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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Durchsatzratenmessvorrichtung
nach Anspruch 1 oder Anspruch 14 zum Messen einer Durchsatzrate eines
Fluids und auf ein Verfahren nach Anspruch 8 zum Messen einer Durchsatzrate
eines Fluids.
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US 4 328 697 A offenbart
eine Durchsatzratenmessvorrichtung zum Messen einer Durchsatzrate
eines Einspritzfluids, das durch ein Fluideinspritzventil eingespritzt
wird, mit einem Gehäuse
zum Definieren eines Innenraums, der mit einem Fluidpfad zum Führen des
Einspritzfluids von einer Quelle des Einspritzfluids zu dem Fluideinspritzventil
verbunden ist, wobei der Innenraum in eine erste Fluidkammer und
eine zweite Fluidkammer geteilt ist, wobei die erste und die zweite
Fluidkammer derart wirksam miteinander verbunden sind, dass das
Einspritzfluid von der zweiten Fluidkammer dem Fluideinspritzventil
zugeführt
wird, wenn das Einspritzfluid von der Quelle des Einspritzfluids
in die erste Fluidkammer zugeführt
wird; einem bewegbaren Element, das in dem Gehäuse bewegbar angeordnet ist,
damit es sich sowohl zu der ersten als auch zu der zweiten Fluidkammer
gemäß der Druckdifferenz
zwischen der ersten und der zweiten Fluidkammer bewegt; und einer
Erfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Betrags der Bewegung des
bewegbaren Elements.
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Eine
weitere Mess- und Dosiervorrichtung gemäß dem Stand der Technik mit
einem in einer Trennwand bewegbar angeordneten Kolben ist in
DE 39 41 430 A1 gezeigt.
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Eine
weitere herkömmliche
Vorrichtung zum Messen einer Durchsatzrate eines durch ein Fluideinspritzventil
eingespritzten Fluids ist in der japanischen geprüften Gebrauchsmusteroffenlegungsschrift
JP-S51-38777 offenbart.
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Die
Vorrichtung zum Messen der Durchsatzrate verwendet dabei eine Zahnradpumpe,
die in einem Strömungspfad
des Fluids angebracht ist, und einen Kolben, der sich bei einer
Druckdifferenz des Fluids zwischen einer stromaufwärtigen Seite
und einer stromabwärtigen
Seite der Zahnradpumpe bewegt. Die Vorrichtung zum Messen der Durchsatzrate
erfasst den Ort des Kolbens und dreht die Zahnradpumpe mittels eines
Motors, so dass der Kolben zu einer Referenzposition zurückkehrt.
Wenn sich die Durchsatzrate erhöht,
dann wird die Druckdifferenz größer, und
die Zahnradpumpe wird schneller gedreht, um den Kolben zu der Referenzposition
zurückzubringen.
Daher kann die Vorrichtung zum Messen der Durchsatzrate die Durchsatzrate
gemäß dem Drehbetrag
der Zahnradpumpe erfassen.
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Jedoch
bewirkt die Drehung der Zahnradpumpe eine Druckpulsation in dem
Fluid, wodurch die Position des Kolbens instabil ist. Daher gibt
es bei der Vorrichtung zum Messen der Durchsatzrate unter Verwendung
der Drehung der Zahnradpumpe eine Schwierigkeit beim Messen der
Durchsatzrate mit einem hohen Genauigkeitsgrad.
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Auch
wenn die Vorrichtung zum Messen der Durchsatzrate die Drehung der
Zahnradpumpe verwendet, so kann sie zusätzlich in geeigneter Weise die
Durchsatzmenge pro Zeiteinheit eines Fluids messen, das kontinuierlich
in dem Strömungspfad strömt, wobei
sie eine Schwierigkeit beim Messen mit einem hohen Genauigkeitsgrad
der Durchsatzrate eines durch das Fluideinspritzventil eingespritzten
Fluids, bei dem das Einspritzen intermittierend wiederholt wird,
wie zum Beispiel ein Kraftstoffeinspritzventil für eine Brennkraftmaschine aufweist.
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Wenn
das Fluideinspritzventil das Einspritzen zum Zwecke einer Messung
der Durchsatzrate startet, dann ist zusätzlich eine Zeitverzögerung nach einem
Zeitpunkt, bei dem die Druckdifferenz zwischen der stromaufwärtigen und
der stromabwärtigen
Seite der Zahnradpumpe erfasst wird, bis zu einem Zeitpunkt vorhanden,
bei dem die Drehung der Zahnradpumpe, welche durch den Motor angetrieben wird,
eine Drehzahl zum Beseitigen der Druckdifferenz erreicht. Daher
stellt der in der Verzögerungsperiode
erfasste Drehbetrag keine korrekte Durchsatzrate dar. Um dieses
Problem zu bewältigen,
das durch die Verzögerungsperiode
verursacht wird, kann die Messvorrichtung den erfassten Drehbetrag in
der Verzögerungsperiode
vernachlässigen,
und sie verwendet den erfassten Drehbetrag nach einer vorbestimmten
Zeitperiode, die nach dem Start der Einspritzung durch das Einspritzventil
verstrichen ist. Andernfalls ist die Anzahl der Einspritzungen einschließlich der
Einspritzungen während
der Verzögerungsperiode
vergrößert, so
dass der Einfluss der Ungenauigkeit abgeschwächt wird, der durch die Verzögerungszeit
verursacht wird.
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Die
vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorstehend beschriebenen
Probleme geschaffen. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Vorrichtung zum Messen einer Durchsatzrate sowie ein Verfahren
zum Messen einer Durchsatzrate vorzusehen, bei denen eine Durchsatzrate
eines durch ein Fluideinspritzventil eingespritzten Fluids in einer kurzen
Periode mit einem hohen Genauigkeitsgrad gemessen werden können.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird mit dem jeweiligen Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1,
8 oder 14 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein Gehäuse
für eine
Vorrichtung zum Messen einer Durchsatzrate in einem Fluidpfad zum
Führen
eines Einspritzfluids von einer Quelle des Einspritzfluids zu einem
Fluideinspritzventil vorgesehen. Ein Innenraum, der durch das Gehäuse definiert
ist, ist durch eine Trennwand in eine erste Fluidkammer und eine zweite
Fluidkammer geteilt. Ein bewegbares Element ist in der Trennwand
verschiebbar so angeordnet, dass sich das bewegbare Element durch
die Trennwand in beiden Richtungen zu der ersten und der zweiten
Fluidkammer verschieben kann. Wenn das Fluid von der Quelle des
Einspritzfluids zu einer der Fluidkammern zugeführt wird, dann wird das Fluid aus
der anderen Fluidkammer zu dem Fluideinspritzventil zugeführt. Wenn
die Fluideinspritzung durch das Fluideinspritzventil durchgeführt wird,
dann wird daher eine Druckdifferenz zwischen der ersten und der
zweiten Fluidkammer erzeugt. Das bewegbare Element wird durch die
Druckdifferenz bewegt.
