo en zonas determinadas, por ejemplo, solo en la zona del al menos un componente eléctrico o electrónico. Debido a su función de soporte, el elemento portante también puede denominarse "chasis".

El elemento portante es preferiblemente un componente prefabricado, a partir del cual se puede construir, por ejemplo, un sensor eléctrico. A diferencia de una placa de circuito impreso o de una pletina convencional, el elemento portante no tiene forma de placa, sino que al menos en parte tiene forma tubular. Por lo tanto, el elemento portante presenta en al menos una sección una sección transversal anular que encierra la cavidad.

La forma de la sección transversal propuesta conduce a una mayor rigidez dimensional, en particular a una mayor rigidez a la flexión y a la torsión, del elemento portante. Si el elemento portante se encapsula después de haber sido equipado con al menos un componente eléctrico o electrónico, el componente se puede posicionar con precisión y sujetar en un molde de inyección usando el elemento portante. Esto conduce a una cobertura definida del componente con el material de encapsulado. De esta manera se puede fabricar un sensor eléctrico con una precisión de medición muy alta.

Además, la forma de sección transversal propuesta del elemento portante según la invención ofrece otras ventajas.

La forma de sección transversal propuesta permite, por ejemplo, formar un sensor eléctrico al menos parcialmente tubular, de modo que pueda integrarse fácilmente en una línea de transporte de medios. Por ejemplo, un sensor eléctrico formado a partir de un elemento portante según la invención puede conformar en sí mismo una sección de línea o puede insertarse en una sección de línea, de tal manera que el medio fluya a través de él. De este modo, la cavidad delimitada por el elemento portante o el sensor eléctrico puede utilizarse como trayectoria del flujo para el medio.

Para formar una trayectoria de flujo para el medio, la cavidad delimitada por el elemento portante y/o el sensor eléctrico está configurada preferiblemente abierta no solo por un lado, sino también por ambos lados. Por ejemplo, el elemento portante y/o el sensor eléctrico pueden estar configurados en forma tubular en toda su longitud.

Alternativa o adicionalmente, en una sección tubular del elemento portante y/o del sensor eléctrico puede estar prevista al menos una apertura que conecta la cavidad con el espacio exterior. Para ello, la al menos una apertura está configurada en una sección de pared del elemento portante que delimita la cavidad. Para formar al menos una apertura, una sección de pared del elemento portante que delimita la cavidad puede presentar, por ejemplo, una perforación y/o una ranura. Si al menos una apertura no se utiliza como trayectoria de flujo para un medio, puede servir para alojar un componente eléctrico o electrónico o formar un alojamiento correspondiente. Para insertar un sensor eléctrico según la invención a partir de un elemento portante en una línea de transporte de medios no es necesario abrir ninguna pared de la línea, de modo que no existe riesgo de fugas. Debido a que el medio fluye a través o al menos alrededor del sensor eléctrico, se puede lograr una alta precisión de medición. Al mismo tiempo, se optimiza el tiempo de respuesta del sensor.

La integración de un sensor eléctrico formado a partir de un elemento portante según la invención en una línea de transporte de medios se puede realizar de tal manera que no se reduzca la sección transversal de flujo de la línea. Por ejemplo, el sensor eléctrico puede integrarse enrasado en una pared de la línea. Alternativamente, el sensor eléctrico se puede integrar en una línea de transporte de medios de tal manera que la sección transversal de flujo de la línea de transporte de medios se reduzca específicamente, por ejemplo, para efectuar una estrangulación y/o una desviación del flujo.

Además, un sensor eléctrico según la invención puede integrarse en una línea de transporte de medios de tal manera que el sensor quede sumergido en el medio. En este caso el medio circula al menos en algunas zonas alrededor del sensor. Para optimizar el flujo en la línea, el sensor está preferiblemente alineado paralelo a la dirección principal del flujo dentro de la línea. Además, el sensor se puede integrar en una línea de transporte de medios, de tal manera que el flujo principal de un medio se divida con ayuda del sensor en al menos dos flujos parciales.

Alternativa o adicionalmente, se propone integrar un sensor eléctrico según la invención en una línea de transporte de medios de tal manera que el sensor interactúe con una pared de la línea para formar al menos otra cavidad. La cavidad adicional también se puede utilizar para guiar medios o para formar una cavidad que esté separada de forma estanca de la zona de transporte de medios, por ejemplo, para alojar otro componente eléctrico o electrónico y/o una línea eléctrica. También en este caso el sensor eléctrico está orientado preferiblemente esencialmente en paralelo a la dirección de flujo principal dentro de la línea de transporte de medios.

