DE112013002986B4 - Thermischer Durchflussmesser - Google Patents

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Abstract

Thermischer Durchflussmesser (300), umfassend:einen Bypasskanal (4232, 4234), der konfiguriert ist, ein Messzielgas (30) aufzunehmen und von diesem, ausgehend von einem Hauptkanal (124) durchströmt zu werden; undeine Durchflussratenmessschaltung (601), die konfiguriert ist, eine Durchflussrate durch Ausführen von Wärmeübertragung mit dem Messzielgas (30), das im Bypasskanal (4232, 4234) strömt, zu messen,wobei der Bypasskanal (4232, 4234) umfasst:eine Einlassöffnung (350), die derart gebildet ist, dass sie an einer Anströmseite des Hauptkanals (124) offen ist;eine Auslassöffnung (352), die konfiguriert ist, das Messzielgas (30), das von der Einlassöffnung (350) des Bypasskanals (4232) erfasst wurde, in den Hauptkanal (124) abzugeben;eine Messoberfläche (430), die zwischen der Einlassöffnung (350) und der Auslassöffnung (352) bereitgestellt und konfiguriert ist, und zur Durchflussratenmessung dient; undeine Auslassöffnungsseitenkammer (4216), die anstromseitig in Bezug auf die Auslassöffnung (352) des Bypasskanals (4234) bereitgestellt ist,wobei das von der Einlassöffnung (350) des Bypasskanals (4232) erfasste Messzielgas (30) durch die Durchflussratenmessschaltung (601) bei der Messoberfläche (430) gemessen wird und danach zur Auslassöffnungsseitenkammer (4216) gelenkt und von der Auslassöffnungsseitenkammer (4216) über die Auslassöffnung (352) in den Hauptkanal (124) abgegeben wird, undwobei in der Auslassöffnungsseitenkammer (4216) die Auslassöffnung (352) bereitgestellt ist, sodass sie in einer Abströmrichtung einer Strömungsrichtung des Messzielgases (30) im Hauptkanal (124) offen ist,und eine Einrichtung zur Änderung der Flussrichtung (3044) ist bereitgestellt, welche der Auslassöffnung (352) gegenüberliegt, um eine Richtung eines Strömens des Messzielgases (3030) zu ändern, das von der Auslassöffnung (352) zu einer Anströmseite der Auslassöffnung (352) zurückströmt,wobei die Auslassöffnung (352) und eine Einströmungseinheit der Auslassöffnungsseitenkammer (4216), exzentrisch zueinander angeordnet sind, wenn sie in einer Richtung entlang der Strömungsrichtung des Messzielgases (30), das im Hauptkanal (124) strömt, gesehen werden,wobei die Auslassöffnungsseitenkammer (4216) mit einer Vielzahl von Leitschaufeln (4262) versehen ist, die den Verlauf des Messzielgases (3030), das von der Auslassöffnung (352) eingetreten ist und rückwärts strömt, zum Bypasskanal (4234) lenken .

Description

  • Technisches Fachgebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen thermischen Durchflussmesser zum Messen der Durchflussrate von Gas.
  • Stand der Technik
  • Wenn das mit einem thermischen Durchflussmesser zu messende Messzielgas in einer laminaren Strömung nur in Vorwärtsflussrichtung fließt, dann ist es einfach, die Durchflussrate des Messzielgases zu messen. Dies kommt allerdings selten vor. In vielen Fällen kann beim Messzielgas nicht nur ein Durchfluss in Vorwärtsflussrichtung, sondern auch in umgekehrter Richtung auftreten und Wirbel erzeugen.
  • Wenn beispielsweise in einem Fahrzeug ein thermischer Durchflussmesser zur Messung der Durchflussrate der Ansaugluft, die in einen Verbrennungsmotor geleitet wird, vorhanden ist, dann fließt die Ansaugluft, die als Messzielgas dient, je nach Art des Verbrennungsmotors in pulsierenden Bewegungen. Zusätzlich tritt bei einem bestimmtenBetriebsbereich des Verbrennungsmotors ein umgekehrtes Flussphänomen in gemischter Form auf, bei der die Ansaugluft nicht nur in Vorwärtsflussrichtung sondern auch in Rückwärtsflussrichtung fließt. Zur Messung der Menge der Ansaugluft, die während des Ansaugprozesses des Verbrennungsmotors im Verbrennungsmotor erzeugt wird, ist es wünschenswert, nicht nur die Durchflussrate der Ansaugluft, die in Vorwärtsrichtung fließt, sondern auch die Durchflussrate der Ansaugluft, die in Rückwärtsrichtung fließt, genau zu messen. Damit kann die Menge der Ansaugluft, die tatsächlich in den Verbrennungsmotor übertragen wird, von der Durchflussrate der Vorwärts- und der Durchflussrate der Rückwärtsflussrichtung abgeleitet werden. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, dass der thermische Durchflussmesser nicht nur die Durchflussrate der Vorwärts-, sondern auch die Durchflussrate der Rückwärtsflussrichtung messen kann. Ein Beispiel eines solchen thermischen Durchflussmessers, der sowohl die Durchflussraten der Vorwärts- als auch der Rückwärtsflussrichtung messen kann, wird in PTL 1 beschrieben.
  • PTL 2 beschreibt einen Hitzdraht-Luftdurchflußmesser für eine Brennkraftmaschine, welcher in einer Nebenpassage untergebracht ist, welche wiederum in einem Hauptdurchgang eingelassen ist. Die Nebenpassage umfasst einen radialen Teil mit einer Auslassöffnung, welche durch ein Endteil in Verbindung mit einer Wand abgedeckt ist, wodurch eine Kraft des in den Unterdurchgang eintretenden Rückwärtsflusses geringer gestaltet wird. Die Konstruktion der Nebenpassage in PTL 2 besteht jedoch aus einem axialen und einem radialen Durchgangsteil, welcher L-förmig gebogen ist. Der radiale Durchgang hat einen rechteckigen Querschnitt und weist an der Übergangsstelle zum axialen Durchgang einen nahezu rechtwinkligen Verlauf auf, wodurch nachteilige Verwirbelungen erzeugt werden und zu Messfehlern führen können.
  • PTL 3 beschreibt einen Wärmestrahl-Luftdurchflussmesser zur Messung einer Luftdurchflußmenge zur Verwendung z.B. in einem Verbrennungsmotor. Eine Messeinheit ist in einem Bypasskanal vorgesehen, welcher in einem Hauptluftkanal eingelassen ist. PTL 3 hat zum Ziel einen leichten, z.B. durch Verwendung von Kunststoffteilen, kostengünstigen und zuverlässigen Luftdurchflußmesser bereitzustellen. Der Bypasskanal ist im Eingangs- und Ausgangskanalbereich senkrecht zur Hauptluftstromrichtung angeordnet, wodurch ein vom Wärmestrahlenelement erfasster Pulsationsbetrag reduziert werden kann, so dass die Messgenauigkeit des Luftdurchflußmessers verbessert werden kann.
  • PTL 4 beschreibt eine Strömungsratenmessvorrichtung, bei der ein Messdurchgang, der einen Messratendetektor umfasst, in ein Ansaugrohr eingelassen ist, um eine Strömungsrate zu messen. Der Messdurchgang ist als Strömungskanal ausgebildet und derart konstruiert, dass in den Strömungskanal eintretende Wirbel in eine Vielzahl von Wirbeln aufgeteilt werden, die sich gegenseitig beeinflussen, so dass eine einheitlichere Strömungsverteilung erreicht werden kann. Die Detektionseinheit ist in der Lage sowohl eine Vorwärts- als auch eine Rückwärtsströmung zu detektieren. Die Detektionseinheit umfasst darüber hinaus Thermoelemente, so dass über Temperaturdetektion eine Strömungsgeschwindigkeit gemessen werden kann.
  • PTL 5 beschreibt eine Durchflußvorrichtung vom thermischen Typ, die eine Durchflußrate eines Fluids erfasst, wobei die Durchflußratenmesseinheit in einem Unterkanal, welcher einen Teil einer Flüssigkeit aus einem Hauptkanal aufnimmt, gemessen wird. Die Form des Unterkanals ist für einen Eingangs- und für einen Ausgangsteil spiralförmig ausgeführt, die beide über einen axial und einen linear verlaufenden Messkanal verbunden sind. Dabei bildet eine Seitenwand des Eingangskanal auf einer Vorderseite gleichzeitig eine Seitenwand des Ausgangskanals auf einer Rückseite. PTL 5 hat zur Aufgabe eine möglichst dünne Messvorrichtung, bereitzustellen, welche durch Krümmungen im Unterkanalbereich Schmutzpartikel durch eine Zentrifugalkraft an den Randbereich der Unterkanalkonstruktion gedrängt werden, wodurch ein direkter Messbereich der Durchflussmesseinheit geschützt wird. Auch wird durch die Krümmung eine bessere Durchflußmessgenauigkeit bereitgestellt.
  • Liste der Zitate
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Der in PTL 1 beschriebene und vorstehend erwähnte thermische Durchflussmesser kann die Durchflussrate des Gases, das nicht nur in Vorwärts-, sondern auch Rückwärtsflussrichtung fließt, messen. Um jedoch die Durchflussrate des Messzielgases, das nicht nur in Vorwärts-, sondern auch in Rückwärtsflussrichtung fließt, genau zu messen ist es wünschenswert, die Störung, die durch den Wirbel des Messzielgases verursacht wird, weiter zu verringern. Im vorstehenden PTL 1 werden keine Angaben über die vom Wirbel verursachten Strömung und des Messzielgases das gemessen wird, gemacht.
  • Um die Durchflussrate des Messzielgases, das in einen Hauptkanal fließt, zu messen, wendet der thermische Durchflussmesser eine Methode an, durch die die gesamte Durchflussrate die durch den Hauptkanal fließt, gemessen werden kann. Zu diesem Zweck wird ein Teil des Messzielgases, das im Hauptkanal in einen Bypass-Kanal fließt zurückgewonnen und das Messzielgas, das in den Bypass-Kanal fließt, gemessen. In diesem Fall wird beispielsweise ein Verhältnis zwischen der Durchflussrate, die durch den Bypass-Kanal und der gesamten Durchflussrate, die durch den Hauptkanal fließt, im Voraus gemessen und Daten, die dieses Verhältnis darstellen, im Voraus gehalten. Deshalb kann die Durchflussrate des Messzielgases im Hauptkanal aufgrund der gehaltenen Daten aus den Messwerten der Durchflussrate, die durch den Bypass-Kanal fließt, erlangt werden.
  • Wird im thermischen Durchflussmesser für das Zurückholen des Messzielgases, wie oben beschrieben, der Bypass-Kanal verwendet, ist es wünschenswert, nicht nur die Durchflussrate in Vorwärts-, sondern auch in Rückwärtsflussrichtung genau zu messen. In diesem Fall ist es wünschenswert die Auswirkungen, der durch das Schalten der Durchflüsse in Vorwärts- und Rückwärtsflussrichtung verursachten Strömung zu reduzieren. Wenn beispielsweise der thermische Durchflussmesser für die Messung der Absaugluft des Verbrennungsmotors, wie oben ausgeführt, verwendet wird, ändert sich aufgrund des Betriebs des Verbrennungsmotors der Durchfluss des Messzielgases von einer Vorwärts- in eine Rückwärtsflussrichtung. Insbesondere macht in einem bestimmten Betriebsbereich des Verbrennungsmotors, die Absaugluft, die durch den Verbrennungsmotor geleitet wird, eine pulsierende Bewegung und ein Rückwärtsfluss findet wiederholt statt.
  • Aufgrund der Vorwärtsflussrichtung der Absaugluft entsteht ein Wirbel auf der Abströmungsseite des thermischen Durchflussmeters. Wenn beispielsweise der Durchfluss des Messzielgases in Vorwärtsflussrichtung auf die Rückwärtsflussrichtung aufgrund der Art des Betriebs des Verbrennungsmotors, wie oben ausgeführt, wechselt, führt dies gemäß des Rückwärtsflusses der Absaugluft zu einer Strömung innerhalb der Einlassöffnung des Bypass-Kanals. Diese Störung, Störung, die durch den Wirbel verursacht wird, wirkt sich negativ auf die Messung der Durchflussrate im Bypass-Kanal aus und reduziert die Genauigkeit der Messung.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen thermischen Durchflussmeter bereitzustellen, mit dem eine hohe Messgenauigkeit der Durchflussraten des Gases bei Vorwärts- und und Rückwärtsflussrichtung erzielt werden kann.
  • Die Lösung des Problems
  • Die Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung. Der thermische Durchflussmesser enthält einen Bypass-Kanal, der so konfiguriert ist, dass ein Messzielgas, das durch einen Hauptkanal zugeführt wird, zurückgeholt oder geleitet sowie einen Messschaltkreis der Durchflussrate, der für die Messung einer Durchflussrate so konfiguriert ist, dass diese Messung durch eine Wärmeübertragung mit dem Messzielgas, das durch den Bypass-Kanal fließt, durchgeführt werden kann. Dabei umfasst der Bypass-Kanal eine Einlassöffnung, welche so konstruiert ist, dass sie auf der Abströmungsseite des Hauptkanals offen ist und zudem eine Auslassöffnung enthält, die für den Abfluss des Messzielgases, das von der Einlassöffnung des Bypass-Kanals in den Hauptkanal zurückgeholt wird, konfiguriert ist sowie ein Messgerät für die Kanaldurchflussrate, das sich zwischen der Einlass- und Auslassöffnung befindet und so konfiguriert ist, dass damit die Durchflussrate des Messschaltkreises gemessen werden kann. Ebenfalls befindet sich stromaufwärts eine Seitenkammer der Auslassöffnung, die mit der Auslassöffnung des Bypass-Kanals verbunden ist, in der das Messzielgas, dass von der Eingangsöffnung des Bypass-Kanals zurückgeholt wurde, durch den Durchflussmessschaltkreis am Durchflussmesskanalgerät gemessen und danach durch die Seitenkammer der Auslassöffnung geleitet wird. In der Seitenkammer der Auslassöffnung steht die Auslassöffnung stromabwärts der Flussrichtung des Messzielgases im Hauptkanal geöffnet bereit und eine Führung ist vorhanden, um sich der Auslassöffnung entgegenzusetzen, sodass die Richtung eines Flusses von Messzielgas, das aus der Ausgangsöffnung zurück auf die Abströmungsseite der Auslassöffnung fließt, geändert werden kann. Die Auslassöffnung und eine Zuflusseinrichtung der Seitenkammer der Auslassöffnung sind exzentrisch angeordnet, wenn man sie in Richtung der Flussrichtung des Messzielgases, das in den Hauptkanal fließt, betrachtet.
  • Vorteile der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein thermischer Durchflussmeter bereitgestellt werden, der eine hohe Messgenauigkeit der Durchflussraten des Gases in Vorwärts- und Rückwärtsflussrichtung ermöglicht.
  • Figurenliste
    • [1] 1 ist ein Systemdiagramm, das ein Steuersystem für einen Verbrennungsmotor zeigt, in dem ein thermischer Durchflussmesser als praktische Anwendung der Erfindung eingesetzt wird.
    • [2] 2(A) und 2(B) sind Diagramme, die eine Erscheinungsform des thermischen Durchflussmessers darstellen, wobei es sich bei 2 (A) um eine linke Seitenansicht handelt und bei 2(B) um eine Vorderansicht.
    • [3] 3(A) und 3(B) sind Diagramme, die eine Erscheinungsform des thermischen Durchflussmessers darstellen, wobei es sich bei 3 (A) um eine rechte Seitenansicht handelt und bei 3(B) um eine Rückseitenansicht.
    • [4] 4(A) und 4(B) sind Diagramme, die eine Erscheinungsform des thermischen Durchflussmessers darstellen, wobei es sich bei 4 (A) um eine Draufsicht handelt und bei 4(B) um eine Untersicht.
    • [5] 5(A) und 5 (B) sind Diagramme, die ein Gehäuse des thermischen Durchflussmessers darstellen, wobei es sich bei 5(A) um eine linke Seitenansicht des Gehäuses handelt und bei 5 (B) um eine Vorderansicht des Gehäuses.
    • [6] 6 (A) und 6(B) sind Diagramme, die ein Gehäuse des thermischen Durchflussmessers darstellen, wobei es sich bei 6(A) um eine rechte Seitenansicht des Gehäuses handelt und bei 6 (B) um eine Rückseitenansicht des Gehäuses.
    • [7] 7 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht zur Darstellung eines Zustands einer Fließweg-Oberfläche eines thermischen Durchflussmessers, die sich in der Bypass-Kanalrinne befindet.
    • [8] 8(A) bis 8(C) sind Diagramme, die eine Erscheinungsform einer vorderen Schutzabdeckung darstellen, wobei es sich bei 8 (A) um eine linke Seitenansicht handelt, bei 8 (B) um eine Vorderansicht und bei 8(C) um eine Draufsicht.
    • [9] 9(A) bis 9(C) sind Diagramme, die eine Erscheinungsform einer hinteren Schutzabdeckung 304 darstellen, wobei es sich bei 9 (A) um eine linke Seitenansicht handelt, bei 9 (B) um eine Vorderansicht und bei 9(C) um eine Draufsicht.
    • [10] 10 ist ein Querschnitt entlang C-C in 2 (B) .
    • [11] 11 ist ein erklärendes Diagramm, das einen Messfehler der Durchflussrate beim Rückwärtsflusszustand des Messzielgases erklärt.
    • [12] 12 (A) bis 12 (C) sind Außenansichten eines Schaltungspakets, wobei es sich bei 12(A) um eine linke Seitenansicht handelt, bei 12 (B) um eine Vorderansicht und bei 12(C) um eine Rückansicht.
    • [13] 13 ist ein Diagramm, das einen Zustand darstellt, in dem Schaltkomponenten auf einem Rahmen des Schaltungspakets montiert sind.
    • [14] 14 ist ein erklärendes Diagramm, das ein Diaphragma und einen Verbindungskanal darstellt, der eine Öffnung und eine Spalte im Inneren des Diaphragmas verbindet.
    • [15] 15 ist ein Diagramm, das einen Zustand des Schaltungspakets nach dem ersten Harzinjektionsverfahren darstellt.
    • [16(A) und 16(B) ] 16(A) und 16(B) sind Abbildungen, die eine weitere Ausführungsform des Schaltungspakets, das in 12 (A) bis 12 (C) dargestellt wird, zeigt und 16(A) ist eine Vorderansicht des Schaltungspakets und 16(B) stellt die Rückansicht des Schaltungspakets dar.
    • [17] 17 ist eine Abbildung, die eine Übersicht des Herstellungsprozesses eines Schaltungspakets zeigt.
    • [18] 18 ist eine Abbildung, die eine Übersicht des Herstellungsprozesses des thermischen Durchflussmessers zeigt.
    • [19] 19 ist ein Diagramm, das eine weitere Ausführungsform des Herstellungsprozesses eines thermischen Durchflussmessers zeigt.
    • [20] 20 ist ein Schaltplan, der die Messschaltung des thermischen Durchflussmessers zur Messung der Durchflussrate zeigt.
    • [21] 21 ist ein erklärendes Diagramm, das den sensorischen Teil der Schaltung zur Messung der Durchflussrate erklärt.
    • [22(A) und 22(B) ] 22(A) und 22(B) zeigen eine weitere Ausführungsform eines thermischen Durchflussmeters und 22 (A) zeigt die Vorder- und 22 (B) die Rückansicht.
    • [23(A) und 23(B)] 23(A) und 23(B) sind perspektivische Ansichten einer weiteren Ausführungsform, die in 22(A) und 22(B) dargestellt wird und 23(A) ist eine perspektivische Ansicht von 22 (A) und 23 (B) ist eine perspektivische Ansicht von 22(B).
    • [24(A) und 24(B)] 24(A) und 24(B) sind Abbildungen, die eine Gehäusestruktur einer weiteren Ausführungsform, die in 22 (A) und 22 (B) dargestellt wird, beschreibt und 24 (A) ist eine Vorderansicht und 24 (B) eine Rückansicht.
    • [25(A) und 25(B)] 25(A) und 25(B) sind perspektivische Ansichten eines Gehäuses einer weiteren Ausführungsform, die in 24 dargestellt wird und 25 (A) ist eine perspektivische Ansicht von 24 (A) und 25(B) ist eine perspektivische Ansicht von 24(B).
    • [26(A) und 26(B)] 26(A) und 26(B) sind Querschnitte, die entlang einer Linie B-B von 22 (A) gezogen wurde und 26(A) ist ein Querschnitt, der entlang einer Linie B-B von 22(A) gezogen wurde und 26(B) ist ein erklärendes Diagramm von 26(A).
    • [27] 27 ist eine teilweise vergrößerte Darstellung eines Querschnitts, die noch eine weitere Ausführungsform beschreibt.
    • [28] 28 ist eine teilweise vergrößerte Darstellung, die noch eine weitere Ausführungsform beschreibt.
    • [29] 29 ist eine teilweise vergrößerte Darstellung eines Querschnitts, die noch eine weitere Ausführungsform beschreibt.
    • [30(A) und 30(B)] 30(A) und 30(B) sind Abbildungen, die noch eine weitere Ausführungsform beschreiben und 30(A) ist eine teilweise vergrößerte Darstellung und 30 (B) ist ein Querschnitt, der entlang einer Linie E-E von 30(A) gezogen wurde.
    • [31] 31 ist eine teilweise perspektivische Ansicht, die noch eine weitere Ausführungsform beschreibt.
    • [32] 32 ist eine teilweise perspektivische Ansicht, die noch eine weitere Ausführungsform beschreibt.
    • [33] 33 ist eine teilweise perspektivische Ansicht, die noch eine weitere Ausführungsform beschreibt.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Wie im Folgenden erläutert, kann ein thermaler Durchflussmeter, der in Modi zur Ausführung der Erfindung (werden nachstehend als Ausführungsformen bezeichnet) beschrieben wird, eine hohe Messgenauigkeit der Durchflussrate eines Messzielgases erzielen. Auf diesen Punkt wird im Folgenden in den beschriebenen Ausführungsformen genauer eingegangen, aber der dazugehörige Überblick wird später erklärt.