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Die
Druckdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Fluidkammer ändert sich
in Abhängigkeit von
der Durchsatzrate des Einspritzfluids, das durch das Fluideinspritzventil
eingespritzt wird. Daher bewegt sich das bewegbare Element gemäß der Durchsatzrate.
Somit ist es möglich,
die Durchsatzrate des Fluideinspritzventils mit einem hohen Genauigkeitsgrad
auf der Grundlage des Betrags der Bewegung des bewegbaren Elements
zu messen.
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Anders
gesagt wird der Betrag der Bewegung durch die Summe der Einspritzmengen
bestimmt. Daher wird die Durchsatzrate mit einem hohen Genauigkeitsgrad
auch bei einer kleinen Anzahl von Einspritzungen berechnet. Somit
ist es möglich, eine
Zeit zum Messen der Durchsatzrate zu reduzieren.
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Auch
wenn zwei unterschiedliche Fluideinspritzventile dieselbe Fluidmenge
mit einer großen Anzahl
von Einspritzungen (zum Beispiel hundert Mal) einspritzen, dann
können
sie die unterschiedlichen Fluidmengen durch eine kleine Anzahl an
Einspritzungen aufgrund von Änderungen
der entsprechenden Einspritzung einspritzen. Daher ist es möglich, die Änderungen
zwischen den Fluideinspritzventilen mit einem hohen Genauigkeitsgrad
zu messen, da die eingespritzte Fluidmenge durch eine kleine Anzahl
von Einspritzungen genau gemessen werden kann.
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Falls
Luft in die erste und/oder zweite Fluidkammer gemischt wird, dann
kann sich der Betrag der Bewegung des bewegbaren Elements hinsichtlich
der Einspritzmenge von dem Fluideinspritzventil ändern, da das Volumen der Luft
in Abhängigkeit
von dessen Temperatur oder Druck geändert wird. Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird daher die Luft aus den Fluidkammern ausgelassen,
und die Fluidkammern werden mit dem Fluid gefüllt, indem ein Entlüftungsventil
zum Auslassen der Luft aus den Fluidkammern geöffnet wird. Somit kann die Änderung
hinsichtlich des Betrags der Bewegung des bewegbaren Elements relativ
zu der Einspritzmenge des Fluideinspritzventils unterdrückt werden,
und die Durchsatzrate kann mit einem hohen Genauigkeitsgrad in Abhängigkeit
von dem Betrag der Bewegung des bewegbaren Elements gemessen werden.
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Die
vorstehend genannte Aufgabe sowie weitere Merkmale und Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten
Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
Zu den Zeichnungen:
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1 zeigt
eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Messen der Durchsatzrate
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 zeigt
eine vergrößerte schematische Querschnittsansicht
eines Hauptkörpers
der Vorrichtung zum Messen der Durchsatzrate;
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3 zeigt
ein Flussdiagramm eines Prozesses zum Messen der Durchsatzrate bei
dem ersten Ausführungsbeispiel;
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4 zeigt
eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Messen der Durchsatzrate
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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5 zeigt
ein Flussdiagramm eines ersten Teils eines Prozesses zum Messen
der Durchsatzrate bei dem zweiten Ausführungsbeispiel;
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6 zeigt
ein Flussdiagramm eines zweiten Teils des Prozesses zum Messen der
Durchsatzrate bei dem zweiten Ausführungsbeispiel;
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7 zeigt
eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Messen der Durchsatzrate
gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; und
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8 zeigt
eine vergrößerte schematische Querschnittsansicht
eines Hauptkörpers
einer Vorrichtung zum Messen der Durchsatzrate gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Eine
Vorrichtung zum Messen der Durchsatzrate, wie sie in der 1 gezeigt
ist, hat einen Personalcomputer (nachfolgend als PC bezeichnet) 40,
einen Hauptmesskörper 50,
einen optischen Sender 70, einen optischen Sensor 72,
Elektromagnetventile 140, 142, 144, 146, 150, 152 und
Begrenzer 145, 147, 151.
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Die
Vorrichtung zum Messen der Durchsatzrate wird bei einem System zum
Messen einer Durchsatzrate eines Fluids verwendet, das durch ein
Kraftstoffeinspritzventil 1 eingespritzt wird, und das
gemäß der Messung
eine dynamische Durchsatzrate einstellt, die für das Kraftstoffeinspritzventil 1 erforderlich
ist, indem eine Position eines Einstellrohres 14 und eine
Vorspannkraft einer Feder 12 eingestellt werden. Gemäß der 1 ist
das Kraftstoffeinspritzventil 1 bei einem Betriebszustand
gezeigt, bei dem es das Fluid einspritzt.
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Die
dynamische Durchsatzrate ist eine Menge des Kraftstoffes, der durch
das Kraftstoffeinspritzventil 1 bei einem Hub eingespritzt
wird, bei dem ein Einspritzanschluss 18 durch eine Nadel 22 einmal geöffnet und
geschlossen wird. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 spritzt
ein Testfluid aus dem Einspritzanschluss 18 aus, wenn die
Nadel 22 von einem Ventilsitz 20 angehoben wird.
Das Testfluid besteht aus einer nicht brennbaren Flüssigkeit,
die dieselbe Viskosität
wie der Kraftstoff hat, um ein Entzünden zu vermeiden. Die Feder 12 spannt
die Nadel 22 zu dem Ventilsitz 20 vor, das heißt in einer
Richtung zum Schließen
des Einspritzanschlusses 18. Das Einstellrohr 14 ist
mittels einer Presspassung in ein Gehäuse 10 des Kraftstoffeinspritzventils 1 gepasst
und an das Gehäuse 10 zum
Beispiel durch Verstemmen an jener Position befestigt, an der die
gewünschte
dynamische Durchsatzrate erreicht wird. Wenn eine Spule 24 mit
einem elektrischen Strom versorgt wird, dann wird eine magnetische
Kraft erzeugt, um die Nadel 22 zu einem festen Kern 16 gegen
die Vorspannkraft der Feder 12 anzuheben. Dann wird die
Nadel 22 von dem Ventilsitz 20 getrennt. Ein maximaler
Hubbetrag der Nadel 22 von dem Ventilsitz 20 wird
durch die Position des festen Kerns 16 definiert.
