(57)【要約】  本発明は、温度プローブ素子（１）および第１のセラミックハウジング部（２００）を備える温度プローブ（１００）を提供する。温度プローブ素子（１）は、１つのセンサ素子（２）および電気配線（複数）（４）を備える。第１のセラミックハウジング部（２００）は、閉じた下側端部（２１５）と開放された上側端部（２１６）とを有するスリーブ形状の下側部分（２１０）、およびこの開放された上側端部（２１６）と結合されている上側部分（２２０）を備える。さらにセンサ素子（２）は、スリーブ形状の下側部分（２１０）内に配設されている。上側部分（２２０）は、凹部２２１を備え、この凹部には、電気配線（４）が、少なくとも部分的に配設されて引回されている。下側部分（２１０）および上側部分（２２０）は、一体的に形成されている。  さらに本発明は、および温度センサシステムを製造するための方法を提示する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度センサシステム（１００）であって、
１つのセンサ素子（２）および電気配線（複数）（４）を備えた１つの温度プローブ素子（１）と、
閉じた下側端部（２１５）と開放された上側端部（２１６）とを有するスリーブ形状の下側部分（２１０）と、当該開放された上側端部（２１６）と結合されている側部分（２２０）とを備えた１つの第１のセラミックハウジング部（２００）と、
を備え、
前記センサ素子（２）は、前記スリーブ形状の下側部分（２１０）に配設されており、
前記上側部分（２２０）は、凹部（複数）（２２１）を備え、当該凹部には前記電気配線（４）が少なくとも部分的に配設されて引回されており、
前記下側部分（２１０）および前記上側部分（２２０）は一体的に形成されている、
ことを特徴とする温度センサシステム。
【請求項２】
前記第１のセラミックハウジング部（２００）は、射出成型部品であることを特徴とする、請求項１に記載の温度センサシステム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の温度センサシステムにおいて、
前記第１のセラミックハウジング部（２００）は、酸化アルミニウム，窒化アルミニウム，または炭化ケイ素を含むことを特徴とする温度センサシステム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の温度センサシステムにおいて、
前記第１のセラミックハウジング部（２００）と結合されており、凹部（複数）（３２１）を有する１つの延長部（３０１）を備える、１つの第２のセラミックハウジング部（３００）を備え、
前記凹部において前記電気配線（４）が少なくとも部分的に配設されて引回されている、
ことを特徴とする温度センサシステム。
【請求項５】
請求項４に記載の温度センサシステムにおいて、
前記第１のセラミックハウジング部（２００）および前記第２のセラミックハウジング部（３００）は、ポリマー，ガラス，またはセラミックの接着剤を含む結合材料によって、互いに結合されていることを特徴とする温度センサシステム。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の温度センサシステムにおいて、
前記第１のセラミックハウジング部の前記下側部分（２１０）に配設されて前記センサ素子（２）を包囲している埋込用材料（４００）を備えることを特徴とする温度センサシステム。
【請求項７】
請求項６に記載の温度センサシステムにおいて、
前記埋込用材料（４００）は、ポリマーまたはガラスまたは酸化アルミニウムを含み、あるいはこれから成ることを特徴とする温度センサシステム。
【請求項８】
前記センサ素子（２）は、ＮＴＣセンサ素子であることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の温度センサシステム。
【請求項９】
請求項８に記載の温度センサシステムにおいて、
前記ＮＴＣセンサ素子（２）は、化学式（Ｙ1-xＣａx）（Ｃｒ1-yＡｌy）Ｏ3の組成を有し、ｘ＝０．０３〜０．０５およびｙ＝０．８５であるペロブスカイト構造を備えることを特徴とする温度センサシステム。
【請求項１０】
請求項８に記載の温度センサシステムにおいて、
