DE10317048A1

DE10317048A1 - Gas-Durchflussmesser mit verbessertem Probenentnahme-Kanal

Info

Publication number: DE10317048A1
Application number: DE10317048A
Authority: DE
Inventors: Lawrence A. Warren Zurek; Eric Christopher Howell Meyers
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 2002-04-19
Filing date: 2003-04-11
Publication date: 2004-03-11
Also published as: GB2387658A; US20030196486A1; JP2003315125A; GB0308748D0; GB2387658B; US6708561B2

Abstract

Es wird ein Gas-Durchfluss-Sensor (10) zur Bestimmung der Luftmenge, die zum Beispiel in einen Verbrennungsmotor eingeleitet wird, vorgestellt. Der Gas-Durchfluss-Sensor (10) schließt ein externes Element ein zur Bestimmung der Temperatur der Einlassluft, was die Genauigkeit der Messung des Gasstroms erhöht. Ein Kaltdraht-Element, welches die Reaktionszeit verbessert, ist ebenfalls angeordnet. Der Gas-Durchfluss-Sensor (10) besitzt ein verbessertes aerodynamisches Design, welches einen niedrigeren Druckabfall des Systems erzeugt. Weiterhin ist der Sensor (10) kleiner und leichter und besitzt weniger Teile, wodurch bessere Fertigungsmöglichkeiten gegeben sind. Ein aus einem Stück gegossener Düsenstutzen mit einem darin angeordneten Hitzdraht-Element sitzt im Bereich für die Gas-Probenentnahme. Der Bereich der Gas-Probenentnahme besitzt einen rohrförmigen Probenentnahme-Kanal, wobei der Probenentnahme-Kanal eine Biegung mit einem konstanten Biegeradius aufweist. Dadurch wird konsequenterweise ein verbesserter, niedrigerer Druckabfall innerhalb der Durchflusspassage (40) erreicht. Weiterhin sind sowohl ein verbessertes Signal-Rausch-Verhältnis als auch ein größerer dynamischer Bereich günstige Konsequenzen der gegenwärtigen Erfindung. Die gegenwärtige Erfindung sieht weiterhin eine verbesserte Leistung gegenüber elektromagnetischen Störungen vor.

Description

Die gegenwärtige Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen und Methoden, um einen Fluid- bzw. Massenstrom in einer Leitung zu messen.
Verbrennungsmotoren benutzen heute elektronische Kontrollen für den optimalen Motorbetrieb. Die elektronischen Kontrollsysteme schließen typisch eine primäre Kontrolleinheit zur Verarbeitung der Kontroll-Algorithmen ein, sowie und eine Vielzahl von Sensoren, welche die primäre Kontrolleinheit mit Kontrollsignalen versorgen. Ein kritischer, wichtiger Sensor zum Erreichen der optimalen Motorkontrolle ist ein Gas-Durchfluss-Sensor zum Messen der Luftaufnahme in einen Verbrennungsmotor.
Es ist kritisch, die Gas-Durchfluss-Messung auf optimalen Motorbetrieb abzustimmen. Ein signifikantes Problem, welches das Gas-Durchfluss-Management betrifft, ist Rückströmung in der entgegengesetzten Richtung des Lufteinlasses. Gas-Durchfluss-Sensoren erkennen typischerweise den Luftstrom in beiden Richtungen, der Vorwärtsrichtung sowie der Rückwärtsrichtung, relativ zum Lufteinlass, weshalb die Rückströmung eine fehlerhafte Messung des Gas-Flusses verursacht.
Frühere Gestaltungen nach dem Stand der Technik der Gas-Durchflussvorrichtungen haben versucht, diesem Problem durch Vorstellen eines Gas-Durchfluss-Sensors, wie in U.S.-Patent 5,556,340 von Clowater et al. vorgestellt, gerecht zu werden. Bei Clowater wird ein Gas-Durchfluss-Sensor mit einer U-förmige Luftpassage und einer longitudinal sich verjüngenden elliptischen Einlassanordnung veröffentlicht, die beide miteinander verbunden sind. Diese Anordnung verbessert die Effizienz der Messung und reduziert den Effekt der Rückströmung bei der Messung des Gasflusses in den Verbrennungsmotor. Weiterhin erzeugt eine solche Anordnung sowohl ein vorteilhaft niedriges Signal-Rausch-Verhältnis als auch eine hohe Geschwindigkeit (des Gases) durch das Gas-Durchfluss-Sensor-Element.
Während der Stand der Technik von Gas-Durchfluss-Sensoren, wie der von Clowater veröffentlichte, die Genauigkeit des Gas-Durchflussmanagements bedeutend verbesserten, sind noch weitere Verbesserungen, bezogen auf andere Probleme, notwendig.
Es würde zum Beispiel vorteilhaft sein, einen Gas-Durchfluss-Sensor zu haben, der eine verbesserte Reaktionszeit aufweist, mit einem besseren aerodynamischen Design, mit einem niedrigeren Druckabfall des Systems, einem verbesserten Druckabfall der internen Durchflusspassage, einem verbesserten Signal-Rausch-Verhältnis, einer verbesserten Beständigkeit gegenüber elektromagnetischen Interferenzen sowie weniger Teile enthält, um weniger Fertigungsaufwand zu erreichen.
In einer Realisierung der gegenwärtigen Erfindung wird ein Gas-Durchfluss-Sensor vorgestellt, der die Menge der Luft bestimmt, die in einen Verbrennungsmotor eingeleitet wird; in Abstimmung mit der gegenwärtigen Erfindung. Der Gas-Durchfluss-Sensor der gegenwärtigen Erfindung schließt ein externes Element zur Messung der Temperatur der Einlassluft ein, welches die Genauigkeit der Luftmessung verbessert. Weiterhin ist ein externes Kaltdraht-Element vorgesehen, welches die Reaktionszeit verbessert. Der Gas-Durchfluss-Sensor der gegenwärtigen Erfindung besitzt ein verbessertes aerodynamisches Design, das einen niedrigeren Druckabfall des Systems erreicht. Weiterhin ist der Sensor kleiner, leichter und hat weniger Teile, womit eine bessere Fertigung erreicht wird. Zum Beispiel ist ein isolierter, aus einem Stück gegossener Stutzen, mit einem Heizelement im Inneren, in einer rohrförmigen Durchflusspassage der Probenentnahme des Gehäuses (12) angeordnet. Damit wird folglich ein verbesserter, niedrigerer Druckabfall in der internen Durchflusspassage erreicht. Zusätzlich sind ein verbessertes Signal-Rausch-Verhältnis sowie ein größerer dynamischer Bereich vorteilhafte Konsequenzen der gegenwärtigen Erfindung. Die gegenwärtige Erfindung erfüllt weiterhin eine verbesserte Beständigkeit gegenüber elektromagnetischen Einflüssen.
