DE102011017777A1 - Sensor device for detecting a parameter of a fluid medium - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Sensorvorrichtung (110) zur Erfassung mindestens eines Parameters eines durch ein Strömungsrohr (114) strömenden fluiden Mediums vorgeschlagen. Die Sensorvorrichtung (110) umfasst mindestens ein Gehäuse (120) und mindestens ein in dem Gehäuse (120) aufgenommenes Sensorelement (158) zur Erfassung des Parameters. Das Gehäuse (120) ist mit dem Strömungsrohr (114) verbindbar. Das Gehäuse (120) weist mindestens ein Außengehäuse (128) und mindestens ein von dem Außengehäuse (128) zumindest teilweise umschlossenes Innengehäuse (130) auf. Zwischen dem Außengehäuse (128) und den Innengehäuse (130) ist mindestens ein Ringspalt (132) ausgebildet ist, der das Innengehäuse (130) zumindest teilweise umschließt Das Gehäuse (120) ist derart ausgebildet, dass das fluide Medium in den Ringspalt (132) einströmen kann, um zu dem Sensorelement (158) zu gelangen und anschließend durch das Innengehäuse (130) zurück in das Strömungsrohr (114) zu strömen. Das fluide Medium kann nach Eintritt in den Ringspalt (132) in einer axialen Richtung eine erste Laufstrecke (136) zurücklegen. Weiterhin ist in dem Ringspalt (132) mindestens ein Drallapparat (146) aufgenommen. Das fluide Medium erreicht nach Durchlaufen der ersten Laufstrecke (136) den Drallapparat (146). Der Drallapparat (146) ist eingerichtet, um dem fluiden Medium nach Durchlaufen des Drallapparats (146) einen Drehimpuls in dem Ringspalt (132) aufzuprägen.A sensor device (110) for detecting at least one parameter of a fluid medium flowing through a flow tube (114) is proposed. The sensor device (110) comprises at least one housing (120) and at least one sensor element (158) accommodated in the housing (120) for detecting the parameter. The housing (120) can be connected to the flow tube (114). The housing (120) has at least one outer housing (128) and at least one inner housing (130) at least partially enclosed by the outer housing (128). At least one annular gap (132) is formed between the outer housing (128) and the inner housing (130), which at least partially surrounds the inner housing (130). The housing (120) is designed such that the fluid medium in the annular gap (132) can flow in to reach the sensor element (158) and then flow back through the inner housing (130) into the flow tube (114). After entering the annular gap (132), the fluid medium can cover a first running distance (136) in an axial direction. Furthermore, at least one swirl device (146) is accommodated in the annular gap (132). After passing through the first running section (136), the fluid medium reaches the swirl apparatus (146). The swirl apparatus (146) is set up to impart an angular momentum in the annular gap (132) to the fluid medium after it has passed through the swirl apparatus (146).

Description

Stand der TechnikState of the art

Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Sensorvorrichtungen zur Erfassung eines oder mehrerer Parameter eines strömenden fluiden Mediums bekannt. Bei dem strömenden fluiden Medium kann es sich beispielsweise um ein Gas oder eine Flüssigkeit handeln. Die Erfindung wird im Folgenden insbesondere unter Bezugnahme auf Abgase von Verbrennungskraftmaschinen beschrieben, beispielsweise im Abgasstrang eines Kraftfahrzeugs. Auch andere Anwendungen sind jedoch grundsätzlich möglich. Bei dem mindestens einen zu erfassenden Parameter kann es sich beispielsweise um einen physikalischen und/oder chemischen Parameter handeln. Beispielsweise kann es sich um einen Strömungsparameter handeln, beispielsweise eine Strömungsgeschwindigkeit, einen Massenstrom oder einen Volumenstrom des fluiden Mediums. Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn der mindestens eine zu erfassende Parameter mindestens einen Anteil, also beispielsweise einen Prozentsatz und/oder einen Partialdruck, mindestens einer Komponente des fluiden Mediums, beispielsweise mindestens einer Gaskomponente, beinhaltet oder ist. Beispielsweise kann es sich bei dieser mindestens einen Komponente, welche qualitativ und/oder quantitativ erfasst werden kann, um Sauerstoff und/oder Stickstoff und/oder Stickoxide und/oder mindestens einen Kohlenwasserstoff handeln. Allgemein kann der mindestens eine Parameter, welcher erfasst wird, beispielsweise ein Anteil mindestens einer Gaskomponente sein. Beispiele derartiger Sensorvorrichtungen, mittels derer ein Anteil mindestens einer Gaskomponente in einem Gas erfasst werden kann, insbesondere einem Abgas, sind sogenannte Lambda-Sonden, also allgemein Sensorelemente, welche auf der Verwendung mindestens eines Festelektrolytmaterials, vorzugsweise mindestens eines keramischen Festelektrolytmaterials, basieren und wie sie beispielsweise in Robert Bosch GmbH: Sensoren im Kraftfahrzeug, Ausgabe 2007, Seiten 154–159 beschrieben werden. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung jedoch auch auf eine Vielzahl anderer Arten von zu erfassenden Parameter und/oder anderen Arten von Sensorvorrichtungen einsetzbar.A variety of sensor devices for detecting one or more parameters of a flowing fluid medium are known in the prior art. The flowing fluid medium may be, for example, a gas or a liquid. The invention will be described below in particular with reference to exhaust gases of internal combustion engines, for example in the exhaust system of a motor vehicle. However, other applications are possible in principle. The at least one parameter to be detected may be, for example, a physical and / or chemical parameter. For example, it can be a flow parameter, for example a flow velocity, a mass flow or a volume flow of the fluid medium. However, it is particularly preferred if the at least one parameter to be detected contains or is at least one component, that is to say for example a percentage and / or a partial pressure, of at least one component of the fluid medium, for example at least one gas component. For example, this at least one component, which can be detected qualitatively and / or quantitatively, can be oxygen and / or nitrogen and / or nitrogen oxides and / or at least one hydrocarbon. In general, the at least one parameter that is detected can be, for example, a component of at least one gas component. Examples of such sensor devices, by means of which a proportion of at least one gas component in a gas can be detected, in particular an exhaust gas, are so-called lambda probes, ie generally sensor elements which are based on the use of at least one solid electrolyte material, preferably at least one ceramic solid electrolyte material, and as they are for example in Robert Bosch GmbH: Sensors in the motor vehicle, issue 2007, pages 154-159 to be discribed. In addition, however, the present invention is applicable to a variety of other types of parameters to be detected and / or other types of sensor devices.

Viele Sensorvorrichtungen weisen mindestens ein Sensorelement auf, welches in einem Gehäuse angeordnet ist, welches wiederum ganz oder teilweise in ein Strömungsrohr des fluiden Mediums eingebracht wird, beispielsweise ein Strömungsrohr in einem Abgastrakt einer Verbrennungskraftmaschine. Als Beispiel derartiger Sensorelemente sind keramische Sensorelemente zu nennen, wie sie beispielsweise in den oben genannten Lambdasonden eingesetzt werden, oder allgemein Sensorelemente, die auf der Verwendung eines oder mehrerer Festelektrolyte, wie beispielsweise auf Zirkoniumdioxid basierenden Keramiken, basieren. Alternativ oder zusätzlich sind jedoch eine Vielzahl anderer Arten von Sensorelementen einsetzbar. Beispielsweise sind mittlerweile sogenannte chemische Feldeffekttransistoren einsetzbar, die auch als ChemFETs bezeichnet werden. Bei derartigen ChemFETs werden ein oder mehrere Feldeffekttransistoren, beispielsweise MOSFETs eingesetzt, bei denen mindestens eine Gate-Elektrode durch das fluide Medium beeinflussbar ist, sodass diese Beeinflussung wiederum den Feldeffekt in einem Halbleitermaterial beeinflussen kann. in anderen Worten kann unter einem ChemFET eine Vorrichtung verstanden werden, bei welcher der mindestens eine zu erfassende Parameter des fluiden Mediums aufgrund einer Beeinflussung eines Feldeffekts mindestens eines Feldeffekttransistors erfasst werden kann. Beispielsweise kann die mindestens eine Gateelektrode zu diesem Zweck von dem fluiden Medium mit Ladungen beaufschlagt werden. Die mindestens eine Gateelektrode kann beispielsweise mindestens ein Reagens umfassen, beispielsweise mindestens einen Rezeptor für mindestens eine nachzuweisende Komponente des fluiden Mediums. Auch andere Ausgestaltungen sind grundsätzlich bekannt und im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbar.Many sensor devices have at least one sensor element which is arranged in a housing, which in turn is completely or partially introduced into a flow tube of the fluid medium, for example a flow tube in an exhaust gas tract of an internal combustion engine. As an example of such sensor elements, mention should be made of ceramic sensor elements, as used for example in the abovementioned lambda probes, or in general sensor elements based on the use of one or more solid electrolytes, for example zirconium dioxide-based ceramics. Alternatively or additionally, however, a multiplicity of other types of sensor elements can be used. For example, so-called chemical field effect transistors can now be used, which are also referred to as ChemFETs. In such ChemFETs, one or more field effect transistors, for example MOSFETs are used, in which at least one gate electrode can be influenced by the fluid medium, so that this influencing in turn can influence the field effect in a semiconductor material. in other words, a ChemFET can be understood to mean a device in which the at least one parameter of the fluid medium to be detected can be detected on the basis of influencing a field effect of at least one field-effect transistor. For example, the at least one gate electrode can be charged with charges by the fluid medium for this purpose. The at least one gate electrode may, for example, comprise at least one reagent, for example at least one receptor for at least one component of the fluid medium to be detected. Other embodiments are basically known and can be used in the context of the present invention.

