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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Durchflußmengenfühler, der normalerweise verwendet
wird, um einen Einlaßluftmengenstrom
in einer Brennkraftmaschine zu messen, und betrifft insbesondere
einen Durchflußmengenfühler, der
verwendet wird, um die Durchflußmenge
eines Fluids auf der Grundlage eines Wärmeübertragungsphänomens zu messen,
bei dem die Wärme
auf das Fluid entweder von einem Heizelement oder von einem Abschnitt übertragen
wird, der durch das Heizelement beheizt wird.
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BESCHREIBUNG DES STANDES
DER TECHNIK
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In
der
EP 0354649 A2 ist
ein Luftmengenmesser offenbart, der ein Paar Venturi-Luftflusskanäle aufweist.
Die Kanäle
werden durch einen in der Mitte gelegenen Flügel unterteilt, wobei jeder
der Kanäle
einen Luftfluss-Sensor aufweist.
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Die
DE 19601871 A1 beschreibt
eine Luftstromraten-Messvorrichtung
mit einem Heizwiderstand und einem Temperaturfühlwiderstand, die sowohl innerhalb
eines Hauptkanals als auch innerhalb eines Hilfskanals montiert
werden können.
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In
der
EP 0458998 A1 ist
ein Strömungswandler
für einen
Luftmassenmesser offenbart, der aus einem Strömungsgleichrichter und einem
Gitter besteht. Das stromabwärts
vom Strömungsgleichrichter
gelegene Gitter erzeugt in einer laminaren Luftströmung Mikrowirbel,
die eine möglichst
genaue Messung des Luftmassenstroms gewährleisten.
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Die
nicht geprüfte
japanische Patentveröffentlichung
Nr. 8-313318 offenbart einen thermosensitiven Durchflußmengenfühler, der
verwendet wird, um die Durchflußmenge
eines durch einen Fluiddurchlaß strömenden Fluids
auf der Grundlage eines Wärmeübertragungsphänomens zu
messen, bei dem Wärme
auf das Fluid entweder von einem Heizelement oder von einem Abschnitt übertragen
wird, der durch das Heizelement beheizt wird.
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20 ist eine Vorderansicht
des konventionellen thermosensitiven Durchflußmengenfühlers, der in der ungeprüften japanischen
Patentveröffentlichung
Nr. 8-313318 offenbart
ist. 21 ist eine Querschnittansicht
des thermosensitiven Durchflußmengenfühlers der 20.
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Unter
Bezugnahme auf die 21 ist
eine innere Rohrleitung 22, die als Erfassungsführungsrohr
verwendet wird und mit einer trompetenförmigen Mündung ausgebildet ist, innerhalb
eines Fluiddurchlasses angeordnet, durch den Fluid strömt (dessen Durchflußmenge zu
messen ist). Das Fluid strömt
in der Zeichnung von links nach rechts durch den Fluiddurchlaß, und innerhalb
der inneren Rohrleitung 22 ist ein Durchflußmengenerfassungselement 20 angeordnet.
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Das
Durchflußmengenerfassungselement 20 besteht
aus einem Keramiksubstrat und einer Platinschicht, die durch Abscheiden
von Platin auf der Oberfläche
des Keramiksubstrats gebildet ist, wobei das Platin als thermosensitives
Material mit elektrischem Widerstand dient. Bei dem thermosensitiven Material
mit elektrischem Widerstand verändert
sich der elektrische Widerstand mit Veränderungen in der Temperatur.
Des weiteren ist die Platinschicht in einem Mäandermuster ausgebildet, um
als Durchflußmengenerfassungswiderstand 24 zu
dienen. Des weiteren ist ein Fluidtemperaturkompensationswiderstand 21 ebenfalls
aus einem Platin hergestellt, das ein thermosensitives Material
mit elektrischem Widerstand ist und stromaufwärts der inneren Rohrleitung 22 angeordnet.
Eine aus einem Harz hergestellte Fluidgleichrichteinrichtung 23 ist
in einer Wabenstruktur ausgebildet. Solch eine Fluidgleichrichteinrichtung 23 ist
stromaufwärts
des Fluidtemperaturkompensationswiderstands 21 angeordnet.
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Ein
Gehäuse 8 für einen
elektronischen Schaltkreis nimmt eine Schaltkreisplatine 7 auf
und ist auf der Außenseite
des Fluiddurchlasses 6 vorgesehen. An der Schaltkreisplatine 7 montiert
und befestigt befindet sich ein elektronischer Schaltkreis zum Erfassen
der Durchflußmenge
eines strömenden
Fluids. In der Praxis ist der elektronische Schaltkreis elektrisch
sowohl mit dem Durchflußmengenerfassungswiderstand 24 als
auch dem Fluidtemperaturkompensationswiderstand 21 verbunden.
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Nunmehr
unter Bezugnahme auf die 20 ist
an einer Seite des Schaltkreisgehäuses 8 ein Verbinder 11 vorgesehen,
der verwendet wird, um dem Durchflußmengenfühler von der Außenseite
elektrischen Strom zur Verfügung
zu stellen und von dem Durchflußmengenfühler ein
Durchflußmengensignal zu erhalten,
um es zu einer vorbestimmten Stelle außerhalb des Fluiddurchlasses 6 zu
senden.
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Im
Fall solch eines konventionellen thermosensitiven Durchflußmengenfühlers 25 wird
ein elektrischer Strom, der in den Durchflußmengenerfassungswiderstand 24 des
Durchflußmengenerfassungselements 20 strömt, durch
den an der Platine 7 befestigten elektronischen Schaltkreis
derart gesteuert, daß eine
Durchschnittstemperatur des Durchflußmengenerfassungswiderstands 24 auf
einen vorherbestimmten Wert ansteigt, der um 200°C höher ist, als eine durch den
Fluidtemperaturkompensationswiderstand 21 erfaßte Fluidtemperatur.
Im einzelnen wird dann, wenn die Strömungsmenge des Fluids gering
ist, die von dem Durchflußmengenerfassungswiderstand 24 auf
das strömende
Fluid übertragene
Wärmemenge
ebenfalls gering sein, und folglich wird der zum Heizen notwendige
elektrische Strom sinken. Andererseits wird dann, wenn die Fluidströmungsmenge
groß ist,
die von dem Durchflußmengenerfassungwiderstand 24 auf
das strömende Fluid übertragene
Wärmemenge
ebenfalls groß sein, und
folglich wird der zum Heizen notwendige elektrische Strom gesteigert
werden. Folglich wird bei dem thermosensitiven Durchflußmengenfühler 25 der elektrische
Strom zum Heizen erfaßt
und als Durchflußmengensignal
verwendet, wodurch die tatsächliche
Durchflußmenge
eines durch den Durchlaß 6 strömenden Fluids
erfaßt
wird, wobei der Durchlaß eine
vorherbestimmte Querschnittsfläche
aufweist.
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Der
thermosensitive Durchflußmengenfühler 25,
der wie oben erwähnt
aufgebaut ist, wird häufig als Einlaßluftmengenmesser
für einen
Kraftfahrzeugmotor verwendet, wie in 22 gezeigt.
Unter Bezugnahme auf die 22 ist
der Durchflußmengenfühler 25 innerhalb
eines Einlaßluftrohres 28 angeordnet,
das stromab eines Luftfilterelements 27 angeordnet ist,
das wiederum in einem Luftfiltergehäuse 26 eingeschlossen
ist. Das Luftfilterelement 27 ist eine Filtereinrichtung,
die aus einer Nonwoven-Ware oder einem Filterpapier hergestellt
ist, und benutzt wird, um den Staub aufzufangen, der in der Einlaßluft mitgerissen
wird. Dies dient dazu, zu verhindern, daß Staub in den Motor eintritt.
Folglich wird das Luftfilterelement 27 durch Staub blockiert
sein, nachdem ein KFZ eine Weile betrieben wurde. Als Ergebnis wird auf
der stromabwärtigen
Seite des Luftfilterelements 27 und bevor das Fluid den
Durchflußmengenfühler 25 erreicht
eine Veränderung
der Strömungsgeschwindigkeitsverteilung
des Fluids auftreten.
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Tatsächlich kann
das Durchflußmengenerfassungselement 20 des
Durchflußmengenfühlers 25 lediglich
einen Teil des durch den gesamten Querschnitt des Fluiddurchlasses 6 strömenden Fluids
erfassen. Folglich wird, obwohl die Gesamtmenge eines durch den
Durchlaß 6 strömenden Fluids
sich nicht verändert,
eine Veränderung
der Strömungsgeschwindigkeitsverteilung
des Fluids auf der stromaufwärtigen
Seite des Durchflußmengenfühlers 25 einen Fehler
bezüglich
des Durchflußmengenerfassungsergebnisses
mit sich bringen.
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Um
obiges Problem zu lösen,
wurde vorgeschlagen, daß in
dem Fluiddurchlaß 6 und
stromaufwärts
des Durchflußmengenfühlers 25 eine
Fluidgleichrichteinrichtung 23 vorgesehen wird, wie in
den 20 und 21 gezeigt. Um einen ausreichenden Gleichrichteffekt
zu erzielen, sollte eine derartige Fluidgleichrichteinsrichtung 23 hergestellt
sein, so daß die
durch sie gebildeten Löcher
relativ klein sind. Da die Fluidgleichrichteinrichtung 23 jedoch
eine Wabenstruktur aufweist und da es erforderlich ist, daß eine derartige
Einrichtung eine ausreichende Steifheit aufweist, ist es schwierig,
eine Fluidgleichrichteinrichtung 23 mit geringer Dicke
herzustellen. Im Ergebnis weist eine letztendlich erzielte Fluidgleichrichteinrichtung 23 lediglich
eine geringe relative Öffnung
auf (eine geringe Durchtrittsfläche).