前記ＮＴＣセンサ素子（２）は、化学式ＣＯ3-(x+y)ＮｉxＭｎyＯ4の組成を有し、ｘ＝１．３２およびｙ＝１．３２であるスピネル構造を備えることを特徴とする温度センサシステム。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の温度センサシステムを製造するための方法であって、
前記温度プローブ素子（１）、および前記第１のセラミックハウジング部（２００）と前記第２のセラミックハウジング部（３００）を準備するステップと、
前記温度プローブ素子（１）を前記第１のセラミックハウジング部（２００）の前記スリーブ形状の下側部分（２１０）内に配設するステップと、
前記センサ素子（２）が埋込材料（４００）によって包囲されるように、前記第１のセラミックハウジング部（２００）の中に、当該埋込材料（４００）を投入するステップと、
前記電気配線（４）の一部を前記第１のセラミックハウジング部（２００）の前記上側部分（２２０）の延長部（３０１）の前記凹部（２２１）内に配設するステップと、
結合材料（５００）を用いて前記第１のセラミックハウジング部（２００）の前記上側部分（２２０）を前記第２のセラミックハウジング部（３００）と結合するステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記埋込用材料（４００）および前記結合材料（５００）は、同じ材料を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の方法において、
前記電気配線（４）は、硬ろう付け，圧着，または溶接を用いて、接続ケーブル（６００）と接続され、
前記接続ケーブル（６００）は、前記第２のセラミックハウジング部（３００）との前記上側部分（２２０）の結合の前に、前記上側部分（２２０）の前記延長部（３０１）の前記凹部（２２１）内に部分的に配設されることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法において、
前記接続ケーブル（６００）は、第１のセラミックハウジング部（２００）および／または第２のセラミックハウジング部（３００）からの出口領域（７００）において、ポリマーまたはガラスを用いてシーリングされることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度センサシステムに関する。さらに本発明は、温度センサシステムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
監視および制御のために温度を測定することは、様々なアプリケーションを用いて行われており、たとえばセラミックの高温導電体サーミスタ素子（NTC thermistor、“negative temperature coefficient thermistor”），シリコン温度センサ（たとえばいわゆるＫＴＹ温度センサ），白金温度センサ（ＰＲＴＤ，“platinum resistance temperature detector”），または熱電対（ＴＣ，“Thermocouple”）を用いて行われている。
【０００３】
アプリケーションでの容易な取り付けや充分な機械的剛性のため、この温度センサ自体を外部の影響に対して保護するため、および侵食性の媒体による腐食を避けるため、一般的にはプラスチック，単なる金属構造，またはプラスチック-金属結合体からなるハウジング（複数）内に組み込むことが行われる。電気的接続には、一般的にコネクタ接続部および／または導電体リード（Leitungszufuhrungen）がこれらのハウジングに組み込まれる。このようなシステムに適合したシーリングは、ガスケット（Dichtungen），埋込用材料（Vergussmaterialien），および／または接着材料を用いて行われる。
【０００４】
しかしながら、プラスチックハウジングまたはポリマーハウジングを有するセンサシステムは、非常に高い温度の測定には用いられない。このようなプラスチックハウジングまたはポリマーハウジングを有するシステムの最高使用温度は、約２００℃〜２５０℃に制限されている。これに対して、基本的に温度に対しより安定な金属は、複雑なハウジング形状を実現することが極めて困難であり、このためアプリケーションのための多くの幾何形状的要求を満たすことができない。さらに金属ハウジングを有するセンサシステムは、腐食が発生するために、特に侵食性の媒体においては限定的にのみ使用可能である。このように構築されたシステムのもう１つの大きな欠点は、この追加の構造で決定される伝熱および使用される材料の小さな熱伝導によるこのシステムの応答時間の遅延である。
