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HINTERGRUND
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(a) Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Gassensor, insbesondere, auf einen Gassensor der eingerichtet ist, Leckage eines spezifischen Gases wie Wasserstoff zu erkennen.
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(b) Beschreibung des Stands der Technik
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Bei der Verwendung von entflammbarem Wasserstoffgas besteht Explosionsgefahr aufgrund von Leckagen. Daher ist bei der Verwendung von Wasserstoffgas der Einsatz einer Technik zum Erkennen von Wasserstoffgasleckagen unerlässlich, um einen Unfall aufgrund von Wasserstoffgasleckagen zu verhindern.
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Im Allgemeinen wird Wasserstoffgas in verschiedenen Bereichen verwendet, von der Halbleiter-Dünnschichtverarbeitung bis hin zu Automobil-Brennstoffzellen und Raketentreibstoffen in der Luft- und Raumfahrtindustrie sowie Wasserstoff-Brennstoffzellen, und das Einsatzspektrum wird aufgrund der technologischen Entwicklung allmählich erweitert.
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Ein Gassensor, der zum Erkennen von Wasserstoffgas eingerichtet ist, umfasst eine Wasserstoffmessfühler, der Leckage von Wasserstoffgas unter Verwendung verschiedener Wasserstofferkennungsmethoden erkennt, wie z. B. eine katalytische Verbrennungsmethode unter Verwendung eines Katalysators, eine Halbleitermethode unter Verwendung eines Halbleiteroxids und einen Elektrolytsensor unter Verwendung eines Elektrolyten, der mit Wasserstoff reagiert.
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Zum Beispiel weist ein herkömmlicher Gassensor typischerweise einen Erkennungsraum zum Einleiten von Gas in das Innere des Gassensors auf, um ein spezifisches Gas zu erkennen, und es wird eine Technik zum Befestigen eines Filters an einem offenen Bereich des Erkennungsraums bei dem Gassensor angewendet. Der herkömmliche Gassensor weist jedoch das Problem auf, dass es schwierig zu verhindern ist, dass Fremdstoffe wie z. B. Feuchtigkeit in einen Kopplungsabschnitt eindringen, in dem der Filter und das Gehäuse miteinander gekoppelt sind.
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Die vorstehenden Ausführungen sollen lediglich zum Verständnis des Hintergrunds der vorliegenden Offenbarung beitragen und bedeuten nicht, dass die vorliegende Offenbarung in den Bereich des verwandten Standes der Technik fällt, der dem Fachmann bereits bekannt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Dementsprechend ist ein Gassensor vorgesehen, der so eingerichtet ist, dass er das Eindringen von Fremdstoffen in einen Gaserkennungsraum verhindert.
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Um das oben beschriebene Ziel zu erreichen, ist gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein Gassensor vorgesehen, der Folgendes umfasst: ein Gehäuse, das einen offenen Bereich an einer Seite des Gehäuses aufweist; eine Leiterplatte, die fest innerhalb des Gehäuses vorgesehen ist, wobei die Leiterplatte einen Gaserkennungsraum in dem Gehäuse definiert, der mit dem offenen Bereich des Gehäuses in Verbindung steht, wobei die Leiterplatte ein Messfühler aufweist, der in dem Gaserkennungsraum angeordnet ist und eingerichtet ist, um ein spezifisches Gas zu erkennen; eine Halterung, die innerhalb des Gaserkennungsraums vorgesehen ist und an dem Gehäuse befestigt ist, wobei die Halterung ein Durchgangsloch aufweist, das mit dem offenen Bereich des Gehäuses in Verbindung steht; und einen Filter, der innerhalb des Gaserkennungsraums vorgesehen und mit der Halterung oder dem Gehäuse gekoppelt ist, um das Durchgangsloch oder den offenen Bereich abzudecken.
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Das Gehäuse kann eine Stütze umfassen, die derart ausgedehnt sein kann, dass sie aus einer Bodenoberfläche an einem Umfang des offenen Bereichs des Gehäuses in Richtung der Leiterplatte hervorsteht, und die Halterung kann mit der Stütze gekoppelt sein, während sie einen Abstand zu der Bodenoberfläche an dem Umfang des offenen Bereichs des Gehäuses in Richtung der Leiterplatte aufweist.
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Die Halterung kann integral mit der Stütze gekoppelt sein, indem sie daran durch Ultraschallwellen, Laser, Vibration oder Wärme angeschweißt ist.
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Die Halterung kann weiter als die Stütze nach außen ausgedehnt sein, wobei die Halterung eine Einführnut in einem Bereich zwischen einem äußeren Ende und einem inneren Ende der Halterung aufweist, die das Durchgangsloch umschließt, und die Stütze kann mit der Halterung gekoppelt sein, während sie zwischen dem äußeren Ende und dem inneren Ende der Halterung angeordnet und in die Einführnut eingeführt ist.
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Die Halterung kann Vorsprünge aufweisen, wobei die Vorsprünge an einer Vielzahl von Stellen auf dem äußeren Ende oder auf dem inneren Ende der Halterung gebildet sind, in Richtung der Einführnut hervorstehen und in Umfangsrichtung einen Abstand zueinander aufweisen, und die Stütze kann an einer Stelle innerhalb der Einführnut befestigt sein, indem sie in Kontakt mit den Vorsprüngen steht.
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Die Halterung kann eine gekrümmte Oberfläche aufweisen, da das innere Ende der Halterung allmählich nach innen ausgedehnt ist.
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Auf einem Bereich zwischen der Halterung und der Bodenoberfläche in dem Gehäuse, die einen Abstand aufweisen können, kann ein Haftmittel aufgetragen sein, und die Halterung kann durch das Haftmittel mit dem Gehäuse integral gekoppelt sein.