Los ejemplos de aplicación descritos anteriormente muestran que un sensor eléctrico según la invención no tiene necesariamente que presentar en sección transversal un contorno exterior circular y/o un contorno interior circular que delimite la cavidad, sino que también puede presentar un contorno exterior y/o un contorno interior que delimite la cavidad que se desvíen de la forma circular. Por consiguiente, el elemento portante también puede presentar un contorno exterior y/o un contorno interior que delimite la cavidad que se desvíe de la forma circular en su sección transversal. En la zona de una sección tubular, el elemento portante también puede presentar una sección transversal que presenta un contorno interior que delimita la cavidad y se desvía del contorno exterior. Esto significa que los contornos exterior e interior del elemento portante se pueden configurar de forma diferente en la zona del perfil tubular, de modo que el espesor de pared del perfil tubular varía a lo largo del perímetro o en dirección circunferencial. Lo mismo se aplica si el elemento portante es tubular en toda su longitud.

Según una forma de realización preferida de la invención, el elemento portante presenta al menos en una sección un contorno exterior que se desvía de la forma circular y/o un contorno interior que delimita la cavidad y se desvía de la forma circular. De este modo, el elemento portante permite la formación de una pluralidad de sensores eléctricos diferentes, que pueden utilizarse de diversas maneras.

Además, el elemento portante está configurado preferiblemente en forma tubular en toda su longitud. De este modo, la cavidad formada en el elemento portante puede usarse para formar un canal de flujo para un medio. Si el elemento portante se encapsula después de haber sido equipado con al menos un componente eléctrico o electrónico, el encapsulado debe disponerse de tal manera que quede una cavidad continua. Para formar otro canal de flujo que se bifurque y/o para formar un alojamiento para un componente eléctrico o electrónico, en el elemento portante puede estar prevista al menos una apertura lateral que atraviese una sección de pared del elemento portante que delimita una cavidad y abre la cavidad al exterior. La apertura puede estar configurada, por ejemplo, como ranura o ventana. El elemento portante puede presentar un espesor de pared constante o variable a lo largo del perímetro o en dirección circunferencial. Además, el espesor de la pared puede variar en la dirección longitudinal del elemento portante, de modo que, por ejemplo, el elemento portante presente al menos por secciones un contorno exterior o interior de forma cónica.

El elemento portante según la invención presenta gracias a su forma de sección transversal una elevada estabilidad dimensional. Como ya se ha mencionado, una sección transversal anular no tiene por qué ser necesariamente circular, sino que también puede presentar un contorno exterior y/o un contorno interior que se desvíe de la forma circular. Por ejemplo, el contorno exterior y/o el contorno interior pueden tener la forma de una elipse o de un polígono. Alternativamente, el contorno exterior y/o el contorno interior pueden presentar una forma libre. Además, la forma de la sección transversal del elemento portante puede variar a lo largo de su longitud o en dirección longitudinal.

La alta estabilidad dimensional del elemento portante contrarresta una deformación no deseada del elemento portante durante el encapsulado. Con ayuda del elemento portante se puede posicionar con precisión el al menos un componente eléctrico o electrónico y sujetarlo en un molde de inyección, de modo que se garantiza una cobertura definida del componente con el material de encapsulado. Por lo tanto, el elemento portante se puede utilizar como ayuda de posicionamiento durante el encapsulado.

Cuando el elemento portante está equipado con al menos un componente eléctrico o electrónico, preferiblemente se fija al mismo tiempo la posición del componente. Por lo tanto, el al menos un alojamiento para el componente está configurado preferiblemente como escotadura en el elemento portante. De este modo, el componente se puede insertar total o parcialmente en la escotadura, de modo que quede asegurado a prueba de deslizamiento. Preferiblemente, las dimensiones de la escotadura están adaptadas a las dimensiones del componente eléctrico o electrónico que se va a insertar en ella, de modo que el componente quede asegurado a prueba de deslizamiento en al menos dos direcciones espaciales. La fijación de la posición del componente a través del elemento portante contrarresta especialmente un cambio de posición del componente durante un proceso de encapsulado posterior.