  • In den Ausführungsformen, die im Folgenden beschrieben werden, ist in einem thermischen Durchflussmeter ein Bypass-Kanal enthalten, der einen Teil des Messzielgases aufnimmt, das in den Hauptkanal fließt und das Messzielgas leitet. Der Bypass-Kanal verfügt über eine Einlassöffnung und einen Ausgang. Im Bypass-Kanal zwischen der Einlassöffnung und dem Ausgang befindet sich ein Kanaldurchflussmessgerät, das zur Messung der Durchflussrate des Messzielgases verwendet wird. Im Kanaldurchflussmessgerät findet eine Wärmeübertragung zwischen dem Messschaltkreis für die Durchflussraten und dem Messzielgas im Bypass-Kanal statt, sodass die Durchflussraten des Messzielgases in Vorwärts- und in Rückwärtsflussrichtung im Hauptkanal gemessen werden.
  • Da das Messzielgas in Vorwärtsflussrichtung fließt, wird ein Wirbel bei der Abströmungsseite des Ausgangs erzeugt. Falls die Flussrichtung des Messzielgases von der Vorwärts- in eine Rückwärtsflussrichtung ändert, kann dies einen Wirbel auf der Abströmungsseite des Ausgangs der Auslassöffnung in den Bypass-Kanal erzeugen und sich schädlich auf das Messgerät für das Kanaldurchflussmessgerät auswirken und die Messgenauigkeit beeinträchtigen. In den unten beschriebenen Ausführungsformen befindet sich eine Unterdrückungseinrichtung für den Wirbelfluss zur Unterdrückung der Bildung von Wirbeln auf einer Bypass-Kanalachse auf der Auslassöffnungsseite, die vom Durchflussmessgerät des Kanals mit dem Ausgang verbunden ist. Andererseits ist die Auslassöffnung weg von der Bypass-Kanalachse des Bypass-Kanals auf der Auslassöffnungsseite platziert und eine Einrichtung zur Änderung des Durchflusses z. B. eine Wand zur Änderung der Flussrichtung, wird auf der unteren Seite des Ausgangs bereitgestellt. Falls das von der Ausgangsöffnung zurückfließende Messzielgas einfließt, fließen sowohl der zurückfließende Wirbel als auch das zurückfließende Messzielgas in den Bypass-Kanal beim Ausgang. Der Strömungsverlauf des Wirbels, der in den Bypass-Kanal fließt, wird durch die Führung zur Änderung der Flussrichtung z. B. die Wand, geändert und der Wirbel fließt in den Bypass-Kanal auf der Auslassöffnungsseite. Dadurch wird der Wirbel abgeschwächt, sodass die Auswirkungen des Wirbels auf die Messung mithilfe des Kanaldurchflussmessgeräts wesentlich reduziert werden.
  • In den unten beschriebenen Ausführungsformen fließt das von der Auslassöffnung zurückfließende Messzielgas in den Bypass-Kanal und der dynamische Druck des Messzielgases, das rückwärts fließt, wirkt sich sogar auf die Innenseite des Ausgangs aus und das meiste zurückfließende Messzielgas kann in einen Bypass-Kanal geleitet werden und die Durchflussrate des zurückfließenden Messzielgases kann genau gemessen werden.
  • In den unten beschriebenen Ausführungsformen ist die Auslassöffnung so gebaut, dass sie in Richtung Strömungskreuzung, welcher rückwärts in den Hauptkanal fließt, offen ist. Dadurch kann das meiste zurückfließende Messzielgas zurückgeholt werden. Aus diesem Grund kann nicht nur die Durchflussrate des Messzielgases, das in Vorwärtsflussrichtung, sondern auch die Durchflussrate des Messzielgases, das in Rückwärtsflussrichtung fließt, genau gemessen werden.
  • Obwohl die unten beschriebenen Ausführungsformen später genauer erklärt werden, werden durch die Ausführungsformen verschiedene Probleme gelöst, die für konkrete Produkte angestrebt werden. Insbesondere wenn ein thermischer Durchflussmesser gemäß den nachstehenden Ausführungsformen als Messungsapparat zur Messung der Menge der Ansaugluft eines Fahrzeugs verwendet wird, werden zahlreiche Probleme berücksichtigt und gelöst, die für den thermischen Durchflussmesser wünschenswert sind. Zusätzlich bietet der thermische Durchflussmesser gemäß den Ausführungsformen verschiedene Vorteile. Eines dieser Probleme, das durch die folgenden Ausführungsformen gelöst wird, wird im Abschnitt „Probleme, die durch die Erfindung gelöst werden“ weiter oben beschrieben. Zudem ist eine der Auswirkungen, die die folgenden Ausführungsformen haben werden, in „Wirkungen der Erfindung“ beschrieben.
  • Unterschiedliche Probleme werden durch die folgenden Ausführungsformen gelöst und unterschiedliche Wirkungen, die die folgenden Ausführungsformen haben werden, werden außerdem in der „Beschreibung der Ausführungsformen“ erläutert. Daher wäre es wünschenswert, wenn die folgenden Ausführungen noch zusätzliche Wirkungen erzielen oder andere Probleme durch sie gelöst werden, die nicht in den Abschnitten „Durch die Erfindung zu lösende Probleme“ und „Wirkungen der Erfindung“ beschrieben werden.
  • In den folgenden Ausführungen bezeichnen gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente. Dies gilt sogar für Elemente in unterschiedlichen Zeichnungen. Sie haben grundsätzlich die gleichen Funktionen und Wirkungen. Die Komponenten, die in vorhergehenden Passagen beschrieben worden sind, sind unter Umständen nur durch Bezugszahlen in den Zeichnungen ausgewiesen und diesbezügliche Erklärungen können weggelassen werden.
  • 1. Ausführungsform: Wenn ein thermischer Durchflussmesser gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Steuersystem eines Verbrennungsmotors verwendet wird
  • 1.1 Konfiguration des Steuersystems eines Verbrennungsmotors
  • 1 ist ein Systemdiagramm, das ein Steuersystem für einen Einspritzmotor zeigt, in dem ein thermischer Durchflussmesser als praktische Ausführungsform der Erfindung eingesetzt wird. Basierend auf dem Betrieb eines Verbrennungsmotors 110 mit einem Motorzylinder 112 und einem Motorkolben 114, wird einströmende Luft als zu messendes Gas 30 durch einen Luftfilter 122 aufgenommen und in eine Brennkammer des Motorzylinders 112 geleitet, und zwar durch einen Hauptkanal 124, zu dem auch beispielsweise ein Einlass, eine Drosselklappe 126 und ein Ansaugstutzen 128 gehören. Die Durchflussrate des zu messenden Gases 30 als Ansaugluft zur Brennkammer geleitet, wird von einem thermischen Durchflussmesser 300 gemäß der Erfindung gemessen. Kraftstoff wird von einem Einspritzventil 152 auf Grundlage der gemessenen Durchflussrate zugeführt und mit dem zu messenden Gas 30 als Ansaugluft gemischt, sodass das Gasgemisch in die Brennkammer geleitet wird. Es wird darauf hingewiesen, dass sich das Kraftstoff-Einspritzventil 152 in dieser Ausführung in einer Ansaugöffnung des Verbrennungsmotors befindet und der in die Ansaugöffnung eingespritzte Kraftstoff mit dem zu messenden Gas 30 als Ansaugluft ein Gasgemisch bildet, sodass das Gasgemisch durch ein Einlassventil 116 in die Brennkammer geleitet wird, um dort durch Verbrennung mechanische Energie zu erzeugen.
  • In den vergangenen Jahren hat man in vielen Fahrzeugen durch die Kraftstoff-Direkteinspritzung hervorragende Wirkungen bei der Abgasreinigung oder Kraftstoffeffizienzverbesserung erreicht, indem man ein Kraftstoffeinspritzventil 152 in einem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors installierte und der Kraftstoff vom Kraftstoffeinspritzventil 152 direkt in jede Brennkammer eingespritzt wurde. Der thermische Durchflussmesser 300 kann auf ähnliche Weise in einem Motortyp verwendet werden, in dem Kraftstoff direkt in jede Brennkammer eingespritzt wird, und ebenso in einem Motortyp, in dem Kraftstoff in eine Einlassöffnung des Verbrennungsmotors in 1 eingespritzt wird. Die Methoden zur Messung von Steuerparametern, einschl. der Methoden zur Verwendung des thermischen Durchflussmessers 300 und zur Steuerung des Verbrennungsmotors, einschl. der zugeführten Kraftstoffmenge oder Zündzeitpunkt sind bei beiden Motortypen grundsätzlich sehr ähnlich. Ein anschauliches Beispiel der beiden Typen, ein Typ, bei dem der Kraftstoff in den Einlasskanal eingespritzt wird, zeigt die .
  • Der Kraftstoff und die in die Brennkammer geführte Luft bilden ein Kraftstoff/Luft-Gemisch und werden durch Funkenzündung der Zündkerze 154 explosionsartig verbrannt und erzeugen so mechanische Energie. Das Restgas aus der Verbrennung wird aus dem Auslassventil 118 zu einem Abgasrohr geleitet und durch dieses aus dem Fahrzeug als Abgas 24 abgeführt. Die Durchflussrate des zu messenden Gases 30, das als Ansaugluft zur Brennkammer geleitet wird, wird gesteuert über die Drosselklappe 132, die wiederum durch das Gaspedal durch Öffnen und Schließen gesteuert wird. Die Menge des Kraftstoffes wird über die Durchflussrate der in die Brennkammer geleiteten Ansaugluft kontrolliert. Ein Fahrer kontrolliert die Öffnung der Drosselklappe 132, und damit die Durchflussrate der in die Brennkammer angesaugten Luft. Als Ergebnis ist es möglich, die Menge der mechanischen Energie aus dem Verbrennungsmotor zu steuern.
  • 1.2 Übersicht über die Steuerung des Verbrennungsmotor-Steuersystems und Betrieb des thermischen Durchflussmessers 300
  • Die Durchflussrate und die Temperatur des zu messenden Gases 30 als Ansaugluft, die durch den Luftfilter 122 aus dem Hauptkanal 124 strömt, aufgenommen wird, werden vom thermischen Durchflussmesser 300 ausgemessen. Anschließend werden die Ergebnisse als elektrische Signale, die die Durchflussrate und die gemessene Temperatur der Ansaugluft darstellen, in das Steuerelement 200 des thermischen Durchflussmessers 300 eingelesen. Zusätzlich ist am Ausgang der Drosselklappenwinkelsensor 144 eingebaut, der den Öffnungsgrad der Drosselklappe 132 misst und an das Steuerelement 200 weitergibt. Ein Ausgangssignal eines Drehwinkelsensors 146 wird ebenfalls an das Steuerelement 200 ausgegeben, um die Position oder den Zustand des Motorkolbens 114 zu messen, das Einlassventil 116 oder das Auslassventil 118 der Brennkraftmaschine zu kontrollieren und die Drehzahl des Verbrennungsmotors. Um das Mischverhältnis zwischen der Kraftstoffmenge und der Luftmenge im Abgas 24 zu messen, sendet ein Sauerstoffsensor 148 im Abgasrohr des Verbrennungsmotors ein Ausgangssignal an das Steuerelement 200.
  • Die Ansaugluft wird durch den Verbrennungsmotor geleitet und als Messzielgas 30 bezeichnet und wird vom thermischen Durchflussmesser 300 gemessen. Der Fahrzustand des Verbrennungsmotors ändert sich über einen weiten Bereich, der vom Leerlauf bis zu Hochgeschwindigkeitsrotationen reicht. In einem bestimmten Betriebsbereich macht das Messzielgas 30 eine pulsierende Bewegung, wenn es durch den Verbrennungsmotor geleitet wird und ein Rückfluss wird erzeugt. Es wird angenommen, dass diese pulsierende Strömung und der Rückfluss des Messzielgases 30 durch den Betrieb des Motorkolbens 114, des Einlassventils 116 oder Ähnlichem, das sich im Verbrennungsmotor befindet, ausgelöst wird. Zur genauen Messung der Durchflussrate des Messzielgases 30 im Verbrennungsmotor im Fahrzustand, in dem das Messzielgas 30 rückwärts durch den Verbrennungsmotor geleitet wird, ist es wünschenswert, dass nicht nur die Durchflussrate des Messzielgases 30, das in einer Vorwärtsflussrichtung fließt, sondern auch die Durchflussrate in Rückwärtsflussrichtung von der Seite des Verbrennungsmotors zum Luftfilter 122, gemessen wird. Zum Beispiel: basierend auf der Idee des Abzugs der Summe der Durchflussraten des Messzielgases, das rückwärts fließt von der Summe der Durchflussraten des Messzielgases 30, das vorwärts fließt, kann die Summe der Durchflussraten des Messzielgases 30, das tatsächlich in den Verbrennungsmotor fließt, berechnet werden. Die Kraftstoffmenge und der Zündzeitpunkt können basierend auf der Summe der Durchflussrate des Messzielgases, das tatsächlich in den Verbrennungsmotor fließt, gesteuert werden.
  • Das Steuerelement 200 berechnet eine Menge des Kraftstoffs für die Einspritzung oder einen Zeitpunkt der Zündung auf der Basis der Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft als Messergebnis des thermischen Strömungsmessers 300 und einer Drehzahl des Verbrennungsmotors gemessen an der Ausgabe des Drehwinkelsensors 146. Basierend auf dieser Berechnung wird eine Kraftstoffmenge vom Kraftstoffeinspritzventil 152 ausgeben und ein Zündzeitpunkt für die Zündung der Zündkerze 154 gesteuert. In der Praxis wird die Menge des zugeführten Kraftstoffs oder der Zeitpunkt der Zündung noch genauer bestimmt, und zwar aufgrund der Änderung der Eintrittstemperatur oder des Drosselklappenwinkels, die durch den thermischen Durchflussmesser 300 erfasst werden oder auch durch Änderungen der Motordrehzahl, oder einem bestimmten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, das vom Sauerstoffsensor 148 gemessen wird. Im Leerlauf des Verbrennungsmotors kontrolliert das Steuerelement 200 die Luftmenge die durch die Drosselklappe 132 strömt, anhand des Leerlaufluft-Steuerventils 156 und damit auch die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors im Leerlauf.
  • 1.3 Verbesserung der Messgenauigkeit des thermischen Strömungsmessers und Voraussetzungen für die Montage des thermischen Strömungsmessers
  • Sowohl die Menge des zugeführten Kraftstoffs als auch der Zeitpunkt der Zündung werden als die beiden wichtigsten Steuerungsparameter im Verbrennungsmotor vom thermischen Durchflussmesser 300 als Hauptgrößen berechnet. Soweit erforderlich, werden die Steuerparameter, die Menge des zugeführten Kraftstoffs oder der Zündzeitpunkt bei Bedarf auf Basis der Ansaugluft-Temperatur korrigiert. Deshalb sind die Verbesserung der Messgenauigkeit, die Verlangsamung des Alterungsprozesses und die Verbesserung der Verlässlichkeit des thermischen Durchflussmessers 300 wichtig für die Verbesserung der Steuergenauigkeit oder für die Erhöhung der Verlässlichkeit eines Fahrzeuges. Insbesondere in den letzten Jahren haben die Forderungen für weniger Kraftstoffverbrauch und bessere Abgasreinigung zugenommen. Um solchen Forderungen nachkommen zu können, sind noch genauere Messungen von Durchflussraten des zu messenden Gases 30, als vom thermischen Durchflussmesser 300 gemessene Ansaugluft, ausgesprochen wichtig. Darüber hinaus ist es auch wichtig, die hohe Verlässlichkeit des thermischen Strömungsmessers 300 beizubehalten.
  • Ein Verbrennungsmotor für ein Fahrzeug wird in einem weiten Betriebsbereich und in einem bestimmten Betriebsbereich verwendet, bei dem das Messzielgas 30, welches die Ansaugluft, die durch den Verbrennungsmotor geleitet wird, ist, macht große pulsierende Bewegungen und zudem wird ein Rückflussphänomen mit dem Messzielgas 30 erzeugt. Um eine genaue Messung der Durchflussrate des Messzielgases 30 vorzugsweise mit dem verwendeten thermischen Durchflussmeter durchzuführen, misst nicht nur die Durchflussrate des Flusses des Messzielgases 30 in Vorwärtsrichtung, sondern auch die Durchflussrate des Zustandes des Messzielgases in Rückwärtsflussrichtung genau. Im Durchflussmessschaltkreis wird gemäß der unten beschriebenen Ausführungsform, der Heizkörper für die Erwärmung des Messzielgases mit Widerständen, die als Wärmesensorelemente auf beiden Seiten des Durchflusses des Messzielgases 30 bereitgestellt. Aus diesem Grund kann der Durchflussmessschaltkreis nicht nur die Durchflussrate des Messzielgases 30 in Vorwärtsflussrichtung, sondern auch die Durchflussrate des Messzielgases 30, das in Rückwärtsflussrichtung fließt, gemessen werden.
  • Ferner verfügt der Durchflussschaltkreis, der nachstehend in der Ausführungsform beschrieben wird, zur Verbesserung der Messgenauigkeit der Durchflussrate des Messzielgases 30 in Rückwärtsflussrichtung, über eine Struktur zur Reduktion des Wirbels der auf der Abstromseite des thermischen Durchflussmeters 300 erzeugt wird, welcher einen Messfehler verursachen kann. Diese Struktur und Maßnahme wird im Folgenden ausführlicher beschrieben.
  • Der thermische Durchflussmesser 300, der auf einem Fahrzeug montiert ist, ist an einem Ansaugrohr angebracht, sodass die Durchflussrate des Messzielgases 30, das durch den Hauptkanal 124, der das Ansaugrohr, das auf die vom Verbrennungsmotor erzeugte Wärme reagiert, gemessen werden kann. Aus diesem Grund wird die vom Verbrennungsmotor erzeugte Wärme an den thermischen Durchflussmesser 300 über das Ansaugrohr, das Teil des Hauptabschnitts 124 ist, übertragen. Der thermische Durchflussmesser 300 erfasst die Durchflussrate des Messzielgases anhand der Wärmeübertragung über das Messzielgas und es ist wichtig, die Wirkung der Wärme von außen so weit wie möglich zu unterdrücken. In den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen verfügt der thermische Durchflussmesser 300 über eine Struktur zur Reduzierung der Wirkung der Wärme, die durch den Hauptkanal 124, welcher das Ansaugrohr ist, erzeugt. Dies wird später in diesem Dokument beschrieben.
  • Der in einem Fahrzeug montierte thermische Strömungsmesser 300 löst die Probleme, die im Abschnitt „Probleme, die durch die Erfindung zu lösen sind“ und leistet das, was unter „Auswirkungen der Erfindung“ dokumentiert ist. Zusätzlich, wie unten beschrieben, löst er verschiedene Problem die als Produkt gefordert wurden und bietet verschiedene Wirkungen gegen mehrere oben beschriebene Probleme. Bestimmte Probleme oder Auswirkungen, die durch den thermischen Strömungsmesser 300 gelöst bzw. erreicht werden, sind in den folgenden Beschreibungen der verschiedenen Ausführungen dokumentiert.
  • 2. Konfiguration des thermischen Strömungsmessers 300
  • 2.1 Die äußere Bauweise des thermischen Durchflussmessers 300
  • , , , , und sind Diagramme, die das Äußere des thermischen Strömungsmessers 300 zeigen. stellt die linke Seitenansicht des thermischen Strömungsmessers 300 dar, die Vorderansicht, die rechte Seitenansicht, ist die Rückseitenansicht, ist eine Draufsicht und ist die Unteransicht. Der thermische Durchflussmesser 300 verfügt über eine Hülle 301 und diese Hülle 301 ist mit einem Gehäuse 302, einer Frontabdeckung 303 und einer Rückabdeckung 304 ausgestattet. Im Gehäuse 302 befinden sich ein Flansch 312 zur Befestigung des thermischen Durchflussmessers an einem Ansauggehäuse als Hauptdurchgang 124, ein externer Steckverbinder 305, der über externe Anschlüsse 306 für elektrische Verbindungen zu externen Geräten verfügt und eine Messeinheit 310, die die Durchflussrate u. ä. misst. Die Messeinheit 310 ist intern mit einer Bypass-Kanalrinne als Umgehungsleitung ausgestattet. Darüber hinaus verfügt die Messeinheit 310 über eine eingebaute Schaltbaugruppe 400 aus einer Komponente zur Luftmengenmessung 602 (siehe 20) , die die Durchflussrate des Messzielgases 30 im Durchfluss durch den Hauptkanal 124 misst und eine Einheit mit einem Temperatursensor 452, der die Temperatur des Messzielgases 30 im Durchfluss durch den Hauptkanal 124 misst. Dies wird später beschrieben.
  • Der thermische Durchflussmeter 300 verfügt auf der einen Seite über einen externen Anschluss 305 und auf der anderen Seite über die Messeinheit 310 mit einem Flansch 312, der dazwischen platziert ist. Die Messeinheit 310 hat grundsätzliche eine rechteckige Form und die Einlassöffnung 350 zur Aufnahme des Messzielgases 30 und die Auslassöffnung 352 zum Ablass des aufgenommenen Messzielgases befinden sich auf dem vorderen Endabschnitt der Messeinheit 310 gegenüber des Flansch 312 in der Messeinheit 310.