In einer Realisierung der gegenwärtigen Erfindung wird ein Gas-Durchfluss-Sensor mit einer kreisförmigen Öffnung, bzw. kreisförmigen Eingang, des Stutzens vorgestellt.
In einer anderen Realisierung der gegenwärtigen Erfindung ist die Kontrollelektronik in einem longitudinal erweiterten Bereich des Sensorgehäuses angeordnet, oberhalb des Bereiches für die Probenentnahme Damit stellt die gegenwärtige Erfindung Elektronik und Probenentnahme, integriert in einem Gehäuse, vor.
In einem anderen Aspekt der gegenwärtigen Erfindung wird eine U-förmige Durchflusspassage vorgestellt, welche in einem konstanten Biegeradius r eine Probe der Einlassluft sammelt.
In noch einer anderen Realisierung der gegenwärtigen Erfindung wir ein Ausgang der U-förmigen Durchflusspassage vorgestellt, welcher dem Gas er laubt, sowohl durch den Boden der Durchflusspassage als auch durch die Seiten des Gehäuses zu entweichen.
In noch einer anderen Realisierung gemäß der gegenwärtigen Erfindung ist ein Messelement innerhalb der Durchflusspassage, am Ausgang des Stutzens, angeordnet.
In noch einem anderen Aspekt der gegenwärtigen Erfindung ist das Messelement zentrisch am Ausgang des konvergierenden Stutzens angeordnet.
In noch einer weiteren Realisierung der gegenwärtigen Erfindung ist die Kontrollelektronik, angrenzend an die Durchflusspassage, im Elektronikbereich angeordnet.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich durch die Überlegungen in der folgenden Beschreibung sowie aus den angefügten Ansprüchen, in Verbindung mit der begleitenden Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:
1 eine Explosionsansicht eines Gas-Durchfluss-Sensors, gemäß der gegenwärtigen Erfindung,
2 eine perspektivische Ansicht des Gehäuses des Gas-Durchfluss-Sensors, gemäß der gegenwärtigen Erfindung,
3 eine Darstellung der Spannungsteiler-Schaltung,
4a eine perspektivische Innenansicht der Gehäuseabdeckung des Gas-Durchfluss-Sensors, gemäß der gegenwärtigen Erfindung,
4b eine perspektivische Außenansicht der Gehäuseabdeckung des Gas-Durchfluss-Sensors, gemäß der gegenwärtigen Erfindung,
4c eine perspektivische Ansicht des Gehäuses mit daran befestigter Gehäuseabdeckung, gemäß der gegenwärtigen Erfindung,
5 eine perspektivische Innenansicht der zweiten Gehäuseabdeckung eines Gas-Durchfluss-Sensors gemäß der gegenwärtigen Erfindung,
6 eine perspektivische Innenansicht der Elektronikabdeckung gemäß der gegenwärtigen Erfindung,
7a eine perspektivische Ansicht des komplett aufgebauten Gas-Durchfluss-Sensors gemäß der gegenwärtigen Erfindung,
7b eine Schnittansicht durch den Gas-Durchfluss-Sensor, wie in 7a angedeutet; gemäß der gegenwärtigen Erfindung,
8 eine Schnittansicht eines Lufteinlass-Verteilers eines Motors und illustriert weiterhin als Beispiel die Position des Gas-DurchflussSensors, gemäß der gegenwärtigen Erfindung, 9a – 9d perspektivische Ansichten sowie Schnittansichten einer alternativen Realisierung eines Gas-Durchfluss-Sensors, gemäß der gegenwärtigen Erfindung und
9e ein computerisiertes Diagramm des Gasstroms und zeigt Strömungsrichtung und Geschwindigkeit durch den Gas-Durchfluss-Sensor.
Mit Bezug auf die 1 und 2 sind die Explosionsansicht sowie die perspektivische Ansicht eines Gas-Durchfluss-Sensors 10 gezeigt, der zur Bestimmung der Menge eines Gases in einer Leitung dient, gemäß der gegenwärtigen Erfindung. Eine Anwendung für den Gebrauch des Sensors 10 ist die Messung der Luftmenge, die in einen Verbrennungsmotor eingeleitet wird (nicht gezeigt). Die gegenwärtige Erfindung betrachtet jedoch auch andere Anwendungen und Applikationen für Sensor 10. Sensor 10 kann zum Beispiel verwendet werden, um die Menge einer Masse (anders als Luft), die durch eine Leitung strömt (anders als der Lufteinlass-Verteiler einer Verbrennungsmaschine) zu bestimmen. Der Gas-Durchfluss-Sensor 10 besteht aus dem Gehäuse 12, der Gehäuse-Abdeckung 14, einer zweiten Gehäuse-Abdeckung 16, einer Elektronik-Abdeckung 18 und einer Dichtung 20.
Das Gehäuse 12 beinhaltet einen integrierten Steckverbinder 30 mit Kontakten (nicht gezeigt), die in elektrischem Kontakt stehen mit der Kontroll-Elektronik des Motors außerhalb des Gas-Durchfluss-Sensors, und die in elektrischem Kontakt stehen mit einem Schaltkreismodul 32, welches im Bereich 34 des Gehäuses sitzt. Angrenzend an den Bereich 34 ist im Gehäuse 12 weiterhin ein Bereich 36 für die Gas-Probenentnahme vorgesehen. Bereich 36 für die Gas-Probenentnahme schließt einen Einlass 38 ein, der sich in einen Stutzen 39 bzw. eine Düse öffnet. Der Stutzen 39 steht in Verbindung mit einer im Wesentlichen U-förmigen Durchflusspassage 40. Die U-förmige Durchflusspassage 40 leitet zu einem Ausgang 42.