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Ein
Motorritzel 32, das sich zusammen mit einem Motor 30 dreht,
ist mit einem Schrägzahnrad 34 gekoppelt.
Das Schrägzahnrad 34 und
eine Spindel 36 sind an ihren Gewindeflächen miteinander verbunden.
Wenn das Schrägzahnrad 34 gedreht
wird, dann bewegt sich die Spindel 36 zu dem Einstellrohr 14 oder
in dessen entgegengesetzter Richtung. Wenn sich die Spindel 36 zu
dem Einstellrohr 14 bewegt, dann wird das Einstellrohr 14 in
das Gehäuse 10 gedrückt. Der
PC 40 nimmt ein Erfassungssignal von dem optischen Sensor 72 auf
und berechnet die dynamische Durchsatzrate gemäß dem Erfassungssignal, was
von der gegenwärtigen
Position des Einstellrohrs 14 abhängt. Der PC 40 berechnet
die Position des Einstellrohrs 14 für die nächste Einspritzzeit gemäß der Differenz
zwischen der berechneten dynamischen Durchsatzrate und einer dynamischen Soll-Durchsatzrate
und stellt einen Steuerstrom für eine
Antriebsschaltung 42 für
den Motor 30 ein, indem die Antriebsschaltung 42 gemäß der berechneten
Position gesteuert wird.
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Eine
Pumpe 200 pumpt das Testfluid aus einem Behälter 202 und
führt das
Testfluid dem Kraftstoffeinspritzventil 1 zu. Eine Druckerfassungsvorrichtung 204 misst
den Druck des Testfluids, das dem Kraftstoffeinspritzventil 1 zugeführt wird.
Ein Staudruckregulierventil 206 stellt den Druck des Fluids, das
dem Kraftstoffeinspritzventil 1 zuzuführen ist, auf einen vorbestimmten
Druck ein. Das Staudruckregulierventil 206 kann durch ein
Entspannungsventil ersetzt werden.
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Wie
dies in der 2 gezeigt ist, hat der Hauptmesskörper 50 ein
Gehäuse 52,
eine Trennwand 54, Stopper 62 und 64 sowie
einen Schwimmer 66. Das Gehäuse 52 hat zwei zylindrische
Elemente, die dazwischen die Trennwand 54 einklemmen. Ein Innenraum 56,
der durch das Gehäuse 52 definiert ist,
ist durch die Trennwand 54 in eine erste Fluidkammer 57 und
in eine zweite Fluidkammer 58 geteilt.
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Das
Gehäuse 52 hat
zwei optisch transparente Abschnitte 60, die sich an einander
gegenüberliegenden
Positionen entlang einer Richtung befinden, die eine Richtung der
Bewegung des Schwimmers 66 schneidet. Die optisch transparenten
Abschnitte 60 bestehen aus einem transparenten Material,
das Licht überträgt. Die
Stopper 62 und 64 begrenzen die Bewegung des Schwimmers 66 zu
der ersten Fluidkammer 57 und zu der zweiten Fluidkammer 58,
indem sie den Schwimmer 66 stoppen, wenn er einen der Stopper 62 bzw. 64 berührt.
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Der
Schwimmer 66 ist ein im Allgemeinen röhrenartiges Element mit einem
Hohlraum, der durch dasselbe Material wie zum Beispiel Edelstahl, mit
dem die Trennwand 54 abgedichtet ist. Die Dicke einer röhrenartigen
Wand des Schwimmers 66 wird so eingestellt, dass das spezifische
Gewicht des Schwimmers 66 einschließlich des Hohlraumes gleich
dem spezifischen Gewicht des Testfluids ist. Zusätzlich kann sich der Schwimmer 66 zu
jeder Seite der ersten Fluidkammer 57 und der zweiten Fluidkammer 58 durch
die Trennwand 54 verschieben. Ein Stützabschnitt der Trennwand 54,
der ein Durchgangsloch ist, welches in der Trennwand ausgebildet ist,
stützt
den Schwimmer 66 verschiebbar mit einem Zwischenraum, der
das Austreten des Testfluids aus der ersten Fluidkammer 57 zu
der zweiten Fluidkammer 58 und umgekehrt unterbindet.
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Der
optische Sender 70 und der optische Sensor 72,
die als eine Erfassungsvorrichtung arbeiten, befinden sich an entgegengesetzten
Außenseiten
der optisch transparenten Abschnitte 60. Paralleles Licht,
das von dem optischen Sender 70 gesendet wird, schreitet
durch die optisch transparenten Abschnitte 60 und das Testfluid
in der ersten Fluidkammer 57 fort und wird schließlich durch
den optischen Sensor 72 aufgenommen. Jedoch wird ein Teil
des parallelen Lichts durch den Schwimmer 66 aufgefangen.
Der optische Sensor 72 erfasst einen Ort einer Grenze zwischen
dem parallelen Licht und dem Schatten des Schwimmers 66,
und er gibt den erfassten Ort zu dem PC 40 als das Erfassungssignal
ab. Der erfasste Ort gibt die Position des Schwimmers 66 an.
Das Ende des Schwimmers 66 in der ersten Fluidkammer 57 kann
sich innerhalb eines Bereichs bewegen, in dem der optische Sensor 72 den
Ort der Grenze erfassen kann.
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Jedes
Elektromagnetventil 140, 142, 144, 146, 150 und 152 öffnet und
schließt
einen entsprechenden Fluidpfad 140a, 140b, 142a, 144a, 146a, 150a, 152a,
in denen die Ventile entsprechend vorgesehen sind. Bei dem ersten
Ausführungsbeispiel,
bei dem die Vorrichtung zum Messen der Durchsatzrate eine Versetzung
des Schwimmers 66 in einer Richtung erfasst, entspricht
das Ventil 140 einem ersten Öffnungs-/Schließventil,
das Ventil 142 entspricht einem zweiten Öffnungs-/Schließventil,
die Ventile 144 und 150 entsprechen Entlüftungsventilen,
das Ventil 146 entspricht einem Auslassventil und das Ventil 152 entspricht
einem dritten Öffnungs-/Schließventil.
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Das
Ventil 140 ist in den Fluidpfaden 140a und 140b vorgesehen,
um das Testfluid von der Quelle des Fluids (das heißt der Pumpe 200)
zu der ersten Fluidkammer 57 zu führen. Das Ventil 142 ist in
dem Fluidpfad 142a zum Führen des Testfluids von der
zweiten Fluidkammer 58 zu dem Kraftstoffeinspritzventil 1 vorgesehen.
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Jedes
Ventil 144 und 146 ist in dem entsprechenden Fluidpfad 144a und 146a vorgesehen,
um die erste Fluidkammer 57 zur Seite der Außenluft
zu öffnen.
