DE3627465C2

DE3627465C2 - Direkt-beheizte Strömungsmeßvorrichtung

Info

Publication number: DE3627465C2
Application number: DE3627465A
Authority: DE
Inventors: Minoru Ohta; Michitoshi Onoda; Kazuhiko Miura; Seizi Huzino; Tadashi Hattori; Kenji Kanehara; Masanori Fukutani
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1985-08-13
Filing date: 1986-08-13
Publication date: 1995-10-26
Anticipated expiration: 2006-08-14
Also published as: US4843882A; GB8619059D0; GB2179161A; JPH0560530B2; JPS62123318A; DE3627465A1; GB2179161B

Description

Die Erfindung betrifft direkt beheizte Strömungsmeßvor richtungen nach dem Obergriff des Anspruchs 1, des Anspruchs 2 und des Anspruchs 3.

Strömungsmeßvorrichtungen jeweils dieser Art sind aus US 4 403 506 bekannt, wobei der Schichtwiderstand auf einem Substrat zur Ausbildung einer strömungsgünstigen Form an der stromauf liegenden Stirnfläche spitz zuläuft. Diese Anordnung wird unmittelbar vor einem düsenähnlichen Aufbau positioniert, so daß der Strömungsquerschnitt gleichmäßig verringert wird.

Aus US 4 498 337 ist es bei einem Schichtwiderstand bekannt, eine Schutzschicht aus einem hydrophoben Polymer über einer Widerstandsschicht anzuordnen, die auf einem Substrat aufgebracht ist.

Aus DE 31 47 530 A1 ist ein Durchflußsensor aus einer auf eine Trägerfolie aufgedampften, beheizbaren Widerstandsschicht bekannt, wobei der Trägerkörper ähnlich einer Tragfläche mit aufeinander zulaufenden Flächen zum stromabwärts liegenden Ende hin gestaltet ist.

Aus US 4 294 114 ist ein Strömungsmesser mit einem temperatur abhängigen Widerstand bekannt, der in Form einer Widerstands schicht auf einem Substrat in Strömungsrichtung hinter einem Körper aufgebracht ist, der ebenfalls einen Schichtwiderstand trägt, der von dem stromab liegenden Schichtwiderstand elektrisch isoliert ist.

Schließlich ist aus US 3 490 283 ein etwa dreizackig ausgebilde ter Sensor bekannt, dessen beiden äußeren Schenkel in Strömungs richtung abgeschrägt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Strömungsmeßvor richtung der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß die Empfindlichkeit und das Ansprechvermögen verbessert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß jeweils durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1, 2 und 3 gelöst.

Durch diese Ausgestaltung wird vermieden, daß suspendierte Teilchen in der Luftströmung am Schichtwiderstand haften bleiben und dadurch die Empfindlichkeit und das Ansprechvermögen der Strömungsmeßvorrichtung beeinträchtigen. Auf diese Weise erhält man eine Strömungsmeßvorrichtung, die aufgrund ihrer hohen Empfindlichkeit und ihres hohen Ansprechvermögens zur Motor steuerung im Luftansaugkanal von Brennkraftmaschinen eingesetzt werden kann.

Vorteilhafte Gestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in schematischer Darstellung die Anordnung der Strö mungsmeßvorrichtung in einer Brennkraftmaschine,

Fig. 2 ein Schaltbild der Sensorschaltung von Fig. 1,

Fig. 3 in einer Seitenansicht die Strömungsmeßvorrichtung,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5A eine Teilansicht eines Schichtwiderstandes,

Fig. 5B eine Querschnittsansicht längs der Linie B-B in Fig. 5A,

Fig. 6A eine Draufsicht auf einen Schichtwiderstand,

Fig. 6B eine Querschnittsansicht längs der Linie B-B in Fig. 6A,

Fig. 7 Abwandlungsform des in Fig. 5B darge stellten Schichtwiderstandes,

Fig. 8 Ausführungsbeispiel eines Schichtwiderstandes gemäß Anspruch 1 oder 2,

Fig. 9 in einer Seitenansicht die Strömungsmeßvorrichtung mit L-förmigem Substrat, und

Fig. 10 in einer Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel der Strömungsmeßvorrichtung gemäß Anspruch 3.