Además, se propone que al menos un alojamiento esté conectado al menos un canal guía para guiar uno o varios hilos de conexión del componente eléctrico o electrónico o una línea de conexión eléctrica. Varios hilos de conexión también pueden formar un mazo de conexión, que se compone de varios hilos individuales. Si el hilo de conexión o el mazo de conexión presenta una camisa aislante, ésta se retira preferiblemente antes de introducir el hilo de conexión o el mazo de conexión en el canal guía.

Preferiblemente, el al menos un canal guía discurre en dirección longitudinal y/o está configurado como ranura longitudinal en el elemento portante. Esto significa que el al menos un canal de guía discurre esencialmente paralelo a un eje longitudinal del elemento portante. Por lo tanto, el canal guía puede tener un recorrido recto, de modo que los hilos de conexión no tengan que doblarse. Preferiblemente, varios canales de guía están dispuestos a una distancia entre sí, en particular a una distancia angular, de modo que estén separados entre sí por un nervio del elemento portante. De esta forma se puede evitar un cortocircuito eléctrico.

El al menos un alojamiento para un componente eléctrico o electrónico y/o el al menos un canal guía para guiar uno o varios hilos de conexión pueden estar formados tanto en la superficie orientada hacia la cavidad como en la superficie del elemento portante alejada de la cavidad. La inserción del componente en el alojamiento y/o la inserción de los hilos de conexión en al menos un canal guía se puede simplificar porque el alojamiento y/o el canal guía están dispuestos en la superficie del elemento portante alejada de la cavidad, es decir, en el exterior. Si el componente eléctrico o electrónico es, por ejemplo, una resistencia de medición no cableada en diseño SMD, el contacto eléctrico necesario de la resistencia de medición se puede simplificar disponiendo ésta en el exterior. La disposición interior del componente eléctrico o electrónico tiene la ventaja de que se puede reducir la distancia del componente al medio.

Preferiblemente, el elemento portante presenta varios alojamientos, de modo que puede equiparse con varios componentes eléctricos o electrónicos. Por ejemplo, el elemento portante puede equiparse con varios componentes similares, de modo que se crea un sistema redundante que tiene una mayor seguridad ante fallos y, por tanto, una mayor seguridad funcional. Alternativamente, el elemento portante puede estar equipado con varios componentes diferentes, por ejemplo, con varias resistencias de medición que cubran diferentes rangos de medición. De esta manera se puede crear un sensor eléctrico que se puede utilizar en un rango de medición muy amplio.

Preferiblemente, los varios alojamientos están dispuestos a cierta distancia entre sí en la dirección circunferencial del elemento portante, en particular a una distancia angular. De esta manera se garantiza que los canales de guía que se extienden en dirección longitudinal contiguos a los alojamientos se encuentren también separados entre sí, en particular en forma angular, de modo que se reduce el riesgo de un cortocircuito eléctrico.

En una variante de la invención se propone que el elemento portante esté configurado con simetría de rotación, de modo que al girarlo alrededor de su eje longitudinal en un ángulo predeterminado se refleje sobre sí mismo. Para ello, los múltiples alojamientos y/o canales guía están dispuestos respectivamente a la misma distancia angular entre sí. De esta manera se aprovecha de forma óptima el espacio disponible en el elemento portante para equipar varios componentes eléctricos o electrónicos.

El elemento portante está fabricado preferiblemente, al menos por secciones, de plástico, preferiblemente de un plástico eléctricamente aislante y/o térmicamente conductor. Cuando se utiliza un plástico eléctricamente aislante, el elemento portante también se puede utilizar como pieza aislante, de modo que no es necesario un aislamiento eléctrico adicional. Al utilizar un plástico térmicamente conductor, se puede mejorar el tiempo de respuesta de un componente eléctrico o electrónico utilizado para medir la temperatura o calentar. Esto se aplica especialmente si el componente está separado del medio que se debe medir por al menos una sección de pared del elemento portante.

Además, el elemento portante es preferiblemente una pieza moldeada por inyección, es decir una pieza moldeada fabricada mediante moldeo por inyección. De este modo, el elemento portante puede fabricarse en grandes cantidades de forma especialmente sencilla y económica.