Darüber
hinaus wird das Verwenden solch einer Fluidgleichrichteinrichtung 23 stromab
von ihr eine Menge an kleineren turbulenten Strömungen induzieren, wodurch
rund um den Durchflußmengenfühler 25 ein größerer Strömungswiderstand
erzeugt wird. Es sollte verstanden sein, daß die einem KFZ-Motor zuzuführende Einlaßluftmenge
dann gering sein wird, wenn der Fluidströmungswiderstand an dem Durchflußmengenfühler 25 groß ist, was
zu einem Problem dahingehend führt,
daß der
KFZ-Motor lediglich geringe Leistung entwickelt.
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Ein
weiterer konventioneller Durchflußmengenfühler wurde in der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 7-71985 offenbart. Um einen ausreichenden Fluidgleichrichteffekt
zu erzielen, verwendet dieser konventionelle Durchflußmengenfühler eine
Fluidgleichrichteinrichtung, die eine aus Harz hergestellte Wabenstruktur
und eine netzähnliche
Siebstruktur kombiniert. Dies stellt jedoch ein weiteres Problem
dar, d.h. es wird Strömungswiderstand
nicht nur aufgrund der Wabenstruktur sondern ebenfalls aufgrund
der netzähnlichen
Siebstruktur bewirkt.
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Andererseits
wird bei dem in den 20 und 21 gezeigten konventionellen
Durchflußmengenfühler 25 die
innere Rohrleitung 22 mit einem trompetenförmigen Mündungsabschnitt
ausgebildet, so daß eine
gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeitsverteilung
erzielt wird. Da jedoch in einem äußerem Umfangsabschnitt des
stromaufwärtigen
Endes der inneren Rohrleitung 22 ein Phänomen der Strömungsaufspaltung
auftreten wird, tritt bei dem Durchflußmengenfühler 25 ebenfalls
ein großer
Strömungswiderstand
auf.
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Ein
weiteres Beispiel, das einen konventionellen Durchflußmengenfühler darstellt,
ist in der nicht geprüften
japanischen Patenveröffentlichung Nr.
8-5430 und in der Offenlegungsschrift
DE 19522648 A1 offenbart.
Gemäß diesem
Stand der Technik ist in dem Fluidströmungsdurchlaß ein Zentralelement
mit einer Bypasstruktur angeordnet. Da ein solch ein Zentralelement
mit einer komplexen Bypasstruktur versehen ist, sind zu viele in
dem Fluidströmungsdurchlaß zu installierende
Gegenstände und
Einzelteile notwendig. Da solch eine Bypasstruktur anfällig ist,
eine Fluidleckage zu erzeugen, ist es erforderlich, daß beim Zusammensetzen
der verschiedenen Gegenstände
und Einzelteile in den Fluidströmungsdurchlaß besonders
aufmerksam vorgegangen wird, um eine mögliche Leckage zu verhindern.
Dies führt jedoch
zu einer geringen Produktivität
beim Montagevorgang.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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In
Anbetracht der dem erwähnten
Stand der Technik zuzuschreibenden, oben diskutierten Probleme,
ist es ein zugrundeliegendes technisches Problem der vorliegenden
Erfindung, einen verbesserten Durchflußmengenfühler bereitzustellen, mit dem
eine Durchflußmenge
selbst dann richtig erfaßbar
ist, wenn stromaufwärts
des Durchflußmengenfühlers eine
Veränderung
der Strömungsgeschwindigkeitsverteilung
auftritt.
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Es
ist ein weiteres zugrundeliegendes technisches Problem der vorliegenden
Erfindung, einen verbesserten Durchflußmengenfühler bereitzustellen, der einen
vereinfachten Aufbau aufweist und folglich einen lediglich geringen
Druckverlust erzeugt (d.h. beim Messen einer Luftströmung tritt
ein nur geringer Luftströmungswiderstand
auf).
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Es
ist ein weiteres zugrundeliegendes technisches Problem der vorliegenden
Erfindung, einen verbesserten Durchflußmengenfühler mit hoher Präzision und
guter Befestigbarkeit bereitzustellen, der von kompakter Größe und folglich
geeignet ist, in einem flachen Fluiddurchlaß installiert zu werden.
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Um
die oben genannten zugrundeliegenden technischen Probleme zu lösen, wird
ein verbesserter Durchflußmengenfühler bereitgestellt,
umfassend: einen Fluiddurchlaß,
entlang dem ein Fluid strömt;
ein Temperaturfühlerelement
zum Fühlen
der Fluidtemperatur; ein Erfassungselement mit einem aus einem thermosensitiven
Material mit elektrischem Widerstand hergestellten Durchflußmengenerfassungwiderstand,
das derart in dem Fluiddurchlaß angeordnet
ist, daß der
Durchflußmengenerfassungwiderstand
dem durchströmenden
Fluid ausgesetzt ist; und einen Steuerkreis zum Steuern eines in den
Durchflußmengenerfassungwiderstand
fließenden
elektrischen Stroms derart, daß die
Temperatur des Durchflußmengenerfassungwiderstands
auf einem vorherbestimmten Wert haltbar ist, der um ein bestimmtes
Maß höher als
eine durch das Temperaturfühlerelement
erfaßte
Fluidtemperatur ist. Hier wird die Durchflußmenge des entlang des Fluiddurchlasses
strömenden
Fluids auf Grundlage der Wärmeübertragung
von dem obigen Durchflußmengenerfassungwiderstand
auf das Fluid gemessen. Insbesondere ist bei dem Durchflußmengenfühler ein Hauptkörperaufbau
umfaßt,
der derart ausgebildet ist, daß sein
Querschnitt rechtwinklig zu seiner Mittelachse von seinem Vorderende
zu seinem Hinterende größer wird.
Der Hauptkörperaufbau
ist durch einen auf der Innenfläche
des Fluiddurchlasses vorspringend ausgebildeten Tragabschnitt getragen,
und derart innerhalb des Fluiddurchlasses angeordnet, daß sein Vorderende
zur stromaufwärtigen
Seite des Fluids und sein hinteres Ende zur stromabwärtigen Seite des
Fluids gewendet ist. Das obige Erfassungselement ist zwischen dem
Hauptkörperaufbau
und der Innenfläche
des Fluiddurchlasses angeordnet.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein verbesserter Durchflußmengenfühler bereitgestellt,
umfassend: eine Erfassungsrohrleitung, die in einem Fluiddurchlaß anbringbar
ist, und durch die ein Teil eines Fluids hindurchströmen kann;
ein Temperaturfühlerelement zum
Fühlen
der Fluidtemperatur; ein Erfassungselement mit einem aus einem thermosensitiven
Material mit elektrischem Widerstand hergestellten Durchflußmengenerfassungwiderstand,
das in dem Fluiddurchlaß derart
angeordnet ist, daß der
Durchflußmengenerfassungwiderstand
dem durchströmendem
Fluid ausgesetzt ist; und einen Steuerkreis zum Steuern eines in
den Durchflußmengenerfassungwiderstand
fließenden
elektrischen Stroms derart, daß die
Temperatur des Durchflußmengenerfassungwiderstands
auf einem vorherbestimmten Wert haltbar ist, der um ein bestimmtes
Maß höher als
eine durch das Temperaturfühlerelement
erfaßte
Fluidtemperatur ist. Hier wird die Durchflußmenge des entlang des Fluiddurchlasses
strömenden
Fluids auf Grundlage der Wärmeübertragung
von dem Durchflußmengenerfassungwiderstand
auf das Fluid gemessen. Insbesondere ist bei dem Durchflußmengenfühler ein Hauptkörperaufbau
umfaßt,
der derart ausgebildet ist, daß sein
Querschnitt rechtwinklig zu seiner Mittelachse von seinem Vorderende
zu seinem Hinterende größer wird.
Der Hauptkörperaufbau
ist durch einen auf der Innenfläche
der Erfassungsrohrleitung vorspringend ausgebildeten Tragabschnitt
getragen, und derart innerhalb der Erfassungsrohrleitung angeordnet,
daß sein
Vorderende zur stromaufwärtigen Seite
des Fluids und sein hinteres Ende zur stromabwärtigen Seite des Fluids gewendet
ist. Das obige Erfassungselement ist zwischen dem Hauptkörperaufbau
und der Innenfläche
der Erfassungsrohrleitung angeordnet.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN:
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1 ist eine Vorderansicht
eines Durchflußmengenfühlers;
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2 ist eine teilweise geschnittene
Seitenansicht des Durchflussmengenfühlers der 1;
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3 ist eine perspektivische
Ansicht, die einen wichtigen Teil des Durchflußmengenfühlers der 1 zeigt;
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4 ist eine Vorderansicht,
die einen gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hergestellten Durchflußmengenfühler zeigt;
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5 ist eine geschnittene
Seitenansicht, die einen gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hergestellten Durchflußmengenfühler zeigt;
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6 ist eine Vorderansicht,
die einen gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hergestellten Durchflußmengenfühler zeigt;
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7 ist eine geschnittene
Seitenansicht, die einen gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hergestellten Durchflußmengenfühler zeigt;
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8 ist eine Vorderansicht,
die einen gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hergestellten Durchflußmengenfühler zeigt;
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9 ist eine geschnittene
Seitenansicht, die einen gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hergestellten Durchflußmengenfühler zeigt;
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10 ist eine Vorderansicht,
die einen gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hergestellten Durchflußmengenfühler zeigt;
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11 ist eine geschnittene
Seitenansicht, die einen gemäß der vierten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hergestellten Durchflußmengenfühler zeigt;
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12 ist eine Vorderansicht,
die einen gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hergestellten Durchflußmengenfühler zeigt;
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13 ist eine geschnittene
Seitenansicht, die einen gemäß der fünften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hergestellten Durchflußmengenfühler zeigt;
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14 ist eine Vorderansicht,
die einen gemäß einer
sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hergestellten Durchflußmengenfühler zeigt;
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15 ist eine geschnittene
Seitenansicht, die einen gemäß der sechsten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hergestellten Durchflußmengenfühler zeigt;
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16 ist eine Vorderansicht,
die einen gemäß einer
siebten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hergestellten Durchflußmengenfühler zeigt;
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17 ist eine geschnittene
Seitenansicht, die einen gemäß der siebten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hergestellten Durchflußmengenfühler zeigt;
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18 ist eine Vorderansicht,
die einen gemäß einer
achten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hergestellten Durchflußmengenfühler zeigt;
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19 ist eine geschnittene
Seitenansicht, die einen gemäß der achten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hergestellten Durchflußmengenfühler zeigt;
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20 ist eine Vorderansicht,
die einen gemäß dem Stand
der Technik hergestellten Durchflußmengenfühler zeigt;
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21 ist eine geschnittene
Seitenansicht, die den Durchflußmengenfühler der 20 zeigt; und
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22 ist eine geschnittene
Seitenansicht, die ein Einlaßrohrsystem
zur Benutzung mit einem KFZ-Motor zeigt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Einige
bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen im einzelnen erläutert
werden.