Der Stutzen 39 bildet generell einen Düsenstutzen. Wie später beschrieben und illustriert wird, ist Stutzen 39 definiert durch einen grundsätzlich runden Einlass 38, der auf longitudinal sich verjüngende, elliptische Seitenflächen trifft (wie in 7b gezeigt). Diese longitudinal sich verjüngenden, elliptischen Seitenflächen erzeugen einen relativ großen Druck am Ausgang 41 des Stutzens 39. Weiterhin erzeugt diese Düsenstutzen-Geometrie des Stut zens 39 einen kritischen Bereich 43 am Ausgang 41 mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit des Massenstroms über den kritischen Bereich. Dieser kritische Bereich, durch den Stutzen erzeugt, erzeugt verbessertes Erkennen und Messung des Massenstroms, wie später beschrieben werden wird. Um den Massenstrom durch die Passage 40 weiter zu verbessern, ist ein keilförmiger Deflektor 45 am Ende des Gehäuses 12 und oberhalb des Ausgangs 42 angeordnet. Der keilförmige Deflektor 45 besitzt eine geneigte Oberfläche, die einen vorteilhaft niedrigen Druckbereich neben Ausgang 42 erzeugt. Ist der Oberflächenwinkel des Deflektors 45 (gezeigt durch den Buchstaben alpha in 7b) zu klein, bezogen auf die Richtung des Massenstroms, wird ein ungenügender Druckabfall am Ausgang 42 erzeugt. Ist umgekehrt der Oberflächenwinkel des Deflektors 45 zu groß, bezogen auf die Richtung des Massenstroms, wird (ebenfalls) ein ungenügender Druckabfall an Ausgang 42 erzeugt. Der Winkel alpha der Oberfläche des Deflektors 45 liegt bevorzugt zwischen 47° und 60°, bezogen auf eine horizontale Linie.
Wie in 2 dargestellt, sind am Gehäuse 12 eine Vielzahl von Widerstandselementen angeordnet, welche über elektrische Leiter, wie integrierte, eingegossene Leiter oder Klemmen, in elektrischem Kontakt mit dem Schaltkreis 32 stehen. Die Widerstandselemente schließen ein Hitzdraht-Element 44, ein Kaltdraht-Element 46 und ein internes Element (IAT) für die Gasflusstemperatur 48 ein. Diese Elemente ändern grundsätzlich ihren Widerstand als Funktion der Temperatur.
Der Schaltkreis 32 erkennt durch Kontrolle des Energieverbrauchs der Elemente, dass ein Medium, zum Beispiel Luft, durch die Passage 40 strömt. Der Schaltkreis 32 kann sowohl ein einzelner integrierter Schaltkreis, als auch eine Platine mit sowohl diskreten als auch integrierten Schaltkreisen sein. Der beobachtete Widerstandswechsel der Elemente wird in ein Ausgangssignalumgewandelt, das von der Elektronik des Motorkontrollsystems empfangen wird (nicht gezeigt). Die Elektronik des Motorkontrollsystems re gelt durch Kontrolle des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses typischerweise die Menge des Kraftstoffs, der in den Motor gespritzt wird.
Das IAT oder Element 48 ist im Allgemeinen ein Thermistor oder ähnliches Bauteil. Element 48 sitzt am Gehäuse 12, um eine genaue Messung der Temperatur der Luftmenge während des Ansaugtaktes des Verbrennungsmotors sicher zu stellen. Wie in 2 dargestellt, sitzt Element 48 bevorzugt außerhalb der Passage 40, um Wärmeeffekte des Gases, verursacht durch den Wärmeverlust des heißen Elements 44, zu minimieren.
In einer bevorzugten Realisierung der gegenwärtigen Erfindung enthält ein Gas-Durchfluss-Sensor 10 die Elemente 44 und 46 als Platin-Draht-Widerstände. Diese Elemente besitzen grundsätzlich einen positiven Temperatur-Koeffizienten. Deshalb wird jede Änderung des Widerstands der Elemente mit einer Änderung der Temperatur in der gleichen Richtung verlaufen. Das heißt: steigt die Temperatur, steigt der Widerstand und fällt die Temperatur, fällt der Widerstand. Das Hitzdraht-Element 44 sitzt bevorzugt am Ausgang 41 des Stutzens 39 und innerhalb des kritischen Bereichs 43. Die Position des Hitzdraht-Elements innerhalb des kritischen Bereichs stellt sicher, dass das Gas, welches ein gleichförmiges Geschwindigkeitsprofil aufweist, über das Hitzdraht-Element streicht und von der gesamten Oberfläche des Elements Wärme aufnimmt. Dadurch wird in der gegenwärtigen Erfindung ein verbessertes Erkennen des Massenstroms erreicht.
In einer Realisierung der gegenwärtigen Erfindung hat das Hitzdraht-Element 44 zum Beispiel einen Widerstand von 20 Ohm bei 21,1 ° C. Steigt die Temperatur um 17,2° C, ändert sich der Widerstand des Hitzdraht-Elements folglich um ungefähr 0,025 Ohm. Das Hitzdraht-Element 44 wird hauptsächlich benutzt, um die Geschwindigkeit des Gases, welches durch die Passage 40 strömt, zu erkennen, um daraus die Masse des Gases, welches durch die Passage 40 strömt, abzuleiten.
Das Kaltdraht-Element 46 kann zum Beispiel einen nominalen Widerstand von 500 Ohm bei 21,1° C haben. Steigt die Temperatur des Kaltdrahtes um 17,2° C, steigt der Widerstand des Kaltdrahtes um ungefähr 0,5 Ohm. Der Hauptzweck des Kaltdraht-Elements 46 ist, eine Temperaturkorrektur vorzusehen.
