專利名稱：測定流動(dòng)介質(zhì)至少一個(gè)參數(shù)的裝置的制作方法
現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明涉及到權(quán)利要求1所述類型的測定流動(dòng)介質(zhì)至少一個(gè)參數(shù)的裝置。
從DE 19735891A1中已經(jīng)知道了一種具有一個(gè)測量通道的裝置，一個(gè)測量元件安裝在測量通道里，在該通道里，測量元件被流入的介質(zhì)環(huán)繞流過。測量通道以給定的角度相對(duì)于管路縱向軸線傾斜，這樣，進(jìn)入通道具有一個(gè)被主流動(dòng)方向遮蔽的區(qū)域。測量元件安裝在測量通道的被遮蔽的區(qū)域內(nèi)，以避免測量元件臟污和出現(xiàn)損壞。
由于水進(jìn)入進(jìn)氣管，例如經(jīng)過下雨澆濕的路面，或者顆粒進(jìn)入，在有些情況下會(huì)導(dǎo)致沾染測量元件。然后，包含在飛濺水內(nèi)的自然溶解鹽份，由于在傳感部分的薄膜上形成鹽結(jié)晶，引起測量元件的特性曲線漂移。顆?？梢該p傷測量元件或者甚至損壞。雖然通過傾斜測量體構(gòu)成了一個(gè)遮蔽區(qū)域，但是盡管如此液體或者顆粒還是能到達(dá)測量通道內(nèi)。
從DE 19738337A1或者US-PS5,892,146中知道了一種熱線式空氣質(zhì)量流量計(jì)，它在測量元件上游具有一個(gè)凸起，它與管路壁一體地構(gòu)成。這個(gè)凸起不是構(gòu)造在測量通道內(nèi)，不能用于偏轉(zhuǎn)液體或者顆粒。
從DE 19815654A1中知道了一種測量裝置，在這種裝置中，一個(gè)測量通道具有一個(gè)遮蔽測量元件防止顆粒的凸起，然而，這個(gè)凸起不用來偏轉(zhuǎn)液體或者顆粒，這樣，它們可以繼續(xù)進(jìn)入通道。
由DE 19735664A1或者GB 2328514已經(jīng)公開了一種裝置，在這種裝置中，測量元件安裝在介質(zhì)流過的管體內(nèi)，在這里，管體上游的一個(gè)端部一直延伸到一個(gè)過濾室內(nèi)，而且在那里在外殼表面有一個(gè)進(jìn)入口，以便降低臟顆?；蛘咝∷螌?duì)測量元件的加載。特別是在空氣污染嚴(yán)重時(shí)和內(nèi)燃機(jī)吸入空氣內(nèi)含水份高時(shí)會(huì)出現(xiàn)空氣過濾器吸透了水，然后水流過過濾墊，這時(shí)臟顆粒也跟著帶過去。因此，在本來是凈化側(cè)的空氣過濾器下游一側(cè)也存在著吸入空氣又將臟顆粒和小水滴從過濾器表面上撕下帶走的危險(xiǎn)，它們?nèi)缓笠圆幌Ｍ姆绞匠练e在測量元件上并且導(dǎo)致錯(cuò)誤測量或者測量元件出現(xiàn)故障?，F(xiàn)有技術(shù)的管體通過在外殼面上配置進(jìn)入口減小了在測量元件上沉積的危險(xiǎn)，但是，由于管體結(jié)構(gòu)相應(yīng)地長，產(chǎn)生所不希望的壓力降，這導(dǎo)致測量靈敏度的降低。此外，在液體進(jìn)入量很高，為大約20升/小時(shí)時(shí)，幾乎不能保證減小液體/固體顆粒對(duì)測量元件的加載。
在所述裝置工作期間會(huì)發(fā)生例如油滴或者油蒸汽逆著主流動(dòng)方向在空氣里一起流動(dòng)并且沾污測量元件，這使測量特性明顯變壞。例如，脈動(dòng)流或者在停機(jī)階段渦輪增壓器慣性運(yùn)轉(zhuǎn)是液體回流的原因。專門設(shè)計(jì)的大網(wǎng)眼保護(hù)柵格用其內(nèi)面不能足夠地用作液體的冷凝表面。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)相比而言，具有權(quán)利要求1所述特征的按照本發(fā)明裝置的優(yōu)點(diǎn)是，采用簡單的方式方法使所述至少一個(gè)測量元件被保護(hù)以防止液體和顆粒加載。