【０００５】
特許文献１には、金属ハウジングを有するセンサシステムが開示されている。
【０００６】
特許文献２には、セラミックスリーブを有するセンサシステム記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許出願公開公報第２４２０８０７Ａ２号
【特許文献２】特開第２０１０−０３２２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の少なくとも幾つかの実施形態の課題は、高い堅牢性および短い応答時間を備えた温度センサシステムを提供することである。さらに本発明のいくつかの実施形態での解決すべき課題は、温度センサシステムを製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
これらの課題は、独立請求項に記載の物および方法によって解決される。本発明の有利な実施形態および変形実施例は、従属項および以下の記載と図から示される。
【００１０】
本発明の少なくとも１つの実施形態による温度センサシステムは、１つの温度プロープ素子を備え、この温度プロープ素子は、１つのセンサ素子と電気配線（複数）とを備える。このセンサ素子は、たとえばサーミスタ素子，シリコンセンサ素子または白金センサ素子，または熱電対であってよい。
【００１１】
さらにこの温度センサシステムは、第１のセラミックハウジング部を備える。この第１のセラミックハウジング部は、閉じた下側端部と開放された上側端部とを有するスリーブ形状の下側部分、およびこの開放された上側端部と結合されている上側部分を備える。このスリーブ形状の下側部分の閉じた下側端部は、上記の第１のセラミックハウジング部の外面に、たとえば、このスリーブ形状の下側部分の円錐状のテーパー先端または丸められた先端として形成されていてよい。この温度プロープ素子のセンサ素子は、好ましくはこのスリーブ形状の下側部分内に配設されている。たとえばこのセンサ素子は、このスリーブ形状の下側部分の内側で、上記の閉じた下側端部の近傍に配設されていてよく、ここで上記の電気配線がセンサ素子から外側に上記の開放された上側端部に延在している。
【００１２】
もう１つの実施形態によれば、この開放された上側端部と結合されている第１のセラミックハウジング部の上側部分は凹部（Aussparungen；複数）を備え、これらの凹部に温度プローブ素子の電気配線が少なくとも部分的に配設されて引回されている。これらの凹部は、たとえば内部にあるポケット部（Taschen；複数）または沈下部（Vertiefungen；複数）の形態で実装されていてよく、これらは上記の電気配線の引回しおよび収容に用いられる。
【００１３】
もう１つの実施形態によれば、第１のセラミックハウジング部の下側部分および上側部分は、一体的に形成されている。たとえばこの下側部分および上側部分は、１つの共通な製造プロセスで製造されていてよい。具体的には、この下側部分および上側部分は、たとえば固定具を用いた結合方法で互いに結合された、２つの別々に製造された部品ではない。上記の第１のセラミックハウジング部の下側部分と上側部分との間には接合部分が存在しないので有利である。
【００１４】
もう１つの実施形態によれば、第１のセラミックハウジング部は１つの射出成型部品である。たとえばこの第１のセラミックハウジング部は、いわゆるセラミック射出成形技術を用いて製造されていてよい。このセラミック射出成形技術を利用して、非常に複雑で、カストマの要求に合った、高い機械的強度を備えたセラミックハウジング構造を高精度かつ再現性良く製造することができ有利である。
【００１５】
もう１つの実施形態によれば、第１のセラミックハウジング部は、大きな熱伝導率を有するセラミック材料を含む。たとえばこの第１のセラミックハウジング部は、酸化アルミニウム，窒化アルミニウム，または炭化ケイ素から成っていてよい。これらの材料は、非常に大きな機械的強度を有し、本発明による温度センサシステムに必要な機械的安定性を与え、そのアプリケーションにおいて要求される負荷条件を満たすので有利である。さらに本発明による温度センサシステムは、第１のセラミックハウジング部のこれらの材料特性のおかげで、非常に小さな応答時間を備えている。この応答時間は、第１のセラミックハウジング部の壁厚および材料によって、たとえば６秒未満であり、有利には３秒未満である。
