DE2527306B2

DE2527306B2 - Geraet zur ultraschallmessung der menge einer luftstroemung durch eine leitung, insbesondere durch die ansaugleitung einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2527306B2
Application number: DE19752527306
Authority: DE
Inventors: Massimo; Lagonigro Mauro; Turin Husse (Italien)
Original assignee: Fiat S.pA, Turin (Italien)
Priority date: 1974-08-01
Filing date: 1975-06-19
Publication date: 1977-11-24
Also published as: JPS5912970B2; GB1476557A; JPS5137670A; DE2527306A1; IT1016750B; US3964309A; DE2527306C3; FR2280883A1; FR2280883B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Ultraschallmessung der Menge einer Luftströmung durch eine Leitung, insbesondere durch die Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine.

Bei einem bekannten Ultraschall-Strömungsmesser dieser Art (DT-OS 23 39 631) ist eine Meßleitung vorgesehen, durch welche die zu bestimmende Luftströmung geführt wird, je ein piezoelektrischer Wandler an jedem Ende dieser Meßleitung und eine elektronische Schaltungsanordnung, welche die Luftströmungsmenge aus den Wandlersignalen bestimmt, wobei an den beiden Enden der Meßleitung und mit dieser in Verbindung stehend Kammern von größerem Durchmesser als derjenige der Meßleitung angeordnet sind, in welchen Kammern sich die beiden piezoelektrischen Wandler befinden.

Es hat sich nun gezeigt, daß durch das Vorhandensein der beiden Wandler Wirbel entstehen, so daß eine Verwirbelung der durch die Meßleitung strömenden Luft eintritt, was örtliche Schwankungen zur Folge haben kann, woraus sich Ungenaüigkeiten bei der Messung wegen der Beeinflussung der Signale der beiden Wandler ergeben.

Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, diese Nachteile auszuschalten, um die Zuverlässigkeit der genauen Messung der Luftgeschwindigkeit in der Meßleitung zu erhöhen.

' Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Gerat der vorliegenden Art erfindungsgemäß so ausgebildet, daß von den beiden Kammern die eine Kammer eine öffnung aufweist, die so geformt ist, daß die Luftströmung von der Öffnung zur Meßleitung mit ίο Bezug auf die Achse dieser Leitung im wesentlichen radial stattfindet, während in der anderen Kammer eine Umlenkplatte vorgesehen ist, die sich mit Bezug auf die Achse der Meßleitung quer erstreck:, so daß die Luftströmung durch diese andere Kammer, zumindest i"> im Bereich zwischen der Meßleitung und der Umlenkplatte, mit Bezug auf die Achse der Meßleitung im wesentlichen radial stattfindet, und daß diese Umlenkplatte axial zur Meßleitung verstellbar ist.

In vorteilhafter Weiterbildung können die beiden Wandler von axial verstellbaren rohrförmigen Halterungen getragen werden, von denen die eine Halterung durch eine Außenwand der ersten Kammer und die andere durch die Umlenkquerwand gelagert ist. Eine weitere vorteilhafte Maßnahme ergibt sich dann, wenn 2·> sich in der Umfangsöffnung der einen, ersten Kammer ein ringförmiges Luftfilter befindet.

Durch die Anwendung einer radialen Eingangsöffnung zu der einen der beiden Kammern wird erreicht, daß am Eingang der betreffenden Leitung keine die Wirkung der Wandler störenden Wirbel entstehen können, während die einstellbare Umlenkplatte in der anderen der beiden Kammern die Möglichkeit gibt, eine schädliche Wirkung auf den Wandler von Schwingungen auf ein Mindestmaß herabzusetzen, die beispiels- y> weise durch die aufeinanderfolgenden Saughübe einer Brennkraftmaschine hervorgerufen werden.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend beispielsweise in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben, die einen axialen Schnitt einer ■»ο Luftleitung mit einer Ausführungsform der Erfindung darstellt.

In der Zeichnung ist eine Meßleitung 1 dargestellt, die

mit der Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine verbunden ist, oder gegebenenfalls einen Teil derselben

-t¹» bildet und durch welche Leitung der Luftdurchfluß bestimmt werden soll. An den entgegengesetzten Enden dieser Meßleitung sind zwei Kammern 2, 3 angeordnet, die im wesentlichen durch zylindrische Körper gebildet werden, deren Durchmesser größer als derjenige der

so Leitung 1 ist.

Die Kammer 2, die an der Einlaßmündung der Leitung 1 angeordnet ist, besitzt eine flache kreisförmige Querwand 4, die von einer flachen ringförmigen Querwand 5 durch eine zylindrisch gekrümmte Wand 9 « in Abstand gehalten wird. Die ringförmige Wand 5 ist mit einem hohlen mittigen Ansatz 6 ausgebildet, der als Kupplung mit der Meßleitung 1 dient. Die beiden flachen Wände 4,5 werden durch Gewindebolzen 7 und mit diesen zusammenwirkenden Muttern 8 mit der bo gekrümmten Wand 9 zwischen sich zusammengehalten. Die gekrümmte Wand 9 ist aus einem porösen Material, das als Luftfilter dient, so daß Luft in die Kammer 2 radial eintreten kann.