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Die Leiterplatte kann mit dem Gehäuse gekoppelt sein, während sie dem offenen Bereich des Gehäuses zugewandt ist, sodass der Gaserkennungsraum luftdicht gegenüber einem Innenraum des Gehäuses gehalten werden kann.
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Das Gehäuse kann eine Lagernut aufweisen, die außerhalb des Gaserkennungsraums angeordnet und in einer Richtung vertieft ist, die zu der Leiterplatte einen Abstand aufweisen kann, wobei das Gehäuse ferner einen elastischen Körper umfasst, der zwischen dem Gehäuse und der Leiterplatte angeordnet und in der Lagernut vorgesehen ist.
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Der Filter kann weiter nach außen als das Durchgangsloch ausgedehnt sein, um das Durchgangsloch abzudecken, und mit der Halterung an einer Seite gekoppelt sein, die dem offenen Bereich des Gehäuses gegenüberliegt.
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Der Filter kann integral mit der Halterung oder dem Gehäuse gekoppelt werden, indem er durch Ultraschallwellen, Laser, Vibration oder Wärme daran angeschweißt ist, während er einen Abstand zu der Leiterplatte aufweist.
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Ein Führungselement kann am Gehäuse befestigt werden, wobei das Führungselement in einer Richtung senkrecht zu einer Durchdringungsrichtung des Durchgangslochs ausgedehnt ist, um das Durchgangsloch an dem offenen Bereich in der Durchdringungsrichtung des Durchgangslochs abzudecken.
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Das Führungselement kann eine kreisrunde Form mit einem Radius aufweisen, der gleich oder länger als ein Abstand zwischen dem Führungselement und dem Durchgangsloch und kürzer oder gleich einem Abstand zwischen dem Führungselement und dem Filter sein kann.
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Der Filter kann zwischen dem Gehäuse und der Halterung vorgesehen sein und sowohl den offenen Bereich des Gehäuses als auch das Durchgangsloch gleichzeitig abdecken, wobei der Filter den Gaserkennungsraum definiert, während er von der Leiterplatte einen Abstand aufweist.
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Das Gehäuse kann eine Stütze umfassen, die derart ausgedehnt sein kann, dass sie aus einer Bodenoberfläche an einem Umfang des offenen Bereichs in Richtung der Leiterplatte hervorsteht, und die Halterung kann am Gehäuse befestigt sein, während sie in die Stütze eingeführt ist.
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Die Halterung kann nach außen ausgedehnt sein, sodass ein Teil oder ein gesamtes äußeres Ende der Halterung weiter als eine innere Umfangsfläche der Stütze nach außen ausgedehnt sein kann, wobei die Halterung durch eine Einpressmethode integral mit der Stütze gekoppelt ist.
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Die Halterung kann einen geneigten Vorsprung aufweisen, wobei der geneigte Vorsprung von wenigstens einer Stelle auf einem äußeren Ende der Halterung nach außen hervorsteht und so eingerichtet ist, dass er beim Einführen in die Stütze verformt wird.
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Der geneigte Vorsprung kann so geneigt sein, dass eine Höhe des geneigten Vorsprungs sich entlang einer Einführrichtung in die Stütze verringern kann, oder so geneigt sein, dass eine Breite des geneigten Vorsprungs sich entlang der Ausdehnung des geneigten Vorsprungs nach außen verschmälern kann.
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Die Stütze kann so eingerichtet sein, dass sie thermisch verformt wird, während sie die Halterung aufnimmt, um so integral mit der Halterung koppelbar zu sein.
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Die Stütze kann höher als eine Höhe der Halterung ausgedehnt sein und, da ein Ende an der Leiterplattenseite der Stütze in Richtung der Leiterplatte gerichtet ist, kann eine innere Umfangsfläche der Stütze derart vertieft sein, dass sie nach außen geneigt ist, sodass die Stütze thermisch nach innen verformt werden kann.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung weist der Gassensor die Halterung und den Filter auf, die innerhalb des Gaserkennungsraums angeordnet sind. Daher kann der Gassensor verhindern, dass durch den Filter gefilterte Fremdstoffe in den Gaserkennungsraum eindringen.
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Darüber hinaus kann durch die Kopplung des Gehäuses mit der Leiterplatte des Gassensors das Austreten von in den Gaserkennungsraum eingeleitetem Gas verhindert werden.
