專利名稱：用于腐蝕性環(huán)境條件下的護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)和護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有至少一個(gè)內(nèi)導(dǎo)電體的，可用于腐蝕性環(huán)境條件下的護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)和一種制造抵抗腐蝕性環(huán)境條件的護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的方法。
已知多種不同形式的和例如用作溫度測(cè)頭的這類護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，這種溫度測(cè)頭可用來(lái)測(cè)量耐高溫測(cè)量對(duì)象上的溫度。這種溫度測(cè)頭由一管狀金屬護(hù)套組成，它里面這樣地安裝一導(dǎo)電體，使得它相對(duì)于護(hù)套電絕緣。這里導(dǎo)體做成電阻絲，其中電阻絲的電阻值用來(lái)測(cè)量溫度。為了導(dǎo)體相對(duì)于護(hù)套管的電絕緣通常采用電絕緣的松散材料，它在護(hù)套管壓扁形成扁平溫度測(cè)頭后構(gòu)成一用于電阻絲的絕緣填料。
為了防止這類溫度腐蝕測(cè)頭由于例如通過(guò)測(cè)量環(huán)境內(nèi)高溫的腐蝕而損壞，眾所周知護(hù)套和/或電阻絲由耐腐蝕的金屬和合金制成。例如內(nèi)導(dǎo)體通常由貴金屬，例如鉑制成，而對(duì)于護(hù)套的制造采用鐵鉻鋁合量。這里鐵鉻鋁合金具有通常5％以下(重量百分比)的鋁含量。
這里缺點(diǎn)是，這種溫度傳感器的加工和成形比較困難，因?yàn)楹狭恐械匿X的成份使護(hù)套導(dǎo)線變脆。這存在這樣的危險(xiǎn)，護(hù)套由于變形-例如為了裝入彎曲的測(cè)量對(duì)象內(nèi)而彎曲一受到損壞以及產(chǎn)生裂紋，如果存在所要求的高鋁含量的話。
因此本發(fā)明的目的是，提供一種具有內(nèi)導(dǎo)電體的護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)以及一種制造護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的方法，這種護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)耐腐蝕性影響，并可以方便地與測(cè)量環(huán)境的形狀相匹配，以裝入測(cè)量部位。其次本發(fā)明的目的是，提供一種制造護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的方法，用這種方法簡(jiǎn)化耐高溫的護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的制造。
按照本發(fā)明這個(gè)目的通過(guò)具有權(quán)利要求1特征的護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)和通過(guò)具有權(quán)利要求5特征的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明優(yōu)良的結(jié)構(gòu)在從屬給出。
本發(fā)明具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的外殼由一通過(guò)擴(kuò)散后續(xù)滲鋁的鋼材組成，通過(guò)這樣的方法可以使護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)易于機(jī)械加工和/或成形，以制成其最終形狀(安裝形狀，使用形狀等等)。護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)可用常用的金屬成形方法，例如冷作成形，錘鍛或沖壓加工，并且盡管如此在其通過(guò)鋼的后續(xù)滲鋁加工完畢后仍然能耐腐蝕性影響。迄今為止存在的護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的良好可成形性，即可機(jī)械加工性和良好的耐腐蝕性-這種良好的耐腐蝕性只有用脆的金屬合金才能達(dá)到-之間的矛盾通過(guò)按本發(fā)明的護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)得以解決。按本發(fā)明的護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)不僅容易制造，而且它也可以方便地加工成希望的形狀。
按照本發(fā)明一種優(yōu)良的結(jié)構(gòu)外殼含有鉻，特別是22至25％(重量百分比)的鉻和6％以上(重量百分比)的鋁。實(shí)際表明，在外殼合金鋼的這種化學(xué)成分時(shí)在其在高溫環(huán)境下的耐腐蝕性和其與材料有關(guān)的壽命方面達(dá)到最佳。
按照本發(fā)明另一種優(yōu)良的結(jié)構(gòu)內(nèi)導(dǎo)電體是至少一根電阻絲。這種電阻絲可以由一種貴金屬或其它金屬合金組成，因?yàn)樗耆荒透g的外殼包圍，并用這種方法通過(guò)外殼保護(hù)。這里電絕緣材料防止，金屬電阻絲和外殼之間建立導(dǎo)電接觸。
按照本發(fā)明另一種優(yōu)良的結(jié)構(gòu)護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)是一種公知的用來(lái)裝入內(nèi)燃機(jī)排氣裝置的催化轉(zhuǎn)化器中的溫度測(cè)頭。溫度測(cè)頭可方便地加工成這樣的形狀，溫度測(cè)頭以此形狀根據(jù)其安裝位置固定在催化器裝置上。盡管如此按本發(fā)明的溫度測(cè)頭具有對(duì)于流過(guò)它旁邊的高溫燃燒廢氣腐蝕性影響的很強(qiáng)的抵抗能力。因此按本發(fā)明的用于催化轉(zhuǎn)化器的溫度測(cè)頭的特征為在高的耐腐蝕性的情況下的良好的可加工性。
