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Hintergrund der Erfindung
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Erfindungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Flussraten-Messvorrichtung und betrifft beispielsweise eine
Vorrichtung zum Messen der Massenflussrate von Luft in einem Verbrennungsmotor.
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Herkömmliche
Flussraten-Messvorrichtungen umfassen einen Umgehungskanal bzw.
Umgehungsdurchlass, der zwischen einer Einflussöffnung und einer Ausflussöffnung mehrere
Male gebogen ist, und ein die Flussrate detektierendes Element (im Folgenden
kurz Flussraten-Detektionselement genannt), an dem ein thermosensitiver
Widerstand, der aus einem Material wie beispielsweise Platin etc.
besteht, ist intern angeordnet, und Fremdkörper wie beispielsweise Staub
etc., die in dem gemessenen Fluid enthalten sind, werden dadurch,
dass der Umgehungsdurchlass mehrmals gebogen ist, abgebremst, und
es wird verhindert, dass sie das die Flussraten-Detektionselement mit hoher Geschwindigkeit
treffen. Die Ausflussöffnung
des Umgehungsdurchlasses ist an einer Position angeordnet, die von einem
Schaltkreisaufnahmeabschnitt weiter entfernt ist, als die Einflussöffnung (siehe
beispielsweise Patentliteratur 1).
- Patentliteratur 1: Japanisches
Patent Nr. 3602762 (Gazette).
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Da
bei Automobil-Verbrennungsmotoren die Zyklen Ansaugen, Kompression,
Explosion und Ausstoß wiederholt
durchgeführt
werden, und solche Motoren aus einer Mehrzahl von Zylindern aufgebaut sind,
ist die Flussgeschwindigkeit der Einlassluft im Allgemeinen ein
pulsierender Fluss, der in der Zeit variiert. Somit pulsiert der
Hauptfluss, der in einem Hauptdurchlass des Verbrennungsmotors fließt, mit Frequenzen,
die mit den Drehfrequenzen des Motors synchronisiert sind, und je
niedriger die Frequenz ist, desto stärker konvex ist die radiale
Flussgeschwindigkeitsverteilung, die um die Mittelachse des Hauptdurchlasses
zentriert ist, und je höher
die Frequenz ist, desto flacher ist die Flussgeschwindigkeitsverteilung.
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Bei
herkömmlichen
Flussraten-Messvorrichtungen sind die Einflussöffnung und die Ausflussöffnung des
Umgehungsdurchlasses so positioniert, dass sie in radialer Richtung
des Hauptdurchlasses voneinander getrennt sind. Wenn herkömmliche Flussraten-Messvorrichtungen
bei Automobil-Verbrennungsmotoren
verwendet werden, treten Unterschiede zwischen der Flussgeschwindigkeit
in der Nähe
der Einflussöffnung
und der Ausflussöffnung des
Umgehungs-Durchlasses
aufgrund von Veränderungen
in der Drehfrequenz auf, obwohl die Menge von Einlassluft gleich
ist, da die radiale Flussgeschwindigkeitsverteilung im Hauptdurchlass
in Abhängigkeit
von der Drehfrequenz des Verbrennungsmotors variiert, selbst wenn
die Flussrate der Einlassluft, die durch den Hauptdurchlass fließt, gleich
ist, wodurch Unterschiede in der Flussgeschwindigkeit des Flusses,
der in dem Umgehungs-Durchlass verursacht wird, auftreten, wodurch
Fehler in der detektierten Flussrate in der Flussraten-Messvorrichtung erzeugt
werden.
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Wenn
herkömmliche
Flussraten-Messvorrichtungen bei Automobil-Verbrennungsmotoren verwendet werden,
ist es ferner nötig, dass
zumindest die Einflussöffnung
und die Ausflussöffnung
in den Hauptdurchlass vorstehen, wodurch die Vorstehlänge in radialer
Richtung des Hauptdurchlasses erhöht wird, wodurch der Druckverlust
erhöht
wird, der dadurch auftritt, dass die Flussraten-Messvorrichtung
in den Hauptdurchlass gesteckt ist.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung hat zum Ziel, die obigen Aufgaben im verwandten
Stand der Technik zu lösen,
und gibt eine Flussraten-Messvorrichtung an, die eine genaue Flussratenmessung
gestattet, und die es außerdem
gestattet, den Druckverlust, der durch das Einstecken in einen Hauptdurchlass
auftritt, zu verringern, insbesondere wenn sie zum Messen einer
Einlassluft-Flussrate bei einem Automobil-Verbrennungsmotor verwendet wird, indem
sie Änderungen
in der Flussgeschwindigkeit in einem Messdurchlass unterdrückt, selbst
wenn sich die Frequenzen des pulsierenden Flusses, die mit der Drehfrequenz
des Verbrennungsmotors synchronisiert sind, unterscheiden und sich
die Flussgeschwindigkeitsverteilung in dem Hauptdurchlass unterscheidet, wobei
sie außerdem
verhindert, dass Fremdkörper, wie
beispielsweise Staub etc., die in der Einlassluft in den Verbrennungsmotor
enthalten sind, ein Flussraten-Detektionselement mit hoher Geschwindigkeit treffen,
und außerdem
Effekte sicherstellt, die es gestatten, dass die Lebensdauer und
die Nutzungsdauer verbessert werden.
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Um
die obige Aufgabe zu lösen,
wird gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Flussraten-Messvorrichtung
angegeben, die Folgendes umfasst: einen Hauptkörperabschnitt, der in einen Hauptdurchlass
vorsteht, wobei der Hauptkörperabschnitt
einen intern angeordneten Schaltkreisaufnahmeabschnitt aufweist,
einen Messdurchlass, der an dem Hauptkörperabschnitt an einem vorstehenden Ende
des Schaltkreisaufnahmeabschnitts ausgebildet ist, wobei veranlasst
wird, dass ein Teil des gemessenen Fluids, welches durch den Hauptdurchlass
fließt,
durch den Messdurchlass fließt,
ein Flussraten-Detektionselement, welches in dem Messdurchlass angeordnet
ist, und einen Steuerungsschaltkreis, der in dem Schaltkreisaufnahmeabschnitt
aufgenommen ist, wobei der Steuerungsschaltkreis das Flussraten-Detektionselement
treibt und ein Signal von diesem verarbeitet. Der Messdurchlass
umfasst Folgendes: eine Einflussöffnung, die
in einer Umgebung eines Endabschnitts des Hauptkörperabschnitts in Vorstehrichtung
angeordnet ist und sich auf eine Fläche des Hauptkörperabschnitts öffnet, und
die senkrecht zur Flussrichtung des Hauptflusses des gemessenen
Fluids so angeordnet ist, dass sie bezogen auf die Flussrichtung des
Hauptflusses stromaufwärts
weist, eine Ausflussöffnung,
die in einer Umgebung eines Endabschnitts des Hauptkörperabschnitts
in Vorstehrichtung angeordnet ist und sich auf eine Fläche des
Hauptkörperabschnitts öffnet, die
parallel zur Flussrichtung des Hauptflusses ist, wobei sich ein
erster Durchlass von der Einflussöffnung in Flussrichtung des
Hauptflusses zu einem ersten Biegeabschnitt erstreckt, ein zweiter
Durchlass sich von dem ersten Biegeabschnitt in einer zur Flussrichtung
des Hauptflusses senkrechten Richtung in Richtung auf den Schaltkreisaufnahmeabschnitt
zu einem zweiten Biegeabschnitt erstreckt, ein dritter Durchlass
sich von dem zweiten Biegeabschnitt in Flussrichtung des Hauptflusses
zu einem dritten Biegeabschnitt erstreckt, und ein vierter Durchlass
sich von dem dritten Biegeabschnitt in einer zur Flussrichtung des
Hauptflusses senkrechten Richtung von dem Schaltkreisaufnahmeabschnitt
fort erstreckt. Der vierte Durchlass ist mit der Ausflussöffnung direkt
oder mittels eines zusätzlichen
Durchlasses verbunden, und das Flussraten-Detektionselement ist
in dem dritten Durchlass angeordnet.
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Da
gemäß der vorliegenden
Erfindung der erste Biegeabschnitt und der zweite Biegeabschnitt, die
den Flusskanal um ungefähr 90° umbiegen,
in dem Durchlass angeordnet sind, der sich von der Einflussöffnung zum
dritten Durchlass erstreckt, in welchem das Flussraten-Detektionselement
angeordnet ist, treffen Fremdstoffe oder Fremdkörper wie beispielsweise Staub
etc. in dem gemessenen Fluid auf den ersten Biegeabschnitt und den
zweiten Biegeabschnitt und werden abgebremst. Selbst wenn die Fremdkörper auf
das Flussraten-Detektionselement auftreffen, ist deren Kollisionsenergie
somit gering, wodurch die Langlebigkeit und die Nutzungsdauer des
Flussraten-Detektionselementes
verbessert werden.
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Da
die Einflussöffnung
und die Ausflussöffnung
des Messdurchlasses in einer radialen Richtung des Hauptdurchlasses
nahe beieinander angeordnet sind, besteht eine geringere Neigung
dafür, dass
Unterschiede in der Flussgeschwindigkeit in der Umgebung der Einflussöffnung und
der Ausflussöffnung
des Messdurchlasses auftreten, selbst wenn sich die Drehfrequenz ändert und
sich die Flussgeschwindigkeitsverteilung in dem Hauptdurchlass ändert, obwohl
die Menge von Einlassluft gleich ist. Somit ist es weniger wahrscheinlich,
dass Unterschiede in der Flussgeschwindigkeit des Flusses des gemessenen
Fluids, der in dem Messdurchlass hervorgerufen wird, auftreten,
wodurch gestattet wird, dass Flussraten-Messfehler verringert werden.