【００１６】
もう１つの実施形態によれば、第１のセラミックハウジング部は、上記のスリーブ形状の下側部分の領域に、０．３〜３ｍｍの壁厚を備える。特に好ましい実施形態によれば、この第１のセラミックハウジング部は、このスリーブ形状の下側部分の領域に、０．５〜１．５ｍｍの壁厚を備える。これによってこの温度センサシステムのとりわけ小さな応答時間を達成することができ、同時に十分な安定性を達成することができる。
【００１７】
もう１つの実施形態によれば、本発明による温度センサシステムは、第２のセラミックハウジング部を備え、この第２のセラミックハウジング部は、上記の第１のセラミックハウジング部の上側部分と結合されている。この第２のセラミックハウジング部は、好ましくはこの温度センサシステムを封止している。この上側部分は、たとえば１つの延長部を備え、この延長部は、上記のスリーブ形状の下側部分の開放された上側端部の中に突き出しており、これを用いて当該上側部分を当該下側部分に固定することができる。
【００１８】
好ましくはこの延長部は凹部（複数）を備え、これらの凹部に温度プローブ素子の電気配線（複数）が、少なくとも部分的に配設されて引回されている。このようにして上記の第１のセラミックハウジング部および第２のセラミックハウジング部には、一体化された、好ましくは上記の電気配線に幾何形状的に合わせられた配線ガイド部が設けられている。さらにこの第１と第２のセラミックハウジング部は、シール面（複数）が設けられてよく、これらのシール面は、たとえば接着用の結合材料で充たされてよい。
【００１９】
もう１つの実施形態によれば、第２のセラミックハウジング部は、第１のセラミックハウジング部と同じ材料を含んでいる。この第２のセラミックハウジング部は、好ましくは第１のセラミックハウジング部と同様に、セラミック射出成型技術を用いて製造することができる射出成型部品である。
【００２０】
もう１つの実施形態によれば、第１および第２のセラミックハウジング部は、結合材料によって互いに結合されている。この結合材料は、たとえば温度センサシステムの使用温度に依存して、ポリマー，ガラス，またはセラミックの接着剤を含むか、あるいはポリマー，ガラス，またはセラミックの接着剤であってよい。好ましくは第１および第２のセラミックハウジング部は、この結合材料を用いて、シール面の圧力嵌め（kraftschlussig）および形状嵌め（formschlussig）で互いに結合されている。
【００２１】
もう１つの実施形態によれば、温度センサシステムは、１つの埋込用材料（Vergussmaterial）を備えてよく、この埋込用材料は上記の第１のセラミックハウジング部の下側部分に配設されてセンサ素子を包囲している。好ましくはこのセンサ素子はこの埋込用材料によって完全に包囲されている。この埋込用材料は、たとえばポリマーであってよく、好ましくは温度安定なポリマー，ガラス，または、たとえばアルミナセメント（Aluminiumoxidzement）のようなセメント状の材料を含んでよく、あるいはこれらの材料の１つから成っていてよい。この際この埋込用材料は、特にこの温度センサシステムの使用温度に依存して選択される。たとえばこの埋込用材料は、３００℃までの使用温度では温度安定なポリマーを含むか、あるいはこれから成っていてよい。１０００℃までの使用温度では、特にガラスまたはセメント状の材料が好ましい。
【００２２】
もう１つの実施形態によれば、上記の埋込用材料と結合材料は、同じ材料を含んでいる。たとえば埋込用材料として、接着性を有する温度安定な埋込用材料が使用されてよい。上記の第１および第２のセラミックハウジング部の接着用の材料は、同時に上記の電気配線（複数）および／またはこれらの電気配線によって接続される接続ケーブル（Anschlussleitungen；複数）の固定、および／またはこれらの電気配線および配線ガイド部の接続部位への充填に用いられる。
【００２３】
もう１つの実施形態によれば、上記の温度プローブ素子の電気配線（複数）は、好ましくは小さな腐食性を有する１つ以上の温度安定な材料を含み、あるいは１つ以上のこのような材料から成っている。これらの電気配線は、たとえば鉄あるいは、白金，金，または銀のような貴金属から成るワイヤであってよい。さらにこれらの電気配線は、たとえばクロムおよび／またはニッケルを多く含む高温安定なスチール合金であってよく、あるいはニッケルで被覆した銅ワイヤで形成されていてよい。