Im Betrieb wird das Hitzdraht-Element ungefähr 200° C oberhalb der Umgebungstemperatur gehalten. Dies wird durch Anordnen des Hitzdraht-Elements in einer Spannungsteiler-Schaltung erreicht. Mit Bezug auf 3 ist beispielhaft eine Spannungsteiler-Schaltung 500 dargestellt, die das Hitzdraht-Element 44 auf geforderten konstanten Widerstand und Temperatur hält; gemäß der gegenwärtigen Erfindung. In einer Realisierung der gegenwärtigen Erfindung ist die Schaltung 500, zusammen mit anderen Kontroll-Schaltungen, im integrierten Schaltkreis 32 angeordnet. Das Beispiel der Schaltung 500 beinhaltet zwei Spannungsteiler-Netzwerke 502 und 504, die mit einem Operationsverstärker 506 zusammenarbeiten. Das Spannungsteiler-Netzwerk 502 hat im Allgemeinen zwei 500 Ohm-Widerstände 508 und 510, welche ein 50% Spannungsteiler-Netzwerk bilden und den Pluskontakt 512 des Operationsverstärkers 506 veranlassen, die Ausgangsspannung an Ausgang 518 zu halbieren. Das andere Spannungsteiler-Netzwerk 504 hat im Allgemeinen einen 25 Ohm-Widerstand 514 in Reihe mit dem Hitzdraht-Element 44. Der Minuskontakt 516 des Operationsverstärkers ist zwischen dem Widerstand 514 und dem Hitzdraht-Element 44 angeschlossen. Dieses Netzwerk besitzt ein Verhältnis von 20 Ohm zu 45 Ohm, damit wird der Minuspol 516 auf ein 20/45 der Ausgangsspannung gebracht. Die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers am Ausgang 518 wird zum Beispiel ansteigen, wenn die Spannung am Pluskontakt 512 größer als ist die Spannung am Minuskontakt 516. Ebenso wird sich die Ausgangsspannung am Ausgang 518 erniedrigen, wenn die Spannung am Pluskontakt 512 kleiner ist als die Spannung am Minuskontakt 516. Dem entsprechend wird die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers am Ausgang 518 erhöht oder erniedrigt, durch eine Teilspannung, die benötigt wird, um die Spannung am Pluskontakt 512 der Spannung des Minuskontakts 516 anzugleichen.
Die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers wird dadurch an Ausgang 518 steigen, dass das Widerstands-Netzwerk 502 eine größere Spannung am Pluskontakt 512 erzeugt, welche 50% der Ausgangsspannung, verglichen mit 44% an Minuskontakt 516 ist. Steigt die Spannung, erzeugt die Energie durch das Hitzdraht-Element einen Anstieg des Widerstandes dieses Elementes. Es wird etwa ¼ Watt in ruhender Luft benötigt, um die Temperatur des Hitzdraht-Elements um 93,3° C ansteigen zu lassen. Ein Temperaturanstieg von 93,3°C erhöht den Widerstand des Hitzdraht-Elements 44 um 5 Ohm. Das Verhältnis des Widerstandes bei der angestiegenen Temperatur zum Gesamtwiderstand im Widerstands-Netzwerk 504 bildet ein 50% Spannungsteiler-Netzwerk. Folglich haben der Pluskontakt 512 und der Minuskontakt 516 des Operationsverstärkers 506 die gleiche Spannung, weil beide Netzwerke, 502 und 504, 50% – Spannungsteiler-Netzwerke bilden. Damit wird die Temperatur des Hitzdraht-Elements auf etwa 132,2° gebracht.
Der Schaltkreis 500 erzeugt ein Ausgangssignal an Leitung 518 zum elektronischen Motorkontrollmodul (nicht gezeigt), welches das geeignete Verhältnis Kraftstoff zu Luft für optimale Motorfunktion bestimmt, in dieser Weise gut bekannt. Dadurch, dass nur, wie oben beschrieben, ¼ Watt benötigt wird, um die Spannungen am Pluskontakt 512 und Minuskontakt 516 gleich zu halten, kann der Spannungsabfall an Hitzdraht-Element 44 und Widerstand 514 durch folgende Formel berechnet werden:
Leistung = (Spannung)²/Widerstand
Umgestellt nach der Spannung:
Spannung = (Energie·Widerstand)^½
oder: (0,25·25)^½
Weil der Spannungsabfall von Widerständen in Reihe nominal addiert wird, beträgt der Ausgang des Schaltkreises 5 Volt, wenn keine Luft fließt. Offensichtlich würde mehr Schaltungsaufwand benötigt, um den Ausgang des Schaltkreises 500 zu anzugleichen und zu verstärken.
Strömt Luft über das Hitzdraht-Element 44, wird Energie in Form von Wärme vom Hitzdraht-Element an die Luft übertragen. Die Wärme, die vom Hitzdraht-Element 44 abgeführt wird, führt dazu, dass der Widerstand des Elements 44 abnimmt. Abnehmender Widerstand veranlasst die Spannung am Minuskontakt 516 zu fallen. Die Ausgangsspannung am Ausgang 518 würde folglich steigen, um mehr Energie an das Hitzdraht-Element 44 zu liefern. Somit führt der Anstieg an Energie, aufgenommen vom Hitzdraht-Element 44, dazu, die Temperatur zu erhöhen und zurück auf 132,2° C zu bringen. Wenn diese Temperatur erreicht ist, sind die Spannungen an den Kontakten 512 und 516 des Operationsverstärkers 506 im Gleichgewicht.
Diesem entsprechend ist der Ausgang des Schaltkreises am Ausgang 518, während der Schaltkreis das Hitzdraht-Element 44 regelt, proportional der Quadratwurzel aus der Energie, die vom Hitzdraht-Element aufgenommen wird, multipliziert mit 2, minus zum Beispiel 5 Volt. Die nominale Energie, die vom Hitzdraht-Element 44 aufgenommen wird, beträgt ¼ Watt und ist die benötigte Energiemenge, um das Hitzdraht-Element 44 auf 132.2° C zu halten. Wärme, die vom Hitzdraht-Element abgeführt wird, wird durch Zuführen von mehr Energie an Element 44 ersetzt. Der Widerstand des Hitzdraht-Elements ist auf 25 Ohm geregelt, somit kann der Widerstand als konstant betrachtet werden: entnommene Energie gleich der zugeführten Energie minus der Menge an Energie, um das Hitzdraht-Element auf 132,2° C zu halten. Mit der Formel:
Spannung V = (Energie·Widerstand)^½
erfolgt jeder Anstieg der Energiezufuhr an das Hitzdraht-Element 44 auch an dem 25-Ohm-Widerstand. Aus diesem Grund ist die Spannung, die benötigt wird, um den Energieverlust am Hitzdraht-Element 44 zu kompensieren, verdoppelt.