  • Die Frontoberfläche des thermischen Durchflussmeters 300, die in der Vorderansicht von 2(B) und die rückseitige Oberfläche des thermischen Durchflussmeters 300, die in der Rückansicht von 3 (B) beschrieben werden und die Dicke des thermischen Durchflussmeters, die zwischen der Front- und rückseitigen Oberfläche des thermischen Durchflussmeters befinden wurde wie in 2 (A) und 3 (A) beschrieben, dünn gemacht. Dies führt zu einer länglichen rechteckigen Form des Lochs, das im Absaugrohr, welches der Hauptkanal 124 ist, geformt wird. Der Abschnitt der Messeinheit 310 des thermischen Durchflussmeters 300 wird durch das Loch im Absaugrohr geführt und den Flansch 312 am Ansaugrohr befestigt. Die Front- und die rückseitige Oberfläche der Messeinheit 310 des thermischen Durchflussmeters 300 werden auf eine Weise platziert, dass sie sich im Fluss des Messzielgases 30 des Hauptkanals 124, welcher das Ansaugrohr ist, befinden. Dadurch entsteht eine Wirkung, die den Flusswiderstand reduziert, da der thermische Durchflussmeter 300 dünn ist.
  • 2.2 Externe Struktur des thermischen Durchflussmeters und Wirkungen basierend auf der Struktur des thermischen Durchflussmeters 300
  • In 1, 2 (A) , 2(B) und 3 (A) und 3 (B) , die Einlassöffnung 350 des Bypass-Kanals des thermischen Durchflussmeters 300 nimmt einen Teil des Messzielgases 30, das in den Hauptkanal fließt auf und befindet sich auf dem vorderen Endabschnitt der Messeinheit 310 und erstreckt sich auf den Flansch 312 in Richtung Mitte des Hauptkanals 124. Aus diesem Grund wird das Messzielgas 30, das sich in der Nähe der inneren Wandoberfläche des Hauptkanals 124 befindet nicht in den Bypass-Kanal geleitet aber das Messzielgas 30, das sich in einem Abschnitt in der Nähe des Mittelabschnitts, weg von der inneren Wandoberfläche des Hauptkanals befindet, kann in den Bypass-Kanal geleitet werden. Deshalb kann der thermische Durchflussmesser 300 den Durchfluss oder die Temperatur des zu messenden Gases 30 weg von der inneren Wandoberfläche des Haupt-Kanals 124 des thermischen Strömungsmessers 300 abgesonderten Abschnitt messen, sodass es möglich wird, eine Messungenauigkeit durch Wärme oder andere Einflüsse zu unterdrücken. In der Umgebung der inneren Wandseite des Hauptkanals 124 kann das zu messende Gas 30 schnell durch die Temperatur des Hauptkanals 124 beeinflusst werden, sodass die gemessene Temperatur des zu messenden Gases 30 von der tatsächlichen Temperatur abweichen kann und eine Messung ausgibt, die vom durchschnittlichen Zustand des Hauptgases, das durch den Hauptkanal 124 fließt, abweicht. Dies geschieht insbesondere dann, wenn der Hauptkanal 124 als Ansauggehäuse des Motors dient, kann er durch die Wärme des Motors beeinflusst werden und in vielen Fällen werden hohe Temperaturen gehalten. Daher ist die Nähe des Gases zur inneren Wandoberfläche des Hauptkanals 124 sehr wahrscheinlich höher als die ursprüngliche Temperatur des Hauptkanals 124. Wird das Gas, das sich in der Nähe der inneren Wandoberfläche des Hauptkanals 124 befindet, gemessen, kann dies zu einer Messung der Durchflussrate und der Temperatur des Gases führen, die sich vom Gas in einem durchschnittlichen Zustand des Hauptkanals 124 unterscheidet. Dies kann ein Faktor sein, der sich auf die Messgenauigkeit auswirkt.
  • In der Nähe der Innenwandfläche des Hauptkanals 124 herrschen ein erhöhter Flüssigkeitswiderstand und eine gedrosselte Durchflussrate im Vergleich zu einer mittleren Durchflussrate im Hauptkanal 124. Aus diesem Grund könnte ein Messfehler dann entstehen, wenn das Gas in der Nähe der Innenwand des Hauptkanals 124 in den Bypass-Kanal als Messzielgas 30 eingespritzt und die Durchflussrate im Vergleich zur durchschnittlichen Durchflussrate im Hauptkanal 124 verringert wird. Im thermischen Durchflussmesser 300, der in 2(A), 2(B), 3(A), 3(B), 4(A) und 4(B) dargestellt ist, ist es möglich einen Messfehler durch eine niedrigere Durchflussrate in der Nähe der Wandinnenfläche zu minimieren, da die Einlassöffnung 350 sich im vorderen Ende der dünnen und langen Messeinheit 310 befindet und sich hin zur Mitte des Hauptkanals 124 vom Flansch 312 erstreckt. Im thermischen Durchflussmesser 300 der in 2 (A) , 2 (B) , 3(A) , 3 (B) sowie in 4(A) und 4(B) dargestellt ist, ist am Bypass-Kanal am vorderen Ende der Messeinheit 310 eine Auslassöffnung angebracht, da die Einlassöffnung 350 sich in der Nähe des vorderen Endes der dünnen und langen Messeinheit 310 befindet und sich hin zur Mitte des Hauptkanals 124 vom Flansch 312 erstreckt. Daher ist es möglich, den Messfehler künftig zu verringern.
  • Die Messeinheit 310 am thermischen Durchflussmesser 300 weist eine Form auf, die sich vom Flansch 312 hin zur Mitte des Hauptkanals 124 hinzieht. Das vordere Ende ist mit einer Einspritzöffnung 350 versehen. Hier wird ein Teil des Messzielgases 30 eingeleitet, etwa Ansaugluft in den Bypass-Kanal und zur Auslassöffnung des Hauptkanals 124. Während die Messeinheit 310 eine Form aufweist, die entlang einer Achse entlang bis zur Mitte der Außenwand der Hauptpassage 124 geführt wird, ist sie etwas schmaler, wie in den 2 (A) und 3 (A) zu sehen ist. Das heißt, die Messeinheit 310 des thermischen Durchflussmessers 300 hat eine Front mit annähernd rechteckiger Form und eine schmalen Seitenfläche. Folglich kann der thermische Durchflussmesser 300 einen Bypass-Kanal mit ausreichender Länge aufweisen, und es ist möglich, den Flüssigkeitswiderstand auf einen kleinen Wert für das zu messende Gas 30 zu senken. Aus diesem Grund ist es beim Einsatz des thermischen Durchflussmessers 300 (wie in der Ausführungsform beschrieben) möglich, den Flüssigkeitswiderstand auf einen kleineren Wert zu senken und die Durchflussrate des Messzielgases 30 sehr genau zu messen.
  • 2.3 Strukturen der Messeinheit 310 und Wirkungen aufgrund der Strukturen der Messeinheit 310
  • Entlang der Strömungsrichtung des durch den Hauptkanal 124 strömenden Messzielgases 30 befindet sich ein stromaufwärts ausgerichteter Vorsprung 317 und ein stromabwärts ausgerichteter Vorsprung 318 in der stromaufwärts ausgerichteten Oberfläche bzw. der Messeinheit 310, die Teil des thermischen Durchflussmessers 300 ist. Ein stromaufwärts ausgerichteter Vorsprung 317 und ein stromabwärts ausgerichteter Vorsprung 318 weisen Formen auf, die sich vom vorderen Ende hin zur Basis verengen. Dadurch wird der Flüssigkeitswiderstand des zu messenden Gases, bzw. der Ansaugluft aus dem Hauptkanal 124 reduziert. Der stromaufwärts ausgerichtete Vorsprung 317 ist zwischen der Wärmeisolierung 315 und der Einspritzöffnung 343 platziert. Der stromaufwärts ausgerichtete Vorsprung 317 hat einen großen Querschnitt und erhält starke Wärmeleitung vom Flansch 312 oder der Wärmeisolierung 315. Allerdings ragt der stromaufwärts ausgerichtete Vorsprung 317 in der Nähe der Einspritzöffnung 343 hervor. Die Länge der Einheit mit dem Temperatursensor 452, gemessen von eben dieser Messeinheit 452 des Vorsprungs 317, erhöht sich durch den Hohlraum der stromaufwärts liegenden Außenwand des Gehäuses 302, wie im Folgenden beschrieben. Aus diesem Grund wird die Wärmeleitung von der Wärmeisolierung 315 an der Trägereinheit der Einheit mit dem Temperatursensor 452 unterdrückt. Dies trägt zur Erhaltung einer hohen Messgenauigkeit bei.
  • Um die Temperatur des Messzielgases 30 durch den Temperaturmessabschnitt 452 zu messen, wird ein Teil des Messzielgases 30 durch die Eingangsöffnung 343 zurückgeleitet und die Temperaturmesseinheit 453 misst das zurückgeleitete Messzielgas 30 wobei das Messzielgas 30 durch den Temperaturmesspfad fließt, der durch den weiter unten beschriebenen Außenwand-Hohlabschnitt 366 des Gehäuses 302 (siehe 5) gebildet wird. Anschließend gelangt es aus der vorderen Auslassöffnung 344 oder der hinteren Auslassöffnung 345 in den Hauptkanal 124. Da das aus der Eingangsöffnung 343 eingeführte Messzielgas 30 entlang des Vorsprungs 424 des Temperaturmessabschnitts 452 (siehe 11) mithilfe der Kühlkanalrinne geleitet wird, nähern sich die Temperaturen des Vorsprungs 424 und des Temperaturmessabschnitts 452 der Temperatur des zu messenden Gases 30 an. Daher kann der Einfluss der Wärme, die von anderen Wärmeerzeugungseinheiten an den Vorsprung 424 abgegeben wird, reduziert und die Temperaturmessgenauigkeit des Messzielgases 30 verbessert werden.
  • Das unten beschriebene Endabschlussstück 320 und ein Zwischenraum 382, der das Endabschlussstück 320 enthält, befinden sich zwischen dem Flansch 312 oder der Wärmeisolierung 315 und dem Temperaturmessabschnitt 452. Darum erhöht sich der Abstand zwischen dem Flansch 312 oder der Wärmeisolierung 315 und der Einheit mit dem Temperatursensor 452 und die in diesem Abschnitt befindliche Frontabdeckung 303 bzw. Rückabdeckung 304 dienen durch ihre Länge als Kühlflächen. Daher ist es möglich, den Einfluss der Temperatur der Wandfläche im Hauptkanal 124 auf den Temperaturmessabschnitt 452 zu reduzieren. Außerdem ist es möglich, da sich der Abstand zwischen dem Flansch 312 oder der Wärmeisolierung 315 und dem Temperaturmessabschnitt 452 vergrößert, einen Teil des zu messenden Gases 30 in den Bypass-Kanal in der Nähe der Mitte des Hauptkanals 124 einzuleiten. Es ist möglich, eine Reduzierung der Messungenauigkeit, die durch die Wandfläche des Hauptkanals 124 erzeugt wird, zu unterdrücken.
  • Wie in 2 (B) oder 3(B) dargestellt, weisen beide Seitenflächen der Messeinheit 310, die sich im Hauptkanal 124 befindet, eine sehr schmale Form auf und die vorderen Enden des stromabwärts liegenden Vorsprungs 318 oder des stromaufwärts liegenden Vorsprungs 317 haben eine schmale Form im Vergleich zur Basis. Dort reduziert sich der Luftwiderstand. Darum ist es möglich, ein Ansteigen des Flüssigkeitswiderstandes durch den Einbau eines thermischen Durchflussmessers 300 in der Hauptpassage 124 zu unterdrücken. Ferner steht in dem Bereich, wo der stromabwärts liegende Vorsprung 318 oder der stromaufwärts liegende Vorsprung 317 vorgesehen ist, der stromaufwärts liegende Vorsprung 318 oder der stromabwärts liegende Vorsprung 317 beidseitig relativ zu beiden Seitenteilen der vorderen Abdeckung 303 oder der hinteren Abdeckung 304 hervor. Da der stromaufwärts liegende Vorsprung 317 oder der stromabwärts liegende Vorsprung 318 aus Harz besteht, kann er sehr einfach so geformt werden, so dass der Luftwiderstand keine Einfluss hat. Gleichzeitig weisen die vordere Abdeckung 303 und die hintere Abdeckung 304 einen großen Kühleffekt auf. Deshalb hat der thermische Durchflussmesser 300 einen niedrigeren Luftwiderstand und kann leicht durch das Messzielgas 30, das durch den Hauptkanal fließt, gekühlt werden.
  • 2.4 Aufbau und Wirkung des Flansch 312
  • Der Flansch 312 ist mit einer Vielzahl an Vertiefungen 314 an seiner niedrigeren Seite versehen. Dies ist der Teil, der sich in Richtung Hauptkanal 124 richtet. Damit soll die Wärmeübertragungsfläche mit dem Hauptkanal 124 reduziert werden und die Beeinträchtigung des thermischen Durchflussmessers 300 durch Wärmeeinwirkung erschwert werden. Die Schraubbohrung 313 auf dem Flansch 312 ist dafür vorgesehen, den thermischen Durchflussmesser am Hauptkanal 124 zu montieren. Dadurch entsteht ein Abstand zwischen der Fläche, die gegenüber dem Hauptkanal 124 rund um jede Schraubbohrung 313 liegt und dem Hauptkanal 124, sodass die dem Hauptkanal 124 zugewandte Fläche rund um jede Schraubbohrung 313 aus dem Hauptkanal 124 herausragt. Als Folge hat der Flansch 312 eine Struktur, die in der Lage ist, die Wärmeübertragung vom Hauptkanal 124 an den thermischen Durchflussmesser 300 zu reduzieren und eine durch Wärme verursachte Verminderung der Messgenauigkeit zu verhindern. Zusätzlich zum Effekt der Verringerung der Wärmeleitung kann der Hohlraum 314 den Einfluss der Kontraktion des Harzes von Flansch 312 während der Formung des Gehäuses 302 beeinflussen.
  • Die thermische Isolierung 315 befindet sich an der Seite der Messeinheit 310 von Flansch 312. Die Messeinheit 310 des thermischen Durchflussmessers 300 wird durch das Montageloch im Hauptkanal 124 in das Gerät eingeführt, sodass die thermische Isolierung 315 in Richtung Innenoberfläche des Montagelochs im Hauptkanal 124 ausgerichtet ist. Der Hauptkanal 124, der beispielsweise als Einlasskörper dient, wird in vielen Fällen auf hoher Temperatur gehalten. Im Gegenzug ist der Hauptkanal 124 so konzipiert, dass er auf einer äußerst niedrigen Temperatur gehalten wird, wenn der Betrieb in einer kalten Umgebung aktiviert wird. Wenn solche hohen oder niedrigen Temperaturen des Hauptzugangs 124 sich auf den Temperaturmessabschnitt 452 oder die unten beschriebene Durchflussmessung auswirken, sinkt die Messgenauigkeit. Aus diesem Grund ist eine Vielzahl von nebeneinanderliegenden Hohlräumen 316 in der thermischen Isolierung 315 vorgesehen, welche an die Lochinnenfläche des Hauptkanals 124 angrenzt, sowie ein äußerst geringer Querschnitt der Lochinnenfläche zwischen den nebeneinanderliegenden Hohlräumen 316 angrenzenden thermischen Isolierung 315, der gleich groß oder geringer als 1/3 des Querschnitts der Strömungsausrichtung von Hohlraum 316 ist. Demzufolge ist es möglich, den Einfluss der Temperatur zu reduzieren. Darüber hinaus verdickt sich ein Teil der thermischen Isolierung 315. Während des Harzgusses des Gehäuses 302 kühlt das Harz von einer hohen auf eine niedrige Temperatur ab und härtet aus, wobei es zu einer Volumenschrumpfung kommt, die aufgrund der auftretenden Schrumpfspannung zu einer Verformung führt. Durch das Ausformen des Hohlraums 316 in der thermischen Isolierung 315 ist es möglich, eine einheitlichere Volumenschrumpfung zu erzielen und die Konzentration der Schrumpfspannung zu reduzieren.
  • Der Messabschnitt 310 des thermischen Durchflussmessers 300 wird durch das Montageloch im Hauptkanal 124 in das Gerät eingeführt und im Hauptkanal 124 mittels Flansch 312 des thermischen Durchflussmessers 300 verschraubt. Der thermische Durchflussmesser 300 ist vorzugsweise am im Hauptkanal 124 vorgesehenen Montageloch in einer vorgegebenen Positionierung zu montieren. Der im Flansch 312 vorgesehene Hohlraum 314 kann zur Bestimmung der Positionierung zwischen dem Hauptkanal 124 und dem thermischen Durchflussmesser 300 herangezogen werden. Durch die Ausformung eines konvexen Abschnitts im Hauptkanal 124 ist es möglich, durch ein Verhältnis zwischen dem konvexen Abschnitt und dem Hohlraum 314 eine Einführungsposition vorzugeben und so den thermischen Durchflussmesser 300 in seiner exakten Position im Hauptkanal 124 zu montieren.
  • 2.5 Aufbau und Wirkung der externen Anschlussverbindung 305 und des Flansch 312
  • 4 (A) ist eine Draufsicht, die den thermischen Durchflussmesser 300 zeigt. Vier externe Anschlüsse 306 und ein Kalibrierungsanschluss 307 befinden sich im Inneren der externen Anschlussverbindung 305. Die externen Anschlüsse 306 umfassen Anschlüsse zur Ausgabe der Durchflussrate und der Temperatur in Form eines Messergebnisses des Wärmeflussmessers 300 sowie einen Leistungsanschluss zur Versorgung mit Gleichstrom zum Betrieb des Wärmeflussmessers 300. Der Kalibrierungsanschluss 307 verwendet die vom thermischen Durchflussmesser 300 gelieferten Messwerte, um einen Kalibrierungswert für jeden thermischen Durchflussmesser 300 zu erhalten und den Kalibrierungswert in einem internen Speicher des thermischen Durchflussmessers 300 zu speichern. Im anschließenden Messbetrieb des thermischen Durchflussmesser 300 werden die Kalibrierungsdaten aus dem Speicher und nicht der Kalibierungs-Anschluss 307 verwendet. Daher hat der Kalibrierungsanschluss 307 eine andere Form als der externe Anschluss 306, was verhindert, dass der Kalibrierungsanschluss 307 die Verbindung zwischen den externen Anschlüssen 306 und anderen externen Geräten behindert. Da der Kalibrierungsanschluss 307 in dieser Ausführung kürzer ist als der externe Anschluss 306, stellt der Kalibrierungsanschluss 307 keine Behinderung für das Erstellen von Verbindungen dar, selbst dann nicht, wenn der an den externen Anschluss 306 angeschlossene Verbindungsanschluss zur Verbindung mit externen Geräten in den externen Anschluss 305 eingeführt wird. Darüber hinaus sind entlang des externen Anschlusses 306 im Inneren der externen Anschlussverbindung 305 zahlreichen Hohlräume 308 vorgesehen, welche die Konzentration der Schrumpfspannung beim Auskühlen und Aushärten des für Flansch 312 verwendeten Harzes verringeren.
  • Da der Kalibrierungsanschluss 307 zusätzlich zu den im Betrieb des thermischen Durchflussmessers 300 verwendeten externen Anschlussverbindungen 306 vorgesehen ist, besteht die Möglichkeit, die Eigenschaften jedes thermischen Durchflussmessers 300 vor dem Versand zu messen, dadurch eine Abweichung des Produktes zu erheben und einen Kalibrierungswert zur Verringerung der Abweichung im internen Speicher des thermischen Durchflussmessers 300 zu speichern. Der Kalibrierungsanschluss 307 hat eine andere Form als der externe Anschluss 306, was verhindert, dass der Kalibrierungsanschluss 307 die Verbindung zwischen den externen Anschlussverbindungen 306 und anderen externen Geräten nach der Kalibrierung behindert. Auf diese Weise ist es bei Verwendung des thermischen Durchflussmessers 300 möglich, eine Abweichung der einzelnen thermischen Durchflussmesser 300 vor dem Versand zu reduzieren und die Messgenauigkeit zu verbessern.
  • 2.6 Strukturen und Wirkungen der Auslassöffnung 352 des thermischen Durchflussmeters 300
  • In 2 (A) und 2 (B) wird ein Teil des Messzielgases 30, das von der Einlassöffnung 350 durch den Hauptkanal fließt, zurückgeholt und ein Flusswirbel des Messzielgases 30, der durch die Messeinheit zurückgeholt wurde, wird gemessen. Auf dieser Grundlage wird die Durchflussrate des Messzielgases 30, dass durch den Hauptkanal 124 fließt gemessen und ein elektrisches Signal, das die Durchflussrate darstellt, wird vom externen Anschluss 306, wie in 4(A) dargestellt wird, gesendet. Das zurückgeholte Messzielgas 30 wird wie in 3 (A) und 3 (B) dargestellt, von der Auslassöffnung in den Hauptkanal abgelassen. Um den Flüssigkeitswiderstand zu reduzieren, wird der thermische Durchflussmeter so konfiguriert, dass die Dicke des thermischen Durchflussmeters 300 zwischen der Länge der Front- und hinteren Abdeckung 304, siehe 2 (A) und 3 (A) reduziert wird. Zusätzlich wird der Abwärtsstrom-Vorsprung 318 bereitgestellt, um zu verhindern, dass ein Wirbel auf der Abwärtsstromseite des thermischen Durchflussmeters 300 vorhanden ist. Auch mit dem Abwärtsstrom-Vorsprung 318 wird der Wirbel auf der Abwärtsstromseite der Auslassöffnung durch das Messzielgas 30 des Hauptkanals, das neben der Frontabdeckung 303 und der hinteren Abdeckung 304 des thermischen Durchflussmeters fließt, erzeugt.
  • Um eine genaue Messung der Durchflussrate im Rückwärtsflusszustand des Messzielgases 20, das in den Hauptkanal 124 fließt wenn der Rückfluss eintritt, durchzuführen, wird ein Teil des rückfließenden Messzielgases 30 aus der Auslassöffnung 352 in den Bypass-Kanal zurückgeleitet und die Messeinheit 310 misst die Durchflussrate. Nach der Messung wird das Messzielgas 30 in der Eingangsöffnung 350 in den Hauptkanal 124 abgelassen. Insbesondere wird ein Fluss erzeugt, der in entgegengesetzter Richtung zum Fluss des Messzielgases 30 in den thermischen Durchflussmesser im Vorwärtsrichtungszustand fließt und die Durchflussrate des zurückfließenden Messzielgases 30 wird gemessen.