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Da
darüber
hinaus die Einflussöffnung
und die Ausflussöffnung
des Messdurchlasses in Radialrichtung des Hauptdurchlasses betrachtet
nahe beieinander angeordnet sind, kann die Vorstehlänge der Flussraten-Messvorrichtung
in radialer Richtung des Hauptdurchlasses verkürzt werden, wodurch ermöglicht wird,
dass der Druckverlust in dem Hauptdurchlass, der durch das Einstecken
auftritt, verringert wird.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein Lateralquerschnitt, der einen Zustand zeigt, in dem eine Flussraten-Messvorrichtung
nach Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung an einem Hauptdurchlass montiert ist,
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2 ist
eine teilweise ausgeschnittene Seitenansicht, die einen Teil des
Zustands zeigt, in dem die Flussraten-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung an dem Hauptdurchlass montiert ist,
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3 ist
eine Teilvergrößerung,
die die Umgebung des Flussraten-Detektionselementes von 1 zeigt,
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4 ist
eine Teilvergrößerung,
die die Umgebung des Flussraten-Detektionselementes von 2 zeigt,
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5 ist
ein Querschnitt entlang der Linie V-V von 2, betrachtet
in Richtung der Pfeile,
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6 ist
eine teilweise ausgeschnittene Seitenansicht, die einen Teil eines
Zustands zeigt, in dem eine Flussraten-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform
2 der vorliegenden Erfindung an einem Hauptdurchlass montiert ist,
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7 ist
eine teilweise ausgeschnittene Seitenansicht, die einen Teil eines
Zustands zeigt, in dem eine Flussraten-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform
3 der vorliegenden Erfindung an einem Hauptdurchlass montiert ist,
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8 ist
eine teilweise ausgeschnittene Seitenansicht, die einen Teil eines
Zustands zeigt, in dem eine Flussraten-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform
4 der vorliegenden Erfindung an einem Hauptdurchlass montiert ist,
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9 ist
eine teilweise ausgeschnittene Seitenansicht, die einen Teil eines
Zustands zeigt, in dem eine Flussraten-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform
5 der vorliegenden Erfindung an einem Hauptdurchlass montiert ist,
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10 ist
eine teilweise ausgeschnittene Seitenansicht, die einen Teil eines
Zustands zeigt, in dem eine Flussraten-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform
6 der vorliegenden Erfindung an einem Hauptdurchlass montiert ist,
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11 ist
eine teilweise ausgeschnittene Seitenansicht, die einen Teil eines
Zustands zeigt, in dem eine Flussraten-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform
7 der vorliegenden Erfindung an einem Hauptdurchlass montiert ist,
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12 ist
eine teilweise ausgeschnittene Seitenansicht, die einen Teil eines
Zustands zeigt, in dem eine Flussraten-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform
8 der vorliegenden Erfindung an einem Hauptdurchlass montiert ist,
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13 ist
eine teilweise ausgeschnittene Seitenansicht, die einen Teil eines
Zustands zeigt, in dem eine Flussraten-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform
9 der vorliegenden Erfindung an einem Hauptdurchlass montiert ist,
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14 ist
eine teilweise ausgeschnittene Seitenansicht, die einen Teil eines
Zustands zeigt, in dem eine Flussraten-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform
10 der vorliegenden Erfindung an einem Hauptdurchlass montiert ist,
und
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15 ist
eine teilweise ausgeschnittene Seitenansicht, die einen Teil eines
Zustands zeigt, in dem eine Flussraten-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform
11 der vorliegenden Erfindung an einem Hauptdurchlass montiert ist.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Flussraten-Messvorrichtungen
gemäß der bevorzugten
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen beschrieben.
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Ausführungsform 1
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1 ist
ein Lateralquerschnitt, der einen Zustand zeigt, in dem eine Flussraten-Messvorrichtung
gemäß Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung an einem Hauptdurchlass montiert ist, 2 ist
eine teilweise ausgeschnittene Seitenansicht, die einen Teil des
Zustands zeigt, in dem die Flussraten-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung an dem Hauptdurchlass montiert ist, 3 ist
eine Teilvergrößerung,
die die Umgebung eines Flussraten-Detektionselementes von 1 zeigt, 4 ist
eine Teilvergrößerung,
die eine Umgebung des Flussraten-Detektionselementes
von 2 zeigt, und 5 ist ein
Querschnitt entlang der Linie V-V in 2, betrachtet
in Richtung der Pfeile.
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Der
Begriff "Lateralquerschnitt" bezeichnet hier
einen Querschnitt in einer Ebene, die senkrecht zu einer Mittelachse
des Hauptdurchlasses ist. In 2 fließt der Hauptfluss
des gemessenen Fluids in einer Richtung, die durch den Pfeil A in
der Figur angezeigt ist.
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In 1 bis 4 ist
ein Hauptdurchlass 1 ein zylindrischer Rohrkörper, durch
den ein gemessenes Fluid fließt,
und im Falle eines Automobil-Verbrennungsmotors ist ein Lufteinlass-Durchlass normalerweise
aus einem Kunstharz hergestellt und integral mit einer Einlassluft-Filtervorrichtung
(nicht gezeigt) ausgebildet. Hier ist das gemessene Fluid Luft. Eine
Einführöffnung 2 zum
Einstecken einer Flussraten-Messvorrichtung 4 ist
in dem Hauptdurchlass 1 angeordnet.
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Die
Flussraten-Messvorrichtung 4 umfasst Folgendes: einen Messdurchlass 5,
der in dem Hauptdurchlass 1 angeordnet ist, wobei veranlasst wird,
dass ein Teil des gemessenen Fluids durch den Messdurchlass 5 fließt, ein
Flussraten-Detektionselement 6 zum
Detektieren einer Flussrate des gemessenen Fluids, welches durch
den Messdurchlass 5 fließt, eine Leiterplatte 7,
auf der ein Steuerungsschaltkreis zum Treiben des Flussraten-Detektionselementes 6 und
zum Verarbeiten eines Flussraten-Detektionssignals von diesem ausgebildet
ist, eine Metallplatte 8 zum Halten des Flussraten-Detektionselementes 6 und
der Leiterplatte 7, ein Grundteil 9 zum Tragen
der Metallplatte 8 und einen den Messdurchlass bildenden
Abschnitt 13, der dicht bei dem Grundteil 9 angeordnet
ist und mit der Metallplatte 8 zusammenwirkt, um den Messdurchlass 5 zu
bilden.
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Das
Flussraten-Detektionselement 6 wird gestaltet, indem ein
Sensorabschnitt, welcher durch einen die Flussrate detektierenden
Widerstand 6b und einen die Temperatur kompensierenden
Widerstand 6c gebildet wird, auf einer Vorderfläche eines ebenen
rechteckigen Substrats 6a ausgebildet wird, und indem Eingabe-
und Ausgabeanschlüsse 6d ausgebildet
werden, die elektrisch mit dem die Flussrate detektierenden Widerstand 6b und
dem die Temperatur kompensierenden Widerstand 6c an einem ersten
Ende der Vorderfläche
des Substrats 6a verbunden sind. Hier werden der die Flussrate
detektierende Widerstand 6b, der die Temperatur kompensierende
Widerstand 6c und die Eingabe- und Ausgabeanschlüsse 6d ausgebildet,
indem ein thermosensitiver Widerstandsfilm aus Platin, Nickel, einer Eisen-Nickel-Legierung etc. gemustert
wird, der auf der Vorderfläche
des Substrats 6a ausgebildet wurde. Ferner wird ein Bereich
für das
Ausbilden des die Flussrate detektierenden Widerstands 6b in
einem Scheidewand- oder Diaphragma-Aufbau ausgebildet, indem das
Substrat 6a von einer rückwärtigen Fläche entfernt
wird, um einen Hohlraum 6e zu bilden. Ferner werden Wärmeisolationsmittel
(nicht gezeigt) für
das Flussraten-Detektionselement 6 verwendet,
um die Wahrscheinlichkeit zu senken, dass Wärme von dem die Flussrate detektierenden
Widerstand 6b auf den die Temperatur kompensierenden Widerstand 6c übertragen
wird. Ferner kann ein elektrisch isolierendes Material, wie beispielsweise
Silizium oder eine Keramik etc. für das Material des Substrats 6a verwendet
werden.
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Die
Metallplatte 8 wird hergestellt, indem ein Metallmaterial,
wie beispielsweise Aluminium oder eine rostfreie Legierung etc.
in eine flache rechteckige Form geformt wird und ein die Leiterplatte
aufnehmender Ausnehmungsabschnitt 8a und ein das Flussraten-Detektionselement
aufnehmender Ausnehmungsabschnitt 8b nahe beieinander auf
einer Vorderfläche
derselben ausgenommen werden. Die Leiterplatte 7 ist in
dem die Leiterplatte aufnehmenden Ausnehmungsabschnitt 8a aufgenommen
und unter Verwendung eines Haftmittels fixiert. Das Flussraten-Detektionselement 6 ist
in dem das Flussraten-Detektionselement
aufnehmenden Ausnehmungsabschnitt 8b aufgenommen, wobei
die Eingabe- und Ausgabeanschlüsse 6d in
der Nähe
der Leiterplatte 7 angeordnet sind, und unter Verwendung eines
Haftmittels fixiert. Darüber
hinaus sind die Leiterplatte 7 und das Flussraten-Detektionselement 6 in
einer gemeinsamen Ebene mit der Vorderfläche der Metallplatte 8 angeordnet.
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Das
Grundteil 9 umfasst Folgendes: einen Verbindungsabschnitt 10,
um Luftdichtheit sicherzustellen, wenn das Grundteil 9 in
den Hauptdurchlass 1 eingeführt ist, einen Verbinderabschnitt 11,
der auf einer ersten Seite des Verbindungsabschnitts 10 angeordnet
ist, wobei der Verbinderabschnitt 11 Signale zwischen der
Leiterplatte 7 und einem externen Abschnitt sendet und
empfängt,
und einen Schaltkreisaufnahmeabschnitt 12, der auf einer
zweiten Seite des Verbindungsabschnitts 10 angeordnet ist,
wobei der Schaltkreisaufnahmeabschnitt 12 den die Leiterplatte
aufnehmenden Ausnehmungsabschnitt 8a und ein Ende des das
Flussraten-Detektionselement 6 aufnehmenden Ausnehmungsabschnitts 8b in
der Nähe
des die Leiterplatte aufnehmenden Ausnehmungsabschnitts 8a ummantelt,
und das Grundteil 9 ist integral geformt, beispielsweise
unter Verwendung eines Kunstharzes, wie Polybutylenterephthalat etc.