El sensor eléctrico propuesto para solucionar el objetivo mencionado al principio, en particular un sensor de temperatura, presenta un elemento portante según la invención y al menos un componente eléctrico o electrónico. El componente está alojado en un alojamiento del elemento portante. Preferiblemente, el elemento portante fija el componente en al menos una dirección espacial. La fijación de la posición contrarresta un movimiento relativo del componente con respecto al elemento portante. Al mismo tiempo se consigue una alta estabilidad mecánica mediante la rigidez del elemento portante, que se debe principalmente a la forma de la sección transversal del elemento portante. De este modo, el elemento portante permite un posicionamiento preciso del componente eléctrico o electrónico en el molde durante un proceso de encapsulado posterior, de modo que se consigue una cobertura definida del componente con el material de encapsulado. Por lo tanto, el sensor eléctrico así creado ofrece una alta precisión de medición.

En el sensor eléctrico según la invención, el elemento portante según la invención indica preferiblemente la forma básica del sensor. Por lo tanto, el sensor eléctrico está configurado preferiblemente de forma tubular en toda su longitud o por secciones. Por lo tanto, el sensor eléctrico propuesto puede integrarse en una línea de transporte de medios, de modo que él mismo y/o en combinación con la línea delimite al menos una cavidad que pueda utilizarse como trayectoria de flujo para el medio.

El sensor eléctrico propuesto puede presentar en la zona de la sección tubular un contorno exterior y/o un contorno interior circular o que se desvíe de la forma circular en su sección transversal. La forma de la sección transversal también puede variar a lo largo de la longitud del sensor eléctrico. Además, el sensor eléctrico está configurado preferiblemente en forma tubular en toda su longitud. Un sensor eléctrico tubular en toda su longitud tiene la ventaja de que puede integrarse en una línea de transporte de medios de tal manera que el medio fluya a través de él. Debido a su proximidad al medio, el sensor tiene una alta precisión de medición. Además, para instalar el sensor en la línea no es necesario abrir ninguna pared de la línea, de modo que la estanqueidad de la línea sigue estando garantizada. El diámetro interior del sensor tubular se puede adaptar al diámetro interior de la línea, de modo que no se reduzca la sección transversal de flujo libre. Alternativamente, el sensor se puede dimensionar e instalar de tal manera que se logre una reducción selectiva de la sección transversal de flujo libre. El diámetro interior del sensor eléctrico está predeterminado preferiblemente por el elemento portante o por una pieza moldeada formada sobre el elemento portante.

En cuanto a las ventajas de un sensor eléctrico según la invención y ejemplos de aplicación específicos, se hace referencia a las ventajas y ejemplos de aplicación ya descritos anteriormente en relación con el elemento portante según la invención. Esto se aplica especialmente a las distintas posibilidades para integrar un sensor eléctrico según la invención en una línea de transporte de medios, que resultan de la forma específica del sensor.

El sensor eléctrico presenta preferiblemente varios componentes eléctricos o electrónicos. Al menos uno de estos componentes es preferiblemente una resistencia de medición. Ventajosamente, la al menos una resistencia de medición es una resistencia de medición de platino con la que se pueden realizar mediciones de temperatura. Se puede utilizar, por ejemplo, un sensor de temperatura con chip de platino con hilos de conexión según DIN EN 60751.

Tiene un diseño plano con hilos de conexión que salen de los lados. Como alternativa se puede utilizar una resistencia de medición de platino en diseño SMD (dispositivo de montaje en superficie), que no tiene hilos de conexión. Además, como resistencia de medición se puede utilizar una resistencia NTC (coeficiente de temperatura negativo), que tiene un volumen especialmente pequeño y, por tanto, permite el diseño de un sensor de temperatura miniaturizado.

Si se utilizan varias resistencias de medición idénticas que proporcionan información redundante, se puede minimizar el riesgo de fallo y aumentar la seguridad funcional del sensor. Si el elemento portante está equipado - según sea necesario - con resistencias de medición con diferentes características, por ejemplo, con resistencias de medición que tienen diferentes tiempos de respuesta y/o diferentes valores de conexión eléctrica, se puede crear un sensor que no solo tiene una alta precisión de medición, sino también cubre un amplio rango de medición. Si el al menos un componente eléctrico o electrónico presenta hilos de conexión, éstos se alojan preferiblemente en al menos un canal guía del elemento portante. Preferiblemente, cada hilo de conexión se inserta en su propio canal guía para evitar un cortocircuito eléctrico.

Según la invención, el elemento portante está al menos parcialmente encapsulado con un plástico, preferiblemente en la zona del al menos un componente eléctrico o electrónico. El encapsulado de plástico protege el componente de influencias externas. En particular, la estanqueidad del sensor se consigue mediante el encapsulado de plástico, que protege los componentes eléctricos o electrónicos de la humedad y/o medios agresivos. En consecuencia, aumenta la robustez del sensor eléctrico, lo que significa que puede utilizarse y/o integrarse de diversas maneras.