In Fig. 1, die den Gesamtaufbau einer Brennkraftmaschine mit einer Strö mungsmeßvorrichtung zeigt, ist eine Maschine 1 mit Funken zündung zum Antreiben eines Kraftfahrzeuges dargestellt, in die Luft zur Verbrennung über ein Luftfilter 2, ein Ausrich tgitter 3, das die Luftströmung gleichmäßig macht, und einen Luftansaugkanal 4 eingesaugt wird. Im Luftansaugkanal 4 befindet sich ein Drosselventil 4a, das willkürlich durch den Fahrer betätigt wird. Die Strömungsmeßvorrichtung ist im Luft ansaugkanal 4 zwischen dem Ausrichtgitter 3 und dem Dros selventil 4a vorgesehen.

Die Strömungsmeßvorrichtung enthält ein Sensorteil im Inne ren des Luftansaugkanals 4 und eine Sensorschaltung 10, die in eine Hybridplatte außerhalb des Luftansaugkanals 4 einge schlossen ist. Der Sensorteil weist ein Halteelement 5, bei spielsweise aus Aluminium, auf, das einen temperaturabhängigen Schichtwiderstand 6 im Luftansaugkanal 4 trägt. Der Schichtwiderstand 6, der einen Heiz- und einen Temperatur detektorteil aufweist, ist über eine flexible Verbindung 7 mit der Sensorschaltung 10 verbunden. Das Halteelement 5 trägt auch einen temperaturabhängigen Widerstand 8, der die Tempera tur der nicht erwärmten Luft im Luftansaugkanal 4 aufnimmt. Der temperaturabhängige Widerstand 8 ist über eine flexible Verbindung 9 mit der Sensorschaltung 10 verbunden. Es sei darauf hingewiesen, daß der temperaturabhängige Widerstand 8 im Luftansaugkanal 4 so angeordnet ist, daß er im wesentli chen nicht durch die Wärme beeinflußt wird, die vom Schicht widerstand 6 erzeugt wird, so daß gegenüber dem Schichtwider stand 6 keine wesentlichen Schwankungen des Luftstromes auf treten.

Die Sensorschaltung 10 regelt den im Schichtwiderstand 6 fließenden Strom so, daß soviel Wärme erzeugt wird, daß ein konstanter Temperaturunterschied zwischen dem Schichtwider stand 6 und dem temperaturabhängigen Widerstand 8 auftritt. Die Sensorschaltung 10 erzeugt und überträgt weiterhin eine Ausgangsspannung V_Q auf die Steuerschaltung 11, die beispiels weise einen Mikrocomputer enthält. Die Steuerschaltung 11 empfängt verschiedene Arten von Detektorsignalen, beispiels weise ein Signal für die Drehzahl der Maschine Ne, das nicht dargestellt ist, ein Signal für die Maschinenkühlmitteltem peratur THW, das nicht dargestellt ist, und steuert das Ven tilöffnungszeitintervall des Kraftstoffeinspritzventils 12 und ähnliches.

Die Sensorschaltung 10 in Fig. 1 wird im folgenden anhand von Fig. 2 beschrieben. Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, enthält die Sensorschaltung 10 Widerstände 101 und 102, die mit dem Schichtwiderstand 6 und dem temperaturabhängigen Widerstand 8 eine Brückenschaltung bilden, einen Komparator 103, einen vom Komparator 103 angesteuerten Transistor 104 und einen Span nungspuffer 105. Die Sensorschaltung 10 arbeitet in der fol genden Weise. Wenn die durch den Luftansaugkanal 4 strömende Luftmenge zunimmt, so daß die Temperatur des Schichtwider standes 6 abnimmt, der in diesem Fall ein Platinwiderstand ist, nimmt sein Widerstandswert so ab, daß die folgende Bedingung erfüllt ist:

V₁ ≦ V_R,

wobei V₁ das Potential am Knotenpunkt zwischen dem Widerstand 101 und dem Schichtwiderstand 6 ist, und V_R das Potential am Knotenpunkt zwischen dem Widerstand 102 und dem temperaturab hängigen Widerstand 8 bezeichnet. Das hat zur Folge, daß das Ausgangspotential des Komparators 103 abnimmt, wodurch die Leitfähigkeit des Transistors 104 erhöht wird. Daher nimmt die durch den Schichtwiderstand 6 erzeugte Wärmemenge zu und nimmt gleichzeitig das Kollektorpotential des Transistors 104 zu, so daß auch die Ausgangsspannung V_Q des Spannungspuffers 105 ansteigt.