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Figurenliste
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Die obigen und andere Ziele, Merkmale und andere Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden klarer aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, in denen:
- 1 eine perspektivische Ansicht ist, die einen Gassensor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in einem aufgeschnittenen Zustand zeigt;
- 2 eine vergrößerte Ansicht des in 1 dargestellten Gassensors ist;
- 3 eine Schnittansicht ist, die den Gassensor gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt;
- 4 eine Ansicht ist, die die Kopplung zwischen einer Halterung und einer Stütze gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Offenbarung zeigt;
- 5 eine Ansicht ist, die die Kopplung zwischen einer Halterung und einer Stütze gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
- 6 eine perspektivische Ansicht ist, die die Halterung gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Offenbarung zeigt;
- 7 eine perspektivische Ansicht ist, die den Gassensor gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Offenbarung zeigt;
- 8 eine perspektivische Ansicht ist, die den Gassensor in einem aufgeschnittenen Zustand gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
- 9 eine perspektivische Ansicht ist, die die Halterung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
- 10 und 11 eine Vorderansicht und eine Draufsicht sind, die einen vergrößerten Bereich B in 9 zeigen;
- 12 eine perspektivische Ansicht ist, die den Gassensor in einem aufgeschnittenen Zustand gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt; und
- 13 eine Schnittansicht ist, die den Gassensor gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in einem aufgeschnittenen Zustand zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER OFFENBARUNG
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Die hier verwendete Terminologie dient nur der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und ist nicht als Einschränkung der Offenbarung zu verstehen. Die hier verwendeten Singularformen „ein/eine“ und „der/die/das“ umfassen auch die Pluralformen, sofern aus dem Kontext nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht. Es wird ferner davon ausgegangen, dass die Begriffe „umfasst“ und/oder „umfassend“, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein bestimmter Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten spezifizieren, aber das Vorhandensein oder Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließen. Wie hierin verwendet, umfasst der Begriff „und/oder“ jegliche Kombinationen von einem oder mehreren der zugehörigen aufgeführten Elemente. Sofern nicht ausdrücklich anders beschrieben, ist davon auszugehen, dass das Wort „umfassen“ und Abwandlungen wie „umfasst“ oder „umfassend“ die Einbeziehung der genannten Elemente, nicht aber den Ausschluss anderer Elemente bedeuten. Darüber hinaus stehen die in der Spezifikation beschriebenen Begriffe „Einheit“, „-er“, „-ung“ und „Modul“ für Einheiten zur Verarbeitung wenigstens einer Funktion und eines Vorgangs und können durch Hardwarekomponenten oder Softwarekomponenten und Kombinationen davon umgesetzt sein.
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Ferner kann die Steuerlogik der vorliegenden Offenbarung als nichttransitorische computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium verkörpert sein, die ausführbare Programmanweisungen enthalten, die von einem Prozessor, einer Steuerung oder dergleichen ausgeführt werden. Beispiele für computerlesbare Medien umfassen unter anderem ROM, RAM, Compact Disc (CD)-ROMs, Magnetbänder, Disketten, Flash-Laufwerke, Smart Cards und optische Datenspeichergeräte. Das computerlesbare Medium kann auch in netzwerkgekoppelten Computersystemen verteilt sein, sodass das computerlesbare Medium in einer verteilten Weise gespeichert und ausgeführt wird, z. B. durch einen Telematikserver oder ein Controller Area Network (CAN).
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In der folgenden Beschreibung sollen die strukturellen oder funktionalen Beschreibungen, die für beispielhafte Ausführungsformen gemäß dem Konzept der vorliegenden Offenbarung angegeben sind, die beispielhaften Ausführungsformen beschreiben, sodass davon auszugehen ist, dass die vorliegende Offenbarung auf unterschiedliche Weise ausgeführt werden kann, ohne auf die beispielhaften Ausführungsformen beschränkt zu sein.
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Die hierin beschriebenen Ausführungsformen können auf unterschiedliche Weise und in unterschiedlichen Formen geändert werden, obwohl spezifische Ausführungsformen in den Zeichnungen gezeigt und in dieser Beschreibung detailliert beschrieben werden. Es sollte jedoch davon ausgegangen werden, dass die beispielhaften Ausführungsformen gemäß dem Konzept der vorliegenden Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt sind, die im Folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden, sondern alle Modifikationen, Äquivalente und Substitutionen vom Umfang und Geist der Offenbarung umfasst sind.
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Es wird davon ausgegangen, dass, obwohl die Begriffe „erste“ und/oder „zweite“ usw. hier verwendet werden können, um verschiedene Elemente zu beschreiben, diese Elemente nicht durch diese Begriffe eingeschränkt werden sollten. Diese Begriffe werden nur verwendet, um ein Element von einem anderen Element zu unterscheiden. Zum Beispiel könnte ein erstes Element, das unterhalb besprochen wird, als zweites Element bezeichnet werden, ohne von den Lehren der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. In ähnlicher Weise könnte das zweite Element auch als erstes Element bezeichnet werden.
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Es ist davon auszugehen, dass, wenn ein Element als „verbunden mit“ oder „gekoppelt mit“ einem anderen Element bezeichnet wird, es direkt mit einem anderen Element verbunden oder gekoppelt sein kann oder mit einem anderen Element verbunden oder gekoppelt sein kann, wobei ein weiteres Element dazwischen angeordnet ist. Andererseits ist davon auszugehen, dass ein Element, das als „direkt mit einem anderen Element verbunden“ oder „direkt mit einem anderen Element gekoppelt“ bezeichnet wird, mit einem anderen Element verbunden oder gekoppelt sein kann, ohne dass ein weiteres Element dazwischengeschaltet ist. Ferner sollten die hier verwendeten Begriffe zur Beschreibung einer Beziehung zwischen Elementen, d.h. „zwischen“, „direkt zwischen“, „angrenzend“ oder „direkt angrenzend“, in gleicher Weise ausgelegt werden.
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Die hier verwendete Terminologie dient nur der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und soll die vorliegende Offenbarung nicht einschränken. Singularformen umfassen auch Pluralformen, sofern aus dem Kontext nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht.
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Sofern nicht anders definiert, haben alle hier verwendeten Begriffe, einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe, die gleiche Bedeutung, die ein Fachmann auf dem Gebiet, zu dem die vorliegende Offenbarung gehört, ihnen zumisst. Es muss davon ausgegangen werden, dass die im Wörterbuch definierten Begriffe mit den Bedeutungen im Kontext des verwandten Fachgebiets identisch sind, und sie sollten nicht ideal oder übermäßig formal definiert werden, es sei denn, der Kontext schreibt eindeutig etwas anderes vor.
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen werden dieselben Referenznummern verwendet, um auf gleiche oder gleichartige Elemente oder Teile hinzuweisen.