El plástico de la pieza moldeada en la zona de al menos un componente eléctrico o electrónico es un plástico eléctricamente aislante y/o térmicamente conductor según la invención. Cuando se utiliza un plástico eléctricamente aislante se consigue al mismo tiempo el aislamiento eléctrico de los componentes moldeados y/o de los hilos de conexión. Mediante el uso de un plástico termoconductor se puede mejorar el comportamiento de respuesta si el sensor eléctrico es un sensor de temperatura. El plástico termoconductor contribuye también a que el sensor eléctrico, en particular el sensor de temperatura, tenga una alta precisión de medición.

Dependiendo de la posición de al menos un componente eléctrico o electrónico, la superficie orientada hacia la cavidad y/o la superficie alejada de la cavidad y/o al menos una cara frontal del elemento portante pueden estar encapsuladas al menos parcialmente con el plástico. Mediante el encapsulado de plástico, preferiblemente el al menos un componente eléctrico o electrónico está completamente cubierto por el plástico, para evitar un contacto directo de la resistencia de medición con el medio cuando el sensor está integrado en una línea de transporte de medios.

Según la invención, el elemento portante está encapsulado al menos parcialmente con diferentes plásticos, siendo preferiblemente un primer plástico un plástico térmicamente conductor y el otro plástico un plástico térmicamente no conductor. El uso del plástico termoconductor puede entonces limitarse al área de un componente eléctrico o electrónico utilizado para la medición de temperatura, con el fin de lograr una alta precisión de medición y tiempos de respuesta cortos. En las zonas restantes se puede utilizar para el encapsulado un plástico convencional no conductor del calor. Dado que a menudo diferentes plásticos se pueden unir mejor que plásticos similares, se pueden crear transiciones muy estrechas. Esto garantiza la conservación de la estanqueidad requerida.

En una variante de la invención se propone que el sensor eléctrico presente al menos otro componente eléctrico o electrónico. Esto significa que, en caso necesario, el sensor eléctrico puede asumir tareas adicionales. De esta manera se puede aumentar la funcionalidad del sensor eléctrico. El otro componente eléctrico o electrónico puede estar conectado directa o indirectamente, por ejemplo, mediante un encapsulado de plástico, con el elemento portante del sensor eléctrico.

El otro componente eléctrico o electrónico es preferiblemente un elemento medidor de presión para formar un sensor de presión. Al integrar el sensor eléctrico en una línea de transporte de medios, se puede medir la presión en la línea de transporte de medios. El sensor eléctrico puede ser, por ejemplo, un sensor combinado de presión y temperatura. Los elementos de medición de presión para formar un sensor de presión están disponibles en una forma de realización miniaturizada, de modo que es posible una integración sencilla en un sensor eléctrico según la invención.

Preferiblemente, el al menos otro componente eléctrico o electrónico está integrado en el sensor eléctrico en el perímetro o en el lado frontal. El sensor puede tener conformado, por ejemplo, un alojamiento circunferencial o frontal en el que se aloja al menos parcialmente el componente. Si el sensor eléctrico es tubular, el otro componente eléctrico o electrónico puede estar dispuesto en un extremo del sensor eléctrico tubular de modo que cierre total o parcialmente la cavidad formada por el sensor eléctrico.

Dado que el sensor eléctrico según la invención se utiliza preferiblemente para medir al menos una propiedad, en particular la temperatura, de un medio que fluye en una línea, también se propone una línea por la que circula el medio con un sensor eléctrico según la invención. Preferiblemente, la línea presenta una sección o un ramal formado por un sensor eléctrico según la invención y/o en donde está alojado un sensor eléctrico según la invención. Por lo tanto, el sensor eléctrico se encuentra en la trayectoria de flujo del medio o forma parte él mismo de la trayectoria de flujo del medio. Gracias a la proximidad del sensor eléctrico al medio se pueden conseguir tiempos de respuesta cortos y una alta precisión de medición. Además, para integrar el sensor eléctrico no es necesario abrir la pared de la línea de transporte de medios. Esto significa que la estanqueidad de la línea no se ve afectada. Para ello, el sensor eléctrico está integrado preferiblemente en la línea de transporte de medios, de modo que un eje longitudinal del sensor eléctrico esté orientado paralelo a la dirección principal de flujo del medio.

