DE102006045660B4

DE102006045660B4 - Plug-in sensor with flow control elements

Info

Publication number: DE102006045660B4
Application number: DE102006045660.2A
Authority: DE
Inventors: Uwe Konzelmann; Ulrich Wagner; Christoph Gmelin
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-09-27
Filing date: 2006-09-27
Publication date: 2023-06-22
Anticipated expiration: 2026-09-28
Also published as: DE102006045660A1

Abstract

Steckfühler (110) zur Bestimmung wenigstens eines Parameters eines mit einer Hauptströmungsrichtung (126) strömenden fluiden Mediums, insbesondere einer durch ein Strömungsrohr strömenden Ansaugluftmasse einer Brennkraftmaschine, mit einem in das strömende fluide Medium in vorgegebener Ausrichtung zur Hauptströmungsrichtung (126) einbringbaren Steckerteil (116), wobei in dem Steckerteil (116) mindestens ein Strömungskanal (124) mit mindestens einem Sensor (144) zur Bestimmung des mindestens einen Parameters aufgenommen ist, wobei das Steckerteil (116) auf mindestens einer Seite ein im Wesentlichen parallel zur Hauptströmungsrichtung (126) ausgerichtetes Strömungsleitelement (324) aufweist, wobei das Steckerteil (116) zumindest teilweise ein Tragflächenprofil (210) mit einer Hochdruckseite (228) und einer Niederdruckseite (230) aufweist, wobei sich bei in das strömende fluide Medium eingebrachtem Steckerteil (116) ein asymmetrisches Strömungsprofil des fluiden Mediums mit einem höheren Druck auf der Hochdruckseite (228) als auf der Niederdruckseite (230) einstellt, wobei das Tragflächenprofil (210) bei in das strömende fluide Medium eingebrachtem Steckerteil (116) um einen Anstellwinkel a zur Hauptströmungsrichtung (126) zwischen 0° und 7° verkippt ist, wobei das mindestens eine Strömungsleitelement (324) mindestens ein sich im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Steckerteils (116) erstreckendes Strömungsleitblech (326) mit einer Höhe zwischen 3% und 20% einer Sensortiefe L' umfasst, und wobei auf mindestens einer Oberfläche des Steckfühlers (110) mindestens ein zusätzlicher Turbulator (412) angeordnet ist, welcher ausgestaltet ist, um eine turbulente Grenzschicht zu erzeugen.Plug-in sensor (110) for determining at least one parameter of a fluid medium flowing in a main flow direction (126), in particular an intake air mass of an internal combustion engine flowing through a flow tube, with a plug part (116) that can be introduced into the flowing fluid medium in a predetermined alignment with the main flow direction (126) , wherein at least one flow channel (124) with at least one sensor (144) for determining the at least one parameter is accommodated in the plug part (116), wherein the plug part (116) has a substantially parallel to the main flow direction (126) aligned on at least one side flow guide element (324), wherein the plug part (116) at least partially has an airfoil profile (210) with a high-pressure side (228) and a low-pressure side (230), with an asymmetric flow profile of the plug part (116) introduced into the flowing fluid medium fluid medium with a higher pressure on the high-pressure side (228) than on the low-pressure side (230), wherein the airfoil profile (210) when the plug part (116) is introduced into the flowing fluid medium by an angle of incidence a to the main flow direction (126) of between 0° and 7°, wherein the at least one flow guide element (324) comprises at least one flow guide plate (326) which extends essentially perpendicularly to the surface of the plug part (116) and has a height between 3% and 20% of a sensor depth L', and wherein on on at least one surface of the plug-in sensor (110) at least one additional turbulator (412) is arranged, which is designed to generate a turbulent boundary layer.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von Vorrichtungen zur Messung wenigstens eines Parameters eines strömenden fluiden Mediums, insbesondere eines durch ein Strömungsrohr strömenden fluiden Mediums, wie sie aus verschiedenen Bereichen der Technik bekannt sind. So müs-sen bei vielen Prozessen, beispielsweise auf dem Gebiet der Verfahrenstechnik, der Chemie oder des Maschinenbaus, definiert fluide Medien, insbesondere Gasmassen (z. B. eine Luftmasse) mit bestimmten Eigenschaften (beispielsweise Temperatur, Druck, Strömungsgeschwindigkeit, Massenstrom etc.) zugeführt werden. Hierzu zählen insbesondere Verbrennungsprozesse, welche unter geregelten Bedingungen ablaufen.The invention is based on devices for measuring at least one parameter of a flowing fluid medium, in particular a fluid medium flowing through a flow tube, as are known from various areas of technology. In many processes, for example in the field of process engineering, chemistry or mechanical engineering, defined fluid media, in particular gas masses (e.g. an air mass) with certain properties (e.g. temperature, pressure, flow rate, mass flow etc.) be supplied. These include, in particular, combustion processes that take place under controlled conditions.

Ein wichtiges Anwendungsbeispiel ist die Verbrennung von Kraftstoff in Verbrennungskraftmaschinen von Kraftfahrzeugen, insbesondere mit anschließender katalytischer Abgasreinigung, bei denen geregelt eine bestimmte Luftmasse pro Zeiteinheit (Luftmassenstrom) zugeführt werden muss. Zur Messung des Luftmassendurchsatzes werden dabei verschiedene Typen von Sensoren eingesetzt. Ein aus dem Stand der Technik bekannter Sensortyp ist der so genannte Heißfilmluftmassenmesser (HFM), welcher beispielsweise in DE 196 01 791 A1 in einer Ausführungsform beschrieben ist. Bei derartigen Heißfilmluft-massenmessern wird üblicherweise ein Sensorchip eingesetzt, welcher eine dünne Sensormembran aufweist, beispielsweise ein Silicium-Sensorchip. Auf der Sensormembran ist typischerweise mindestens ein Heizwiderstand angeordnet, welcher von zwei oder mehr Temperaturmesswiderständen (Temperaturfühlern) umgeben ist. In einem Luftstrom, welcher über die Membran geführt wird, ändert sich die Temperaturverteilung, was wiederum von den Temperaturmesswiderständen erfasst werden kann und mittels einer Ansteuer- und Auswertungsschaltung ausgewertet werden kann. So kann, zum Beispiel aus einer Widerstandsdifferenz der Temperaturmesswiderstände, ein Luftmassenstrom bestimmt werden. Verschiedene andere Varianten dieses Sensortyps sind aus dem Stand der Technik bekannt.An important application example is the combustion of fuel in internal combustion engines of motor vehicles, in particular with subsequent catalytic exhaust gas purification, in which a specific air mass per unit of time (air mass flow) must be supplied in a controlled manner. Various types of sensors are used to measure the air mass flow rate. A sensor type known from the prior art is the so-called hot-film air mass meter (HFM), which is used, for example, in DE 196 01 791 A1 is described in one embodiment. In such hot-film air-mass meters, a sensor chip is usually used which has a thin sensor membrane, for example a silicon sensor chip. At least one heating resistor, which is surrounded by two or more temperature measuring resistors (temperature sensors), is typically arranged on the sensor membrane. The temperature distribution changes in an air flow that is guided over the membrane, which in turn can be detected by the temperature measuring resistors and can be evaluated by means of a control and evaluation circuit. For example, an air mass flow can be determined from a resistance difference of the temperature measurement resistors. Various other variants of this type of sensor are known from the prior art.

Nachteilig an den aus dem Stand der Technik beschriebenen Steckfühlerkonstruktionen ist jedoch, dass die beschriebenen Steckfühler mit ihrer aerodynamisch ungünstigen Gestalt in vielen Fällen im Ansaugtrakt Probleme bezüglich eines Strömungswiderstandbedingten Druckabfalls verursachen. Dies bedeutet insbesondere, dass die Signalreproduzierbarkeit der Signale derartiger Sensoren vergleichsweise gering ist. In DE 10 2004 022 271 A1 wird daher eine Konstruktion vorgeschlagen, bei welcher im Strömungsrohr fest installiert ein Strömungsableitteil als separates Bauteil vorgesehen ist. Alternativ wird auch eine einstückige Ausgestaltung des Strömungsableitteils mit dem Steckfühler vorgeschlagen. Weiterhin ist im Strömungsrohr eine Strömungsleitwand fest installiert, welche eine Beruhigung der Strömung hinter dem Steckfühler bewirken soll.However, a disadvantage of the plug-in sensor constructions described from the prior art is that the plug-in sensors described, with their aerodynamically unfavorable shape, in many cases cause problems in the intake tract with regard to a pressure drop caused by flow resistance. This means in particular that the signal reproducibility of the signals from such sensors is comparatively low. In DE 10 2004 022 271 A1 Therefore, a design is proposed in which a flow deflector part is provided as a separate component, permanently installed in the flow tube. Alternatively, a one-piece configuration of the flow deflection part with the plug-in sensor is also proposed. Furthermore, a flow baffle is permanently installed in the flow tube, which is intended to calm the flow behind the plug-in sensor.