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1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Gassensor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in einem aufgeschnittenen Zustand zeigt. 2 ist eine vergrößerte Ansicht des in 1 dargestellten Gassensors. 3 ist eine Schnittansicht, die den Gassensor gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
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Unter Bezugnahme auf 1 bis 3, umfasst der Gassensor 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein Gehäuse 110 mit einem offenen Bereich O an einer Seite des Gehäuses 110; eine Leiterplatte 130, die fest innerhalb des Gehäuses 110 vorgesehen ist, wobei die Leiterplatte 130 einen Gaserkennungsraum S in dem Gehäuse 110 definiert, der mit dem offenen Bereich O des Gehäuses 110 in Verbindung steht, wobei die Leiterplatte 130 einen Messfühler umfasst, der in dem Gaserkennungsraum S angeordnet ist und eingerichtet ist, um ein spezifisches Gas zu erkennen; eine Halterung 140, die innerhalb des Gaserkennungsraums S vorgesehen und an dem Gehäuse 110 befestigt ist, während sie den offenen Bereich O abdeckt, wobei die Halterung 140 ein Durchgangsloch aufweist, das in Verbindung mit dem offenen Bereich O steht; und einen Filter 150, der innerhalb des Gaserkennungsraums S vorgesehen und mit der Halterung 140 gekoppelt ist, um das Durchgangsloch abzudecken.
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Die Leiterplatte 130, eine Anschlussstelle usw. können in dem Gehäuse 110 montiert sein. Der offene Bereich O, durch den Gas strömt, kann an einer ersten Seite des Gehäuses 110 vorgesehen sein. Eine Abdeckung 120 kann mit einer zweiten Seite des Gehäuses 110 gekoppelt sein, um einen Innenraum des Gehäuses 110 bereitzustellen.
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Der Gaserkennungsraum S kann separat in dem Innenraum des Gehäuses 110 abgetrennt sein. Der Gaserkennungsraum S kann durch die im Gehäuse 110 angeordnete Leiterplatte 130 definiert sein. Der Gaserkennungsraum S kann von dem Gehäuse 110 und der Leiterplatte 130 umschlossen sein.
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Der Gaserkennungsraum S kann mit dem offenen Bereich O des Gehäuses 110 in Verbindung stehen. Daher kann der Gaserkennungsraum S durch den offenen Bereich O des Gehäuses 110 zur Außenseite des Gassensors hin offen sein.
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Bei der Leiterplatte 130 kann es sich um eine gedruckte Leiterplatte (PCB) 130 handeln, die eine Fläche bereitstellt, die den Gaserkennungsraum S abdeckt, indem sie sich in einer ebenen Richtung ausdehnt. Der Messfühler kann auf der Leiterplatte 130 vorgesehen sein. Der Messfühler kann innerhalb des Gaserkennungsraums S angeordnet sein und ein spezifisches Gas erkennen.
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In der vorliegenden Ausführungsform kann der Messfühler Wasserstoffgas erkennen. Als Erkennungsprinzip kann eine katalytische Verbrennung, ein Halbleitertyp, der ein Halbleiteroxid verwendet, ein Elektrolyttyp, der einen Elektrolyten verwendet, der auf Wasserstoff reagiert, oder ein Wärmeleitungstyp, der Wärmeleitfähigkeit verwendet, eingesetzt werden.
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Die Leiterplatte 130 kann ein spezifisches Gas bestimmen, indem sie ein Merkmal verwendet, das von dem Messfühler gemäß dem Messprinzip mittels Signalverarbeitung erkannt wird.
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Die Halterung 140 kann innerhalb des Gaserkennungsraums S angeordnet und mit dem Gehäuse 110 gekoppelt sein. Die Halterung 140 kann in der ebenen Richtung so ausgedehnt sein, dass sie den offenen Bereich O abdeckt.
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Die Halterung 140 kann das Durchgangsloch aufweisen, das in Richtung des Gaserkennungsraums S verläuft. Das Durchgangsloch kann in Verbindung mit dem offenen Bereich O stehen. Das Durchgangsloch kann kleiner als der offene Bereich O ausgebildet sein.
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Der Filter 150 kann durch eine Membran wie in dieser Ausführungsform gebildet werden. Der Filter 150 kann Fremdstoffe wie Feuchtigkeit filtern, die in den Gaserkennungsraum S strömen. Ferner kann der Filter 150 innerhalb des Gaserkennungsraums S angeordnet und fest mit der Halterung 140 gekoppelt sein.
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Der Filter 150 kann sich in der ebenen Richtung ausdehnen, um das Durchgangsloch der Halterung 140 abzudecken, und kann Fremdstoffe filtern, die in dem über das Durchgangsloch eingeleiteten externen Gas enthalten sind.
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Der Gassensor gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist die Halterung 140 und den Filter 150 auf, die innerhalb des Gaserkennungsraums S angeordnet sind. Daher kann der Gassensor verhindern, dass die durch den Filter 150 gefilterten Fremdstoffe in den Gaserkennungsraum S eindringen.
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Das Gehäuse 110 weist eine Stütze 111 auf, die von einer Bodenoberfläche an einem Umfang des offenen Bereichs O in Richtung der Leiterplatte 130 hervorsteht. Die Halterung 140 kann mit der Stütze 111 gekoppelt sein, während sie einen Abstand zu der Bodenoberfläche am Umfang des offenen Bereichs O des Gehäuses 110 in Richtung der Leiterplatte 130 aufweist.
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Die Stütze 111 kann sich von der Bodenoberfläche des Gehäuses 110 in Richtung der Leiterplatte 130 erstrecken. Die Höhe der Stütze 111 kann in geeigneter Weise so eingestellt werden, dass die Halterung 140 und der Filter 150 einen Abstand zu der Bodenoberfläche des Gehäuses 110 und zu der Leiterplatte 130 aufweisen.