按本發(fā)明的用來(lái)制造耐腐蝕性環(huán)境條件的護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的按 5的方法具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的眾所周知的加工，特別是擠壓成一窄長(zhǎng)的護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)和成形為彎曲的護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，可以用簡(jiǎn)單的方法實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橥鈿び梢环N具有很少鋁含量的鉻鋼制成。因此護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的加工更方便，因?yàn)椴槐仡櫦赏鈿げ牧峡赡艹霈F(xiàn)的材料脆性。外殼在其外側(cè)和/或內(nèi)側(cè)上用鋁涂覆，其中只有在制成護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的最終形狀以后才通過(guò)擴(kuò)散退火(Diffusionsgluehen)將外殼表面上的鋁擴(kuò)散到外殼內(nèi)。因此護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的抗腐蝕性影響的能力只有在護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)制成最終形狀之后才產(chǎn)生。按照本發(fā)明一種與此相關(guān)的優(yōu)良實(shí)施形式，在護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)制成最終形狀以后外殼的鋁含量大于6％(重量百分比)。實(shí)際表明，護(hù)套導(dǎo)線材料的鋁含量在6％下時(shí)這種護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)不具備足夠的耐腐蝕性。
按照本發(fā)明另一種優(yōu)良的設(shè)計(jì)在護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)制成最終形狀以后外殼的鋁含量大于6％(重量百分比)，外殼的鉻含量為22至25％(重量百分比)。已經(jīng)證實(shí)，這種鉻鋼鋁合金對(duì)于高腐蝕性環(huán)境條件特別適合。
按照本發(fā)明另一種優(yōu)良的設(shè)計(jì)護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)用作高溫環(huán)境下的溫度測(cè)頭，并且溫度測(cè)頭的最終形狀在工步e中與應(yīng)用環(huán)境和/或安裝結(jié)構(gòu)相匹配。特別是用于例如溫度為1000°K至1500°K的高溫環(huán)境下的溫度測(cè)頭一方面必須是容易加工的，以制成其最終形狀，并且盡管如此在其使用形狀時(shí)是耐腐蝕性影響的。按本發(fā)明的溫度測(cè)頭的制造方法的主要優(yōu)點(diǎn)是，這種溫度測(cè)頭其鋁含量也超過(guò)6％(重量百分比)，并可制成任意形狀。
按照按本發(fā)明的方法的與此相關(guān)的另一種優(yōu)良的方案，護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)作為溫度測(cè)頭裝在內(nèi)燃機(jī)催化轉(zhuǎn)化器中，并且溫度測(cè)頭的最終形狀在方法的工步e中與催化轉(zhuǎn)化器的結(jié)構(gòu)相匹配。特別是在用于越來(lái)越大批量生產(chǎn)的催化轉(zhuǎn)化器中的溫度測(cè)頭中顯現(xiàn)出按本發(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)。這種溫度測(cè)頭一方面要求它能盡可能成本低廉地制造，另一方面它可以很好地加工，這些溫度測(cè)頭必須可以和大量不同的催化轉(zhuǎn)化器在其最終形狀方面相匹配，另一方面必須具有高的耐用度，特別是耐從它旁邊流過(guò)的燃燒廢氣的腐蝕性影響，用按本發(fā)明的方法可以經(jīng)濟(jì)地和用簡(jiǎn)單的方法制造這類溫度測(cè)頭。
在附圖中表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，下面對(duì)它加以詳細(xì)的說(shuō)明。附圖中表示

圖1一具有管狀外殼的護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的局部剖開(kāi)的視2具有做成扁平的外殼的護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的局部剖開(kāi)的俯視圖，圖3圖2中的護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的局部剖開(kāi)的側(cè)視圖，和圖4圖2和3中的護(hù)套線結(jié)構(gòu)在折彎形狀時(shí)的局部剖開(kāi)的側(cè)視圖。
按圖1的護(hù)套結(jié)構(gòu)具有一作為內(nèi)導(dǎo)體的電阻1，它具有一螺旋形的形狀并被一種電絕緣材料2完全包圍。電阻絲1例如可以由一種合金或貴金屬制成。在本實(shí)施例中電絕緣材料2是一種散裝填料，它裝灌在護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的管狀外殼3內(nèi)。護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的外殼3由一種通過(guò)擴(kuò)散后續(xù)滲鋁的鋼組成。這種滲鋁例如可以通過(guò)擴(kuò)散退火形成。外殼只是在之后才滲鋁，通過(guò)這樣的方法護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是，它很容易加工，以制成其最終的形狀。例如護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的加工可以通過(guò)外殼3的成形進(jìn)行，這時(shí)電阻絲1和包圍它的絕緣材料2一起成形。