Diese aus DE 10 2004 022 271 A1 bekannte Konstruktion ist jedoch in der Praxis mit verschiedenen Nachteilen verbunden. So besteht ein Nachteil darin, dass das Strömungsableitteil in der Regel fest in einem Abschnitt des Strömungsrohrs installiert ist. Diese feste Installation verursacht zusätzliche Kosten bei der Herstellung dieses Rohrabschnitts, ebenso wie das Vorsehen der zusätzlichen Strömungsleitwand. Zusätzlich, und dies gilt auch für die Ausbildung eines einstückigen, also mit einem integrierten Strömungsableitteil versehenen Steckfühlers, hat sich die offenbarte Konstruktion, wie auch andere vorbekannte Konstruktionen, als ungünstig hinsichtlich ihres Strömungswiderstandes erwiesen, da nach wie vor ein erheblicher Druckabfall am Steckfühler auftritt. Weiterhin weist die Reproduzierbarkeit der Kennlinie, also beispielsweise die Signalhöhe als Funktion der Strömungsgeschwindigkeit, nach wie vor ein Verbesserungspotenzial auf.this out DE 10 2004 022 271 A1 known construction is associated with various disadvantages in practice. Thus, one disadvantage is that the flow deflector is typically permanently installed in a section of the flow tube. This fixed installation creates additional costs in the manufacture of this pipe section, as does the provision of the additional baffle. In addition, and this also applies to the design of a one-piece plug-in sensor, i.e. one provided with an integrated flow diversion part, the disclosed design, like other previously known designs, has proven to be unfavorable in terms of its flow resistance, since there is still a considerable drop in pressure at the plug-in sensor. Furthermore, the reproducibility of the characteristic curve, for example the signal level as a function of the flow velocity, still shows room for improvement.

Aus der DE 103 16 450 A1 ist eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Parameters eines in einer Leitung in einer Hauptströmungsrichtung strömenden Mediums bekannt, welche ein Teil aufweist, das mit einer vorgebbaren Ausrichtung in Bezug auf die Hauptströmungsrichtung in die Leitung einbringbar ist und einen in Richtung der Hauptströmungsrichtung stromabwärts hinter einer Ausscheidungsöffnung und von der mit der Ausscheidungsöffnung versehenen Seitenwand abstehenden Windschild auf weist.From the DE 103 16 450 A1 a device for determining a parameter of a medium flowing in a line in a main flow direction is known, which has a part that can be introduced into the line with a predeterminable orientation in relation to the main flow direction and a part in the direction of the main flow direction downstream behind a discharge opening and from the windshield protruding from the side wall provided with the excretion opening has.

Aus der DE 199 57 437 A1 ist ein als Steckfühler ausgebildeter Luftmassenmesser bekannt, der ein in einem Strömungsmitteldurchgang eingebrachtes Teil mit eine Strömungsmitteleintrittsöffnung aufweist, die in eine länglichen Gestalt aufweist und einer Strömungsrichtung der Strömung gegenüberliegt.From the DE 199 57 437 A1 an air mass flow meter designed as a plug-in sensor is known, which has a part introduced in a flow medium passage with a flow medium inlet opening, which has an elongated shape and is opposite to a flow direction of the flow.

Aus der JP H08-5 429 A ist ein Luftmassenmesser mit einem in einer Leitung angeordenten Gehäuse bekannt, das eine stromabwärtige Kante aufweist.From the JP H08-5 429 A a mass air flow sensor is known with a housing arranged in a line and having a downstream edge.

Die DE 10 2004 023 999 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Erfassung eines Parameters eines in einer Leitung strömenden Mediums mit einem in die Leitung einsetzbaren Steckfühler mit einem Gehäuse und einem in dem Gehäuse angeordneten elektronischen Schaltungsteil, das wärmeleitend mit einer an dem Steckfühler angeordneten und durch selektives Metallisieren hergestellten Kühleinrichtung verbunden ist.The DE 10 2004 023 999 A1 discloses a device for detecting a parameter of a medium flowing in a line, with a plug-in sensor that can be inserted into the line, with a housing and an electronic circuit part arranged in the housing, which is thermally conductive with a plug-in sensor arranged on and through selective metallization produced cooling device is connected.

Aus den Druckschriften DE 101 54 561 A1 , DE 10 2004 023 916 A1 und DE 600 18 404 T2 sind Steckfühler zur Bestimmung eines Parameters eines mit einer Hauptströmungsrichtung strömenden fluiden Mediums bekannt, die einen in das strömende fluide Medium in vorgegebener Ausrichtung zur Hauptströmungsrichtung einbringbares Steckerteil mit einer strömungsgünstigen Ausformung aufweisen.From the pamphlets DE 101 54 561 A1 , DE 10 2004 023 916 A1 and DE 600 18 404 T2 plug-in sensors are known for determining a parameter of a fluid medium flowing in a main flow direction, which have a plug part with a streamlined shape that can be introduced into the flowing fluid medium in a predetermined orientation to the main flow direction.

Aus der DE 102 30 531 A1 ist eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Parameters eines in einer Leitung strömenden Mediums bekannt, die ein in die Leitung einführbares Teil aufweist, das eine Kanalstruktur aufweist, die einen Eingangsbereich und eine Messkanal mit einer Austrittsöffnung aufweist, wobei der Eingangsbereich eine Ausscheidungsöffnung an einer ersten Seitenwand des Teils aufweist und die der ersten Seitenwand gegenüberliegende zweiten Seitenwand geschlossen ausgebildet ist.From the DE 102 30 531 A1 a device for determining a parameter of a medium flowing in a line is known, which has a part that can be inserted into the line and has a channel structure that has an inlet area and a measuring channel with an outlet opening, the inlet area having an excretion opening on a first side wall of the Has part and the first side wall opposite the second side wall is closed.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass sich Steckfühler zur Bestimmung wenigstens eines Parameters, beispielsweise die oben beschriebenen Heißfilmluftmassenmesser, dadurch weiter optimieren lassen, dass die Strömungsverhältnisse weiter stabilisiert und reproduzierbarer gestaltet werden. Diese Gestaltung beruht im Wesentlichen auf der Erkenntnis, dass Querströmungen, also Strömungen in Oberflächennähe, senkrecht zur Hauptströmungsrichtung des fluiden Mediums, zur Destabilisierung der Gesamtströmung beitragen. Diese Querströmungen lassen sich erfindungsgemäß wirksam durch Strömungsleitelemente vermindern.The invention is based on the finding that plug-in sensors for determining at least one parameter, for example the hot-film air mass meter described above, can be further optimized by further stabilizing the flow conditions and making them more reproducible. This design is essentially based on the knowledge that transverse flows, ie flows close to the surface, perpendicular to the main flow direction of the fluid medium, contribute to the destabilization of the overall flow. According to the invention, these transverse flows can be effectively reduced by flow guide elements.

Es wird dementsprechend ein Steckfühler zur Bestimmung wenigstens eines Parameters eines mit einer Hauptströmungsrichtung strömenden fluiden Mediums vorgeschlagen. Insbesondere kann es sich dabei um eine durch ein Strömungsrohr strömende Ansaugluftmasse einer Brennkraftmaschine handeln. Der Steckfühler weist ein in das strömende fluide Medium in vorgegebener Ausrichtung zur Hauptströmungsrichtung einbringbares Steckerteil auf, in welchem mindestens ein Strömungskanal mit mindestens einem Sensor zur Bestimmung des mindestens einen Parameters aufgenommen ist. Dieses Steckerteil weist auf mindestens einer Seite (also auf einer im Wesentlichen parallel zur lokalen Strömungsrichtung angeordneten Fläche) ein im Wesentlichen parallel zur Hauptströmungsrichtung ausgerichtetes Strömungsleitelement auf.Accordingly, a plug-in sensor is proposed for determining at least one parameter of a fluid medium flowing in a main direction of flow. In particular, this can be an intake air mass of an internal combustion engine flowing through a flow pipe. The plug-in sensor has a plug-in part that can be inserted into the flowing fluid medium in a predetermined orientation to the main flow direction, in which at least one flow channel with at least one sensor for determining the at least one parameter is accommodated. On at least one side (that is to say on a surface arranged essentially parallel to the local flow direction), this plug part has a flow guide element which is aligned essentially parallel to the main flow direction.

Das mindestens eine Strömungselement ist als „Strömungsleitblech“ mit einer Höhe zwischen 3% und 20% einer Sensortiefe L' ausgestaltet. Unter dem Begriff „Blech“ ist dabei jedoch nicht notwendigerweise eine Materialangabe zu verstehen, sondern ein scheibenförmiges Element mit vorzugsweise im Wesentlichen parallelen Oberflächen, welche im Wesentlichen parallel zur Hauptströmungsrichtung angeordnet sind und welche sich im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Steckerteils am jeweiligen Ort, an welchem das Strömungsleitblech angeordnet ist, erstrecken. Der Ausdruck „im Wesentlichen“ ist dabei analog zur obigen Definition zu verstehen.The at least one flow element is designed as a “flow baffle” with a height of between 3% and 20% of a sensor depth L′. However, the term "sheet metal" does not necessarily mean a material specification, but a disc-shaped element with preferably essentially parallel surfaces, which are arranged essentially parallel to the main flow direction and which are essentially perpendicular to the surface of the plug part at the respective location which the flow baffle is arranged extend. The term "substantially" is to be understood analogously to the above definition.