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Die Halterung 140 kann an ein hervorstehendes Ende der Stütze 111 gekoppelt sein.
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4 ist eine Ansicht, die die Kopplung zwischen der Halterung 140 und der Stütze 111 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
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Gemäß 4 kann die Halterung 140 integral mit der Stütze 111 gekoppelt werden, indem sie durch Ultraschallwellen, Laser, Vibration oder Wärme an dieser angeschweißt wird.
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Insbesondere kann eine Oberfläche der Halterung 140 an die Stütze 111 durch Ultraschallwellen, Laser, Vibration oder Wärme in einem Zustand A1 angeschweißt werden, in dem die Oberfläche der Halterung 140 in Kontakt mit der Stütze 111 ist. Dementsprechend können die Halterung 140 und die Stütze 111 durch physikalische und chemische Umwandlung integral miteinander gekoppelt werden.
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Die Halterung 140 kann weiter nach außen ausgedehnt sein als die Stütze 111 und eine Einführnut 141 zwischen einem äußeren Ende 143 und einem inneren Ende 142 aufweisen, die das Durchgangsloch umschließt. Die Stütze 111 kann mit der Halterung 140 gekoppelt werden, indem sie in die Einführnut 141 zwischen dem äußeren Ende 143 und dem inneren Ende 142 der Halterung 140 eingeführt wird.
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Da sich die Halterung 140 weiter nach außen ausdehnt als die Stütze 111, die den offenen Bereich O umgibt, und aus der Bodenoberfläche des Gehäuses 110 hervorsteht, kann die Halterung 140 sowohl den offenen Bereich O als auch die Stütze 111 gleichzeitig abdecken.
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Die Halterung 140 kann die Einführnut 141 an einer Stelle aufweisen, die der Stütze 111 entspricht. Die Einführnut 141 kann nach innen vertieft sein, sodass das Ende der Stütze 111 darin eingeführt wird. Insbesondere kann die Einführnut 141 zwischen dem äußeren Ende 143 und dem inneren Ende 142 gebildet werden, die sich jeweils entlang des Umfangs erstrecken und einen radialen Abstand zueinander aufweisen.
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5 ist eine Ansicht, die die Kopplung zwischen der Halterung 140 und der Stütze 111 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
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Gemäß 5 ist auf einem Bereich A2 zwischen der Halterung 140 und der Bodenoberfläche des Gehäuses 110, die einen Abstand zueinander aufweisen, ein Haftmittel aufgebracht. Die Halterung 140 kann durch das Haftmittel integral mit dem Gehäuse 110 gekoppelt sein.
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Das Haftmittel kann auf den Bereich A2 zwischen dem äußeren Ende 143, das die Einführnut 141 der Halterung 140 umschließt, von der Außenseite der Einführnut 141 und der Bodenoberfläche des Gehäuses 110 aufgebracht werden. Daher können das Gehäuse 110 und die Halterung 140 durch das Haftmittel ohne physikalische und chemische Verformung aneinander gekoppelt werden.
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Bei dem Haftmittel kann es sich um ein Gel oder Epoxid handeln.
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Darüber hinaus kann das Haftmittel auf einen Bereich zwischen der Halterung 140 und der Stütze 111 aufgebracht werden.
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6 ist eine perspektivische Ansicht, die die Halterung 140 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
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Gemäß 6 kann die Halterung 140 Vorsprünge 144 aufweisen, die an einer Vielzahl von Stellen am äußeren Ende 143 oder am inneren Ende 142 gebildet sind und in Richtung der Einführnut 141 hervorstehen. Die Stellen sind entlang des Umfangs mit Abstand zueinander angeordnet. Die Stütze 111 kann an ihrer Position innerhalb der Einführnut 141 befestigt werden, da die Stütze 111 in Kontakt mit den Vorsprüngen 144 steht.
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Die Einführnut 141 der Halterung 140 kann zwischen dem äußeren Ende 143 und dem inneren Ende 142 gebildet sein, die radial einen Abstand zueinander aufweisen. Die Vorsprünge 144 der Halterung 140 können von dem äußeren Ende 143 in Richtung des inneren Endes 142 oder von dem inneren Ende 142 in Richtung des äußeren Endes 143 hervorstehen.
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Die Vorsprünge 144 können an der Vielzahl von Stellen der Halterung 140 gebildet werden, die entlang des Umfangs einen Abstand zueinander aufweisen.
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Da die Vorsprünge 144 die Position der Stütze 111, die in die zwischen dem äußeren Ende 143 und dem inneren Ende 142 der Halterung 140 gebildete Einführnut 141 eingesetzt ist, festhalten, kann eine Kopplungsposition zwischen der Stütze 111 und dem Gehäuse 110 fixiert werden.
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Darüber hinaus kann der Mindestabstand zwischen jedem der Vorsprünge 144 und dem inneren Ende 142 oder zwischen dem Vorsprung 144 und dem äußeren Ende 143 der Dicke der Stütze 111 entsprechen.
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7 ist eine perspektivische Ansicht des Gassensors 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Offenbarung.
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Gemäß 7 kann die Halterung 140 eine gekrümmte Oberfläche aufweisen, sodass das innere Ende 142 allmählich nach innen ausgedehnt ist.
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Das Durchgangsloch erstreckt sich in der Mitte der Halterung 140 und weist innerhalb einen hohlen Durchgang auf, sodass es in Verbindung mit dem offenen Bereich O steht. Das Durchgangsloch kann sich in Richtung der Leiterplatte 130 und des Gaserfassungsraums S ausdehnen.