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Eine
Ausführungsform
wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben werden.
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1 ist eine Vorderansicht,
die einen Durchflußmengenfühler zeigt. 2 ist eine teilweise geschnittene
Seitenansicht, die den Durchflußmengenfühler der 1 zeigt. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die
schematisch einen Hauptkörperaufbau,
ein Erfassungselement und einen Tragabschnitt des Durchflußmengenfühler der 2 zeigt.
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Unter
Bezugnahme auf die 1 und 2 ist ein Fluiddurchlaß 6 ein
Rohr mit einem kreisförmigen Querschnitt,
und es wird einem Fluid (dessen Durchflußmenge zu messen ist) ermöglicht,
in 2 von links nach
rechts zu strömen.
Auf der Innenfläche
des Fluiddurchlasses 6 ist ein Tragabschnitt 10 ausgebildet,
und ein Hauptkörperaufbau 5 ist
durch den Tragabschnitt 10 innerhalb des Fluiddurchlasses 6 derart
getragen, daß er
koaxial zum Fluiddurchlaß 6 liegt.
Ein derartiger Hauptkörperaufbau 5 weist
in einer rechtwinklig zu seiner Mittelachse liegenden Ebene einen
kreisförmigen
Querschnitt auf, und ist ausgebildet, um eine stumpfe Kopfform und
eine stumpfe Endform aufzuweisen. Im einzelnen beginnt der kreisförmige Querschnitt
mit einer relativ geringen Größe auf der
stromaufwärtigen
Seite und wird dann zur stromabwärtigen
Seite allmählich
größer und schließlich allmählich wieder
kleiner. Ein Erfassungselement 1 ist in einer Lage angeordnet,
die beim engsten Raum zwischen der Außenfläche des Hauptkörperaufbaus
und der Innenfläche
des Fluiddurchlasses 6 angeordnet ist. Im einzelnen ist
das Erfassungselement 1 durch eine Vielzahl von Leitungen elektrisch
mit einem elektronischen Steuerkreis auf einer Schaltkreisplatine 6 verbunden,
die in einem Schaltkreisgehäuse 8 eingeschlossen
ist. Des weiteren ist der Hauptkörperaufbau 5 durch
den Tragabschnitt 10 gehalten und an einer Stelle einteilig
verbunden, wo sein kreisförmiger
Querschnitt am größten ist.
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Unter
Bezugnahme auf die 3 besteht das
Erfassungselement 1 aus einem Keramiksubstrat und einer
auf der Oberfläche
des Keramiksubstrates ausgebildeten Platinschicht, die durch Abscheiden
von Platin gebildet wird, das als thermosensitives Material mit
elektrischem Widerstand dient. Das thermosensitive Material mit
elektrischem Widerstand weist eine Eigenschaft auf, durch die sich
sein elektrischer Widerstand mit Veränderungen in der Temperatur
verändern
wird. Des weiteren ist der Platinfilm in einem Mäandermuster derart ausgebildet,
daß er
einen Durchflußmengenerfassungswiderstand 3 und
ein Fluidtemperaturkompensationswiderstand 4 bildet (der
als Temperaturerfassungswiderstand dient). Mit dem Hauptkörperaufbau 5 ist
ein Plattenelement 2 derart einteilig verbunden, daß seine
Hauptebene mit einer Ebene übereinstimmt,
die die Mittelachse des Fluiddurchlasses 6 enthält. In der
Praxis ist das Erfassungselement 1 derart auf dem Plattenelement 2 befestigt,
daß seine
Außenfläche auf
nahezu der gleichen Höhe
liegt, wie die Hauptebene des Plattenelements 2. Ein Ende
des Erfassungselements 1 ist fest in dem Hauptkörperaufbau 5 eingebettet.
Eine Vielzahl von Leitungselementen 9 sind elektrisch mit
dem Durchflußmengenerfassungswiderstand 3 und
dem Fluidtemperaturkompensationswiderstand 4 durch eine
Vielzahl von Leitungsdrähten 17 in
dem Hauptköperaufbau 5 verbunden.
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Insbesondere
sind der Durchflußmengenerfassungwiderstand 3 und
der Fluidtemperaturkompensationswiderstand 4 alle auf der
Oberfläche
des Keramiksubstrats ausgebildet. Des weiteren ist eine (nicht dargestellte)
Wärmeisolationseinrichtung
bereitgestellt, um eine mögliche
Wärmeübertragung von
dem Durchflußmengenerfassungwiderstand 3 auf
den Fluidtemperaturkompensationswiderstand 4 zu verhindern.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
und in allen der weiter unten im einzelnen beschriebenen Ausführungsformen
ist es jedoch möglich,
auf den Fluidtemperaturkompensationswiderstand 4 zu verzichten,
solange der Durchflußmengenerfassungwiderstand 3 auf
dem Erfassungselement 1 vorgesehen ist. Des weiteren ist
das Substrat des Erfassungselement 1 nicht notwendigerweise
eine Keramiksubstrat, es ist ebenfalls möglich, ein Siliziumsubstrat
zu verwenden. Zur Benutzung als thermosensitives Material mit elektrischem
Widerstand ist es nicht notwendig, Platin zu verwenden, es ist tatsächlich ebenfalls
möglich,
Nickel oder ein Permalloy zu verwenden.
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Auf
diese Weise wird ein thermosensitiver Durchflußmengenfühler 50 gebildet,
der benutzt werden kann, um den konventionellen Durchflußmengenfühler 25 in
dem Einlaßluftrohr 21 für einen KFZ-Motor
zu ersetzen, und eine Durchflußmenge der
dem Motor zugeführten
Einlaßluft
zu erfassen.
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Wenn
das Luftfilterelement 27 (22)
mit Staub aus einem in dem Rohr strömenden Fluid gefüllt und
blockiert wird, wird gewöhnlich
eine Veränderung
in der Strömungsgeschwindigkeitsverteilung auf
der stromaufwärtigen
Seite des Durchflußmengenfühlers 25 auftreten
(22). Wenn ein Fluid
(ein Luftstrom) mit Abschnitten unterschiedlicher Geschwindigkeit
entlang des Durchlasses 6 strömt, wird jedoch bei der in 2 gezeigten Ausführungsform bewirkt,
daß schnell
strömende
Fluidabschnitte über die
Außenfläche des
Vorderendes des Hauptkörperaufbaus 5 strömen und
sich hierdurch mit den langsam strömenden Fluidabschnitten vereinen.
Da die schnell strömenden
und die langsam strömenden Fluidabschnitte
zusammengeführt
werden, wird es auf diese Weise möglich, für das Fluid eine gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung
zu erzielen, und sicherzustellen, daß ein Fluid, dessen Durchflußmenge zu
messen ist, eine gleichmäßige Strömungsgeschwindigekeit
aufweisen wird, bevor es das Erfassungselement 1 des Durchflußmengenfühlers 50 erreicht.
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Dem
Durchflußmengenerfassungwiderstand 3 des
Erfassungselements 1 ist derart ein elektrischer Strom
zuzuführen,
daß eine
vorbestimmte Wärmemenge
erzeugt wird. Die Wärme
von dem Durchflußmengenerfassungwiderstand 3 wird
durch Wärmeübertragung
zu dem Fluid übertragen,
das das Erfassungselement 1 bereits erreicht hat. Die von
dem Widerstand 3 auf das Fluid, das das Erfassungselement 1 erreicht
hat, übertragene
Wärmemenge
wird größer werden,
wenn die Durchflußmenge
des Fluids ansteigt. Folglich wird sich die Temperatur des Durchflußmengenerfassungswiderstands 3 zusammen
mit einer Änderung
der von dem Widerstand 3 auf das Fluid übertragenen Wärmemenge verändern.
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Der
in den Durchflußmengenerfassungwiderstand 3 fließende elektrische
Strom wird durch einen an der Schaltkreisplatine befestigen Steuerkreis derart
gesteuert, daß eine
Durchschnittstemperatur des Widerstands 3 auf einen vorherbestimmten
Wert ansteigen wird, der 200°C
höher ist,
als eine durch den Fluidtemperaturkompensationswiderstand 4 erfaßte Fluidtemperatur.
Folglich wird durch Verwenden des (zum Heizen verwendeten) elektrischen Stroms
als Durchflußmengensignal
ermöglicht,
die Durchflußmenge
eines Fluids zu erfassen, das durch den Durchlaß 6 mit vorherbestimmter
Querschnittsfläche
strömt.