Die Verwendung des mindestens einen Strömungsleitelements beinhaltet den Vorteil, dass, nahezu unabhängig von der jeweils verwendeten Profilierung des Steckerteils, die Strömungsverhältnisse des strömenden Mediums stabilisiert und Änderungen der Strömungstopologie, die ihrerseits Kennlinienänderungen zur Folge haben, minimiert werden. Destabilisierende Querströmungen werden vermieden, und vorhandene Ablösegebiete des strömenden Mediums werden in Querrichtung zur Hauptströmungsrichtung stabilisiert. Bei am Steckerteil anliegender Strömung des fluiden Mediums erzeugt das mindestens eine Strömungsleitblech vorzugsweise zusätzliche Turbulenzen, welche ein vorzeitiges Ablösen der Strömung von der Oberfläche des Steckerteils verhindern.The use of the at least one flow guide element has the advantage that, almost independently of the profiling of the plug part used, the flow conditions of the flowing medium are stabilized and changes in the flow topology, which in turn result in changes in characteristics, are minimized. Destabilizing transverse flows are avoided, and existing separation areas of the flowing medium are stabilized in the transverse direction to the main flow direction. When the flow of the fluid medium is in contact with the plug part, the at least one flow guide plate preferably generates additional turbulence, which prevents the flow from detaching prematurely from the surface of the plug part.

Das Steckerteil weist zumindest teilweise ein Tragflächenprofil mit einer Hochdruckseite und einer Niederdruckseite aufweist. Derartige Tragflächenprofile sind aus der Flugzeugtechnik bekannt, wo diese ausgenutzt werden, um einen Auftrieb (Kraft in Richtung von der Hochdruckseite hin zur Niederdruckseite) zu bewirken. Dabei stellt sich in dem strömenden fluiden Medium um das Steckerteil herum ein asymmetrisches Strömungsprofil ein, wobei die Strömungsgeschwindigkeit auf der Hochdruckseite geringer ist als auf deren Niederdruckseite. Die Niederdruckseite wird häufig auch als „Saugseite“ bezeichnet. Bei in das strömende fluide Medium eingebrachtem Steckerteil ist das Tragflächenprofil um einem Anstellwinkel α zur Hauptströmungsrichtung zwischen 0° und 7°, insbesondere zwischen 2° und 5° und besonders bevorzugt ca. 4° verkippt. Der optimale Anstellwinkel ist in der Regel von der Ausgestaltung des Tragflächenprofils abhängig.The plug part has at least partially an airfoil profile with a high-pressure side and a low-pressure side. Such airfoil profiles are known from aircraft technology, where they are used to bring about lift (force in the direction from the high-pressure side to the low-pressure side). In the process, an asymmetrical flow profile is established in the flowing fluid medium around the plug part, with the flow velocity on the high-pressure side being lower than on the low-pressure side. The low-pressure side is also often referred to as the "suction side". When the plug part is introduced into the flowing fluid medium, the airfoil profile is tilted at an angle of attack α to the main flow direction of between 0° and 7°, in particular between 2° and 5° and particularly preferably approx. 4°. The optimal angle of attack usually depends on the design of the airfoil profile.

Das mindestens eine Strömungsleitelement kann grundsätzlich beliebig auf einer oder beiden Seiten des Steckerteils angeordnet sein. Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn das mindestens eine Strömungsleitelement auf der Niederdruckseite angeordnet ist. Vorzugsweise ist auch mindestens eine Auslassöffnung des mindestens einen Strömungskanals (welcher beispielsweise einen Hauptstromkanal und einen Bypasskanal umfassen kann) auf der Niederdruckseite des Steckerteils angeordnet. In diesem Fall kann die Saugwirkung der Niederdruckseite ausgenutzt werden, um eine Durchströmung des mindestens einen Strömungskanals des Steckfühlers zu begünstigen. In diesem Fall wirkt sich die Querstabilisierung der Strömung, welche beispielsweise Druckschwankungen durch Instabilitäten senkrecht zur Hauptströmungsrichtung unterdrückt, positiv auf die Reproduzierbarkeit der Kennlinie des Steckfühlers aus.In principle, the at least one flow guide element can be arranged as desired on one or both sides of the plug part. However, it is particularly preferred if the at least one flow guide element is arranged on the low-pressure side. Preferably, at least one outlet opening of the at least one Strö tion channel (which may include, for example, a main flow channel and a bypass channel) arranged on the low-pressure side of the plug part. In this case, the suction effect of the low-pressure side can be used to encourage flow through the at least one flow channel of the plug-in sensor. In this case, the transverse stabilization of the flow, which, for example, suppresses pressure fluctuations due to instabilities perpendicular to the main flow direction, has a positive effect on the reproducibility of the plug-in sensor's characteristic curve.

Eine zusätzlich einsetzbare Möglichkeit zur Herbeiführung einer Asymmetrie im Strömungsverlauf um das Tragflächenprofil herum besteht darin, eine Profilwölbung des Tragflächenprofils vorzusehen. Unter einer Profilwölbung versteht man dabei, wie in der Flugzeugtechnik üblich, eine Krümmung der Skelettlinie der Tragfläche. Die Skelettlinie ist die Verbindungslinie aller in das Tragflächenprofil eingeschriebenen maximalen Kreise. Die Profilwölbung wird üblicherweise in Prozent angegeben, wobei die Prozentzahl der Profilwölbung auf die so genannte Profiltiefe, also die Länge der Profilmittellinie, bezogen ist. Vorzugsweise liegt erfindungsgemäß die Profilwölbung für einen optimalen Betrieb des Steckfühlers im Bereich zwischen 0 und 10 %, vorzugsweise zwischen 2 % und 7 % und besonders bevorzugt bei ca. 5 %.An additional possibility for bringing about an asymmetry in the course of the flow around the airfoil profile consists in providing a profile curvature of the airfoil profile. A profile curvature is understood to mean a curvature of the skeleton line of the wing, as is customary in aircraft technology. The mean line is the connecting line of all maximum circles inscribed in the airfoil. The profile curvature is usually specified as a percentage, whereby the percentage of the profile curvature is related to the so-called profile depth, i.e. the length of the profile center line. According to the invention, the profile curvature for optimum operation of the plug-in sensor is preferably in the range between 0 and 10%, preferably between 2% and 7% and particularly preferably around 5%.

Wie ebenfalls aus der Flugzeugkonstruktion bekannt, lässt sich durch die Profilierung des Tragflächenprofils der Strömungsverlauf des strömenden Mediums beeinflussen. Hierdurch kann beispielsweise eine Strömung eingestellt werden, welche durchgehend am Steckerteil anliegt, ohne sich von diesem abzulösen. Die Schwierigkeit besteht dann jedoch darin, diese anliegende Strömung zu stabilisieren, derart, dass keine ungewollte Ablösung der Strömungsgrenzschicht auftritt. Zu diesem Zweck befindet sich auf mindestens einer Oberfläche des Steckfühlers mindestens ein zusätzlicher Turbulator, welcher ausgestaltet ist, um eine turbulente Grenzschicht zu erzeugen. Turbulente Grenzschichten neigen bekanntermaßen weniger zur Ablösung von der Oberfläche des Steckerteils. Beispielsweise lassen sich als Turbulatoren scharfkantige Erhebungen auf der Oberfläche des Steckerteils, vorzugsweise auf der Niederdruckseite, einsetzen, beispielsweise Turbulatoren in Form von Keilen und/oder Zacken. Insbesondere lassen sich keilförmige Zackenturbulatoren einsetzen, welche mit ihrer Spitze entgegen der Hauptströmungsrichtung weisen. Diese Turbulatoren sind vorzugsweise stromaufwärts des mindestens einen Strömungsleitelements angeordnet.As is also known from aircraft construction, the course of the flow of the flowing medium can be influenced by the profiling of the airfoil profile. In this way, for example, a flow can be set which is continuously applied to the plug part without detaching from it. However, the difficulty then consists in stabilizing this adjacent flow in such a way that no unwanted detachment of the flow boundary layer occurs. For this purpose, there is at least one additional turbulator on at least one surface of the plug-in probe, which is designed to generate a turbulent boundary layer. It is known that turbulent boundary layers are less prone to detachment from the surface of the connector part. For example, sharp-edged elevations on the surface of the plug part, preferably on the low-pressure side, can be used as turbulators, for example turbulators in the form of wedges and/or spikes. In particular, wedge-shaped toothed turbulators can be used, the tips of which point counter to the main flow direction. These turbulators are preferably arranged upstream of the at least one flow guide element.

Vorzugsweise wird dann die Kontur des Tragflächenprofils derart gewählt, dass keine plötzlichen Drucksprünge oder Druckänderungen entstehen, sondern dass ein vergleichsweise sanfter Druckanstieg hin zum stromabwärts gelegenen Ende des Steckerteils auftritt. Auf diese Weise lässt sich die Haftung der Strömungsgrenzschicht an der Oberfläche des Steckerteils verbessern.The contour of the airfoil profile is then preferably chosen in such a way that no sudden pressure jumps or pressure changes occur, but rather that a comparatively gentle pressure increase occurs towards the downstream end of the plug part. In this way, the adhesion of the flow boundary layer to the surface of the plug part can be improved.

