空气质量流量计的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种空气质量流量计，具有以微机电结构形式构成的感应元件，它具有至少一加热元件和至少一感温元件，其中该感温元件由热元件构成，其中该热元件由许多串联的热电偶组成，它们先后被电流流过，并且其中热电偶由第一金属导体和第二金属导体组成，它们分别在端部通过连接位置相互连接，并且其中第一金属导体和第二金属导体由不同的金属构成。
【背景技术】
[0002]空气质量流量计例如在机动车中用于确定由内燃机抽吸的空气质量流量。以关于抽吸的空气质量流量的尽可能可靠的信息为基础，可以通过内燃机的电子控制器这样优化燃烧，使得正好与空气质量流量相协调的燃料量输送到各燃烧室。由此以减少的有害物排放得到改善的能量利用效果。
[0003]由DE 44 07 209 Al已知一种空气质量流量计，它为了确定空气质量流量而插入到进气通道里面，其中总流量的一定分量流经该空气质量流量传感器。为此这个空气质量流量计由插入通道式空气质量流量计构成。该空气质量流量计包括设置在测量通道中的感应元件、设置在外壳中的、用于评价和/或检测感应元件测量值的电子件、以及在感应元件另一侧的出口通道。为了节省空间地布置，上述通道或空气导引路径U形、S形或C形地构成，由此形成总体上紧凑的、由插入部件构成的装置。
[0004]US 5，393，351 Al公开了一种空气质量流量计，其中由热元件构成的感温元件在感应元件边缘区域中受到附加的热元件的保护。
[0005]DE 100 57 403 Al公开了一种热柱形式的热电传感器。热柱形式的热电传感器的输出信号可以通过这样的方式和方法调整，使热电结构为了调整敏感性与许多形成热柱的热电结构串联。
[0006]按照WO 03/089884 Al的理论构成的空气质量流量计在原理上已经证实是可靠的，它由热膜风速计构成。
[0007]在对基于感应元件工作的由微机电系统(MEMS)构成的现代空气质量流量计进行研发时，已经证实，感应元件的测量结果尤其受脏污的不利影响。由于例如由空气质量流中的油滴引起的脏污，通过一段时间在感应元件中产生信号漂移，它可能导致空气质量流的误测量值。但是由微机电系统构成的感应元件具有不能放弃的许多优点，因此本发明的目的是，消除由于感应元件脏污引起的测量结果失真或至少将其限制在低限度内。
【发明内容】
[0008]这个目的通过独立权利要求的特征实现。有利的实施例是从属权利要求的内容。
[0009]按照本发明这个目的由此实现，所述热元件的最开始的一个或多个热电偶和最后的一个或多个热电偶这样极化，使得电流分别首先流过第二金属导体然后流过第一金属导体，其中热元件的设置在最开始的一个或多个热电偶与最后的一个或多个热电偶之间的其余热电偶这样极化，使得电流分别首先流过是第一金属导体然后流过第二金属导体。如果所述热元件的最开始的一个或多个热电偶和最后的一个或多个热电偶被这样极化，即使得电流分别首先流过第二金属导体然后流过第一金属导体，那么会在很大程度上补偿由于在热元件边缘区域中的脏污效应引起的测量结果失真，因为极化的热电偶位于感温元件的边缘部位。最开始的热电偶与最后的热电偶的极性转换虽然略微减少了热元件的信号强度，但是其中热元件可以由1000或更多的热电偶组成，因此在热元件始端与末端的几个换极的热电偶对于信号强度只有非常微小的影响。而通过热元件的这个结构显著改善信号的长期稳定性，因为现在脏污几乎对测量结果没有影响。
[0010]在本发明的改进方案中，所述感应元件具有第一感温元件和第二感温元件。通过第一感温元件和第二感温元件可以确定质量流中的温度差，由此可以确定质量流本身。在此有利的是，第一感温元件相对于加热元件设置在上游，第二感温元件相对于加热元件设置在下游。
【附图说明】
[0011]下面借助于参照附图对实施例的描述给出本发明的其它特征和优点。在不同的附图中，相同的术语和附图标记用于相同的零部件。在此示出:
[0012]图1空气质量流量计，
[0013]图2由微机电系统(MEMS)构成的感应元件，
[0014]图3由微机电系统(MEMS)构成的感应兀件，它设置在空气质量流量计的辅助管里面，