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Bei
dem Durchflußmengenfühler 50 weist der
Hauptkörperaufbau 5 ein
stumpfes Vorderende auf, das an der stromaufwärtigen Seite angeordnet ist;
das Erfassungselement 1 ist zwischen der Außenfläche des
Hauptkörperaufbaus 5 und
der Innenfläche
des Fluiddurchlasses 6 angeordnet. Folglich werden diese
Fluidabschnitte unterschiedlicher Geschwindigkeit durch das stumpfe
Vorderende des Hauptkörperaufbaus 5 selbst
dann gleichgerichtet, wenn ein in den Durchlaß 6 strömendes Fluid
Abschnitte unterschiedlicher Geschwindigkeiten aufweist, so daß eine gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung
erzielt wird, bevor das Fluid das Erfassungselement 1 erreicht.
Auf diese Weise kann Drift des Ergebnisses einer Durchflußmengenerfassung verhindert
werden, wodurch mögliche
Erfassungsfehler eliminiert oder zumindest unterdrückt werden.
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Da
der Hauptkörperaufbau 5 stromaufwärts des
obigen stumpfen Vorderendes durch einen Tragabschnitt 10 getragen
ist, wird sich das schnell strömende
Fluid mit dem langsam strömendem
Fluid derart vereinen, daß das
Fluid insgesamt in einer seiner Bewegung durch den Tragabschnitt 10 nicht
gehindert wird, wodurch für
das strömende
Fluid wirkungsvoll eine gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeitsverteilung
erzielt wird.
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Da
der Hauptkörperaufbau 5 koaxial
zum Fluiddurchlaß liegt
und dieser Hauptkörperaufbau 5 in
einer Ebene rechtwinklig zu seiner Mittelachse einen kreisförmigen Querschnitt
aufweist, und da das Erfassungselement 1 in auf dem Körperaufbau 5 in einer
Lage angeordnet ist, die dem größten Querschnitt
des Hauptkörperaufbaus
entspricht, sind darüber
hinaus die Entfernungen zwischen der Außenfläche des Hauptkörperaufbaus
und der Innenfläche des
Fluiddurchlasses 6 alle die gleichen, so daß ein ringförmiger Raum
mit gleichmäßiger Dicke
entlang des gesamten Umfangs gebildet ist, und die durch den ringförmigen Raum
strömenden
Fluidabschnitte werden in der Nähe
des Erfassungselements 1 am stärksten
beschleunigt, wodurch für
das strömende Fluid
wirksam eine gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeitsverteilung
erzielt wird.
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Folglich
ist es durch die Verwendung der Ausführungsform möglich, eine
korrekte Durchflußmengenerfassung
mit lediglich einem geringem Fehler zu erzielen, wenn dieselbe Menge
an Fluid strömt, ungeachtet
dessen, ob bei einem in dem Durchlaß 6 eintretenden Fluid
eine Änderung
in der Strömungsgeschwindigkeitverteilung
auftritt oder nicht.
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Da
der Vorderendabschntitt des Hauptkörperaufbaus 5 in der
Form eines stumpfen Kopfes ausgebildet wurde, können Fluidabschnitte unterschiedlicher
Geschwindigkeit hochwirksam gleichgerichtet werden, wodurch es folglich
ermöglicht
ist, daß die
Länge des
Hauptkörperaufbaus 5 in
der Fluidströmungsrichtung
verkürzt
werden kann, wodurch es möglich
ist, einen Durchflußmengenfühler geringer
Größe herzustellen.
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Des
weiteren ist es durch die Verwendung der Ausführungsform ermöglicht,
auf ein mit einer komplexen Bypasstruktur versehenes Zentralelement
zu verzichten, das sonst zum Gleichrichten von Fluidabschnitten
unterschiedlicher Geschwindigkeit beim oben genannten Stand der
Technik notwendig ist. Folglich werden die Anzahl von Gegenständen und
Einzelteilen zum Ausbilden eines Durchflußmengenfühlers verringert, und die Produktivität zum Herstellen
desselben verbessert.
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Da
der Vorderendabschnitt des Hauptkörperaufbaus 5 in eine
Form mit stumpfen Kopf ausgebildet wurde, strömt darüber hinaus das Fluid ohne Aufspalten über die
Außenfläche des
stumpfen Vorderendes des Hauptkörperaufbaus 5.
Folglich tritt im Vergleich zu dem oben diskutierten konventionellen Durchflußmengenfühler 25 (21), der die Verwendung
einer Erfassungsrohrleitung 22 mit einem Mündungsabschnitt
in Trompetenform beinhaltet, und ebenfalls die Verwendung einer
Fluidgleichrichteinrichtung 23 beinhaltet, bei der vorliegenden
Ausführungsform
lediglich ein geringer Druckverlust im strömenden Fluid auf (mit der Voraussetzung,
daß in
beiden Fällen
dieselbe Durchlaßmenge
und die selbe Querschnittsfläche
des Fluiddurchlasses vorliegt).
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Da
der hintere Endabschnitt des Hauptkörperaufbaus 5 (genauer:
die Querschnittsfläche
in einer Ebene rechtwinklig zu seiner Mittelachse) zur stromabwärtigen Seite
des Durchflußmengenfühlers allmählich geringer
wird, ist es zusätzlich
sicher, daß das
strömende
Fluid nicht aufgespalten werden wird, wenn es über das hintere Ende des Hauptkörperaufbaus 5 strömt, wodurch
ein geringer Druckverlust sichergestellt ist.
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Wenn
der Durchflußmengenfühler 50 in
dem Einlaßluftrohr 28 (22) für den Motor eines Fahrzeugs
angeordnet ist, wird folglich dem Motor zugeführte Einlaßluft nicht behindert werden,
wodurch ermöglicht
wird, daß der
Motor eine hohe Ausgangsleistung erzeugt.
-
Vorzugsweise
ist der Hauptkörperaufbau 5 innerhalb
des Fluiddurchlasses derart angeordnet, daß die Mittelachse des Hauptkörperaufbaus 5 vollständig mit
der des Fluiddurchlasses 6 übereinstimmt. Nichtsdestotrotz
ist eine Lagebeziehung zwischen dem Hauptkörperaufbau 5 und dem
Fluiddurchlaß 6 nicht
notwendigerweise von der Größe des Durchflußmengenfühlers abhängig. Tatsächlich ist
es möglich,
daß die
Mittelachse des Hauptkörperaufbaus 5 relativ
zu der des Fluiddurchlasses 6 einige Grad geneigt ist,
oder alternativ, daß die
Mittelachse des Hauptkörperaufbaus 5 parallel
einige Millimeter von der des Fluiddurchlasses 6 abweicht,
ohne die Wirkung beim Gleichrichten von Fluidabschnitten unterschiedlicher
Geschwindigkeit unerwünscht
zu beeinflussen.
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Obwohl
es in der vorliegenden Ausführungsform
beschrieben wurde, daß der
Fluiddurchlaß 6 ein Rohr
mit einem kreisförmigen
Querschnitt ist, ist es ebenfalls möglich, daß ein solcher Fluiddurchlaß 6 ein
Rohr mit einem elliptischem Querschnitt oder einem rechteckigen
Querschnitt sein kann.
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Obwohl
es in dieser Ausführungsform
beschrieben wurde, daß der
Hauptkörperaufbau
5 im Querschnitt (in einer Ebene rechtwinklig zu seiner Mittelachse)
eine kreisförmige
Form aufweist, ist es darüber
hinaus ebenfalls möglich,
daß dieser
Querschnitt elliptisch oder rechtwinklig ist, solange der Vorderendabschnitt
des Hauptkörperaufbaus 5 in
einen stumpfen Kopf ausgebildet ist.
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Obwohl
es in dieser Ausführungsform
beschrieben wurde, daß der
Tragabschnitt 10 ausgebildet ist, um den Hauptkörper 5 in
einer Position zu tragen, in der der Querschnitt des Aufbaus 5 nahezu
die größte Fläche aufweist,
ist es darüber
hinaus ebenfalls möglich,
daß der
Tragabschnitt 10 derart ausgebildet ist, daß er den
Hauptkörperaufbau 5 in
einer Position trägt,
die stromabwärts
von einer Position angeordnet ist, in der der Querschnitt des Aufbaus 5 nahezu
die größte Fläche aufweist.
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AUSFÜHRUNGSFORM 1
-
Unter
Bezugnahme auf die 4 und 5 wird eine erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert
werden.
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4 ist eine Vorderansicht,
die einen gemäß der ersten
Ausführungsform
hergestellten Durchflußmengenfühler zeigt. 5 ist eine geschnittene
Seitenansicht, die den Durchflußmengenfühler der 4 zeigt.
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Unter
Bezugnahme auf die 4 und 5 weist der thermosensitive
Durchflußmengenfühler 51 der ersten
Ausführungsform
einen Hauptkörperaufbau 5 auf,
der durch einen Tragabschnitt 10 derart getragen ist, daß der Hauptkörperaufbau 5 koaxial
innerhalb einer Erfassungsrohrleitung 12 angeordnet ist,
die aus einem Rohr mit kreisförmigen
Querschnitt hergestellt ist. Ein Schaltkreisgehäuse 8 ist an dem Ende des
Tragabschnitts 10A vorgesehen, das sich von der Außenfläche der
Erfassungsrohrleitung 12 erstreckt. Andere Elemente in
der ersten Ausführungsform
weisen denselben Aufbau und folglich dieselben Funktionen wie die
der eingangsbeschriebenen Ausführungsform
auf.
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Der
Durchflußmengenfühler 51 mit
dem oben diskutiertem Aufbau kann luftdicht in dem Einlaßluftrohr 28 (22) für den Motor eines Fahrzeugs
angeordnet sein, wobei die Erfassungsrohrleitung 12 in
einer geeigneten Position in dem Einlaßluftrohr 28 angeordnet
ist. Hierdurch wird die Strömungsmenge
der dem Fahrzeugmotor zugeführtem Einlaßluft erfaßt.