Eine weitere, zusätzlich oder insbesondere alternativ zur vorhergehenden Ausgestaltung einsetzbare Möglichkeit der Gestaltung des Tragflächenprofils besteht darin, gezielt eine Grenzschichtablösung von der Oberfläche des Tragflächenprofils herbeizuführen. Dementsprechend wird ein Tragflächenprofil eingesetzt, welches auf mindestens einer Seite, insbesondere der Niederdruckseite, ein zumindest lokales Druckminimum, insbesondere einen Drucksprung, und/oder einen Punkt mit extrem hoher Steigung des Druckverlaufs (d.h. ein Punkt mit extrem starkem und plötzlichem Druckanstieg) aufweist. Dieser Punkt (wobei es sich sinngemäß auch um eine Linie oder einen Bereich handeln kann) wird als Ablösepunkt bezeichnet. In diesem Fall ist das mindestens eine Strömungsleitelement vorzugsweise ganz oder teilweise stromabwärts des mindestens einen Ablösepunkts angeordnet.A further possibility of designing the airfoil profile that can be used in addition to or in particular as an alternative to the previous embodiment consists in bringing about a boundary layer detachment from the surface of the airfoil profile in a targeted manner. Accordingly, an airfoil profile is used which has an at least local pressure minimum, in particular a pressure jump, and/or a point with an extremely high gradient of the pressure curve (i.e. a point with an extremely strong and sudden pressure increase) on at least one side, in particular the low-pressure side. This point (which can also be a line or an area) is called the detachment point. In this case, the at least one flow guide element is preferably arranged entirely or partially downstream of the at least one detachment point.

Insbesondere wenn ein ausgeprägtes Druckminimum (Drucksprung) auftritt, tritt in diesem Bereich bevorzugt eine Ablösung der Strömungsgrenzschicht von der Oberfläche des Steckerteils auf. Entscheidend für ein reproduzierbares Signal ist, dass dieses Ablösegebiet möglichst örtlich und zeitlich stabild bleibt. Diese Ablösung kann gezielt dadurch stabilisiert beziehungsweise örtlich fixiert werden, dass mindestens ein Ablöseelement vorgesehen ist, welches das Druckminimum festlegt und somit die Ablösung fixiert. Beispielsweise kann dieses mindestens eine Ablöseelement einen Knick in der Steigung des Tragflächenprofils umfassen und/oder eine Stufe im Tragflächenprofil und/oder einen Hügel mit einem stetigen Wechsel von positiver Steigung zu negativer Steigung des Tragflächenprofils oder einen Wendepunkt. In diesem Fall ist es bevorzugt, wenn das mindestens eine Strömungsleitelement weiter in das strömende Medium hineinragt, um die Höhe des Ablösegebietes vollständig abzudecken. Weiterhin sollte das mindestens eine Strömungsleitelement in diesem Fall hinter dem mindestens einen Ablöseelement (d. h. stromabwärts bezüglich der Hauptströmungsrichtung) angeordnet sein, um ein vorzeitiges, unbeabsichtigtes Turbulentwerden und damit Verschwinden des Ablösegebietes zu vermeiden.In particular, when a pronounced minimum pressure (pressure jump) occurs, the flow boundary layer preferably detaches from the surface of the connector part in this area. It is crucial for a reproducible signal that this detachment area remains as spatially and temporally stable as possible. This detachment can be specifically stabilized or locally fixed by providing at least one detachment element, which defines the minimum pressure and thus fixes the detachment. For example, this at least one detachment element can comprise a kink in the slope of the airfoil and/or a step in the airfoil and/or a hill with a continuous change from positive slope to negative slope of the airfoil or an inflection point. In this case, it is preferred if the at least one flow guide element protrudes further into the flowing medium in order to completely cover the height of the detachment area. Furthermore, the at least one flow guide element should in this case be arranged behind the at least one detachment element (i.e. downstream with respect to the main flow direction) in order to avoid premature, unintentional turbulence and thus the disappearance of the detachment area.

Als Strömungsleitelement können ein oder mehrere Elemente vorgesehen sein. Sind mehrere Elemente vorgesehen, so können diese beispielsweise die Strömung entlang der Längserstreckung des Steckerteils senkrecht zur Hauptströmungsrichtung in mehrere kleine Gebiete unterteilen, welche jeweils für sich eine stabilere Strömung aufweisen. Insbesondere können die so genannten „Totwassergebiete“ (Ablösezonen) in mehrere kleine Gebiete unterteilt werden, welche jeweils für sich genommen stabiler sind. Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die Strömungsleitelemente derart beabstandet sind, dass die Abstände jeweils inkommensurabel sind. Dies bedeutet, dass die Abstände der einzelnen Strömungsleitelemente zueinander sich derart verhalten, dass diese keine ganzzahligen Vielfachen voneinander sind. Auf diese Weise werden Resonanzen zwischen den einzelnen Ablösegebieten vermieden.One or more elements can be provided as the flow guide element. If several elements are provided, they can, for example, divide the flow along the longitudinal extent of the plug part perpendicular to the main flow direction into several small areas, each of which has a more stable flow. In particular, the so-called "dead water areas" (separation zones) can be divided into several small areas, each of which is more stable on its own. It is particularly preferred if the flow guide elements are spaced apart in such a way that the distances are incommensurate in each case. This means that the distances between the individual flow guide elements behave in such a way that they are not integer multiples of one another. In this way, resonances between the individual detachment areas are avoided.

Figurenlistecharacter list

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

1A einen im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine eingesetzten Heißfilmluftmassenmesser;
1B einen geöffneten Heißfilmluftmassenmesser in Draufsicht;
2 eine Prinzipdarstellung eines Tragflächenprofils;
3A eine Profilierung und eine Druckverteilung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Tragflächenprofils;
3B ein Ausführungsbeispiel eines Steckfühlers mit einer Profilierung eines Tragflächenprofils gemäß 3A;
4A eine Profilierung und eine Druckverteilung eines Tragflächenprofils mit sanftem Druckanstieg; und
4B einen Steckfühler mit einer Profilierung gemäß 4A.

Embodiments of the invention are shown in the drawings and explained in more detail in the following description. Show it:

1A a hot film air mass meter used in the intake tract of an internal combustion engine;
1B an open hot-film air mass meter in plan view;
2 a schematic diagram of an airfoil;
3A a profiling and a pressure distribution of a first exemplary embodiment of an airfoil profile;
3B an embodiment of a plug-in sensor with a profiling of an airfoil profile according to 3A ;
4A a profile and a pressure distribution of an airfoil with smooth pressure rise; and
4B a plug-in sensor with a profile according to 4A .

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In 1A ist ein dem Stand der Technik entsprechendes Ausführungsbeispiel eines Steckfühlers 110 dargestellt, welcher in diesem Fall als Heißfilmluftmassenmesser 112 ausgebildet ist. Der Heißfilmluftmassenmesser 112 ist in einen Ansaugtrakt 114 einer Brennkraftmaschine eingesetzt, welche in 1A nicht dargestellt ist. Derartige Heißfilmluftmassenmesser 112 sind kommerziell erhältlich. Der Heißfilmluftmassenmesser 112 ist ausgestaltet, um die Strömungsrichtung eines Ansaugstromes zu erkennen und ist für eine Lasterfassung bei Brennkraftmaschinen mit Benzin- oder Dieselkraftstoffeinspritzung konzipiert. Der Einbau des Heißfilmluftmassenmessers 112 erfolgt üblicherweise zwischen einem Luftfilter und einer Drosselvorrichtung und erfolgt in der Regel als vormontierte Baugruppe. Dementsprechend weist der Steckfühler 110 ein Steckerteil 116 auf, welches in 1B in geöffnetem Zustand in Seitenansicht dargestellt ist und welches in 1A in den Ansaugtrakt 114 hineinragt. In 1B ist erkennbar, dass in diesem Ausführungsbeispiel des Heißfilmluftmassenmessers 112 ein Messgehäuse 118 des Heißfilmluftmassen-messers 112 unterteilt ist in einen Strömungsbereich 120 und einen Elektronikbereich 122. Im Strömungsbereich 120 ist ein Strömungskanal 124 aufgenommen, welcher in diesem, dem Stand der Technik entsprechenden Ausführungsbeispiel ausgestaltet ist wie in DE 10 2004 022 271A1 beschrieben. Der Steckfühler 110 wird von Luft in einer Hauptströmungsrichtung 126 angeströmt. Die Luft strömt durch eine Einlassöffnung 128 in den Strömungskanal 124 ein. Der Strömungskanal 124 weist einen Hauptkanal 130 auf, welcher sich im Wesentlichen gerade, entlang der Hauptströmungsrichtung 126 von der Ein-lassöffnung 128 zu einem Hauptstromauslass 132 befindet. Der Hauptstromauslass 132 befindet sich hierbei seitlich in einer Wand des Steckerteils 116.In 1A an exemplary embodiment of a plug-in sensor 110 corresponding to the prior art is shown, which in this case is designed as a hot-film air-mass meter 112 . Hot-film air-mass meter 112 is installed in an intake tract 114 of an internal combustion engine, which 1A is not shown. Such hot-film air-mass meters 112 are commercially available. The hot-film air mass meter 112 is designed to detect the direction of flow of an intake flow and is designed for load detection in internal combustion engines with gasoline or diesel fuel injection. The installation of the hot-film air-mass meter 112 usually takes place between an air filter and a throttle device and usually takes place as a preassembled assembly. Accordingly, the plug-in sensor 110 has a plug part 116, which 1B is shown in the open state in side view and which in 1A protrudes into the intake tract 114. In 1B it can be seen that in this exemplary embodiment of hot-film air-mass meter 112, a measuring housing 118 of hot-film air-mass meter 112 is divided into a flow area 120 and an electronics area 122. Flow area 120 accommodates a flow channel 124, which is configured in this exemplary embodiment corresponding to the prior art as in DE 10 2004 022 271 A1 described. Air flows against plug-in sensor 110 in a main flow direction 126 . The air flows into the flow channel 124 through an inlet opening 128 . The flow channel 124 has a main channel 130 which is essentially straight along the main flow direction 126 from the inlet opening 128 to a main flow outlet 132 . The main power outlet 132 is located on the side in a wall of the plug part 116.