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Die
Metallplatte 8 ist mit der montierten Leiterplatte 7 und
dem montierten Flussraten-Detektionselement 6 unter Verwendung
eines Haftmittels so an dem Grundteil 9 befestigt, dass
die Leiterplatte 7 und das Ende des Flussraten-Detektionselementes 6,
welches die Eingabe- und Ausgabeanschlüsse 6d hat, in dem
Schaltkreisaufnahmeabschnitt 12 bloßliegen. Eine rückwärtige Fläche der
Metallplatte 8 ist durch das Grundteil 9 entblößt.
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Der
den Messdurchlass bildende Abschnitt 13 ist unter Verwendung
eines Kunstharzes, wie beispielsweise Polybutylenterephthalat geformt.
Eine erste Fläche
des den Messdurchlass bildenden Abschnitts 13 ist unter
Verwendung eines Haftmittels etc. an einem Abschnitt der Metallplatte 8 befestigt, der
von dem Grundteil 9 nach außen vorsteht. Die Rille bzw.
Nut 5a ist in der ersten Fläche des den Messdurchlass bildenden
Abschnitts 13 ausgenommen und wirkt mit der Metallplatte 8 zusammen,
um den Messdurchlass 5 zu bilden, der einen rechteckigen
Durchlass-Querschnitt hat. Darüber
hinaus kann der den Messdurchlass bildende Abschnitt 13 auch unter
Verwendung eines Kunstharzes integral mit dem Grundteil 9 ausgebildet
sein.
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Wie
in 2 gezeigt ist, umfasst der Messdurchlass 5 Folgendes:
eine Einflussöffnung 21,
einen ersten Durchlass 22, einen ersten Biegeabschnitt 23,
einen zweiten Durchlass 24, einen zweiten Biegeabschnitt 25,
einen dritten Durchlass 26, einen dritten Biegeabschnitt 27,
einen vierten Durchlass 28, einen vierten Biegeabschnitt 29,
einen fünften Durchlass 30 und
eine Ausflussöffnung 31.
Die Einflussöffnung 21 öffnet sich
in der Umgebung eines Endabschnitts der Flussraten-Messvorrichtung 4 an einem
dem Verbinderabschnitt 11 entgegengesetzten Ende, wobei
sie relativ zur Flussrichtung A des Hauptflusses stromaufwärts gewandt
ist, um zu veranlassen, dass das gemessene Fluid in den Messdurchlass 5 fließt. Die
Ausflussöffnung 31 öffnet sich auf
eine Endfläche
der Flussraten-Messvorrichtung 4 an dem dem Verbinderabschnitt 11 entgegengesetzten
Ende, um zu bewirken, dass das gemessene Fluid aus dem Messdurchlass 5 herausfließt. Die
Endfläche
der Flussraten-Messvorrichtung 4 an dem dem Verbinderabschnitt 11 entgegengesetzten
Ende ist eine Fläche,
die im Wesentlichen parallel zur Flussrichtung A des Hauptflusses
ist.
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Der
erste Durchlass 22 ist so angeordnet, dass er sich von
der Einflussöffnung 21 in
der Flussrichtung A des Hauptflusses bis zum ersten Biegeabschnitt 23 erstreckt.
Der zweite Durchlass 24 ist so angeordnet, dass er sich
von dem ersten Biegeabschnitt 23 in einer zur Flussrichtung
A des Hauptflusses im Wesentlichen senkrechten Richtung in Richtung
auf die Leiterplatte 7 zum zweiten Biegeabschnitt 25 erstreckt.
Der dritte Durchlass 26 ist in der Nähe des Schaltkreisaufnahmenabschnitts 12 so
angeordnet, dass er sich von dem zweiten Biegeabschnitt 25 in
Flussrichtung A des Hauptflusses zum dritten Biegeabschnitt 27 erstreckt.
Der vierte Durchlass 28 ist so angeordnet, dass er sich
von dem dritten Biegeabschnitt 27 in einer zur Flussrichtung
A des Hauptflusses im Wesentlichen senkrechten Richtung von der
Leiterplatte 7 fort zum vierten Biegeabschnitt 29 erstreckt.
Der fünfte
Durchlass 30 ist so angeordnet, dass er sich von dem vierten
Biegeabschnitt 29 in einer der Flussrichtung A des Hauptflusses
entgegengesetzten Richtung zur Ausflussöffnung 31 erstreckt.
Der erste Biegeabschnitt 23, der zweite Biegeabschnitt 25,
der dritte Biegeabschnitt 27 und der vierte Biegeabschnitt 29 sind
Abschnitte, die die Richtung des Flusses des gemessenen Fluids um
ungefähr
90° umlenken,
und ihre jeweiligen inneren Umfangswandflächen und äußeren Umfangswandflächen sind
in Bogenformen mit vorbestimmten Krümmungsradien ausgebildet.
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Eine
bogenförmige
Unterdrückungsplatte 32 ist
an dem zweiten Biegeabschnitt 25, der den zweiten Durchlass 24 und
den dritten Durchlass 26 verbindet, ausgebildet und unterdrückt Sekundärflüsse, die
an dem ersten Biegeabschnitt 23 auftreten und an dem zweiten
Biegeabschnitt 25 auftreten. Eine erste kommunizierende Öffnung 33 ist
durch die Metallplatte 8 hindurch an einer Position stromabwärts des Flussraten-Detektionselementes 6 so
angeordnet, dass sie zwischen dem dritten Durchlass 26 und
dem Hauptdurchlass 1 kommuniziert. Darüber hinaus ist eine Abflussrinne 34 neben
einer Wandfläche
des dritten Durchlasses 26 auf einer der Leiterplatte 7 gegenüberliegenden
Seite so ausgenommen, dass sie sich von dem zweiten Biegeabschnitt 25 zum
dritten Biegeabschnitt 27 erstreckt.
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Der
Bereich zum Ausbilden des die Flussrate detektierenden Widerstands 6b und
des die Temperatur kompensierenden Widerstands 6c auf dem Flussraten-Detektionselement 6 liegt
in dem dritten Durchlass 26 des Messdurchlasses 5 frei.
Das Flussraten-Detektionselement 6 ist so angeordnet, dass der
die Flussrate detektierende Widerstand 6b, der den Flussraten-Detektorabschnitt
bildet, in einer Richtung versetzt ist, die senkrecht zur Flussrichtung A
des Hauptflusses steht und die mit der Leiterplatte 7 ausgerichtet
ist, und liegt bezogen auf die Mitte des dritten Durchlasses 26 näher an der
Leiterplatte 7.
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Eine
Mehrzahl von Einlegeleitern 20 ist als Inserts oder Einlegeteile
so in das Grundteil 9 gegossen, dass ein erstes Ende 20a eines
jeden in dem Schaltkreisaufnahmeabschnitt 12 freiliegt,
und ein zweites Ende 20b eines jeden in dem Verbinderabschnitt 11 freiliegt.
Die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse 6d des
Flussraten-Detektionselementes 6 und die Elektrodenanschlüsse 7a der
Leiterplatte 7 sind unter Verwendung von Drähten 14 drahtgebondet.
Das Drahtbonden wurde als ein Beispiel einer elektrischen Verbindung
genannt, aber es können auch
elektrische Verbindungsverfahren, wie beispielsweise Schweißen, Löten etc.
verwendet werden.
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Darüber hinaus
ist eine Kunstharzabdeckung 15 unter Verwendung eines Haftmittels 19, welches
auf äußere Umfangsrinnen 18 des
Schaltkreisaufnahmeabschnitts 12 aufgetragen ist, so befestigt,
dass sie den Schaltkreisaufnahmeabschnitt 12 bedeckt. Obwohl
dies nicht gezeigt ist, ist hier der Schaltkreisaufnahmeabschnitt 12 mit
einem Abdichtgel beaufschlagt bzw. gefüllt.
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Bei
einer auf diese Weise konfigurierten Flussraten-Messvorrichtung 4 ist ein Hauptkörper, der
auf der zweiten Seite des Verbindungsabschnitts 10 angeordnet
ist und der durch einen vorstehenden Abschnitt des Grundteils 9,
die Metallplatte 8, den den Messdurchgang bildenden Abschnitt 13 und
die Abdeckung 15 gebildet ist, in Form eines rechtwinkligen
Parallelepipeds ausgebildet und hat einen rechteckigen Querschnitt
senkrecht zu der Richtung, in der er vorsteht (Vorstehrichtung).
Der Hauptkörperabschnitt
ist aus der Vorstehrichtung betrachtet in dem Umriss des Verbindungsabschnitts 10 enthalten.
Die erste und die zweite Wandfläche,
die durch lange Seiten des zur Vorstehrichtung senkrechten Querschnitts
gebildet sind, werden durch eine rückwärtige Fläche der Metallplatte 8 und
durch eine zweite Fläche
des den Messdurchlass bildenden Abschnitts 13 bzw. eine
Vorderfläche
der Abdeckung 15 gebildet. Darüber hinaus ist die Einflussöffnung 21 des
Messdurchlasses 5 in der Nähe eines zweiten Endabschnitts
einer ersten von zwei Wandflächen ausgebildet,
die durch kurze Seiten des zur Vorstehrichtung senkrechten Querschnitts
des Hauptkörperabschnitts
gebildet sind, mit anderen Worten, in der Nähe eines führenden Endabschnitts des Hauptkörperabschnitts
in Vorstehrichtung, und die Ausflussöffnung 31 des Messdurchlasses 5 ist
an einer Endfläche
des Hauptkörperabschnitts
in Vorstehrichtung ausgebildet.