  • Obwohl dies mit Referenz auf 11 nachstehend erklärt wird, tritt ein Messfehler aufgrund des zurückgeleiteten Wirbels ein, wenn der Wirbel, der stromabwärts in der Auslassöffnung 352 während das Messzielgas 30 in Vorwärtsrichtung in den Hauptkanal 124 und in den Bypass-Kanal zurückgeleitet wird, wenn das Messzielgas 30 rückwärts in den Hauptkanal fließt, erzeugt wird. Um zu verhindern, dass der zurückgeleitete Wirbel in den Bypass-Kanal eintreten kann, wird eine Einführungsbegrenzung für Wirbel 4214 wie in 3(A) dargestellt, auf der gegenüberliegenden Seite der Auslassöffnung des Bypass-Kanals bereitgestellt. In dieser Ausführungsform besteht die Einführungsbegrenzung für Wirbel 4214 aus einer Platte, die auf der gegenüberliegenden Seite der Auslassöffnung des Bypass-Kanals platziert wird d. h. in einer Position, in der die Durchlaufachse des Bypass-Kanals geschlossen werden kann, so dass sich die Auslassöffnung auf der Durchlaufachse des Bypass-Kanals nicht öffnen kann. Diese Platte dient als Struktur, damit der Wirbel nicht in den Bypass-Kanal gelangen kann. Andererseits führt das Zurückholen von so viel rückfließendem Messzielgas 30 wie möglich zu einer Verbesserung der Messgenauigkeit. Daher wird eine Auslassöffnung auf der Abwärtsstromseite der Eingangsöffnung des Seitenbypass-Kanals bereitgestellt. Dies bietet eine Struktur zum Zurückleiten des rückfließenden Messzielgases 30 aus der Auslassöffnung 4222. Ein Wirbel, der zu einem Messfehler führen kann, wird dem Messzielgas 30 das von der Auslassöffnung 4222 zurückgeleitet wurde, hinzugefügt. Dadurch wird das Messzielgas, das aus der Auslassöffnung 4222 zurückgeleitet wurde, nicht in dieser Art in den Bypass-Kanal geleitet. Wie nachstehend in 10 erneut beschrieben wird, wird das Messzielgas zuerst zur Seitenkammer der Auslassöffnung 4216 geleitet und dient dort als Führung zur Änderung der Laufrichtung des Messzielgases 30, das auf der tieferen Seite der Seitenkammer der Auslassöffnung 4216 ausgelassen wird. Dadurch wird der Verlauf des eingeführten Messzielgases 30 geändert. In dieser Ausführungsform wird die Führung als Vorsprung 3042 auf der hinteren Abdeckung 304 bereit gestellt. Wenn die Richtung des eingeführten Messzielgases 30 durch den Vorsprung 3042 geändert wird, kann der Wirbel, der zusammen mit dem Messzielgas 30 einfließt, schnell abgeschwächt werden. Dadurch kann die schädliche Auswirkung des Wirbels auf die Messung der Durchflussrate reduziert werden. Auf dies wird insbesondere nachstehend mit Referenz auf 10 eingegangen.
  • 3. Gesamtaufbau von Gehäuse 302 und Auswirkungen
  • 3.1 Aufbau und Wirkung des Bypass-Kanals und der Luftstrom-Messeinheit
  • 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B) zeigen den Zustand des Gehäuses 302, wenn die vorderen und hinteren Abdeckungen 303 und 304 vom thermischen Durchflussmesser 300 entfernt werden. 5 (A) zeigt die linke Seite des Gehäuses 302, 5 (B) zeigt die Vorderansicht des Gehäuses 302, 6(A) zeigt die rechte Seite des Gehäuses 302, und 6 (B) zeigt die Rückansicht des Gehäuses 302. Im Gehäuse 302 ragt der Messabschnitt 310 vom Flansch 312 in Richtung des Zentrums des Hauptkanals 124 und an dessen Vorderende ist eine Bypass-Kanalrinne zur Ausformung eines Bypass-Kanals vorgesehen. In dieser Ausführungsform ist der Bypass-Durchgangskanal sowohl auf der Vorderseite als auch auf der Rückseite von Gehäuse 302 vorhanden. zeigt einen Bypass-Durchgangskanal an der Vorderseite 332 und zeigt einen Bypass-Durchgangskanal an der Rückseite 334. Da ein Einlasskanal 351 zur Bildung der Einlassöffnung 350 des Bypass-Durchgangs sowie ein Auslasskanal 353 zur Bildung der Auslassöffnung 352 an der Vorderseite von Gehäuse 302 vorgesehen sind, kann das von der inneren Wandoberfläche des Hauptkanals 124 abgewandte Gas, das heißt, der Gasstrom durch das Zentrum des Hauptkanals 124 und dessen Umgebung als das Messzielgas 30 durch die Einlassöffnung 350 aufgenommen werden. Der Gasstrom in der Nähe der inneren Wandoberfläche des Hauptkanals 124 wird durch die Temperatur der der Wandoberfläche des Hauptkanals 124 beeinflusst und weist eine andere Temperatur auf als die Durchschnittstemperatur des durch den Hauptkanal 124 strömenden Gases, wie zum Beispiel in vielen Fällen das Messzielgas 30. Darüber hinaus weist der Gasstrom in der Nähe der inneren Wandoberfläche des Hauptkanals 124 in vielen Fällen eine geringere Strömungsgeschwindigkeit auf als die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit des Gasstroms, der durch den Hauptkanal 124 fließt. Da der thermische Durchflussmesser 300 entsprechend dieser Ausführungsform gegenüber einem solchen Einfluss resistent ist, ist es möglich, eine Verschlechterung der Messgenauigkeit zu vermeiden.
  • Der oben beschriebene Bypass-Durchgang, der aus dem Bypass-Durchgangskanal an der Vorderseite 332 oder dem Bypass-Durchgangskanal an der Rückseite 334 besteht, ist mit der thermischen Isolierung 315 von Flansch 312 über den Außenwand-Hohlabschnitt 366, die anströmseitige Außenwand 335 oder die abströmseitige Außenwand 336 verbunden. Darüber hinaus ist die Außenwand an der Anströmseite 335 mit dem gegen die Strömungsrichtung ausgerichteten Vorsprung 317 und die Außenwand an der Abströmseite 336 mit dem in die Strömungsrichtung ausgerichteten Vorsprung 318 ausgestattet. Da der thermische Durchflussmesser 300 mittels des Flansches 312 am Hauptkanal 124 montiert ist, ist die Befestigung des Messbereichs 310 mitsamt des Schaltungspakets 400 am Hauptkanal 124 in dieser Anordnung überaus verlässlich.
  • In dieser Ausführungsform ist das Gehäuse 302 mit dem Bypass-Durchgangskanal zur Bildung des Bypass-Durchgangs ausgestattet und die Abdeckungen werden an der Vorder- und Rückseite von Gehäuse 302 montiert, wodurch der Bypass-Durchgang aus dem Bypass-Durchgangskanal und den Abdeckungen gebildet wird. In diesem Aufbau ist es möglich, die Gesamtheit der Bypass-Durchgangskanäle als Teil von Gehäuse 302 im Verlauf des Harzformprozesses für eben dieses Gehäuse 302 zu formen. Da bei der Herstellung von Gehäuse 302 die Matrizen in beiden Oberflächen des Gehäuses 302 vorhanden sind, ist es darüber hinaus möglich, sowohl den Bypass-Durchgangskanal an der Vorderseite 332 als auch den Bypass-Durchgangskanal an der Rückseite 334 mittels der Matrizen für diese beiden Oberflächen als Bestandteil von Gehäuse 302 zu formen. Da die Abdeckungen für die Vorderseite 303 und für die Rückseite 304 für beide Oberflächen von Gehäuse 302 vorgesehen sind, besteht die Möglichkeit, die beiden Bypass-Durchgänge an den beiden Oberflächen von Gehäuse 302 zu bilden. Da der Bypass-Durchgangskanal an der Vorderseite 332 sowie der Bypass-Durchgangskanal an der Rückseite 334 an den beiden Oberflächen von Gehäuse 302 unter Verwendung von Matrizen gebildet werden, ist es möglich, die Bypass-Durchgänge mit hoher Genauigkeit zu formen und hohe Produktivität zu erzielen.
  • In Verbindung zur vorderen Abdeckung 303 und zur hinteren Abdeckung 304 stehen, wie auf , , , und auch , , , und zu erkennen ist, die anströmseitige Außenwand 335 und die abströmseitige Außenwand 336, hervorstehend in Richtung Vorderseite und Rückseite von der Vorderseite oder Rückseite des Gehäuses 302, weiterhin Abschnitte, in denen diese anströmseitige Außenwand 335 und die abströmseitige Außenwand 336 mit der thermischen Isolierung 315 verbunden sind, und Eckabschnitte der Innenwand des Bypass-Durchgangs auf der Rückseite 391 und der Außenwand des Bypass-Durchgangs auf der Rückseite 392, die Innenwand des Bypass-Durchgangs auf der Vorderseite 393 und die Außenwand des Bypass-Durchgangs auf der Vorderseite 394 und bilden dadurch den Bypass-Durchgang sowie einen durch Gehäuse 302 und die vordere Abdeckung 303 oder die hintere Abdeckung 304 geschlossenen Raum.
  • In dem versiegelten Raum befindet sich das im Folgenden näher beschriebene Schaltungspaket 400 und wird der Spalt 382 gebildet. Das Gehäuse 302 und die vordere Abdeckung 303 oder die hintere Abdeckung 304 werden später durch Laserschweißen o. ä. verschweißt. Wenn die Versiegelung durch Gehäuse 302 und vordere Abdeckung 303 oder hintere Abdeckung 304 vollständig ist, tritt ein Problem z. B. durch Ausdehnung von Gas durch Temperaturänderung auf. Deshalb ist der Aufbau so gestaltet, dass die Abdichtung gegeben, aber Ausdehnung trotzdem noch möglich ist. Der dehnungsfähige Aufbau verringert den Anstieg von Druckunterschieden mit der Außenseite, die durch Temperaturänderungen im versiegelten Bereich auftreten.
  • In strömt ein Teil des Messzielgases 30 durch den Hauptkanal 124, wird ins Innere des Bypass-Durchgangskanals auf der Rückseite 334 der Einlassrinne 351 geleitet, die die Einlassöffnung 350 bildet und das Messzielgas 30 strömt durch den Bypass-Durchgangskanal auf der Rückseite 334. Der Bypass-Durchgangskanal an der Rückseite 334 wird mit dem Verlauf der Gasströmung zunehmend tiefer und das Messzielgas 30 bewegt sich langsam in Richtung Vorderseite, während es den Kanal durchströmt. Insbesondere ist der Bypass-Durchgangskanal an der Rückseite 334 mit einem Abschnitt mit einem steilen Gefälle 347 versehen, welches in der Nähe von Öffnung 342 stark abfällt, sodass ein Teil der Luft, welcher eine gringe Masse aufweist, sich entlang des Abschnitts mit einem steilen Gefälle 347 bewegt und anschließend durch Öffnung 342 zur Messoberfläche 430 strömt, wie in gezeigt. Da indessen Fremdkörper mit größerer Masse aufgrund der Trägheitskraft ihre Bahnen nur schwer abrupt ändern können, bewegen sie sich in Richtung der Rückseite der Messoberfläche 431, wie in gezeigt. Dann gelangt der Fremdkörper durch die Öffnung 341 zur Messoberfläche 430, wie in dargestellt.
  • Im Bypass-Durchgangskanal auf der Vorderseite 332, zu sehen in , bewegt sich die Luft als Messzielgas 30 von der Öffnung 342 zum Bypass-Durchgangskanal auf der Vorderseite 332, strömt entlang der Messoberfläche 430, und es erfolgt mit dem Luftstrom-Messabschnitt 602 ein Wärmetransfer zur Durchflussmessung unter Nutzung des Expositionsabschnitts der Wärmeübertragungsfläche 436, die in der Messfläche 430 zur Durchflussmessung vorgesehen ist. Sowohl das Messzielgas 30, das durch die Messoberfläche 430 strömt, als auch die Luft, die durch Öffnung 341 in den Bypass-Durchgangskanal auf der Vorderseite 332 fließt, bewegen sich durch den Bypass-Durchgangskanal 332 auf der Vorderseite hindurch und werden über den Auslasskanal 353 zur Bildung der Auslassöffnung 352 in den Hauptkanal 124 abgeführt.
  • Eine Substanz mit größerer Masse, etwa eine Verunreinigung im Zielmessgas 30, hat ein hohes Trägheitsmoment und kann deshalb die eingeschlagene Bahn im Kanal nur schwer abrupt in Richtung der tiefen Seite des Kanals entlang der Oberfläche des Abschnitts mit steilem Gefälle 347 ändern, wo der Kanal steil abfällt, wie in gezeigt. Weil sich der Fremdkörper mit größerer Masse entlang der Rückseite der Messfläche 431 bewegt, ist es möglich, zu verhindern, dass er sich nahe dem Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 vorbeibewegt. Da die meisten Fremdkörper über eine größerer Masse verfügen als das Gas, das entlang der Rückseite der Messoberfläche 431 fließt, welche die Rückseite der Messoberfläche 430 darstellt, ist es in dieser Ausführungsform möglich, den Einfluss von Verunreinigungen durch Fremdkörper, wie etwa Bestandteile von Ölen, Kohlenstoff oder anderen Verunreinigungen zu minimieren und eine Verschlechterung der Messgenauigkeit zu vermeiden. Das heißt, da der Weg des Messzielgases 30 entlang der Strömungsrichtung im Hauptkanal 124 steil ansteigt, wird der Einfluss von Fremdkörpern, die sich im zu messenden Gas 30 befinden, reduziert.
  • In dieser Ausführungsform führt der Strömungsweg, der den Bypass-Durchgangskanal auf der Rückseite 334 umfasst, vom vorderen Ende des Gehäuses 302 entlang einer gekrümmten Linie zum Flansch, und das durch den dem Flansch am nächsten gelegenen Bypass-Durchgang strömende Gas bewegt sich entgegen der Strömungsrichtung im Hauptkanal 124. Dadurch ist der Bypass-Durchgang an der hinteren Oberflächenseite (eine Seite des Rückstroms) mit dem Bypass-Durchgang der Vorderflächenseite (die andere Seite des Rückstroms) verbunden. Dies ermöglicht eine einfache Befestigung des Expositionsabschnitts der Wärmeübertragungsfläche 436 der Schaltbaugruppe 400 am Bypass-Durchgang sowie die einfache Aufnahme des Messzielgases 30 in der Position nahe dem Zentrum des Hauptkanals 124.
  • In dieser Ausführungsform sind die Öffnungen 342 und 341 in Strömungsrichtung vor und hinter der Messoberfläche 430 zur Durchflussmessung vorgesehen, um den Bypass-Durchgangskanal auf der Rückseite 334 zum Bypass-Durchgangskanal auf Vorderseite 332 durchströmen zu können. Mittels der durchgängigen Öffnungen 342 und 341 ist der Bypass-Durchgang so geformt, dass das Messzielgas 30 sich von der in einem Oberfläche von Gehäuse 302 gebildeten Bypass-Durchgangskanal auf der Rückseite 334 zum in der anderen Oberfläche von Gehäuse 302 gebildeten Bypass-Durchgangskanal auf der Vorderseite 332 bewegt. Mit dieser Konfiguration lassen sich die Bypass-Durchgangskanäle an beiden Oberflächen des Gehäuses 302 in einem einzelnen Harzformprozess formen unter Verwendung einer Struktur zum Anpassen der Bypass-Durchgangskanäle an beiden Oberflächen.
  • Durch das Vorhandensein der Öffnungen 342 und 341 auf beiden Seiten der in das Schaltungspaket 400 integrierten Messoberfläche 430 kann ein Einströmen des Harzes in den Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 in der Messoberfläche 430 verhindert werden, indem zur Formung der Öffnungen 342 und 341 Matrizen verwendet werden. Darüber hinaus kann während der Formung der Öffnungen 342 und 341 an der Anström- und Abströmseite der Messoberfläche 430 zur Montage der Schaltbaugruppe 400 am Gehäuse 302 durch Harzformung eine Matrize in diesen beiden Öffnungen platziert werden, um die Schaltbaugruppe 400 mittels dieser zu positionieren und zu fixieren.
  • In dieser Ausführungsform gibt es zwei Öffnungen (Öffnung 342 und Öffnung 341). Die Öffnungen durchdringen den Bypass-Durchgangskanal von der Rückseite 334 zum Bypass-Durchgangskanal auf der Vorderseite 332. Allerdings kann selbst dann, wenn die beiden Öffnungen 342 und 341 nicht vorgesehen sind, die Form eines Bypass-Durchgangs zur Verbindung des Bypass-Durchgangskanals auf der Rückseite 334 und des Bypass-Durchgangskanals auf der Vorderseite 332 in einem einzigen Harzformprozesses unter Bereitstellung einer dieser beiden Öffnungen gebildet werden.
  • Eine Innenwand des Bypass-Durchgangs auf der Rückseite 391 und eine Außenwand des Bypass-Durchgangs auf der Rückseite 392 sind auf beiden Seiten des Bypass-Durchgangskanals auf der Rückseite 334 vorgesehen. Die innere Seitenfläche der hinteren Abdeckung 304 liegt am äußeren Ende der Höhenrichtung jeder Innenwand des Bypass-Durchgangs auf der Rückseite 391 und der Außenwand des Bypass-Durchgangs auf der Rückseite 392 an, sodass der Bypass-Durchgang auf der Rückseite im Gehäuse 302 geformt wird. Ferner sind eine Innenwand des Bypass-Durchgangs auf der Vorderseite 393 und eine Außenwand des Bypass-Durchgangs auf der Vorderseite 394 auf beiden Seiten des Bypass-Durchgangskanals auf der Vorderseite 332 vorgesehen. Die innere Seitenfläche der hinteren Abdeckung 304 liegt am äußeren Ende der Höhenrichtung der Innenwand des Bypass-Durchgangs auf der Vorderseite 393 und der Außenwand des Bypass-Durchgangs auf der Vorderseite 394 an, sodass der Bypass-Durchgang auf der Vorderseite im Gehäuse 302 geformt wird.
  • In dieser Ausführungsform strömt das Messzielgas 30 aufgeteilt über die Messoberfläche 430 und deren Rückseite, und der Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 zum Messen der Durchflussrate ist an einer dieser beiden Oberflächen vorgesehen. Jedoch kann das Messziel Gas 30 nur über die Seitenfläche der Messoberfläche 430 strömen, sodass das Messzielgas 30 nicht auf zwei Durchgänge aufgeteilt wird. Durch Krümmung des Bypass-Durchgangs, sodass dieser über die erste Achse der Strömungsrichtung des Hauptkanals 124 läuft, ist es möglich, einen Fremdkörper im Messzielgas 30 dort auf die Seite zu drängen, wo die Krümmung dieser zweiten Achse unbedeutend ist. Durch die Platzierung der Messoberfläche 430 und des Expositionsabschnitts der Wärmeübertragungsfläche 436 an der Stelle, wo die Krümmung der zweiten Achse bedeutend ist, kann der Einfluss von Fremdkörpern verringert werden.
  • In dieser Ausführungsform sind die Messoberfläche 430 und der Expositionsabschnitts der Wärmeübertragungsfläche 436 in einem Verbindungsabschnitt zwischen dem Bypass-Durchgangskanal auf Vorderseite 332 und dem Bypass-Durchgangskanal auf der Rückseite 334 vorgesehen. Wie auch immer, die Messoberfläche 430 und der Expositionsabschnitts der Wärmeübertragungsfläche 436 können im Bypass-Durchgangskanal auf Vorderseite 332 oder dem Bypass-Durchgangskanal auf der Rückseite 334 angebracht sein, anstelle des Verbindungsabschnitts zwischen dem Bypass-Durchgangskanal der Vorderseite 332 und dem Bypass-Durchgangskanal der Rückseite 334.
  • In einem Teil des Expositionsabschnitts der Wärmeübertragungsfläche 436 in der Messfläche 430 ist eine Mündungsform zur Durchflussmessung ausgebildet, sodass sich die Durchflussgeschwindigkeit erhöht und dadurch die Messgenauigkeit verbessert. Selbst wenn im Gasstrom an der Anströmseite des Expositionsabschnitts der Wärmeübertragungsfläche 436 Wirbel auftreten, ist es darüber hinaus mit dieser Mündung möglich, solche Wirbel auszulöschen oder abzuschwächen und damit die Messgenauigkeit zu verbessern.
  • Bezugnehmend auf , , und ist dort ein Außenwand-Hohlabschnitt 366 vorgesehen, wo die anströmseitige äußere Wand 335 eine Hohlform mit dem Hohlraum hin zur abströmseitigen Seite in einem verengten Abschnitt des Temperaturmessabschnitts 452 aufweist. Aufgrund dieses Außenwand-Hohlabschnitts 366 nimmt der Abstand zwischen dem Temperaturmessabschnitt 452 und dem Außenwand-Hohlabschnitt 366 zu, sodass es möglich ist, den Einfluss von Wärme über die anströmseitige Außenwand 335 zu reduzieren.
  • Da sich der Außenwand-Hohlabschnitt 366 in einem verengten Teil des Temperaturmessabschnitts 452 befindet, ist es möglich, den Einfluss der Wärme von dem Flansch 312 oder von der Wärmeisolierung 315 durch die anströmseitige Außenwand 335 zu reduzieren. Außerdem ist ein Außenwand-Hohlabschnitt 366 zur Temperaturmessung, gebildet durch eine Kerbe zwischen dem anströmseitigen Vorsprung 317 und dem Temperaturmessabschnitt 452, vorgesehen. Unter Verwendung des Außenwand-Hohlabschnitts 366 ist es möglich, die Wärmeübertragung auf den Temperaturmessabschnitt 452 durch den anströmseitigen Vorsprung 317 zu reduzieren. Infolgedessen ist es möglich, die Messgenauigkeit des Temperaturmessabschnitts 452 zu verbessern. Insbesondere kann der anströmseitige Vorsprung 317 aufgrund seiner großen Querschnittsfläche leicht Wärme übertragen, wodurch die Funktionalität des Außenwand-Hohlabschnitts 366 zur Blockierung der Wärmeübertragung an Bedeutung gewinnt.