Wenn im Gegensatz dazu die durch den Luftansaugkanal 4 strö mende Luftmenge abnimmt, so daß die Temperatur des Schicht widerstandes 6 zunimmt, nimmt sein Widerstandswert zu, so daß die folgende Bedingung erfüllt ist:

V₁ < V_R.

Das hat zur Folge, daß das Ausgangspotential des Komparators 103 ansteigt, wodurch die Leitfähigkeit des Transistors 104 abnimmt. Die durch den Schichtwiderstand 6 erzeugte Wärmemenge nimmt daher ab, und gleichzeitig nimmt das Kollektorpotential des Transistors 104 ab, so daß die Ausgangsspannung V_Q des Spannungspuffers 105 gleichfalls absinkt.

In dieser Weise erfolgt eine Regelung mit Rückführung hin sichtlich der Temperatur des Schichtwiderstandes 6, um für einen konstanten Temperaturunterschied zwischen dem Schicht widerstand 6 und dem temperaturabhängigen Widerstand 8 zu sorgen, der in diesem Fall die Temperatur der Umgebungsluft aufnimmt. Die Ausgangsspannung V_Q des Ausgangspuffers 105 gibt daher die Luftmenge wieder, die durch den Luftansaugkanal 4 strömt.

Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Ansicht von Fig. 1 in der Umge bung des Schichtwiderstandes 6, und Fig. 4 zeigt eine Quer schnittsansicht längs der Linie IV-IV in Fig. 3. Wie es in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, ist nur ein Ende des Schicht widerstandes 6 über ein adiabatisches Element 13 im Halte element 5 gehalten, so daß seine Stirnfläche mit dem darauf vorgesehenen Widerstandsmuster parallel zum Luftstrom ver läuft, d. h. der Teil mit kleinsten Abmessungen des Schicht widerstandes 6 dem Luftstrom gegenüberliegt. Wenn beide Enden des Schichtwiderstandes 6 am Halteelement 5 befestigt wären, würde sich das Sensorausgangssignal durch den Dehnungsmeß streifeneffekt des Schichtwiderstandes 6, d. h. durch die Deh nung des Schichtwiderstandes 6, ändern. Die Halterung des Schichtwiderstandes 6 an nur einem Ende vermeidet diesen Deh nungseffekt.

Jede der flexiblen Verbindungen 7 und 9 umfaßt einen Leiter, beispielsweise aus Kupfer, mit einem darauf befindlichen Muster in Sandwich-Bauweise zwischen zwei flexiblen isolierenden dün nen Harzschichten, so daß der Aufbau der Anschlüsse, vergli chen mit Verbindungsdrähten, erosionsfest, trennungsfest und ähnliches ist.

Fig. 5A zeigt eine Teilvergrößerung des Schichtwiderstandes 6 von Fig. 1, und Fig. 5B zeigt eine Querschnittsansicht längs der Linie B-B in Fig. 5A. Wie es in den Fig. 5A und 5B darge stellt ist, umfaßt der Schichtwiderstand 6 ein Substrat 61 aus einkristallinem Silizium, eine Platinwiderstandsmuster schicht 62 und eine Passivierungsschicht 63 aus SiO₂ oder Si₃N₄ zum Schutz der Platinwiderstandsmusterschicht 62. In diesem Fall ist eine nicht dargestellte SiO₂-Schicht, die durch thermisches Oxidieren des Substrates 61 erhalten wird, zwischen dem Substrat 61 und der Platinwiderstandsmuster schicht 62 vorgesehen. In der Platinwiderstandsmusterschicht 62 dient der Teil 62a mit einem besonders großen Widerstands wert nicht nur als Heizung über die Aufnahme der Versor gungsenergie, sondern auch als Temperaturdetektorteil durch Aufnahme seines Widerstandswertes.