Für einen vernünftigen Betrieb von Sensor 10 muss die Temperatur des Hitzdraht-Elements 44 auf 200° C oberhalb der Umgebungstemperatur gehalten werden. Ist die Umgebungstemperatur konstant, ist keine Temperaturkorrektur notwendig. Ein konstanter Temperaturunterschied garantiert, dass dieselbe Energiemenge für einen gegebenen Luftstrom vom Hitzdraht-Element 44 abgeführt wird. Wird ein Gas-Durchfluss-Sensor jedoch in einem Automobil angeordnet (gezeigt in 8), ist die Temperatur der Umgebungsluft nicht konstant. Der Sensor 10 wird typischerweise Temperaturen von unter dem Gefrierpunkt bis oberhalb des Siedepunktes (von Wasser) ausgesetzt. Somit werden niedriger als erwartete Temperaturen der strömenden Luft eine größer als geforderte Ausgangsspannung erzeugen und höher als erwartete Temperaturen eine kleiner als geforderte Ausgangsspannungen erzeugen.
Die gegenwärtige Erfindung sieht eine Temperaturkorrektur vor, um die variable Umgebungstemperatur, die in einem Automobil vorhanden ist, auszugleichen. Temperaturkorrektur wird durch die Verwendung des Kaltdraht-Elements 46 erreicht. Das Kaltdraht-Element 46 ist im Widerstandsnetzwerk 502 an Stelle des Widerstandes 510 eingesetzt, wie in 3 dargestellt. Schaltkreis 500 verwendet das Kaltdraht-Element 46 für Temperaturkompensation. Element 46 sitzt am Gehäuse 12 und ist im Luftstrom außerhalb der Durchflusspassage 40 angeordnet. Die Anordnung des Kaltdraht-Elements 46 im Luftstrom erlaubt dem Schaltkreis, schnell auf Wechsel der Umgebungstemperatur zu antworten. Die Temperatur des Kaltdraht-Elements 46 folgt den Temperaturwechseln der einströmenden Luft. Da durch, dass der Widerstand des Kaltdraht-Elements (500 Ohm) relativ groß, bezogen auf den Spannungsabfall des Elements ist, ist der Energieverlust sehr klein. Der Widerstand des Elementes 46 beträgt zum Beispiel bei 21,1° C 500 Ohm mit einem Spannungsabfall von 2,5 Volt. Ferner beträgt der Energieverlust des Elements 46 0,0125 Watt, was einen Temperaturanstieg von 12,2° C erzeugt.
Dem entsprechend würde der Widerstand des Kaltdraht-Elements 46 um 5 Ohm ansteigen und das Widerstandsverhältnis des Widerstands-Netzwerks 502 würde sich ändern. Die Spannung, die am Pluskontakt 512 anliegt, würde zum Beispiel 505/1005 oder 50,25% der Ausgangsspannung am Ausgang 518 betragen. Das Widerstands-Netzwerk 504 wiederum muss ebenfalls ein Verhältnis von 50,25% der Ausgangsspannung bilden. Um das selbe Verhältnis zu bilden, müsste somit der Widerstand des Hitzdraht-Elements auf 25,25 Ohm beibehalten werden, damit dasselbe Widerstandsverhältnis von 50,25% erzeugt wird, somit wird das Hitzdraht-Element 44 auf 200 ° C oberhalb des Kaltdraht-Elements gehalten, oder 137,7° C, wenn die Umgebungstemperatur 21,1 ° C beträgt. Das Kaltdraht-Element 46 ist 12,2° C oberhalb der Umgebungstemperatur von 21,1 ° C. Damit bleibt die Temperaturdifferenz, die notwendig ist, um Umgebungsextremen gerecht zu werden, beibehalten. Der nominale Ausgang dieses Schaltkreises beträgt noch fünf Volt. Es wird ¼ Watt benötigt, um die Temperatur des Hitzdraht-Elements um 93,3° C zu erhöhen. Umstellen der Energiegleichung für den Strom i liefert: i = (Energie/Widerstand)^½. Somit ist der Strom i im Hitzdraht-Netzwerk = 0,099503 Ampere ((0,25/25)12). Die Ausgangsspannung beträgt dann (0,099503·50,25), was annähernd fünf Volt ist. Der Schaltkreis in 3 kann sich dem Wechsel in der Temperatur der Umgebungsluft dynamisch angleichen, weil die Änderung im Kaltdraht-Netzwerk direkt proportional den Eigenschaften des Hitzdraht-Netzwerks ist.
Die Widerstandswerte und Widerstandsänderungen dienen ausschließlich als Erklärungen und andere Werte können natürlich verwendet werden.
Bezug nehmend auf die 4a und 4b ist weiterhin die perspektivische Ansicht der Gehäuseabdeckung 14 dargestellt, gemäß der vorliegenden Erfindung. 4a ist eine Innenansicht der Gehäuseabdeckung 14 und 4b ist eine Außenansicht der Gehäuseabdeckung 14. Die Gehäuseabdeckung 14 ist mit dem Gehäuse 12, entlang zweier vorstehender Kanten 60 und 62 starr verbunden (gezeigt in 4c). Die Kante 60 steht auf einer inneren Oberfläche 64 der Gehäuseabdeckung 14 und dichtet mit Kanal 50, der auf der Innenfläche 52 des Gehäuses 12 angeordnet ist. Die Kante 62 steht auf, einer inneren Oberfläche 64 der Gehäuseabdeckung 14 und dichtet mit Kanal 54, der innerhalb der Fläche 52 und entlang des Umfangs der Durchflusspassage 40 angeordnet ist, wodurch eine geschlossene und abgedichtete Durchflusspassage 40 entsteht. Die Gehäuseabdeckung 14 enthält weiterhin eine Öffnung 66 für den Zugang zum integrierten Schaltkreis 32 während der Fertigung (dargestellt in 4c). Die Öffnung 66 gewährt zum Beispiel Zugang zum integrierten Schaltkreis 32 für den Abgleichschritt während des Fertigungsprozesses. Weiterhin, wie in 4c dargestellt, ist der integrierte Schaltkreis durch Bonding-Drähte mit verschiedenen Terminals und/oder bonding pads des Gehäuses 12 verbunden.
Wie in 4b dargestellt, wird ein Kanal 68 entlang des Umfangs von Öffnung 66 gebildet, um die zweite Gehäuseabdeckung 16 mit der Gehäuseabdeckung 14 zu dichten. Weiterhin erlaubt eine Seitenöffnung 70 der Luft, die Durchflusspassage 40 über die beiden Seitenflächen 72 und damit Gehäuseabdeckung 14 zu verlassen. Ein rampenförmiger Bereich 75 ist in Oberfläche 72 integriert, um die Luft, welche die Oberfläche passiert, in Richtung auf Kaltdraht-Element 46 zu leiten.