【００２４】
もう１つの実施形態によれば、これらの電気配線は接続ケーブルと接続されている。好ましくはこれらの接続ケーブルは、はんだ付け可能である。たとえばこれらの接続ケーブルも、同様に少なくとも部分的に、第１のセラミックハウジング部の上側部分の凹部の中に引回されていてよい。これらの電気配線の接続ケーブルとの接続は、たとえば高温溶着処理によって行われ、たとえば硬ろう付け（Hartloten），圧着（Crimpen），または溶接によって行われる。
【００２５】
もう１つの実施形態によれば、これらの接続ケーブルは、少なくとも一部の領域が被覆されている。たとえばこれらの接続ケーブルは被覆部を備え、この被覆部は、たとえば３００℃までの使用温度ではポリマーを備え、あるいはポリマーから成っている。３００℃を越える使用温度では、たとえば３００℃〜１０００℃での使用温度では、この被覆部はガラスファイバーを含むかあるいはこれから成っていてよい。もう一つの実施形態によれば、これらの接続ケーブルは金属で被覆された無機絶縁ケーブルとして実装されている。これらの接続ケーブルの電気的インタフェースとの接続は、たとえば必要に応じて、コネクタ接続または圧着，はんだ付け，あるいは溶接で行われる。
【００２６】
もう１つの実施形態によれば、上記の温度センサシステムは、１つの出口領域を備え、この出口領域において、第１および第２のセラミックハウジング部からの電気配線および／または接続ケーブルが出されている。好ましくはこの出口領域は、シーリングを用いて封止されている。このシーリングは、たとえばポリマー，ガラス，またはセラミックの埋込用材料を含み、あるいはこれらの材料の１つから成っていてよい。この際特に３００℃までの使用温度では、ポリマーによるシーリングが適しており、３００℃を越える使用温度では、ガラスを用いたシーリングが適している。１つの好ましい実施形態によれば、このシーリングは、上記の埋込用材料および／または結合材料と同じ材料を含んでよい。
【００２７】
もう１つの実施形態によれば、上記のセンサ素子はＮＴＣセンサ素子である。ＮＴＣセンサ素子は、とりわけその小さな製造コストを特徴としている。このＮＴＣセンサ素子には、たとえばガラススリーブが設けられていてよい。
【００２８】
もう１つの実施形態によれば、上記のセンサ素子はペロブスカイト構造を有する。たとえば、このセンサ素子は、Ｙ，Ｃａ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｏの元素を含むペロブスカイト構造を有する。好ましくは、このセンサ素子は、一般化学式ＡＢＯ3のペロブスカイト構造を有する１つのセラミック材料を含む。特に高い適用温度での使用、たとえば３００℃〜１０００℃の間での使用では、このようなセンサ素子が好ましい。とりわけ好ましくは上記の機能セラミックのセンサ素子は、（Ｙ1-xＣａx）（Ｃｒ1-yＡｌy）Ｏ3の組成を有し、ｘ＝０．０３〜０．０５およびｙ＝０．８５である。
【００２９】
もう１つの他の実施形態によれば、上記のセンサ素子はスピネル構造を有する。たとえばこのセンサ素子は、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ｏの元素を含むスピネル構造であってよい。好ましくは、このセンサ素子は、一般化学式ＡＢ2Ｏ4あるいはＢ（Ａ，Ｂ）Ｏ4のスピネル構造を有する１つのセラミック材料を含む。このようなセンサ素子は、とりわけ低い適用温度、たとえば３００℃までの使用が好ましい。とりわけ好ましくは、上記の機能セラミックのセンサ素子は、Ｃｏ3-(x+y)ＮｉxＭｎyＯ4の組成を有し、ｘ＝１．３２およびｙ＝１．３２である。
【００３０】
ここに記載する温度センサシステムの利点は、ハウジンング寸法の非常に精度の良い実装にあり、このハウジング寸法は、追加のシステム部品無しに簡単かつ標準的な取付を可能とし、非常に小さな応答時間と同時に、非常に大きな機械的および化学的堅牢性、また極めて長時間の安定性を可能とする。以上によりここに記載する、第１および第２のセラミックハウジング部によってセラミックカプセル化された温度センサシステム（複数）は、高い適用温度でも、またとりわけ侵食性の媒体あるいはガスにおいても使用することができる。