Das Gehäuse der genannten Sensorvorrichtungen mit mindestens einem Sensorelement und einem das Sensorelement ganz oder teilweise aufnehmenden Gehäuse kann beispielsweise als doppelwandiges Schutzrohr ausgestaltet sein. Derartige doppelwandige Schutzrohre sind beispielsweise in DE 199 24 319 A1 oder in DE 103 37 840 A1 beschrieben. Insbesondere bei aktuellen Abgassensoren liegt ein Haupt-Augenmerk dabei in der Regel auf einer Begrenzung eines über das Sensorelement geführten Abgasmassenstroms, insbesondere in Betriebspunkten mit niedrigen Abgastemperaturen, um ein Auskühlen des Sensors unterhalb seiner Betriebstemperatur zu verhindern. Die Begrenzung des Massenstroms wirkt jedoch in der Regel kontraproduktiv zu einer Dynamik-Anforderung, d. h. zu einem möglichst schnellen und vollständigen Austausch des in der Sensorvorrichtung befindlichen Abgases durch Abgas mit neuer, zu messender Zusammensetzung.The housing of said sensor devices having at least one sensor element and a housing which accommodates all or part of the sensor element can be designed, for example, as a double-walled protective tube. Such double-walled protective tubes are for example in DE 199 24 319 A1 or in DE 103 37 840 A1 described. In particular, with current exhaust gas sensors, a main focus is usually on a limitation of a guided over the sensor element exhaust gas mass flow, in particular at operating points with low exhaust gas temperatures to prevent cooling of the sensor below its operating temperature. The limitation of the mass flow, however, is usually counterproductive to a dynamic requirement, ie the fastest possible and complete replacement of the exhaust gas in the sensor device by exhaust gas with a new composition to be measured.

Eine technische Herausforderung besteht somit darin, die dynamischen Eigenschaften von Sensorvorrichtungen, beispielsweise Gassensoren, zu verbessern. Beispielsweise soll in vielen Fallen ein Abgasmassenstrom durch das Gehäuse möglichst groß ausgestaltet werden, dessen Temperatur jedoch beispielsweise unterhalb einer Betriebstemperatur des Sensorelements ausgestaltet werden, sodass beispielsweise eine Temperaturregelung des Sensorelements durch eine integrierte Beheizung, beispielsweise eine interne elektrische Beheizung des Sensorelements, sichergestellt werden kann. Hierzu ist in der Regel eine Kühlung des Abgases erforderlich.A technical challenge is therefore to improve the dynamic properties of sensor devices, such as gas sensors. For example, in many cases, an exhaust gas mass flow through the housing should be made as large as possible, but its temperature be configured, for example below an operating temperature of the sensor element, so that, for example, a temperature control of the sensor element by an integrated heating, such as an internal electric heating of the sensor element can be ensured. For this purpose, a cooling of the exhaust gas is usually required.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es wird dementsprechend eine Sensorvorrichtung zur Erfassung mindestens eines Parameters eines durch ein Strömungsrohr strömenden fluiden Mediums vorgeschlagen. Bezüglich der möglichen Ausgestaltungen des mindestens einen zu erfassenden Parameters, welcher qualitativ und/oder quantitativ erfasst werden kann, kann auf die obige Beschreibung verwiesen werden. Das fluide Medium kann insbesondere mit einer Hauptströmungsrichtung durch das Strömungsrohr strömen. Unter einer Hauptströmungsrichtung wird dabei eine Hauptrichtung eines Massentransports des fluiden Mediums in dem Strömungsrohr verstanden. Lokale Abweichungen von dieser Hauptströmungsrichtung können dabei eventuell vernachlässigbar sein, beispielsweise lokale Verwirbelungen oder Ähnliches. Die Hauptströmungsrichtung kann grundsätzlich auch im Betrieb umkehrbar sein. Das strömende fluide Meidum kann insbesondere ein gasförmiges Medium umfassen, insbesondere ein Abgas einer Verbrennungskraftmaschine.Accordingly, a sensor device is proposed for detecting at least one parameter of a fluid medium flowing through a flow tube. With regard to the possible embodiments of the at least one parameter to be detected, which can be detected qualitatively and / or quantitatively, reference may be made to the above description. In particular, the fluid medium may flow through the flow tube in a main flow direction. In this case, a main direction of flow is understood as meaning a main direction of a mass transport of the fluid medium in the flow tube. Local deviations from this main flow direction may possibly be negligible, such as local turbulence or the like. In principle, the main flow direction can also be reversible during operation. The flowing fluid meidum may in particular comprise a gaseous medium, in particular an exhaust gas of an internal combustion engine.

Die Sensorvorrichtung umfasst mindestens ein Gehäuse und mindestens ein in dem Gehäuse zumindest teilweise aufgenommenes Sensorelement zur Erfassung des mindestens einen Parameters. Unter einem Gehäuse wird dabei allgemein ein Element verstanden, welches mindestens einen Innenraum aufweist, in diesem Fall mindestens einen Innenraum zur Aufnahme des mindestens einen Sensorelements, und welches vorzugsweise eingerichtet ist, um eine Schutzwirkung zumindest gegenüber mechanischen Belastungen zu gewährleisten. Beispielsweise kann das Gehäuse zumindest teilweise aus einem steifen Material hergestellt werden, welches beispielsweise bei einem Fixieren des Gehäuses in dem Strömungsrohr des fluiden Mediums bei üblichen Kräften, beispielsweise bei üblichen Verschraubungskräften, keine Verformung durchläuft. Das Gehäuse kann beispielsweise ganz oder teilweise aus einem metallischen Material und/oder einem Kunststoffmaterial hergestellt sein.The sensor device comprises at least one housing and at least one sensor element at least partially accommodated in the housing for detecting the at least one parameter. Under a housing is generally understood an element having at least one interior, in this case at least one interior for receiving the at least one sensor element, and which is preferably adapted to ensure a protective effect at least against mechanical loads. For example, the housing may be at least partially made of a rigid material, which, for example, in a fixing of the housing in the flow tube of the fluid medium at normal forces, for example, at normal Verschraubungskräften, undergoes no deformation. The housing may for example be wholly or partly made of a metallic material and / or a plastic material.

Unter einem Sensorelement ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Element zu verstehen, welches eingerichtet ist, um den mindestens einen Parameter qualitativ und/oder quantitativ zu erfassen und ein entsprechendes Signal zu generieren. Beispielsweise kann das mindestens eine Sensorelement mindestens einen Sensorchip umfassen. Wie unten noch naher ausgeführt wird, kann das Sensorelement insbesondere mindestens einen ChemFET umfassen, gemäß der obigen Definition. Das Sensorelement kann allgemein beispielsweise mindestens eine Sensoroberfläche umfassen, wobei das Sensorelement derart in dem Gehäuse aufgenommen sein kann, dass die Sensoroberfläche mit dem fluiden Medium beaufschlagbar ist.In the context of the present invention, a sensor element is understood to mean an element which is set up to qualitatively and / or quantitatively detect the at least one parameter and to generate a corresponding signal. For example, the at least one sensor element may comprise at least one sensor chip. As will be explained in more detail below, the sensor element may in particular comprise at least one ChemFET, as defined above. The sensor element may generally comprise, for example, at least one sensor surface, wherein the sensor element may be accommodated in the housing such that the sensor surface can be acted upon by the fluid medium.

Das Gehäuse ist mit dem Strömungsrohr verbindbar. Zu diesem Zweck kann das Strömungsrohr beispielsweise mindestens eine Öffnung aufweisen, wobei das Gehäuse vollständig oder teilweise durch diese Öffnung in das Strömungsrohr hineinragt. Weiterhin kann das Gehäuse in dem Strömungsrohr fixierbar sein, beispielsweise indem das Gehäuse mindestens eine Fixiervorrichtung, beispielsweise mindestens ein Gewinde, aufweist, mittels dessen diese Fixierung erfolgen kann.The housing is connectable to the flow tube. For this purpose, the flow tube may, for example, have at least one opening, wherein the housing projects completely or partially through this opening into the flow tube. Furthermore, the housing can be fixable in the flow tube, for example by the housing having at least one fixing device, for example at least one thread, by means of which this fixation can take place.