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Diese
Flussraten-Messvorrichtung 4 wird montiert, indem der Hauptkörperabschnitt
in die Einführöffnung 2 eingeführt wird,
so dass sie in den Hauptdurchlass 1 vorsteht, und indem
ein Flanschabschnitt des Verbindungsabschnitts 10 an dem Flanschabschnitt 3 des
Hauptdurchlasses 1 unter Verwendung von Schrauben 16 sicher
befestigt wird. Diese Flussraten-Messvorrichtung 4 wird
so in den Hauptdurchlass 1 gesteckt, dass die Wandflächen, die
durch die langen Seiten des zur Vorstehrichtung senkrechten Querschnitts
des Hauptkörpers
gebildet sind, im Wesentlichen parallel zur Flussrichtung A des
Hauptflusses des gemessenen Flusses sind, der durch den Hauptdurchlass 1 fließt, und
außerdem
so, dass die erste Wandfläche,
die durch die kurze Seite des rechteckigen Querschnitts des Hauptkörperabschnitts
gebildet ist, derart gegen den Strom gerichtet ist, dass sie senkrecht
zur Richtung des Stroms A steht. Ein O-Ring 17 ist zwischen
den Verbindungsabschnitt 10 und die Einführöffnung 2 gesetzt,
um Luftdichtheit sicherzustellen. Hier öffnet sich die Einflussöffnung 21 des
Messdurchlasses 5 auf einer Fläche, die senkrecht zur Flussrichtung
A des Hauptflusses in der Nähe
eines Endabschnitts ist, der in den Hauptdurchlass 1 vorsteht,
und die Ausflussöffnung 31 öffnet sich
auf einer Endfläche,
die in den Hauptdurchlass 1 vorsteht und eine Fläche ist,
die parallel zur Flussrichtung A des Hauptflusses ist.
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Das
gemessene Fluid, welches durch den Hauptdurchlass 1 fließt, fließt durch
die Einflussöffnung 21 in
den Messdurchlass 5, fließt durch den ersten Durchlass 22 in
Flussrichtung A des Hauptflusses, wird in seiner Flussrichtung durch
den ersten Biegeabschnitt 23 um ungefähr 90° abgelenkt, und fließt durch
den zweiten Durchlass 24 in eine Richtung senkrecht zur
Flussrichtung A des Hauptflusses. Als nächstes wird das gemessene Fluid
in seiner Flussrichtung durch den zweiten Biegeabschnitt 25 um
ungefähr
90° abgelenkt,
fließt
es durch den dritten Durchlass 26 in Flussrichtung A des
Hauptflusses und fließt
es über
die Oberfläche
des Flussraten-Detektionselementes 6. Dann wird das gemessene
Fluid durch den dritten Biegeabschnitt 27 in seiner Flussrichtung
um ungefähr
90° abgelenkt
und fließt es
durch den vierten Durchlass 28 in eine Richtung senkrecht
zur Flussrichtung A des Hauptflusses. Schließlich wird das gemessene Fluid
in seiner Flussrichtung durch den vierten Biegeabschnitt 29 um
ungefähr
90° abgelenkt,
fließt
es durch den fünften
Durchlass 30 in eine der Flussrichtung A des Hauptflusses
entgegengesetzte Richtung und wird es durch die Ausflussöffnung 31 in
den Hauptdurchlass 1 entlassen.
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Dem
Steuerungsschaltkreis, der auf der Leiterplatte 7 ausgebildet
ist, wird von dem Verbinderabschnitt 11 durch die Einlegeleiter 20 elektrischer Strom
zugeführt.
Dieser Steuerungsschaltkreis steuert einen Anregungsstrom, der zum
die Flussrate detektierenden Widerstand 6b fließt, beispielsweise
so, dass sich der die Flussrate detektierende Widerstand 6b auf
einer um einen vorbestimmten Temperaturunterschied höheren Temperatur
befindet, als die Temperatur des gemessenen Fluids, die an dem die
Temperatur kompensierenden Widerstand 6c detektiert wird.
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Wenn
zu diesem Zeitpunkt die Flussrate des gemessenen Fluids groß ist, steigt
die Wärmemenge,
die von dem die Flussrate detektierenden Widerstand 6b auf
das gemessene Fluid übertragen
wird, an, wodurch die Temperatur des die Flussrate detektierenden
Widerstands 6b verringert wird. Dann erhöht der Steuerungsschaltkreis
die Menge elektrischen Stroms, der durch den die Flussrate detektierenden
Widerstand 6b geleitet wird, um die Wärmemenge zu kontrollieren,
die auf das gemessene Fluid übertragen
wird, um die Temperatur des die Flussrate detektierenden Widerstands 6b auf
dem vorbestimmten Temperaturunterschied zu halten. Wenn anders herum
die Flussrate des gemessenen Fluids abnimmt, wird die Menge von
Wärme,
die von dem die Flussrate detektierenden Widerstand 6b auf
das gemessene Fluid übertragen
wird, verringert, und die Temperatur des die Flussrate detektierenden
Widerstands 6b steigt an. Dann verringert der Steuerungsschaltkreis
die Menge elektrischen Stroms, die durch den die Flussrate detektierenden
Widerstand 6b geleitet wird, um die Temperatur des die
Flussrate detektierenden Widerstands 6b auf dem vorbestimmten Temperaturunterschied
zu halten.
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Somit
wird die Flussrate des gemessenen Fluids, welches durch den Messdurchlass 5 fließt, der
eine vorbestimmte Durchlass-Querschnittsfläche aufweist,
detektiert, indem der Wert des Anregungsstroms detektiert wird,
der zum die Flussrate detektierenden Widerstand 6b fließt, und
dieser als Flussratensignal für
das gemessene Fluid ausgegeben wird. Die Flussgeschwindigkeit des
gemessenen Fluids kann ebenfalls auf ähnliche Weise gemessen werden.
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Da
gemäß Ausführungsform
1 der erste Biegeabschnitt 23 und der zweite Biegeabschnitt 25 in einem
Durchlass angeordnet sind, der sich von der Einflussöffnung 21 zum
dritten Durchlass 26 erstreckt, in welchem das Flussraten-Detektionselement 6 angeordnet
ist, wird das gemessene Fluid in seiner Flussrichtung an dem ersten
Biegeabschnitt 23 und am zweiten Biegeabschnitt 25 um
ungefähr 90° abgelenkt.
Wenn hier Fremdkörper,
wie beispielsweise Staub etc. in dem gemessenen Fluid enthalten
sind, treffen die Fremdkörper
auf den ersten Biegeabschnitt 23 und den zweiten Biegeabschnitt 25 auf
und werden abgebremst, da ihre trägen Massen groß sind.
Somit haben Fremdkörper,
die den dritten Durchlass 26 erreichen, eine ausreichend
verringerte Geschwindigkeit, und selbst wenn es geschieht, dass
die Fremdkörper
auf das Flussraten-Detektionselement 6 auftreffen, ist
die Kollisionsenergie gering, wodurch die Langlebigkeit und die Nutzungsdauer
des Flussraten-Detektionselementes 6 verbessert werden.
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Der
Hauptfluss, der durch den Hauptdurchlass 1 eines Verbrennungsmotors
fließt,
ist ein pulsierender Fluss, der das Öffnen und Schließen des
Einlassventils des Verbrennungsmotors begleitet. Die Größe dieser
Pulsierung ist relativ gering, wenn der Öffnungsgrad des Motor-Drosselventils gering
ist, steigt an, wenn der Öffnungsgrad
des Drosselventils ansteigt, und steigt außerdem zusammen mit einem Anstieg
der Flussrate im Hauptfluss an. Wenn diese Pulsierung bis zu einem
gewissen Grad ansteigt, werden negative Fehler ("lean error", Magerfehler) in einer Flussraten-Messvorrichtung
erzeugt, die nicht mit einem Messdurchlass zum Umgehen des Hauptflusses
ausgestattet ist, aufgrund der nicht-linearen Charakteristika in
der Flussratenmessung durch den die Flussrate detektierenden Widerstand 6b und
die Antwort-Verzögerungs-Charakteristika
in dem die Flussrate detektierenden Widerstand 6b selbst.
Somit wird herkömmlicherweise
durch das Bereitstellen eines Messdurchlasses zum Umgehen des Hauptflusses
die Pulsierung in dem Messdurchlass durch den Trägheitseffeka verringert, um
die oben beschriebenen negativen Fehler zu verringern.
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Weil
bei dieser Flussraten-Messvorrichtung 4 der Messdurchlass 5 so
konfiguriert ist, dass er sich von der Einflussöffnung 21 zur Ausflussöffnung 31 erstreckt
und sich innerhalb einer Ebene, die die Flussrichtung A des Hauptflusses
und die Vorstehrichtung des Hauptkörperabschnitts enthält, biegt, kann
die Durchlasslänge
von der Einflussöffnung 21 zur
Ausflussöffnung 31 innerhalb
des begrenzten Raums des den Messdurchlass bildenden Abschnitts 13 am
führenden
Rand in Vorstehrivhtung des Hauptkörperabschnitts so weit wie
möglich
verlängert
werden. Somit kann effektiv ein größerer Trägheitseffekt erhalten werden,
wodurch die oben beschriebenen negativen Fehler weiter verringert
werden. Insbesondere werden von dem Flussraten-Detektionselement 6 ausgegebene
Werte, die infolge der nicht-linearen Charakteristika bei der Flussraten-Messung
durch den die Flussrate detektierenden Widerstand 6b und die
Antwort-Verzögerungs-Charakteristika
in dem die Flussrate detektierenden Widerstand 6b selbst
mager gemacht werden, durch die Durchlassform des Messdurchlasses 5 so
kompensiert, dass sie reichhaltiger bzw. satter („richer") werden, wodurch
die Flussraten-Messfehler verringert werden.
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Der
Hauptfluss, der durch den Hauptdurchlass 1 des Verbrennungsmotors
fließt,
pulsiert mit Frequenzen, die mit der Drehfrequenz des Verbrennungsmotors
synchronisiert sind, und je geringer die Frequenz ist, desto stärker konvex
ist die radiale Flussgeschwindigkeitsverteilung, die auf der Mittelachse
des Hauptdurchlasses 1 zentriert ist, und je höher die
Frequenz ist, desto flacher ist die Flussgeschwindigkeitsverteilung.
Mit anderen Worten variiert die radiale Flussgeschwindigkeitsverteilung
in dem Hauptdurchlass 1 in Abhängigkeit von der Drehfrequenz
des Verbrennungsmotors, selbst wenn die Flussrate des gemessenen
Fluids, welches durch den Hauptdurchlass 1 fließt, gleich
ist. Selbst wenn die Drehfrequenz sich ändert und die Flussgeschwindigkeitsverteilung
in dem Hauptdurchlass 1 sich auf diese Weise ändert, obwohl
die Menge der Einlassluft gleich ist, treten Unterschiede in der
Flussgeschwindigkeit in der Nähe
der Einflussöffnung 21 und der
Ausflussöffnung 31 des
Messdurchlasses 5 bei dieser Flussraten-Messvorrichtung 4 weniger
leicht auf, da die Einflussöffnung 21 und
die Ausflussöffnung 31 des
Messdurchlasses 5 in radialer Richtung des Hauptdurchlasses 1 betrachtet
nahe beieinander angeordnet sind. Somit treten Unterschiede in der Flussgeschwindigkeit
des Flusses des gemessenen Fluids, der in dem Messdurchlass hervorgerufen wird,
mit geringerer Wahrscheinlichkeit auf, wodurch gestattet wird, dass
die Flussraten-Messfehler bei der Flussraten-Messvorrichtung 4 weiter
verringert werden.