Das Ventil 150 ist in dem Fluidpfad 150a vorgesehen,
um die zweite Fluidkammer 58 zur Seite der Außenluft
zu öffnen.
Das Ventil 152 wird zum Zuführen des Testfluids von der
Pumpe 200 zu der zweiten Fluidkammer 58 verwendet.
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Der
Begrenzer 145 stellt die Menge der Luft und des verdampften
Testfluids ein, die aus der ersten Fluidkammer 57 auszulassen
ist. Der Begrenzer 151 stellt in ähnlicher Weise die Menge der
Luft und des verdampften Testfluids ein, die aus der zweiten Fluidkammer 58 auszulassen
ist. Der Begrenzer 147 stellt die Menge des Testfluids
ein, die aus der ersten Fluidkammer 57 auszulassen ist,
wenn der Schwimmer 66 zu seiner Anfangsposition bewegt
wird (die äußerst linke
Position gemäß der 1 oder 2). Der
Begrenzer 147 stellt dadurch die Zeit für den Schwimmer 66 ein,
um zu der Anfangsposition zurückzukehren.
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Nachfolgend
wird ein Verfahren zum Messen der Durchsatzrate des Testfluids durch
die Vorrichtung zum Messen der Durchsatzrate unter Bezugnahme auf
die 1 bis 3 beschrieben. Die Betriebe
der Elektromagnetventile 140, 142, 144, 146, 150 und 152 werden
durch Steuersignale von dem PC 40 gesteuert.
- (1) Zunächst
wird bei einem Schritt 300 in der 3 das Kraftstoffeinspritzventil 1 als
ein Werkstück
an der Vorrichtung zum Messen der Durchsatzrate angeordnet, wie
dies in der 1 gezeigt ist. Bei diesem Schritt
sind alle Ventile 140, 142, 144, 146, 150 und 152 geschlossen.
- (2) Als nächstes
werden bei einem Schritt 302 die Ventile 140, 142, 144, 150 und 152 (mit
Ausnahme des Ventils 146) geöffnet, um das Testfluid von der
Pumpe 200 zu der ersten Fluidkammer 57 und der
zweiten Fluidkammer 58 zuzuführen und um die Luft und das
verdampfte Testfluid in den Kammern 57 und 58 zur
Seite der Außenluft
auszulassen.
- (3) Nachdem bei einem Schritt 304 eine vorbestimmte
Zeitperiode verstrichen ist und die Luft und das verdampfte Testfluid
ausgelassen wurden, werden bei einem Schritt 306 die Ventile 140, 144 und 150 geschlossen
und wird das Ventil 146 geöffnet. Bei diesem Schritt werden
die Ventile 142 und 152 offen gehalten. Somit
wird die Zufuhr des Testfluids von der Pumpe 200 zu der
ersten Fluidkammer 57 durch das Ventil 140 gestoppt, während die
Zufuhr des Fluids von der Pumpe 200 zu der zweiten Fluidkammer 58 durch
die Ventile 152 und 142 fortgesetzt wird.
Infolgedessen
wird der Druck in der zweiten Fluidkammer 58 höher als
der Druck in der ersten Fluidkammer 57, und der Schwimmer 66 bewegt
sich bei dem Schritt 306 zu der ersten Fluidkammer 57.
Die Bewegung des Schwimmers 66 lässt das Testfluid aus der ersten
Fluidkammer 57 durch das Ventil 146 und den Begrenzer 147 zur
Seite der Außenluft
aus.
- (4) Wenn bei dem Schritt 308 erfasst wird, dass der
Schwimmer 66 zu der Anfangsposition zurück gekehrt ist, an der der
Schwimmer 66 mit dem Stopper 62 in Kontakt gelangt,
dann werden die Ventile 142, 146 und 152 geschlossen.
Die Bestimmung, dass der Schwimmer 66 zu der Anfangsposition
zurück
gekehrt ist, wird durch den PC 40 gemäß dem Erfassungssignal von
dem optischen Sensor 72 durchgeführt.
- (5) Als nächstes
werden die Ventile 140 und 142 geöffnet (bei
einem Schritt 310), wie dies in der 1 gezeigt
ist. Dann wird das Testfluid von der Pumpe 200 zu der ersten
Fluidkammer 57 durch das Ventil 140 zugeführt, und
das Testfluid in der zweiten Fluidkammer 58 wird zu dem
Kraftstoffeinspritzventil 1 durch das Ventil 142 zugeführt. Wenn
die Ventile 140 und 142 geöffnet sind, dann gibt die Antriebsschaltung 42 bei
dem Schritt 310 unter der Steuerung des PC 40 ein
Pulssignal zu der Spule 24 zum Antreiben des Kraftstoffeinspritzventils 1 ab,
um das Testfluid mit einer vorbestimmten Anzahl N einzuspritzen.
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Wenn
das Kraftstoffeinspritzventil 1 eine Einspritzung durchführt, dann
wird der Druck in der zweiten Fluidkammer 58 niedriger
als der Druck in der ersten Fluidkammer 57 um einen Betrag
entsprechend der einen Einspritzung. Daher bewegt sich der Schwimmer 66 zu
der zweiten Fluidkammer 58.
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Unter
der Annahme, dass „S" der Querschnitt
des Schwimmers 66 ist, „t" der Betrag der Bewegung des Schwimmers 66 relativ
zu der Anfangsposition ist, und „Q" die Menge des Testfluids ist, das durch
die eine Einspritzung eingespritzt wird, wird dann die Druckdifferenz
zwischen der ersten Fluidkammer 57 und der zweiten Fluidkammer 58 beseitigt,
und dann wird der Schwimmer 66 gestoppt, wenn sich der
Schwimmer 66 um „t" bewegt, wodurch die
Gleichung Q = S × t
erfüllt
ist. Wenn das Kraftstoffeinspritzventil 1 die vorbestimmte
Anzahl N der Einspritzungen durchführt, bewegt sich daher der Schwimmer 66 um „t", wodurch die Gleichung ΣQ = S × t erfüllt ist,
wobei ΣQ
die Gesamtsumme des Testfluids ist, das durch das Kraftstoffeinspritzventil 1 mit der
vorbestimmten Anzahl N der Einspritzungen eingespritzt wird.
- (6) Nachdem das Kraftstoffeinspritzventil 1 die vorbestimmte
Anzahl N der Einspritzungen durchgeführt hat, werden die Ventile 140 und 142 geschlossen.