Das Gehäuse weist mindestens ein Außengehäuse und mindestens ein von dem Außengehäuse zumindest teilweise umschlossenes Innengehäuse auf. Beispielsweise können das Außengehäuse und/oder das Innengehäuse zumindest teilweise rohrförmig ausgestaltet sein, sodass im Folgenden, ohne Beschränkung möglicher weiterer Ausgestaltungen, bei Bezugnahme auf das Außengehäuse auch von einem Außenrohr gesprochen wird, und bei Bezugnahme auf das Innengehäuse von einem Innenrohr. Das Außengehäuse kann beispielsweise das Innengehäuse ringförmig umschließen. Zwischen dem Außengehäuse und dem Innengehäuse ist mindestens ein Ringspalt ausgebildet, welcher sich um das gesamte Innengehäuse herum oder lediglich um einen Teil dieses Innengehäuses erstreckt, vorzugsweise um mindestens 80% des Innengehäuses. Der Ringspalt umschließt das Innengehäuse zumindest teilweise. Das Gehäuse ist derart ausgebildet, dass das fluide Medium in den Ringspalt einströmen kann, um zu dem Sensorelement zu gelangen und anschließend durch das Innengehäuse zurück in das Strömungsrohr zu strömen. Beispielsweise kann das Innengehäuse mindestens einen Innenraum aufweisen, beispielsweise einen im Wesentlichen zylindrisch ausgestalteten Innenraum, durch welchen das fluide Medium zurück in das Strömungsrohr strömen kann.The housing has at least one outer housing and at least one inner housing at least partially enclosed by the outer housing. For example, the outer housing and / or the inner housing may be at least partially tubular, so that in the following, without limitation of possible further embodiments, when referring to the outer housing is also spoken by an outer tube, and in reference to the inner housing of an inner tube. The outer housing may, for example, enclose the inner housing in an annular manner. At least one annular gap is formed between the outer housing and the inner housing, which extends around the entire inner housing or only around a part of this inner housing, preferably by at least 80% of the inner housing. The annular gap encloses the inner housing at least partially. The housing is designed in such a way that the fluid medium can flow into the annular gap in order to reach the sensor element and subsequently to flow through the inner housing back into the flow tube. For example, the inner housing may have at least one inner space, for example a substantially cylindrically shaped inner space through which the fluid medium can flow back into the flow tube.

Beispielsweise kann das fluide Medium in einer axialen Richtung in den Ringspalt einströmen, zu dem Sensorelement gelangen und anschließend in einer entgegengesetzten axialen Richtung wieder durch das Innengehäuse zurück in das Strömungsrohr strömen. Unter einer axialen Richtung ist dabei allgemein eine Richtung parallel zu einer Achse der Sensorvorrichtung zu verstehen. Beispielsweise kann die Sensorvorrichtung zylindrisch ausgestaltet sein, sodass die Achse beispielsweise eine Rotationsachse des Gehäuses oder eines Teils des Gehäuses sein kann. Beispielsweise kann das Gehäuse derart in dem Strömungsrohr fixierbar sein, dass die Achse im Wesentlichen senkrecht zur Hauptströmungsrichtung ausgerichtet ist, wobei die Hauptströmungsrichtung beispielsweise parallel zu einer Rohrachse des Strömungsrohrs ausgerichtet sein kann. Unter im Wesentlichen senkrecht oder im Wesentlichen parallel ist dabei allgemein im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Abweichung von einer senkrechten Ausrichtung bzw. einer parallelen Ausrichtung zu verstehen, welche nicht mehr als 20° beträgt, vorzugsweise nicht mehr als 10°, insbesondere nicht mehr als 5° und besonders bevorzugt 0°.For example, the fluid medium can flow in an axial direction into the annular gap, get to the sensor element and then flow back in an opposite axial direction through the inner housing back into the flow tube. An axial direction is to be understood as meaning in general a direction parallel to an axis of the sensor device. For example, the sensor device can be configured cylindrically, so that the axis can be, for example, an axis of rotation of the housing or of a part of the housing. For example, the housing may be fixable in the flow tube such that the axis is aligned substantially perpendicular to the main flow direction, wherein the Main flow direction, for example, can be aligned parallel to a tube axis of the flow tube. For the purposes of the present invention, the term "substantially perpendicular or substantially parallel" generally means a deviation from a vertical orientation or a parallel orientation which is not more than 20 °, preferably not more than 10 °, in particular not more than 5 ° and more preferably 0 °.

Bei der Untersuchung der oben beschriebenen Problematik herkömmlicher Gehäuse wurde erkannt, dass es vorteilhaft ist, eine Drallströmung in dem Gehäuse der Sensorvorrichtung, beispielsweise des Abgassensors, zu erzeugen. Unter einer Drallströmung kann dabei eine Strömung verstanden werden, bei welcher der Ringspalt nicht ausschließlich in einer axialen Richtung durchströmt wird, sondern bei welchem das den Ringspalt durchströmende Gas einen Drehimpuls zu einer Achse der Sensorvorrichtung und/oder des Gehäuses aufweist. Durch diese Drallströmung kann ein Wärmeübergang an eine Gehäusewand, beispielsweise eine Gehäusewand des Innengehäuses und/oder des Außengehäuses, insbesondere eine dem Ringspalt zuweisende Gehäusewand, intensiviert werden und hierdurch beispielsweise eine Temperatur des fluiden Mediums, beispielsweise eine Gastemperatur, gesenkt werden. Beispielsweise kann durch die Drallströmung ein Wärmeübertrag an das Gehäuse und/oder die Gehäusewand um mindestens 10% erhöht werden, insbesondere um mindestens 20% oder sogar um mindestens 30%. Der Wärmeübetrag kann beispielsweise durch Erfassung einer Temperatur des Gehäuses und/oder deren zeitlicher Entwicklung bestimmt werden, beispielsweise unter Kenntnis von Materialeigenschaften des Gehäuses und/oder des fluiden Mediums, beispielsweise der Luft und/oder des Abgases. Gleichzeitig kann mindestens eine Drosselstelle in einem Strömungspfad einer Durchströmung des Gehäuses eingeführt werden, beispielsweise in dem Ringspalt, wobei das Vorsehen mindestens einer Drosselstelle eine Drosselwirkung auf das fluide Medium ausübt, welche wiederum zu einer Vergleichmäßigung der Strömung führen kann.In studying the problem of conventional housings described above, it has been found that it is advantageous to generate a swirl flow in the housing of the sensor device, for example the exhaust gas sensor. Under a swirl flow can be understood a flow in which the annular gap is not traversed exclusively in an axial direction, but in which the gas flowing through the annular gap has an angular momentum to an axis of the sensor device and / or the housing. Through this swirling flow, a heat transfer to a housing wall, for example a housing wall of the inner housing and / or the outer housing, in particular a housing wall facing the annular gap, can be intensified and, for example, a temperature of the fluid medium, for example a gas temperature, can be lowered. For example, by the swirl flow, a heat transfer to the housing and / or the housing wall can be increased by at least 10%, in particular by at least 20% or even by at least 30%. The heat transfer can be determined for example by detecting a temperature of the housing and / or its temporal evolution, for example, with knowledge of material properties of the housing and / or the fluid medium, for example, the air and / or the exhaust gas. At the same time, at least one throttle point can be introduced in a flow path of a flow through the housing, for example in the annular gap, wherein the provision of at least one throttle point exerts a throttling effect on the fluid medium, which in turn can lead to a homogenization of the flow.

Es wird dementsprechend vorgeschlagen, das Gehäuse derart auszugestalten, dass das fluide Medium nach Eintritt in den Ringspalt in einer axialen Richtung eine erste Laufstrecke zurücklegen kann. Weiterhin ist in dem Ringspalt mindestens ein Drallapparat aufgenommen, wobei das fluide Medium nach Durchlaufen der ersten Laufstrecke den Drallapparat erreicht. Der Drallapparat ist eingerichtet, um dem fluiden Medium nach Durchlaufen des Drallapparats einen Drehimpuls in dem Ringspalt aufzuprägen.It is accordingly proposed to design the housing in such a way that the fluid medium can travel a first running distance in an axial direction after entering the annular gap. Furthermore, at least one twisting apparatus is accommodated in the annular gap, with the fluid medium reaching the twisting apparatus after passing through the first running distance. The twisting apparatus is arranged to impart to the fluid medium after passing through the twisting apparatus an angular momentum in the annular gap.

Unter einem Drallapparat ist somit allgemein eine Vorrichtung zu verstehen, welche eingerichtet ist, um dem fluiden Medium einen Drehimpuls in dem Ringspalt aufzuprägen. Wie unten noch näher ausgeführt wird, kann der Drallapparat zu diesem Zweck eine oder mehrere Leitflächen umfassen, welche insbesondere nicht-parallel zur Achse des Gehäuses, des Ringspalts oder der gesamten Sensorvorrichtung ausgerichtet sein können. Wenn das fluide Medium in axialer Richtung in den Ringspalt einströmt, so können diese Leitflächen beispielsweise derart eingerichtet sein, dass das fluide Medium auf diese Leitflächen auftrifft und von diesen Leitflächen derart umgelenkt wird, dass dem fluiden Medium eine Richtungskomponente in einer tangentialen Richtung relativ zu der Achse aufgeprägt wird.Under a twisting apparatus is thus generally to understand a device which is adapted to impart to the fluid medium an angular momentum in the annular gap. As will be explained in more detail below, the twisting apparatus may for this purpose comprise one or more guide surfaces, which may in particular be aligned non-parallel to the axis of the housing, the annular gap or the entire sensor device. For example, if the fluid medium flows into the annular gap in the axial direction, these guide surfaces can be arranged such that the fluid medium impinges on these guide surfaces and is deflected by these guide surfaces in such a way that the directional component of the fluid medium is in a tangential direction relative to the fluid medium Axis is imprinted.

Der Drallapparat kann insbesondere derart ausgestaltet sein, dass dieser eine Drosselwirkung auf das fluide Medium in dem Ringspalt ausübt. In anderen Worten kann ein Strömungsquerschnitt im Bereich des Drallapparats oder an dem Drallapparat gegenüber einem Strömungsquerschnitt in dem Ringspalt außerhalb des Drallapparats verringert sein, beispielsweise um mindestens 5%, insbesondere um mindestens 10% und besonders bevorzugt um mindestens 20%, beispielsweise um 5%–80%.The twisting apparatus can in particular be designed such that it exerts a throttling action on the fluid medium in the annular gap. In other words, a flow cross section in the region of the swirl apparatus or on the swirl apparatus can be reduced compared to a flow cross section in the annular gap outside the swirl apparatus, for example by at least 5%, in particular by at least 10% and particularly preferably by at least 20%, for example by 5%. 80%.