La invención y sus ventajas se explican más detalladamente a continuación mediante ejemplos de realización específicos, que se pueden observar en los dibujos adjuntos. Los dibujos muestran:

Fig.1 una sección longitudinal esquemática a través de un sensor eléctrico con un elemento portante según una primera forma de realización preferida de la invención;

Fig. 2 una sección transversal esquemática a través del sensor de la Fig. 1;

Fig. 3 una vista en sección a través de un sensor eléctrico con un elemento portante según una segunda forma de realización preferida de la invención;

Fig. 4 una representación en perspectiva del sensor en la Fig. 3;

Fig. 5 una representación en perspectiva de un elemento portante equipado con componentes eléctricos para un sensor eléctrico según una tercera forma de realización preferida de la invención y

Fig. 6 una representación en perspectiva de un elemento portante equipado con un componente eléctrico para un sensor eléctrico según una cuarta forma de realización preferida de la invención.

Descripción detallada de los dibujos

El sensor 2 eléctrico según la invención mostrado en las Figuras 1 y 2 está diseñado al menos parcialmente como un tubo, teniendo el tubo una sección transversal anular (véase la Fig. 2). La forma de la sección transversal del sensor 2 eléctrico está determinada por un elemento 1 portante, que también es tubular. En el presente caso, el elemento 1 portante está equipado con dos componentes 7 eléctricos, que se encuentran uno frente al otro en el perímetro exterior del elemento 1 portante.

Para fijar la posición de los componentes 7 eléctricos, el elemento 1 portante presenta alojamientos 6 cuyas dimensiones están adaptadas a las dimensiones de los componentes 7. Los alojamientos 6 están formados en una superficie 5 del elemento 1 portante, que define la circunferencia exterior del elemento 1 portante tubular. En la misma superficie 5 también están formados canales 8 guía, que sirven para alojar los hilos 9 de conexión. Los canales 8 guía se extienden en la dirección longitudinal del elemento 1 portante, es decir, paralelos a un eje A longitudinal del elemento 1 portante, que al mismo tiempo forma un eje longitudinal del sensor 2 eléctrico. Esto garantiza que los hilos 9 de conexión no se crucen entre sí.

La disposición de los componentes 7 eléctricos en la superficie 5 del elemento 1 portante que define la circunferencia exterior tiene la ventaja de que se simplifica el montaje del elemento 1 portante con los componentes 7. Esto se debe a que la superficie 5 es más fácilmente accesible que una superficie 4 que encierra una cavidad 3 del elemento 1 portante tubular. Alternativa o adicionalmente, la superficie 4 del elemento 1 portante que rodea la cavidad 3 también puede estar equipada con al menos un componente 7.

La configuración de la sección transversal anular del elemento 1 portante tiene la ventaja de que se puede crear de manera sencilla un sensor 2 eléctrico con la sección transversal correspondiente. Un sensor 2 eléctrico de este tipo puede integrarse en una línea de transporte de medios de tal manera que forme parte de la trayectoria de flujo del medio. El medio fluye directamente en dirección longitudinal, es decir en paralelo al eje A longitudinal, pasando por el sensor 2 o a través de la cavidad 3 restante del sensor 2. De esta manera se pueden conseguir tiempos de respuesta cortos y una alta precisión de medición.

El sensor 2 eléctrico representado puede ser en particular un sensor de temperatura, que como componente 7 eléctrico presenta dos resistencias de medición de platino. En el presente caso, estas están dispuestas en la superficie 5 del elemento 1 portante alejada de la cavidad 3. Dado que en el presente caso el elemento 1 portante está fabricado de un plástico térmicamente conductor, la disposición de los componentes 7 en la superficie 5 alejada de la cavidad 3 no representa una desventaja significativa en términos de tiempos de respuesta cortos y alta precisión de medición. .