Dann berechnet der PC 40 bei einem Schritt 312 gemäß dem Erfassungssignal
von dem optischen Sensor 72, das den gesamten Betrag der
Bewegung t des Schwimmers 66 angibt, den Wert S × t/N, der
gleich ΣQ/N
ist; die Menge des eingespritzten Testfluids für eine Einspritzung. Der PC 40 kann
den Wert des Querschnitts „S" im Voraus speichern
und den gespeicherten Wert bei der Berechnung verwenden.
- (7) Als nächstes
bestimmt der PC 40 bei einem Schritt 314, ob die
berechnete Einspritzmenge der einen Einspritzung innerhalb eines
normalen Bereiches ist. Alternativ kann der PC 40 bestimmen, ob
der Betrag der Bewegung des Schwimmers 66 für eine Einspritzung
innerhalb eines normalen Bereiches ist. Falls die Bestimmung JA
lautet (normal), dann wird das Kraftstoffeinspritzventil 1 von
der Vorrichtung zum Messen der Durchsatzrate bei einem Schritt 316 beseitigt,
und der Prozess schreitet zu dem Schritt 300 für ein anderes Kraftstoffeinspritzventil
zurück.
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Falls
die Bestimmung bei dem Schritt 314 NEIN lautet (anormal)
und die Anzahl der letzten Bestimmungen der Anormalität eine vorbestimmte
Anzahl K bei einem Schritt 318 erreicht, dann benachrichtigt
der PC 40 den Nutzer über
die Anormalität des
Kraftstoffeinspritzventils bei einem Schritt 320. Falls
die Anzahl der letzten Bestimmungen der Anormalität kleiner
als die vorbestimmte Anzahl K ist, dann schreitet der Prozess zu
dem Schritt 306 zurück,
und die vorstehend beschriebene Messung wird wiederholt.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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Nachfolgend
wird eine Vorrichtung zum Messen der Durchsatzrate und ein Verfahren
zum Messen der Durchsatzrate des zweiten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die 4 bis 6 beschrieben.
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Der
Aufbau der Vorrichtung zum Messen der Durchsatzrate des zweiten
Ausführungsbeispiels
unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel in zwei Punkten,
wie dies aus der 4 ersichtlich ist. Der erste
Punkt ist, dass ein stromaufwärtiges Ende
eines Fluidpfads 152b des zweiten Ausführungsbeispiels, bei dem das
Ventil 152 vorgesehen ist, von einer Verbindung des Fluidpfads 140a zwischen
dem Ventil 140 und der ersten Fluidkammer 57 verzweigt,
wohingegen das stromaufwärtige
Ende des Fluidpfads 152a des ersten Ausführungsbeispiels
von einer Verbindung des Fluidpfads 140b zwischen der Pumpe 200 und
dem Ventil 140 verzweigt. Der zweite Punkt ist, dass ein
Elektromagnetventil 154 in einem Fluidpfad 154a vorgesehen
ist, der von einer Verbindung des Fluidpfads 140b zwischen
der Pumpe 200 und dem Ventil 140 verzweigt, und
der mit einer Verbindung des Fluidpfads 142a zwischen dem
Ventil 142 und der zweiten Fluidkammer 58 verbunden
ist.
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Der
Betrieb der Vorrichtung zum Messen der Durchsatzrate des zweiten
Ausführungsbeispiels
unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend,
dass die Durchsatzrate durch die Bewegungen des Schwimmers 66 in
beiden Richtungen gemessen wird, nämlich die Bewegung nicht nur
von der ersten Fluidkammer 57 zu der zweiten Fluidkammer 58 sondern
auch von der zweiten Fluidkammer 58 zu der ersten Fluidkammer 57,
wohingegen die Durchsatzrate durch die Bewegung des Schwimmers 66 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
nur in einer Richtung gemessen wird, nämlich von der ersten zu der
zweiten Fluidkammer.
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Bei
der Vorrichtung zum Messen der Durchsatzrate bei dem zweiten Ausführungsbeispiel,
bei der die Bewegung des Schwimmers 66 in beiden Richtungen
erfasst wird, entspricht das Ventil 140 dem ersten Öffnungs-/Schließventil,
das Ventil 142 entspricht dem zweiten Öffnungs-/Schließventil,
die Ventile 144 und 150 entsprechen den Entlüftungsventilen,
das Ventil 154 entspricht dem dritten Öffnungs-/Schließventil
und das Ventil 152 entspricht einem vierten Ventil.
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Nachfolgend
wird ein Verfahren zum Messen der Durchsatzrate des Testfluids bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel
beschrieben.
- (1) Zunächst wird bei einem Schritt 400 gemäß der 5 das
Kraftstoffeinspritzventil 1 als ein Werkstück an der
Vorrichtung zum Messen der Durchsatzrate angeordnet, wie dies in
der 4 gezeigt ist. Bei diesem Schritt sind alle Ventile 140, 142, 144, 146, 150, 152 und 154 geschlossen.
- (2) Als nächstes
werden bei einem Schritt 402 die Ventile 140, 144, 150 und 154 geöffnet, um
das Testfluid von der Pumpe 200 zu der ersten Fluidkammer 57 und
der zweiten Fluidkammer 58 zuzuführen, und um die Luft und das
verdampfte Testfluid aus der ersten und der zweiten Fluidkammer 57 und 58 zur
Seite der Außenluft
auszulassen.
- (3) Nachdem bei einem Schritt 404 eine vorbestimmte
Zeitperiode verstrichen ist und die Luft und das verdampfte Testfluid
ausgelassen wurden, werden bei einem Schritt 406 die Ventile 144, 150 und 154 geschlossen
und werden die Ventile 142, 146 und 152 geöffnet. Bei
diesem Schritt wird das Ventil 140 offen gehalten. Somit
wird das Testfluid von der Pumpe 200 zu der zweiten Fluidkammer 58 durch
die Ventile 140, 152 und 142 zugeführt. Zusätzlich wird
das Testfluid aus der ersten Fluidkammer 57 zur Seite der
Außenluft
durch das Ventil 146 und den Begrenzer 147 ausgelassen.
Infolgedessen wird der Druck in der zweiten Fluidkammer 58 größer als
der Druck in der ersten Fluidkammer 57, und daher bewegt
sich der Schwimmer 66 zu der ersten Fluidkammer 57 bei dem
Schritt 406.
- (4) Wenn bei einem Schritt 408 erfasst wird, dass sich
der Schwimmer 66 zu dem Stopper 62 bewegt hat
und an einer ersten Anfangsposition gestoppt ist, dann werden die
Ventile 140, 142, 146 und 152 geschlossen.
Bei diesem Schritt wird die Bestimmung, dass der Schwimmer 66 zu
der ersten Anfangsposition zurückgekehrt
ist, durch den PC 40 gemäß dem Erfassungssignal von
dem optischen Sensor 72 durchgeführt.