Das Gehäuse kann insbesondere mindestens eine Einströmöffnung aufweisen, beispielsweise eine kreisringförmige Einströmöffnung mit einem kreisförmigen und/oder polygonalen Querschnitt. Das fluide Medium kann beispielsweise durch die Einströmöffnung in den Ringspalt einströmen, wobei der Drallapparat um mindestens 2 mm, vorzugsweise um mindestens 5 mm und besonders bevorzugt um mindestens 10 mm von der Einströmöffnung beabstandet angeordnet sein kann. Beispielsweise kann die erste Laufstrecke eine Länge mit den genannten Abmessungen aufweisen. Die erste Laufstrecke kann beispielsweise ein Abschnitt des Ringspalts sein.The housing may in particular have at least one inflow opening, for example an annular inflow opening with a circular and / or polygonal cross section. The fluid medium can flow, for example, through the inlet opening into the annular gap, wherein the twisting apparatus can be arranged spaced apart by at least 2 mm, preferably by at least 5 mm and particularly preferably by at least 10 mm from the inflow opening. For example, the first running distance may have a length with the dimensions mentioned. The first running distance can be, for example, a section of the annular gap.

Der Drallapparat kann, wie oben ausgeführt, insbesondere eine Mehrzahl von Leitflächen aufweisen, welche eingerichtet sind, um dem fluiden Medium in dem Ringspalt einen Impuls mit mindestens einer Komponente, also einer vektoriellen Komponente, in einer tangentialen Richtung aufzuprägen. Zu diesem Zweck können die Leitflächen beispielsweise nicht-parallel zu der Achse angeordnet sein. Die Leitflächen können insbesondere äquidistant in dem Ringspalt verteilt angeordnet sein, beispielsweise in einem Kranz. Auch andere Ausgestaltungen sind jedoch möglich. Die Leitflächen können sich insbesondere von der Außenwand des Innengehäuses bis zu einer Innenwand des Außengehäuses in dem Ringspalt erstrecken.The swirl apparatus may, as stated above, in particular have a plurality of guide surfaces, which are arranged to imparting to the fluid medium in the annular gap a pulse with at least one component, ie a vectorial component, in a tangential direction. For this purpose, the guide surfaces may be arranged, for example, non-parallel to the axis. The baffles may in particular be arranged distributed equidistant in the annular gap, for example in a wreath. However, other embodiments are possible. The guide surfaces may extend in particular from the outer wall of the inner housing to an inner wall of the outer housing in the annular gap.

Der Drallapparat kann insbesondere eine Mehrzahl von Leitelementen umfassen, wobei die Leitelemente jeweils mindestens eine Leitfläche aufweisen. Die Leitflächen können eingerichtet sein, um dem fluiden Medium in dem Ringspalt einen Impuls mit mindestens einer Komponente in einer tangentialen Richtung, bezogen auf die Achse, aufzuprägen, wobei die Leitelemente beispielsweise ausgewählt sein können aus der Gruppe bestehend aus: Leitschaufeln, wobei die Leitschaufeln in einem Kranz in dem Ringspalt angeordnet sein können; Schlitzen in einem in den Ringspalt eingebrachten Ring; Bohrungen in einem in den Ringspalt eingebrachten Ring.The twisting apparatus may in particular comprise a plurality of guide elements, wherein the guide elements each have at least one guide surface. The baffles may be configured to impart a pulse to the fluid medium in the annular gap with at least one component in a tangential direction with respect to the axis, wherein the guide elements may be selected from the group consisting of: vanes, wherein the vanes are in a ring can be arranged in the annular gap; Slits in a ring introduced into the annular gap; Holes in a ring introduced into the annular gap.

Der Drallapparat kann insbesondere ganz oder teilweise unabhängig von dem Innengehäuse und dem Außengehäuse ausgebildet sein, beispielsweise als separates Bauteil, und in den Ringspalt eingebracht sein und beispielsweise in dem Ringspalt fixiert sein, beispielsweise durch eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige und/oder stoffschlüssige Fixierung, wie beispielsweise einer Verschweißung und/oder einer Verklebung.The twisting apparatus may in particular be wholly or partly independent of the inner housing and the outer housing, for example as a separate component, and introduced into the annular gap and fixed for example in the annular gap, for example by a positive and / or non-positive and / or cohesive fixation, such as a weld and / or a bond.

Der Drallapparat kann insbesondere ganz oder teilweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein. Alternativ oder zusätzlich sind jedoch auch andere Materialien einsetzbar, beispielsweise ein oder mehrere Metalle und/oder ein oder mehrere keramische Materialien.The twisting apparatus may in particular be wholly or partly made of a plastic material. Alternatively or additionally, however, other materials can also be used, for example one or more metals and / or one or more ceramic materials.

Zusätzlich zu dem mindestens einen Drallapparat und vorzugsweise unabhängig von dem mindestens einen Drallapparat ausgebildet können in dem Ringspalt eine oder mehrere weitere Elemente aufgenommen sein. Beispielsweise können in dem Ringspalt in der ersten Laufstrecke eine Mehrzahl von weiteren Leitelementen angeordnet sein, wobei die weiteren Leitelemente ausgestaltet sein können, um ein Umströmen des Ringspalts in zumindest einem Teil der ersten Laufstrecke zu verhindern. In anderen Worten können die weiteren Leitelemente derart ausgestaltet sein, dass in dem mindestens einen Teil der ersten Laufstrecke im Wesentlichen eine axiale Strömung erfolgt, beispielsweise eine Strömung, welche von einer axialen Richtung um nicht mehr als 40° abweicht, insbesondere um nicht mehr als 30°, besonders bevorzugt um nicht mehr als 20° oder sogar nicht mehr als 10° und besonders bevorzugt um nicht mehr als 5°. Die weiteren Leitelemente können beispielsweise eine Mehrzahl von Leitschaufeln umfassen, welche Leitflächen aufweisen, die im Wesentlichen in axialer Richtung angeordnet sind. Beispielsweise können diese Leitflächen im Wesentlichen parallel zu der axialen Richtung angeordnet sein, beispielsweise mit einer Abweichung von einer parallelen Ausrichtung um nicht mehr als 20°, insbesondere nicht mehr als 5° und besonders bevorzugt nicht mehr als 10°. Die Leitelemente können den Ringspalt in zumindest einem Teil der ersten Laufstrecke in eine Mehrzahl von Sektoren unterteilen, vorzugsweise in eine Mehrzahl von gleichartig ausgestalteten Sektoren, vorzugsweise mindestens 6 Sektoren, insbesondere mindestens 8 Sektoren und besonders bevorzugt mindestens 12 Sektoren. Beispielsweise können diese Sektoren jeweils einen Winkelbereich einnehmen von nicht mehr als 60°, besonders bevorzugt von nicht mehr als 30°.In addition to the at least one twisting apparatus and preferably formed independently of the at least one twisting apparatus, one or more further elements can be accommodated in the annular gap. For example, a plurality of further guide elements may be arranged in the annular gap in the first passage, wherein the further guide elements may be configured to prevent flow around the annular gap in at least a part of the first running distance. In other words, the further guide elements can be designed such that in the at least one part of the first running path substantially an axial flow takes place, for example a flow which deviates from an axial direction by not more than 40 °, in particular by not more than 30 °, more preferably not more than 20 ° or even not more than 10 °, and more preferably not more than 5 °. The further guide elements may for example comprise a plurality of guide vanes, which have guide surfaces which are arranged substantially in the axial direction. For example, these guide surfaces may be arranged substantially parallel to the axial direction, for example, with a deviation from a parallel orientation by not more than 20 °, in particular not more than 5 ° and particularly preferably not more than 10 °. The guide elements may subdivide the annular gap into a plurality of sectors in at least part of the first running distance, preferably into a plurality of identically configured sectors, preferably at least 6 sectors, in particular at least 8 sectors and particularly preferably at least 12 sectors. For example, these sectors can each occupy an angular range of not more than 60 °, particularly preferably not more than 30 °.

Das Gehäuse kann weiterhin insbesondere derart ausgestaltet sein, dass das strömende fluide Medium nach Durchlaufen des Drallapparats eine zweite Laufstrecke in dem Ringspalt durchläuft. Die zweite Laufstrecke kann beispielsweise eine Ausdehnung in axialer Richtung von mindestens 2 mm, vorzugsweise von mindestens 5 mm und besonders bevorzugt von mindestens 10 mm aufweisen. Der Drallapparat selbst kann vorzugsweise in dieser oder auch in anderen Ausgestaltungen der Erfindung eine Ausdehnung in axialer Richtung aufweisen, welche zwischen 1 mm und 50 mm, insbesondere zwischen 2 mm und 30 mm und besonders bevorzugt zwischen 5 mm und 20 mm liegt.The housing can furthermore be designed in particular such that the flowing fluid medium, after passing through the twisting apparatus, passes through a second running distance in the annular gap. The second running distance may, for example, have an extent in the axial direction of at least 2 mm, preferably of at least 5 mm and particularly preferably of at least 10 mm. The twisting apparatus itself may preferably have in this or in other embodiments of the invention, an expansion in the axial direction, which is between 1 mm and 50 mm, in particular between 2 mm and 30 mm and particularly preferably between 5 mm and 20 mm.