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Da
die Einflussöffnung 21 und
die Ausflussöffnung 31 des
Messdurchlasses 5 dieser Flussraten-Messvorrichtung 4 in
radialer Richtung des Hauptdurchlasses 1 nahe beieinander
angeordnet sind, können
die Einflussöffnung 21 und
die Ausflussöffnung 31 beide
in der Nähe
der Mittelachse des Hauptdurchlasses 1 angeordnet werden,
selbst wenn der Innendurchmesser des Hauptdurchlasses 1 gering
ist. Selbst wenn sich die radiale Flussgeschwindigkeitsverteilung
des Hauptdurchlasses 1 infolge von Änderungen in der Drehfrequenz
des Verbrennungsmotors ändern,
ist diese Ausführungsform
somit vorteilhaft, weil die Unterschiede in der Flussgeschwindigkeit
in dem Messdurchlass 5 auf einem Minimum gehalten werden,
wodurch Flussraten-Messfehler verringert werden können.
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Darüber hinaus
ist eine Flussratenmessung möglich,
indem zumindest die Umgebung des Endabschnitts der Flussraten-Messvorrichtung 4,
an dem die Einflussöffnung 21 und
die Ausflussöffnung 31 angeordnet
sind, in den Hauptdurchlass 1 vorstehen gelassen wird,
wenn diese Flussraten-Messvorrichtung 4 in
dem Hauptdurchlass 1 angeordnet ist. Die Vorstehlänge der
Flussraten-Messvorrichtung 4 kann dadurch in radialer Richtung
des Hauptdurchlasses 1 minimiert werden. Somit kann ein
Druckverlust, der durch das Vorstehen der Flussraten-Messvorrichtung 4 in
den Hauptdurchlass 1 auftritt, auf ein Minimum verringert
werden.
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Durch
das Umlenken der Vektoren des Flusses in dem Messdurchlass 5 um
ungefähr
90° am zweiten
Biegeabschnitt 25 stromaufwärts des dritten Durchlasses 26,
in dem das Flussraten-Detektionselement 6 installiert ist,
wird die Flussgeschwindigkeitsverteilung an einer äußeren Umfangsseite
des zweiten Biegeabschnitts 25, d.h. auf einer Seite in der
Nähe der
Leiterplatte 7, schnell, und langsam an einer inneren Umfangsseite.
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Da
hier der die Flussrate detektierende Widerstand 6b, der
auf dem Flussraten-Detektionselement 6 ausgebildet ist,
so angeordnet ist, dass er von der Mitte des dritten Durchlasses 26 in
Richtung auf die Leiterplatte 7 versetzt ist, besteht eine
geringere Neigung, dass die Flussratenmessung durch die langsame
Flussgeschwindigkeit auf der inneren Umfangsseite des zweiten Biegeabschnitts 25 beeinflusst
wird, die einen instabilen verwirbelten Fluss darstellt. Mit anderen
Worten ist die Empfindlichkeit des Flussraten-Detektionselementes 6 bezüglich der Flussrate
verbessert, weil der die Flussrate detektierende Widerstand 6b an
einer Position mit vergleichsweise hoher Flussgeschwindigkeit angeordnet
ist. Somit kann das Signal-Rausch-Verhältnis der Ausgabe aus der Flussraten-Messvorrichtung 4 erhöht werden.
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Da
die erste kommunizierende Öffnung 33 durch
die Metallplatte 8 an einer Position stromabwärts des
Flussraten-Detektionselementes 6 angeordnet
ist, um zwischen dem dritten Durchlass 26 und dem Hauptdurchlass 1 zu
kommunizieren, wird ein Teil des gemessenen Fluids, welches durch
den dritten Durchlass 26 fließt, durch die erste Kommunizierungsöffnung 33 nach
außen
in den Hauptdurchlass 1 gesaugt. Eine Wand-Grenz-Schicht oberhalb
der Vorderfläche
des Flussraten-Detektionselementes 6 wird
dadurch in ihrer Dicke reduziert, wodurch effektiv gestattet wird,
dass die Flussgeschwindigkeit des gemessenen Fluids, welches durch
den dritten Durchlass 26 fließt, erhöht wird, wodurch die Empfindlichkeit
des Flussraten-Detektionselementes 6 gegenüber der
Flussrate verbessert wird. Somit kann das Signal-Rausch-Verhältnis der
Ausgabe aus der Flussraten-Messvorrichtung 4 gesteigert
werden.
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Darüber hinaus
wird durch das Ablenken der Vektoren des Flusses in dem Messdurchlass 5 um ungefähr 90° in dem ersten
Biegeabschnitt 23 und dem zweiten Biegeabschnitt 25 die
Flussgeschwindigkeitsverteilung auf den äußeren Umfangsseiten des ersten
und des zweiten Biegeabschnitts 23 und 25 schnell
und an den inneren Umfangsseiten langsam. Als Resultat aus dieser
Art von Flussgeschwindigkeitsverteilung fließt das gemessene Fluid im ersten
Biegeabschnitt 23 von der inneren Umfangsseite, auf der
die Flussgeschwindigkeit langsam ist, zur äußeren Umfangsseite, wo die
Flussgeschwindigkeit hoch ist. Dadurch werden Flussgeschwindigkeitskomponenten,
d.h. Sekundärflüsse, in
dem zweiten Durchlass 24 erzeugt, die sich im Durchlass-Querschnitt
des zweiten Durchlasses 24 kreisförmig bewegen, wie durch die
Pfeile B in 5 angezeigt ist. Auf ähnliche
Weise fließt
das gemessene Fluid am zweiten Biegeabschnitt 25 von der
inneren Umfangsseite, wo die Flussgeschwindigkeit langsam ist, zur äußeren Umfangsseite,
wo die Flussgeschwindigkeit hoch ist, wodurch Sekundärflüsse in dem
dritten Durchlass 26 erzeugt werden. Wenn Flüsse dieser Art
das Flussraten-Detektionselement 6 erreichen, kreuzen sie
den Fluss im dritten Durchlass 26, der im Wesentlichen
parallel zur Flussrichtung A des Hauptflusses ist und den ursprünglichen
Gegenstand der Messung darstellt, und sie führen zu Rauschen. Da in Ausführungsform
1 die bogenförmige
Unterdrückungsplatte
(Schiene) 32 in dem zweiten Biegeabschnitt 25 angeordnet
ist, um die innere Umfangsseite und die äußere Umfangsseite voneinander
zu trennen, wird der Fluss des gemessenen Fluids von der inneren
Umfangsseite zur äußeren Umfangsseite durch
die Unterdrückungsplatte 32 verhindert,
wodurch verhindert wird, dass Sekundärflüsse das Flussraten-Detektionselement 6 erreichen.
Somit kann das Signal-Rausch-Verhältnis der Ausgabe aus der Flussraten-Messvorrichtung 4 gesteigert
werden.
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Die
Einlassluft des Automobil-Verbrennungsmotors kann außerdem Wassertröpfchen enthalten, und
wenn diese an dem die Flussrate detektierenden Widerstand 6b der
Flussraten-Messvorrichtung 4 anhaften,
nehmen Ausgabefluktuationen in der Flussraten-Messvorrichtung 4 zu,
wodurch eine genaue Flussratenmessung verhindert wird. Bei Ausführungsform
1 haften die Wassertröpfchen
dieser Art an Wandoberflächen
des ersten Biegeabschnitts 23 und des zweiten Biegeabschnitts 25 an
und sammeln sich insbesondere an Positionen, in denen die Flussgeschwindigkeit
gering ist und der Fluss Wirbel an den inneren Umfangsseiten des
ersten und des zweiten Biegeabschnitts 23 und 25 bildet.
Diese Wassertröpfchen
werden in die Abflussrinne 34 gesammelt, die neben der
Wandfläche
des dritten Durchlasses 26 auf der der Leiterplatte 7 gegenüberliegenden
Seite angeordnet ist, durch die Abflussrinne 34 geführt und
von dem dritten Biegeabschnitt 25 stromabwärts geblasen.
Somit besteht eine geringere Neigung, dass die Wassertröpfchen an
dem die Flussrate detektierenden Widerstand 6b des Flussraten-Detektionselementes 6 anhaften,
wodurch Ausgabefluktuationen in der Flussraten-Messvorrichtung 4 unterdrückt werden.
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Da
das Flussraten-Detektionselement 6 so angeordnet ist, dass
es sich in einer gemeinsamen Ebene mit der Metallplatte 8 befindet,
werden keine Störungen
in dem gemessenen Fluid an Grenzen zwischen der Metallplatte 8 und
dem Flussraten-Detektionselement 6 erzeugt,
wodurch eine genaue Messung der Flussrate ermöglicht wird.
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Bei
Automobil-Verbrennungsmotoren kann das Einlassventil außerdem beginnen,
sich zu öffnen, bevor
sich das Ausstoßventil
am Ende eines Ausstoßtakts
geschlossen hat, um die Trägheitscharakteristika
der Einlassluft auszunutzen, um die Effizienz der Einlassluft zu
steigern. Wenn in diesem Fall die Drehfrequenz des Verbrennungsmotors
und der Öffnungsgrad
des Drosselventils etc. bestimmten Bedingungen gehorchen, werden
Schwankungen (so genannte "surges") erzeugt, darunter
solche, die als "Rückfluss" bekannt sind, bei
denen die Einlassluft stromaufwärts
zurückgeblasen
wird. Wenn die Flussraten-Messvorrichtung keine Funktion zum Bestimmen
der Flussrichtung des gemessenen Fluids hat, können dadurch, dass der Rückfluss
als Vorwärtsfluss
detektiert wird, Sättigungsfehler
(so genannte „rich
errors") auftreten.