  • 3.2 Aufbau des Bypass-Durchgangs und der Durchgangseinheit zur Durchflussmessung
  • Wie oben beschrieben befinden sich die Messoberfläche 430 und der Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 zwischen der Einlassöffnung 350 zur Entnahme des Messzielgases 30 und der Auslassöffnung 352 zum Ablassen des entnommenen Messzielgases 30 in den Hauptkanal 124, sodass die Wärmeübertragung vom Messzielgas 30 im Bypass-Durchgang stattfindet auf dem Expositionsabschnitt zur Wärmeübertragung 436 auf der Messoberfläche 430, wobei der Durchfluss des Messzielgases 30, welches durch den Hauptkanal fließt, gemessen wird.
  • In dieser Ausführungsform befinden sich auf der Seite der Einlassöffnung ein Bypass-Durchgang 4232 zwischen Einlassöffnung 350 und der Messoberfläche 430 im Bypass-Durchgang und auf der Seite der Auslassöffnung ein Bypass-Durchgang 4234 zwischen einer Kammer 4216 auf der Seite der Auslassöffnung in der Nähe von Auslassöffnung 352 und Messoberfläche 430 im Bypass-Durchgang. Der Bypass-Durchgang 4232 auf der Seite der Einlassöffnung wird auf der Rückseite von Gehäuse 302 geformt. Der Bypass-Durchgang 4234 auf der Seite der Auslassöffnung wird auf der Vorderseite von Gehäuse 302 geformt. Wenn das Messzielgas 30 in Strömungsrichtung in den Hauptkanal 124 strömt, wird das Messzielgas 30 durch die Einlassöffnung 350 von Bypass-Durchgang 4232 auf der Seite der Einlassöffnung zur Messoberfläche 430 geleitet, wo der Durchfluss gemessen wird. Danach strömt das Messzielgas 30 durch den Bypass-Durchgang 4234 auf der Seite der Auslassöffnung und durch Kammer 4216 auf der Seite der Auslassöffnung. Das Messzielgas 30 wird dann zum Hauptkanal 124 abgelassen. In dieser Phase wird der Durchfluss des Messzielgases 30 in Strömungsrichtung Richtung Hauptkanal 124 gemessen.
  • Wenn sich das Messzielgas 30 andererseits in der Rückflussphase befindet, wird ein Teil des Messzielgases 30 in der Rückflussphase durch Auslassöffnung 352 entnommen, um den Durchfluss des Messzielgases 30 zu messen, dass in entgegengesetzer Richtung zum Hauptkanal 124 zurückströmt. Das Messzielgas 30 strömt dann über die Kammer 4216 auf der Seite der Auslassöffnung zum Bypass-Durchgang 4234 auf der Seite der Auslassöffnung und wird zur Messoberfläche 430 geleitet. Auf der Messoberfläche 430 wird das zurück strömende Messzielgas 30 gemessesn, sodass der Durchfluss des Messzielgases 30, welches durch den Hauptkanal 124 zurück strömt, bestimmt werden kann. Das Messzielgas 30, das auf der Messoberfläche 430 gemessen wird, wird von Einlassöffnung 350 über den Bypass-Durchgang 4232 auf der Seite der Einlassöffnung zum Hauptkanal 124 geleitet.
  • Das Gehäuse 302 wird geformt mit dem Bypass-Durchgangskanal auf der Rückseite 334 zur Bildung des Bypass-Durchgangs 4232 auf der Seite der Einlassöffnung und des Bypass-Durchgangskanals auf der Vorderseite 332 zur bildung des Bypass-Durchgangs 4234 auf der Seite der Auslassöffnung. Durch Befestigung der vorderen Abdeckung 303 und der hinteren Abdeckung 304 am Gehäuse 302 werden deshalb der Bypass-Durchgang 4232 auf der Seite der Einlassöffnung und der Bypass-Durchgang 4234 auf der Seite der Auslassöffnung gebildet.
  • Die Messoberfläche 430 fungiert als eine Durchgangseinheit zur Durchflussmessung des Messzielgases 30 in Strömungsrichtung und Rückflussrichtung.
  • 3.3 Aufbau und Wirkungsweise der Durchgangseinheit zur Durchflussmessung
  • ist eine Detailansicht im Schnitt entlang der Linie A-A von und , die einen Zustand zeigt, in dem die Messoberfläche 430 des Schaltungspakets 400 im Inneren des Bypass-Durchgangskanals angebracht ist. Dies ist eine Übersichtsansicht. Die genaue Form wird in und dargestellt, aber in wurden die Details weggelassen und vereinfacht und sind leicht verformt. Die linke Seite in ist der angerissenen Endabschnitt des Bypass-Durchgangskanals auf der Rückseite 334, die rechte Seite ist der Beginn des Endabschnitts des Bypass-Durchgangskanals auf der Vorderseite 332. Obwohl in nicht eindeutig dargestellt, sind die Öffnungen 342 und 341 sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite des Schaltungspakets 400 mit der integrierten Messoberfläche 430 vorgesehen. Der Bypass-Durchgangskanal auf der Rückseite 334 und auf der Vorderseite 332 sind mit der linken und der rechten Seite des Schaltungspakets 400 und der Messoberfläche 430 verbunden.
  • Das Messzielgas 30, das von der Einlassöffnung 350 aufgenommen wird und auf der Rückseite 334 im Bypass-Durchgang durch den Bypass-Durchgangskanal strömt, wird von der linken Seite auf eingeleitet. Ein Teil des Messzielgases 30 strömt entlang des Strömungsweges 386, der auch die Vorderseite der Messoberfläche 430 des Schaltungspakets 400 und den Vorsprung 356 in der Frontabdeckung 303 einschließt, durch die Öffnung 342. Der andere Teil des zu messenden Gases 30 strömt über den Strömungsweg 387, der durch die Rückseite der Messoberfläche 431 und die hintere Abdeckung 304 gebildet wird. Danach strömt das im Strömungsweg 387 befindliche Messzielgase 30 durch die Bypass-Kanalrinne auf der Vorderseite 332 durch die Öffnung 341 und wird mit dem Messzielgas 30 aus dem Strömungsweg 386 vermischt. Von hier strömt es durch die Bypass-Kanalrinne auf der Vorderseite 332 und wird über die Auslassöffnung 352 in den Hauptkanal 124 abgeführt. Es ist anzumerken, dass der Vorsprung 358, der sich an der rückseitigen Abdeckung 304 befindet, in Richtung der Rückseite der Messoberfläche 431 in den Strömungsweg 387 hinein ragt.
  • Da der Bypass-Durchgangskanal so geformt ist, dass das Messzielgas 30 vom Bypass-Durchgangskanal auf der Rückseite 334 durch die Öffnung 342 in den Strömungsweg 386 geleitet wird und die Krümmung weiter ist als die der Strömungsführung für den Strömungsweg 387, werden Partikel mit einer höheren Masse, wie beispielsweise Verunreinigungen im Messzielgas 30, im Strömungsweg 387 mit seiner weniger starken Krümmung gesammelt. Aus diesem Grund sind im Strömungsweg 386 praktisch keine Fremdkörper zu finden.
  • Der Strömungsweg 386 ist so gestaltet, dass er eine Mündung bildet, bei der die vordere Abdeckung 303 nach und nach am Vorderende des Bypass-Durchgangskanals an der Vorderseite 332 anschließt und der Vorsprung 356 sanft in Richtung der Messoberfläche 430 hervorsteht. Die Messoberfläche 430 ist auf einer Seite des Mündungsabschnitts in Strömungsweg 386 positioniert und mit dem Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 für die Wärmeübertragung zwischen dem Luftstrom-Messabschnitt 602 und dem Messzielgas 30 ausgestattet. Damit die Messung im Luftstrom-Messabschnitt 602 mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann, ist es von Vorteil, wenn das Messzielgas 30 im Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 in Form einer laminaren Strömung mit einem kleinen Wirbel fließt. Außerdem erhöht sich mit steigender Strömungsgeschwindigkeit auch die Messgenauigkeit. Daher ist die Mündung derart geformt, dass der Vorsprung 356 an der Frontabdeckung 303 gegenüber der Messoberfläche 430 liegt und nahtlos in deren Richtung ragt. Diese Mündung reduziert Wirbel im Messzielgas 30 so weit, dass sich die Strömung einer laminaren Strömung annähert. Da die Durchflussrate im Bereich der Mündung steigt und der Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 zum Messen der Durchflussrate im Mündungsbereich liegt, steigt außerdem die Messgenauigkeit der Durchflussrate.
  • Da die Mündung so geformt ist, dass der Vorsprung 356 in Richtung der Innenseite des Bypass-Durchgangskanals hervorsteht und sich gegenüber dem Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 an der Messfläche 430 befindet, wird die Messgenauigkeit erhöht. Der Vorsprung 356, der die Mündung bildet, liegt auf der Abdeckung gegenüber dem an der Messfläche 430 vorgesehenen Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436. Da es sich, wie in In dargestellt, bei der Abdeckung, die dem an der Messfläche 430 vorgesehenen Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 gegenüberliegt, um die vordere Abdeckung 303 handelt, ist der Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 in der vorderen Abdeckung 303 vorgesehen. Alternativ dazu kann der Vorsprung 356 auch in der Abdeckung liegen, die dem in der Messfläche 430 der vorderen 303 oder hinteren Abdeckung 304 vorgesehenen Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 gegenüberliegt. Abhängig davon, auf welcher Fläche des Schaltungspakets 400 die Messfläche 430 und der Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 vorgesehen sind, ändert sich die dem Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 gegenüberliegende Abdeckung.
  • Eine Aufteilung des Messzielgases 30 auf die Strömungswege 386 und 387 steht außerdem in Beziehung zur hohen Messgenauigkeit. Eine Aufteilung des Messzielgases 30 auf die Strömungswege 386 und 387 wird angepasst, indem der Vorsprung 358, der sich an der hinteren Abdeckung 304 befindet, in den Strömungsweg 387 ragt. Darüber hinaus ist es aufgrund der Lage des Mündungsbereichs im Strömungsweg 387 möglich, die Strömungsgeschwindigkeit zu steigern und Fremdkörper, zum Beispiel Verunreinigungen, in den Strömungsweg 387 zu lenken. In der Ausführungsform wird die durch den Vorsprung 358 geformte Mündung als eines der Hilfsmittel zur Einstellung zwischen den Strömungswegen 386 und 387 verwendet. Alternativ dazu kann die oben angeführte Aufteilung des Durchflusses auf die Strömungswege 386 und 387 angepasst werden, indem man den Abstand zwischen der Rückseite der Messoberfläche 431 und der hinteren Abdeckung 304 verändert und dergleichen. In diesem Fall ist der Vorsprung 358 in der hinteren Abdeckung 304 nicht notwendig.
  • Bezugnehmend auf , , und bleibt ein aufgepresster Abdruck 442, der beim Harzformprozess durch die Benutzung der Matrize für das Schaltungspaket 400 entsteht, auf der Rückseite der Messoberfläche 431 als Rückseite des Expositionsabschnitts der Wärmeübertragungsfläche 436 auf der Messoberfläche 430 bestehen. Dieser aufgepresste Abdruck 442 stellt kein besonderes Hindernis für die Durchflussmessung dar und verursacht keine Probleme, auch wenn er vor Ort verbleibt. Wie unten beschrieben ist es außerdem wichtig, die Halbleitermembran im Luftstrom-Messabschnitt 602 während der Harzformung der Schaltbaugruppe 400 zu schützen. Aus diesem Grund ist eine Pressung der Rückseite des Expositionsabschnitts der Wärmeübertragungsfläche 436 wichtig. Es ist darüber hinaus überaus wichtig, zu verhindern, dass das Harz, welches Schaltungspaket 400 umhüllt, in den Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 gelangt. Zu diesem Zweck wird das Einfließen von Harz beim Umhüllen der Messoberfläche 430 und des Expositionsabschnitts der Wärmeübertragungsfläche 436 verhindert, indem dazu eine Matrize verwendet wird, und indem zum Pressen der Rückseite des Expositionsabschnitts der Wärmeübertragungsfläche 436 eine andere Matrize zum Einsatz kommt. Da die Schaltbaugruppe 400 durch Spritzpressung entsteht, ist der Druck des Harzes groß und das Gegenpressen von der Rückseite des Expositionsabschnitts der Wärmeübertragungsfläche 436 ist wichtig. Weil außerdem eine Halbleitermembran im Luftstrom-Messabschnitt 602 eingesetzt wird, ist es bei der Formung empfehlenswert, am Spalt für die Halbleitermembran einen Lüftungsabschnitt anzubringen. Zur Aufnahme und Befestigung einer Platte und für die Formung des Lüftungsabschnitts oder Ähnlichem, ist es wichtig, von der Rückseite des Expositionsabschnitts der Wärmeübertragungsfläche 436 einen Gegendruck auszuüben.
  • 3.4 Form und Wirkungsweise der Abdeckung von thermischem Durchflussmesser 300
  • 8(A) bis 8(C) sind Ansichten, die die vordere Abdeckung 303 darstellen, wobei es sich bei um eine linke Seitenansicht handelt, bei um eine Vorderansicht und bei um eine Draufsicht. bis sind Ansichten, die die hintere Schutzabdeckung 304 darstellen, wobei es sich bei um eine linke Seitenansicht handelt, bei um eine Vorderansicht und bei um eine Draufsicht. In bis und bis befinden sich die vordere Abdeckung 303 und die hintere Abdeckung 304 auf der vorderen Oberfläche und der hinteren Oberfläche von Gehäuse 302 und wie dargestellt in , , oder stehen die vordere Abdeckung 303 und die hintere Abdeckung 304 in Verbindung mit der Oberseite der anströmseitigen Außenwand 335 und der abströmseitigen Außenwand 336, welche die Außenwände von Gehäuse 302 sind und genauer, die vordere Abdeckung 303 und die hintere Abdeckung 304 stehen in Verbindung mit dem äußeren Endabschnitt in Höhenrichtung, welcher die äußerste Seite an dessen Vorderseite und Rückseite ist und steht genauso in Verbindung mit einem äußeren Endabschnitt in Höhenrichtung, der die äußerste Seite auf der Vorderseite und der Rückseite von Befestigungsabschnitt 3721 ist und stehen weiterhin in Verbindung an der Seite von Flansch 312, sodass ein Spalt 382 gebildet wird, der innen versiegelt ist. Weiterhin dienen die vordere Abdeckung 303 und die hintere Abdeckung 304 zum Formen des Durchgangs mittels Versiegelung des Bypass-Durchgangskanals von Gehäuse 302. Zusätzlich dienen die vordere Abdeckung 303 und die hintere Abdeckung 304 zum Formen der Mündung mit dem Vorsprung 356. Deshalb sollten die vordere Abdeckung 303 und die hintere Abdeckung 304 mit möglichst großer Formgenauigkeit gefertigt werden. Die vordere Abdeckung 303 und die hintere Abdeckung 304 werden in einem Harzformprozess durch Einspritzung eines thermoplastischen Harzes in eine Gussform hergestellt und können deshalb mit hoher Formgenauigkeit gefertigt werden.
  • Wie in bis oder bis dargestellt, wird der vordere Schutzabschnitt 322 oder der hintere Schutzabschnitt 325 in der vorderen Abdeckung 303 beziehungsweise in der hinteren Abdeckung 304 geformt. Wie in , , oder dargestellt, ist der vordere Schutzabschnitt 322, der sich in der vorderen Abdeckung 303 befindet, auf der Vorderseite der Einlassöffnung 343 angebracht und der hintere Schutzabschnitt 325, der sich in der hinteren Abdeckung 304 befindet, ist auf der Rückseite der Einlassöffnung 343 angebracht. Der Temperaturmessabschnitt 452, der in der Einlassöffnung 343 angeordnet ist, wird vom vorderen und hinteren Schutzabschnitt 322 und 325 geschützt, so dass der Temperaturmessabschnitt 452 vor mechanischen Beschädigungen geschützt ist, die durch einen Zusammenstoß des Temperaturmessabschnitts 452 mit einem Gegenstand während der Produktion oder beim Verladen auf ein Fahrzeug verursacht werden können.
  • Die innere Oberfläche der vorderen Abdeckung 303 ist mit dem Vorsprung 356 ausgestattet. Wie in 7 dargestellt, liegt der Vorsprung 356 gegenüber der Messoberfläche 430. Seine Form folgt der Achse des Strömungsweges im Bypass-Kanal und erstreckt sich in diesen hinein. Im oben beschriebenen Strömungsweg 386 wird eine Mündung aus der Messoberfläche 430 und dem Vorsprung 386 gebildet, um so Wirbel im Messzielgas 30 zu vermindern und eine laminare Strömung zu erzeugen. In dieser Ausführungsform ist der Bypass-Strömungsweg mit Mündung geteilt in einen Kanalabschnitt und einen Abdeckungsabschnitt, der den Kanal bedeckt und einen Strömungsweg mit einer Mündung ausbildet. Der Kanalabschnitt wird in einem zweiten Harzformprozess bei der Formung des Gehäuses 302 geformt. Danach wird die vordere Abdeckung 303 mit dem Vorsprung 356 in einem weiteren Harzformprozess gebildet. Der Kanal wird mittels der vorderen Abdeckung 303 abgedeckt, um den Bypass-Kanal zu bilden. Im zweiten Harzformprozess zur Formung des Gehäuses 302 wird das Schaltungspaket 400 mit der Messoberfläche 430 ebenfalls am Gehäuse 302 angebracht. Da die Formung eines Kanals mit einer so komplizierten Form durch einen Harzformprozess erfolgt und der Vorsprung 356 für die Mündung in der vorderen Abdeckung 303 vorgesehen ist, ist es möglich, den Strömungsweg 386 in mit hoher Genauigkeit zu formen. Da zusätzlich in der Anordnung ein Zusammenhang zwischen Kanal und Messoberfläche 430 oder dem Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 besteht, kann die hohe Genauigkeit aufrecht erhalten werden, und damit wird es möglich, Abweichungen der Produkte zu vermeiden und hohe Maßhaltigkeit zu erreichen. Deshalb ist es möglich, die Produktivität zu erhöhen.
  • Der Strömungsweg 387, gebildet aus der hinteren Abdeckung 304 und der Rückseite der Messoberfläche 431, wird auf die selbe Weise geformt. Der Strömungsweg 386 ist geteilt in einen Kanalabschnitt und einen Abdeckungsabschnitt. Der Kanalabschnitt wird in einem zweiten Harzformprozess bei der Formung des Gehäuses 302 geformt. Folglich ist der Kanal abgedeckt mit der hinteren Abdeckung 304 mit Vorsprung 358, sodass der Strömungsweg 387 gebildet wird. Da der Strömungsweg 387 auf diese Weise gebildet wird, kann der Strömungsweg 386 mit großer Genauigkeit geformt werden und es ist möglich, die Produktivität zu verbessern. In dieser Ausführungsform befindet sich die Mündung im Strömungsweg 387. Alternativ kann Vorsprung 358 nicht verwendet werden und es ist auch möglich, einen Strömungsweg 387 ohne Mündung zu verwenden.
  • In befindet sich eine Kerbe 323, die für das Bilden der Auslassöffnung 352 verwendet wird, an der äußeren Seite der vorderen Abdeckung 303. Wie dargestellt in erstreckt sich die Auslassöffnung 352 auf der rechten Seitenfläche von Gehäuse 302 und zusätzlich erstreckt sich die Auslassöffnung 352 mit dieser Kerbe auf der vorderen Seitenfläche von Gehäuse 302. Infolgedessen wird der Strömungswiderstand des gesamten Bypass-Durchgangs reduziert und das Messzielgas 30, das in den Bypass-Durchgang durch die Eingangsöffnung 350 gelenkt wird, nimmt zu. Folglich wird die Messgenauigkeit für den Durchfluss verbessert.
  • An der hinteren Abdeckung 304 befindet sich Vorsprung 3042. Dieser Vorsprung 3042 dient als Wand 3044 der Kammer an der Seite der Auslassöffnung 4216, wie später erklärt wird. Wenn das Messzielgas 30, das in den Hauptkanal 124 strömt, zurück strömt, entsteht das Problem, dass der Wirbel, der an der Abströmseite von Auslassöffnung 352 entsteht, durch das Messzielgas 30 in Strömungsrichtung wieder mitgenommen wird. Der Vorsprung 3042 ist so ausgelegt, dass der mitgeführte Wirbel vermindert wird, durch Änderung des Strömungsverlaufs von Messzielgas 30, einschließlich des Wirbels, um zu verhindern, dass der Wirbel in den Bypass-Durchgang auf der Seite der Auslassöffnung 4234 eindringt. Dieser Vorgang wird erklärt bezüglich und .
  • 4. Messung des Rückflusses von Messzielgas 30 sowie Ursache des Messfehlers
  • 4.1 Ursache des Messfehlers
  • stellt den Schnitt C-c der dar. Die Breite des thermischen Durchflussmessers 300, die den Abstand zwischen vorderer Abdeckung 303 und hinterer Abdeckung 304 darstellt, ist möglichst dünn gefertigt, aber im Messzielgas 30, welches in Strömungsrichtung in den Hauptkanal 124 strömt, entstehen die Wirbel 4242 abströmseitig von Auslassöffnung 352 des thermischen Durchflussmessers. zeigt eine Änderung in der Menge der Ansaugluft bei bestimmten Betriebsbedingungen in einem Fall, bei dem der thermische Durchflussmesser verwendet wird, um die Menge der Ansaugluft des Verbrennungsmotors zu messen. Eine sich ändernde Wellenform eines tatsächlichen Durchflusses wird durch Wellenform 4014 dargestellt. Der Durchfluss der Ansaugluftmenge, die tatsächlich in den Verbrennungsmotor strömt, synchronisiert mit dem Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors, ändert sich wie dargestellt durch die Wellenform 4914. 11 zeigt ein Beispiel mit der Ansaugluft, die als Messzielgas 30 zwischen Zeitpunkt t1 und t2 zurückfließt. Nicht nur die Durchflussrate des Messzielgases 30, das zwischen zwei Zeitpunkten t1 und t2 nach vorne strömt, kann genau gemessen werden, sondern auch die des zurückfließenden Gases. So kann die Menge der Luft im Verbrennungsmotor immer sehr genau gemessen werden.