Der Ringspalt kann insbesondere einen Boden aufweisen, also ein unteres Ende. Im Bereich dieses unteren Endes, beispielsweise nicht mehr als 10 mm von dem Boden entfernt, kann ein Übergang des fluiden Mediums zwischen dem Ringspalt und weiteren Bereichen des Gehäuses, beispielsweise einem Innenraum des Innegenhäuses, stattfinden. Das Sensorelement kann insbesondere an einem Boden des Ringspalts in einem Übergangsbereich zwischen dem Ringspalt und einem Innenraum des Innengehäuses angeordnet sein.The annular gap may in particular have a bottom, ie a lower end. In the region of this lower end, for example, not more than 10 mm from the bottom, a transition of the fluid medium between the annular gap and other areas of the housing, such as an interior of the Innegenäuses, take place. The sensor element may in particular be arranged on a bottom of the annular gap in a transition region between the annular gap and an inner space of the inner housing.

Das Innengehäuse kann insbesondere mindestens eine Ausströmöffnung aufweisen, beispielsweise eine kreisscheibenförmige Ausströmöffnung und/oder eine Ausströmöffnung mit einem polygonalen Querschnitt. Die Ausströmöffnung kann beispielsweise, in einer Blickrichtung parallel zur Achse, von der Einströmöffnung ringförmig umgeben sein. Das fluide Medium kann beispielsweise durch die Ausströmöffnung zurück in das Strömungsrohr strömen. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Ausströmöffnung bei mit dem Strömungsrohr verbundenem Gehäuse weiter in dem Strömungsrohr angeordnet ist als die Einströmöffnung, vorzugsweise um mindestens 1 mm, besonders bevorzugt um mindestens 2 mm.The inner housing may in particular have at least one outflow opening, for example a circular disk-shaped outflow opening and / or an outflow opening with a polygonal cross-section. For example, the outflow opening can be surrounded annularly by the inflow opening in a viewing direction parallel to the axis. For example, the fluid medium can flow back into the flow tube through the outflow opening. It is particularly preferred if the outflow opening is arranged in the housing connected to the flow tube further in the flow tube than the inflow opening, preferably by at least 1 mm, more preferably by at least 2 mm.

Wie oben dargestellt, kann die Sensorvorrichtung ein oder mehrere Sensorelemente unterschiedlicher Art umfassen. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn das Sensorelement mindestens einen Feldeffekttransistor umfasst, beispielsweise einen Feldeffekttransistor mit einer Sensorfläche, welche als Gate-Elektrode oder Teil der Gate-Elektrode ausgestaltet ist oder mit der Gate-Elektrode verbunden ist. Insbesondere kann der Feldeffekttransistor mindestens einen ChemFET umfassen. Der Feldeffekttransistor kann allgemein mindestens eine Sensorfläche zur Erfassung des mindestens einen Parameters aufweisen. Bezüglich möglicher Ausgestaltungen des Feldeffektransistors kann insbesondere auf die obige Beschreibung verwiesen werden.As indicated above, the sensor device may comprise one or more sensor elements of different types. In particular, it is preferred if the sensor element comprises at least one field effect transistor, for example a field effect transistor having a sensor surface which is designed as a gate electrode or part of the gate electrode or is connected to the gate electrode. In particular, the field effect transistor may comprise at least one ChemFET. The field effect transistor can generally have at least one sensor surface for detecting the at least one parameter exhibit. With regard to possible embodiments of the field effect transistor, reference may be made in particular to the above description.

Die Sensorvorrichtung gemäß einer oder mehreren der oben beschriebenen Ausgestaltungen weist eine Vielzahl von Vorteilen gegenüber bekannten Vorrichtungen auf. So lässt sich insbesondere der oben beschriebene Zielkonflikt einer hohen Dynamik und gleichzeitig einer Temperierung, insbesondere einer Abkühlung, des fluiden Mediums auf elegante Weise lösen. Durch Verwendung des mindestens einen Drallapparats, welcher beispielsweise in Form eines ringförmigen Bauelements in dem Ringspalt ausgebildet sein kann, lässt sich ein Wandkontakt des fluiden Mediums nach Durchlaufen des Drallapparats und damit eine Temperierung verbessern. Da der Drallapparat gleichzeitig vorzugsweise beabstandet von der Einströmöffnung angeordnet ist, lässt sich erreichen, dass sich eine Strömung des fluiden Mediums in dem Ringspalt, vor Erreichen des Drallapparats, vergleichmäßigt und homogenisiert Weiterhin lässt sich durch die Beabstandung des Drallapparats von der Einströmöffnung beispielsweise eine zumindest weitgehende Winkelunabhängigkeit von einer Anströmrichtung erreichen und/oder eine zumindest weitgehende Unabhängigkeit von einer Anströmgeschwindigkeit, da die erste Laufstrecke, welche insbesondere ein oder mehrere weitere Leitelemente wie beispielsweise parallele Leitschaufeln und/oder Leitbleche aufnehmen kann, für eine derartige Anströmgeschwindigkeitsunabhängigkeit und/oder Winkelunabhängigkeit sorgen kann.The sensor device according to one or more of the embodiments described above has a number of advantages over known devices. Thus, in particular, the above-described conflict of goals of high dynamics and at the same time tempering, in particular cooling, of the fluid medium can be solved in an elegant manner. By using the at least one twisting apparatus, which may be formed, for example, in the form of an annular component in the annular gap, a wall contact of the fluid medium after passing through the twisting apparatus and thus a temperature control can be improved. Since the twisting apparatus is at the same time preferably arranged at a distance from the inflow opening, it can be achieved that a flow of the fluid medium in the annular gap, before reaching the twisting apparatus, is uniformed and homogenized. By spacing the twisting apparatus from the inflow opening, for example, an at least substantial extent can be achieved Achieve angle independence of a direction of flow and / or an at least largely independent of a flow velocity, since the first run, which can accommodate in particular one or more other guide elements such as parallel vanes and / or baffles, can provide for such Anströmgeschwindigkeitsunabhängigkeit and / or angle independence.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere optionale Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausgestaltungen.Further optional features of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments.

Es zeigen:Show it:

1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung; und 1 an embodiment of a sensor device according to the invention; and

2A–2C verschiedene Abwandlungen des Ausführungsbeispiels gemäß 1 mit alternativen Drallapparaten. 2A - 2C Various modifications of the embodiment according to 1 with alternative twisting devices.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 110 in einer perspektivischen Teilschnittdarstellung gezeigt. Die Sensorvorrichtung 110 ist eingerichtet, um mindestens einen Parameters eines mit einer Haupströmungsrichtung 112 durch ein Strömungsrohr 114 strömenden fluiden Mediums. Das Strömungsrohr 114 weist eine Strömungsrohrwand 116 auf, mit einer Öffnung 118, durch welche hindurch ein Gehäuse 120 der Sensorvorrichtung 110 teilweise in das Strömungsrohr 114 einbringbar ist. Das Gehäuse 120 kann beispielsweise mittels einer oder mehreren Fixiervorrichtungen 122, welche in 1 lediglich angedeutet sind, beispielsweise einer oder mehreren Verschraubungen, an der Strömungsrohrwand 116 fixiert werden, vorzugsweise derart, dass eine Achse 124 des Gehäuses 120 im Wesentlichen senkrecht zur Hauptströmungsrichtung 112 ausgerichtet ist.In 1 is an embodiment of a sensor device according to the invention 110 shown in a perspective partial sectional view. The sensor device 110 is set up to at least one parameter one with a main flow direction 112 through a flow tube 114 flowing fluid medium. The flow tube 114 has a flow tube wall 116 up, with an opening 118 through which a housing 120 the sensor device 110 partly in the flow tube 114 can be introduced. The housing 120 For example, by means of one or more fixing devices 122 , what a 1 are merely indicated, for example, one or more fittings on the flow tube wall 116 be fixed, preferably such that an axis 124 of the housing 120 substantially perpendicular to the main flow direction 112 is aligned.

Die Sensorvorichtung 110 weist an ihrem unteren Ende vorzugsweise einen Anschlussbereich 126 auf, welcher in 1 lediglich angedeutet ist. An diesen schließt sich zur Strömungsrohrwand 116 hin das Gehäuse 120 an, welches, wie in 1 erkennbar, durch die Öffnung 118 teilweise ins Innere des Strömungsrohrs 114 ragt. Das Gehäuse 120 weist ein Außengehäuse 128 und ein Innengehäuse 130 auf. Das Außengehäuse 128 umschließt das Innengehäuse 130 vorzugsweise konzentrisch, sodass sich zwischen dem Außengehäuse 128 und dem Innengehäuse 130 ein das Innengehäuse 130 ebenfalls konzentrisch umschließender Ringspalt 132 ausbildet. Das Außengehäuse 128 und das Innengehäuse 130 konnen mehrteilig ausgestaltet sein, wie in 1 erkennbar, und können beispielsweise im Inneren des Strömungsrohrs 114 gegenüber dem äußeren des Strömungsrohrs 114 auf andere Weise gestaltet sein. Die Gehäuse 128, 130 können beispielsweise ganz oder teilweise aus metallischen Materialien oder ganz oder teilwese aus Kunststoffmaterialien gefertigt sein. In der Darstellung gemäß 1 ist das Außengehäuse 128 im Bereich der Fixiervorrichtung 122 unterbrochen dargestellt, um einen Einblick in den Ringspalt 132 zu gewähren. In der Wirklichkeit ist das Außengehäuse 128 jedoch auch in diesem Bereich durchgehend ausgestaltet.The sensor device 110 has at its lower end preferably a connection area 126 on which in 1 is merely indicated. At this closes to the flow tube wall 116 out the case 120 which, as in 1 recognizable through the opening 118 partly into the interior of the flow tube 114 protrudes. The housing 120 has an outer casing 128 and an inner case 130 on. The outer housing 128 encloses the inner housing 130 preferably concentric, so that between the outer housing 128 and the inner housing 130 a the inner housing 130 likewise concentrically enclosing annular gap 132 formed. The outer housing 128 and the inner case 130 can be designed in several parts, as in 1 can be seen, for example, inside the flow tube 114 opposite the outside of the flow tube 114 be designed in a different way. The housing 128 . 130 For example, they may be wholly or partly made of metallic materials or entirely or partially plastic materials. In the illustration according to 1 is the outer casing 128 in the area of the fixing device 122 shown interrupted to give an insight into the annular gap 132 to grant. In reality, this is the outer casing 128 but also in this area throughout.