通過在從屬權(quán)利要求中介紹的措施可以有利地另外構(gòu)造和改進(jìn)在權(quán)利要求1中提到的裝置。
如果一個(gè)通道在測量元件上游具有一個(gè)凸起，它使介質(zhì)中帶來的液體和顆粒偏轉(zhuǎn)并且這樣保護(hù)測量元件免遭臟污，則是有利的。
如果通道在測量元件上游具有一個(gè)轉(zhuǎn)向柵格，使流入的液體和顆粒偏轉(zhuǎn)并且這樣保護(hù)測量元件免遭臟污，則是特別有利的。
另外，如果通道在用于液體和顆粒偏轉(zhuǎn)的元件和測量元件之間具有一個(gè)用于顆粒和液體的排放孔，使它們離開通道并且不能再沾污測量元件，則是有利的。
如果通道具有一個(gè)隆起，則是有利的，因?yàn)橥ㄟ^此可以截?fù)跗D(zhuǎn)的液體和顆粒并且不會(huì)提高通道內(nèi)的流動(dòng)阻力。
有利的是，通道的起始區(qū)域徑向錯(cuò)位，通過此保護(hù)測量元件免遭液體和顆粒的作用。
通過在通道的至少一個(gè)孔內(nèi)的一個(gè)油轉(zhuǎn)向柵格可以以有利的方式防止油進(jìn)入通道和損傷測量元件。
對(duì)于該裝置的制造，將通道設(shè)計(jì)成兩部分，使用例如可插上的套管作為一部分，是有利的。
通過一個(gè)脈動(dòng)通道可以有利地降低脈動(dòng)的空氣流、也就是說管路內(nèi)回流對(duì)測量元件測量特性的不利影響。
附圖在附圖中簡單示出了本發(fā)明的實(shí)施例并且在下面的說明中進(jìn)行了詳細(xì)介紹。
圖中示出

圖1為一個(gè)用來測定流動(dòng)介質(zhì)至少一個(gè)參數(shù)的、處于裝入狀態(tài)的裝置，
圖2為在按照本發(fā)明裝置的測量殼體內(nèi)的進(jìn)入通道、轉(zhuǎn)向通道和排出通道，圖3為沿著圖2的III-III線剖切的本發(fā)明第一實(shí)施例的剖面圖，圖4為沿著圖2的IV-IV線剖切的本發(fā)明第二實(shí)施例的剖面圖，圖5為沿著圖2的V-V線剖切的本發(fā)明第三實(shí)施例的剖面圖，圖6a，圖6b為沿著圖2的VI-VI線剖切的本發(fā)明第四和第五實(shí)施例的剖面圖，圖7為沿著圖2的VII-VII線剖切的本發(fā)明第六實(shí)施例的剖面圖，圖8為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。
用于測量至少一個(gè)參數(shù)的裝置1由用下面的點(diǎn)畫線畫出的長方形框標(biāo)出的一個(gè)測量殼體6和用上面的點(diǎn)畫線畫出的長方形框標(biāo)出的一個(gè)支架部分7組成，在其內(nèi)例如裝有一個(gè)計(jì)算處理電子電路。在本裝置1的這個(gè)實(shí)施例中使用了一個(gè)例如測定流動(dòng)介質(zhì)體積流量的測量元件(圖2)。可測量的其他參數(shù)，例如壓力、溫度、介質(zhì)成分的濃度或者流動(dòng)速度，可以采用合適的傳感器測定。
測量殼體6和支架部分7具有一個(gè)共同的縱向軸線8，它在裝入方向伸展而且例如它也可以是中心軸線。裝置1例如可插入管路2的壁5內(nèi)。壁5圍成了管路2的一個(gè)通流截面，在其中心在流動(dòng)介質(zhì)方向上與壁5平行伸展著一條中心軸線4。流動(dòng)介質(zhì)的方向，下面稱做主流動(dòng)方向，用相應(yīng)的箭頭3示出，在那里從左向右。