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Unter dem äußeren Ende 143 und dem inneren Ende 142 der Halterung 140, die die Einführnut 141 bilden, kann das innere Ende 142 einen radialen Abstand zu dem Durchgangsloch aufweisen. Die Halterung 140 kann sich zwischen dem inneren Ende 142 und dem Durchgangsloch in einer ebenen Richtung ausdehnen.
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Insbesondere ist eine Kante der Halterung 140 an einem Strömungsweg des durch den offenen Bereich O in das Durchgangsloch eingeleiteten Gases abgerundet, um eine gekrümmte Oberfläche zu bilden, wenn sich die Halterung allmählich vom inneren Ende 142 nach innen ausdehnt. Daher können ein Druckabfall und eine Verringerung der Durchflussrate des Gases, die als Reaktion auf eine Gasströmung vom offenen Bereich O zum Durchgangsloch verursacht werden, verhindert werden.
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Gemäß 2 bis 3, ist die Leiterplatte 130 mit dem Gehäuse 110 in einer Richtung gekoppelt, die dem offenen Bereich O zugewandt ist. Die Leiterplatte 130 kann mit dem Gehäuse 110 gekoppelt sein, um die Luftdichtigkeit des Gaserkennungsraums S gegenüber anderen Bereichen innerhalb des Gehäuses 110 zu gewährleisten.
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Die Leiterplatte 130 ist mit einem Abstand zu der Bodenoberfläche des Gehäuses, auf der der offene Bereich O gebildet ist, angeordnet, um den Gaserkennungsraum S bereitzustellen. Die Leiterplatte 130 kann mit dem Gehäuse 110 in einer Richtung gekoppelt sein, die der Bodenoberfläche gegenüberliegt. Insbesondere können das Gehäuse 110 und die Leiterplatte 130 miteinander gekoppelt sein, um die Dichtigkeit des Gaserkennungsraums S gegenüber dem übrigen Innenraum des Gehäuses 110 zu gewährleisten.
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Das Gehäuse 110 kann eine Lagernut 112 und einen elastischen Körper 170 umfassen. Die Lagernut 112 kann außerhalb des Gaserkennungsraums S angeordnet und in eine Richtung vertieft sein, die einen Abstand zu der Leiterplatte 130 aufweist, und der elastische Körper 170 kann zwischen dem Gehäuse 110 und der Leiterplatte 130 angeordnet sein und sich innerhalb der Lagernut 112 befinden.
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Bei der Ausführungsform kann der elastische Körper 170 ein O-Ring sein. Der elastische Körper 170 kann in die Lagernut 112 eingesetzt werden, während er zwischen dem Gehäuse 110 und der Leiterplatte 130 angeordnet ist. Insbesondere kann die Lagernut 112 außerhalb des Gaserkennungsraumes S angeordnet sein und den Gaserkennungsraum S an einer Stelle außerhalb des Gaserkennungsraumes S umschließen.
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Dementsprechend wird die Leiterplatte 130 auch dann nicht belastet, wenn eine Baugruppentoleranz oder eine Toleranz zwischen dem Gehäuse 110 und der Leiterplatte 130 auftritt oder der Gassensor durch einen Aufprall teilweise verformt wird, und ein Austreten von in den Gaserkennungsraum S strömendem Gas kann verhindert werden.
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Der Filter 150 kann über das Durchgangsloch hinaus ausgedehnt sein, um das Durchgangsloch abzudecken, und kann an der dem offenen Bereich O gegenüberliegenden Seite mit der Halterung 140 gekoppelt sein.
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Der Filter 150 kann Fremdstoffe filtern, die in dem durch das Durchgangsloch eingeleiteten Gas enthalten sind. Der Filter 150 kann an der dem offenen Bereich O gegenüberliegenden Seite mit der Halterung 140 gekoppelt sein, sodass er innerhalb des Gaserkennungsraums S angeordnet ist. Außerdem kann der Filter 150 über das Durchgangsloch hinaus nach außen ausgedehnt sein, sodass er das gesamte Durchgangsloch abdeckt. Dementsprechend kann Gas, das nicht durch den Filter 150 gefiltert wird, nicht in das Durchgangsloch eingeleitet werden.
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Der Filter 150 kann integral mit der Halterung 140 oder dem Gehäuse 110 gekoppelt werden, indem er durch Ultraschallwellen, Laser, Vibration oder Wärme an dieser angeschweißt wird, während er einen Abstand zur Leiterplatte 130 aufweist.
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Wie in 2 dargestellt, kann ein Führungselement 160 am Gehäuse 110 befestigt werden. Das Führungselement 160 kann sich in einer Richtung senkrecht zu einer Durchdringungsrichtung des Durchgangslochs erstrecken, um das Durchgangsloch am offenen Bereich O in der Durchdringungsrichtung des Durchgangslochs abzudecken.
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Das Führungselement 160 kann am Gehäuse 110 befestigt sein und einen Teil des offenen Bereichs O blockieren. In der Ausführungsform kann das Führungselement 160 in einer Form gebildet sein, die einer Form des Durchgangslochs entspricht. Wenn ein Abschnitt des Durchgangslochs eine kreisrunde Form aufweist, kann das Führungselement 160 auch in der kreisrunden Form ausgebildet sein.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist das Führungselement 160 von der Mitte des offenen Bereichs O weiter nach außen als das Durchgangsloch ausgedehnt. Das in den offenen Bereich O eingeleitete Gas kann durch einen äußeren Bereich des Führungselements 160 eingeleitet werden, wobei das Führungselement 160 umgangen wird. Das Gas kann durch das Führungselement 160 abgedeckt und in das Durchgangsloch eingeleitet werden.