- (5) Als nächstes
werden die Ventile 140 und 142 geöffnet (bei
einem Schritt 410), wie dies in der 4 gezeigt
ist, und zwar in derselben Art und Weise, wie dies bei (5) des ersten
Ausführungsbeispiels
beschrieben ist. Das Testfluid wird nämlich von der Pumpe 200 zu
der ersten Fluidkammer 57 durch das erste Ventil 140 zugeführt, wohingegen
das Testfluid in der zweiten Fluidkammer 58 zu dem Kraftstoffeinspritzventil
durch das zweite Ventil 142 zugeführt wird. Wenn die Ventile 140 und 142 geöffnet sind,
dann gibt die Antriebsschaltung 42 bei dem Schritt 410 unter
der Steuerung des PC 40 ein Pulssignal zu der Spule 24 zum
Antreiben des Kraftstoffeinspritzventils 1 ab, um das Testfluid
mit der vorbestimmten Anzahl N einzuspritzen.
Wie dies bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
beschrieben ist, wird durch die Einspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil 1 der
Druck in der zweiten Fluidkammer 58 niedriger als der Druck
in der ersten Fluidkammer 57 um einen Betrag entsprechend
der Einspritzung. Daher bewegt sich der Schwimmer 66 zu
der zweiten Fluidkammer 58.
- (6) Nachdem das Kraftstoffeinspritzventil 1 die vorbestimmte
Anzahl N von Einspritzungen durchgeführt hat, werden die Ventile 140 und 142 geschlossen.
Dann berechnet der PC 40 bei einem Schritt 412 gemäß dem Erfassungssignal von
dem optischen Sensor 72, das den gesamten Betrag der Bewegung
t des Schwimmers 66 angibt, den Wert S × t/N, der gleich ΣQ/N ist;
der Betrag des eingespritzten Testfluids für eine Einspritzung.
- (7) Die Betriebe bei den Schritten 414, 416, 418 und 420 sind
gleich den Betrieben bei den Schritten 314, 316, 318 und 320,
wie dies bei (7) des ersten Ausführungsbeispiels
beschrieben ist. Der PC 40 bestimmt nämlich bei dem Schritt 414,
ob die berechnete Einspritzmenge oder der Betrag der Schwimmerbewegung
für eine
Einspritzung innerhalb des normalen Bereiches ist. Falls sie innerhalb
des normalen Bereichs ist, dann wird das Kraftstoffeinspritzventil 1 aus
der Messvorrichtung bei dem Schritt 416 herausgenommen,
und der Prozess schreitet zu dem Schritt 422 in der 6.
-
Falls
die berechnete Menge außerhalb
des normalen Bereichs ist (bei dem Schritt 414) und die Anzahl
der vorherigen Bestimmungen der Anormalität die vorbestimmte Anzahl erreicht
(bei dem Schritt 418), dann wird die Anormalität bei dem
Schritt 420 angegeben.
-
Falls
die Anzahl der vorherigen Bestimmungen der Anormalität kleiner
als die vorbestimmte Anzahl ist, dann schreitet der Prozess zu dem
Schritt 428 in der 6, um die
Messung der Einspritzmenge zu wiederholen.
- (8)
Bei dem Schritt 422 in der 6 wird ein
anderes Kraftstoffeinspritzventil 1 an die Vorrichtung zum
Messen der Durchsatzrate angebracht. Nach den Schritten 424 und 426 wird
die Luft und das verdampfte Testfluid in der ersten und in der zweiten
Fluidkammer 57 und 58 zur Seite der Außenluft
in der gleichen Art und Weise wie bei den Schritten 402 und 404 ausgelassen.
- (9) Bei dem Schritt 428 werden die Ventile 140 und 150 geöffnet, und
das Testfluid wird von der Pumpe 200 zu der ersten Fluidkammer 57 durch das
Ventil 140 zugeführt.
Infolgedessen wird der Druck in der ersten Fluidkammer 57 größer als der
Druck in der zweiten Fluidkammer 58, und der Schwimmer 66 bewegt
sich zu der zweiten Fluidkammer 58. Die Bewegung des Schwimmers 66 lässt das
Testfluid in der zweiten Fluidkammer 58 zur Seite der Außenluft
durch das Ventil 150 und den Begrenzer 151 aus.
- (10) Wenn bei einem Schritt 430 erfasst wird, dass sich
der Schwimmer 66 zu dem Stopper 64 bewegt hat
und an der zweiten Anfangsposition stoppt, dann werden die Ventile 140 und 150 geschlossen.
Bei diesem Schritt wird durch den PC 40 gemäß dem Erfassungssignal
von dem optischen Sensor 72 die Bestimmung durchgeführt, dass
der Schwimmer 66 zu der zweiten Anfangsposition zurückgekehrt
ist.
- (11) Als nächstes
werden die Ventile 152 und 154 geöffnet, und
das Testfluid wird von der Pumpe 200 zu der zweiten Fluidkammer 58 durch
das Ventil 154 zugeführt.
Dann wird das Testfluid von der ersten Fluidkammer 57 zu
dem Kraftstoffeinspritzventil 1 durch das Ventil 152 zugeführt. Wenn
die Ventile 152 und 154 geöffnet sind, dann gibt die Antriebsschaltung 42 bei
einem Schritt 432 unter der Steuerung des PC 40 ein
Pulssignal zu der Spule 24 zum Antreiben des Kraftstoffeinspritzventils 1 ab,
um das Testfluid mit der vorbestimmten Anzahl N einzuspritzen.
- (12) Nachdem das Kraftstoffeinspritzventil 1 die vorbestimmte
Anzahl N der Einspritzungen durchgeführt hat, werden die Ventile 152 und 154 geschlossen.
Dann berechnet der PC 40 bei einem Schritt 434 gemäß dem Erfassungssignal
von dem optischen Sensor 72, das den gesamten Betrag der
Bewegung t des Schwimmers 66 angibt, den Wert S × t/N, der
gleich ΣQ/N
ist; die Menge des eingespritzten Testfluids für eine Einspritzung.
- (13) Die Betriebe bei den Schritten 436, 438, 440 und 442 sind
gleich den Betrieben bei den Schritten 314, 316, 318 und 320,
die bei (7) des ersten Ausführungsbeispiels
beschrieben sind. Der PC 40 bestimmt nämlich bei dem Schritt 436,
ob die berechnete Einspritzmenge oder der Betrag der Schwimmerbewegung
für eine
Einspritzung innerhalb des normalen Bereichs ist. Falls sie innerhalb des
normalen Bereichs ist, dann wird das Kraftstoffeinspritzventil 1 aus
der Messvorrichtung bei dem Schritt 438 herausgenommen,
und der Prozess schreitet zu dem Schritt 400 in der 5.