圖2示出了具有一個(gè)通道20的測量殼體6的一個(gè)實(shí)施結(jié)構(gòu)，沒有封閉通道20的蓋(沒有示出)。通道20由一個(gè)底部部分42和一個(gè)蓋構(gòu)成。介質(zhì)的主流動(dòng)方向3用箭頭示出。通道20例如由一個(gè)流動(dòng)介質(zhì)流入的進(jìn)入通道13、一個(gè)流動(dòng)介質(zhì)在里面轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向通道15和一個(gè)排出通道19組成。在進(jìn)入通道13和排出通道19內(nèi)的流動(dòng)方向25、26同樣用箭頭標(biāo)明。在這里，進(jìn)入通道中心線23例如是彎曲的，因?yàn)檫M(jìn)入通道13的側(cè)面35構(gòu)造成流線形。在這里，排出通道中心線23例如是直線的。通道20也可以沒有轉(zhuǎn)向通道和排出通道，例如一個(gè)從進(jìn)入口11沿主流動(dòng)方向3稍微彎曲或者直線貫通的通道。也可以設(shè)想所有其他通道形狀，也包括與縱向軸線8垂直的分布。
介質(zhì)通過進(jìn)入口11流入，在進(jìn)入口11前面的通道20前部范圍39內(nèi)例如設(shè)置了一個(gè)流動(dòng)障礙24，它產(chǎn)生了對(duì)通道作用的、確定的流體分離。
測量殼體6的前部69例如這樣成形，使固體或者液體微粒反射離開進(jìn)入口11。為此，前部69相對(duì)于支架部分7反向傾斜。在轉(zhuǎn)向通道15內(nèi)，例如一個(gè)側(cè)面40迎著主流動(dòng)方向3傾斜一個(gè)角δ。角δ可以位于大約30至60°范圍，理想的方式是這個(gè)角大約為45°。側(cè)面40具有一個(gè)至少相當(dāng)于進(jìn)入通道13進(jìn)入口11寬度b三分之二的寬度br。
另外，在轉(zhuǎn)向通道15內(nèi)例如設(shè)置一個(gè)孔18，它形成了與環(huán)繞裝置1流動(dòng)的介質(zhì)的連接。也可以設(shè)置多個(gè)孔。所述一個(gè)孔/多個(gè)孔也可以位于側(cè)壁41上和/或者通向裝置1的具有通道20的測量殼體6的下部的外表面21，以便形成與管路2的連接，通過此改善脈動(dòng)情況。也就是說，裝置在出現(xiàn)脈動(dòng)介質(zhì)干擾時(shí)也能精確測量。在排出通道19端部有一個(gè)排出口12，其面例如與主流動(dòng)方向3構(gòu)成了一個(gè)角X，介質(zhì)通過排放孔又離開通道20。排放孔12具有例如一個(gè)比排出通道19大的橫截面，因此改善了脈動(dòng)情況。至少一個(gè)測量元件10例如安裝在一個(gè)伸入進(jìn)入通道13內(nèi)的傳感器支架9上。里面安裝有測量元件10的通道20部分也被稱為測量通道17。
本領(lǐng)域技術(shù)人員例如由DE 19524634A1可了解這種測量元件10的構(gòu)造，其公開文件也是在這里的專利申請(qǐng)的組成部分。
圖3示出了沿著圖2的III-III線剖切的剖面圖。介質(zhì)在主流動(dòng)方向3流動(dòng)，介質(zhì)除了可能含有氣體成分例如空氣之外，也可能含有如液體顆粒50或者灰塵顆粒的其他成分。如果這些顆粒到達(dá)測量元件10，它們會(huì)損傷測量元件。為了防止這一點(diǎn)，在測量元件10上游設(shè)置了一個(gè)用于顆粒偏轉(zhuǎn)的元件55。例如，元件55可以是一個(gè)沒有示出的在壁5內(nèi)的噴入嘴，它在這個(gè)部位吹入空氣并且使流入的空氣偏轉(zhuǎn)到對(duì)面的壁上，這樣，它們(顆粒)不再能到達(dá)測量元件10上。