Im Inneren des Strömungsrohrs 114 ist zwischen dem Außengehäuse 128 und dem Innengehäuse 130 eine Einströmöffnung 134 ausgebildet, welche das Innengehäuse 130 in diesem Bereich kreisringförmig umschließt. Durch diese Einströmöffnung 134 strömt das fluide Medium in den Ringspalt 132 ein und legt in axialer Richtung eine erste Laufstrecke zurück, welche in 1 mit der Bezugsziffer 136 bezeichnet ist. In dieser ersten Laufstrecke, welche durch einen Abschnitt des Ringspalts 132 zwischen der Einströmöffnung 134 und in diesem Fall beispielsweise einem Bereich der Strömungsrohrwand 116 gebildet wird, können optional eine Mehrzahl von Leitelementen angeordnet sein, welche im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als optionale „weitere Leitelemente” 138 bezeichnet werden. Diese Leitelemente 138 können eine Mehrzahl von parallel zur Achse 124 verlaufenden, ebenenen Leitblechen 140 umfassen, also beispielsweise rechteckförmigen plattenförmigen Elementen mit Leitflächen 142, welche im Wesentlichen parallel zur Achse 124 ausgerichtet sind. Diese Leitbleche 140, welche beispielsweise aus einem metallischen Material oder auch einem Kunststoffmaterial gefertigt sein können, unterteilen den Ringspalt 132 im Bereich der ersten Laufstrecke 136 oder eines Teils derselben in eine Mehrzahl von vorzugsweise gleichen Sektoren 144, beispielsweise jeweils Sektoren von nicht mehr als 30°.Inside the flow tube 114 is between the outer casing 128 and the inner housing 130 an inflow opening 134 formed, which the inner housing 130 encloses annularly in this area. Through this inflow opening 134 the fluid medium flows into the annular gap 132 and sets back in the axial direction, a first course, which in 1 with the reference number 136 is designated. In this first running track, passing through a section of the annular gap 132 between the inlet opening 134 and in this case, for example, a portion of the flow tube wall 116 may be optionally arranged a plurality of guide elements, which in the context of the present invention as optional "further guide elements" 138 be designated. These guiding elements 138 can be a plurality of parallel to the axis 124 extending, flat baffles 140 include, for example, rectangular plate-shaped elements with fins 142 which are substantially parallel to the axis 124 are aligned. These baffles 140 . which can be made for example of a metallic material or a plastic material, divide the annular gap 132 in the area of the first running track 136 or a part thereof into a plurality of preferably equal sectors 144 , for example, each sectors of not more than 30 °.

Nach Durchströmen der ersten Laufstrecke 136 erreicht das strömende fluide Medium in axialer Richtung einen Drallapparat 146. Dieser Drallapparat 146 wird in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in 1 aus einem Kranz von in dem Ringspalt 132 äquidistant angeordneten Leitschaufeln 148, ähnlich zu Turbinenschaufeln, gebildet. Diese können eben oder auch gekrümmt ausgestaltet sein und können eingerichtet sein, um dem axial einströmenden fluiden Medium einen Drehimpuls mit Drehrichtung vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu der Achse 124 zu verleihen, also beispielsweise mit einer Abweichung von nicht mehr als 20° zu der Achse 124 Nach Durchströmen des Drallapparats 146 kann das strömende fluide Medium optional eine zweite Laufstrecke 150 des Ringspalts 132 durchströmen, wobei, wie oben ausgeführt wurde und wie unten noch näher erläutert wird, das strömende fluide Medium aufgrund des Dralls, der ihm in dem Drallapparat 146 verliehen wurde, den Ringspalt umwirbelt Vorzugsweise am Ende der zweiten Laufstrecke 150 ist, am Boden des Ringspalts 132, ein Übergang 152 zu einem, beispielsweise zylindrisch ausgestalteten, Innenraum 154 des Innengehäuses 130 ausgebildet. Durch diesen Übergang 152 strömt das fluide Medium in den Innenraum 150, dort in axialer Richtung auf das Strömungsrohr 114 zu, und verlässt schließlich den Innenraum 154 an einer Ausströmöffnung 156 und strömt zurück ins Strömungsrohr 114. Die Ausströmöffnung 156 kann beispielsweise weiter im Inneren des Strömungsrohrs 114 angeordnet sein als die Einströmöffnung 134, sodass sich beispielsweise aufgrund der Druckunterschiede ein Kamineffekt ausbilden kann.After flowing through the first running track 136 reaches the flowing fluid medium in the axial direction of a twisting apparatus 146 , This twisting apparatus 146 is in the illustrated embodiment in 1 from a wreath of in the annular gap 132 equidistantly arranged vanes 148 formed similar to turbine blades. These can be flat or curved and can be configured to provide the axially flowing fluid medium an angular momentum with a direction of rotation, preferably substantially parallel to the axis 124 to lend, for example, with a deviation of not more than 20 ° to the axis 124 After flowing through the twisting apparatus 146 For example, the flowing fluid medium may optionally have a second passage 150 of the annular gap 132 flows through, which, as has been explained above and as will be explained in more detail below, the flowing fluid medium due to the swirl, the him in the twisting apparatus 146 at the end of the second run 150 is, at the bottom of the annular gap 132 , a transition 152 to a, for example cylindrically designed, interior 154 of the inner casing 130 educated. Through this transition 152 the fluid medium flows into the interior 150 , there in the axial direction of the flow tube 114 to, and finally leaves the interior 154 at an outflow opening 156 and flows back into the flow tube 114 , The discharge opening 156 for example, further inside the flow tube 114 be arranged as the inlet opening 134 , so that, for example, a chimney effect can form due to the pressure differences.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 kann beispielsweise im Bereich des Übergangs 152 mindestens ein Sensorelement 158 ausgebildet oder angeordnet sein. Dieses Sensorelement 158 kann beispielsweise eine Sensoroberfläche 160 aufweisen, welche von dem fluiden Medium überströmt werden kann. Beispielsweise kann die Sensoroberfläche 160 eine Oberfläche einer Gate-Elektrode eines Feldeffekttransistors sein oder eine Oberfläche, welche mit einer derartigen Gate-Elektrode gekoppelt ist. Insbesondere kann das Sensorelement 158 somit als sogenannten ChemFET 162 ausgebildet sein. Auch andere Ausgestaltungen sind jedoch grundsätzlich möglich.In the embodiment according to 1 For example, in the area of transition 152 at least one sensor element 158 be formed or arranged. This sensor element 158 For example, a sensor surface 160 which can be overflowed by the fluid medium. For example, the sensor surface 160 a surface of a gate electrode of a field effect transistor or a surface which is coupled to such a gate electrode. In particular, the sensor element 158 thus as so-called ChemFET 162 be educated. However, other embodiments are possible in principle.

Der Drallapparat 146 kann auf verschiedene Weise in dem Ringspalt 132 ausgebildet sein. Beispielsweise kann dieser auch am Boden des Ringspalts 132 ausgebildet sein. Der Drallapparat 146 ist ausgebildet, um dem strömenden fluiden Medium einen Drall aufzuprägen, sodass dieses, beispielsweise ein Abgas, anschließend, beispielsweise in der zweiten Laufstrecke 150, in einer Schraubenlinie in dem Ringspalt in Richtung des Übergangs 152 und/oder des Sensorelements 158 strömt.The twisting apparatus 146 can in different ways in the annular gap 132 be educated. For example, this may also be at the bottom of the annular gap 132 be educated. The twisting apparatus 146 is designed to impart a twist to the flowing fluid medium, so that this, for example, an exhaust gas, then, for example, in the second running distance 150 in a helical line in the annular gap in the direction of the transition 152 and / or the sensor element 158 flows.

