DE10047908A1 - Massenstrommesser - Google Patents
MassenstrommesserInfo
- Publication number
- DE10047908A1 DE10047908A1 DE2000147908 DE10047908A DE10047908A1 DE 10047908 A1 DE10047908 A1 DE 10047908A1 DE 2000147908 DE2000147908 DE 2000147908 DE 10047908 A DE10047908 A DE 10047908A DE 10047908 A1 DE10047908 A1 DE 10047908A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sensor element
- flow
- channel
- mass flow
- internal combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/72—Devices for measuring pulsing fluid flows
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Ein Massenstrommesser hat einen Kanal (2), in dem ein Sensorelement (3) angeordnet ist und der in einem Bereich stromaufwärts des Sensorelements (3) so ausgebildet ist, dass durch den Bereich erzeugte Strömungswirbel abhängig von dem Pulsationsgrad der Strömung mehr oder weniger auf das Sensorelement (3) einwirken.
Description
Die Erfindung betrifft einen Massenstrommesser, der insbeson
dere geeignet ist zum Erfassen eines Luftmassenstroms in ei
nem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine.
Derartige Massenstrommesser haben in ihrem Gehäuse einen Ka
nal ausgebildet, der entweder identisch ist mit einem Haupt
kanal, in dem das gesamte strömende Medium strömt, oder ein
Hilfskanal ist, in dem nur ein Teil des im Hauptkanal strö
menden Mediums strömt. In dem Kanal ist mindestens ein Sen
sorelement angeordnet, dass beispielsweise als sogenannter
Heißfilmwiderstand ausgebildet ist, dessen Widerstand tempe
raturabhängig ist.
Beim Einsatz derartiger Massenstrommesser in dem Ansaugtrakt
einer Brennkraftmaschine treten bei bestimmten Betriebszu
ständen der Brennkraftmaschine Pulsationen der strömenden
Luft auf. Die Pulsationen sind bedingt durch die Geometrie
des Ansaugtraktes der Brennkraftmaschine und hängen auch ab
von der Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine. Pulsatio
nen sind periodische Schwankungen der Luftströmung, die bis
zu einem Pulsationsgrad unter 100% nicht zu einer Umkehr der
Strömungsrichtung führen, sondern lediglich zu periodischen
Schwankungen der Strömungsgeschwindigkeit und die bei einem
Pulsationsgrad von über 100% zeitweise zu einer Strömungsum
kehr der Strömung führen. Pulsationen sind besonders ausge
prägt bei Brennkraftmaschinen mit bis zu vier Zylindern.
Massenstrommesser mit als Heißfilmwiderstand ausgebildeten
Sensorelementen erfassen die Strömung ohne die Richtung der
Strömung zu unterscheiden. Dadurch werden Rückflussanteile
der Strömung bei Pulsationsgraden von über 100% additiv er
fasst, was zu einem Messfehler führt. Darüber hinaus weist
das Messsignal des Sensorelements einen negativen Messfehler
auf, der durch die Schwankungen der Luftströmungen - also
durch Pulsationen - verursacht wird. Dieser negative Messfehler
wird verursacht aufgrund der Ansprechzeiten des Sensor
elements und Nichtlinearitäten seiner Kennlinie. Der negative
Messfehler ist besonders ausgeprägt, wenn als Substrat für
das Sensorelement Glas verwendet wird. Er kann dann bis zu 20
% des korrekten Wertes des Messsignals betragen.
Aus der DE 196 20 435 A1 ist ein Massenstrommesser bekannt
mit einem Kanal, in dem ein Sensorelement angeordnet ist, und
mit einer Korrekturschaltung zur Korrektur des negativen
Messfehlers bei Pulsationen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es einen weiteren Massenstrom
messer so auszubilden, dass ein negativer Messfehler eines
Messsignals bei Pulsationen des Massenstroms kompensiert
wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale
des unabhängigen Patentanspruchs. Vorteilhafte Weiterbildun
gen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung nutzt die Erkenntnis aus, dass durch gezielt
erzeugte Wirbel, die abhängig von dem Pulsationsgrad der
Strömung mehr oder weniger auf das Sensorelement einwirken,
der negative Messfehler stark reduziert wird. Dazu ist ein
Bereich des Kanals des Massenstrommessers stromaufwärts des
Sensorelements so ausgebildet, dass durch den Bereich erzeug
te Strömungswirbel abhängig von dem Pulsationsgrad der Strö
mung mehr oder weniger auf das Sensorelement einwirken. Die
Wirbel bilden sich stromabwärts des Bereichs des Kanals aus.
Sie werden während der Beschleunigungsphase der pulsierenden
Strömung gebildet und wirken dann während der Verzögerungs
phase auf das Sensorelement ein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden unter
Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Massenstrommesser in einem Hauptkanal,
Fig. 2 einen Ausschnitt des Massenstrommessers gemäß Fig.