在這個(gè)實(shí)施例中，元件55是一個(gè)凸起60，在主流動(dòng)方向3流入的液體顆粒50和其它顆粒碰到這個(gè)凸起60上，這個(gè)凸起在主流動(dòng)方向8上至少部分遮蔽測量元件10并且偏轉(zhuǎn)顆粒，使它們?cè)跍y量元件10旁邊流過或者已經(jīng)在測量元件10上游通過一個(gè)例如已有的顆粒排放孔67離開通道20。部分地在凸起60上形成了一個(gè)液體壁膜61，它在凸起的圓頂上作為大的滴被進(jìn)入通道13內(nèi)的流動(dòng)撕下并且一起帶入進(jìn)入通道13的例如在大約與凸起60相對(duì)的側(cè)面35上存在的隆起(Ausbuchtung)63內(nèi)。隆起63例如大約與凸起60的外部形狀60相匹配。在隆起63里同樣形成了一個(gè)液體壁膜61，介質(zhì)流離開它沿著側(cè)面25向下游繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。在隆起63下游，但是至少在測量元件10前面或者裝有測量元件的相同軸向長度上，例如有一個(gè)顆粒排出口67，顆粒、特別是液體顆粒50又可以通過這個(gè)排出口離開進(jìn)入通道13。測量元件10被這樣防止顆粒加載。在這里，顆粒排出口67設(shè)置在壁35一個(gè)平的區(qū)域和壁35的一個(gè)彎曲區(qū)域之間。顆粒一部分也直接在經(jīng)過元件55或者經(jīng)過凸起60偏轉(zhuǎn)之后離開進(jìn)入通道13。凸起60的迎著介質(zhì)流的入流面與主流動(dòng)方向3構(gòu)成了一個(gè)交角β。隆起63與主流動(dòng)方向3構(gòu)成了一個(gè)交角α。交角位于0至90°范圍內(nèi)，也就是說，凸起60或者隆起63與主流動(dòng)方向3傾斜地構(gòu)成。
圖4示出了沿著圖2的IV-IV線剖切的剖面圖。一直到顆粒排出口67位置，這個(gè)實(shí)施例相當(dāng)于圖3的實(shí)施例。隆起63具有一個(gè)鞍座點(diǎn)71，它與由中心軸線4和縱向軸線8構(gòu)成的、測量元件10位于其內(nèi)的一個(gè)平面有最大的間距。排出口67可以配置在鞍座點(diǎn)71和測量元件10下游端部之間的每個(gè)位置上。在這里，顆粒排出口67配置在壁35的彎曲區(qū)域內(nèi)。
在測量元件10的大約相同的軸向高度上，在進(jìn)入通道13里面例如配置了至少一個(gè)縮窄元件73，它使流動(dòng)介質(zhì)加速，并且使測量元件10的測量特性穩(wěn)定。
圖5示出了沿著圖2的V-V線剖切的另一個(gè)實(shí)施例的剖面圖。
在這里，進(jìn)入通道13的壁35一直與由中心軸線4和縱向軸線8構(gòu)成的平面平行伸展，直到一個(gè)過渡區(qū)域79。進(jìn)入通道13具有一個(gè)前部的區(qū)域75，它在與中心軸線4和縱向軸線8垂直方向上相對(duì)于進(jìn)入通道13的后部的區(qū)域77移動(dòng)一個(gè)間距d，使凸起20還能更多地遮蔽測量元件10。在前部的區(qū)域75和后部的區(qū)域77之間有所述的過渡區(qū)域79，在這個(gè)過渡區(qū)域內(nèi)在與凸起60相對(duì)的側(cè)面35上構(gòu)造了至少一個(gè)顆粒排出口67。
圖6a、6b示出了本發(fā)明的其他實(shí)施例。在通道20內(nèi)例如安裝了兩個(gè)用于顆粒偏轉(zhuǎn)的元件55。還可以安裝多個(gè)元件55。元件55例如各由一個(gè)凸起60構(gòu)成，這些凸起60例如在通道20的相對(duì)的側(cè)面35上并且在流動(dòng)方向3上前后配置。例如為每個(gè)凸起60在壁5上至少設(shè)置一個(gè)顆粒排出口67，外來顆粒、特別是液體顆粒50可以通過這些排出口到達(dá)管路2內(nèi)。