Es ist eine Abschrägung 61a an der strom aufwärts liegenden Seite des Substrates 61 des Schichtwider standes 6 vorgesehen und es befindet sich eine Abschrägung 61b auf seiner stromabwärts liegenden Seite. Diese Abschrägungen 61a und 61b werden dadurch erhalten, daß ein anisotropes Ät zen am Substrat 61 aus einkristallinem Silizium durchgeführt wird. Wenn beispielsweise die ebene Außenfläche des Substrates 61 aus einkristallinem Silizium eine (100)- oder (110)-Fläche ist, sind die Abschrägungen 61a und 61b (111)-Flächen. Das heißt, daß das anisotrope Ätzen einen Unterschied in der Ätzgeschwin digkeit ausnutzt, d. h. daß die Ätzgeschwindigkeit der (111)- Fläche des einkristallinen Siliziums, verglichen mit der der (100)- oder (110)-Fläche sehr klein ist.

Staubereiche auf der stromaufwärts liegen den Seite des Schichtwiderstandes 6 werden daher durch die Abschrägung 61a vermie den oder unterdrückt, so daß ein Haften von suspendierten Teilchen im Luftstrom am Schichtwiderstand 6 durch die Ab schrägung 61a auf der stromaufwärts liegenden Seite vermieden oder verringert werden kann. Wenn weiterhin eine Rückzündung oder eine Ventilüberlappung nach einer Beschleunigung auf tritt, wird ein Anhaften von suspendierten Teilchen am Schicht widerstand 6 durch ein Rückblasen des Verbrennungsgases ver mieden oder verringert und es werden gleichzeitig Einflüsse von Stoßwellen auf den Sensor verringert.

Obwohl die oben erwähnten Abschrägungen über eine (111)-Fläche des einkristallinen Siliziums erhalten wurden, können sie auch dadurch erhalten werden, daß polykristallines Silizium in ge eigneter Weise mechanisch bearbeitet wird.

Fig. 6A zeigt in einer Draufsicht den gesamten Schichtwider stand 6 von Fig. 1, und Fig. 6B zeigt eine Querschnittsansicht längs der Linie B-B in Fig. 6A. In den Fig. 6A und 6B ist eine Aussparung 61C dargestellt, die im einkristallinen Silizium substrat 61 ausgebildet ist, und ist die Platinwiderstands musterschicht 62 in dieser Aussparung 61c vorgesehen. Es sind weiterhin Ausgangsleitungsteile P₁ und P₂ vorgesehen.

Es ist im allgemeinen bevorzugt, daß der Abstand zwischen den Ausgangsleitungsteilen P₁ und P₂ und dem Heiz- und Tempera turdetektorteil 62a groß ist. In der Platinwiderstandsmuster schicht 62 ist beispielsweise der Widerstandswert des Heiz- und Temperaturdetektorteils 62a vorzugsweise etwa zehnmal so groß wie der des Leitungsteils 62b. Zu diesem Zweck kann die Breite oder die Stärke des Heiz- und Temperaturdetektorteils 62a verringert werden, obwohl es dann schwierig ist, eine sta bile Wärme zu erzielen, wenn die Temperatur des Heiz- und Tem peraturdetektorteils 62a durch Anlegen einer relativ niedrigen Spannung erhöht wird. Andererseits kann die Breite oder die Stärke des Leitungsteils 62b erhöht werden, was jedoch die adiabatische Wirkung verringert und dazu führt, daß die Pas sivierungsschicht 63, die den Leitungsteil 62b überdeckt, re lativ groß wird, wodurch der Flächenbereich zunimmt, an dem suspendierte Teilchen haften können.