-
Mit
der Verwendung des Durchflußmengenfühler 51 der
vorliegenden Ausführungsform
werden, wenn bei einem in die Erfassungsrohrleitung strömendem Fluid
eine Veränderung
der Strömungsgeschwindigkeitsverteilung
auftritt, die Fluidabschnitte unterschiedlicher Geschwindigkeit
dank des Hauptkörperaufbaus 5 (mit
demselben Aufbau wie der der ersten Ausführungsform) gleichgerichtet
werden, so daß eine
gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeitsverteilung
für das
hindurch strömende
Fluid erzielt wird, wodurch Erfassungsfehler bei den durch den Durchflußmengenfühler 51 erzeugten
Erfassungsergebnissen verringert werden.
-
Obgleich
der Durchflußmengenfühler 51 der ersten
Ausführungsform
zum Gleichrichten von Abschnitten unterschiedlicher Geschwindigkeit
eines in die Erfassungsrohrleitung 12 eingetretenen Fluids wirksam
ist, kann der Durchflußmengenfühler der zweiten
Ausführungsform
nicht alle Abschnitte des gesamten in dem Einlaßluftrohr 28 strömenden Fluids
mit unterschiedlicher Geschwindigkeit gleichrichten. Da der Durchflußmengenfühler 51 der
ersten Ausführungsform
insbesondere die Fluidabschnitte nicht gleichrichten kann, die entlang
der Außenseite der
Erfassungsrohrleitung 12 strömen, ist es schwierig, einen
Fluidgleichrichtungseffekt zu erzeugen, der ebenso zufriedenstellend
wie der der eingangsbeschriebenen Ausführungsform ist, bei der der
Durchflußmengenfühler 50 Abschnitte
des gesamten durch den Fluiddurchlaß 6 strömenden Fluids
mit unterschiedlicher Geschwindigkeit gleichrichten kann.
-
Andererseits
kann der Durchflußmengenfühler 51 derart
angeordnet sein, daß seine
Erfassungsrohrleitung 12 innerhalb des Einlaßluftrohrers 28 frei wählbar in
jeder Lage angeordnet sein kann. Falls das Einlaßluftrohr 21 einen
rechteckförmigen
Querschnitt aufweist, falls es einen gebogenen Abschnitt beinhaltet,
oder falls das Einlaßluftrohr 21 Rohrabschnitte
unterschiedlichen Durchmessers aufweist, ist es folglich ermöglicht,
daß die
Erfassungsrohrleitung 12 des Fühlers 51 in einen
Abschnitt eingeführt werden
kann (beispielsweise einem Mittelbereich des Einlaßluftrohres 28),
in dem der Fühler 21 durch Fluidabschnitte
unterschiedlicher Geschwindigkeit lediglich gering beeinflußt wird,
wodurch sichergestellt ist, daß Abschnitte
eines in die Erfassungsrohrleitung 12 eintretenden Fluids
mit unterschiedlicher Geschwindigkeit wirksam gleichgerichtet werden können.
-
Da
die Erfassungsrohrleitung 12 ein beträchtlichen Anteil der Querschnittsfläche des
Einlaßluftrohres 28 einnimmt,
ist es darüber
hinaus möglich, einen
Erfassungsfehler des durch den Durchflußmengenfühler 51 erzeugten
Erfassungsergebnisses zu minimieren, ungeachtet einer möglichen
ungleichmäßigen Geschwindigkeitsverteilung
(oder einer Veränderung
dieser Verteilung) des durch das Einlaßluftrohr 28 strömenden Fluids.
-
Da
die Erfassungsrohrleitung 12 des Durchflußmengenfühlers 51 in
ihrer Längenrichtung
relativ kurz ist, ist es darüber
hinaus ermöglicht,
daß der Fühler 51 selbst
in kompakter Größe hergestellt
werden kann.
-
Folglich
ist der Durchflußmengenfühler 51 der
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zur Benutzung als Einsteckdurchflußmengenfühler geeignet.
-
Zusätzlich kann
die Erfassungsrohrleitung 12 des Durchflußmengenfühlers 51 als
Sondeneinrichtung zum Erfassen einer Strömungsgeschwindigkeit eines
Fluids verwendet werden. Folglich ist es durch den Durchflußmengenfühler 51 gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ermöglicht,
die Strömungsgeschwindigkeit
eines Fluids in jeder Position in einem dreidimensionalen Raum zu
messen, wodurch er für
jegliche Meßanwendungen
geeignet ist.
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AUSFÜHRUNGSFORM 2
-
Eine
zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 6 und 7 beschrieben werden.
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6 ist eine Vorderansicht,
die einen Durchflußmengenfühler gemäß der zweiten
Ausführungsform
zeigt. 7 ist eine geschnittene
Seitenansicht, die den Durchflußmengenfühler der 6 zeigt.
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Unter
Bezugnahme auf die 6 und 7 ist ein thermosensitiver
Durchflußmengenfühler 52 der zweiten
Ausführungsform,
derselbe wie der der obigen ersten Ausführungsform, mit Ausnahme der
folgenden Unterschiede. Insbesondere ist eine Fluidgleichrichteinrichtung 13 mit
einer Wabenstruktur zum Gleichrichten einer Strömungsrichtung eines Fluids
stromabwärts
des Vorderendes eines Hauptkörperaufbaus 5,
aber stromaufwärts
des Erfassungselements 1 angeordnet.
-
Bei
der Verwendung des Durchflußmengenfühlers 52 werden,
wenn sich ein Fluid mit Abschnitten unterschiedlicher Geschwindigkeit
dem Fühler 22 annähert, die
schnell strömenden
Strömungsabschnitte
diagonal über
die gekrümmte
Außenfläche des
Hauptkörperaufbaus 5 derart
strömen,
daß sie sich
mit den langsam strömenden
Fluidabschnitten vereinen, wodurch eine gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeitsverteilung
erzeugt wird. Wenn die schnell strömenden Fluidabschnitte über die
Außenfläche des
Hauptkörperaufbaus 5 strömen und
sich mit den langsam strömenden
Fluidabschnitten vereinen, wird das gesamte Fluid in seiner Strömungsrichtung
abgelenkt. Eine derartige Strömungsablenkung wird
aufgrund der Fluidgleichrichteinrichtung 13 derart korrigiert
werden, daß das
Fluid ausgerichtet wird, um parallel zur Axialrichtung des Durchlasses 6 zu strömen, bevor
es das Erfassungselement 1 erreicht. Auf diese Weise wird
das Fluid rund um das Element 1 stabilisiert, da die Richtung
des über
das Erfassungselement 1 strömenden Fluids ständig gleichgerichtet
wird.
-
Folglich
ist es durch die Verwendung des Durchflußmengenfühlers 52 gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung nicht nur möglich, denselben Effekt wie
bei der ersten Ausführungsform
zu erzielen, sondern es ist ebenfalls möglich, einen weiteren Effekt
zu erzielen, durch den der Erfassungsfehler eines Erfassungsergebnisses
des Fühlers 52 weiter
verringert wird, indem die Strömungsrichtung
eines durch den Durchlaß 6 strömenden Fluids
(durch die Verwendung der Fluidgleichrichteinrichtung 13)
gleichgerichtet wird.
-
Obwohl
es in der zweiten Ausführungsform beschrieben
wurde, daß eine
Fluidgleichrichteinrichtung 13 mit dem Durchflußmengenfühler 50 der
eingangsbeschriebenen Ausführungsform
kombiniert wurde, ist es ebenfalls möglich, daß solch eine Fluidgleichrichteinrichtung 13 mit
dem Durchflußmengenfühler 51 der
ersten Ausführungsform
kombiniert wird, wodurch dieselbe Wirkung erzielt wird.
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AUSFÜHRUNGSFORM 3
-
Eine
dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 8 und 9 beschrieben werden.
-
8 ist eine Vorderansicht,
die einen Durchflußmengenfühler gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. 9 ist eine
geschnittene Seitenansicht, die den Durchflußmengenfühler der 8 zeigt.
-
Unter
Bezugnahme auf die 8 und 9 ist ein thermosensitiver
Durchflußmengenfühler 53 der dritten
Ausführungsform
nahezu derselbe wie der der obigen eingangsbeschriebenen Ausführungsform, mit
Ausnahme der folgenden Unterschiede. Insbesondere sind ein Paar
Fluidgleichrichtelemente 14 gegenseitig parallel derart
angeordnet, daß sie
einander zugewendet sind, wobei ein Erfassungselement 1 zwischen
ihnen angeordnet ist (betrachtet in der Längsrichtung eines Fluiddurchlasses 6).
-
Wenn
sich ein Fluid mit Abschnitten unterschiedlicher Geschwindigkeit
dem Fühler 53 annähert, werden
bei Verwendung des Durchflußmengenfühlers 53 die
schnell strömenden
Fluidabschnitte diagonal über
die Außenfläche des
Hauptkörperabschnitts 5 derart
strömen,
daß sie
sich mit den langsam strömenden
Fluidabschnitten vereinen, wodurch eine gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeitsverteilung
erzeugt wird. Wenn die schnell strömenden Fluidabschnitte über die
Außenfläche des
Hauptkörperaufbaus 5 strömen und
sich mit den langsam strömenden
Abschnitten vereinen, wird das gesamte Fluid in seiner Strömungsrichtung
abgelenkt. Eine derartige Strömungsablenkung
wird jedoch aufgrund der Fluidgleichrichteinrichtungen 14 derart
korrigiert, daß das
Fluid ausgerichtet wird, um parallel zur Axialrichtung des Durchlasses 6 zu
strömen,
bevor es das Erfassungselement 1 erreicht. Da auf diese
Weise die Richtung eines über
das Erfassungselement 1 strömenden Fluids ständig korrigiert
wird, ist das Fluid rund um das Element 1 stabilisiert.