En el presente caso, para proteger los componentes 7 eléctricos de influencias externas, en particular de medios agresivos, el elemento 1 portante presenta un encapsulado un plástico 10, al menos en la zona de los componentes 7. Se trata también de un plástico 10 térmicamente conductor, para seguir garantizando tiempos de respuesta cortos y una alta precisión de medición. El encapsulado con el plástico 10 se extiende a lo largo de una longitud Lx paralela al eje A longitudinal, tanto en la superficie 5 como en la superficie 4 del elemento 1 portante. Además, el elemento 1 portante tiene una cara 11 frontal, que también está encapsulada con el plástico 10. De este modo, el extremo del elemento 1 portante que tiene los componentes 7 está completamente rodeado por el plástico 10. A la sección de longitud Lx le sigue una sección de longitud Ly, que está encapsulada con otro plástico 12. Se trata de un plástico térmicamente no conductor. Este plástico 12 también está dispuesto tanto en el perímetro exterior como en el interior del elemento 1 portante, directamente adyacente al encapsulado con el plástico 10. Por lo tanto, el elemento 1 portante está completamente rodeado de plástico, lo que conduce a una estanqueidad óptima. El encapsulado con el plástico 12 adicional garantiza que también los hilos 9 de conexión de los componentes 7 eléctricos estén protegidos.

El espesor del encapsulado con los plásticos 10, 12 se elige de manera que sea el mismo en todos sus lados, de modo que queda un diámetro D<i>interior, que corresponde al diámetro interior del elemento 1 portante menos el doble del espesor del encapsulado interior. Esta sección transversal está disponible como sección transversal de flujo para el medio después de que el sensor 2 eléctrico haya sido instalado en una línea que transporta medios (no mostrada). El diámetro DA exterior, en el presente caso, corresponde al diámetro exterior del elemento 1 portante más el doble del espesor del encapsulado exterior. El sensor 2 eléctrico puede estar diseñado de tal manera que, por ejemplo, el diámetro DI interior o el diámetro DA exterior corresponda al diámetro interior de la línea de transporte de medios, de modo que la sección transversal de flujo libre de la línea no se ve limitada ni especialmente reducida.

La Fig. 3 muestra una modificación de la forma de realización descrita anteriormente. En este caso, el sensor 2 eléctrico lleva integrados componentes eléctricos/en forma de resistencias de medición para la medición de la temperatura, así como otro componente 13 eléctrico. El otro componente 13 eléctrico, que en el presente caso es un elemento medidor de presión para formar un sensor de presión, está dispuesto en el lado frontal y está unido con el elemento 1 portante a través de una pieza moldeada con un plástico 12.

El sensor 2 eléctrico mostrado en la Fig. 3 se puede integrar en una línea que transporta medios, de tal manera que el eje A longitudinal del sensor 2 esté alineado paralelo a la dirección de flujo principal del medio dentro de la línea y parte del medio fluya en la cavidad 3 del sensor 2. Para garantizar el flujo a través de la línea, preferiblemente el diámetro D<a>exterior del sensor 2 eléctrico es más pequeño que el diámetro interior de la línea, de modo que el medio fluye tanto hacia el interior del sensor 2 como fuera del sensor 2. Con ayuda del otro componente 13 eléctrico también se puede medir la presión en la línea de transporte de medios.

El sensor 2 eléctrico de la Fig. 3 presenta también como componente 7 resistencias de medición cableadas. Esto significa que las resistencias de medición están provistas de hilos 9 de conexión (véase la Fig. 4), que se insertan en los canales 8 guía cuando las resistencias de medición se insertan en los alojamientos 6 (véase la Fig. 4). Esto elimina el paso de contactar eléctricamente las resistencias de medición. El otro componente 13 eléctrico dispuesto delante tiene líneas 14 de conexión que salen del componente 13 por la cara frontal (véase la Fig. 4).

La Fig. 5 muestra un elemento 1 portante según la invención para formar un sensor 2 eléctrico, que presenta como componentes 7 eléctricos dos resistencias de medición cableadas. A diferencia de las formas de realización de las Figuras 1 a 4, aquí el elemento 1 portante tubular no tiene una sección transversal circular, sino más bien una sección transversal cuadrada. El elemento 1 portante presenta en sección transversal tanto un contorno exterior cuadrado, como un contorno interior cuadrado. Las esquinas exterior e interior están ligeramente redondeadas. Las resistencias de medición están alojadas, por ejemplo, en dos paredes de esquina del elemento 1 portante que delimitan la cavidad 3, respectivamente en una superficie 5 del elemento 1 portante alejada de la cavidad 3.

En la Fig. 6 se muestra otra forma de realización preferida de un elemento 1 portante según la invención para un sensor 2 eléctrico. El elemento 1 portante también tiene forma tubular, estando la sección transversal o la forma de la sección transversal del elemento 1 portante basada en una forma libre. La cavidad 3 está delimitada por paredes que son cóncavas o convexas en distintos grados. En una pared, concretamente en una superficie 5 alejada de la cavidad 3, está alojado en un alojamiento 6 un componente 7 eléctrico en forma de una resistencia de medición.