  • Falls die Spezifikation es nicht explizit anders angibt, beschreiben die Begriffe „Anstromseite und Abstromseite“ den Zustand des Messzielgases in der Vorwärtsrichtung. Deshalb ist mit dem Messzielgas 30, das zurückfließt, der Fluss von der Abstromseite zur Anstromseite in Vorwärtsrichtung gemeint, so lange nichts anderes explizit spezifiziert wird.
  • 4.2 Lösung, die einen Messfehler verursacht
  • Wie in 10 dargestellt, entstehen die Wirbel 4242 auf der Abstromseite des thermischen Durchflussmessers 300 im Strömungszustand der Vorwärtsrichtung, wenn das Messzielgas 30 sich in einem Zustand der pulsierenden Bewegung befindet. Zwischen einem Zeitpunkt t1 und einem Zeitpunkt t2 befindet sich das Messzielgas 30 danach in einem Zustand des Rückflusses, die Wirbel 4242 bewegen sich in Anstromrichtung mit dem zurückfließenden Messzielgas 30. Wenn die Wirbelunterdrückungseinheit 4214 nicht, wie in der gezeigten Struktur in 10, vorgesehen ist und sich eine Öffnung in der Wirbelunterdrückungseinheit 4214 befindet, dann werden die Wirbel 4242 in der Rückwärtsströmung des Messzielgases 30 durch die Öffnung in der Wirbelunterdrückungseinheit 4214 fließen, anstatt in die Wirbelunterdrückungseinheit 4214 selbst. Anschließend fließen die Wirbel 4242 zurück durch die Ausgangsseite des Bypass-Kanals 4234 und erreichen die Messoberfläche 430, dargestellt in 5 (B) Hierbei beeinflussen die Wirbel 4242 den Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 und die Rückwärtsströmung, die stärker ist als die Wellenform 4913, verursacht eine Veränderung der Durchflussrate des Messzielgases 30. Die Wellenform 4916 zeigt diese Änderung. Im Vergleich zum optimalen Wert C, aus 11, verringert sich demnach der durchschnittliche Wert, und die Durchflussrate wird nicht richtig erkannt (Fehler durch pulsierende Bewegung A) .
  • Wenn die Austrittsöffnung 4222, die so ausgebildet ist, dass sie sich hin zur Abstromseite öffnet, andererseits nicht dafür vorgesehen ist, die Wirbel 4242 am Eintritt zu hindern, sondern die Öffnung der Ausgangsseite 4226, die so ausgebildet ist, sich in der Fließrichtung des Messzielgases 30 des Hauptkanals 124 zu öffnen, vorgesehen ist, dann wird sich eine Leistung, wie in Wellenform 4912 in 11 gezeigt, ergeben. Dies kommt daher, dass kein dynamischer Druck des zurückströmenden Messzielgases 30 entsteht, wenn nur die Austrittsöffnung 422, welche sich in Richtung quer zum Fluss des Messzielgases 30 hin zum Hauptkanal 124 öffnet, vorgesehen ist. Darum wird das Messzielgas 30, das während Zeitpunkt t1 und Zeitpunkt t2 durch den Bypass-Kanal zurückströmt, reduziert. Dementsprechend verlangsamt sich die Fließgeschwindigkeit im Messbereich für die Durchflussrate.
  • Während des Rückflusses zwischen t1 und t2, ist deshalb die Durchflussgeschwindigkeit des Messzielgases 30 im Messbereich für die Durchflussrate, der entsprechenden Wellenform 4912, geringer ist als die Durchflussgeschwindigkeit des Messzielgases 30 im Messbereich für die Durchflussrate, der entsprechenden Wellenform 4914. Dies verursacht den Fehler pulsierender Bewegung.
  • Vorzugsweise wird der dynamische Druck des Messzielgases 30, das in den Hauptkanal 124 zurückströmt, über die Austrittsöffnung ausgeglichen. Die Austrittsöffnung 4222 kann die Rückströmung 3030 des Messzielgases 30, das das zurückströmende Messzielgas 30 ist, ausgleichen. Die Wirbel 4242 jedenfalls bewegen sich mit der Rückströmung 3030 des Messzielgases 30 und werden genauso, wie die Rückströmung des Messzielgases durch die Austrittsöffnung 4222, zurückgeführt. Die Rückströmung 3030, die gemeinsam mit Wirbeln 4242 durch die Austrittsöffnung 4222 zurückgeführt wird, wird durch die Wand 3044 abgeblockt. Dadurch ändert sich der Verlauf. Der Verlauf der zurückgeführten Rückströmung 3030 wird durch die Wand 3044 verändert. Die mitgeführten Wirbel 4242 werden abgeschwächt oder eliminiert, so dass die nachteilige Wirkung vermindert wird.
  • Im Aufbau der 10 ist sehen, wie die Strömungsachse 4235, welche die Achse auf der Seite der Auslassöffnung des Bypass-Kanals 4232 ist, von der Wirbelunterdrückungseinheit 4214 abgeblockt wird. Damit wird verhindert, dass die Wirbel 4242 aus der Auslassöffnung direkt in die Seite der Auslassöffnung des Bypass-Kanals 4234 eindringen. Andererseits ist in diesem Aufbau die Kammer auf der Seite der Auslassöffnung 4216 an der Seite der Auslassöffnung des Bypass-Kanals vorgesehen, und der dynamische Druck der Rückströmung 3030 aus der Auslassöffnung 4222 trifft auf die Innenseite der Kammer auf der Seite der Auslassöffnung 4216. Deshalb drückt die Rückströmung 3030 des Messzielgases 30 stark in die Kammer auf der Seite der Auslassöffnung 4216. Eine unzureichende Ausgabe des zurückströmenden Messzielgases 30 kann, wie in der Wellenform 4912 in 11 dargestellt, einen Fehler verursachen.
  • Die Wirbel 4242 dringen von der Seite der Auslassöffnung 4222 in die Seite der Austrittsöffnung von Kammer 4216. Die Wirbel 4242 sind in die Seite der Auslassöffnung von Kammer 4216 eingetreten und auf die Wand 3044, die für die Änderung des Verlaufs verantwortlich ist, gestoßen. Damit wird der Verlauf der Rückströmung 3030 so stark verändert, dass die mitgeführten Wirbel 4242 sehr stark abgedämpft werden. Auf diese Art kann, wie in der Wellenform 4912 in 11 dargestellt, der Fehler gemindert werden.
  • Die beiden Ursachen des Fehlers können, wie oben in der Konfiguration in 10 beschrieben, behoben, und damit die Messgenauigkeit ungemein verbessert werden. In dieser Ausführungsform wird die Wand 3044 als Führung auf der hinteren Abdeckung 304 bereit gestellt. Nicht die Wand 3044 der hinteren Abdeckung 304, sondern die Wand 4217 auf der Seite der Einlassöffnung des Bypass-Kanals 4232 wird verwendet. Die Wand 4211 auf der Seite der Einlassöffnung des Bypass-Kanals 4232 trennt die Seite der Einlassöffnung des Bypass-Kanals 4232 und die Seite der Einlassöffnung des Bypass-Kanals 4234.
  • Die Austrittsöffnung 4226 dient dazu, den Strömungswiderstand des Messzielgases 30, das durch die Seite der Austrittsöffnung des Bypass-Kanals 4234 ein- und austritt, zu reduzieren.
  • 5. Befestigung des Schaltungspakets 400 mit dem Gehäuse 302
  • 5.1 Befestigung des Schaltungspakets 400 mit dem Gehäuse 302
  • Eine Befestigungskonstruktion zur Befestigung des Schaltungspakets 400 mit dem Gehäuse 302 wird unter Bezugnahme auf die 5(A), 5(B), 6(A) oder 6(B) beschrieben. Das Schaltungspaket 400, das mit einen Kreislauf zur Messung der Durchflussrate 601 (siehe 20) zur Messung der Durchflussrate des Messzielgases 30, das durch den Hauptkanal 124 fließt, ausgestattet ist, wird am Gehäuse 302 befestigt. Es verfügt über eine Bypass-Kanalrinne. In dieser Ausführungsform sind der Flansch 312 und die Bypass-Kanalrinnen 332 und 334 durch die anströmungsseitige Außenwand 335 und die abströmungsseitige Außenwand 336 verbunden. Dabei bildet ein Abschnitt die Bypass-Kanalrinnen 332 und 334 und wird vom Flansch 312 durch die dazwischen gelagerte anströmungsseitige Außenwand 335 und die abströmungsseitige Außenwand 336 gestützt. Hierzu sollte noch angemerkt werden, dass sich die anströmseitige Außenwand 335 an der Anstromseite in Strömungsrichtung des Messzielgases 30, das durch den Hauptkanal 124 fließt, befindet. Die abströmungsseitige Außenwand 336 befindet sich davon auf der Abströmungsseite in Flussrichtung. Der Befestigungsabschnitt 3721 wird bereitgestellt, um die anströmungsseitige Außenwand 335 und die abströmungsseitige Außenwand 336 zu verbinden. Der Befestigungsabschnitt 3721 hüllt das Schaltungspaket 400 über den gesamten Umfang ein, wodurch das Schaltungspaket 400 am Gehäuse 302 befestigt wird. Außerdem wird ein Spalt 382 in der Flanschseite des Befestigungsabschnitts 3721 geformt, der von der anströmseitigen Außenwand 335, der abströmseitigen Außenwand 336 und vom Flansch 312 umgeben ist. Die Bypass-Kanalrinnen 332 und 334 werden auf der Seite des Bypass-Kanals gegenüber der Flanschseite des Befestigungsbereich 3721 gebildet. Die Bypass-Kanalrinnen 332, 334 sind so aufgebaut, dass das Messzielgas 30 durch sie durchströmen kann. Der Befestigungsabschnitt 3721 dient dazu, die Luftdichtheit auf der Bypasskanal-Seite des Bereichs mit dem Hohlraum aufrechtzuerhalten.
  • Indem außerdem der Außenwand-Hohlabschnitt 366 ausgenutzt wird, der in der anstromseitigen Außenwand 335 als Befestigungsabschnitt 3723 vorgesehen ist, ist es möglich, eine robustere Befestigung des Schaltungspakets 400 zu gewährleisten. Der oben beschriebene Befestigungsabschnitt 3721 umhüllt das Schaltungspaket 400 entlang der Strömungsachse des Messzielgases 30, d. h. bei dieser Ausführungsform in einer Richtung entlang der Längsachse der Messfläche 430, um die anströmungsseitige Außenwand 335 und die abströmungsseitige Außenwand 336 zu verbinden. Währenddessen umschließt der Außenwand-Hohlabschnitt 366 der anstromseitigen Außenwand 335 das Schaltungspaket 400 in einer Richtung quer zur Strömungsachse des Messzielgases 30. Insbesondere umschließt der Befestigungsabschnitt 3723 das Schaltungspaket 400 so, dass die Richtung, in welcher das Schaltungspaket 400 umschlossen wird, anders ist als im Befestigungsabschnitt 3721. Der Befestigungsabschnitt 3723 und der Befestigungsabschnitt 3721 fixieren und umschließen das Schaltungspaket 400 in unterschiedlichen Richtungen. Das Schaltungspaket 400 kann dadurch fester am Gehäuse 302 befestigt werden.
  • Bei dieser Ausführungsform wird der Außenwand-Hohlabschnitt 366 aus einem Teil der anstromseitigen Außenwand 335 gebildet. Solange sich dadurch die Festigkeit steigern lässt, kann aber auch, statt der anstromseitigen Außenwand 335, die abstromseitige Außenwand 336 mit einem Befestigungsabschnitt bereitgestellt werden, um damit das Schaltungspaket 400 in einer Richtung zu umgeben, die sich von der des Befestigungsabschnitt 3721 unterscheidet. Beispielsweise kann die abströmungsseitige Außenwand 336 ein Ende des Schaltungspakets 400 umhüllen. Es kann aber auch eine Vertiefung in Anstromrichtung auf der Abstromseite der äußeren Wand 336, oder ein Vorsprung, der in die Anstromrichtung hineinragt, auf der Abstromseite der äußeren Wand 336 gebildet werden. Das Schaltungspaket 400 könnte an diesem Vorsprung angebracht sein. Der Grund, warum der Außenwand-Hohlabschnitt 366 in dieser Ausführungsform an der anstromseitigen Außenwand 335 zur Umhüllung des Schaltungspaket 400, bereitgestellt ist, ist nicht nur die Befestigung des Schaltungspakets 400, sondern auch eine Erhöhung Wärmewiderstands zwischen dem Temperaturererfassungsabschnitt 452 und der anstromeitigen Außenwand 335 zu erreichen. Die Basis des Vorsprungs 424 (dargestellt in 12 (A) bis 12 (C) ) von Schaltungspaket 400 mit dem Temperaturmessabschnitt 452 ist mit dem Außenwand-Hohlabschnitt 366 umhüllt und befestigt. Dadurch ist der Vorsprung 424 (siehe 12(A) bis 12(C)) mit Temperaturmessabschnitt 452 geschützt.
  • Die Befestigungsabschnitte 3721 und 3723 weisen jeweils einen dicken Abschnitt und einen dünnen Abschnitt auf, um die Belastung, die auf das Schaltungspaket 400 ausgeübt wird, zu reduzieren Wie in den 5 (A) und 5 (B) veranschaulicht, weist der Befestigungsabschnitt 3721 einen dicken Abschnitt 4714 und einen dünnen Abschnitt 4710 auf. Im dünnen Abschnitts 4710 wird der Hohlraum entlang der Richtung des Schaltungspakets 400 bereitgestellt, um die Stärke des Harzes zu reduzieren, welches das Schaltungspaket 400 umhüllt und somit den dünnen Abschnitt zu formen. Außerdem ist der dünne Abschnitt an einer Flanschseite des dünnen Abschnitts 4710 vorgesehen. Doch dieser dünne Bereich, der an der Flanschseite des dünnen Abschnitts 4710 angeordnet ist, ist so gebildet, dass die Dicke des das Schaltungspaket 400 umschließenden Harzes dünner ist als die des dicken Abschnittes 4714. Der dünne Abschnitt wird jedoch so geformt, dass die Dicke des Harzes, welches das Schaltungspaket 400 umschließt, etwas dicker ist als der dünne Abschnitts 4710. Wie oben beschrieben wird der dünne Abschnitt 4710 und der dünne Abschnitt auf der Flanschseite desselben in Hinblick auf den dicken Abschnitt 4714 ausgebildet. Dies wirkt sich auf die vorgegeben Größe eines Bereichs aus, mit dem das Schaltungspaket 400 mit dem Befestigungsabschnitt 3721 umhüllt wird und senkt gleichzeitig die Belastung, die durch die Größe der Fläche des Befestigungsabschnitts 3721 auf das Schaltungspaket 400 ausgeübt wird.
  • In 6(B), die eine Rückansicht von 5(B) zeigt, weist der Befestigungsabschnitt 3721 den dicken Abschnitt 4714 und einen dünnen durch einen Hohlraum 373 gebildeten Vertiefung auf. Da der dünne Abschnitt auf diese Art gebildet ist, wirkt er sich auf die vorgegeben Größe eines Bereichs aus, in dem Schaltungspaket 400 mit dem Befestigungsabschnitt 3721 umhüllt wird. Gleichzeitig wird dabei die Belastung gesenkt, die durch die Größe der Fläche des Befestigungsabschnitts 3721 auf das Schaltungspaket 400 ausgeübt wird. Bei einem solchen Aufbau, bei dem der Befestigungsabschnitt 3721 aus dem dicken und dem dünnen Abschnitt besteht, wird die Zuverlässigkeit hinsichtlich der Befestigung des Schaltungspakets 400 erhöht. Das heißt im Besonderen, die Luftdichtigkeit zwischen dem Schaltungspaket 400 und dem Befestigungsabschnitt 3721 wird aufrechterhalten. Zusätzlich wird außerdem die Belastung reduziert, die vom Befestigungsabschnitt 3721 auf das Schaltungspaket 400 ausgeübt wird und bei der Volumenschrumpfung auftritt, wenn der Befestigungsabschnitt 3721 beim Harzformungsprozess gekühlt und erhärtet wird. Weil der dünne Abschnitt bereitgestellt wird, wird die Bewegung von Harz im Harzformungsprozess unterdrückt und die Harztemperatur allmählich reduziert. Damit dauert die Aushärtung des Harzes länger. Das Harz des Befestigungsabschnittes 3721 fließt besser in die Unebenheiten der vorderen Fläche des Schaltungspakets 400. Die Luftdichtheit wird dadurch zwischen dem Schaltungspaket 400 und dem Befestigungsabschnitt 3721 deutlich erhöht.
  • Das Messzielgas 30 strömt auf der Bypasskanal-Seite des Befestigungsabschnittes 3721. Wenn die Luftdichtheit zwischen dem Schaltungspaket 400 und dem Befestigungsabschnitt 3721 nicht mehr gegeben ist, kann Feuchtigkeit und dergleichen in den Spalt 382 innerhalb des Gehäuses 302 eindringen. Aufgrund des Vorhandenseins des dünnen Abschnitts kann die Kontaktfläche zwischen dem Befestigungsabschnitt 3721 und dem Harz des Schaltungspaketes 400 vergrößert und die Luftdichtigkeit verbessert werden und das Eindringen von Feuchtigkeit in den Spalt 382 innerhalb des Gehäuses 302 zuverlässig verhindert werden.
  • In den 5 (B) und 6 (B) weist die anströmungsseitige Außenwand 335 den Außenwand-Hohlabschnitt 366 auf. Der Außenwand-Hohlabschnitt 366 fungiert wie der Befestigungsabschnitt 3723 zur Befestigung von Schaltungspaket 400 am Gehäuse 302. Der Befestigungsabschnitt 3723 weist einen dicken Abschnitt 4715 und einen dünnen Abschnitt 4716 auf. Wie auch beim Befestigungsabschnitt 3721, kann der Befestigungsabschnitt 3723 eine große Kontaktfläche mit dem Schaltungspaket 400 sicherstellen. Da der dünne Abschnitt 4716 außerdem nur eine geringere Belastung auf das Schaltungspaket 400 ausübt, kann der Einfluss der Belastung, die vom Befestigungsabschnitt 3723 auf das Schaltungspaket 400 ausgeübt wird, reduziert werden. Das Messzielgas 30 strömt auf der Anströmungsseite des Befestigungsabschnittes 3723. Hier ist es ist wichtig, die Luftdichtigkeit zwischen dem Befestigungsabschnitt 3723 und dem Schaltungspaket 400 sicherzustellen. Der dünne Abschnitt 4716 und der dicken Abschnitt 4715 ermöglichen die Absicherung der Luftdichtigkeit zwischen dem Befestigungsabschnitt 3723 und dem Schaltungspaket 400.
  • 5.2 Struktur des Gehäuses 302, das durch die Harzformmasse gebildet ist Nachträglich wird die Befestigung des Schaltungspakets 400 am Gehäuse 302 durch einen Harzformprozess unter Bezugnahme auf 5(A), 5(B) oder wieder 6(B) beschrieben. Das Schaltungspaket 400 ist im Gehäuse 302 angeordnet und darin befestigt, sodass die Messfläche 430, die auf der vorderen Fläche des Schaltungspakets 400 gebildet ist, in einer vorgegebenen Position der Bypass-Kanalrinne angeordnet ist, um den Bypass-Kanal, wie beispielsweise einen Verbindungsabschnitt zwischen der Bypass-Kanalrinne an der Vorderseite 332, und die Bypasskanal-Rille an der Hinterseite 334 in der Ausführungsform der 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B) zu bilden. Der Abschnitt, in dem das Schaltungspaket 400 in das Gehäuse 302 durch einen Harzformprozess eingebettet und befestigt ist, wird an einer Seite des Flansches 312 unter Berücksichtigung der Bypasskanal-Rille bereitgestellt. Das Schaltungspaket 400 wird im ersten Harzformprozess hergestellt, was unter Bezugnahme auf 17 später erklärt wird. Im ersten Harzformprozess entsteht das Schaltungspakets 400. Im zweiten Harformprozss entsteht der Befestigungsabschnitt 3721 bei der Formung des Gehäuses 302, das mit dem Bypasskanal ausgestattet ist. Dieser Befestigungsabschnitt 3721 trägt und fixiert das Schaltungspaket 400, indem er dessen äußeren Umfang abdeckt.
  • Wie veranschaulicht in 5(B), sind die Vertiefung 3721 und der dünne Abschnitt 4710 in der Vorderseitenfläche des Befestigungsabschnittes 3721 bereitgestellt. Wie veranschaulicht in 6 (B) , sind die Vertiefung 373 als dünner Abschnitt in der Vorderseitenfläche des Befestigungsabschnittes 3721 bereitgestellt. Dank dieser Vertiefungen kann die Temperatur des Harzes beim Formen des Befestigungsabschnitts 3721 gekühlt und eine Volumenschrumpfung verringert werden. Deshalb kann die Belastung, die auf das Schaltungspaket 400 ausgeübt wird, reduziert werden. Da mit der Verwendung einer Matrize für die Ausformung der oben genannten Vertiefung das Verfließen des Harzes gebremst werden kann, wird auch die Geschwindigkeit gebremst, in der das Harz abkühlt, und das Harz, das den Befestigungsabschnitt 3721 bildet, kann problemlos in die Unebenheiten auf der vorderen Oberfläche des Schaltungspakets 400 fließen.