-
Folglich
ist es durch die Verwendung des Durchflußmengenfühlers 53 gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung nicht nur möglich, dieselben Wirkungen
wie bei der ersten Ausführungsform
zu erzielen, sondern ebenfalls möglich,
eine weitere Wirkung zu erzielen, bei der ein Erfassungsfehler bei
einem Erfassungsergebnis des Fühlers 53 weiter
verringert wird, indem die Strömungsrichtung
eines durch den Durchlaß 6 strömenden Fluids
(durch Verwenden des Fluidgleichrichteinrichtungspaars 14)
gleichgerichtet wird.
-
Da
das Paar Fluidgleichrichteinrichtungen 14 zwischen der
Außenfläche des
Hauptkörperaufbaus 5 und
der Innenfläche
des Fluiddurchlasses 6 in einer Position angeordnet ist,
in der auch das Erfassungselement angeordnet ist, wird überdies
der Druckverlust geringer sein als bei der zweiten Ausführungsform.
-
Obgleich
es bei der dritten Ausführungsform beschrieben
wurde, daß ein
Paar Fluidgleichrichteinrichtung 14 mit dem Durchflußmengenfühler 50 der ersten
Ausführungsform
kombiniert wurde, ist es ebenfalls möglich, daß solche Fluidgleichrichteinrichtungen 14 mit
dem Durchflußmengenfühler 51 der ersten
Ausführungsform
kombiniert werden, wodurch dieselbe Wirkung erzielt wird.
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AUSFÜHRUNGSFORM 4
-
Eine
vierte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 10 und 11 beschrieben werden.
-
10 ist eine Vorderansicht,
die einen Durchflußmengenfühler gemäß der vierten
Ausführungsform
zeigt. 11 ist eine geschnitten
Seitenansicht, die den Durchflußmengenfühler der 10 zeigt.
-
Unter
Bezugnahme auf die 10 und 11 ist ein thermosensitiver
Durchflußmengenfühler 54 der vierten
Ausführungsform
nahezu derselbe, wie der der obigen ersten Ausführungsform, mit Ausnahme der
folgenden Unterschiede. Insbesondere weist ein Tragabschnitt 15 zum
Tragen eines Hauptkörperaufbaus 5 einen
Strömungspfad 15A auf,
der durch den Abschnitt 15 in der Fluidströmungsrichtung
ausgebildet ist (einer Richtung entlang der Mittelachse der Erfassungsrohrleitung 12).
Ein Erfassungselement 1 ist innerhalb des Fluidpfads 15A des
Tragabschnitts 15 angeordnet.
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Wenn
ein Fluid mit Abschnitten unterschiedlicher Geschwindigkeit in die
Erfassungsrohrleitung 12 strömt, werden bei der Verwendung
des Durchflußmengenfühlers 54 die
schnell strömenden
Fluidabschnitte diagonal über
die Außenfläche des Hauptkörperaufbaus 5 derart
strömen,
daß sie
sich mit den langsam strömenden
Fluidabschnitten vereinen, wodurch eine gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeitsverteilung
erzeugt wird. Wenn die schnell strömenden Fluidabschnitte über die Außenfläche des
Hauptkörperaufbaus 5 strömen und
sich mit den langsam strömendem
Fluidabschnitten vereinen, wird das gesamte Fluid in seiner Strömungsrichtung
abgelenkt. Eine derartige Strömungsablenkung wird
jedoch dank des Tragabschnittes 15 derart korrigiert, daß das Fluid
ausgerichtet werden wird, um parallel zur Axialrichtung des Durchlasses 6 zu
strömen,
bevor es das Erfassungselement 1 erreicht. Da die Strömungsrichtung
eines über
das Erfassungselement 1 strömenden Fluids konstant gerichtet
wird, ist auf diese Weise das Fluid rund um das Element 1 stabilisiert.
-
Folglich
ist es durch die Verwendung des Durchflußmengenfühlers 54 gemäß der vierten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung nicht nur möglich, den selben Effekt wie
in der ersten Ausführungsform
zu erzielen, sondern es ist ebenfalls möglich, einen weiteren Effekt
zu erzielen, durch den der Erfassungsfehler eines Erfassungsergebnisses
des Fühlers 54 weiter
verringert wird, indem die Richtung eines durch die Erfassungsrohrleitung 12 strömenden Fluids
gleichgerichtet wird (indem der besondere Aufbau des Tragabschnitts 15 verwendet
wird).
-
Da
der Tragabschnitt 15 dazu dient, den Hauptkörperaufbau 5 zu
tragen und zugleich als Fluidgleichrichteinrichtung zu dienen, und
da der Tragabschnitt 15 selbst zwischen der Außenfläche des Hauptkörperaufbaus 5 und
der Innenfläche
der Erfassungsrohrleitung 12 und nur in einer Lage angeordnet
ist, in der sich das Erfassungselement 1 befindet, wird
darüber
hinaus der Druckverlust auf einen geringen Wert gesteuert.
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AUSFÜHRUNGSFORM 5
-
Eine
fünfte
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 12 und 13 beschrieben werden.
-
12 ist eine Vorderansicht,
die einen Durchflußmengenfühler gemäß der fünften Ausführungsform
zeigt. 13 ist eine geschnittene
Seitenansicht, die den Durchflußmengenfühler der 12 zeigt.
-
Unter
Bezugnahme auf die 12 und 13 ist ein thermosensitiver
Durchflußmengenfühler 55 der fünften Ausführungsform
nahezu derselbe wie der der obigen dritten Ausführungsform, mit Ausnahme der
folgenden Unterschiede. Insbesondere wird in einem Bereich innerhalb
des Fluiddurchlasses 6, in dem sich der Hauptkörperaufbau 5 des
Fühlers 55 befindet,
der Innendurchmesser des Fluiddurchlasses 6 von der stromaufwärtigen Seite
zur stromabwärtigen
Seite allmählich
kleiner, und wird dann wieder allmählich größer. Das Erfassungselement 1 ist
in einer Position auf dem Hauptkörperaufbau
angeordnet, in der der Fluiddurchlaß 6 seinen geringsten
Innendurchmesser aufweist (d. h. ein Fluidströmungsquerschnitt am schmalsten
ist).
-
Folglich
ist es durch die Verwendung des Durchflußmengenfühlers 55 gemäß der fünften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung nicht nur möglich, dieselbe Wirkung wie
bei der dritten Ausführungsform
zu erzielen, sondern ebenfalls möglich, eine
weitere Wirkung zu erzielen, durch die die Fluidgleichrichtung weiter
verbessert wird, indem eine verdichtete Strömung erhöht wird (durch die Benutzung eines
Aufbaus, bei dem das Auftreten einer Fluidsaufpaltung unwahrscheinlich
ist).
-
Obgleich
es bei der fünften
Ausführungsform beschrieben
wurde, daß der
Innendurchmesser des Fluiddurchlasses 6 (ähnlich zu
dem der vierten Ausführungsform)
von der stromaufwärtigen
Seite zur stromabwärtigen
Seite allmählich
kleiner wird und dann wieder allmählich größer wird, ist es ebenfalls möglich, daß der Innendurchmesser
einer Erfassungsrohrleitung (ähnlich
zu der der zweiten Ausführungsform)
von der stromaufwärtigen
Seite zur stromabwärtigen
Seite allmählich
kleiner und dann wieder allmählich
größer wird,
wodurch derselbe Effekt erzielt wird.
-
AUSFÜHRUNGSFORM 6
-
Unter
Bezugnahme auf die 14 und 15 wird eine sechste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
-
14 ist eine Vorderansicht,
die einen Durchflußmengenfühler gemäß der sechsten
Ausführungsform
zeigt. 15 ist eine geschnittene
Seitenansicht, die den Durchflußmengenfühler der 14 zeigt.
-
Unter
Bezugnahme auf die 14 und 15 ist ein thermosensitiver
Durchflußmengenfühler 56 der sechsten
Ausführungsform
nahezu deselbe wie der der obigen ersten Ausführungsform, mit Ausnahme der
folgenden Unterschiede. Insbesondere ist der Hauptkörperabschnitt 5 nicht
nur durch einen Tragabschnitt 10, sondern ebenfalls durch
vier Paare Tragelemente 16 getragen. Die vier Tragelemente 16 sind
derart angeordnet, daß ihre
Hauptfläche
rechtwinklig zu einer Ebene ist, die im rechten Winkel zur Mittelachse
der Erfassungsrohrleitung 12 liegt. Insbesondere sind die
vier Tragelementpaare 16 gleichwirkend auf dem Außenumfang
des Hauptkörperabschnitts 5 in
Winkelabständen
von 90° angeordnet. Wie
in 19 gezeigt, ist ein
Paar Tragelemente 16 angeordnet, so daß ein Erfassungselement 1 dazwischen
angeordnet ist, während
ein weiteres Paar Tragelemente 16 angeordnet ist, so daß der Tragabschnitt 10 zwischen
ihnen liegt.