Eine perspektivische Innenansicht der zweiten Gehäuseabdeckung 16 ist dargestellt in 5. Abdeckung 16 enthält eine vorstehende Kante 80, die entlang der Öffnung 66 und innerhalb des Kanals 68, mit der Gehäuseabdeckung 14 dichtet. Die zweite Gehäuseabdeckung 16 ist im Wesentlichen flach und kann aus einen temperaturbeständigen Material, wie Metall, gefertigt sein, um die Wärme, die vom integrierten Schaltkreis 32 erzeugt wird, abzuleiten. Wie in 1 dargestellt, besitzt die zweite Gehäuseabdeckung 16 eine grundsätzlich ebene Außenfläche 84. Nachdem die Abdeckung 16 auf die Gehäuseabdeckung 14 aufgesetzt ist, erzeugen beide, die Abdeckung 14 und die zweite Gehäuseabdeckung 16, eine sich longitudinal erweiternde und grundsätzlich ebene Oberfläche, im minimale Störungen der strömenden Luft um Sensor 10 zu gewährleisten.
Eine perspektivische Innenansicht der Elektronikabdeckung 18 ist in 6 dargestellt. In einer Realisierung der gegenwärtigen Erfindung wird der integrierte Schaltkreis 32 auf die Abdeckung 18 gebondet und die daraus resultierende Anordnung wird in Gehäuse 12 untergebracht und abgedichtet. Die Abdeckung besitzt auf der Oberfläche 85 eine vorstehende Kante 83. Die vorstehende Kante 83 dichtet gegenüber einem korrespondierenden Kanal (nicht dargestellt) am Gehäuse 12, um ein wetterbeständiges Gehäuse zu bilden. Die Abdeckung 18 wirkt bevorzugt als Kühlfläche, um die Wärme, erzeugt von Schaltkreismodule 32, abzuleiten. In einer Realisierung der gegenwärtigen Erfindung besteht der Kühlkörper 18 aus einem metallischen Material oder einem Material mit ähnlichen thermischen Eigenschaften.
Eine perspektivische Ansicht eines komplett aufgebauten Gas-Durchfluss-Sensors 10 ist in 7a dargestellt, entsprechend der gegenwärtigen Erfindung. Ein Befestigungsflansch 90 ist an Gehäuse 12 integral angeformt und enthält eine Vielzahl von Befestigungsbohrungen 92 und 94. Die Befestigungsbohrungen 92 und 94 nehmen Befestigungselemente (nicht dargestellt) wie Schrauben auf, um Sensor 10 an einer Montagefläche zu befestigen. Weiterhin besitzt der Flansch 90 eine entsprechende geformte Fläche 96, um mit der Lufteinlass-Leitung eines Motors 304 zusammen zu passen (dargestellt in 8), wie weiter unten beschrieben wird.
Die Dichtung 20 ist eine Flachdichtung bzw. Flanschdichtung und liegt an einem Absatz an. Sie sitzt zwischen der Lufteinlass-Leitung der Maschine und Flansch 90, um eine luftdichte Abdichtung zwischen Gas-Durchfluss-Sensor 10 und Lufteinlass-Leitung 304 zu erreichen.
Wie in 7a dargestellt, strömt die Luft in den Einlass 38 des Gas-Durchfluss-Sensors 10 in der Richtung, die durch den Pfeil -i- dargestellt ist und strömt aus dem Ausgang 42 in der Richtung, die durch die Pfeile -o- dargestellt ist. Der Einlass 38 ist im Allgemeinen rund und, wie in 7b dargestellt, hat im Allgemeinen einen elliptischen Querschnitt.
Mit speziellem Bezug auf 7b bilden die elliptischen Oberflächen 200 den Umfang von Einlass 38 und Stutzen 39. Weiterhin, wie dargestellt, konvergieren die elliptischen Oberflächen entlang der Längsachse 202 und bilden einen Einlass und Stutzen mit einer longitudinal konvergierenden Oberfläche. Diese Anordnung von Einlass und Stutzen ist bekannt als Düsen-Stutzen. Es ist weiterhin bekannt, dass diese Anordnung des Düsen-Stutzens am Ende des Stutzens durch die einheitliche Geschwindigkeit des Gasflusses einen kritischen Bereich erzeugt. Wie oben dargestellt, hat die gegenwärtige Erfindung, verglichen mit der früheren Konfiguration, die Genauigkeit verbessert, dass zum Beispiel das Hitzdraht-Element 44 im kritischen Bereich angeordnet ist und deshalb durch das einströmende Fluid gleichmäßig gekühlt wird.
Mit Bezug auf 8 ist hier eine typische Automobilumgebung, in welche ein Gas-Durchfluss-Sensor eingesetzt werden kann, dargestellt, gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Automobil besitzt im Allgemeinen einen Einlassluft-Verteiler 300, um die Maschine (nicht dargestellt) mit frischer Luft zu versorgen. Der Einlassluft-Verteiler 300 enthält im Allgemeinen einen Filter 302, um die Einlassluft zu filtern und Kontaminierungen der Luft in den Verteiler 300 herauszuholen.
Der Lufteinlass-Verteiler 300 ist im Allgemeinen mit der Luftleitung 304 verbunden, um die saubere Luft zum Motor zu leiten. Wie dargestellt, ist der Gas-Durchfluss-Sensor 10 durch eine Öffnung 306 in der Luftleitung 304 positioniert und befestigt. Außenluft gelangt in den Lufteinlass-Verteiler 300 in der Richtung, die durch den Pfeil A dargestellt ist und strömt und strömt durch den Verteiler 300, dargestellt durch die Pfeile -a'- und -au"-. Erreicht die Einlassluft die Leitung 304, fließt ein Teil der Einlassluft in den Gas-Durchfluss-Sensor, dargestellt durch Pfeil -i- und dann aus dem Gas-Durchfluss-Sensor heraus, dargestellt durch Pfeil -o-. Die gesamte Einlassluft, die schließlich die Luftleitung 304 verlässt und in den Motor eintritt, ist durch Pfeil -e- dargestellt. Elektrische Kontrollsignale, welche Information enthalten bezüglich der Luftmenge, die durch die Luftleitung 304 strömt, abgeleitet von Messungen und Verarbeitung durch den integrierten Schaltkreis 32, werden an das elektronische Kontrollsystems des Fahrzeugs über den Stecker 308 und die Leitung 310 geleitet.