【００３１】
さらに本発明は、および温度センサシステムの製造方法に関する。この製造方法で製造された温度センサシステムは、上述の実施形態の１つ以上の特徴を備えることができる。以上および以下に記載する実施形態は、温度センサシステムに有効であり、およびまたこの圧力センサの製造方法にも同様に有効である。
【００３２】
１つの実施形態によれば、上記の温度プローブ素子および、たとえばセラミック射出成型技術で製造された第１と第２のセラミックハウジング部が準備される。この第１および第２のセラミックハウジング部の製造では、たとえば構造セラミック粉末であるセラミックの工業原料が適合した形状に射出される。このセラミック粉末は、たとえば酸化アルミニウム粉末，窒化アルミニウム粉末，または炭化ケイ素粉末，および有機バインダ剤を含んでいる。これより生成される、いわゆるグリーン体は、好ましくはこれに続いた脱バインダ工程で殆ど有機成分が取り除かれる。この脱バインダ工程は、２段階すなわち水性および熱的な工程であるか、または１段階すなわち熱的な工程のみである。この後、この脱バインダされたグリーン体は、好ましくは適合した温度、たとえば酸化アルミニウムの場合は純度によって約１６００℃〜１７００℃で焼結される。
【００３３】
１つの実施形態によれば、上記の温度プローブ素子は、上記の第１のセラミックハウジング部のスリーブ形状の下側部分の中に配設される。この後埋込用材料が、この第１のセラミックハウジング部の中に、このセンサ素子がこの埋込用材料によって完全に包囲されるように投入される。さらに上記の電気配線が、この第１のセラミックハウジング部の上側部分の凹部の中に配設される。続いてこの第１のセラミックハウジング部の上側部分は、たとえばポリマー，ガラス，またはセラミックの接着材を含む結合材料を用いて、上記の第２のハウジング部と結合される。１つの好ましい実施形態によれば、上記の埋込用材料と結合材料は、同じ材料を含んでいる。
【００３４】
もう１つの実施形態によれば、上記の温度プローブ素子の電気配線（複数）は、硬ろう付け，圧着，または溶接を用いて接続される。さらに、好ましくはこれらの電気配線および／または接続ケーブルの一部の領域が、第２のセラミックハウジング部との上記の上側部分の結合の前に、上記の第１のセラミックハウジング部の上側部分の凹部（複数）の中に部分的に配設される。
【００３５】
もう１つの実施形態によれば、これらの接続ケーブルは、続いて第１および／または第２のセラミックハウジング部からの出口領域において、ポリマーまたはガラスを用いてシーリングされる。
【００３６】
本温度センサシステムのさらなる有利点および有利な実施形態を、図１〜７に記載した実施形態を参照して、以下に示す。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】１つの実施例による温度センサシステムの概略外観図である。
【図２】１つの実施例による温度センサシステムの概略外観図である。
【図３】１つの実施例による温度センサシステムの概略外観図である。
【図４】１つの実施例による温度センサシステムの概略外観図である。
【図５】図１〜４の温度センサシステムの概略断面図である。
【図６】図１〜４の温度センサシステムを分解図で示した概略図である。
【図８】もう１つの実施例による温度センサシステムの製造方法の図である。
【００３８】
実施例及び図において、同等の、または同等に機能する構成要素には同じ参照符号が付されている。図示されている要素及びそれら相互の大きさの関係は、基本的に寸法通りとはなっていない。むしろ、例えば層や部品や領域のような個々の要素は、より見易くするため、及び／またはよりよく理解されるように、誇張した厚みや大きさで表されている場合がある。
【００３９】
図１〜４は、ここに記載する１つの実施例による温度センサシステム１００の様々な外観図である。ここで図３に示す温度センサシステム１００は、第２のセラミックハウジング部３００が無い状態で示されている。図５は、図１〜４に示す温度センサシステム１００を断面図で示したものであり、図６はこの温度センサシステム１００を分解図で示したものである。以下の説明はこれらの図１〜６を同様に参照するものである。
【００４０】