-
Wenn
ein Fluid mit Abschnitten unterschiedlicher Geschwindigkeit in die
Erfassungsrohrleitung 12 strömt, werden bei der Verwendung
des Durchflußmengenfühlers 56 die
schnell strömenden
Fluidabschnitte derart über
die Außenfläche des
Hauptkörperabschnitts 5 strömen, daß sie sich
mit den langsam strömenden
Fluidabschnitten vereinen, wodurch eine gleichmäßige Strömunggeschwindigkeitsverteilung
erzeugt wird. Wenn die schnell strömenden Fluidabschnitte über die
Außenfläche des
Hauptkörperaufbaus 5 strömen und
sich mit den langsam strömenden
Fluidabschnitten vereinen, wird das gesamte Fluid in seiner Strömungseinrichtung
abgelenkt. Eine derartige Strömungsablenkung
wird jedoch dank der Tragelemente 16 derart korrigiert,
daß das
Fluid ausgerichtet wird, um parallel zur Axialrichtung des Durchlasses 6 zu
strömen,
bevor es das Erfassungselement 1 erreicht. Da die vier
Tragelementpaare 16 gleichwirkend auf dem Außenumfang
des Hauptkörperaufbaus 5 angeordnet
sind, wird darüber hinaus
ein zwischen der Erfassungsrohrleitung 12 und dem Hauptkörperaufbau 5 auftretender
Druckverlust ohne jegliche Ablenkung in der Umfangsrichtung gleichmäßig werden.
-
Folglich
ist es bei der Verwendung des Durchflußmengenfühlers 56 gemäß der sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung nicht nur möglich, die selben Wirkungen
wie bei der ersten Ausführungsform
zu erzielen, sondern ebenfalls möglich,
eine weitere Wirkung zu erzielen, durch die eine zufriedenstellendere
Fluidgleichrichtung aufgrund der Tatsache sichergestellt ist, daß ein zwischen
der Erfassungsrohrleitung 12 und dem Hauptkörperaufbau 5 auftretender
Druckverlust in der Umfangsrichtung gleichmäßig ist.
-
Obwohl
es bei der sechsten Ausführungsform
beschrieben wurde, daß vier
Tragelementpaare 16 gleichwirkend auf dem Außenumfang
des Hauptkörperaufbaus 5 in
regelmäßigen Winelabständen von
90° angeordnet
sind, ist es ebenfalls möglich, daß drei oder
fünf Paare
derartiger Tragelemente 16 derart vorgesehen sind, daß sie gleichwirkend
auf dem Außenumfang
des Hauptkörperaufbaus 5 und in.
regelmäßigen Winkelabständen von
weniger oder mehr als 90° angeordnet sind.
Solange zumindest zwei Tragelemente 16 im Paar ausgebildet
sind, so daß das
Erfassungselement dazwischen angeordnet ist, müssen die anderen Tragelemente 16 nicht
notwendigerweise in Paaren ausgebildet sein. Darüber hinaus kann ein Paar Tragelemente 16 mit
einem dazwischen angeordnetem Erfassungselement in einer Form ausgebildet
sein, die sich von den anderen Tragelementen 16 unterscheidet.
-
Obwohl
bei der sechsten Ausführungsform beschrieben
wurde, daß der
Hauptkörperaufbau 5 durch
vier Tragelementpaare 16 getragen ist, beruhend auf einem
Durchflußmengenfühler 51 der
ersten Ausführungsform,
ist es ebenfalls möglich,
daß der
Hauptkörperabschnitt 5 durch
vier Tragelementpaare 16 getragen ist, beruhend auf einem
Durchflußmengenfühler 50 der
eingangsbeschriebenen Ausführungsform,
wodurch dieselben Wirkungen erzielt werden.
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AUSFÜHRUNGSFORM 7
-
Eine
siebte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 16 und 17 beschrieben werden.
-
16 ist eine Vorderansicht,
die einen Durchflußmengenfühler gemäß der siebten
Ausführungsform
zeigt. 17 ist eine geschnittene
Seitenansicht, die den Durchflußmengenfühler der 16 zeigt.
-
Unter
Bezugnahme auf die 16 und 17 ist ein thermosensitiver
Durchflußmengenfühler 57 der siebten
Ausführungsform
nahezu derselbe wie der der obigen dritten Ausführungsform, mit Ausnahme der
folgenden Unterschiede. Insbesondere ist eine Schaltkreisplatine 7,
auf der ein Steuerkreis und ein Erfassungskreis befestigt sind,
in dem Hauptkörperaufbau 5 eingeschlossen.
Ein Erfassungselement 1 ist mit der Schaltkreisplatine 7 durch
eine Vielzahl von Leitungsdrähten 17 (3) verbunden.
-
Eine
Vielzahl von Anschlüssen 18 eines
Verbinders 11 zum Zuführen
elektrischer Signale zur Schaltkreisplatine 7 und zum Aufnehmen
elektrischer Signale von ihr, sind elektrisch mit der Schaltkreisplatine 7 durch
die Innenfläche
eines Tragabschnitts 10 verbunden.
-
Folglich
ist es durch die Verwendung des Durchflußmengenfühlers 57 gemäß der siebten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung nicht nur möglich, dieselben Wirkungen
wie bei der dritten Ausführungsform
zu erzielen, sondern es ist ebenfalls möglich, eine weitere Wirkung
zu erzielen, durch die dank dessen, daß auf der Außenfläche eines
Fluiddurchlasses 6 kein Schaltkreisgehäuse vorliegt, für den Durchflußmengenfühler eine
kompaktere Größe sichergestellt
ist. Wenn der Durchflußmengenfühler 57 der
siebten Ausführungsform
an einem Fahrzeugmotor zu befestigen ist, kann ein solcher Befestigungsvorgang
selbst in einem engem Motorraum einfach gestaltet werden (da eine
kompakte Größe des Durchflußmengenfühlers 57 einen
größeren Freiheitsgrad
bei Befestigungsvorgängen
erlaubt).
-
AUSFÜHRUNGSFORM 8
-
Eine
achte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 18 und 19 erläutert werden.
-
18 ist eine Vorderansicht,
die einen Durchflußmengenfühler gemäß der achten
Ausführungsform
zeigt. 19 ist eine geschnittene
Seitenansicht, die den Durchflußmengenfühler der 18 zeigt.
-
Unter
Bezugnahme auf die 18 und 19 ist ein thermosensitiver
Durchflußmengenfühler 58 der achten
Ausführungsform
nahezu derselbe wie der der obigen sechsten Ausführungsform, mit Ausnahme der
folgenden Unterschiede. Insbesondere sind ein Steuerkreis oder ein
Erfassungskreis, oder ein Teil des Steuerkreises und ein Teil des
Erfassungskreises an einer ersten Schaltkreisplatine 7A angebracht
und befestigt, die dann in der Innenfläche eines Hauptkörperaufbaus 5 eingeschlossen
wird. Andere Schaltkreise sind an der zweiten Schaltkreisplatine 7B angebracht
und befestigt, die dann in einem Schaltkreisgehäuse 8 aufgenommen
wird. Ein Erfassungselement 1 ist mit der ersten Schaltkreisplatine 7A durch
eine Vielzahl von Leitungsdrähten
verbunden. Die erste Schaltkreisplatine 7A und die zweite Schaltkreisplatine 7B sind
miteinander durch eine Vielzahl von Leitungselementen 19 verbunden.
Obwohl dies in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, ist die zweite
Schaltkreisplatine 7B elektrisch mit den Anschlüssen des
Verbinders 11 verbunden. Der Steuerkreis umfaßt die erste 7A und
die zweite Schaltkreisplatine 7B.
-
Folglich
wird durch die Verwendung des Durchflußmengenfühlers 58 gemäß der achten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung nicht nur ermöglicht, dieselben Wirkungen
wie bei der siebten Ausführungsform
zu erzielen, sondern ebenfalls ermöglicht, eine weitere Wirkung
zu erzielen; durch die eine kompakte Größe für einen Durchflußmengenfühler sichergestellt
ist, indem die Größe des auf
der Außenfläche des
Einlaßluftrohrs 28 ausgebildeten Schaltkreisgehäuses 8 verringert
wird.
-
Obwohl
es in den obigen Ausführungsformen
beschrieben wurde, daß ein
in den Durchflußmengenerfassungswiderstand 3 fließender elektrischer
Strom als Durchflußmengensignal
verwendet wird, um die Durchflußmenge
eines durch einen Fluiddurchlaß oder
durch ein Lufteinlaßrohr 28 strömenden Fluids
zu erfassen, ist die vorliegende Erfindung nicht auf einen Durchflußmengenfühler begrenzt,
bei dem ein elektrisches Signal (zum Heizen) als Durchflußmengensignal
verwendet wird. Tatsächlich
kann die vorliegende Erfindung ebenfalls ein Durchflußmengenfühler sein,
der geeignet ist, die Durchflußmenge
eines Fluids gemäß der Wärmeübertragung von
einem Durchflußmengenerfassungswiderstand 3 auf
ein Fluid zu erfassen, dessen Durchflußmenge zu messen ist. Es kann
beispielsweise auf dem Substrat eines Erfassungselements 1 ein
Heizwiderstand vorgesehen sein, der aus einem thermosensitiven Widerstand
besteht, dem elektrischer Strom zugeführt wird. Des weiteren kann
ein Paar Temperaturfühler, die
aus einem thermosensitiven Widerstand bestehen, entsprechend stromauf
und stromab des Heizwiderstands angeordnet sein. Ein Durchflußmengenfühler mit
dem obigen Aufbau, nämlich
ein Temperaturunterschied-Durchflußmengenfühler, kann
eine Durchflußmenge
gemäß einem
Temperaturunterschied zwischen den beiden Temperaturfühlern erfassen.
Die vorliegende Erfindung kann ebenfalls ein solcher Temperaturunterschied-Durchflußmengenfühler sein.
-
Durch
die Benutzung der vorliegenden Erfindung, die auf oben beschrieben
Weise ausgeführt
ist, ist es möglich,
zumindest die folgenden Wirkungen bereitzustellen.