Vom Hauptkanal 130 zweigt an einer Abzweigung 134 ein Bypasskanal 136 ab, welcher sich im Wesentlichen mit gekrümmtem Verlauf um den Hauptstromauslass 132 herum bis zu einem an der Unterseite des Steckerteils 116 gelegenen Bypassauslass 138 erstreckt. In einem geraden Abschnitt 140 ragt aus dem Elektronikbereich 122 ein Chipträger 142 mit einem darin eingelassenen Sensorchip 144 in den Bypasskanal 136. Der Chipträger 142 ist üblicherweise an einer im Elektronikbereich 122 aufgenommenen, in 1B nicht dargestellten Elektronikplatine befestigt (beispielsweise angespritzt), wobei die Elektronikplati-ne eine Auswerte- und Ansteuerschaltung des Heißfilmluftmassenmessers 112 umfassen kann.A bypass duct 136 branches off from the main duct 130 at a junction 134 and extends essentially in a curved course around the main flow outlet 132 to a bypass outlet 138 located on the underside of the plug part 116 . In a straight section 140, a chip carrier 142 with a sensor chip 144 embedded therein protrudes from the electronics area 122 into the bypass channel 136. The chip carrier 142 is usually attached to an in 1B Electronic circuit board, not shown, attached (for example molded), the electronic circuit board ne may include an evaluation and control circuit of the hot-film air mass meter 112.

Um Verunreinigungen wie beispielsweise flüssige Verunreinigungen (zum Beispiel Wasser, Öl) oder feste Verunreinigungen von dem Sensorchip 144 fernzuhalten, ist an der Ab-zweigung 134 des Bypasskanals 136 eine scharfkantige Nase 146 vorgesehen. An dieser Nase 146 wird der Hauptstrom vom durch den Bypasskanal 136 strömenden Teil der Luft getrennt, derart, dass Wassertröpfchen und andere Verunreinigungen geradeaus weiter durch den Hauptkanal 130 strömen und im Wesentlichen nicht zum Sensorchip 144 gelangen können.In order to keep contaminants such as liquid contaminants (for example water, oil) or solid contaminants away from sensor chip 144 , a sharp-edged nose 146 is provided on branch 134 of bypass channel 136 . At this nose 146 the main flow is separated from the part of the air flowing through the bypass channel 136 such that water droplets and other impurities continue to flow straight through the main channel 130 and essentially cannot reach the sensor chip 144 .

Eine Problematik des dem Stand der Technik entsprechenden Heißfilmluftmassenmessers 112 besteht in der Ausgestaltung des Steckerteils 116 mit im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt in einer Schnittebene senkrecht zur Zeichenebene in 1B. Dementsprechend weist das Steckerteil 116 eine Anströmseite 148 mit einer im Wesentlichen senkrecht zur Hauptströmungsrichtung 126 ausgestalteten Fläche auf. Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die Anströmseite 148 als abgerundete Anströmseite auszugestalten, wobei die Abrundung bereits im Steckerteil 116 und somit im Steckfühler 110 integriert ist. Insgesamt weist das Steckerteil 116 in einer Schnittebene senkrecht zur Zeichenebene in 1B, zumindest im Bereich der Einlassöffnung 128, ein Tragflächenprofil 210 auf, welches beispielhaft in 2 dargestellt ist. Anhand der Prinzipdarstellung in 2 sollen die grundlegenden Begriffe des Tragflächenprofils 210 erläutert werden.One problem with the hot-film air mass meter 112 corresponding to the prior art is the design of the plug part 116 with a substantially rectangular cross section in a sectional plane perpendicular to the plane of the drawing in FIG 1B . Accordingly, the plug part 116 has an inflow side 148 with a surface designed essentially perpendicular to the main flow direction 126 . A basic idea of the invention is the inflow side 148 as abge to design a rounded inflow side, the rounding being already integrated in the plug part 116 and thus in the plug-in sensor 110 . Overall, the connector part 116 in a sectional plane perpendicular to the plane of the drawing 1B , at least in the area of the inlet opening 128, an airfoil profile 210, which is exemplified in 2 is shown. Based on the schematic diagram in 2 the basic terms of the airfoil profile 210 should be explained.

Das Tragflächenprofil 210 weist eine abgerundete Anströmseite 148 auf, welche im Wesentlichen der Hauptströmungsrichtung 126 entgegengesetzt orientiert ist, wenn das Steckerteil 116 im Ansaugtrakt 114 der Brennkraftmaschine montiert ist.The airfoil profile 210 has a rounded inflow side 148 which is oriented essentially opposite to the main flow direction 126 when the plug part 116 is mounted in the intake tract 114 of the internal combustion engine.

Die Strömung der Luft um das Tragflächenprofil 210 herum ist in 2 symbolisch durch die Strömungslinien 212 dargestellt. Dabei wird deutlich, dass die Strömung um das Tragflächenprofil 210 erfindungsgemäß aus zweierlei Gründen asymmetrisch ist. Zum einen ist die Profilmittellinie 214 auf eine gedachte Linie zwischen Scheitelpunkt der Anströmseite 148 und der fiktiven Hinterkante 216 des Tragflächenprofils gegenüber der Hauptströmungsrichtung 126 um einen Anstellwinkel α verkippt. Vorzugsweise liegt dieser Anstellwinkel zwischen 0° und 7°, besonders bevorzugt zwischen 2° und 5°, wobei sich ein Winkel von 4° als besonders günstig erwiesen hat. Dadurch werden die Strömungslinien 212 im Bereich oberhalb des Tragflächenprofils 210 verdichtet und unterhalb des Tragflächenprofils 210 ausgedünnt, so dass die Strömungsgeschwindigkeit über dem Tragflächenprofil 210 ansteigt und unter dem Tragflächenprofil 210 absinkt. Dementsprechend steigt der Druck unter dem Tragflächenprofil 210 an und sinkt über dem Tragflächenprofil 210 ab. Das Tragflächenprofil 210 weist also eine Hochdruckseite 228 (unten in 2) und eine Niederdruckseite 230 (Oberseite in 2) auf. Dies bewirkt den bekannten Auftriebseffekt von Tragflächen.The flow of air around the airfoil 210 is in 2 symbolically represented by the flow lines 212 . It becomes clear that the flow around the airfoil profile 210 according to the invention is asymmetrical for two reasons. On the one hand, the profile center line 214 is tilted by an angle of attack α relative to the main flow direction 126 on an imaginary line between the apex of the inflow side 148 and the imaginary trailing edge 216 of the airfoil profile. This angle of attack is preferably between 0° and 7°, particularly preferably between 2° and 5°, with an angle of 4° having proven to be particularly favorable. As a result, the flow lines 212 are compressed in the area above the airfoil profile 210 and thinned out below the airfoil profile 210, so that the flow velocity above the airfoil profile 210 increases and below the airfoil profile 210 decreases. Accordingly, the pressure below the airfoil 210 increases and above the airfoil 210 decreases. The airfoil profile 210 thus has a high-pressure side 228 (below in 2 ) and a low pressure side 230 (top side in 2 ) on. This causes the well-known lift effect of wings.

Eine Besonderheit des Tragflächenprofils 210 gemäß dem Ausführungsbeispiel in 2 besteht darin, dass das Tragflächenprofil 210 eher ein „abgeschnittenes“ Heck 218 aufweist. Dies bedeutet, dass das Heck im Wesentlichen senkrecht zur Profilmittellinie 214 steht, beziehungsweise, bei verschwindendem Anstellwinkel α, senkrecht zur Hauptströmungsrichtung 126. Alternativ zur in 2 eingezeichneten Definition der Profilmittellinie 214 ließe sich diese auch dadurch definieren, dass sich diese vom Scheitelpunkt der Anströmseite 148 zum Mittelpunkt des Hecks 218 erstreckt. Aufgrund der lediglich geringen Abweichungen des Tragflächenprofils 210 von einer Symmetrie sind diese Definitionen jedoch im Wesentlichen gleichbedeutend.A special feature of the airfoil profile 210 according to the embodiment in 2 is that the airfoil 210 has more of a "clipped" tail 218 . This means that the tail is essentially perpendicular to the profile center line 214, or, with a vanishing angle of attack α, perpendicular to the main flow direction 126. Alternatively to the in 2 The drawn-in definition of the profile center line 214 could also be defined in that it extends from the apex of the inflow side 148 to the center point of the tail 218 . Due to the only small deviations of the airfoil profile 210 from symmetry, however, these definitions are essentially equivalent.

