CN1083569C - 测量流动介质质量的装置 - Google Patents

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Abstract

已公开的测量流动介质质量的装置，特别是测量内燃机空气吸入量的装置，通常以如下方式装在吸入管道上，即，使带有测量元件的测量槽与吸入管道内的流动介质平行。由于难以避免装配公差存在，因此可能出现特性曲线数据分散的情况。这里提出一种测定流动介质质量，特别是测定内燃机空气吸入量的装置(1)。它固定在吸入管道(4)上，以一个具有测量槽(20)的测量部件(15)突入于吸入管道(4)内，并在测量槽(20)内装入一测量元件(28)测定质量。该装置(1)的安装以如下方式实现，即使带有测量槽(20)的测量部件(15)相对于吸入管道(4)内流动的介质倾转α角。本发明专用于测量流动介质的质量，特别是内燃机吸入空气的质量。

Description

测量流动介质质量的装置
技术背景
本发明涉及测量流动介质质量的装置。在DE-OS4407209中已公开的一种用于测量内燃机吸入空气量的装置中，其测量槽内装有一个做成比方说陶瓷基片形，或作为微机械元件的测量元件。该装置的形状为一细长的、在插轴的径向伸展的长方体构件，并插入在一个吸入管道的管壁上的孔洞内。吸入管道的管壁限定一个流动截面。圆柱形吸入管道的流动截面基本为圆形。吸入管道在此代表比方说一个内燃机的吸管，内燃机通过此吸管吸入周围环境中的空气。该装置穿入吸入管道的管壁孔洞内并固定在它的径向位置上，并使该装置的测量部件上的测量槽平行于吸入管道内流动的介质。该装置的测量部件在径向上大体凸出于吸入管道的流动截面的中心。为保持该装置在吸入管道内的径向位置，吸入管道以外的外罩上开了若干孔洞，使连接螺栓能穿孔而过，把该装置与吸入管道连在一起。
对该装置进行批量生产时或将其装在吸入管道内时，不可避免地会出现装配公差，其结果是该装置的测量部件上的测量槽并不一定总是准确地与在吸入管道中流动的介质平行，而是可能稍有偏差。测量槽偏离预定的平行位置又可能导致测量件上，或者说测量槽内的介质流动状况不稳定，比方说出现从层状-紊流为特征的流动变化，从而或多或少出现这个装置的特性曲线数据分散程度增强的情况。
本发明的方案及优点
本发明的任务是提出一种测定流动介质质量的装置，以克服上述的缺点，该装置固定在一个吸入管道上，以一个有测量槽的测量部件突出于吸入管道之内，并具有一个装在测量槽内的测量元件，其中，该装置被这样安装在吸入管道上，即带有测量槽的测量部件相对于在吸入管道中介质的流动方向偏转一个角度。
本发明的测量流动介质质量的装置与已知的装置相比，其优点在于显著降低了安装公差所造成的特性曲线数据分散的问题。即使被大批量生产出的或者说制造上有公差的装置也能确保基本上不出现数据分散的特性曲线。
通过改变偏转角的大小，例如为2-10度或4度，可以进一步有力地改善本发明所述及的装置。
附图简述
附图中简化展示了本发明的一个实施例，并在下文中详述之。
对实施例的详细说明
图中部分地展示一个装置1的截面图。该装置用于测量流动介质的质量，特别是内燃机的空气吸入量。这一装置的完整结构可从比方说DE-OS4407209知悉，其公开部分也属本专利申请的一部分。装置1基本上为一细长的、可在一个插轴10的径向上伸展的长方体。在图中用一个点表示插轴10，它垂直于图面，并向图面内延伸。以众所周知的方式把装置1插入一个吸入管道4的管壁2上的孔内，并用比方说螺栓连接把它固定在吸入管道4中。吸入管道4表示一个比方说混合压缩式的、外源点燃的内燃机的吸管，内燃机通过它吸入周围环境中的空气。吸入管道4限定一流动截面为圆形的吸入管道。在其中心轴线的方向上，即图中用箭头17标示的介质流动的方向上，有一个平行于吸入管道4的内壁3的中心轴线11。由于装置1作径向延伸，使图中用斜线画出的，具有长方形横截面的装置1的矩形测量部件15向比方说吸入管道4的流动截面中心突出。