-
Einen
Fluiddurchlaß,
entlang dem ein Fluid strömt;
ein Temperaturfühlerelement
zum Fühlen
der Fluidtemperatur; ein Erfassungselement mit einem aus einem thermosensitiven
Material mit elektrischem Widerstand hergestellten Durchflußmengenerfassungwiderstand,
das derart in dem Fluiddurchlaß angeordnet
ist, daß der
Durchflußmengenerfassungwiderstand
dem durchströmendem
Fluid ausgesetzt ist; und einen Steuerkreis zum Steuern eines in den
Durchflußmengenerfassungwiderstand
fließenden
elektrischen Stroms derart, daß die
Temperatur des Durchflußmengenerfassungwiderstands
auf einem vorherbestimmten Wert haltbar ist, der um ein bestimmtes
Maß höher als
eine durch das Temperaturfühlerelement
erfaßte
Fluidtemperatur ist. Hier wird die Durchflußmenge des entlang des Fluiddurchlasses
strömenden
Fluids auf Grundlage der Wärmeübertragung
von dem obigen Durchflußmengenerfassungwiderstand
auf das Fluid gemessen. Insbesondere ist bei dem Durchflußmengenfühler ein Hauptkörperaufbau
umfaßt,
der derart ausgebildet ist, daß sein
Querschnitt rechtwinklig zu seiner Mittelachse von seinem Vorderende
zu seinem Hinterende größer wird.
Der Hauptkörperaufbau
ist durch einen auf der Innenfläche
des Fluiddurchlasses vorspringend ausgebildeten Tragabschnitt getragen,
und derart innerhalb des Fluiddurchlasses angeordnet, daß sein Vorderende
zur stromaufwärtigen
Seite des Fluids und sein hinteres Ende zur stromabwärtigen Seite des
Fluids gewendet ist. Das obige Erfassungselement ist zwischen dem
Hauptkörperaufbau
und der Innenfläche
des Fluiddurchlasses angeordnet. Selbst wenn eine Veränderung
der Geschwindigkeitsverteilung eines Fluids vorliegt, dessen Durchflußmenge zu
messen ist, ist es folglich dennoch möglich, mit hoher Präzision und
geringem Druckverlust eine korrekte Durchflußmengenerfassung durchzuführen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung umfaßt ein
verbesserter Durchflußmengenfühler eine
Erfassungsrohrleitung, die in einem Fluiddurchlaß anbringbar ist, und durch
die ein Teil eines Fluids hindurchströmen kann; ein Temperaturfühlerelement zum
Fühlen
der Fluidtemperatur; ein Erfassungselement mit einem aus einem thermosensitiven
Material mit elektrischem Widerstand hergestellten Durchflußmengenerfassungwiderstand,
das in dem Fluiddurchlaß derart
angeordnet ist, daß der
Durchflußmengenerfassungwiderstand
dem durchströmendem
Fluid ausgesetzt ist; und einen Steuerkreis zum Steuern eines in
den Durchflußmengenerfassungwiderstand
fließenden
elektrischen Stroms derart, daß die
Temperatur des Durchflußmengenerfassungwiderstands
auf einem vorherbestimmten Wert haltbar ist, der um ein bestimmtes
Maß höher als
eine durch das Temperaturfühlerelement
erfaßte
Fluidtemperatur ist. Hier wird die Durchflußmenge des entlang des Fluiddurchlasses
strömenden
Fluids auf Grundlage von Wärmeübertragung
von dem Durchflußmengenerfassungwiderstand
auf das Fluid gemessen. Insbesondere ist bei dem Durchflußmengenfühler ein Hauptkörperaufbau
umfaßt,
der derart ausgebildet ist, daß sein
Querschnitt rechtwinklig zu seiner Mittelachse von seinem Vorderende
zu seinem Hinterende größer wird.
Der Hauptkörperaufbau
ist durch einen auf der Innenfläche
der Erfassungsrohrleitung vorspringend ausgebildeten Tragabschnitt
getragen, und derart innerhalb der Erfassungsrohrleitung angeordnet,
daß sein
Vorderende zur stromaufwärtigen Seite
des Fluids und sein hinteres Ende zur stromabwärtigen Seite des Fluids gewendet
ist. Das obige Erfassungselement ist zwischen dem Hauptkörperaufbau
und der Innenfläche
der Erfassungsrohrleitung angeordnet. Folglich kann der Durchflußmengenfühler in
einem flachen Fluiddurchlaß angeordnet
werden, um eine korrekte Durchflußmengenerfassung durchzuführen, ohne
durch eine Veränderung
in der Geschwindigkeitsverteilung eines hindurchströmenden Fluids
beeinträchtigt
zu sein.
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Überdies
kann ein derartiger Durchflußmengenfühler verwendet
werden, um die Durchflußmenge
eines strömenden
Fluids in jeder Position in einem dreidimensionalem Raum zu messen.
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Des
weiteren ist der Vorderendabschnitt des Hauptkörperaufbaus derart in einen
stumpfen Kopfwinkel ausgebildet, daß seine Querschnittsfläche von seinem
vorderen Ende zu seinem hinteren Ende allmählich größer wird. Folglich ist es möglich, eine hohe
Fluidgleichrichtwirkung zu erzielen, eine Fluidaufspaltung um das
vordere Ende des Hauptkörperaufbaus
zu unterdrücken
und einen Druckverlust zu verringern.
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Des
weiteren ist das Erfassungselement in einem Bereich innerhalb des
Fluiddurchlasses oder der Erfassungsrohrleitung angeordnet, in dem
ein zwischen der Außenfläche des
Hauptkörperaufbaus und
der Innenfläche
des Fluiddurchlasses oder der Erfassungsrohrleitung gebildeter Raum
am schmalsten ist. Folglich ist das Erfassungselement in einem Bereich
angeordnet, in dem ein Fluid die gleichmäßigste Geschwindigkeitsverteilung
aufweist, wodurch eine Durchflußmengenerfassung
mit hoher Präzision ermöglicht ist.
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Des
weiteren ist der Fluiddurchlaß oder
die Erfassungsrohrleitung, in der der Hauptkörperaufbau anzuordnen ist,
ein hohles zylindrischer Rohr und der Hauptkörperaufbau weist rechtwinklig
zu seiner Mittelachse einen kreisförmigen Querschnitt auf und
ist koaxial innerhalb des Fluiddurchlasses oder der Erfassungsrohrleitung
angeordnet. Folglich ist eine Entfernung zwischen dem Hauptkörperaufbau
und der Innenfläche
des Fluiddurchlasses oder der Erfassungsrohrleitung in der gesamten
Umfangsrichtung derselbe, wodurch beim Gleichrichten eines Fluids eine
besonders hohe Wirkung sichergestellt wird.
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Des
weiteren hält
der Tragabschnitt den Hauptkörperaufbau
in einer Position, die sich stromabwärts von seinem Abschnitt mit
der größten Durchtrittsfläche befindet.
Folglich wird der Tragabschnitt das Strömen des Fluids nicht stören, dessen
schnell strömende
Fluidabschnitte diagonal über
die Außenfläche des
Hauptkörperaufbaus
strömen,
um sich mit den langsam strömenden
Fluidabschnitten zu vereinen, wodurch eine besonders hohe Fluidgleichrichtwirkung
sichergestellt ist.
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Darüber hinaus
umfaßt
der Durchflußmengenfühler weiterhin
Fluidgleichrichteinrichtung zum Gleichrichten der Strömungsrichtung
des Fluids. Folglich ist es sicher, daß die Richtung eines durch das
Erfassungselement strömenden
Fluids wirksam gleichgerichtet ist.
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Zusätzlich umfaßt der Durchflußmengenfühler ein
Paar Fluidgleichrichtelemente zum Gleichrichten der Strömungsrichtung
des Fluids, die derart angeordnet sind, daß sie einander zugewendet sind und
zwischen denen das Erfassungselement angeordnet ist. Folglich liegt
ein nur geringer Druckverlust vor, wodurch die Richtung eines durch
die Nähe
des Erfassungselement strömenden
Fluids exakt gleichgerichtet ist.
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Des
weiteren ist durch den Tragabschnitt in einer Strömungsrichtung
des Fluids ausgebildet ein kleiner Durchlaß, und das Erfassungselement
ist innerhalb des kleinen Durchlasses angeordnet. Folglich dient
der Tragabschnitt ebenfalls als Fluidgleichrichteinrichtung und
es ist nicht notwendig, eine weitere Fluidgleichrichteinrichtung
vorzusehen. Im Ergebnis kann der Druckverlust verringert werden.
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Des
weiteren ist der hintere Endabschnitt des Hauptkörperabschnitts in eine stumpfe
Endform ausgebildet, so daß sein
Querschnitt von der stromaufwärtigen
Seite zur stromabwärtigen
Seite des Fluids allmählich
kleiner wird. Folglich ist es möglich,
einen Druckverlust am hinteren Ende des Hauptkörperabschnitts zu verringern.
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Des
weiteren umfaßt
der Durchflußmengenfühler eine
Vielzahl von Tragabschnitten, die in der Umfangsrichtung gleichwirkend
in regelmäßigen Winkelabständen auf
der Innenfläche
des Fluiddurchlasses oder der Erfassungsrohrleitung angeordnet sind.
Folglich kann ein Druckverlust in einer Umfangsrichtung gleichmäßig gestaltet
werden, wodurch eine hohe Fluidgleichrichtwirkung sichergestellt
ist.
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Da
zumindest ein das Erfassungselement innerhalb des Fluiddurchlasses
oder der Erfassungsrohrleitung umgebender Bereich einen verringerten Fluidströmungsquerschnitt
aufweist, ist es des weiteren möglich,
aufgrund von Fluidkontraktion eine Fluidgleichrichtwirkung zu verbessern.
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Da
zumindest ein Teil des obigen Steuerkreises innerhalb des Hauptkörperabschnitts
aufgenommen ist es darüber
hinaus möglich,
einen Durchflußmengenfühler herzustellen,
der von kompakter Größe ist und
folglich einfach in einer erwünschten
Lage montierbar ist.