本発明による温度センサシステム１００は、１つの温度プローブ素子１を備え、この温度プローブ素子は、１つのセンサ素子２および電気配線（複数）４を備える。ここに示す実施例においては、センサ素子２は、ＮＴＣセンサ素子として実装されており、ガラススリーブが設けられている。
【００４１】
センサ素子２は、Ｙ，Ｃａ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｏの元素を含むペロブスカイト構造を有する。具体的には、このセンサ素子２は、（Ｙ1-xＣａx）（Ｃｒ1-yＡｌy）Ｏ3の組成を有し、ｘ＝０．０３〜０．０５およびｙ＝０．８５である。これにより温度センサシステム１００は、有利に高い適用温度で使用され、たとえば３００℃〜１０００℃の使用に適している。
【００４２】
代替として、センサ素子２は、スピネル構造を有してよい。ＮＴＣセンサ素子の代替として、このセンサ素子２はたとえばシリコンセンサ素子，白金センサ素子，または熱電対であってよい。
【００４３】
さらに、温度センサシステム１００は、第１のセラミックハウジング部１００を備え、この第１のセラミックハウジング部１００は、閉じた下側端部２１５と開放された上側端部２１６とを有するスリーブ形状の下側部分２１０、およびこの開放された上側端部２１６と結合されている上側部分２２０を備える。このスリーブ形状の下側部分２１０と上側部分２２０とで一緒に１つの「Ｌ形状」の本体を形成し、この本体は一体的に形成されている。第１のセラミックハウジング部２００は、セラミック射出成型方法を用いて製造されている１つの射出成型部品である。この第１のセラミックハウジング部２００は、酸化アルミニウムを含む。代替としてこの第１のセラミックハウジング部２００は、窒化アルミニウム，または炭化ケイ素を含んでもよく、あるいはこれらの材料の１つから成っていてもよい。
【００４４】
センサ素子２は、スリーブ形状の下側部分２１０内で、上記の閉じた下側端部２１５の近傍に配設されている。このセンサ素子２と接続されている電気配線４は、開放された上側端部２１６の方向に延びている。第１のセラミックハウジング部２００の上側部分２２０は、凹部（複数）２２１を備え、これらの凹部には、上記の温度プローブ素子１の電気配線４が、少なくとも部分的に配設されて引回されている。
【００４５】
この温度センサシステム１００は、さらに上記の第１のセラミックハウジング部２００の上側部分２２０と結合されている、第２のセラミックハウジング部３００を備える。この第２のセラミックハウジング部３００は、凹部（複数）３２１を有する１つの延長部３０１を備え、これらの凹部に、上記の電気配線が少なくとも部分的に配設されて引回されている。この第２のセラミックハウジング部３００は、同様に酸化アルミニウムを含み、また射出成型部品として製造されていてもよい。
【００４６】
第１および第２のセラミックハウジング部２００，３００は、結合材料５００を用いて互いに結合されている。この結合材料５００は、ポリマーを含んでいる。代替としてこの結合材料５００は、ガラスまたはセラミックの接着材を含んでよく、あるいはこれらの材料の１つから成っていてよい。
【００４７】
上記の第１のセラミックハウジング部２００のスリーブ形状の下側部分２１０内には、埋込用材料４００が配設されており、この埋込用材料はこの温度プローブ素子１のセンサ素子２を包囲している。この埋込用材料４００は、ポリマーを含んでいる。代替としてこの埋込用材料４００は、ガラスまたはセメント状の材料、たとえばアルミナセメントを含んでよく、あるいはこれらの材料の１つから成っていてよい。
【００４８】
電気配線４は、硬ろう付けを用いて温度安定な接続ケーブル６００と接続されている。代替として、電気配線４は、圧着または溶接を用いてこれらの接続ケーブル６００と接続されていてよい。これらの接続ケーブル６００は、ポリマーから成る被覆部を備える。さらに、これらの接続ケーブル６００の被覆部はガラスファイバーから成っていてよく、あるいはこれらの接続ケーブル６００は金属被覆された無機絶縁ケーブルとして実装されていてよい。これらの接続ケーブル６００は、圧着を用いてコネクタ接続部８００に接続されている。代替として、この接続ケーブル６００とコネクタ接続部８００との接続は、はんだ付けまたは溶接を用いて行われてよい。
【００４９】