Alternativ oder zusätzlich zu der in 1 gezeigten Ausgestaltung des Drallapparats 146 mit einem Kranz von Leitschaufeln 148 sind viele verschiedene andere Ausgestaltungen möglich, mittels derer dem strömenden fluiden Medium ein Drall aufgeprägt werden kann. Weitere Ausführungsbeispiele derartiger Drallapparate 146 sind in den 2A–2C gezeigt Auch in diesen Ausführungsbeispielen weisen die Drallapparate 146 vorzugsweise wiederum, wie auch in 1, eine Mehrzahl von Leitflächen 142 auf, welche eingerichtet sind, um dem fluiden Medium bei Durchströmen der Drallapparate 146 einen Drall oder Drehimpuls zu verleihen. Vorzugsweise sind die Drallapparate 146 allgemein ringförmig ausgestaltet und füllen den Ringspalt 132 im Bereich der Drallapparate 146 in radialer Richtung vollständig aus.Alternatively or in addition to the in 1 shown embodiment of the twisting apparatus 146 with a wreath of vanes 148 Many different other embodiments are possible, by means of which the fluid fluid flowing a swirl can be impressed. Further embodiments of such twisting devices 146 are in the 2A - 2C Also shown in these embodiments, the twisting apparatus 146 preferably again, as well as in 1 , a plurality of fins 142 which are arranged to the fluid medium when flowing through the twisting apparatuses 146 to impart a spin or angular momentum. Preferably, the twisting devices 146 configured generally annular and fill the annular gap 132 in the field of twisting devices 146 completely off in the radial direction.

2A zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem ebenfalls Leitschaufeln 148 vorgesehen sind. Dieses Ausführungsbeispiel zeigt, dass diese Leitschaufeln 148 beispielsweise mittels eines inneren Rings 164 und/oder mittels mindestens eines äußeren Rings 166 gehalten werden können, sodass beispielsweise der Drallapparat 146 in einem Stück hergestellt werden kann und gehandhabt werden kann, beispielsweise zur Einbringung in den Ringspalt 132. Auch Ausgestaltungen, bei welchen lediglich ein innerer Ring 164 oder lediglich ein äußerer Ring 166 vorgesehen ist, sind jedoch möglich, oder andere Ausgestaltungen, bei welchen die Leitschaufeln 148 auf andere Weise gehalten werden. Beispielsweise können diese auch direkt an einer Innenwand des Außengehäuses 128 und/oder an einer Außenwand des Innengehäuses 130 fixiert sein. 2A shows an embodiment in which likewise guide vanes 148 are provided. This embodiment shows that these vanes 148 for example by means of an inner ring 164 and / or by means of at least one outer ring 166 can be held so that, for example, the twisting apparatus 146 can be made in one piece and can be handled, for example, for introduction into the annular gap 132 , Also embodiments in which only an inner ring 164 or only an outer ring 166 is possible, however, are possible, or other embodiments, in which the guide vanes 148 be held in a different way. For example, these can also directly on an inner wall of the outer housing 128 and / or on an outer wall of the inner housing 130 be fixed.

In 2B ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei welchem der Drallapparat 146 einen Ring 168 umfasst, in welchem eine Mehrzahl von Schlitzen 170 ausgebildet sind, die sich von einer Oberseite 172 des Rings 168 hin zu einer Unterseite 174 des Rings erstrecken und welche derart ausgebildet sind, dass diese einem diese Schlitze 170 durchströmenden fluiden Medium eine Impulskomponente oder Geschwindigkeitskomponente in einer tangentialen Richtung verleihen. Um den Ring 168 außerhalb der Schlitze 170 zusammenzuhalten, können beispielsweise am inneren Umfang und/oder am äußeren Umfang des Rings 168 wiederum eine oder mehrere durchgängige Ringe ausgebildet sein, analog zu dem inneren Ring 164 und/oder dem äußeren Ring 166 in 2A.In 2 B an embodiment is shown in which the twisting apparatus 146 a ring 168 includes, in which a plurality of slots 170 are formed, extending from a top 172 of the ring 168 towards a bottom 174 extend the ring and which are formed so that these one these slots 170 flowing fluid medium impart a momentum component or velocity component in a tangential direction. To the ring 168 outside the slots 170 can hold together, for example, on the inner circumference and / or on the outer circumference of the ring 168 in turn, one or more continuous rings may be formed, analogous to the inner ring 164 and / or the outer ring 166 in 2A ,

In 2C ist ein Ausführungsbeispiel des Drallapparats gezeigt, bei welchem der Drallapparat 146 wiederum einen Ring 168 aufweist. In diesem Fall sind in dem Ring 168 Bohrungen 176 ausgebildet, also allgemein Öffnungen, welche von einer Oberseite 172 des Rings 168 zu einer Unterseite 174 des Rings 168 verlaufen und welche nicht-parallel zur Achse 124 verlaufen, sodass beim Durchströmen dieser Bohrungen 176 dem fluiden Medium wiederum eine Geschwindigkeitskomponente und/oder Impulskomponente in tangentialer Richtung und damit ein Drehimpuls verliehen wird. In 2C an embodiment of the twisting apparatus is shown in which the twisting apparatus 146 turn a ring 168 having. In this case, in the ring 168 drilling 176 formed, so generally openings, which from a top 172 of the ring 168 to a bottom 174 of the ring 168 run and which non-parallel to the axis 124 run so that when flowing through these holes 176 the fluid medium in turn a speed component and / or pulse component in the tangential direction and thus an angular momentum is awarded.

Durch den vorzugsweise im Bereich des Drallapparats 146 verringerten Strömungsquerschnitt des Ringspalts 132 kann weiterhin auch ein Druckunterschied zwischen der Einströmöffnung 134 und der Ausströmöffnung 156 eingestellt werden, und/oder es können Strömungsverhältnisse beeinflusst werden. Beispielsweise können bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2A die Breiten und/oder die Anzahl der Leitschaufeln 148 angepasst werden. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2B können beispielsweise die Anzahl und die Spaltbreiten der Schlitze 170 angepasst werden. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2C können beispielsweise Bohrungsdurchmesser und/oder Anzahl der Bohrungen 176 angepasst werden. Diese Geometrie, beispielsweise die Breite der Schlitze 170 und/oder der Durchmesser der Bohrungen 176, kann beispielsweise den Druckverlust über den Drallapparat 146 bestimmen und damit beispielsweise eine Drosselwirkung.By preferably in the field of the twisting apparatus 146 reduced flow cross-section of the annular gap 132 can also be a pressure difference between the inlet 134 and the discharge opening 156 can be adjusted, and / or flow conditions can be influenced. For example, in the embodiment according to the 1 and 2A the widths and / or the number of vanes 148 be adjusted. In the embodiment according to 2 B For example, the number and the slit widths of the slots 170 be adjusted. In the embodiment according to 2C For example, bore diameter and / or number of holes 176 be adjusted. This geometry, for example the width of the slots 170 and / or the diameter of the holes 176 , for example, the pressure loss through the twisting apparatus 146 determine and thus, for example, a throttle effect.

Durch die mittels des Drallapparats 146 dem fluiden Medium aufgeprägte Drallströmung wird ein intensiver Wärmeaustausch zwischen dem fluiden Medium, beispielsweise dem heißen Gas, und der Wandung des Gehäuses 120, beispielsweise der Wand des Außengehäuses 128 und/oder der Wand des Innengehäuses 130, ermöglicht Je weiter die Gehäusewand von der Strömungsrohrwand 116, beispielsweise der Abgasrohrwand, entfernt ist, desto geringer sind dort in der Regel die vorherrschenden Temperaturen. Über eine geeignete Auslegung der Abmessungen des Gehäuses 120 und/oder eine geeignete Ausgestaltung und/oder Anordnung des Drallapparats 146 lässt sich die auftretende Maximaltemperatur am Ort des Sensorelements 158 und/oder am Ort der Sensoroberfläche 160 einstellen.By means of the twisting apparatus 146 The swirl flow impressed on the fluid medium becomes an intense heat exchange between the fluid medium, for example the hot gas, and the wall of the housing 120 , For example, the wall of the outer housing 128 and / or the wall of the inner housing 130 , The further allows the housing wall of the flow tube wall 116 , For example, the exhaust pipe wall is removed, the lower there are usually the prevailing temperatures. About a suitable design of the dimensions of the housing 120 and / or a suitable embodiment and / or arrangement of the twisting apparatus 146 can the occurring maximum temperature at the location of the sensor element 158 and / or at the location of the sensor surface 160 to adjust.

Ein weiterer Vorteil der Drallströmung, welche durch den Drallapparat 146 vermittelt wird, ist die mögliche Abscheidung von Tropfen und Partikeln, beispielsweise an der Innenwand des Außengehäuses 128. Auf diese Weise kann das Gehäuse 120 beispielsweise in Form eines Zyklon-Abscheiders wirken. Allgemein kann auf diese Weise beispielsweise ein Auftreffen von Partikeln und/oder Flüssigkeit auf das Sensorelement 158 und insbesondere die Sensoroberfläche 160 verhindert oder zumindest verringert werden. Das Sensorelement 158 wird vorzugsweise zentral, also auf der Achse 124, angeordnet Die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung 110, beispielsweise gemäß einem oder mehreren der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele, kann allgemein für beliebige Arten von Sensorelementen 158, insbesondere für den Einsatz im Bereich von Verbrennungskraftmaschinen, eingesetzt werden, da sich dort die beschriebenen Effekte des Drallapparats 146 besonders günstig auswirken.Another advantage of the swirl flow, which by the twisting apparatus 146 is mediated, is the possible deposition of drops and particles, for example, on the inner wall of the outer housing 128 , In this way, the housing can 120 For example, act in the form of a cyclone separator. In general, in this way, for example, an impact of particles and / or liquid on the sensor element 158 and in particular the sensor surface 160 prevented or at least reduced. The sensor element 158 is preferably central, so on the axis 124 , arranged The sensor device according to the invention 110 , for example, according to one or more of the embodiments described above, may generally for any type of sensor elements 158 , in particular for use in the field of internal combustion engines, are used, since there the described effects of the twisting apparatus 146 particularly favorable effect.