Da in den Fig. 6A und 6B die Platinwiderstandsmusterschicht 62, und insbesondere ihr Leitungsteil 62b in der Aussparung 61c des Substrats 61 ausgebildet ist, kann der Widerstandswert des Leitungsteiles 62b verringert werden und kann somit der Abstand zwischen dem Heiz- und Temperaturdetektorteil 62a und den Ausgangsleitungsteilen P₁ und P₂ groß gemacht werden, was bedeutet, daß sich ein hoher adiabatischer Effekt des Heiz- und Temperaturdetektorteils 62a ergibt. Es ist weiterhin mög lich, die Stärke der Passivierungsschicht 63 zu verringern und diese flach auszubilden, wodurch das Anhaften von suspen dierten Teilchen am Schichtwiderstand 6, insbesondere an der Passivierungsschicht 63, weiter verringert wird. Darüber hinaus kann die Wärmekapazität (Heizmasse) des Luftströmungs sensors verringert werden, was die Wärmeverteilung verbessert, so daß eine ausgezeichnete Empfindlichkeit und eine hohe An sprechgeschwindigkeit erzielt werden können.

Der Heiz- und Temperaturdetektorteil 62a kann gleichfalls in einer Aussparung des Substrates 61 vorgesehen sein.

In Fig. 7, die eine Abwandlungsform der Anordnung von Fig. 5B zeigt, sind keilförmige Vorsprünge, d. h. V-förmige Vorsprün ge 61d und 61e, auf der stromaufwärts liegenden und der strom abwärts liegenden Seite des Substrates 61 ausgebildet. Die Vorsprünge 61d und 61e sind gleichfalls durch anisotropes Ätzen auf beiden Außenflächen des Substrates 61 aus einkristal linem Silizium ausgebildet. Wenn beispielsweise die Oberfläche des Substrates, auf der die Platinwiderstandsmusterschicht 62 ausgebildet ist, und deren Rückfläche (110)-Flächen sind, beträgt der Kantenwinkel der Vorsprünge 61d und 61e annähernd 70°. Es kann somit die gleiche Wirkung erzielt werden, wie sie in Fig. 5B dargestellt ist. Wenn insbesondere bei den Vor sprüngen 61d und 61e die Länge des oberen abgeschrägten Teils gleich der des unteren abgeschrägten Teils ist, ist die Abnah me der Fluidgeschwindigkeit am Umfang der Staupunkte an den Kanten der Vorsprünge 61d und 61e so gering wie möglich, was sehr wirksam das Anhaften von suspendierten Teilchen vermei det.

In Fig. 8, die ein Ausführungsbeispiel eines Schichtwiderstandes gemäß Anspruch 1 oder 2 zeigt, steht die Passivierungsschicht 63 des Sub strates 61 etwas von den Randbereichen der stromaufwärts lie genden und stromabwärts liegenden Abschrägung 61b und 61c des Substrates 61 vor. Das heißt, daß die Passivierungsschicht 63 zwei Vorsprünge 63a und 63b aufweist. Wenn beispielsweise die Außenfläche des Substrates 61 aus einkristallinem Silizium, auf der die Platinwiderstandsmusterschicht 62 ausgebildet ist., eine (111)-Fläche ist, und die Abschrägungen 61a und 61b (100)- oder (110)-Flächen sind, die beim anisotropen Ätzen eine hohe Ätzgeschwindigkeit zeigen, können die Vorsprünge 63a und 63b dadurch erhalten werden, daß nach der Ausbildung der Passivierungsschicht 63 ein anisotropes Ätzen durchgeführt wird.

Bei der in Fig. 8 dargestellten Ausbildung wird dadurch, daß die Vorsprünge 63a und 63b vorgesehen sind, im Vergleich mit der Ausbildung von Fig. 5B das Anhaften von suspendierten Teil chen unterdrückt, da bei der Ausbildung von Fig. 5B das Anhaf ten von suspendierten Teilchen an den Enden der Passivierungs schicht 63 derart fortschreiten kann, daß diese Teilchen auch an den Abschrägungen 61b und 61c haften.