在装置1的测量部件15内有一个轴向伸展的测量槽20，紧接着在径向上有一个，比方说S形的偏转槽21。吸入管道4中流动的介质流经，比方说有长方形截面的进气口22进入测量槽20，并自测量槽20到达偏转槽21，以便流出在图中用虚线表示的、比方说径向的排出口23。测量槽20内有两个向偏转槽21延伸的侧面24、25。若继续伸展下去，二侧面可在测量槽20的测量槽轴线12上相遇。测量槽20的中心轴线12及吸入管道4的中心轴线11与插轴10相垂直。测量槽20内装有一个测量元件28，该元件28被测量槽轴线12从中间划分为两个相同大小的部分。该测量元件28形状象比方说片状陶瓷基片，其二个侧面29与测量槽轴线12互相平行，它被测量槽20内的流动介质绕流。也可以如在DE-OS4338891内公开的那样，由一个微机械加工元件与一电解质薄膜构成测量元件28，测量槽20向一端缩小，其作用在于使测量元件28的范围内存在一个近乎于不受干扰的、均匀平行的、沿测量槽轴线12流动的介质流，在图中用箭头18标示。
本发明中，测量槽20与它的中心轴线12不平行于吸入管道4的中心轴线11，而是相对于中心轴线11或者说吸入管道4中的流动介质流，倾转了一个α角。由于测量部件15或者说测量槽20的装配位置发生倾转，在测量元件15上顺流而下的进气口22周围的介质产生一个在图中用一直线标出的、在一侧的分离区30。该分离区30在逆流而上的测量槽20的进气口22处产生稳定的、尤其是没有紊流特征的流动介质状态。分离区30从进气口22出发沿在吸入管道4内顺流而下伸展的测量部件15的外侧面31扩展，而不发生流动介质再次贴近外侧面31的情况。分离区30主要受到测量部件15上的离开流动方向并向吸入管道4的管壁2倾转的侧面的限制，外侧面31也就在测量部件15的右侧棱面上。在其对面一侧，或者说测量部件15上对着介质流17的一侧，也就是说测量部件15上对着介质流17的外侧面32的一侧，没有这样的分离区，或者说只有一个极小的、可以忽略不计的分离区。外侧面31与32的走向与测量槽轴线12平行。结果证明，如果测量部件15的测量槽20相对于吸入管道4中的流动介质，选择α为2°-10°，尤其是约4°的径向旋转角度时，就会在测量部件15的逆流而上的进气口22处自行产生一个稳定的流动状态。如图所示，α角包含在测量槽轴线12与吸入管道4的中心轴线11之间。由于吸入管道4中的流动介质在测量槽20中流动时，基本上平行于测量槽20的中心轴线口，因此这个介质流与吸入管道4中的介质流之间的夹角也是α角。测量元件28在测量槽20中的位置不随测量部件15的旋转而改变。它对吸入管道4的中心轴11的倾斜程度与测量槽中心轴线12的倾斜程度相同。
鉴于α角在2-10°范围时，在逆流而上的测量槽20口处产生的是稳定的流动状态，能使α角继续发生变化或者更确切地说使测量槽20的径向旋转状态发生变化的装配公差在这一条件下，对测量槽20内的流动状态以及对测量元件28给出的电信号产生的影响，比平行布局测量元件20时在相同条件下所产生的影响小。因此，当该装置被大批量生产时或者制造得有公差时，其特性曲线的数据不会出现或仅出现可以忽略不计的数据分散情况。图中所示为一个逆时针方向旋转的装置1的位置。当然也可以使装置1按顺时针方向旋转。正如图中所示，可以把插轴10做为旋转装置的旋转轴。当然也可以用另一个旋转轴代替插轴10。

Claims (2)

1、一种测定流动介质质量的装置(1)，固定在一个吸入管道(4)上，以一个有测量槽(20)的测量部件(15)突出于吸入管道之内，并具有一个装在测量槽(20)内的测量介质质量的测量元件(28)，其特征在于，装置(1)被这样安装在吸入管道(4)上，即带有测量槽(20)的测量部件(15)相对于在吸入管道(4)中介质的流动方向偏转一个角度(α)，上述偏转角(α)为2至10度。
2、根据权利要求1所述装置，其特征在于，偏转角(α)为4度。
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