1 und
Fig. 3 einen Verlauf des Messfehlers abhängig von dem Pul
sationsgrad.
Elemente gleicher Konstruktion und Funktion sind figurenüber
greifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Ein Massenstrommesser hat ein Gehäuse 1, in dem ein Hilfska
nal 2 ausgebildet ist. In dem Hilfskanal 2 ist ein Sensorele
ment 3 angeordnet. Der Massenstrommesser ist in einer Ausneh
mung eines Hauptkanals 5 eines Ansaugtraktes einer Brenn
kraftmaschine angeordnet. Ein Teil des Massenstroms, der in
Hauptströmungsrichtung 8 durch den Hauptkanal strömt, strömt
auch durch den Hilfskanal 2. Das Sensorelement 3 erzeugt ein
Messsignal, das abhängt von dem Massenstrom, der durch den
Hilfskanal 2 strömt. Der Hilfskanal 2 weist in einem Bereich
stromaufwärts der Hauptströmungsrichtung 8 des Sensorelements
3 einen Bereich auf mit einer Ausbuchtung 7, die so ausgebil
det ist, dass durch die Geometrie der Ausbuchtung erzeugte
Strömungswirbel abhängig von dem Pulsationsgrad der Strömung
mehr oder weniger auf das Sensorelement 2 einwirken.
In einem Betriebszustand, in dem keine Pulsationen der Strö
mung auftreten, ist der Pulsationsgrad Null. Im Bereich der
Ausbuchtung entstehen Wirbel, die jedoch nicht auf das Sen
sorelement 3 einwirken. In einem Betriebszustand mit Pulsati
onen, beispielsweise bei einem Pulsationsgrad von 100%,
kommt das strömende Medium periodisch zu einem Stillstand.
Die Strömung wird somit beschleunigt und dann wieder verzö
gert bis sie zum Stillstand kommt und dies in periodischer
Weise. Während der Beschleunigungsphasen bilden sich Wirbel
stromabwärts in Hauptströmungsrichtung 8 der Ausbuchtung 7,
die dann mit zunehmender Verzögerung der Strömung in Haupt
strömungsrichtung 8 in dem Hilfskanal 2 immer stärker auf das
Sensorelement 3 einwirken. Im Zeitpunkt des momentanen Stillstands
der Strömung in Hauptströmungsrichtung 8 ist im Be
reich des Sensorelementes 3 weiterhin eine Strömung vorhan
den, die durch die Wirbel bedingt ist. Dadurch wird das als
Heißfilmwiderstand ausgebildete Sensorelement 3 weiterhin von
Massenstrom umströmt und gibt somit Wärme ab. Dadurch wird
das Messsignal erhöht, was zu einer Kompensation des sonst
auftretenden negativen Messfehlers führt. Die Geometrie der
Ausbuchtung 7 und die Anordnung in Bezug zu dem Sensorelement
3 ist dabei durch Versuche so bestimmt, dass der negative
Messfehler über einen vorgegebenen Betriebsbereich innerhalb
vorgegebener Pulsationsgrade minimiert ist. Bei derartigen
Versuchen wird vorzugsweise zusätzlich ein Referenz-
Massenstrommmesser eingesetzt, dessen Messsignal nicht durch
Pulsationen des Massenstroms beeinflusst wird.
Die Ausbuchtung 7 hat vorzugsweise die in Fig. 2 dargestell
te Form. Eine besonders gute Kompensation des negativen Mess
fehlers des Messsignals ist gegeben, wenn eine zweite Aus
buchtung 9 vorgesehen ist und dann der Hilfskanal 2 kreuzför
mig ausgebildet ist.
Alternativ kann der Hilfskanal 2 auch der Hauptkanal 5 sein.
In diesem Fall weist dann der Hauptkanal 5 mindestens eine
entsprechende Ausbuchtung auf und zwar stromaufwärts des dann
in dem Hauptkanal 5 angeordneten Sensorelements 3.
In Fig. 3 sind die prozentualen Messfehler bezogen auf einen
wahren Wert des Massenstrommessers gemäß der Erfindung und
eines Massenstrommessers ohne Ausbuchtung 7 dargestellt. Es
ist klar ersichtlich, dass bei dem Massenstrommmesser gemäß
der Erfindung der negative Messfehler in dem Bereich, in dem
der negative Messfehler eine starke Auswirkung auf die Güte
des Messsignals hat - das ist von einem Pulsationsgrad etwa
80% bis 140% -, nahezu eliminiert ist.
Claims (5)
1. Massenstrommesser mit einem Kanal (2), in dem ein Sensor
element (3) angeordnet ist und der in einem Bereich stromauf
wärts des Sensorelements (3) so ausgebildet ist, dass durch
den Bereich erzeugte Strömungswirbel abhängig von dem Pulsa
tionsgrad der Strömung mehr oder weniger auf das Sensorele
ment (3) einwirken.
2. Massenstrommesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der Kanal in dem Bereich eine Ausbuchtung (7) hat.
3. Massenstrommesser nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (2) zwei Ausbuchtungen
(7, 9) symmetrisch zu dem Sensorelement (3) hat.
4. Massenstrommesser nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (2) kreuzförmig ausge
bildet ist.
5. Massenstrommesser nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (2) ein Hilfskanal zu
einem Hauptkanal ist, in den der Massenstrommesser einsteck
bar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000147908 DE10047908A1 (de) | 2000-09-27 | 2000-09-27 | Massenstrommesser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000147908 DE10047908A1 (de) | 2000-09-27 | 2000-09-27 | Massenstrommesser |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10047908A1 true DE10047908A1 (de) | 2002-04-11 |
Family
ID=7657868
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2000147908 Ceased DE10047908A1 (de) | 2000-09-27 | 2000-09-27 | Massenstrommesser |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10047908A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011103454A1 (de) * | 2011-06-03 | 2012-03-01 | Festo Ag & Co. Kg | Strömungsmesseinrichtung |
DE102011103175A1 (de) * | 2011-06-01 | 2012-12-06 | Sensus Spectrum Llc | Messvorrichtung zur Messung des Durchflusses eines Fluids |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4340882A1 (de) * | 1993-12-01 | 1995-06-08 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Mediums |
DE19815658A1 (de) * | 1998-04-08 | 1999-10-14 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zum Messen der Masse eines strömenden Mediums |
-
2000
- 2000-09-27 DE DE2000147908 patent/DE10047908A1/de not_active Ceased
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4340882A1 (de) * | 1993-12-01 | 1995-06-08 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Mediums |
DE19815658A1 (de) * | 1998-04-08 | 1999-10-14 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zum Messen der Masse eines strömenden Mediums |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JP 11325998 A.,In: Patent Abstracts of Japan * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011103175A1 (de) * | 2011-06-01 | 2012-12-06 | Sensus Spectrum Llc | Messvorrichtung zur Messung des Durchflusses eines Fluids |
DE102011103454A1 (de) * | 2011-06-03 | 2012-03-01 | Festo Ag & Co. Kg | Strömungsmesseinrichtung |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4407209C2 (de) | Vorrichtung zur Messung der Masse eines in einer Leitung strömenden Mediums | |
DE69533006T2 (de) | Thermischer Luftdurchflussmesser | |
DE19815654A1 (de) | Meßvorrichtung zum Messen der Masse eines in einer Leitung strömenden Mediums | |
DE3044152C2 (de) | Luftdurchsatzmesser | |
DE3239126C2 (de) | Strömungsmesser für Fluide | |
EP1127250A1 (de) | Vorrichtung zur messung wenigstens eines parameters eines strömenden mediums | |
DE19623334A1 (de) | Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Mediums | |
EP0119377A2 (de) | Verfahren zum Messen des Luftdurchsatzes im Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine | |
DE19811597A1 (de) | Drosselvorrichtung mit Luftströmungskompensationsfunktion | |
EP1957945A1 (de) | Vorrichtung zur bestimmung eines massenstroms | |
DE102005004319A1 (de) | Bestimmung des Luftmassenstroms in Kraftfahrzeugen | |
EP2142890B1 (de) | Vorrichtung zur messung strömender medien | |
DE19748853A1 (de) | Wärmeempfindlicher Luftmassensensor und Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung | |
DE10311039B4 (de) | Durchflussmessgerät | |
DE19815656A1 (de) | Meßvorrichtung zum Messen der Masse eines strömenden Mediums | |
WO2001079790A1 (de) | Verfahren zur abscheidung einer flüssigkeit eines in einer leitung strömenden mediums | |
DE102004009025A1 (de) | Luftströmungsmengenmessvorrichtung | |
DE102004033049B4 (de) | Messeinrichtung für einen Durchflusssensor, insbesondere einen Luftmassensensor für Brennkraftmaschinen und Verfahren zum Messen von Luftströmen | |
DE19735891A1 (de) | Meßvorrichtung zum Messen der Masse eines in einer Leitung strömenden Mediums | |
DE102007044079B4 (de) | Durchflusssensor | |
DE10047908A1 (de) | Massenstrommesser | |
WO2001075401A1 (de) | Schutzgitter für massendurchflusssensor in einem ansaugluftkanal | |
DE3249439C2 (de) | Hitzdrahtanemometer | |
DE112018002084T5 (de) | Messvorrichtung für physikalische Größe | |
WO2014063888A1 (de) | Verfahren zum betreiben eines luftmassenmessers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20120419 |