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Das Führungselement 160 kann in erster Linie Fremdstoffe blockieren, die durch den offenen Bereich O strömen, und die Strömungsrichtung des Gases so lenken, dass es in das Durchgangsloch strömt.
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Das Führungselement 160 kann sich an einer Vielzahl von Bereichen des Führungselements 160, die entlang des Umfangs einen Abstand zueinander aufweisen, nach außen ausdehnen, und jedes ausgedehnte Ende kann an dem Gehäuse 110 befestigt sein.
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Das Führungselement 160 kann in einer kreisrunden Form mit einem Radius R gebildet sein, der gleich oder länger als ein Abstand L1 zwischen dem Durchgangsloch und dem Führungselement 160 und kürzer als oder gleich einem Abstand L2 zwischen dem Filter 150 und dem Führungselement 160 ist.
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Insbesondere kann das Führungselement 160 weiter nach außen als das Durchgangsloch ausgedehnt sein und somit größer als die Größe des Durchgangslochs ausgebildet sein. Gemäß diesem Prinzip kann das Führungselement 160 Fremdstoffe, einschließlich Feuchtigkeit, blockieren, die über den offenen Bereich O von der Vorderseite des offenen Bereichs O fließen.
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Außerdem kann das Führungselement 160 in einer kreisrunden Form mit einem Radius R ausgebildet sein, der gleich oder größer ist als der Abstand L1 zwischen der Halterung 140 und dem Führungselement 160 oder dem Durchgangsloch der Halterung 140 und dem Führungselement 160. Der Radius R des Führungselements 160 kann länger ausgebildet sein als der Abstand L1 zwischen dem Führungselement 160 und dem Durchgangsloch. Gemäß dem Radius R kann das Führungselement 160 in erster Linie das Eindringen von Feuchtigkeit aus dem offenen Bereich O in das Durchgangsloch verhindern.
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Darüber hinaus kann das Führungselement 160 in einer kreisrunden Form mit einem Radius R gebildet werden, der kürzer als oder gleich dem Abstand L2 zwischen dem an der Halterung 140 befestigten Filter 150 und dem Führungselement 160 ist. Daher kann das Führungselement 160 verhindern, dass sich der Filter 150 aufgrund des äußeren Wasserdrucks von der Halterung 140 löst.
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8 ist eine perspektivische Ansicht, die den Gassensor 100 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in einem aufgeschnittenen Zustand zeigt.
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Gemäß 8 kann der Filter 150 des Gassensors 100 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zwischen dem Gehäuse 110 und der Halterung 140 vorgesehen sein und sowohl den offenen Bereich O als auch das Durchgangsloch gleichzeitig abdecken. Der Filter 150 kann zu der Leiterplatte 130 einen Abstand aufweisen und den Gaserkennungsraum S definieren.
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Da der Filter 150 direkt mit dem Gehäuse 110 gekoppelt oder zwischen der mit dem Gehäuse 110 gekoppelten Halterung 140 und dem Gehäuse 110 angeordnet ist, kann ein Lösen des Filters 150 verhindert werden, und der Filter 150 kann am Gehäuse 110 oder der Halterung 140 befestigt sein.
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Der Filter 150 kann den offenen Bereich O abdecken, während er in direktem Kontakt mit dem Gehäuse 110 steht. Der Filter 150 kann den Gaserkennungsraum S definieren, indem er einen Abstand zu der Leiterplatte 130 aufweist, wobei die Halterung 140 zwischen dem Filter 150 und der Leiterplatte 130 angeordnet ist.
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Das Gehäuse 110 kann die Stütze 111 aufweisen, die von der Bodenoberfläche des Umfangs des offenen Bereichs O in Richtung der Leiterplatte 130 hervorsteht. Die Halterung 140 kann an dem Gehäuse 110 befestigt werden, während sie in die Stütze 111 eingeführt ist.
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Die Halterung 140 kann so in die Stütze 111 eingeführt werden, dass ein Teil oder das gesamte äußere Ende der Halterung in Kontakt mit einer inneren Umfangsfläche der Stütze 111 ist. Die Halterung 140 kann mit der Stütze 111 oder dem Gehäuse 110 gekoppelt sein, während sie in die Stütze 111 eingeführt ist.
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In der Ausführungsform kann die Halterung 140 nach außen ausgedehnt sein, sodass ein Teil oder das gesamte äußere Ende der Halterung 140 über die innere Umfangsfläche der Stütze 111 hinaus ausgedehnt ist. Die Halterung 140 kann integral mit der Stütze 111 mittels einer Einpressmethode gekoppelt sein.
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Das äußere Ende der Halterung 140 kann ein Zylinder mit einer glatten Oberfläche sein. Die Halterung 140 kann einen Außendurchmesser aufweisen, der größer ist als die innere Umfangsfläche der Stütze 111, sodass das gesamte äußere Ende der Halterung 140 weiter nach außen ausgedehnt sein kann als die innere Umfangsfläche der Stütze 111. Wenn die Halterung 140 in die Stütze 111 eingeführt ist, kann die Stütze 111 elastisch verformt sein, um eine Trennung von der Halterung 140 zu verhindern.
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9 ist eine perspektivische Ansicht, die die Halterung 140 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. 10 und 11 sind eine Vorderansicht und eine Draufsicht, die einen vergrößerten Bereich B in 9 zeigen.
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Gemäß 9 bis 11 kann die Halterung 140 in einer weiteren Ausführungsform einen geneigten Vorsprung 145 aufweisen. Der geneigte Vorsprung 145 kann von mindestens einer Stelle am äußeren Ende der Halterung 140 nach außen hervorstehen. Der geneigte Vorsprung 145 kann verformt werden, während er in die Stütze 111 eingeführt wird.