Neben der oben aufgeführten Asymmetrie der Strömung durch den Anstellwinkel α relativ zur Hauptströmungsrichtung 126 wird in dem Ausführungsbeispiel des Tragflächenprofils 210 gemäß 2 eine weitere Asymmetrie dadurch herbeigeführt, dass dieses eine Profilwölbung aufweist. So ist in 2 die so genannte Skelettlinie 220 eingezeichnet, welche geometrisch dadurch erhalten wird, dass dem Tragflächenprofil 210 Innenkreise 222 eingeschrieben werden. Die Gesamtheit der Mittelpunkte dieser Innenkreise 222 bildet die Skelettlinie 220. Eine Profilwölbung bedeutet, dass diese Skelettlinie 220, welche bei per-fekt symmetrischem Tragflächenprofil 210 auf der Profilmittellinie 214 zu liegen käme, nunmehr von dieser Profilmittellinie 214 abweicht. Die maximale Abweichung f der Skelettlinie 220 von der Profilmittellinie 214 wird als Profilwölbung bezeichnet. Häufig wird diese auf die Gesamtlänge L des Tragflächenprofils 210 bezogen und in Prozent angegeben. Dabei kann die Gesamtlänge L, wie in 2 eingezeichnet, vom Scheitelpunkt der Anströmseite 148 bis zur fiktiven Hinterkante 216 gemessen werden, oder es kann (wie bei den obigen Zahlenangaben der bevorzugten Profilwölbung) ein Bezug auf die Länge L' genommen werden, welche zwischen dem Scheitpunkt der Anströmseite 148 und dem Heck 218 gemessen wird. Somit ergibt sich als Profilwölbung in Prozent das Verhältnis f/L'. Vorzugsweise liegt die Profilwölbung für einen optimalen Betrieb des Steckfühlers 110 im Bereich zwischen 0 und 10 %, vorzugsweise zwischen 2 % und 7 % und besonders bevorzugt bei ca. 5 %. Durch die Profilwölbung wird eine zusätzliche Asymmetrie herbeigeführt, welche die Verdichtungen der Strömungslinien 212 oberhalb des Tragflächenprofils 210 noch verstärkt und somit den beschriebenen Effekt der Erhöhung der Geschwindigkeit in diesem Bereich.In addition to the above-mentioned asymmetry of the flow due to the angle of attack α relative to the main flow direction 126, in the exemplary embodiment of the airfoil profile 210 according to FIG 2 another asymmetry brought about by the fact that this has a profile curvature. So is in 2 the so-called skeleton line 220 is drawn in, which is obtained geometrically in that inner circles 222 are inscribed in the airfoil profile 210 . The entirety of the center points of these inner circles 222 forms the mean line 220. A profile curvature means that this mean line 220, which would lie on the profile center line 214 in the case of a perfectly symmetrical airfoil profile 210, now deviates from this profile center line 214. The maximum deviation f of the mean line 220 from the profile center line 214 is referred to as profile camber. This is often related to the total length L of the airfoil profile 210 and given as a percentage. The total length L, as in 2 drawn in, can be measured from the apex of the upstream side 148 to the notional trailing edge 216, or (as with the above figures for the preferred profile camber) a reference can be made to the length L', which is measured between the apex of the upstream side 148 and the tail 218 becomes. This results in the ratio f/L' as a percentage of profile camber. For optimum operation of the plug-in sensor 110, the profile curvature is preferably in the range between 0 and 10%, preferably between 2% and 7% and particularly preferably around 5%. The curvature of the profile brings about an additional asymmetry, which further intensifies the compression of the flow lines 212 above the airfoil profile 210 and thus the described effect of increasing the speed in this area.

Der Verlauf der Strömungslinien 212 in 2 ist idealisiert dargestellt und ist bei üblichen Tragflächenprofilen 210 in dieser Weise in der Regel nicht zu finden. Tatsächlich tritt in der Regel an jeweils einem oder mehreren Ablösepunkten auf der Oberseite und zum Teil auch auf der Unterseite des Tragflächenprofils 210 eine Strömungsablösung auf. Dabei lösen sich in der Regel eine oder mehrere Grenzschichten, welche bis dahin das Tragflächenprofil 210 umgeben haben, von diesem ab und bilden eine oder mehrere Ablösungszonen. Diese Ablösepunkte 224 und die abgelösten Grenzschichten 226 sind in 2 symbolisch angedeutet, wobei ebenfalls angedeutet ist, dass bei angestelltem Tragflächenprofil 210 der obere Ablösepunkt 224 in der Regel weiter anströmseitig gelegen ist als der untere Ablösepunkt 224. Anstelle eines wohldefinierten Ablösepunktes 224, welcher ohnehin keinen Punkt, sondern eine Linie senkrecht zur Zeichenebene darstellt, können unter den Ablösepunkten 224 auch Bereiche mit einer endlichen Ausdehnung verstanden werden.The course of the flow lines 212 in 2 is represented in an idealized manner and is generally not found in this way in conventional airfoil profiles 210 . In fact, a flow separation usually occurs at one or more separation points on the upper side and in some cases also on the lower side of the airfoil profile 210 . As a rule, one or more boundary layers, which until then had surrounded the airfoil profile 210, detach from it and form one or more detachment zones. These detachment points 224 and the detached boundary layers 226 are in 2 indicated symbolically, it also being indicated that when the airfoil profile 210 is engaged, the upper separation point 224 is generally located further on the inflow side than the lower separation point 224. Instead of a well-defined separation point 224, which in any case does not represent a point but a line perpendicular to the plane of the drawing, under the detachment points 224 too Areas with a finite extent are understood.

In den 3A, 3B und 4A, 4B sind zwei Ausführungsbeispiele von Steckerteilen 116 eines Steckfühlers 110 dargestellt, welcher jeweils ein Tragflächenprofil 210 als Querschnitt hat. Dabei zeigen jeweils die 3A beziehungsweise 4A im unteren Bereich den Verlauf des Tragflächenprofils 210 und im oberen Bereich jeweils ein Druckprofil auf beiden Seiten des Tragflächenprofils 210 als Funktion der Ortskoordinate x in Hauptströmungsrichtung 126. In den 3B beziehungsweise 4B sind jeweils die zugehörigen Steckfühler 110 in perspektivischer Darstellung gezeigt.In the 3A , 3B and 4A , 4B two exemplary embodiments of plug parts 116 of a plug-in sensor 110 are shown, each of which has an airfoil profile 210 as a cross section. Each shows the 3A or 4A in the lower area the course of the airfoil profile 210 and in the upper area a pressure profile on both sides of the airfoil profile 210 as a function of the spatial coordinate x in the main flow direction 126 3B and 4B respectively, the associated plug-in sensors 110 are shown in perspective.

Die beiden Ausführungsbeispiele (Ausführungsbeispiel 1 in den 3A und 3B und Ausführungsbeispiel 2 in den 4A und 4B) setzen dabei unterschiedliche Konzepte der Gestaltung des Tragflächenprofils 210 ein. Bei beiden Konzepten lassen sich, wie unten näher ausgeführt, Strömungsleitelemente mit Erfolg einsetzen, wobei sich allerdings die optimalen Formen und Ausführungsformen dieser Strömungsleitelemente unterscheiden.The two embodiments (embodiment 1 in the 3A and 3B and embodiment 2 in FIGS 4A and 4B ) use different concepts for the design of the airfoil profile 210. As explained in more detail below, flow-guiding elements can be used successfully in both concepts, although the optimum shapes and embodiments of these flow-guiding elements differ.

In den 3A und 3B ist ein Ausführungsbeispiel eines Tragflächenprofils 210 dargestellt, welches auf der Niederdruckseite 230 (Saugseite) einen charakteristischen Drucksprung und ein nachfolgendes Ablösegebiet 310 aufweist. Dies lässt sich insbesondere in der Darstellung des Druckprofils 312 im oberen Teil der 3A erkennen. Dargestellt sind jeweils das Druckprofil 314 auf der Niederdruckseite 230 und das Druckprofil 316 auf der Hochdruckseite 228 des Tragflächenprofils 210, jeweils als Ergebnis einer Simulationsrechnung. Dabei ist der so genannte Druckbeiwert c_p aufgetragen, also das dimensionslose Verhältnis zwischen dem Druck und dem Staudruck, als Funktion der Position x entlang der Profilmittellinie 214 (welche in diesen Figuren nicht dargestellt ist). Dabei ist zu beachten, dass in den 3A und 4A die Achse des Druckbeiwerts c_p hier invertiert ist, so dass nach oben hin negative Werte aufgetragen sind.In the 3A and 3B an exemplary embodiment of an airfoil profile 210 is shown, which has a characteristic pressure jump and a subsequent separation area 310 on the low-pressure side 230 (suction side). This can be seen in particular in the representation of the pressure profile 312 in the upper part of the 3A recognize. The pressure profile 314 on the low-pressure side 230 and the pressure profile 316 on the high-pressure side 228 of the airfoil profile 210 are shown, each as the result of a simulation calculation. The so-called pressure coefficient c _p is plotted here, ie the dimensionless ratio between the pressure and the dynamic pressure, as a function of the position x along the profile center line 214 (which is not shown in these figures). It should be noted that in the 3A and 4A the axis of the pressure coefficient c _p is inverted here, so that negative values are plotted towards the top.

Wie sich aus den Auftragungen der Druckbeiwerte erkennen lässt, weist das Druckprofil 316 auf der Hochdruckseite 228 einen gleichförmigen Verlauf auf, während das Druckprofil 316 auf der Niederdruckseite 230 einen Drucksprung 318 aufweist. Im Bereich dieses Drucksprungs 318 tritt ein ausgeprägtes Maximum des Druckprofils 316 (also tatsächlich ein Druckminimum) auf. Dieses Maximum lässt sich durch geeignete Gestaltung des Tragflächenprofils 210 mit einem Ablöseelement 320 erreichen. Dieses Ablöseelement 320 ist dabei im Ausführungsbeispiel gemäß 3A derart ausgestaltet, dass das Tragflächenprofil 210 in diesem Bereich einen stetigen Übergang von einer positiven Steigung zu einer negativen Steigung aufweist. Alternativ könnten als Ablöseelemente 224 auch Knicke oder Stufen oder ähnliche Profile verwendet werden.As can be seen from the plots of the pressure coefficients, the pressure profile 316 on the high-pressure side 228 has a uniform progression, while the pressure profile 316 on the low-pressure side 230 has a pressure jump 318 . A pronounced maximum of the pressure profile 316 (ie actually a pressure minimum) occurs in the area of this pressure jump 318 . This maximum can be achieved by suitably designing the airfoil profile 210 with a detachment element 320 . This release element 320 is in accordance with the embodiment 3A designed in such a way that the airfoil profile 210 has a continuous transition from a positive slope to a negative slope in this area. Alternatively, kinks or steps or similar profiles could also be used as detachment elements 224 .