Lista de¡ signos de referencia

1 Elemento portante

2 Sensor

3 Cavidad

4 Superficie

5 Superficie

6 Alojamiento

7 Componente

8 Canal guía

9 Hilo de conexión

10 Plástico

Cara frontal

Plástico

Componente

Línea de conexión

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Sensor (2) eléctrico, en particular sensor de temperatura, con un elemento (1) portante y al menos un componente (7) eléctrico o electrónico que está alojado en un alojamiento (6) del elemento (1) portante y que está fijado en su posición preferiblemente por el elemento (1) portante en al menos una dirección espacial, estando realizado el elemento (1) portante de manera tubular al menos por secciones y delimitando este una cavidad (3) abierta al menos por un lado, y estando realizado el alojamiento (6) para el componente (7) eléctrico o electrónico en una superficie (4) orientada hacia la cavidad (3) o en una superficie (5) alejada de la cavidad (3) del elemento (1) portante, caracterizado por que el elemento (1) portante está encapsulado al menos por secciones con diferentes plásticos (10, 12), siendo preferiblemente un primer plástico (10) un plástico térmicamente conductor y otro plástico (12) un plástico térmicamente no conductor, y estando el elemento (1) portante encapsulado en la zona del al menos un componente (7) eléctrico o electrónico con un plástico (10) que es un plástico eléctricamente aislante y/o térmicamente conductor.

2. Sensor (2) eléctrico según la reivindicación 1, caracterizado por que el elemento (1) portante comprende, al menos en una sección, un contorno exterior que se desvía de la forma circular y/o un contorno interior que delimita la cavidad y se desvía de la forma circular.

3. Sensor (2) eléctrico según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el al menos un alojamiento (6) está diseñado como una escotadura en el elemento (1) portante, estando las dimensiones de la escotadura adaptadas preferiblemente a las dimensiones del componente (7) eléctrico o electrónico que se va a insertar en el mismo.

4. Sensor (2) eléctrico según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que al menos un canal (8) guía para guiar uno o más hilos (9) de conexión del componente (7) eléctrico o electrónico o una línea de conexión eléctrica está conectado a al menos un alojamiento (6), discurriendo el canal (8) guía preferiblemente en dirección longitudinal y/o estando el canal (8) guía diseñado como una ranura longitudinal en el elemento (1) portante.

5. Sensor (2) eléctrico según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el elemento (1) portante comprende varios alojamientos (6) que están dispuestos preferiblemente a distancia entre sí, en particular a una distancia angular, en la dirección circunferencial del elemento (1) portante.

6. Sensor (2) eléctrico según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el elemento (1) portante está fabricado al menos por secciones de plástico, preferiblemente de un plástico eléctricamente aislante y/o térmicamente conductor, y/o es una pieza moldeada por inyección.

7. Sensor (2) eléctrico según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el componente (7) eléctrico o electrónico es una resistencia de medición, por ejemplo, una resistencia de medición de platino, en particular una resistencia de medición de platino en diseño SMD, o una resistencia NTC.

8. Sensor (2) eléctrico según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el componente (7) eléctrico o electrónico comprende hilos (9) de conexión, que son recibidos en al menos un canal (8) guía del elemento (1) portante.

9. Sensor (2) eléctrico según la reivindicación 1, caracterizado por que la superficie (4) orientada hacia la cavidad (3) y/o la superficie (5) alejada de la cavidad (3) y/o al menos una cara (11) frontal del elemento (1) portante están encapsuladas al menos por secciones con plástico (10).

10. Sensor (2) eléctrico según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sensor (2) eléctrico comprende al menos un otro componente (13) eléctrico o electrónico, que es preferiblemente un elemento de medición de presión para formar un sensor de presión.

11. Sensor (2) eléctrico según la reivindicación 10, caracterizado por que el al menos otro componente (13) eléctrico o electrónico está integrado circunferencialmente o en la cara frontal en el sensor (2) eléctrico.

12. Línea de transporte de medios con una sección o una ramificación que está conformada por un sensor (2) eléctrico según una de las reivindicaciones 1 a 11 y/o que aloja un sensor (2) eléctrico según una de las reivindicaciones 1 a 11.