圖2中表示一護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，其中外殼3做成扁平的。這樣護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)相應(yīng)于前面的說(shuō)明通過(guò)管狀外殼3的擠壓后成形為一扁平的護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)。電阻絲1即使在擠壓后，如圖3中清楚地表示的那樣，也通過(guò)電絕緣材料2相對(duì)于外殼3絕緣。
圖4中表示一按圖2和3的護(hù)套導(dǎo)絲結(jié)構(gòu)的局部剖開(kāi)的側(cè)視圖，這里護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)具有折彎的形狀。在這種護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)中做成扁平的外殼3通過(guò)折彎加工成護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的最終形狀。這里電阻絲1也通過(guò)電絕緣材料與外殼3絕緣。與按圖2和3的護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)不同這里外殼3由一種已經(jīng)滲過(guò)鋁的鋼制成。因?yàn)樽o(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)具有其最終形狀，并且因此不必作其它的加工或成形，外殼3可以滲鋁?，F(xiàn)在鋼鋁合金的脆性不再起什么作用。
本發(fā)明其它的優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)良的結(jié)構(gòu)可以從下面的權(quán)利要求書、附圖和摘要中得到。
附圖標(biāo)記表1 電阻絲 2電絕緣材料3 外殼
權(quán)利要求
1.用于腐蝕性環(huán)境條件下的護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，特別是溫度測(cè)頭，具有至少一個(gè)內(nèi)導(dǎo)電體(1)，它通過(guò)一種電絕緣材料(2)與一金屬外殼(3)電絕緣，其特征為外殼(3)由一種通過(guò)擴(kuò)散后續(xù)滲鋁的鋼制成。
2.按權(quán)利要求1所述的護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，其特征為外殼(3)包含特別是22至25％重量百分比鉻和6％以上重量百分比的鋁。
3.按權(quán)利要求1或2所述的護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，其特征為內(nèi)導(dǎo)體(1)至少是一電阻絲。
4.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，其特征為護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)是一已知的用來(lái)裝在內(nèi)燃機(jī)排氣裝置的催化轉(zhuǎn)化器中的溫度測(cè)頭。
5.用來(lái)制造耐腐蝕性環(huán)境條件的護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的方法，具有以下工步a.至少一根內(nèi)導(dǎo)體(1)通過(guò)一種電絕緣材料(2)電絕緣地裝在一金屬外殼(3)的內(nèi)部，b.金屬外殼(3)由具有很少鋁含量，特別是鋁含量在3％(重量百分比)以下，最好是1％以下的鉻鋼制成，c.外殼(3)和內(nèi)導(dǎo)體(1)以公知的方法加工成一窄長(zhǎng)的護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，d.在工步a至c之前、期間或之后外殼(3)在其外側(cè)和/或其內(nèi)側(cè)上涂鋁，特別是熱滲鋁，e.在護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)制成最終形狀之后外殼(3)表面上的鋁基本上均勻地?cái)U(kuò)散到外殼內(nèi)。
6.按權(quán)利要求5所述的方法，其特征為在工步d以后外殼(3)的鋁含量超過(guò)6％(重量百分比)。
7.按權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征為在工步d以后外殼(3)的鋁含量超過(guò)6％(重量百分比)，外殼(3)的鉻含量為22至25％(重量百分比)。
8.按權(quán)利要求5至7之任一項(xiàng)所述的方法，其特征為護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)用作高溫環(huán)境，特別是1000°K至1500°K溫度下的溫度測(cè)頭，并且溫度測(cè)頭的最終形狀在工步e中與使用環(huán)境和/或安裝結(jié)構(gòu)相匹配。
9.按權(quán)利要求8所述的方法，其特征為護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)作為溫度測(cè)頭裝在內(nèi)燃機(jī)的催化轉(zhuǎn)化器中，并且溫度測(cè)頭的最終形狀在工步e中與催化轉(zhuǎn)化器中的結(jié)構(gòu)匹配。
10.按權(quán)利要求5至7之任一項(xiàng)所述的方法，其特征為護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的最終形狀在工步e中通過(guò)機(jī)械加工和/或成形工藝，特別是冷作成形制成。
全文摘要
推薦一種用于腐蝕性環(huán)境條件下的護(hù)套導(dǎo)線結(jié)構(gòu),具有至少一個(gè)內(nèi)導(dǎo)電體(1),它通過(guò)電絕緣材料(2)與金屬外殼(3)電絕緣,其中外殼(3)由一種通過(guò)擴(kuò)散后續(xù)滲鋁的鋼制成。
文檔編號(hào)G01K1/10GK1372636SQ00812546
公開(kāi)日2002年10月2日 申請(qǐng)日期2000年9月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月14日
發(fā)明者W·毛斯 申請(qǐng)人:排放技術(shù)有限公司