Die gegenwärtige Erfindung betrachtet eine Montage- und/oder Fertigungsmethode oder Bearbeitung für die Konstruktion des Gas-Durchfluss-Sensors 10. In einem Anfangsschritt sind die Widerstandselemente durch Lötzinn oder ähnliches Material, oder durch ein anderes Bonding-Verfahren (z.B. Widerstandsschweißen) elektrisch mit dem Gehäuse verbunden. In einem weiteren Schritt werden die Elektronikabdeckung 18 und der montierte integrierte Schaltkreis 32 durch Kleber oder ein vergleichbares Material in das Gehäuse 12 montiert. In einem weiteren Schritt wird die Gehäuseabdeckung 14 mit einem Kleber oder ähnlichem Material mit dem Gehäuse 12 zusammengefügt. In einem weiteren Schritt wird diese Montageeinheit in einen Ofen oder ähnliche Umgebung gebracht, um den Kleber auszuhärten. In einem weiteren Schritt wird der integrierte Schaltkreis 32 mit den Anschlusspunkten und/oder den Bondingflächen des Gehäuses 12 durch Drahtbon den verbunden. In einem weiteren Schritt wird der integrierte Schaltkreis 32 kalibriert und/oder justiert und/oder Widerstände innerhalb des integrierten Schaltkreises werden abgestimmt bzw. getrimmt. In einem weiteren Schritt wird die zweite Gehäuseabdeckung 16 mit einem Kleber oder ähnlichem Material mit dem Gehäuse 12 zusammengefügt. Im letzten Schritt wird Sensor 10 getestet, um bei verschiedenen Arbeitsbedingungen und Umgebungsverhältnissen einen richtigen Betrieb sicher zu stellen.
Mit Bezug auf 9a bis 9e wird eine alternative Realisierung des Gehäuses 412 des Gas-Durchfluss-Sensors dargestellt, gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in vorhergehenden Realisierungen, besitzt das Gehäuse 412 einen Stecker 414 mit elektrischen Kontakten 415 zum Weiterleiten der elektrischen Signale vom Gas-Durchfluss-Sensor zu einer externen Schaltung (nicht dargestellt), wie in der perspektivischen Ansicht in 9a und der Schnittansicht in 9b dargestellt ist. Das Steckerende 414 besitzt weiterhin einen Flansch 416, mit dem das Gehäuse 412 zum Beispiel an die Luftleitung des Lufteinlasses eines Motors montiert wird (siehe 8). Weiterhin besitzt das Gehäuse 412 einen Zentralbereich 418 und ein Ende mit der Luft-Probenentnahme 424. Der Zentralbereich 419 enthält eine Öffnung 420 zur Aufnahme eines Schaltkreismoduls 422. Am Ende mit der Luft-Probenentnahme 424 ist eine Passage 426 angeordnet. Die Luft-Probenentnahme-Passage schließt einen Einlass 428, einen Sammelkanal 430 und einen Ausgang 432 ein. Der Sammelkanal 430 ist eingegossen oder integriert in das Ende zur Luft-Probenentnahme 424. Der Sammelkanal 430 wiederum besteht aus zwei Bereichen, einem Gehäusebereich 430a und einer Gehäuseabdeckung 430b, wie in den 9a und 9c dargestellt. Der Gehäusebereich 430a ist eingegossen oder integriert in Gehäuse 412 und die Gehäuseabdeckung 430b ist eingegossen oder integriert in der Gehäuseabdeckung 414. Wird die Gehäuseabdeckung 414 mit dem Gehäuse durch Bonden verbunden, bilden die beiden Bereiche, der Gehäusebereich 430a und die Gehäuseabdeckung 430b einen gleichmäßigen rohrförmigen Sammelkanal 430.
Um den Fluidstrom durch Kanal 430 weiter zu verbessern, ist am Ende von Gehäuse 412, oberhalb von Auslass 442, ein keilförmiger Deflektor 445 angeordnet. Der keilförmige Deflektor 445 besitzt eine geneigte Oberfläche (bezogen auf eine Horizontale), um einen günstigen Niederdruckbereich neben dem Auslass 432 zu erzeugen. Ist der Flächenwinkel des Deflektors 445 (dargestellt als Buchstabe alpha in 9b), bezogen auf die Richtung des Massenstroms, zu klein, wird ein ungenügender Druckabfall am Auslass 432 erzeugt. Umgekehrt wird ebenfalls ein ungenügender Druckabfall am Auslass 432 erzeugt, wenn der Flächenwinkel des Deflektors, bezogen auf die Richtung des Massenstroms (und horizontaler Linie R) zu groß ist. Der Winkel alpha der Oberfläche des Deflektors liegt bevorzugt in einem Bereich zwischen 47° und 60°, bezogen auf die horizontale Linie R.
In einer bevorzugten Realisierung enthält der Kanal 430 einen Bereich mit einem Expansionsrohr 431, einen Umlenkbereich 433 und einen Bereich mit dem Kanalausgang 435. Der Bereich mit dem Expansionsrohr besitzt eine Länge le (siehe 9e) und reicht vom Stutzenausgang bis zum Eingang des Umlenkbereiches 433. Der Umlenkbereich ist in seiner Form halbkreisförmig und reicht vom Bereich des Expansionsrohres bis zum Bereich mit dem Kanalausgang. Weiterhin hat der Umlenkbereich 433 eine Innenwand mit einem konstanten inneren Radius ri und eine Außenwand mit einem konstanten äußeren Radius ro (siehe 9e). Die gegenwärtige Erfindung erzeugt deshalb einen Kanal zur Probenentnahme 430 mit verringerter turbulenter Strömung.
In der Passage zur Probenentnahme 426 ist ein Wärmesensor 434 angeordnet. Der Wärmesensor 434 steht in Kontakt mit dem Schaltkreismodul 422, zum Erkennen und Verarbeiten von elektrischen Signalen, die durch eine Änderung des Energieverlustes des Wärmesensors hervorgerufen wurden.
Verarbeitete und/oder konditionierte Signale werden dann über elektrische Leiter zu den Kontakten 415 geleitet, zur Verarbeitung in externer Schalttechnik.