温度センサシステム１００は、出口領域７００を備え、ここで上記の第１および第２のセラミックハウジング部２００，３００から上記の接続ケーブル６００が出されている。この出口領域７００は、ポリマーを含むシーリング９００を用いて封止されている。代替としてこのシーリング９００は、ガラスまたはセラミックの埋込用材料を含んでよく、あるいはこれらの材料の１つから成っていてよい。
【００５０】
ここで記載する温度センサシステム１００は、非常に短い応答時間、非常に大きな機械的および化学的堅牢性、および良好な長期安定性を備えており、有利である。以上により本発明による温度センサシステム１００は、高い適用温度でも、また特に侵食性の媒体あるいはガスにおいても使用することができる。この温度センサシステム１００のさらなる利点は、このハウジングの極めて精度の高い実装にあり、これは追加のシステム部材無しに、容易かつ標準化された取付を可能とする。
【００５１】
図７は、ここで説明した１つの実施例による温度センサシステム１００の製造方法を示す。ここで第１の方法ステップ１０において、温度プローブ素子１および第１と第２のセラミックハウジング部２００，３００が準備される。第１および第２のセラミックハウジング部２００，３００は、好ましくはセラミック射出成型技術を用いて製造される。この際、酸化アルミニウム粉末および有機バインダ剤から成る構造セラミック粉末を含むセラミック工業原料が用いられ、所望の形状に射出成型され、これによって生成されるグリーン体は、続いて脱バインダ処理でほとんど有機成分が除去される。この後この脱バインダされたグリーン体は、１６００℃〜１７００℃で焼結される。
【００５２】
これに続く方法ステップ２０において、温度プローブ素子１は、上記の第１のセラミックハウジング部２００のスリーブ形状の下側部分２１０の閉じた下側端部２１５に配設される。この後方法ステップ３０において、上記のセンサ素子２が埋込用材料４００で包囲されるように、この第１のセラミック部分２００の中に、具体的には上記のスリーブ形状の下側部分２１０内に埋込用材料４００が投入される。この埋込用材料４００は、好ましくはポリマーを含んでいる。代替としてこの埋込用材料４００は、ガラスまたはセメント状の材料、たとえばアルミナセメントを含んでよく、あるいはこれらの材料の１つから成っていてよい。これに続く方法ステップ４０において、温度プローブ素子１の電気配線４の一部が、上記の第１のセラミックハウジング部２００の上側部分２２０の凹部２２１の中に配設される。この後この第１のセラミックハウジング部２００の上側部分２２０は、方法ステップ５０において、たとえばポリマー，ガラス，またはセラミックの接着材を含む結合材料５００を用いて、第２のセラミックハウジング部３００と結合され、ここで電気配線４の部分は上記の第２のセラミックハウジング部３００の延長部３０１の凹部３２１で引回される。続いて出口領域７００が、ポリマーを含むシーリング９００を用いて封止される。代替としてこのシーリング９００は、ガラスまたはセラミックの埋込用材料を含んでもよく、あるいはこれらの材料の１つから成っていてもよい。
【００５３】
上記の図に示された実施例においては、代替としてまたは追加的に発明の概要に記載された実施例による他の特徴を備えてよい。
【００５４】
本発明は、実施例を参照した説明によってこれらの実施例に限定されているのではなく、すべての新規な特徴及び特徴のすべての組み合わせを包含する。これは具体的には請求項（複数）中の特徴のすべての組み合わせを含み、この特徴ないしこの組み合わせ自体が請求項（複数）ないし実施例中に明示されていない場合も含む。
【符号の説明】
【００５５】
１００  ：  温度センサシステム
２００  ：  第１のセラミックハウジング部
２１０  ：  下側部分
２１５  ：  閉じた下側端部
２１６  ：  開放された上側端部
２２０  ：  上側部分
２２１，３２１  ：  凹部
３００  ：  第２のセラミックハウジング部
３０１  ：  延長部
４００  ：  埋込用材料
５００  ：  結合材料
６００  ：  接続ケーブル
７００  ：  出口領域
８００  ：  コネクタ接続部
９００  ：  シーリング
１  ：  温度プローブ素子
２  ：  センサ素子
４  ：  電気配線
１０，２０，３０，４０，５０  ：  方法ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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