Mit der Achse der Kammer 2 ist eine rohrförmige

*>■> Halterung ausgefluchteten, die an ihrem einen Ende einen piezoelektrischen Ultraschallwandler 12 trägt, der im Betrieb des Gerätes dazu verwendet wird, die Luftströmung durch die Meßleitung 1 zu messen. Die

Halterung 11 wird von einer Hülse 10 getragen, die von der Außenfläche der flachen kreisförmigen Wand 4 der Kammer 2 axial absteht und durch die eine Schraube 13 geführt ist, mittels welcher die rohrförmige Halterung 11 in einer gewählten axialen Stellung festgestellt werden kann, um die geeignetste Stellung für den Wandler 12 zu bestimmen, d. h. die Stellung, in welcher er die geringste Störung der Luftströmung aus der Kammer 2 in die Leitung 1 verursacht.

Die an-Jere Kammer 3 besteht aus zwei flachen ringförmigen Wänden 14 und 16, die durch eine zylindrisch gekrümmte Wand i9 miteinander verbunden sind. Die flache ringförmige Wand 14 ist mit einem hohlen Ansatz 15 ausgebildet, der von ihrer einen Seite axial absteht und eine Verbindungshülse zur Aufnahme des Endes der Leitung 1 bildet. In ähnlicher Weise ist die fache ringförmige Wand 16 mit einem mitligen hohlen Ansatz 11 ausgebildet, der eine Verbind:.ngshülse bildet, in welche ein Rohr 18, das zur Brennkraftmaschine führt, eingesetzt werden kann.

Im Inneren der zweiten Kammer 3 befindet sich eine Umlenkplatte in Form einer Querscheibe 20, die von axialen Führungen 21 getragen wird, welche durch die ringförmigen Wände 14, 16 gelagert sind. Die Scheibe 20 ist mit einem mittigen hohlen Ansatz 22 ausgebildet, der als Trägerhülse für eine rohrförmige Halterung 23 dient, die an ihrem einen Ende einen zweiten piezoelektrischen Ultraschallwandler 24 trägt. Die axiale Stellung der Halterung 23 und damit des Wandlers 24 ist durch eine radiale Schraube 25 feststellbar, die durch die Hülse geführt ist. Die axiale Stellung der Hülse 23 kann verlager! werden, um die günstigste Stellung für den Wandler 24 wählen zu können, in welcher er die geringste Störung der Luftströmung aus der Leitung 1 in die Kammer 3 verursacht.

In jeder der beiden Kammern ist der größte Teil der Luftströmung radial, so dall in den den Luden der Leitung 1 benachbarten Bereichen, wo sich die beiden Wandler 12, 14 befinden, die Strömungsgeschwindigkeit immer niedrig ist, da der Hauptteil der Luft vorbei in den die Wandler umgebenden Ringraum strömt. Die Anordnung der Wandler führt daher nicht /ur Bildung von Wirbeln, welche die Genauigkeit der Messung d'.-s Luftmassendurchflusses beeinträchtigen könnten. Die besondere Gestaltung der Kammern erleichtert den Ei/üriü und den Austriü in die Meüleiiung 1 b/w. ans dieser und vermeidet die Bildung von Wirbeln im Hauptströmungsweg und das Entstehen von Mikrowirbeln in der Nähe der Wände.

Die Querseheibe 20 ist längs der Führungen 21 verstellbar, um eine Stellung wählen zu können, in welcher die Schwingungen, die durch aufeinanderfolgende Saughübe verursacht werden, die gerinstmögliche Störung der Leistung des piezoelektrischen Wandlers 24 bewirken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gerät zur Ultraschallmessung der Menge einer Luftströmung durch eine Leitung, insbesondere durch die Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine, mit einer Meßleitung, durch wel die zu bestimmende Luftströmung geführt s\ . je ein'iin piezoelektrischen Wandler an jedem Ende der Meßleitung und einer elektronischen Schaltungsan-Ordnung, welche die Luftströmungsmenge aus den Wandlersignalen bestimmt, wobei an den beiden Enden der Meßleitung und mit dieser in Verbindung stehend Kammern von größerem Durchmesser als derjenige der Meßleitung angeordnet sind, in welchen Kammern sich die beiden piezoelektrischen Wandler befinden, dadurch gekennzeichnet, uäü von diesen Kammern (2, J) die eine Kammer (2) eine öffnung aufweist, die so geformt ist, daß die Luftströmung von der öffnung zur Meßleitung (1) mit Bezug auf die Achse dieser Leitung (1) im wesentlichen radial stattfindet, während in der anderen Kammer (3) eine Umlenkplatte (20) vorgesehen ist, die sich mit Bezug auf die Achse der Meßleitung (1) quer erstreckt, so daß die Luftströmung durch die andere Kammer (3), zumindest im Bereich zwischen der Meßleitung (1) und der Umlenkplatte (20), mit Bezug auf die Achse der Meßleitung (1) im wesentlichen radial stattfindet, und daß die Umlenkplatte (20) axial zur Meßleitung (1) verstellbar ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wandler (12, 24) von axial verstellbaren rohrförmigen Halterungen (II, 23) getragen werden, von denen die eine Halterung (11) durch eine Außenwand (4) der ersten Kammer (2) und die andere (23) durch die Umlenkquerwand (20) gelagert ist.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Umfangsöffnung der einen Kammer (2) ein ringförmiges Luftfilter (9) befindet.