圖6b示出了圖6a的另一個(gè)變型。在這里，這些元件55大約配置在通道20中相同的軸向高度上。與此相應(yīng)，相對(duì)地配置了兩個(gè)顆粒排出口67。
圖7示出了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。通道20由第一部分80和第二部分82構(gòu)成，在這里，第二部分82可以由測量殼體6構(gòu)成。第一部分80例如由一個(gè)金屬或者塑料套管84構(gòu)成，它例如插到或者粘到測量殼體6上。套管84在上游始端例如具有一個(gè)作為用于顆粒偏轉(zhuǎn)的元件55的轉(zhuǎn)向柵格88。轉(zhuǎn)向柵格88這樣使如液體顆粒50的外來顆粒偏轉(zhuǎn)，使它們朝著套管84壁的方向轉(zhuǎn)向并且通過顆粒排出口67離開通道20或者在測量元件10旁邊轉(zhuǎn)向經(jīng)過。由套管84構(gòu)成了兩個(gè)通道20、20’。通道20’用一條虛線相對(duì)于通道20劃界，并且例如在測量殼體6的外壁86和通道20’的壁35之間伸展。轉(zhuǎn)向柵格88本身已經(jīng)由DE19942502A1公開，它明確地是本申請(qǐng)公開內(nèi)容的一部分。
圖8示出了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。與圖2不同的是，例如一個(gè)脈動(dòng)通道92與排出通道19的排出口12連接。脈動(dòng)通道92改善了在管路2中出現(xiàn)脈動(dòng)期間測量元件10的測量特性。流動(dòng)的介質(zhì)例如在主流動(dòng)方向3的方向中離開脈動(dòng)通道92。在脈動(dòng)通道92的下游一端區(qū)域內(nèi)例如安置了一個(gè)油冷凝柵格94，它防止了在出現(xiàn)回流時(shí)油會(huì)到達(dá)通道20里。這是通過油凝聚在構(gòu)成柵格孔的壁的相應(yīng)大的柵格內(nèi)表面上實(shí)現(xiàn)的。
在每個(gè)其他的進(jìn)入口11或者排出口12、67內(nèi)也可以配置一個(gè)或者多個(gè)油冷凝柵格94。
權(quán)利要求
1.測定在一個(gè)管路(2)內(nèi)沿著主流動(dòng)方向(3)流動(dòng)介質(zhì)的至少一個(gè)參數(shù)的裝置(1)，流動(dòng)介質(zhì)由氣體一顆?；旌衔铩⑻貏e是內(nèi)燃機(jī)吸入空氣組成，具有一個(gè)在管路(2)內(nèi)設(shè)置的測量殼體(6)，具有至少一個(gè)配置在測量殼體(6)內(nèi)的通道(20)和具有至少一個(gè)位于通道(20)內(nèi)的并且被流動(dòng)介質(zhì)環(huán)流的測量元件(10)，其特征為，在測量殼體(6)周圍或者內(nèi)部在測量元件(10)上游至少設(shè)置了一個(gè)用于顆粒和液體偏轉(zhuǎn)的元件(55)。
2.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征為，所述至少一個(gè)用于顆粒和液體偏轉(zhuǎn)的元件(55)在通道(20)內(nèi)由至少一個(gè)凸起(60)構(gòu)成。
3.按照權(quán)利要求2所述的裝置，其特征為，凸起(60)與主流動(dòng)方向(3)構(gòu)成了一個(gè)位于90°和0°之間的交角(β)。