Wenn weiterhin bei der in Fig. 8 dargestellten Ausbildung die Vorsprünge 63a und 63b um etwa 5 bis 20 µm von den Rändern des Substrates 61 vorstehen, und die Passivierungsschicht 63 eine Stärke von 1 bis 2 um hat, konzentrieren sich suspendier te Teilchen an den Rändern der Vorsprünge 63a und 63b, wo sie anhaften, wodurch ein Anhaften von suspendierten Teilchen an den anderen Teilen vermieden wird. Da die Vorsprünge 63a und 63b dünn sind, ist das Anhaften von suspendierten Teilchen an diesen Vorsprüngen gleichfalls sehr gering. Da weiterhin die Passivierungsschicht 63 aus SiO₂ oder Si₃N₄ besteht; ist ihr Wärmeleitungskoeffizient klein, so daß der Einfluß auf ihre Charakteristik durch das Anhaften von suspendiertem Teil chen verringert werden kann.

Wie es in Fig. 9 dargestellt ist, die eine mögliche Weiterbildung des Schichtwiderstands nach Anspruch 1 oder 2 zeigt, ist der Schichtwiderstand 6 an nähernd L-förmig und ist der Heiz- und Temperatur-Detektor teil 62a an einem Ende ausgebildet. Die Oberfläche des Schichtwiderstandes 6 verläuft parallel zum Luftstrom wie oben angegeben, und es ist zusätzlich der Teil des Schichtwiderstandes 6, an dem der Heiz- und Temperatur-Detektorteil 62a ausgebildet ist, pa rallel zum Luftstrom vorgesehen und zur stromabwärts liegen den Seite gerichtet. Im Substrat dieses Schichtwiderstandes 6 sind die Stirnflächen auf der stromaufwärts und der strom abwärts liegenden Seite abgeschrägt, und der Leitungsteil, die Passivierungsschicht und ähnliche Einrichtungen sind in der selben Weise wie beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel vorgesehen.

Da bei diesem Ausführungsbeispiel kein Staubereich in der Umgebung des Heiz- und Temperatur-Detek torteils 62a auftritt, kann ein Anhaften von suspendierten Teilchen am Außenumfang des Heiz- und Temperatur-Detektorteils 62a vermieden oder merklich verringert werden.

Selbst wenn suspendierte Teilchen auf der stromaufwärts lie genden Seite am Schichtwiderstand 6 anhaften, haften diese Teilchen damit nur an einem Teil des Schichtwiderstan des 6, der weit vom Heiz- und Temperatur-Detektorteil 62a ent fernt liegt, der den Hauptwärmeableitungsteil des Schichtwi derstandes 6 bildet. Selbst wenn die Wärmeverteilungscharak teristik des Teiles, an dem die Teilchen haften, geändert wird, wird diese Änderung der Wärmeverteilungscharakteristik folglich in Hinblick auf den gesamten Schichtwiderstand 6 sehr klein sein, so daß die Empfindlichkeit und die Ansprechge schwindigkeit nicht beeinflußt werden.

Wie es in Fig. 10 dargestellt ist, die ein Ausführungsbeispiel der Strömungsmeßvorrichtung gemäß Anspruch 3 zeigt, ist ein rechteckiger Schichtwiderstand 6 durch ein Halteelement 5 so gehalten, daß der Schichtwiderstand 6 mit seinen Stirnflächen schräg unter einem vorbestimmten Winkel θ zum Fluidstrom verläuft.

Bei diesem Ausführungsbeispiel verlaufen die Stirnflä chen des Schichtwiderstandes 6 auf der stromaufwärts und der stromabwärts liegenden Seite schräg, ohne daß abgeschrägte Be reiche im Substrat des Schichtwiderstandes 6 ausgebildet sind, wodurch dieselbe Wirkung wie beim ersten Ausführungsbeispiel erzielt wird. Wenn abgeschrägte Bereiche im Substrat in der selben Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet sind, kann das Anhaften von suspendierten Teilchen weiter ver ringert werden.

Der oben erwähnte, vorbestimmte Winkel θ ist so gewählt, daß er eine ausreichende, das Anhaften von suspendierten Teilchen verhindernde Wirkung zeigt und eine Abnahme der Empfindlich keit aufgrund einer Schwankung des Luftstromes an dem Teil des Schichtwiderstandes 6 vermeidet, der am Halteelement 5 be festigt ist. Untersuchungen haben gezeigt, daß dieser Winkel θ vorzugsweise 40° bis 70° beträgt.