[0015]图4空气质量流通过入口流入到空气质量流量计的辅助管中的情况，
[0016]图5在空气质量流量计中由微机电系统(MEMS)构成的感应元件，该空气质量流量计作为插入销集成到进气管中，
[0017]图6具有第一感温元件和第二感温元件的感应元件，
[0018]图7具有热电堆的空气质量流量计的感应元件，
[0019]图8示出由热元件构成的感温元件。
【具体实施方式】
[0020]图1示出在这里由空气质量流量计2构成的质量流量传感器。空气质量流量计2在这个实施例中作为插入销示出，它插入到进气管I中并且与进气管I固定连接。进气管I向着内燃机汽缸导引质量流，它在这里是空气质量流10。为了使燃料在内燃发动机的汽缸中有效燃烧，必需获得关于供使用的空气质量流量的准确信息。利用供使用的空气质量流量可以推断供使用的氧气，它对于喷入到汽缸中的燃料的燃烧是必需的。此外在图1中空气质量流量计2示出第一感温元件7和第二感温元件8。第一感温元件7和第二感温元件8设置在不同的位置。感温元件7、8通常由电阻或热电堆构成，它们根据在各自的感温元件上存在的温度而具有不同的电阻值。在第一感温元件7与第二感温元件8之间构成加热元件12。通过入口 4进入到空气质量流量计2的外壳3中的一部分空气质量流10首先流过第一感温元件7，然后流过加热元件12，然后空气质量流10到达第二感温元件8并且沿着辅助管5被导引到空气质量流量计2的出口 6。空气质量流10以一确定温度到达第一感温元件7。这个温度被第一感温元件7检测作为绝对温度。然后空气质量流10流过加热元件12，其中空气质量流10根据流过的质量流量或多或少地被加热。当加热的空气质量流10达到第二感温元件8时，空气质量流10这时具有的温度被第二感温元件8确定为绝对温度。由第一感温元件7测得的绝对温度与由第二感温元件8测得的绝对温度的差值可以确定流过的空气质量流量。为此空气质量流量计2本身可以含有评价电子件13，它评价第一感温元件7和第二感温元件8的测量信号。由此获得的关于空气质量流10的信息被继续传递给在这里未示出的发动机控制器。
[0021]要指出，本发明示例地利用空气质量流量计描述，但是这不意味着本发明局限于空气质量流量的测量。通过按照本发明的装置也可以有利地检测和测量其它质量流量。例如可以设想，通过按照本发明的装置测量在烃类罐的扫气管路中的烃类化合物的质量流量。
[0022]图2示出用于空气质量流量计2的感应元件15。感应元件15由微机电系统(MEMS)在唯一的娃芯片上构成。感应元件15按照温差原理工作，由此确定流过的空气流10的质量流量。为此在薄膜17上构成第一感温元件7和第二感温元件8。第一和第二感温元件7、8位于薄膜17表面16上的不同位置。在第一感温元件7与第二感温元件8之间设置加热元件12。在由微机电系统构成的感应元件15上还集成评价电子件13，该评价电子件能够立刻评价感温元件7、8的测量信号并且将其转换成与空气质量流10的流量成比例的信号。但是评价电子件13同样可以良好地集成到下游连接的电子仪器中。关于空气质量流10的信息通过连接垫19和连接导线18传导给在这里未示出的下游的电子发动机控制器。
[0023]在图3中示出由微机电系统(MEMS)构成的用于空气质量流量计2的感应元件15，它在唯一的衬底上构成，其中衬底设置在空气质量流量计2的辅助管5中。在图3中没有空气质量流10通过入口 4，这例如在内燃机熄火时是这种情况。这个状态也称为零质量流量。如果给在感应元件15上的加热元件12供电，那么在加热元件12周围会产生在这里示出的对称的温度分布20。由此第一感温元件7和第二感温元件8测量相同的绝对温度并且在形成感温元件7、8的测温信号差后，评价电子件13识别出在空气质量流量计2的辅助管5中没有空气质量流10。但是温度测量信号的这种在零质量流量时的理想等同可能会例如由于感应元件15上的脏污而受到干扰。
[0024]图4示出空气质量流10穿过入口 4流到空气质量流量计2的辅助管5中的情况。这时可明显看出，在加热元件12周围的温度分布20在第二感温元件8的方向上偏移。由此第二感温元件8测量出比第一感温元件7