  • Nicht die gesamte Oberfläche des Schaltungspakets 400 ist mit dem Harz bedeckt, das zur Formung des Gehäuses 302 verwendet wird, sondern ein Teil der Oberfläche, an dem die Außenwand des Schaltungspakets 400 freigelegt ist, wird in der Flansch(312)-Seite des Befestigungsabschnitts 3721 bereitgestellt. In der Ausführungsform gemäß 5 (A) , 5 (B) , 6 (A) und 6 (B) ist die Fläche eines Abschnitts, der vom Harz des Gehäuses 302 freigelegt ist, und nicht vom Gehäuses 302 eingehüllt wird, größer als die Fläche eines Abschnitts, der durch das Harz des Gehäuses 302 außerhalb der äußeren Umfangsfläche des Schaltungspakets 400 eingehüllt wird. Darüber hinaus ist ein Abschnitt der Messfläche 430 des Schaltungspakets 400 auch vom Harz des Gehäuses 302 freigelegt.
  • Die Vertiefungen auf der vorderen und hinteren Oberfläche des Befestigungsabschnitts 3721 umfassen die äußere Umrandung des Schaltungspakets 400 wie ein Gürtel. Dies nimmt die konzentrierte Belastung, die entsteht, wenn der Befestigungsabschnitt 3721 aushärtet und sein Volumen reduziert, und das Schaltungspaket 400 kann im zweiten Harzformprozess bei der Formung des Gehäuses umschlossen werden. Diese Belastungskonzentration kann auch das Schaltungspaket 400 beeinträchtigen.
  • 5.3 Verbesserung des Haftvermögens zwischen Gehäuse 302 und Schaltungspaket 400
  • Um die Größe eines Bereichs der äußeren Randfläche des Schaltungspakets 400, die vom Harz des Gehäuses 302 umgeben ist, gering zu halten und das Schaltungspaket 400 auf einem kleineren Befestigungsbereich robuster zu befestigen zu können, ist es besser, das Haftvermögen an der Außenwand des Schaltungspakets im Befestigungsabschnitt 3721 zu vergrößern. Bei der Bildung des Gehäuses 302 mit Thermoplast, sollte dieses in die kleinen Unebenheiten der vorderen Oberfläche des Schaltungspakets 400 fließen, solange die Viskosität des Thermoplasts noch niedrig ist. Das heißt, die Temperatur ist hoch und das Thermoplast härtet erst aus, wenn es in die kleinen Unebenheiten der vorderen Oberfläche eingedrungen ist. Beim Harzformprozess bei der Formung des Gehäuses 302 ist es wünschenswert, dass die Einlassöffnung des Thermoplasts im Befestigungsabschnitt 3721 oder in der Nähe davon angeordnet wird. Die Viskosität des Thermoplasts erhöht sich, während die Temperatur abnimmt, so dass sich das Harz verfestigt. Darum wird das Thermoplast sehr heiß in den Befestigungsabschnitt 3721 oder in dessen Umgebung eingegossen, damit das Thermoplast in seiner niedrigen Viskosität sehr dicht an die vordere Oberfläche gebracht werden und dort aushärten kann. Wenn die Vertiefung 376, der dünne Abschnitt 4710, der eine Vertiefung ist, und die Vertiefung 373 im Befestigungsabschnitt 3721 gebildet werden, und wird für die Erstellung der Vertiefungen eine Gussform verwendet, entsteht ein Hindernisabschnitt, der das Thermoplast im Fluss einschränkt und damit im Befestigungsabschnitt 3721 verlangsamt. Dementsprechend wird die Temperaturabnahme des Thermoplast unterdrückt und ein Zustand niedriger Viskosität aufrechterhalten, sodass die Haftung zwischen dem Schaltungspaket 400 und dem Befestigungsabschnitt 3721 verbessert werden kann.
  • Durch Aufrauen der vorderen Fläche des Schaltungspakets 400 ist es möglich, das Haftvermögen zwischen Schaltungspaket 400 und Befestigungsabschnitt 3721 zu erhöhen. Als Aufrauverfahren für die Oberfläche des Schaltungspakets 400 ist ein Aufrauverfahren bekannt, das nach der Formung des Schaltungspaketes 400 durch den ersten Harzformprozess feine Unebenheiten auf der vorderen Oberfläche des Schaltungspaketes 400 bildet, wie beispielsweise eine Bürstenmattierungsbehandlung. Als weiteres Aufrauverfahren zur Bildung feiner Unebenheiten, beispielsweise auf der vorderen Oberfläche des Schaltungspakets 400, kann ein man ein Sandstrahlverfahren zum Aufrauen verwenden. Darüber hinaus kann das Aufrauhen durch eine Laserbearbeitung erreicht werden.
  • Als ein weiteres Aufrauverfahren wird ein unebenes Blatt auf einer Innenfläche der im ersten Harzformprozess verwendeten Gussform befestigt und das Harz in die Gussform gedrückt, während sich das Blatt auf der vorderen Fläche befindet. Mit diesem Verfahrens ist es möglich, feine Unebenheiten auf der vorderen Fläche des Schaltungspakets 400 zu bilden und diese aufzurauen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, Unebenheiten an einer Innenseite der Gussform zu befestigen, die zur Formung des Schaltungspakets 400 verwendet wird, um die vordere Oberfläche des Schaltungspakets 400 aufzurauen. Der vordere Oberflächenabschnitt des Schaltungspaketes 400 besteht für ein solches Aufrauen aus mindestens dem Abschnitt, in dem der Befestigungsabschnitt 3721 bereitgestellt wird. Außerdem kann die Haftung durch Aufrauhen eines Abschnitts der vorderen Oberfläche des Schaltungspakets 400, dort, wo der Außenwand-Hohlabschnitt 366 bereitgestellt ist, noch weiter verbessert werden.
  • Wenn die Oberflächenbehandlung zur Herstellung von Unebenheiten an der Oberfläche des Schaltungspakets 400 unter Verwendung des oben genannten Blattes ausgeführt wird, hängt die Tiefe der Rinne von der Dicke des Blattes ab. Wenn sich die Dicke des Blattes erhöht, wird das Formen des ersten Harzformprozesses schwierig, sodass die Dicke des Blattes eine Begrenzung aufweist. Wenn sich die Dicke des Blattes verringert, weist die Tiefe der Unebenheit, die auf dem Blatt im Voraus bereitgestellt wird, eine Begrenzung auf. Wenn das oben genannte Blatt verwendet wird, ist es deshalb wünschenswert, dass die Tiefe der Unebenheit zwischen der Unterseite und der Oberseite der Unebenheit auf 10 µm oder größer und 20 µm oder kleiner eingestellt wird. Wenn die Tiefe geringer als 10 µm ist, verschlechtert sich die Haftwirkung. Eine Tiefe, die größer als 20 µm ist, ist aus der vorstehend genannten Dicke des Blattes schwierig zu erreichen.
  • Bei anderen Aufrauverfahren abweichend vom oben genannten Verfahren unter Verwendung eines Blattes, empfiehlt es sich im ersten Harzformprozess bei der Erstellung Schaltungspakets 400 die Dicke des Harzes auf 2 mm oder kleiner einzustellen. Daher ist es schwierig, die Tiefe der Unebenheit zwischen der Unterseite und der Oberseite der Unebenheit auf 1 mm oder mehr zu vergrößern. Konzeptionell wird antizipiert, dass sich das Haftvermögen zwischen dem Harz, welches das Schaltungspaket 400 abdeckt und dem Harz, das verwendet wird, um das Gehäuse 302 zu bilden, erhöht, während sich die Tiefe der Unebenheit zwischen Unterseite und Oberseite der Unebenheit auf der Oberfläche des Schaltungspakets 400 erhöht. Aus dem vorstehend beschriebenen Grund wird die Tiefe der Unebenheit zwischen der Unterseite und der Oberseite der Unebenheit vorzugsweise auf 1 mm oder kleiner festgelegt. Das heißt, wenn die Unebenheit, die eine Dicke von 10 µm oder größer und 1 mm oder kleiner aufweist, auf der Oberfläche des Schaltungspakets 400 bereitgestellt wird, ist es wünschenswert, das Haftvermögen zwischen dem Harz, welches das Schaltungspaket 400 abdeckt und dem Harz, das verwendet wird, um das Gehäuse 302 zu bilden, zu erhöhen.
  • Ein Wärmeausdehnungskoeffizient unterscheidet sich zwischen dem thermisch aushärtbaren Kunststoff, der verwendet wird, um das Schaltungspaket 400 zu bilden und dem Thermoplast, der verwendet wird, um das Gehäuse 302 zu bilden, das den Befestigungsabschnitt 3721 aufweist. Es ist wünschenswert, eine übermäßige Belastung, die auf das Schaltungspaket 400 ausgeübt wird und die durch diesen Unterschied im Wärmeausdehnungskoeffizienten hervorgerufen wird, zu verhindern. Die Vertiefung 373, die aus dem dünnen Bereich 4710 und der Vertiefung 376 besteht, und die oben beschriebene Vertiefung sind dazu vorgesehen die Belastung auf das Schaltungspaket 400 zu mindern.
  • Durch Bilden des Befestigungsabschnittes 3721, der den äußeren Umfang des Schaltungspakets 400 in einer Bandform einhüllt und die Breite des Bandes einengt, ist es möglich, eine Belastung abzuschwächen, die durch einen Unterschied im Wärmeausdehnungskoeffizienten verursacht wird, der auf das Schaltungspaket 400 ausgeübt wird. Eine Breite des Bandes des Befestigungsabschnittes 3721 wird auf 10 mm oder kleiner und bevorzugt 8 mm oder kleiner festgelegt. Da der Außenwand-Hohlabschnitt 366 als Bestandteil der anstromseitigen Außenwand 335 des Gehäuses 302 sowie als Befestigungsabschnitt 3721 das Schaltungspaket umgibt, um das Schaltungspaket 400 zu befestigen, ist es in dieser Ausführungsform möglich, die Breite des Bandes des Befestigungsabschnittes 3721 weiter zu reduzieren. Das Schaltungspaket 400 kann zum Beispiel befestigt werden, wenn die Breite auf 3 mm oder größer festgelegt wird.
  • Um eine Belastung zu reduzieren, die durch einen Unterschied im Wärmeausdehnungskoeffizienten verursacht wird, werden ein Abschnitt, der vom Harz umgeben ist, das zur Bildung des Gehäuses 302 verwendet wird, und ein freiliegender Abschnitt, der nicht bedeckt ist, auf der Oberfläche des Schaltungspakets 400 bereitgestellt. Eine Vielzahl an Abschnitten, an denen die Oberfläche des Schaltungspakets 400 exponiert ist und nicht vom Harz des Gehäuses 302 bedeckt wird, werden bereitgestellt, von denen einer für die Messoberfläche 403 ist, die den vorstehend beschriebenen Wärmeübertragungsflächen-Expositionsabschnitt 436 aufweist. Außerdem wird ein Abschnitt bereitgestellt, der zu einem Teil der Flansch 312-Seite in Bezug auf den Befestigungsabschnitt 3721 exponiert ist. Darüber hinaus ist der Außenwand-Hohlabschnitt 366 gebildet, um einen Abschnitt der Anstromseite in Bezug auf den Außenwand-Hohlabschnitt 366 zu exponieren. Dieser exponierte Abschnitt dient als Stützabschnitt, der den Temperaturmessabschnitt 452 stützt. Ein Spalt ist derart gebildet, dass ein Abschnitt der Außenfläche des Schaltungspakets 400 in der Flansch 312-Seite in Bezug auf den Befestigungsabschnitt 3721 das Schaltungspaket 400 über seinen Außenumfang hinweg umschließt, insbesondere die Seite, die von der Abstromseite des Schaltungspakets 400 zum Flansch 312 hin zeigt und weiter über die Anstromseite des Abschnittes in der Nähe des Anschlusses für das Schaltungspaket 400 verläuft. Da dieser Abschnitt rund um den Abschnitt gebildet ist, in dem die Oberfläche des Schaltungspakets 400 exponiert ist, kann die Wärmemenge reduziert werden, die über den Flansch 312 aus dem Hauptkanal 124 auf das Schaltungspaket 400 übertragen wird, und eine Verschlechterung der Messgenauigkeit, die durch die Wärme verursacht wird, unterdrückt werden.
  • Zwischen dem Schaltungspaket 400 und dem Flansch 312 ist ein Spalt gebildet, der als Anschlussverbindung 320 dient. Der Verbindungsanschluss 412 des Schaltungspakets 400 und die Innenbuchse des Außenanschlusses 361, die in der Gehäuse 302-Seite des Außenanschlusses 306 angeordnet ist, sind unter Verwendung dieses Verbindungsanschlusses 320 durch eine Punktschweißverbindung, Laserschweißverbindung oder eine ähnliche Verbindung elektrisch miteinander verbunden. Der Spalt der Anschlussverbindung 320 kann, wie oben beschrieben, die Wärmeübertragung aus dem Gehäuse 302 zum Schaltungspaket 400 unterdrücken, und wird als Raum bereitgestellt, der zur Ausführung von Verbindungsarbeiten zwischen dem Verbindungsanschluss 412 des Schaltungspakets 400 und der inneren Buchse des Außenanschlusses 361 des Außenanschlusses 306 verwendet werden kann.
  • 5.4 Bilden des Gehäuses 302 durch einen zweiten Harzformprozess und Erhöhen der Messgenauigkeit
  • Im Gehäuse 302, das in den 5 (A) , 5 (B) , 6 (A) und 6 (B) dargestellt und weiter oben beschrieben ist, wird das Schaltungspaket 400, das den Luftstrom-Messabschnitt 602 oder die Verarbeitungseinheit 604 aufweist, durch den ersten Harzformprozess hergestellt. Das Gehäuse 302, das zum Beispiel die Bypass-Kanalrinne auf der Vorderseite 332 oder die Bypass-Kanalrinne auf der Rückseite 334 zur Bildung des Bypasskanals aufweist, wo das Messezielgas 30 strömt, wird anschließend durch den zweiten Harzformprozess hergestellt. Durch diesen zweiten Harzformprozess wird das Schaltungspaket 400 in das Harz des Gehäuses 302 eingebettet und durch Harzformmasse an der Innenseite des Gehäuses 302 befestigt. Als Ergebnis führt der Luftstrom-Messabschnitt 602 eine Wärmeübertragung mit dem Messzielgas 30 durch, sodass eine Konfigurationsabhängigkeit, zum Beispiel eine Positions- oder Richtungsabhängigkeit, zwischen dem Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 zur Messung der Durchflussrate und dem Bypasskanal, einschließlich zum Beispiel der Bypass-Kanalrinne auf der Vorderseite 332 oder der Bypass-Kanalrinne auf der Rückseite 334, mit bemerkenswert hoher Genauigkeit eingehalten werden kann. Zusätzlich kann ein Fehler oder eine Abweichung, der bzw. die vom Schaltungspaket 400 hervorgerufen wird, auf einen sehr geringen Wert unterdrückt werden. Wenn darüber hinaus ein Abhängigkeitsverhältnis zwischen dem Schaltungspaket 400 und dem Bypasskanal zur Durchströmung mit dem Messzielgas 30 im Verlaufe des zweiten Harzformprozesses hergestellt wird, dann ändert sich dieses dadurch Abhängigkeitsverhältnis nicht. Wenn entsprechend dem Stand der Technik für die Befestigung ein Klebstoff verwendet wird, kann sich das Abhängigkeitsverhältnis zwischen den Haftflächen bei der Herstellung leicht verändern. Wenn sich das Abhängigkeitsverhältnis zwischen dem Schaltungspaket 400 und dem Bypasskanal zur Durchströmung mit dem Messzielgas 30 sich nicht wie in dieser Ausführungsform ändert, und ein Fehler nach der Produktion korrigiert wird, kann dadurch eine bemerkenswert hohe Genauigkeit eingehalten werden. Im Ergebnis dessen kann eine bemerkenswerte Erhöhung der Messgenauigkeit für das Schaltungspaket 400 erzielt werden. So kann zum Beispiel im Vergleich mit einem herkömmlichen Verfahren, in dem die Befestigung unter Verwendung eines Klebstoffes durchgeführt wird, eine doppelte oder noch stärkere Erhöhung der Messgenauigkeit erreicht werden. Der thermische Durchflussmesser 300 wird normalerweise in Massenproduktion hergestellt. Darum ist es schwierig, einen Klebstoff zu verwenden, und gleichzeitig eine strenge Messung in allen Herstellungsprozessen zu gewährleisten. Der Verbesserung der Messgenauigkeit sind dementsprechend Grenzen gesetzt. Wenn jedoch das Schaltungspaket 400 im Verlaufe des ersten Harzformprozesses, wie in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben, hergestellt wird, und der Bypasskanal anschließend in einem zweiten Harzformprozess zur Bildung des Bypasskanals gebildet wird, der vom Messzielgas 30 durchströmt wird, während das Schaltungspekt 400 und der Bypasskanal befestigt werden, kann eine bemerkenswerte Reduzierung der Veränderlichkeit der Messgenauigkeit und eine bemerkenswerte Erhöhung der Messegenauigkeit für jeden thermischen Durchflussmesser 300 erzielt werden. Dies gilt in ähnlicher Weise nicht nur für die folgenden Ausführungsformen von 5 (A) , 5 (B) , 6 (A) , oder 6 (B) , sondern auch für Ausführungsformen wie in 7.
  • Unter weiterer Bezugnahme auf die Ausführungsform von zum Beispiel der 5 (A) , 5 (B) , 6(A) oder 6(B), ist es möglich, das Schaltungspaket 400 am Gehäuse 302 in solcher Weise zu befestigen, dass eine Beziehung zwischen der Bypass-Kanalrinne auf der Vorderseite 332, der Bypass-Kanalrinne auf der Rückseite 334 und dem Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 auf ein spezielles Verhältnis festgelegt wird. Demzufolge kann für jeden der thermischen Durchflussmesser 300, die in hohen Stückzahlen produziert werden, ein Positionszusammenhang oder ein Konfigurationszusammenhang zwischen dem Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 jedes Schaltungspakets 400 und dem Bypasskanal mit bemerkenswert hoher Genauigkeit aufrechterhalten werden. Da die Bypass-Kanalrinne dort, wo der Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 des Schaltungspakets 400 befestigt ist, zum Beispiel wo sich die Bypass-Kanalrinne auf der Vorderseite 332 und die Bypass-Kanalrinne auf der Rückseite 334 befinden, mit bemerkenswert hoher Genauigkeit gebildet werden kann, ist ein Arbeitsvorgang zur Bildung des Bypasskanals in dieser Bypass-Kanalrinne ein Arbeitsvorgang zur Abdeckung beider Seiten des Gehäuses 302 unter Verwendung der vorderen oder hinteren Abdeckung 303 oder 304. Dieser Arbeitsvorgang ist sehr einfach und hat nur wenige Faktoren, welche die Messgenauigkeit beeinträchtigen können. Außerdem wird die vorderer hintere Abdeckung 303 oder 304 durch einen Harzformprozess gebildet, der eine hohe Formgebungsgenauigkeit aufweist. Deshalb kann der Bypass-Kanal in einem speziellen Verhältnis zum Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 des Schaltungspakets 400 sehr präzise hergestellt werden. Auf diese Weise ist es möglich, eine hohe Produktivität zusätzlich zur Verbesserung der Messgenauigkeit zu erzielen.
  • Im Vergleich dazu, wurde der thermische Durchflussmesser dem bisherigen Stand der Technik zufolge zuerst durch Herstellung des Bypasskanals und anschließend durch Ankleben des Messabschnitts zur Messung der Durchflussrate an den Bypasskanal unter Verwendung eines Klebstoffs produziert. Ein solches Verfahren der Verwendung eines Klebstoffs ist nachteilig, da die Dicke des Klebstoffs unregelmäßig ist und eine Position oder ein Winkel des Klebstoffs in jedem Produkt abweicht. Deshalb gab es eine Begrenzung in der Verbesserung der Messgenauigkeit. Wenn diese Arbeit in Massenproduktion ausgeführt wird, ist es weiterhin schwierig, die Messgenauigkeit zu verbessern.
  • Bei der Ausführungsform gemäß der Erfindung wird zuerst das Schaltungspaket 400, das den Luftstrom-Messabschnitt 602 aufweist, durch einen ersten Harzformprozess hergestellt und das Schaltungspaket 400 wird durch Harzformmasse befestigt, während die Bypass-Kanalrinne für das Bilden des Bypasskanals durch Harzformmasse durch einen zweiten Harzformprozess gebildet wird. Als Ergebnis ist es möglich, die Form der Bypass-Kanalrinne zu bilden und den Luftstrom-Messabschnitt 602 (siehe 20) der Durchflussraten-Sensorschaltung 601 zur Bypass-Kanalrinne mit bemerkenswert hoher Genauigkeit zu befestigen.
  • Ein Abschnitt in Zusammenhang mit der Messung der Durchflussrate, wie beispielsweise der Wärmeübertragungsflächen-Expositionsabschnitt 436 des Luftstrom-Messabschnitts 602 oder die Messoberfläche 430, die im Wärmeübertragungsflächen-Expositionsabschnitt 436 installiert ist, wird auf der Fläche des Schaltungspakets 400 gebildet. Anschließend werden die Messoberfläche 430 und der Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 vom Harz freigelegt, das zum Bilden des Gehäuses 302 verwendet worden ist. Das heißt, dass der der Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 und die Messfläche 430 nicht mehr vom Harz bedeckt werden, das zur Bildung des Gehäuses 302 verwendet worden ist. Die Messoberfläche 430, die durch Harzformung des Schaltungspakets 400 gebildet ist, oder der Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 wird direkt nach der Harzformung des Gehäuses 302 zur Messung einer Durchflussrate des thermischen Durchflussratenmessers 300 oder einer Temperatur verwendet. Dadurch wird die Messgenauigkeit erhöht.