-
Falls
die berechnete Menge außerhalb
des normalen Bereichs ist (bei dem Schritt 436) und die Anzahl
der vorherigen Bestimmungen der Anormalität die vorbestimmte Anzahl bei
dem Schritt 440 erreicht, dann wird die Anormalität bei dem
Schritt 442 angegeben. Der Prozess schreitet zu dem Schritt 438,
bei dem das Kraftstoffeinspritzventil 1 aus der Messvorrichtung
herausgenommen wird. Der Prozess schreitet außerdem zu dem Schritt 400 in
der 5 zurück.
-
Falls
die Anzahl der letzten Bestimmung der Anormalität kleiner als die vorbestimmte
Anzahl ist, dann schreitet der Prozess zu dem Schritt 406 in
der 5.
-
Bei
dem vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel werden die Ventile 140 und 150 geöffnet, damit
sich der Schwimmer 66 zu der zweiten Anfangsposition bewegt.
Jedoch kann der Schwimmer 66 zu der zweiten Anfangsposition
bewegt werden, indem die Ventile 140 und 142 geöffnet werden
und indem das Kraftstoffeinspritzventil 1 das Testfluid
einspritzt.
-
(Drittes Ausführungsbeispiel)
-
Wie
dies in der 7 gezeigt ist, unterscheidet
sich das dritte Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung von dem zweiten Ausführungsbeispiel in zwei Punkten.
Der erste Punkt ist, dass die Vorrichtung zum Messen der Durchsatzrate
des dritten Ausführungsbeispiels
des Weiteren einen Fluidpfad 160a, der zwischen den Fluidpfaden 142a und 150a angeschlossen
ist, und ein Elektromagnetventil 160 sowie einen Begrenzer 161 aufweist,
der in dem Fluidpfad 160a vorgesehen ist. Der zweite Punkt
ist, dass sich der Schwimmer 66 zu der zweiten Anfangsposition
bewegt, wenn die Ventile 140 und 160 geöffnet sind.
Wenn die Ventile 140 und 160 nämlich geöffnet werden, wird das Testfluid
von der Pumpe 200 zu der ersten Fluidkammer 57 durch
das Ventil 140 zugeführt,
und das Testfluid in der zweiten Fluidkammer 58 wird zur
Seite der Außenluft
durch den Fluidpfad 160a, das Ventil 160 und den
Begrenzer 161 ausgelassen. Daher bewegt sich der Schwimmer 66 zu
der zweiten Anfangsposition.
-
(Viertes Ausführungsbeispiel)
-
Das
vierte Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von dem ersten bis
dritten Ausführungsbeispiel
dahingehend, dass der Hauptmesskörper 50 durch
einen Hauptmesskörper 100 ausgetauscht
wurde, wie dies in der 8 gezeigt ist.
-
Der
Hauptmesskörper 100 hat
ein Gehäuse 102,
Trennwände 104 und 106,
einen Schwimmer 110 sowie einen ersten und einen zweiten
Stopper 114 und 116. Das Gehäuse 102 hat drei zylindrische Elemente,
die jeweils die Trennwände 104 und 106 durch
und zwischen den beiden benachbarten zylindrischen Elementen halten.
Ein Innenraum 120, der durch das Gehäuse 102 definiert
ist, ist durch die Trennwände 104 und 106 in
drei Kammern geteilt. Die drei Kammern bestehen aus einer ersten
Fluidkammer 121, einer zweiten Fluidkammer 122 und
einer dritten Fluidkammer 123, die zwischen der ersten und
der zweiten Fluidkammer 121 und 122 ausgebildet
ist.
-
Der
Schwimmer 110 hat ein hohles röhrenartiges Element 112 und
ein scheibenartiges Element 113, die an die Mitte des Elements 112 entlang
der axialen Richtung des Elements 112 angebracht sind. Das
Element 112 hat einen Hohlraum, der mit demselben Material
wie zum Beispiel Edelstahl, als die Trennwände 104 und 106 abgedichtet
ist, und es wird an seinen beiden Enden durch Durchgangslöcher gestützt, die
jeweils in den Trennwänden 104 und 106 ausgebildet
sind, und es kann sich durch die Trennwände 104 und 106 verschieben.
Die Wanddicke des hohlen röhrenartigen Elements 112 ist
so gestaltet, dass das spezifische Gewicht des Schwimmers 110 einschließlich des
Hohlraums und des scheibenartigen Elements 113 gleich dem
spezifischen Gewicht des Testfluids ist.
-
Die
Trennwände 104 und 106 stützen jeweils den
Schwimmer 110 mit Zwischenräumen, wodurch das Austreten
des Testfluids von der ersten zu der dritten Fluidkammer (121, 123)
und von der zweiten zu der dritten Fluidkammer (122, 123)
unterbunden wird. Das scheibenartige Element 113 ist in
der dritten Fluidkammer 123 angeordnet.
-
Das
Gehäuse 102 hat
optisch transparente Abschnitte 108, die die dritte Fluidkammer 123 abdecken
und die an einander gegenüberliegenden
Positionen entlang einer Richtung angeordnet sind, die eine Richtung
der Bewegung des Schwimmers 110 schneidet. Die optisch
transparenten Abschnitte 108 bestehen aus einem transparenten
Material, das Licht überträgt. Die
Stopper 114 und 116 begrenzen jeweils die Bewegung
des Schwimmers 110 zu der ersten Fluidkammer 121 und
der zweiten Fluidkammer 122, indem sie den Schwimmer 110 stoppen, wenn
das entsprechende Ende des Schwimmers 110 mit einem Ende
der Stopper 114 und 116 in Kontakt gelangt.
-
Der
optische Sender 70 und der optische Sensor 72 bestehen
aus demselben Material, und sie haben dieselbe Funktion wie der
optische Sender 70 und der optische Sensor 72 des
ersten bis dritten Ausführungsbeispiels.
-
Der
optische Sender 70 und der optische Sensor 72 des
vierten Ausführungsbeispiels
befinden sich an gegenüberliegenden
Außenseiten
der optisch transparenten Abschnitte 108. Paralleles Licht,
das von dem optischen Sender 70 ausgesendet wird, schreitet
durch die optisch transparenten Abschnitte 108 und das
Testfluid in der dritten Fluidkammer 123 fort, und es wird
schließlich
durch den optischen Sensor 72 aufgenommen. Jedoch wird
ein Teil des parallelen Lichtes durch das scheibenartige Element 113 aufgefangen.