Die beschriebene Ausbildung kann bei anderen Durchsatz sensoren, wie beispielsweise Flüs sigkeitsdurchsatzsensoren, angewandt werden. Sie kann bei einem digitalen (Impuls)-Strömungs durchsatzsensor angewandt werden, der über einen Triggerimpuls gesteuert wird. Wenn bei einem derartigen Sensor ein derarti ger Triggerimpuls anliegt, um mit dem Heizen eines Heizwider standes zu beginnen, dann wird das Heizen des Heizwiderstan des fortgesetzt, bis ein konstanter Temperaturunterschied zwischen zwei temperaturabhängigen Widerständen gebildet ist, oder bis der stromabwärts liegende temperaturabhängige Wider stand einen konstanten Wert erreicht. In diesem Fall wird die Heizzeit als Maß für den Luftmengendurchsatz oder den Luft volumendurchsatz aufgenommen. Eine derartige Triggerimpuls steuerung hat den Vorteil, daß sich ein günstiger Energiever brauch ergibt. Es sei darauf hingewiesen, daß eine derartige Triggerimpulssteuerung bei einem direkt beheizten Durchsatz sensor möglich ist.

Claims

1. Direkt-beheizte Strömungsmeßvorrichtung zum Messen des Durchsatzes in einem Kanal (4),
mit einem Schichtwiderstand (6), der ein Substrat (61), dessen stromauf liegende Stirnfläche abgeschrägt ist, und eine beheizbare, temperaturempfindliche Widerstandsschicht (62) auf dem Substrat (61) aufweist,
mit einem Halteelement (5), das den Schichtwiderstand etwa parallel zum Fluidstrom im Kanal (4) trägt, und
mit einer Steuereinrichtung für den elektrischen Heizstrom, die mit dem Schichtwiderstand (6) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Passivierungsschicht (63) die Widerstandsschicht (62) überdeckt und auf der stromaufliegenden Seite (63a) von dem Rand des Substrates (61) vorsteht.

2. Direkt-beheizte Strömungsmeßvorrichtung zum Messen des Durchsatzes in einem Kanal (4),
mit einem Schichtwiderstand (6), der ein Substrat (61), dessen stromauf und dessen stromab liegende Stirnfläche abgeschrägt ist, und eine beheizbare, temperaturempfindli che Widerstandsschicht (62) auf dem Substrat (61) aufweist,
mit einem Halteelement (5), das den Schichtwiderstand etwa parallel zum Fluidstrom im Kanal (4) trägt, und
mit einer Steuereinrichtung für den elektrischen Heizstrom, die mit dem Schichtwiderstand (6) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Passivierungsschicht (63) die Widerstandsschicht (62) überdeckt und auf der stromab liegenden Seite (63b) von dem Rand des Substrates (61) vorsteht.

3. Direkt-beheizte Strömungsmeßvorrichtung zum Messen des Durchsatzes in einem Kanal (4),
mit einem Schichtwiderstand (6), der ein Substrat (61) und eine beheizbare, temperaturempfindliche Widerstandsschicht (62) auf dem Substrat (61) aufweist,
mit einem Halteelement (5), das den Schichtwiderstand etwa parallel zum Fluidstrom im Kanal (4) trägt, und
mit einer Steuereinrichtung für den elektrischen Heizstrom, die mit dem Schichtwiderstand (6) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schichtwiderstand (62) rechteckig ausgebildet ist und seine Stirnflächen schräg zum Fluidstrom angeordnet sind.

4. Strömungsmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (61) auf der stromab liegenden Stirnfläche abgeschrägt ist.

5. Strömungsmeßvorrichtung nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite des Substrats (61), an der die Passivierungsschicht nicht vorsteht, V-förmig abgeschrägt ist.

6. Strömungsmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (61) etwa L-förmig ausgebildet ist, wobei ein Schenkel sich stromabwärts erstreckt und der wärmeer zeugende und temperaturaufnehmende Teil (62a) der Wider standsschicht an diesem Schenkel des Substrats ausgebildet ist.

7. Strömungsmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aussparung im Substrat (61) ausgebildet ist und die Widerstandsschicht (62) in der Aussparung angeordnet ist.