Dieser Drucksprung 318 ist bei ungefähr 60 % der Sensortiefe (vergleiche die Größe L' in 2) angeordnet. Dementsprechend schließt sich an den Drucksprung 318 beziehungsweise das Ablöseelement 320 das lokale Ablösegebiet 310 in Strömungsrichtung an.This pressure jump 318 is at about 60% of the sensor depth (compare the quantity L' in 2 ) arranged. Accordingly, the pressure jump 318 or the detachment element 320 is followed by the local detachment region 310 in the direction of flow.

Derartige Ablösegebiete 310 sind prinzipiell instabil und reagieren in der Regel sehr empfindlich auf Änderungen der Zuströmung des strömenden fluiden Mediums, insbesondere auf einen Wechsel von laminarer Strömung hin zu einer turbulenten Strömung.Such detachment areas 310 are in principle unstable and generally react very sensitively to changes in the inflow of the flowing fluid medium, in particular to a change from laminar flow to turbulent flow.

In 3B ist in perspektivischer Darstellung das Steckerteil 116 des Steckfühlers 110 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt. Dabei ist die Niederdruckseite 230 des Steckerteils 116 zu erkennen. In diesem Ausführungsbeispiel sind der Bypassauslass 138 und der Hauptstromauslass 132 auf der Niederdruckseite 230 des Steckerteils 116 angeordnet, und zwar derart, dass der Bypassauslass 138 unmittelbar vor dem Ablösepunkt 224 angeordnet ist, und der Hauptstromauslass 132 unmittelbar auf beziehungsweise kurz hinter dem Ablösepunkt 224. Die Einlassöffnung 128 weist der Hauptströmungsrichtung 126 entgegen. In der Anströmseite 148, welche (siehe 3A unten) abgerundet ausgebildet ist, sind Strömungsrillen 322 vorgesehen, welche das anströmende Medium in seiner Strömung stabilisieren sollen.In 3B is a perspective view of the connector part 116 of the plug-in sensor 110 according to the first embodiment. The low-pressure side 230 of the plug part 116 can be seen here. In this exemplary embodiment, the bypass outlet 138 and the main flow outlet 132 are arranged on the low-pressure side 230 of the plug part 116 in such a way that the bypass outlet 138 is arranged immediately before the detachment point 224, and the main flow outlet 132 is arranged immediately on or just behind the detachment point 224. The Inlet opening 128 faces the main direction of flow 126 . In the inflow side 148, which (see 3A below) is rounded, flow grooves 322 are provided, which are intended to stabilize the flow of the inflowing medium.

Weiterhin ist in dem Ausführungsbeispiel gemäß 3B der Einsatz von Strömungsleitelementen 324 aufgezeigt, welche in diesem Beispiel lediglich auf der Niederdruckseite 230 angeordnet sind. Die Strömungsleitelemente sind dabei als Strömungsleitbleche 326 ausgestaltet, also als ebene Elemente, welche senkrecht aus der Oberfläche des Tragflächenprofils 210 auf der Niederdruckseite 230 hervorstehen und welche im Wesentlichen parallel zur Hauptströmungsrichtung 126 angeordnet sind.Furthermore, in the embodiment according to 3B the use of flow guide elements 324 is shown, which in this example is only arranged on the low-pressure side 230. The flow guide elements are in the form of flow guide plates 326 , ie as flat elements which protrude perpendicularly from the surface of the airfoil profile 210 on the low-pressure side 230 and which are arranged essentially parallel to the main flow direction 126 .

Ziel des Einsatzes der Strömungsleitbleche 326 ist es, die beschriebene Empfindlichkeit der Ablösegebiete 310, insbesondere auf Änderungen der Zuströmung, zu reduzieren. Zu diesem Zweck sind die Strömungsleitbleche 226 in dem Ausführungsbeispiel in 3B vergleichsweise weit „hinter“ (d. h. stromabwärts bezüglich der Hauptströmungsrichtung 126) angeordnet, um einen unbeabsichtigten Umschlag von laminarer in turbulente Strömung und damit ein mögliches Verschwinden des Ablösegebietes 310 zu vermeiden. Dementsprechend sind die Leitbleche 326 in diesem Ausführungsbeispiel derart ausgestaltet, dass deren stromaufwärts gelegene Kante bei circa 75 % der Sensortiefe L' angeordnet ist (in 3B symbolisch durch den Pfeil 328 dargestellt), wohingegen, wie oben beschrieben, die Ablösepunkte 324 bei circa 60 % der Sensortiefe L' angeordnet sind (in 3B symbolisch durch den Pfeil 330 bezeichnet).The aim of using the flow guide plates 326 is to reduce the described sensitivity of the detachment areas 310, in particular to changes in the inflow. For this purpose, the flow baffles 226 in the embodiment in 3B arranged comparatively far “behind” (ie downstream with respect to the main flow direction 126) in order to prevent an unintended transition from laminar to turbulent flow and thus avoid a possible disappearance of the detachment region 310. Accordingly, in this exemplary embodiment, the baffles 326 are configured such that their upstream edge is located at approximately 75% of the sensor depth L' (in 3B symbolically represented by arrow 328), whereas, as described above, the separation points 324 are located at approximately 60% of the sensor depth L' (in 3B symbolically indicated by the arrow 330).

Auch die Höhe H der Strömungsleitbleche 326 kann optimiert werden, um eine optimale Stabilisierung der Strömung zu erreichen. Im Ausführungsbeispiel gemäß den 3A und 3B, in welchem ein Tragflächenprofil 210 mit einem Drucksprung 318 verwendet wird, hat sich eine Höhe von 3 bis 5 mm und/oder, bezogen auf die Sensortiefe L', von 3% bis 20% (insbesondere 7%-15%), als optimal erwiesen, um das Ablösegebiet 310 vollständig abzudecken.The height H of the flow guide plates 326 can also be optimized in order to achieve optimal stabilization of the flow. In the embodiment according to 3A and 3B , in which an airfoil profile 210 with a pressure jump 318 is used, a height of 3 to 5 mm and/or, based on the sensor depth L', of 3% to 20% (in particular 7%-15%) has proven to be optimal proved to completely cover the detachment region 310.

Dabei sind, wie in 3B zu erkennen, in diesem Ausführungsbeispiel drei Strömungsleitbleche 326 verwendet. Diese modulieren das Ablösegebiet 310 senkrecht zur Hauptströmungsrichtung 126, entlang der Längserstreckung des Steckerteils 116, welche in 2B mit 332 bezeichnet ist. Dadurch wird das Ablösegebiet 310 in mehrere kleine Ablösegebiete 310 unterteilt, welche jeweils für sich stabiler und störungsunempfindlicher sind. Der optimale Abstand der Strömungsleitbleche 326 quer zur Hauptströmungsrichtung 126 beträgt dabei zwischen 5 und 20 mm und kann jeweils durch vergleichsweise einfache Simulationsrechnungen oder empirisch ermittelt werden. Besonders vorteilhaft sind dabei inkommensurable Abstände (in 3B d₁, d₂) der einzelnen Leitbleche 326 zueinander. Dies bedeutet, dass die einzelnen Abstände d₁, d₂ (beziehungsweise weitere Abstände bei Verwendung zusätzlicher Leitbleche 326) und somit die Breite der Ablösegebiete 310 keine ganzzahligen Vielfachen bilden. In anderen Worten sollten sich d₁, d₂ nicht ohne Rest durch dieselbe ganze Zahl teilen lassen. Dadurch lassen sich, wie oben beschrieben, Resonanzen zwischen den einzelnen Ablösegebieten 310 vermeiden.There are, as in 3B to recognize three flow baffles 326 used in this embodiment. These modulate the detachment region 310 perpendicular to the main flow direction 126, along the longitudinal extent of the plug part 116, which in 2 B is denoted by 332. As a result, the detachment area 310 is subdivided into a number of small detachment areas 310, which are each more stable and less sensitive to interference. The optimal distance between the flow guide plates 326 transversely to the main flow direction 126 is between 5 and 20 mm and can be determined in each case by comparatively simple simulation calculations or empirically. Incommensurable distances (in 3B d ₁ , d ₂ ) of the individual guide plates 326 to one another. This means that the individual distances d ₁ , d ₂ (or further distances when using additional guide plates 326) and thus the width of the detachment areas 310 do not form integer multiples. In other words, d ₁ , d ₂ should not be divisible by the same integer without a remainder. As described above, this makes it possible to avoid resonances between the individual detachment regions 310 .