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Da
hier jedoch die Ausflussöffnung 31 sich auf
die Endfläche
der Flussraten-Messvorrichtung 4 an dem dem Verbinderabschnitt 11 entgegengesetzten
Ende öffnet,
die eine zur Flussrichtung A des Hauptflusses im Wesentlichen parallele
Fläche
ist, öffnet
sich die Ausflussöffnung 31 in
eine Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zur Rückflussrichtung des
Hauptflusses ist. Selbst wenn Schwankungen, die Rückflüsse umfassen,
erzeugt werden, wird verhindert, dass das gemessene Fluid durch
die Ausflussöffnung 31 in
den Messdurchlass 5 fließt. Da ferner der fünfte Durchlass 30 so
angeordnet ist, dass er sich von dem vierten Biegeabschnitt 29 in
einer der Flussrichtung A des Hauptflusses entgegengesetzten Richtung
zur Ausflussöffnung 31 erstreckt,
fließt das
gemessene Fluid, selbst wenn es passieren sollte, dass es ein wenig
durch die Ausflussöffnung 31 hineinfließt, durch
die Ausflussöffnung 31 durch
den fünften
Durchlass 30 in einer der Rückflussrichtung entgegengesetzten
Richtung und wird gedämpft.
Somit wird der Rückfluss
nicht als ein Vorwärtsfluss
detektiert werden und keine Sättigungsfehler
hervorrufen.
-
Darüber hinaus
ist in der obigen Ausführungsform
1 die Abflussrinne 34 auf der Metallplatte 8 neben
der Wandfläche
des dritten Durchlasses 26 auf der der Leiterplatte 7 entgegengesetzten
Seite so angeordnet, dass sie sich von dem zweiten Biegeabschnitt 25 zum
dritten Biegeabschnitt 27 erstreckt, aber eine Abflussrinne
kann auch auf der Wandfläche
des dritten Durchlasses 26 auf der der Leiterplatte 7 gegenüberliegenden
Seite so ausgebildet sein, dass sie sich von dem zweiten Biegeabschnitt 25 zum
dritten Biegeabschnitt 27 erstreckt.
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In
der obigen Ausführungsform
1 ist die erste Kommunizierungsöffnung 33 durch
die Metallplatte 8 hindurch an einer Position stromabwärts von
dem Flussraten-Detektionselement 6 so
angeordnet, dass sie zwischen dem dritten Durchlass 26 und
dem Hauptdurchlass 1 kommuniziert, aber eine erste Kommunizierungsöffnung kann
auch durch den den Messdurchlass bildenden Abschnitt 13 hindurch
an einer Position stromabwärts
von dem Flussraten-Detektionselement 6 so angeordnet sein,
dass sie zwischen dem dritten Durchlass 26 und dem Hauptdurchlass 1 kommuniziert.
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In
der obigen Ausführungsform
1 öffnet
sich die Ausflussöffnung 31 auf
die Endfläche
der Flussraten-Messvorrichtung 4 an
dem dem Verbinderabschnitt 11 entgegengesetzten Ende, aber
es ist bei der Ausflussöffnung
lediglich notwendig, dass sie sich bezogen auf die radiale Richtung
des Hauptdurchlasses 1 in unmittelbarer Nähe der Einflussöffnung 21 befindet
und sich auf einer Fläche öffnet, die im
Wesentlichen parallel zur Flussrichtung A des Hauptflusses ist,
und sie kann beispielsweise auch durch die Metallplatte 8 hindurch
oder den den Messdurchlass bildenden Abschnitt 13 hindurch
in der Nähe
des Endabschnitts an dem dem Verbinderabschnitt 11 entgegengesetzten
Ende so angeordnet sein, dass sie zwischen dem fünften Durchlass 30 und
dem Hauptdurchlass 1 kommuniziert.
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Ausführungsform 2
-
6 ist
eine teilweise ausgeschnittene Seitenansicht, die einen Teil eines
Zustands zeigt, in dem eine Flussraten-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden
Erfindung an einem Hauptdurchlass montiert ist. Da darüber hinaus
die Lateralquerschnitte in einer jeden der Ausführungsformen ähnlich zu
demjenigen von 1 in Ausführungsform 1 sind, werden sie
fortgelassen.
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In 6 umfasst
ein Messdurchlass 5A Folgendes: eine Einflussöffnung 21,
einen ersten Durchlass 22, einen ersten Biegeabschnitt 23,
einen zweiten Durchlass 24, einen zweiten Biegeabschnitt 25, einen
dritten Durchlass 26A, einen dritten Biegeabschnitt 27A,
einen vierten Durchlass 28A, einen vierten Biegeabschnitt 29A,
einen fünften
Durchlass 30 und eine Ausflussöffnung 31.
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Die äußeren Umfangswandflächen des
zweiten Biegeabschnitts 25A, des dritten Durchlasses 26A,
des dritten Biegeabschnitts 27A, des vierten Durchlasses 28A und
des vierten Biegeabschnitts 29A sind in einer kontinuierlichen
bogenförmigen Fläche ausgebildet,
indem der Krümmungsradius
der äußeren Umfangswandflächen des
zweiten Biegeabschnitts 25A, des dritten Biegeabschnitts 27A und des
vierten Biegeabschnitts 29A erhöht wird.
-
Darüber hinaus
ist der Rest dieser Ausführungsform
in ähnlicher
Weise aufgebaut, wie bei der obigen Ausführungsform 1.
-
Da
bei der auf diese Weise aufgebauten Flussraten-Messvorrichtung 4A die äußeren Umfangswandflächen des
zweiten Biegeabschnitts 25A, des dritten Durchlasses 26A,
des dritten Biegeabschnitts 27A, des vierten Durchlasses 28A und
des vierten Biegeabschnitts 29A in einer kontinuierlichen glatten
bogenförmigen
Fläche
ausgebildet sind, wird das gemessene Fluid, welches durch den Messdurchlass 5A fließt, entlang
der kontinuierlichen glatten bogenförmigen äußeren Umfangswandfläche umgelenkt,
wodurch Störungen
im Fluss des gemessenen Fluids, der in dem Messdurchlass 5A erzeugt wird,
verringert werden. Da Störungen
in dem Fluss des gemessenen Fluids oberhalb des Flussraten-Detektionselementes 6 ebenfalls
verringert werden und ein Druckverlust in dem Messdurchlass 5A ebenfalls verringert
wird, wird die Flussgeschwindigkeit des gemessenen Fluids, welches
durch den Messdurchlass 5A fließt, erhöht. Dadurch wird das Signal-Rausch-Verhältnis der
Ausgabe aus der Flussraten-Messvorrichtung 4A verbessert.
-
Ausführungsform 3
-
7 ist
eine teilweise ausgeschnittene Seitenansicht, die einen Teil eines
Zustands zeigt, in dem eine Flussraten-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden
Erfindung an einem Hauptdurchlass montiert ist.
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In 7 umfasst
ein Messdurchlass 5B Folgendes: eine Einflussöffnung 21,
einen ersten Durchlass 22, einen ersten Biegeabschnitt 23B,
einen zweiten Durchlass 24, einen zweiten Biegeabschnitt 25B,
einen dritten Durchlass 26, einen dritten Biegeabschnitt 27B,
einen vierten Durchlass 28, einen vierten Biegeabschnitt 29,
einen fünften
Durchlass 30 und eine Ausflussöffnung 31.
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Die äußeren Umfangswände des
ersten Biegeabschnitts 23B, des zweiten Biegeabschnitts 25B und
des dritten Biegeabschnitts 27B sind so ausgebildet, dass
sie geneigte Flächen
aufweisen, in denen eine ebene Fläche so geneigt ist, dass sie
das gemessene Fluid um ungefähr
90° umlenkt.
-
Darüber hinaus
ist der Rest dieser Ausführungsform
auf ähnliche
Weise konfiguriert wie die obige Ausführungsform 1.
-
Wenn
bei der Flussraten-Messvorrichtung 4 gemäß der obigen
Ausführungsform
1 der Krümmungsradius
des ersten Biegeabschnitts 23 gering ist, wird die Flussgeschwindigkeit
auf der inneren Umfangsseite des erste Biegeabschnitts 23 langsam, wodurch
ein instabiler Wirbel erzeugt wird. Darüber hinaus können instabile
Wirbel außerdem
auf ähnliche
Weise an den inneren Umfangsseiten des zweiten Biegeabschnitts 25 und
des dritten Biegeabschnitts 27 erzeugt werden.
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Da
bei einer Flussraten-Messvorrichtung 4B gemäß Ausführungsform
3 die äußeren Umfangswände des
ersten bis dritten Biegeabschnitts 23B, 25B und 26B,
d.h. die Flächen,
die den oben beschriebenen Wirbeln gegenüberliegen, als geneigte Flächen ausgebildet
sind, wird die Durchlass-Querschnittsfläche des
Messdurchlasses 5B verringert. Da die Wand-Grenzschichten
in Breitenrichtung des Messdurchlasses 5B an dem ersten
bis dritten Biegeabschnitt 23B, 25B und 27B komprimiert
sind und die Flussgeschwindigkeitsverteilung dadurch korrigiert wird,
werden die oben beschriebenen Wirbel verringert. Als Resultat daraus
werden Störungen
des Flusses des gemessenen Fluids, der in dem Messdurchlass 5B hervorgerufen
wird, verringert, Störungen
im Fluss oberhalb des Flussraten-Detektionselementes 6 werden
ebenfalls verringert und ein Druckverlust in dem Messdurchlass 5B wird ebenfalls
verringert, wodurch die Flussgeschwindigkeit erhöht wird. Somit wird das Signal-Rausch-Verhältnis der Ausgabe
aus der Flussraten-Messvorrichtung 4B verbessert.
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Der
Begriff "Breitenrichtung" des Messdurchlasses 5B bezeichnet
eine Dickenrichtung des Flussraten-Detektionselementes 6, mit
anderen Worten, eine Richtung, die zur Zeichenebene von 7 senkrecht
ist.
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Ausführungsform 4
-
8 ist
eine teilweise ausgeschnittene Seitenansicht, die einen Teil eines
Zustands zeigt, in dem eine Flussraten-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden
Erfindung an einem Hauptdurchlass montiert ist.