Der Einlass 428 der Luft-Probenentnahme-Passage 426 weist elliptische, konvergierende innere Oberflächen 436 auf, die einen Düsenstutzen 437 bilden, dargestellt in 9b. Der Wärmesensor 434 ist am Ausgang 438 des Düsenstutzens 437 angeordnet. Noch einmal: der Kanal 430 der Probeaufnahme-Passage 426 hat eine vorzugsweise röhrenförmige Form. Weiterhin besitzt der Düsenstutzenausgang 438 einen Durchmesser -e-, der kleiner als der Durchmesser -t- des rohrförmigen Kanals 430, wie in der teilweise vergrößerten Darstellung des Endes der Luftprobenentnahme in 9d dargestellt. Die unterschiedlichen Durchmesser von Düsenstutzenausgang 438 und röhrenförmigen Kanal 430 erzeugen einen Übergangsbereich 460 an der Schnittstelle von Düsenstutzenausgang 438 und Kanal 430. Im Übergangsbereich 460 wird eine vollständige, ringförmige Verwirbelung erreicht. Solche vollständigen, ringförmigen Verwirbelungen innerhalb des Übergangsbereichs 460 erzeugen eine Gaslagerung 502, welche sich über dem Umfang des Stutzenausgangs 438 ausdehnt (siehe 9e). Die Gaslagerung 502 erzeugt einen beträchtlichen reibungslosen Bereich im Übergangssektor 460, der den Massenstrom durch den Probenentnahme-Kanal 430 unterstützt (steigert).
Mit speziellem Verweis auf 9e ist hier ein computerisiertes Diagramm der Gasdynamik, welches die Richtung und Geschwindigkeit des Gases, das durch den Probenentnahme-Kanal 430 strömt, dargestellt. Wie gezeigt ist, tritt das Gas am Eingang 428 ein und Geschwindigkeit sowie Druck des Gases steigen, während das Gas in Richtung auf Stutzenausgang 438 strömt. Am Übergang vom Stutzenausgang zur Kanalöffnung 430 verringern sich Druck und Geschwindigkeit des Gases dramatisch, weil der Kanaldurchmesser -t- größer ist als der Durchmesser -e- des Stutzenausgangs (darge stellt in 9d). Wie bereits vorher ausgeführt, schließt der Kanal 430 einen Expansionsbereich 431 mit einer Rohrlänge le ein. Das Expansionsrohr hat im Allgemeinen eine glatte Wand und sitzt zwischen Stutzenausgang 438 und dem Eingang 514 des Umlenkbereichs 433 des Kanals 430. Die Länge des Expansionsrohrs ist in der Weise vorbestimmt, dass das Gas bei einer maximalen Geschwindigkeit des Massenstroms die Wand 510 berührt, bevor es das Ende 512 des Expansionsrohrs 431 erreicht. Die Gaslagerung 512 erzeugt einen niedrigen Druck am Stutzenausgang 438. Deshalb wird das Gas durch den Stutzen, an der Wand 510 entlang, in den Probenentnahme-Kanal 430 gezogen und es wird eine Rückströmung des Gases verhindert. Die gegenwärtige Erfindung hat deshalb viele Vorteile gegenüber früheren Gestaltungen. Die gegenwärtige Erfindung hat zum Beispiel den dynamischen Bereich in der Weise verbessert, dass der Massenfluss sowohl bei sehr kleinen Gaseinlass-Geschwindigkeiten als auch bei sehr hohen Gaseinlass-Geschwindigkeiten bestimmt werden kann.
Die vorangegangene Diskussion beschreibt und veröffentlicht eine Realisierung der gegenwärtigen Erfindung. Ein Fachmann wird aus dieser Diskussion und aus der begleitenden Zeichnung und den Ansprüchen bereitwillig erkennen, dass Änderungen und Modifikationen an der Erfindung gemacht werden können, ohne sich vom wahren Geist und dem fairen Schutzbereich der Erfindung zu entfernen, die in den folgenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

Eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Massenstroms, bestehend aus: – einem Gehäuse (12) mit einem Bereich für die Gas-Probenentnahme und einem Elektronikbereich, wobei der Bereich der Gas-Probenentnahme innerhalb einer das Gas führenden Leitung positionierbar ist und eine rohrförmige Durchflusspassage (40) einschließt, – einem Stutzen (39) in Gaskontakt mit der rohrförmigen Durchflusspassage (40), wobei der Stutzen (39) einen Stutzenausgang aufweist, – einem elektrischen Element (44), das in der Durchflusspassage (40) am Stutzenausgang angeordnet ist. – und einem Schaltkreis-Modul (32), angeordnet im Elektronikbereich, das in Kontakt mit dem ersten elektrischen Element (44) ist, um eine Änderung in der elektrischen Eigenschaft des elektrischen Elements (44) festzustellen, wobei die festgestellte Änderung benutzt wird, die Masse des strömenden Gases zu bestimmen.
Die Vorrichtung aus Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Element (44) am Stutzenausgang angeordnet ist.
Die Vorrichtung aus Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ein zweites elektrisches Element (46) aufweist, das außerhalb der Durchflusspassage (40), am Gehäuse (12) angeordnet ist.
Die Vorrichtung aus Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stutzenausgang einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser der rohrförmigen Durchflusspassage (40).
Die Vorrichtung aus Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Flüssigkeits-Lagerung am Übergang vom Stutzenausgang zur rohrförmigen Durchflusspassage (44) erzeugt wird.
Die Vorrichtung aus Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrförmige Durchflusspassage (44) einen Umlenkbereich (433) aufweist, der die strömende Flüssigkeit umlenkt; dieser Umlenkbereich (433) ist halbkreisförmig ausgebildet.
Die Vorrichtung aus Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin eine Abdeckung (14, 16, 18) aufweist, die auf dem Gehäuse (12) angebracht wird und den Bereich der Gas-Probenentnahme sowie den Bereich für den elektrischen Schaltkreis abdeckt.
Die Vorrichtung aus Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin einen Kühlbereich in thermischem Kontakt mit dem Schaltkreismodul (32), um Wärme vom Schaltkreismodul (32) abzuleiten.
Die Vorrichtung aus Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen keilförmigen Deflektor (445) aufweist, der ein integraler Bestandteil des Gehäuses (12) ist, um einen Niederdruckbereich am Ausgang der Durchflusspassage (40) zu erzeugen.
Die Vorrichtung aus Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein drittes elektrisches Element (48) aufweist, das außerhalb der Durchflusspassage (40) am Gehäuse (12) angeordnet ist.