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Claims (10)

Sensorvorrichtung (110) zur Erfassung mindestens eines Parameters eines durch ein Strömungsrohr (114) strömenden fluiden Mediums, umfassend mindestens ein Gehäuse (120) und mindestens ein in dem Gehäuse (120) aufgenommenes Sensorelement (158) zur Erfassung des Parameters, wobei das Gehäuse (120) mit dem Strömungsrohr (114) verbindbar ist, wobei das Gehäuse (120) mindestens ein Außengehäuse (128) und mindestens ein von dem Außengehäuse (128) zumindest teilweise umschlossenes Innengehäuse (130) aufweist, wobei zwischen dem Außengehäuse (128) und den Innengehäuse (130) mindestens ein Ringspalt (132) ausgebildet ist, wobei der Ringspalt (132) das Innengehäuse (130) zumindest teilweise umschließt, wobei das Gehäuse (120) derart ausgebildet ist, dass das fluide Medium in den Ringspalt (132) einströmen kann, um zu dem Sensorelement (158) zu gelangen und anschließend durch das Innengehäuse (130) zurück in das Strömungsrohr (114) zu strömen, wobei das fluide Medium nach Eintritt in den Ringspalt (132) in einer axialen Richtung eine erste Laufstrecke (136) zurücklegen kann, wobei in dem Ringspalt (132) weiterhin mindestens ein Drallapparat (146) aufgenommen ist, wobei das fluide Medium nach Durchlaufen der ersten Laufstrecke (136) den Drallapparat (146) erreicht, wobei der Drallapparat (146) eingerichtet ist, um dem fluiden Medium nach Durchlaufen des Drallapparats (146) einen Drehimpuls in dem Ringspalt (132) aufzuprägen.Sensor device ( 110 ) for detecting at least one parameter of a through a flow tube ( 114 ) flowing fluid medium comprising at least one housing ( 120 ) and at least one in the housing ( 120 ) received sensor element ( 158 ) for detecting the parameter, wherein the housing ( 120 ) with the flow tube ( 114 ) is connectable, wherein the housing ( 120 ) at least one outer housing ( 128 ) and at least one of the outer housing ( 128 ) at least partially enclosed inner housing ( 130 ), wherein between the outer housing ( 128 ) and the inner housing ( 130 ) at least one annular gap ( 132 ), wherein the annular gap ( 132 ) the inner housing ( 130 ) encloses at least partially, wherein the housing ( 120 ) is formed such that the fluid medium in the annular gap ( 132 ) to flow to the sensor element ( 158 ) and then through the inner housing ( 130 ) back into the flow tube ( 114 ), wherein the fluid medium after entering the annular gap ( 132 ) in an axial direction a first running distance ( 136 ), wherein in the annular gap ( 132 ) at least one twisting apparatus ( 146 ), wherein the fluid medium after passing through the first running distance ( 136 ) the twisting apparatus ( 146 ), wherein the twisting apparatus ( 146 ) is adapted to the fluid medium after passing through the twisting apparatus ( 146 ) an angular momentum in the annular gap ( 132 ). Sensorvorrichtung (110) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Gehäuse (120) mindestens eine Einströmöffnung (134) aufweist, wobei das fluide Medium durch die Einströmöffnung (134) in den Ringspalt (132) einströmen kann, wobei der Drallapparat (146) um mindestens 2 mm, vorzugsweise um mindestens 5 mm und besonders bevorzugt um mindestens 10 mm von der Einströmöffnung (134) beabstandet angeordnet ist.Sensor device ( 110 ) according to the preceding claim, wherein the housing ( 120 ) at least one inflow opening ( 134 ), wherein the fluid medium through the inlet opening ( 134 ) in the annular gap ( 132 ), wherein the twisting apparatus ( 146 ) by at least 2 mm, preferably by at least 5 mm and particularly preferably by at least 10 mm from the inlet opening ( 134 ) is arranged at a distance. Sensorvorrichtung (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Drallapparat (146) eine Mehrzahl von Leitflächen (142) aufweist, wobei die Leitflächen (142) eingerichtet sind, um dem fluiden Medium in dem Ringspalt (132) einen Impuls mit mindestens einer Komponente in einer tangentialen Richtung aufzuprägen.Sensor device ( 110 ) according to one of the preceding claims, wherein the twisting apparatus ( 146 ) a plurality of fins ( 142 ), wherein the guide surfaces ( 142 ) are adapted to the fluid medium in the annular gap ( 132 ) impart a pulse with at least one component in a tangential direction. Sensorvorrichtung (110) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leitflächen (142) sich von einer Außenwand des Innengehäuses (130) zu einer Innenwand des Außengehäuses (128) in dem Ringspalt (132) erstrecken.Sensor device ( 110 ) according to one of the two preceding claims, wherein the guide surfaces ( 142 ) from an outer wall of the inner housing ( 130 ) to an inner wall of the outer housing ( 128 ) in the annular gap ( 132 ). Sensorvorrichtung (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Drallapparat (146) eine Mehrzahl von Leitelementen (148, 170, 176) umfasst, wobei die Leitelemente (148, 170, 176) jeweils mindestens eine Leitfläche (142) aufweisen, wobei die Leitflächen (142) eingerichtet sind, um dem fluiden Medium in dem Ringspalt (132) einen Impuls mit mindestens einer Komponente in einer tangentialen Richtung aufzuprägen, wobei die Leitelemente (148, 170, 176) ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: Leitschaufeln (148), wobei die Leitschaufeln (148) in einem Kranz in den Ringspalt (132) angeordnet sind; Schlitze (170) in einem in den Ringspalt (132) eingebrachten Ring (168); Bohrungen (176) in einem in den Ringspalt (132) eingebrachten Ring (168).Sensor device ( 110 ) according to one of the preceding claims, wherein the twisting apparatus ( 146 ) a plurality of guide elements ( 148 . 170 . 176 ), wherein the guide elements ( 148 . 170 . 176 ) at least one guide surface ( 142 ), wherein the guide surfaces ( 142 ) are adapted to the fluid medium in the annular gap ( 132 ) to impart a pulse with at least one component in a tangential direction, wherein the guiding elements ( 148 . 170 . 176 ) are selected from the group consisting of: guide vanes ( 148 ), wherein the guide vanes ( 148 ) in a ring in the annular gap ( 132 ) are arranged; Slots ( 170 ) in one in the annular gap ( 132 ) introduced ring ( 168 ); Holes ( 176 ) in one in the annular gap ( 132 ) introduced ring ( 168 ). Sensorvorrichtung (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Drallapparat (146) ganz oder teilweise unabhängig von dem Innengehäuse (130) und dem Außengehäuse (128) ausgebildet ist und in den Ringspalt (132) eingebracht ist.Sensor device ( 110 ) according to one of the preceding claims, wherein the twisting apparatus ( 146 ) Wholly or partially independent of the inner housing ( 130 ) and the outer housing ( 128 ) is formed and in the annular gap ( 132 ) is introduced. Sensorvorrichtung (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Ringspalt (132) in der ersten Laufstrecke (136) eine Mehrzahl von weiteren Leitelementen (138) angeordnet ist, wobei die weiteren Leitelemente (138) ausgestaltet sind, um ein Umströmen des Ringspalts (132) in zumindest einem Teil der ersten Laufstrecke (136) zu verhindern.Sensor device ( 110 ) according to one of the preceding claims, wherein in the annular gap ( 132 ) in the first run ( 136 ) a plurality of further guiding elements ( 138 ), wherein the further guide elements ( 138 ) are designed to prevent the annular gap ( 132 ) in at least a part of the first running distance ( 136 ) to prevent. Sensorvorrichtung (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (120) weiterhin derart ausgestaltet ist, dass das strömende fluide Medium nach Durchlaufen des Drallapparats (146) eine zweite Laufstrecke (150) in dem Ringspalt (132) durchläuft.Sensor device ( 110 ) according to one of the preceding claims, wherein the housing ( 120 ) is further configured such that the flowing fluid medium after passing through the twisting apparatus ( 146 ) a second running track ( 150 ) in the annular gap ( 132 ) goes through. Sensorvorrichtung (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Innengehäuse (130) mindestens eine Ausströmöffnung (156) aufweist, wobei das fluide Medium durch die Ausströmöffnung (156) zurück in das Strömungsrohr (114) strömen kann, wobei die Ausströmöffnung (156) bei mit dem Strömungsrohr (114) verbundenem Gehäuse (120) weiter in dem Strömungsrohr (114) angeordnet ist als die Einströmöffnung (134).Sensor device ( 110 ) according to one of the preceding claims, wherein the inner housing ( 130 ) at least one outflow opening ( 156 ), wherein the fluid medium through the outflow opening ( 156 ) back into the flow tube ( 114 ), wherein the outflow opening ( 156 ) with the flow tube ( 114 ) connected housing ( 120 ) further in the flow tube ( 114 ) is arranged as the inflow opening ( 134 ). Sensorvorrichtung (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sensorelement (158) mindestens einen Feldeffekttransistor umfasst, wobei der Feldeffekttransistor mindestens eine Sensorfläche zur Erfassung des mindestens einen Parameters aufweist.Sensor device ( 110 ) according to one of the preceding claims, wherein the sensor element ( 158 ) comprises at least one field effect transistor, wherein the field effect transistor has at least one sensor surface for detecting the at least one parameter.
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