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In 8 umfasst
ein Messdurchlass 5C Folgendes: eine Einflussöffnung 21,
einen ersten Durchlass 22, einen ersten Biegeabschnitt 23B,
einen zweiten Durchlass 24C, einen zweiten Biegeabschnitt 25C,
einen dritten Durchlass 26C, einen dritten Biegeabschnitt 27C,
einen vierten Durchlass 28C, einen vierten Biegeabschnitt 29,
einen fünften Durchlass 30 und
eine Ausflussöffnung 31.
-
Die äußeren Umfangswandflächen des
ersten Biegeabschnitts 23B, des zweiten Biegeabschnitts 25C und
des dritten Biegeabschnitts 27C sind so ausgebildet, dass
sie geneigte Flächen
aufweisen, in denen eine ebene Fläche so geneigt ist, dass sie
das gemessene Fluid um ungefähr
90° ablenkt.
Ein Abschnitt einer Messdurchlass-Nut 5a eines den Messdurchlass
bildenden Abschnitts 13, der den zweiten Durchlass 24C und
den zweiten Biegeabschnitt 25C bildet, ist so ausgebildet,
dass er eine Tiefe hat, die kontinuierlich von dem zweiten Durchlass 24C über den
zweiten Biegeabschnitt 25C bis zum Eingang des dritten
Durchlasses 26C nach und nach flacher wird, um Flusskontraktionsabschnitte 35 und 36 zu
bilden, in denen die Durchlass-Querschnittsfläche kontinuierlich verengt wird.
Ein Abschnitt der Messdurchlass-Nut 5a, der den dritten Durchlass 26C und
den dritten Biegeabschnitt 27C bildet, ist so ausgebildet,
dass er eine Tiefe hat, die gleich der Tiefe der Messdurchlass-Nut 5a am
Eingang des dritten Durchlasses 26C ist. Darüber hinaus ist
ein Abschnitt der Messdurchlass-Nut 5A,
der den vierten Durchlass 28C bildet, so ausgebildet, dass
er eine Tiefe hat, die von einem Durchlasseingang des vierten Durchlasses 28C zu
einem Teilstück
entlang des vierten Durchlasses 28C kontinuierlich nach
und nach tiefer wird, um einen sich ausdehnenden Abschnitt 37 zu
bilden, in dem sich die Durchlass-Querschnittsfläche kontinuierlich ausdehnt.
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Darüber hinaus
ist der Rest dieser Ausführungsform
auf ähnliche
Weise konfiguriert wie die obige Ausführungsform 3.
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Bei
einer auf diese Weise konfigurierten Flussraten-Messvorrichtung 4C ist das
Flussraten-Detektionselement 6 in einem Teilstück des dritten
Durchlasses 26C so angeordnet, dass es in einer gemeinsamen
Ebene mit einer Wandfläche
positioniert ist, die den Messdurchlass 5C bildet (der
Vorderfläche
der Metallplatte 8), und der Fluss des gemessenen Fluids
oberhalb dieser Wandfläche
wird gemessen. Dementsprechend wird durch das Verengen der Durchlass-Querschnittsfläche in der
Dickenrichtung des Flussraten-Detektionselementes 6 an den
Flusskontraktionsabschnitten 35 und 36 eine Wand-Grenzschicht
in Dickenrichtung des Flussraten-Detektionselementes 6 komprimiert,
wodurch Flussgeschwindigkeitsverteilungen korrigiert werden. Somit
steigt die Flussgeschwindigkeit unmittelbar stromaufwärts von
dem Flussraten-Detektionselement 6 an, wodurch ebenfalls
Störungen
des Flusses oberhalb des Flussraten-Detektionselementes 6 verringert
werden.
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Da
der dynamische Druck, der in den Fluss-Kontraktionsabschnitten 35 und 36 gewonnen wird,
nach und nach in statischen Druck umgewandelt wird, wenn der Fluss, der
das Flussraten-Detektionselement 6 überstrichen hat, durch den
Expansionsabschnitt 37 gelangt, wird der statische Druck gleichförmig wiederhergestellt.
Eine Fluidtrennung oberhalb der Wandfläche wird daher unterdrückt, wodurch
gestattet wird, dass ein Druckverlust in dem Messdurchlass 5C verringert
wird und die Flussgeschwindigkeit in dem Messdurchlass 5C ansteigt.
Somit wird das Signal-Rausch-Verhältnis der
Ausgabe aus der Flussraten-Messvorrichtung 4C verbessert.
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Ausführungsform 5
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9 ist
eine teilweise ausgeschnittene Seitenansicht, die einen Teil eines
Zustands zeigt, in dem eine Flussraten-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden
Erfindung an einem Hauptdurchlass montiert ist.
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In 9 umfasst
ein Messdurchlass 5D Folgendes: eine Einflussöffnung 21,
einen ersten Durchlass 22, einen ersten Biegeabschnitt 23,
einen zweiten Durchlass 24, einen zweiten Biegeabschnitt 25, einen
dritten Durchlass 26, einen dritten Biegeabschnitt 27,
einen vierten Durchlass 28D, einen Durchlass-Querschnittsflächen-Erweiterungsabschnitt 38 und
eine Ausflussöffnung 31.
Der vierte Durchlass 28D des Messdurchlasses 5D ist
so angeordnet, dass er sich von dem dritten Biegeabschnitt 27 in
einer Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zur Flussrichtung
A des Hauptflusses ist, von der Leiterplatte 7 fort zum
vierten Biegeabschnitt 29 erstreckt, und er ist direkt
mit der Ausflussöffnung 31 verbunden.
Der Durchlass-Querschnittsflächen-Erweiterungsabschnitt 38 hat
in einer Ebene, die die Flussrichtung A des Hauptflusses und die
Vorstehrichtung der Flussraten-Messvorrichtung 4D in den
Hauptdurchlass 1 enthält,
eine kreisförmige
Querschnittsform, und er ist an einem stromaufwärtigen Ende des vierten Durchlasses 28D so
angeordnet, dass er den vierten Durchlass 28D mit der Ausflussöffnung 31 verbindet.
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Darüber hinaus
ist der Rest dieser Ausführungsform
auf ähnliche
Weise konfiguriert, wie die obige Ausführungsform 1.
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Bei
der auf diese Weise konfigurierten Flussraten-Messvorrichtung 4D ist der
Durchlass-Querschnittsflächen-Erweiterungsabschnitt 38 mit
dem vierten Durchlass 28 und der Ausflussöffnung 31 an einem
stromaufwärtigen
Ende des vierten Durchlasses 28D verbunden.
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Wenn
Schwankungen, die Rückflüsse umfassen,
erzeugt werden und das gemessene Fluid ein wenig durch die Ausflussöffnung 31 einfließt, wird
es somit zuerst in den Durchlass-Querschnittsflächen-Erweiterungsabschnitt 38 eintreten.
Dann bewegt sich das gemessene Fluid, welches in den Durchlass-Querschnittsflächen-Erweiterungsabschnitt 38 eingetreten
ist, aufgrund der kreisförmigen Querschnittsform
des Durchlass-Querschnittsflächen-Erweiterungsabschnitts 38 kreisförmig in
der Richtung, die in 9 durch den Pfeil C angezeigt ist.
Dieser Fluss von gemessenem Fluid, welcher in dem Durchlass-Querschnittsflächen-Erweiterungsabschnitt 38 kreist,
wirkt derart, dass er das gemessene Fluid in dem vierten Durchlass 28D in
einer Richtung beschleunigt, in der es aus der Ausflussöffnung 31 ausgestoßen wird.
Es besteht daher eine geringere Neigung, dass das gemessene Fluid
durch die Ausflussöffnung 31 zurückfließt. Somit
wird ein Rückfluss
nicht als Vorwärtsfluss
detektiert werden und keine Sättigungsfehler
hervorrufen.
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Ausführungsform 6
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10 ist
eine teilweise ausgeschnittene Seitenansicht, die einen Teil eines
Zustands zeigt, in dem eine Flussraten-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden
Erfindung an einem Hauptdurchlass montiert ist.
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In 10 umfasst
ein Messdurchlass 5E Folgendes: eine Einflussöffnung 21,
einen ersten Durchlass 22, einen ersten Biegeabschnitt 23,
einen zweiten Durchlass 24, einen zweiten Biegeabschnitt 25,
einen dritten Durchlass 26, einen dritten Biegeabschnitt 27,
einen vierten Durchlass 28, einen vierten Biegeabschnitt 29,
einen fünften
Durchlass 30, eine zweite Kommunizierungsöffnung 39 und
eine Ausflussöffnung 31.
Die zweite Kommunizierungsöffnung 39 ist
durch den den Messdurchlass bildenden Abschnitt 13 hindurch
so angeordnet, dass sie relativ zur Flussrichtung A des Hauptflusses
so geneigt ist, dass eine Öffnungsrichtung
in Richtung auf das stromaufwärtige
Ende nach und nach von dem Schaltkreisaufnahmeabschnitt 12 entfernt
wird, und so, dass sie zwischen dem vierten Biegeabschnitt 29 und
dem Hauptdurchlass 1 stromabwärts von dem den Messdurchlass
bildenden Abschnitt 13 kommuniziert.
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Darüber hinaus
ist der Rest dieser Ausführungsform
auf ähnliche
Weise konfiguriert wie die obige Ausführungsform 1.
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Wenn
bei einer auf diese Weise konfigurierten Flussraten-Messvorrichtung 4E Schwankungen erzeugt
werden, die Rückflüsse enthalten,
fließt
ein Teil des gemessenen Fluids (Rückfluss) durch die zweite Kommunizierungsöffnung 39 in
den vierten Biegeabschnitt 29 und wirkt so, dass er das
gemessene Fluid in dem vierten Biegeabschnitt 29 durch den
fünften
Durchlass 30 in eine Richtung beschleunigt, in der es aus
der Ausflussöffnung 31 ausgestoßen wird.
Es besteht dadurch eine geringere Neigung dafür, dass das gemessene Fluid
durch die Ausflussöffnung 31 zurückfließt. Somit
wird ein Rückfluss nicht
als ein Vorwärtsfluss
detektiert werden und keine Sättigungsfehler
hervorrufen.
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Ausführungsform 7
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11 ist
eine teilweise ausgeschnittene Seitenansicht, die einen Teil eines
Zustands zeigt, in dem eine Flussraten- Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden
Erfindung an einem Hauptdurchlass montiert ist.