4.按照權(quán)利要求1或者2所述的裝置，其特征為，所述至少一個(gè)用于顆粒和液體偏轉(zhuǎn)的元件(55)由至少一個(gè)轉(zhuǎn)向柵格(88)構(gòu)成。
5.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征為，在所述至少一個(gè)元件(55)和測量元件(10)之間設(shè)置了至少一個(gè)顆粒和液體排出口(67)。
6.按照權(quán)利要求1、2、3或者5之一或者多個(gè)所述的裝置，其特征為，通道(20)具有一個(gè)壁(35)，這個(gè)壁(35)在所述至少一個(gè)元件(55)的大約軸向長度上并且與其相對(duì)具有一個(gè)朝外的隆起(63)。
7.按照權(quán)利要求6所述的裝置，其特征為，所述元件(55)至少是一個(gè)凸起(60)，所述隆起(63)相應(yīng)于凸起(60)構(gòu)造。
8.按照權(quán)利要求1、2或者4至6之一所述的裝置，其特征為，流動(dòng)的介質(zhì)具有一個(gè)主流動(dòng)方向(3)，通道(20)的前部分(75)相對(duì)于后部分(77)與主流動(dòng)方向(3)平行地錯(cuò)位。
9.按照權(quán)利要求1或者5所述的裝置，其特征為，通道(20)具有至少一個(gè)排出口(12，67)，所述至少一個(gè)排出口(12，67)至少具有一個(gè)油轉(zhuǎn)向柵格(94)。
10.按照權(quán)利要求1、2、4至6、8或者9之一所述的裝置，其特征為，通道(20)的一個(gè)壁(35)由至少兩部分組成，通道(20)的第一部分(80)由一個(gè)安裝在測量殼體(6)上的套管(84)構(gòu)成。
11.按照權(quán)利要求10所述的裝置，其特征為，在套管(84)內(nèi)至少安裝了一個(gè)轉(zhuǎn)向柵格(88)。
12.按照權(quán)利要求1、2、4至6、8至10之一所述的裝置，其特征為，通道具有下列特性·通道(20)劃分成一個(gè)進(jìn)入通道(13)、一個(gè)轉(zhuǎn)向通道(15)和一個(gè)排出通道(19)，·通道(20)具有一個(gè)進(jìn)入口(11)，進(jìn)入通道(13)與該進(jìn)入口連接，轉(zhuǎn)向通道(15)與進(jìn)入通道連接，介質(zhì)從進(jìn)入通道(13)流入轉(zhuǎn)向通道并被轉(zhuǎn)向，以便通過排出通道(19)流向至少一個(gè)在測量殼體(6)的外表面(21)上通出到管路(2)中的排出口(12)。
13.按照權(quán)利要求12所述的裝置，其特征為，至少一個(gè)脈動(dòng)通道(92)與所述排出口(12)連接。
14.按照權(quán)利要求12所述的裝置，其特征為，脈動(dòng)通道(92)具有至少一個(gè)油轉(zhuǎn)向柵格(94)。
全文摘要
現(xiàn)有技術(shù)所述的測定流動(dòng)介質(zhì)至少一個(gè)參數(shù)的裝置不能足夠保護(hù)測量元件免于被外來顆粒弄臟。按照本發(fā)明的裝置(1)在安裝有測量元件(10)的一個(gè)通道(20)內(nèi)具有一個(gè)例如凸起(60)形式的元件(55),將外來顆粒轉(zhuǎn)向并且這樣保護(hù)測量元件(10)。
文檔編號(hào)G01F15/12GK1388892SQ01802657
公開日2003年1月1日 申請(qǐng)日期2001年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月30日
發(fā)明者托馬斯·倫茨因, 烏韋·康策爾曼, 亨寧·馬貝格 申請(qǐng)人:羅伯特·博施有限公司