In den 4A und 4B ist, in analoger Darstellung zu den 3A beziehungsweise 3B, ein zweites Ausführungsbeispiel eines Steckfühlers 110 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Tragflächenprofil 210 derart gestaltet, dass auf der Niederdruckseite 230 kein Ablösegebiet 310 des strömenden Mediums auftritt. Dies wird dadurch erreicht, dass das Tragflächenprofil 210 „sanfter“ gestaltet ist und kein Ablöseelement 224 aufweist, welches einen plötzlichen Drucksprung 318 im Druckprofil 316 auf der Niederdruckseite 230 bewirkt. Stattdessen erfolgt ein sanfter Druckanstieg ab einem Minimum 410 (bei der Darstellung im oberen Teil gemäß 4A also einem Maximum) hin zur Hinterkante 216 des Tragflächenprofils 210. Ziel dieser Anordnung ist es, die Strömungsgrenzschicht bis hin zur Hinterkante 216 an der Oberfläche des Tragflächenprofils 210 anliegen zu lassen. Dieses Ziel ist bei kleinen Reynolds-Zahlen Re (d.h. bei Reynolds-Zahlen, welche, bezogen auf die Profiltiefe, näherungsweise ≤ 100.000 sind) in der Regel nur durch Einsatz zusätzlicher Turbulatoren 412 erreichbar. Diese Turbulatoren 412 sind dabei im Ausführungsbeispiel gemäß den 4A und 4B als keilförmige Elemente auf der Oberfläche der Niederdruckseite 230 ausgebildet, welche jeweils eine der Hauptströmungsrichtung 126 entgegenweisende spitze Kante aufweisen. Diese Turbulatoren 412 bewirken eine turbulente Grenzschicht, welche eine ausreichende Haftung auf der Oberfläche des Tragflächenprofils 210 bewirkt.In the 4A and 4B is, in analogous representation to the 3A and 3B, respectively, a second exemplary embodiment of a plug-in sensor 110 is shown. In this exemplary embodiment, the airfoil profile 210 is designed in such a way that no separation area 310 of the flowing medium occurs on the low-pressure side 230 . This is achieved in that the airfoil profile 210 is designed to be “softer” and does not have a detachment element 224 which causes a sudden pressure jump 318 in the pressure profile 316 on the low-pressure side 230 . Instead, there is a gentle increase in pressure from a minimum 410 (in the illustration in the upper part according to 4A ie a maximum) towards the trailing edge 216 of the airfoil profile 210. The aim of this arrangement is to allow the flow boundary layer to lie against the surface of the airfoil profile 210 up to the trailing edge 216. In the case of small Reynolds numbers Re (ie in the case of Reynolds numbers which, based on the profile depth, are approximately ≦100,000), this goal can generally only be achieved by using additional turbulators 412 . These turbulators 412 are in the exemplary embodiment according to FIG 4A and 4B designed as wedge-shaped elements on the surface of the low-pressure side 230, each of which has a pointed edge pointing away from the main flow direction 126. These turbulators 412 bring about a turbulent boundary layer, which causes sufficient adhesion to the surface of the airfoil profile 210 .

Wiederum werden im Ausführungsbeispiel gemäß den 4A und 4B Strömungsleitelemente 324 in Form von Strömungsleitblechen 226 eingesetzt, welche bewirken, dass die Strömung an der Oberfläche des Tragflächenprofils 210 früher und stärker turbulent wird und dass destabilisierende Querströmungen senkrecht zur Hauptströmungsrichtung 126 vermieden werden. Dementsprechend weisen jedoch bei der Ausgestaltung in den 4A und 4B die Strömungsleitbleche 326 eine andere Gestalt auf als bei dem Ausführungsbeispiel mit Drucksprung 318 gemäß den 3A und 3B. So weisen diese Strömungsleitbleche eine Höhe H (bei der senkrechten Draufsicht in 4B nicht zu erkennen) senkrecht zur Oberfläche des Tragflächenprofils 210 auf, welche niedriger ist als die Höhe H gemäß dem Ausführungsbeispiel in den 3A und 3B. Eine optimale Höhe H liegt dabei zwischen 2 und 4 mm. Weiterhin müssen sich die Strömungsleitbleche 326 bei der Ausgestaltung ohne Drucksprung weiter stromaufwärts, von der Hinterkante 216 entgegen der Hauptströmungsrichtung 126 erstrecken, um schon vor Beginn des Druckanstiegs (d. h. nach dem Druckmaximum 410 in 4A) für turbulente Bedingungen zu sorgen. Dementsprechend erstrecken sich die Strömungsleitbleche 326 in dem Beispiel gemäß 4B näherungsweise bis hin zum Druckmaximum 410, d. h. ungefähr bis zu einer Tiefe von 60 bis 65 % der gesamten Sensortiefe L' (vergleiche die Darstellung in 3B). Bezüglich der Beabstandung der Leitbleche 326 und der Anordnung der Auslassöffnungen 132, 138 gilt das bezüglich den 3A und 3B Gesagte analog.Again, in the embodiment according to the 4A and 4B Flow guide elements 324 used in the form of flow guide plates 226, which cause the flow on the surface of the airfoil profile 210 is earlier and more turbulent and that destabilizing cross flows perpendicular to the main flow direction 126 are avoided. Accordingly, however, in the design in the 4A and 4B the flow guide plates 326 have a different shape than in the exemplary embodiment with a pressure jump 318 according to FIGS 3A and 3B . These baffles have a height H (in the vertical plan view in 4B not visible) perpendicular to the surface of the airfoil profile 210, which is lower than the height H according to the embodiment in FIGS 3A and 3B . An optimal height H is between 2 and 4 mm. Furthermore, in the configuration without a pressure jump, the flow baffles 326 must extend further upstream, from the trailing edge 216 in the opposite direction to the main flow direction 126, in order to be 4A ) to ensure turbulent conditions. Accordingly, the flow baffles 326 extend in the example of FIG 4B approximately up to the pressure maximum 410, i.e. approximately down to a depth of 60 to 65% of the total sensor depth L' (compare the illustration in 3B ). With regard to the spacing of the baffles 326 and the arrangement of the outlet openings 132, 138 applies with respect to 3A and 3B Said analogue.

Claims

Plug-in sensor (110) for determining at least one parameter of a fluid medium flowing in a main flow direction (126), in particular one flowing through a flow tube Intake air mass of an internal combustion engine, with a plug part (116) that can be introduced into the flowing fluid medium in a predetermined orientation to the main flow direction (126), wherein in the plug part (116) there is at least one flow channel (124) with at least one sensor (144) for determining the at least one parameters is recorded, the plug part (116) having on at least one side a flow guide element (324) aligned essentially parallel to the main flow direction (126), the plug part (116) at least partially having an airfoil profile (210) with a high-pressure side (228) and a low-pressure side (230), wherein when the plug part (116) is introduced into the flowing fluid medium, an asymmetrical flow profile of the fluid medium is established with a higher pressure on the high-pressure side (228) than on the low-pressure side (230), the airfoil profile (210 ) when the plug part (116) is introduced into the flowing fluid medium, it is tilted by an angle of attack a to the main flow direction (126) of between 0° and 7°, with the at least one flow guide element (324) being at least one essentially perpendicular to the surface of the plug part (116 ) extending flow guide plate (326) with a height between 3% and 20% of a sensor depth L', and wherein at least one additional turbulator (412) is arranged on at least one surface of the plug-in sensor (110), which is designed to form a turbulent boundary layer to create.

Plug-in sensor (110) according to the preceding claim, characterized in that the at least one flow guide element (324) is arranged on the low-pressure side (230).

Plug-in sensor (110) according to one of the two preceding claims, characterized in that the airfoil profile (210) when the plug part (116) is introduced into the flowing fluid medium has an angle of incidence a to the main flow direction (126) of between 2° and 5° and particularly preferably at 4°.

Plug-in sensor (110) according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the airfoil profile (210) has a profile curvature between 0% and 10%, preferably between 2% and 7% and particularly preferably at 5%.

Plug-in sensor (110) according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the airfoil profile (210) is designed such that when the plug part (116) is introduced into the flowing fluid medium, in at least one detachment point (224) on at least one side of the airfoil profile (210), preferably on the low-pressure side (230) , an at least local pressure minimum (318) and/or a point with a very high pressure gradient occurs in the flow of the fluid medium, the at least one flow guide element (324) being arranged at least in an area downstream of the at least one separation point (224).

Plug-in sensor (110) according to the preceding claim, characterized in that the airfoil profile (210) has at least one detachment element (320) to stabilize the at least one detachment point (224) on at least one side, preferably on the low-pressure side (230), the at least one detachment element (320) is designed to bring about the at least local pressure minimum (318) and/or a point with vanishing gradient of the pressure profile (312) when the plug part (116) is introduced into the flowing fluid medium.

Plug-in sensor (110) according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that at least one outlet opening (132, 138) of the at least one flow channel (124) is arranged on the low-pressure side (230) of the plug part (116).

Plug-in sensor (110) according to claim 1 , characterized in that the at least one flow guide plate (326) has a height between 1 mm and 8 mm, preferably between 2 mm and 5 mm.

Plug-in sensor (110) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one additional turbulator (412) is designed as a toothed turbulator.

Plug-in sensor (110) according to the preceding claim, characterized in that the at least one turbulator (412) is arranged upstream of the at least one flow guide element (324).

Plug-in sensor (110) according to one of the preceding claims, characterized in that at least three flow guide elements (324) are provided on one side of the plug-in sensor (110), which are each arranged at incommensurable distances from one another, preferably essentially parallel to one another, preferably in one Distance between 3 mm and 50 mm, particularly preferably between 5 mm and 20 mm.