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In 11 umfasst
ein Messdurchlass 5F eine zweite Kommunizierungsöffnung 39a,
die so durch einen den Messdurchlass bildenden Abschnitt 13 hindurch
angeordnet ist, dass sie mit der Flussrichtung A des Hauptflusses
ausgerichtet ist, und so, dass sie zwischen einem vierten Biegeabschnitt 29 und
einem Hauptdurchlass 1 stromabwärts von dem den Messdurchlass
bildenden Abschnitt 13 kommuniziert.
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Darüber hinaus
ist der Rest dieser Ausführungsform
auf ähnliche
Weise konstruiert wie die obige Ausführungsform 6, außer dass
die zweite Kommunizierungsöffnung 39a anstelle
der zweiten Kommunizierungsöffnung 39 verwendet
wird.
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Wenn
bei einer Flussraten-Messvorrichtung 4F, die auf diese
Weise konfiguriert ist, Schwankungen erzeugt werden, die Rückflüsse umfassen,
fließt ebenfalls
ein Teil des gemessenen Fluids (Rückfluss) durch die zweite Kommunizierungsöffnung 39a in den
vierten Biegeabschnitt 29 und wirkt so, dass er das gemessene
Fluid in dem vierten Biegeabschnitt 29 durch den fünften Durchlass 30 in
eine Richtung beschleunigt, in der es aus der Ausflussöffnung 31 ausgestoßen wird.
Es besteht dadurch eine geringere Neigung dazu, dass das gemessene
Fluid durch die Ausflussöffnung 31 zurückfließt, wodurch ähnliche
Effekte erzielt werden, wie in der obigen Ausführungsform 6.
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Ausführungsform 8
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12 ist
eine teilweise ausgeschnittene Seitenansicht, die einen Teil eines
Zustands zeigt, in dem eine Flussraten-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden
Erfindung an einem Hauptdurchlass montiert ist.
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In 12 ist
eine Trennwand 40 integral an dem den Messdurchlass bildenden
Abschnitt 13 integral ausgebildet, und zwar über den
gesamten den Messdurchlass bildenden Abschnitt 13 hinweg
in Flussrichtung A des Hauptflusses, so dass ein vorbestimmter Zwischenraum
bezüglich
der vorstehenden Endfläche
des den Messdurchlass bildenden Abschnitts 13 erhalten
wird. Mit anderen Worten ist die Trennwand 40 der Ausflussöffnung 31 des
Messdurchlasses 5 gegenüberliegend
so angeordnet, dass ein vorbestimmter Zwischenraum erhalten wird.
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Darüber hinaus
ist der Rest der Ausführungsform
in ähnlicher
Weise konfiguriert wie die obige Ausführungsform 1.
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Bei
Automobil-Verbrennungsmotoren kann der Innendurchmesser des Hauptdurchlasses 1, durch
welchen der Hauptfluss fließt,
in Abhängigkeit von
der Größe des vom
Verbrennungsmotor benötigten
Einlass-Luftflusses groß oder
klein sein. Wenn die Flussraten-Messvorrichtung 4 gemäß Ausführungsform
1 in den Hauptdurchlass 1 gesteckt ist, kann der Abstand
zwischen der Ausflussöffnung 31 und
einer Innenwandfläche
des Hauptdurchlasses 1 in Abhängigkeit von dem Innendurchmesser
des Hauptdurchlasses 1 variieren. Der Grad des Einflusses
des Flusses des gemessenen Fluids auf die Form und auf den statischen
Druck in der Nähe
der Ausflussöffnung 31 variiert
in Abhängigkeit
von dem Abstand zwischen der Ausflussöffnung 31 und der
Innenwandfläche
des Hauptdurchlasses 1. Demzufolge variieren die Flussraten-Messeigenschaften
der Flussraten-Messvorrichtung 4,
mit anderen Worten, das Verhältnis
der Ausgabe relativ zur Flussrate, in Abhängigkeit von dem Innendurchmesser
des Hauptdurchlasses 1, und es gibt Fälle, in denen die Stärken einer
Einsteck-Form, die die Flussraten-Messeigenschaften vereinheitlichen,
nicht vorteilhaft verwendet werden können, wenn der Innendurchmesser
des Hauptdurchlasses 1 variiert.
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Da
bei einer auf diese Weise konfigurierten Flussraten-Messvorrichtung 4G die
Trennwand 40, welche der Ausflussöffnung 31 gegenüberliegt,
so ausgebildet ist, dass sie einen vorbestimmten Abstand bzw. Zwischenraum
hat, wird der Abstand zwischen der Ausflussöffnung 31 und der
gegenüberliegenden
bzw. zugewandten Trennwand 40 stets konstant gehalten.
Der Einfluss der Trennwand 40 auf den Fluss kann dadurch
stets konstant gehalten werden, um den statischen Druck in der Nähe der Ausflussöffnung 31 zu
stabilisieren. Selbst wenn der Innendurchmesser des Hauptdurchlasses 1 variiert, können die
Flussraten-Messeigenschaften
vereinheitlicht werden, und die Stärken der Einsteck-Form können zum
Vorteil verwendet werden.
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Ausführungsform 9
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13 ist
eine teilweise ausgeschnittene Seitenansicht, die einen Teil eines
Zustands zeigt, in dem eine Flussraten-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 9 der vorliegenden
Erfindung an einem Hauptdurchlass montiert ist.
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In 13 ist
eine Trennwand 40a integral an einem den Messdurchlass
bildenden Abschnitt 13 so ausgebildet, dass sie an einem
Bereich des den Messdurchlass bildenden Abschnitt 13 angeordnet ist,
der der Ausflussöffnung 31 gegenüberliegt,
dergestalt, dass sie einen vorbestimmten Abstand zu bzw. Zwischenraum
mit der vorstehenden Endfläche des
den Messdurchlass bildenden Abschnitts 13 aufweist.
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Darüber hinaus
ist der Rest dieser Ausführungsform
auf ähnliche
Weise konstruiert wie die obige Ausführungsform 8, mit Ausnahme
der Tatsache, dass die Trennwand 40a anstelle der Trennwand 40 verwendet
wird.
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Da
bei einer auf diese Weise konfigurierten Flussraten-Messvorrichtung 4H die
Trennwand 40a, welche der Ausflussöffnung 31 zugewandt
ist, ausgebildet ist, können ähnliche
Effekte wie diejenigen von der obigen Ausführungsform 8 ebenfalls erhalten werden.
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Ausführungsform 10
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14 ist
eine teilweise ausgeschnittene Seitenansicht, die einen Teil eines
Zustands zeigt, in dem eine Flussraten-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 10 der vorliegenden
Erfindung an einem Hauptdurchlass montiert ist.
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In 14 ist
eine geneigte Fläche 41 an
einem stromabwärtigen
Endabschnitt des den Messdurchlass bildenden Abschnitts 13 so
ausgebildet, dass sie sich von der Leiterplatte 7 fort
zu einem Ort unmittelbar stromabwärts der Ausflussöffnung 31 erstreckt.
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Darüber hinaus
ist der Rest dieser Ausführungsform
auf ähnliche
Weise konfiguriert wie die obige Ausführungsform 1.
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Wenn
bei einer auf diese Weise konfigurierten Flussraten-Messvorrichtung 4I Schwankungen, die
Rückflüsse umfassen,
erzeugt werden, fließt
ein Teil des gemessenen Fluids (Rückfluss) entlang der geneigten
Fläche 4I und
direkt unterhalb der Ausflussöffnung 31,
wodurch er das gemessene Fluid in der Nähe der Ausflussöffnung 31 stromaufwärts beschleunigt.
Es besteht daher eine geringere Neigung dafür, dass das gemessene Fluid
durch die Ausflussöffnung 31 zurück in den
Messdurchlass 5 fließt.
Somit wird ein Rückfluss
nicht als Vorwärtsfluss
detektiert werden und keine Sättigungsfehler
hervorrufen.
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Ausführungsform 11
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15 ist
eine teilweise ausgeschnittene Seitenansicht, die einen Teil eines
Zustands zeigt, in dem eine Flussraten-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 11 der vorliegenden
Erfindung an einem Hauptdurchlass montiert ist.
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In 15 ist
ein vorstehender Abschnitt 42 so angeordnet, dass er am
Endabschnitt des den Messdurchlass bildenden Abschnitts 13 in
einem stromaufwärts
gelegenen Bereich in der Nähe
der Ausflussöffnung 31 vorsteht.
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Darüber hinaus
ist der Rest dieser Ausführungsform
auf ähnliche
Weise konfiguriert wie die Ausführungsform
1 oben.
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Da
bei einer auf diese Weise konfigurierten Flussraten-Messvorrichtung 4J die
Ausflussöffnung 31 durch
den vorstehenden Abschnitt 42 unmittelbar stromaufwärts abgeschirmt
ist, besteht eine geringere Neigung dafür, dass eine Umgebung des Ausgangs
der Ausflussöffnung 31 durch
den Fluss aus stromaufwärtiger
Richtung beeinflusst wird, wodurch der statische Druck in der Nähe des Ausgangs
der Ausflussöffnung 31 stabilisiert
wird.
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Selbst
wenn der Hauptfluss des gemessenen Fluids gestört wird, wird demzufolge der
dynamische Druck stabilisiert, weil der statische Druck in der Nähe des Ausgangs
der Ausflussöffnung 31 stabil
ist, wodurch die Störungen
gegenüber
dem Messdurchlass 5 verringert werden und der Fluss innerhalb
des Messdurchlasses 5 stabilisiert wird. Dadurch wird das
Signal-Rausch-Verhältnis
der Ausgabe aus der Flussraten-Messvorrichtung 4J verbessert.
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Wenn
Schwankungen, die Rückflüsse umfassen,
erzeugt werden, trifft das gemessene Fluid (der Rückfluss)
auf den vorstehenden Abschnitt 42, wodurch die Flussgeschwindigkeit
des Rückflusses gedämpft wird
und die Neigung des gemessenen Fluids, durch die Ausflussöffnung 31 zurück in den Messdurchlass 5 zu
fließen,
verringert wird. Somit wird ein Rückfluss nicht als ein Vorwärtsfluss
detektiert werden und keine Sättigungsfehler
hervorrufen.