Der optische Sensor 72 erfasst einen Ort einer Grenze zwischen
dem parallelen Licht und dem Schatten des scheibenartigen Elements 113,
und er gibt den erfassten Ort zu dem PC 40 als das Erfassungssignal
ab. Der erfasste Ort gibt die Position des Schwimmers 110 an.
Das scheibenartige Element 113 in der dritten Fluidkammer 123 kann
sich innerhalb eines Bereichs bewegen, in dem der optische Sensor 72 den
Ort der Grenze erfassen kann.
-
Wie
dies vorstehend beschrieben ist, ist der Schwimmer 110 an
seinen beiden Enden durch die Trennwände 104 und 106 gestützt. Daher
wird eine Neigung des Schwimmers 110 begrenzt.
-
Gemäß dem vorstehend
beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsbeispiel ist der abgedichtete
Innenraum des Gehäuses
zumindest in die erste Fluidkammer und die zweite Fluidkammer durch
die Trennwand (die Trennwände)
geteilt. Die Trennwand (Trennwände)
stützt
(stützen)
den Schwimmer, der als das hohle röhrenartige Element ausgebildet
ist, damit es möglich
ist, dass sich der Schwimmer zu der ersten Fluidkammer oder der
zweiten Fluidkammer durch die Trennwand (Trennwände) bewegt. Zusätzlich wird
das Testfluid zu einer der Fluidkammern zugeführt, und das Testfluid wird
aus der anderen Fluidkammer zu dem Kraftstoffeinspritzventil zugeführt. Dann
erzeugt die Einspritzung des Testfluids durch das Kraftstoffeinspritzventil
die Druckdifferenz zwischen den Fluidkammern, wodurch sich der Schwimmer
bewegt. Der Schwimmer wird gestoppt, wenn er sich über eine
Distanz entsprechend der Menge des eingespritzten Fluids bewegt
hat. Daher ist es möglich,
die Menge des Testfluids genau zu messen, die durch das Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt
wird, und zwar gemäß dem Betrag
der Bewegung und dem Querschnitt des Schwimmers.
-
Zusätzlich wird
bei der Vorrichtung zum Messen der Durchsatzrate der vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispiele
die Druckdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Fluidkammer
beseitigt, wenn der Schwimmer durch die Druckdifferenz bewegt wird.
Daher tritt keine Druckpulsation bei der Vorrichtung zum Messen
der Durchsatzrate auf. Infolgedessen tritt keine unerwünschte Versetzung des
Schwimmers aufgrund der Pulsation auf, wodurch es möglich ist,
die Position des Schwimmers zu erfassen und die Durchsatzrate des
eingespritzten Fluids mit einem hohen Genauigkeitsgrad zu messen.
-
Da
sich der Schwimmer zusammen mit jeder Einspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil
bewegt, wird die Durchsatzrate des eingespritzten Fluids somit mit
einem hohen Genauigkeitsgrad auch bei einer kleinen Anzahl der Einspritzungen
gemessen. Daher ist es möglich,
die Durchsatzrate in einer kurzen Zeit zu messen.
-
Zusätzlich ist
es möglich,
die Durchsatzrate des Fluids, das für eine Einspritzung eingespritzt wird,
aus der Bewegungsrate des Schwimmers durch eine Vielzahl Einspritzungen
zu berechnen, da der Schwimmer bei jeder Fluideinspritzung bewegt
wird.
-
Da
zusätzlich
der Schwimmer zu der Anfangsposition vor jedem Messprozess zurückgebracht
wird, ist ein Bewegungsbereich für
den Schwimmer kleiner als in jenem Fall, bei dem der Schwimmer nicht
zu der Anfangsposition zurückgebracht
wird. Daher kann die Vorrichtung zum Messen der Durchsatzrate kleiner
gestaltet sein.
-
Da
zusätzlich
das Gehäuse
den abgedichteten Innenraum abdeckt, in dem der Schwimmer angeordnet
ist, ist es einfach, die Vorrichtung zum Messen der Durchsatzrate
so aufzubauen, dass das Austreten des Testfluids aus dem Gehäuse verhindert wird.
-
Da
zusätzlich
die Dicke des abgedichteten hohlen röhrenartigen Schwimmers so eingestellt
werden kann, dass das spezifische Gewicht des Schwimmers einschließlich seines
Hohlraums gleich dem spezifischen Gewicht des Testfluids wird, so dass
der Schwimmer nicht in dem Testfluid angehoben oder abgesenkt wird
und sich daher behutsam bewegt.
-
Da
zusätzlich
der Stützabschnitt
(Stützabschnitte)
(Durchgangsloch (Durchgangslöcher))
der Trennwand (Trennwände)
zum Stützen
des Schwimmers aus demselben Material wie der Schwimmer besteht,
ist ein Koeffizient einer Volumenausdehnung des Stützabschnitts
identisch zu dem Koeffizienten des Schwimmers. Daher wird die Änderung
des Zwischenraums zwischen dem Stützabschnitt und dem Schwimmer
auch bei einer Temperaturänderung
unterdrückt.
-
(Andere Ausführungsbeispiele)
-
Der
optische Sender 70 und der optische Sensor 72 bei
den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen können durch
irgendeine andere Positionserfassungsvorrichtung ausgetauscht werden,
die den Betrag der Bewegung des Schwimmers erfassen kann.
-
Zusätzlich kann
der Schwimmer aus irgendeinem anderen Material als Edelstahl bestehen und/oder
er kann als ein solides Bauelement anstelle des hohlen Bauelements
ausgebildet sein, so dass das spezifische Gewicht des Schwimmers
gleich dem spezifischen Gewicht des Testfluids ist.
-
Zusätzlich können der
Schwimmer und der Stützabschnitt
der Trennwand aus unterschiedlichen Materialien geschaffen sein.
-
Zusätzlich kann
der Schwimmer zu der Anfangsposition jeweils für mehrere Messungen zurückgebracht
werden, anstatt bei jeder Messung.
-
Jedes
Ende des hohlen röhrenartigen
Elements 112 (der Schwimmer 110) steht jeweils
von den Trennwänden 104 und 106 in
die erste Fluidkammer und in die zweite Fluidkammer 121 und 122 bei dem
vierten Ausführungsbeispiel
vor. Jedoch kann das röhrenartige
Element 112 kürzer
geschaffen sein, und entweder ein oder beide Enden können in den
Stützabschnitten
(den Durchgangslöchern)
der Trennwände 104 und 106 in
Abhängigkeit
von der Position des Schwimmers 110 aufgenommen werden.
Darüber
hinaus können
beide Enden in den Stützabschnitten
der Trennwände 104 und 106 ungeachtet
der Position des Schwimmers 110 aufgenommen werden.