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Wenn der geneigte Vorsprung 145 in die Stütze 111 eingeführt und an der inneren Umfangsfläche der Stütze 111 mit Druck beaufschlagt wird, kann der geneigte Vorsprung 145 elastisch oder plastisch verformt und so an der Stütze 111 befestigt werden.
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Der geneigte Vorsprung 145 kann so geneigt sein, dass die Höhe des geneigten Vorsprungs 145 sich entlang einer Einführrichtung des Vorsprungs 145 in die Stütze 111 verringert wird, oder so geneigt sein, dass die Breite des geneigten Vorsprungs 145 sich entlang der Ausdehnung des geneigten Vorsprungs 145 nach außen verschmälert.
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Wie in 10 dargestellt, kann der geneigte Vorsprung 145 so geneigt sein, dass sich die Höhe (a) des geneigten Vorsprungs 145 in der Einführrichtung des geneigten Vorsprungs in die Stütze 111 verringert. Insbesondere ist die geneigte Länge (b) des geneigten Vorsprungs 145 länger gebildet als die Höhe (a) des geneigten Vorsprungs 145, sodass der geneigte Vorsprung 145 allmählich in der Einführrichtung in die Stütze 111 geneigt sein kann.
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Wie in 11 dargestellt, kann der geneigte Vorsprung 145 so geneigt sein, dass die Breite des geneigten Vorsprungs 145 sich entlang der Ausdehnung des geneigten Vorsprungs 145 nach außen verschmälert. Insbesondere kann der geneigte Vorsprung 145 so gebildet sein, dass eine äußere Breite (d) des nach außen ausgedehnten geneigten Vorsprungs 145 kleiner ist als eine innere Breite (c) des geneigten Vorsprungs 145, der nahe dem äußeren Ende der Halterung 140 angeordnet ist.
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12 ist eine perspektivische Ansicht, die den Gassensor 100 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in einem aufgeschnittenen Zustand zeigt. 13 ist eine Schnittansicht, die den Gassensor 100 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in einem aufgeschnittenen Zustand zeigt.
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Unter Bezugnahme auf die 12 und 13 kann die Stütze 111 thermisch verformt werden, während sie die Halterung 140 darin aufnimmt, und somit integral mit der Halterung 140 gekoppelt werden.
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Nach dem Einführen der Halterung 140 in die Stütze 111 kann die Stütze 111 oder die Halterung 140 in der Einführrichtung der Halterung 140 thermisch verformt werden. Zum Beispiel kann ein Raum zwischen dem äußeren Ende der Halterung 140 und der inneren Umfangsfläche der Stütze 111 mit der Stütze 111 oder der Halterung 140 ausgefüllt werden, die durch ein Wärmenietverfahren verformt wird.
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In der Ausführungsform kann die Stütze 111 so ausgedehnt sein, dass ein Ende 113 auf der Seite der Leiterplatte höher liegt als die Halterung 140, während die Halterung 140 in die Stütze 111 eingesetzt ist. Der Raum zwischen dem äußeren Ende der Halterung 140 und der inneren Umfangsfläche der Stütze 111 kann ausgefüllt werden, wenn die Stütze 111 thermisch verformt wird, während die Halterung 140 in die Stütze 111 eingeführt ist.
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Insbesondere ist die Stütze 111 höher als die Höhe der Halterung 140, und eine innere Umfangsfläche des Endes 113 an der Leiterplattenseite ist vertieft, um nach außen geneigt zu sein, wenn das Ende 113 an der Leiterplattenseite in Richtung der Leiterplatte 130 gerichtet ist. Daher kann die Stütze 111 thermisch nach innen verformt werden.
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Mit anderen Worten, das Ende 113 an der Leiterplattenseite, das vertieft ist, um entlang der Ausdehnungsrichtung der Stütze 111 nach außen geneigt zu sein, kann entlang der Neigung des Endes 113 in Richtung des äußeren Endes der Halterung 140, die an einer relativ niedrigeren Stelle angeordnet ist, thermisch verformt werden.
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Darüber hinaus kann der geneigte Vorsprung 145 nach außen hervorstehen, um dem Ende 113 an der Leiterplattenseite der Stütze 111 zu entsprechen. Ein Ende 146 an der Leiterplattenseite des geneigten Vorsprungs 145 kann sich nach außen erstrecken, wenn der geneigte Vorsprung 145 in Richtung der Leiterplatte 130 gerichtet ist.
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Der Gassensor gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann an verschiedenen Stellen in einem Brennstoffzellensystem eingesetzt werden.
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Der Gassensor 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erkennt Wasserstoffleckagen. Der Gassensor 100 kann ein Gassensor sein, der so eingerichtet ist, dass er eine Wasserstoffkonzentration im Bereich von 0 ~ 4 % erkennt.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der Gassensor 100 von einer Anode eines Brennstoffzellenstapels umfasst sein.
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Ein Ventil kann zwischen einem Wasserstofftank und einer Wasserstoffzufuhrleitung in dem Brennstoffzellensystem angeordnet sein. Der Gassensor 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann zwischen dem Wasserstofftank und dem Ventil oder zwischen dem Ventil und einem Ejektor angeordnet sein.
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Dementsprechend kann der Gassensor 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform Wasserstoffleckagen erkennen, die zwischen dem Wasserstofftank und dem Ventil oder Wasserstoffleckagen, die zwischen dem Ventil und dem Ejektor auftreten.
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Obwohl die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zur Veranschaulichung beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass verschiedene Änderungen, Ergänzungen und Ersetzungen möglich sind, ohne vom Umfang und Geist der Offenbarung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen offenbart ist, abzuweichen.