  • In dieser Ausführungsform der Erfindung wird das Schaltungspaket 400 ganzheitlich mit dem Gehäuse 302 zur Befestigung des Schaltungspakets 400 am Gehäuse 302 gebildet, das den Bypasskanal aufweist. Daher ist es möglich, das Schaltungspaket 400 mit einer kleinen Befestigungsfläche am Gehäuse 302 zu befestigen. Das heißt, der Oberflächenbereich des Schaltungspakets 400, der das Gehäuse 302 nicht berührt, kann erhöht werden. Der Oberflächenbereich des Schaltungspakets 400, der das Gehäuse 302 nicht berührt, wird zum Beispiel in einem Spalt exponiert. Die Wärme des Ansaugrohrs wird auf das Gehäuse 302 übertragen und anschließend vom Gehäuse 302 auf das Schaltungspaket 400 übertragen. Selbst wenn die Kontaktfläche zwischen dem Gehäuse 302 und dem Schaltungspaket 40 reduziert ist, anstatt die gesamte Oberfläche oder einen Großteil der gesamten Oberfläche des Schaltungspakets 400 mit dem Gehäuse 302 zu umgeben, ist es möglich, eine hohe Zuverlässigkeit und hohe Genauigkeit aufrechtzuerhalten und das Schaltungspaket 400 am Gehäuse 302 zu befestigen. Aus diesem Grund kann die Wärmeübertragung vom Gehäuse 302 auf das Schaltungspaket 400 sowie die Verringerung der Messgenauigkeit aufgrund der Wärmeübertragung unterdrückt werden.
  • In der in 5(A), 5(B), 6(A) oder 6(B) dargestellten Ausführungsform kann die Fläche A der exponierten Oberfläche des Schaltungspakets 400 auf einen Wert festgelegt werden, der gleich oder größer der Fläche B ist, die von einer Formmasse bedeckt wird, die zur Bildung des Gehäuses 302 verwendet wird. Bei dieser Ausführungsform ist die Fläche A größer als die Fläche B. Dadurch ist es möglich, die Wärmeübertragung vom Gehäuse 302 zum Schaltungspaket 400 unterdrücken. Außerdem kann eine Belastung reduziert werden, die durch einen Unterschied entsteht, der zwischen dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des thermisch aushärtbaren Kunststoffes, der zur Bildung des Schaltungspakets 400 verwendet wird, und dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des thermisch aushärtbaren Kunststoffes besteht, der zur Bildung des Gehäuses 302 verwendet wird.
  • 5.5 Befestigung des Schaltungspakets 400 durch einen zweiten Harzformprozess und die entsprechenden Auswirkungen
  • Es wird festgehalten, dass in den 13 (A) bis 12 (C) der schraffierte Abschnitt eine Befestigungsoberfläche 432 und eine Befestigungsfläche 434 zur Abdeckung des Schaltungspakets 400 unter Verwendung des Thermoplasts, der im zweiten Harzformprozess zur Befestigung des Schaltungspakets 400 am Gehäuse 302 im zweiten Harzformprozess verwendet wird, zeigt. Wie bereits vorstehend unter Bezugnahme auf 5(A), 5(B), 6(A) oder 6(B) beschrieben, ist es wichtig, eine hohe Genauigkeit einzuhalten, um ein spezielles Verhältnis zwischen der Messoberfläche 430, dem Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 innerhalb der Messoberfläche 430 und der Form des Bypasskanals einzuhalten. Im zweiten Harzformprozess wird der Bypasskanal gebildet und das Schaltungspaket 400 wird am Gehäuse 302 befestigt, das den Bypasskanal bildet. Demzufolge kann ein Abhängigkeitsverhältnis zwischen dem Bypasskanal, der Messfläche 430 und dem Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 mit entscheidend hoher Genauigkeit beibehalten werden. Das heißt, da das Schaltungspaket 400 im zweiten Harzformprozess am Gehäuse 302 befestigt wird, ist es möglich, das Schaltungspaket 400 innerhalb der Gussform mit hoher Genauigkeit zu positionieren und zu befestigen, die zur Bildung des Gehäuses 302 verwendet wird, das den Bypasskanal aufweist. Durch das Einspritzen von sehr heißem Thermoplasts in diese Gussform, wird der Bypasskanal mit hoher Genauigkeit gebildet, und das Schaltungspaket 400 wird über die Befestigungsabschnitte 3721 und 3723 mit hoher Genauigkeit befestigt.
  • In dieser Ausführungsform stellt nicht die gesamte Oberfläche des Schaltungspakets 400 eine Befestigungsfläche 432 dar, die mit dem Harz bedeckt ist, das zur Bildung des Gehäuses 302 verwendet wird, sondern die vorderseitige Oberfläche ist zu der Seite des Verbindungsanschlusses 412 des Schaltungspakets 400 hin exponiert. Das heißt, dass ein Teil der Fläche so bereitgestellt wird, dass er nicht vom Harz bedeckt ist, das zur Bildung des Gehäuses 302 verwendet wird. In der in den 12 (A) bis 12 (C) veranschaulichten Ausführungsform, aus der vorderen Fläche des Schaltungspakets 400, ist der Bereich, der nicht vom Harz umgeben ist, das verwendet wird, um das Gehäuse 302 zu bilden, sondern vom Harz freigelegt ist, das verwendet wird, um das Gehäuse 302 zu bilden, größer als der Bereich der Befestigungsflächen 432 und 434, die vom Harz umgeben sind, das verwendet wird, um das Gehäuse 302 zu bilden.
  • Ein Wärmeausdehnungskoeffizient unterscheidet sich zwischen dem thermisch aushärtbaren Kunststoff, der verwendet wird, um das Schaltungspaket 400 zu bilden und dem Thermoplast, der verwendet wird, um das Gehäuse 302 zu bilden, das den Befestigungsabschnitt 3721 aufweist. Es ist wünschenswert, die Ausübung einer Belastung auf das Schaltungspaket 400, die durch diesen Unterschied im Wärmeausdehnungskoeffizienten hervorgerufen wird, so lange wie möglich zu verhindern. Durch Reduzieren der vorderen Fläche des Schaltungspakets 400 und der Befestigungsfläche 432 ist es möglich, den Einfluss zu reduzieren, der auf dem Unterschied des Wärmeausdehnungskoeffizienten basiert. Es ist beispielsweise möglich, die Befestigungsfläche 432 auf der vorderen Fläche des Schaltungspakets 400 durch das Bereitstellen einer Bandform zu reduzieren, die eine Breite L aufweist. Außerdem kann, wie oben beschrieben, aufgrund der Bereitstellung eines dicken und eines dünnen Abschnitts in den Befestigungsabschnitten 3721 und 3723, die die Befestigungsfläche 432 abdecken, die Belastung, die auf die Basis der vorderen Fläche des Schaltungspakets 400 ausgeübt wird, und damit eine starke Belastung des Schaltungspakets 400 gemindert werden. Sogar wenn die Befestigungsfläche 432 so gebildet wird, dass sie eine relativ große Breite aufweist, um die Luftdichtheit zwischen dem Befestigungsabschnitt 3723 und der Befestigungsfläche 432 des Schaltungspakets 400 zu verbessern, kann der dünne Abschnitts die Belastung auf das Schaltungspaket 400 reduzieren. Das Schaltungspaket 400 schließt die Durchflussraten-Sensorschaltung 601 ein. Wenn eine große Belastung auf das Schaltungspaket 400 ausgeübt wird, wird die Durchflussraten-Sensorschaltung 601 nachteilig beeinträchtigt, sodass ein Fehler im Betrieb auftreten kann, der wiederum von der verminderten Messgenauigkeit der Durchflussrate abhängt. Solche Auswirkungen können abgeschwächt werden.
  • Es ist möglich, eine mechanische Festigkeit des Vorsprungs 424 durch die Bereitstellung der Befestigungsfläche 432 im Halsabschnitt des Vorsprungs 424 zu vergrößern. Es ist möglich das Schaltungspaket 400 und das Gehäuse 302 durch die Bereitstellung einer bandförmigen Befestigungsfläche entlang der Strömungsachse des Messzielgases 30 auf der vorderen Fläche des Schaltungspakets 400 und einer Befestigungsfläche über die Strömungsachse des Messzielgases 30 robuster aneinander zu befestigen. Auf der Befestigungsfläche 432 dient ein bandförmiger Abschnitt um das Schaltungspaket 400 herum mit einer Länge L entlang der Messfläche 430, wie oben beschrieben, als Befestigungsfläche entlang der Strömungsachse des Messzielgases 30, und ein Abschnitt, der die Basis des Vorsprungs 424 bedeckt, dient als Befestigungsfläche quer zur Strömungsachse des Messzielgases 30. Beide Befestigungsflächen werden vom Befestigungsabschnitt 3721 oder 3723 umschlossen, die je einen dünnen und einen dicken Abschnitt aufweisen und am Gehäuse 302 befestigt sind.
  • In den 12 (A) bis 12 (C) wird das Schaltungspaket 400 durch den ersten Harzformprozess, wie oben beschrieben, gebildet. Der schraffierte Abschnitt im äußeren Erscheinungsbild des Schaltungspakets 400 zeigt eine Befestigungsfläche 432 und eine Befestigungsfläche 434, wo das Schaltungspaket 400 vom Harz bedeckt ist, das im zweiten Harzformungsprozess verwendet wird, wenn das Gehäuse 302 durch den zweiten Harzformungsprozess gebildet wird, nachdem das Schaltungspaket 400 durch den ersten Harzformungsprozess hergestellt worden ist. Bei 12 (A) handelt es sich um eine Seitenansicht von links, in der das Schaltungspaket 400 dargestellt wird, während 12(B) eine Frontansicht des Schaltungspakets 400 darstellt und 12 (C) ist eine Ansicht der Rückseite des Schaltungspakets 400. Das Schaltungspaket 400 ist gemeinsam mit dem Luftstrom-Messabschnitt 602 oder mit der Verarbeitungseinheit 604 eingebettet, die nachfolgend beschrieben wird, und alle genannten Einheiten werden in einem integrierten Formungsprozess unter Verwendung eines thermohärtenden Harzes hergestellt. Auf der vorderseitigen Fläche des Schaltungspakets 400 in 12(B) wird die Messfläche 430, die als eine Ebene zur Stromausrichtung des Messzielgases 30 dient, in einer Form ausgebildet, die in Strömungsrichtung des Messzielgases 30 hervor steht. In dieser Ausführungsform hat die Messfläche 430 eine rechteckige Form, die in Strömungsrichtung des Messzielgases 30 hervor steht. Die Messfläche 430 wird so gebildet, dass sie dünner als andere Abschnitte ist, wie in 12(A) illustriert, und ein Teil davon ist mit dem Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 versehen. Der eingebettete Luftstrom-Messabschnitt 602 führt die Wärmeübertragung an das Messzielgas 30 durch, indem der Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 einen Zustand des Messzielgases 30 misst, wie zum Beispiel die Strömungsgeschwindigkeit des Messzielgases 30 und ein elektrisches Signal ausgibt, das die Durchflussrate des Hauptkanals 124 repräsentiert.
  • Um einen Zustand des Messzielgases 30 mit einer hoher Genauigkeit unter Verwendung des eingebetteten Luftstrom-Messabschnitts 602 (siehe 19 und 21) zumessen, sollte das Gas, das durch die nähere Umgebung des Expositionsabschnittes der Wärmeübertragungsfläche 436 fließt, vorzugsweise in einer laminaren Strömung mit einem kleinen Wirbel vorbei strömen. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, dass es keinen Höhenunterschied zwischen der Fläche auf der Strömungsflussseite des Expositionsabschnittes der Wärmeübertragungsfläche 436 und der Ebene der Messfläche 430 gibt, die den Gasstrom führt. In dieser Konfiguration ist es möglich, eine unregelmäßige Belastung oder eine Verformung zu unterdrücken, die auf den Luftstrom-Messabschnitt 602 bei einer Beibehaltung der hohen Messgenauigkeit in Bezug auf die Durchflussrate ausgeübt werden würde. Es ist anzumerken, dass der vorgenannte Höhenunterschied bereitgestellt werden kann, wenn er keine Auswirkung auf die Messgenauigkeit der Durchflussrate hat.
  • Auf der Rückseite der Messfläche 430 des Expositionsabschnitts der Wärmeübertragungsfläche 436 verbleibt ein Pressabdruck 442 der Gussform, die während des Harzformprozesses für das Schaltungspaket 400 ein inneres Substrat oder eine innere Platte hält, wie in 12(C) veranschaulicht. Der Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 wird zur Durchführung des Wärmeaustausches mit dem Messzielgas 30 verwendet. Um einen Zustand des Messzielgases 30 genau zu messen, ist es wünschenswert, den Wärmeaustausch zwischen dem Luftstrom-Messabschnitt 602 und dem Messzielgas 30 in geeigneter Weise durchzuführen. Aus diesem Grund muss verhindert werden, dass ein Teil des Expositionsabschnitts der Wärmeübertragungsfläche vom Harz im ersten Harzformprozess bedeckt wird. Die Gussformen werden sowohl im Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 als auch auf der Rückseite der Messfläche 431 installiert, die deren Rückseitenfläche darstellt, und unter Verwendung dieser Gussformen wird ein Zufluss des Harzes in den Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 verhindert. Ein Pressabdruck 442, der eine konkave Form aufweist, wird auf der Rückseite des Expositionsabschnitts der Wärmeübertragungsfläche 436 gebildet. In diesem Abschnitt ist es wünschenswert, eine Einrichtung, die als Luftstrom-Messabschnitt 602 dient, oder eine ähnliche Einrichtung in der näheren Umgebung anzuordnen, um die von der Einrichtung erzeugte Wärme so gut wie möglich an die Außenumgebung abzuführen. Der gebildet konkave Abschnitt wird vom Harz weniger beeinflusst und ermöglicht ein einfache Wärmeabführung.
  • Eine Halbleitermembran, die den Luftstrom-Messabschnitt 602 bildet, ist im Innern des Expositionsabschnitts der Wärmeübertragungsfläche 436 angeordnet. Die Halbleitermembran weist auf der Rückseite einen Bereich mit einem Hohlraum auf. Wenn dieser Bereich mit dem Hohlraum verschlossen ist, ändert sich mit der Temperatur der Druck im Hohlraum. Die Halbleitermembran wird deformiert und das vermindert die Messgenauigkeit. Aus diesem Grund werden in dieser Ausführungsform eine Öffnung 438, die in Verbindung mit dem Spalt auf der Rückseite der Halbleitermembran steht, und auf der Fläche der Vorderseite des Schaltungspakets 400 bereitgestellt wird, sowie ein Verbindungskanal zur Verbindung des Spalts auf der Rückseite der Halbleitermembran mit der Öffnung 438 im Innern des Schaltungspakets 400 bereitgestellt. Hierbei ist anzumerken, dass die Öffnung 438 im unschraffierten Bereich in den 12 (A) bis 12 (C) bereitgestellt wird, um zu verhindern, dass die Öffnung 438 durch den zweiten Harzformprozesses vom Harz bedeckt wird.
  • Die Öffnung 438 wird durch den ersten Harzformprozess gebildet. Ein Zufluss des Harzes in den Abschnitt der Öffnung 438 wird unterdrückt, indem die Gussformen sowohl an einen Abschnitt der Öffnung 438, als auch an die Rückseite davon angepasst werden, und damit die Öffnung 438 gebildet wird. Die Bildung der Öffnung 438 und des Verbindungskanals, der den Spalt auf der Rückseite der Halbleitermembran mit der Öffnung 438 verbindet, wird nachfolgend beschrieben.
  • Im Schaltungspaket 400 bleibt der Pressabdruck 442 auf der Rückseite des Schaltungspakets 400 dort erhalten, wo der Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 gebildet wird. Im ersten Harzformprozess wird, um einen Zufluss des Harzes zum Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 zu verhindern, eine Gussform, beispielsweise eine Eintauchgussform in einem Abschnitt des Expositionsabschnitts der Wärmeübertragungsfläche 436 angebracht, und eine Gussform wird in einem Abschnitt des Pressabdrucks 442 direkt gegenüber der vorgenannten Form angebracht, damit ein Zufluss des Harzes zum Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 unterdrückt wird. Durch Bilden eines Abschnitts des Expositionsabschnitts der Wärmeübertragungsfläche 436 auf diese Weise ist es möglich, die Durchflussrate des Messzielgases 30 mit einer bemerkenswert höheren Genauigkeit zu messen. Im zweiten Harzformprozess befindet sich im Bereich des Pressabdrucks 442 kein oder wenig Harz. Darum wirkt sich die Wärmestrahlung stark aus. Wenn eine Leitung als die zweite Platte 536 verwendet wird, kann Wärme, die in angrenzenden Schaltungen generiert wird, durch die Leitung abgestrahlt werden kann.
  • 6. Montage der Schaltungskomponenten im Schaltungspaket
  • 6.1 Rahmen des Schaltungspakets und Befestigen der Schaltungskomponenten
  • 13 veranschaulicht einen Rahmen 512 des Schaltungspakets 400 und eine Art der Befestigung eines Chips als Schaltungskomponente 516, die am Rahmen 512 befestigt wird. Es ist anzumerken, dass die punktierte Linie 508 einen Abschnitt anzeigt, der von der Gussform zur Formung des Schaltungspakets bedeckt wird. Eine Anschlussleitung 514 wird mechanisch mit dem Rahmen 512 verbunden und eine Platte 532 wird in der Mitte des Rahmens 512 befestigt. Ein Chip-ähnlicher Luftstrom-Messabschnitt 602 und eine Verarbeitungseinheit 604 als LSI-Schaltung ( engl. Large Scale Integrated Circuit) werden auf der Platte 532 montiert. Eine Membran 672 wird im Luftstrom-Messabschnitt 602 bereitgestellt, und jeder Anschluss des Luftstrom-Messabschnitts 602, der nachfolgend beschrieben wird, sowie die Verarbeitungseinheit 604 werden unter Verwendung eines Drahtes 542 angeschlossen. Darüber hinaus wird jeder Anschluss der Verarbeitungseinheit 604 und eine entsprechende Anschlussleitung 514 unter Verwendung eines Drahtes 543 angeschlossen. Weiterhin wird die Anschlussleitung 514, die zwischen einem Abschnitt, der zum Verbindungsanschluss des Schaltungspakets 400 gehört und der Platte 532 angeordnet ist, mit der Chip-ähnlichen Schaltungskomponente 516 dazwischen verbunden.
  • Der Luftstrom-Messabschnitt 602, der die Membran 672 aufweist, ist an der vordersten Endseite angeordnet, wenn das Schaltungspaket 400 auf diese Weise erzeugt wird. Die Verarbeitungseinheit 604 ist an jener Seite, die zum Verbindungsanschluss für den Luftstrom-Messabschnitt 602 zugehörig ist, in Form eines LSI-Zustandes angeordnet. Außerdem wird ein Verbindungsdraht 543 auf der Anschlussseite der Verarbeitungseinheit 604 angeordnet. Durch eine sequenzielle Anordnung des Luftstrom-Messabschnitts 602, der Verarbeitungseinheit 604, des Drahtes 543, der Schaltungskomponente 516 und der Verbindungsleitung 514 in der genannten Reihenfolge von der vordersten Endseite des Schaltungspakets 400 hin zum Verbindungsanschluss, wird das gesamte Schaltungspaket 400 einfach und kompakt.
  • Eine dicke Leitung wird zur Stützung der Platte 532 bereitgestellt. Diese Leitung ist am Rahmen 512 unter Verwendung der Leitung 556 oder 558 befestigt. Es ist anzumerken, dass eine Leitungsfläche, die über dieselbe Fläche verfügt, wie die der Platte 532, die an die dicke Leitung angeschlossen ist, auf der unteren Fläche der Platte 532 bereitgestellt wird, und dass die Platte 532 auf der Leitungsfläche montiert wird. Diese Leitungsfläche ist geerdet. Als Ergebnis kann ein Rauschen unterdrückt werden, indem die Schaltung des Luftstrom-Messabschnitts 602 oder der Verarbeitungseinheit 604 unter Verwendung der Leitungsfläche gemeinsam geerdet werden, damit die Messgenauigkeit des Messzielgases 30 erhöht wird. Zusätzlich wird eine Leitung 544 in der Anstromseite des Strömungswegs von der Platte 532 bereitgestellt, das heißt, auf solche Weise, dass diese entlang einer Achse, die quer zur Achse des Luftstrom-Messabschnitts 602, der Verarbeitungseinheit 604 oder der oben beschriebenen Schaltungskomponente 516 gerichtet ist, hervorsteht. Ein Temperaturerfassungselement 518, zum Beispiel ein Chip-ähnlicher Thermistor, wird an diese Leitung 544 angeschlossen. Weiterhin wird eine Leitung 548 in der näheren Umgebung der Verarbeitungseinheit 604 bereitgestellt, die eine Basis des hervorstehenden Teils ist, und die Leitungen 544 und 548 werden unter Verwendung einer dünnen Verbindungsleitung 546 elektrisch verbunden. Da die Leitungen 548 und 544 direkt verbunden sind, wird die Wärme durch die Leitungen 548 und 544 zum Temperaturerfassungselement 518 übertragen, sodass es schwierig sein kann, eine Temperatur des Messzielgases 30 genau zu messen. Daher kann durch den Anschluss eines Drahtes, der eine geringe Querschnittsfläche und einen hohen Wärmewiderstand aufweist, ein Wärmewiderstand zwischen den Leitungen 548 und 544 erhöht werden. Als Ergebnis kann die Genauigkeit der Temperaturmessung des Messzielgases 30 erhöht werden, indem verhindert wird, dass der Einfluss der Wärme das Temperaturerfassungselement 518 erreicht.
  • Die Leitung 548 wird durch die Leitung 552 oder 554 am Rahmen 512 befestigt. Ein Verbindungsabschnitt zwischen der Leitung 552 oder 554 und dem Rahmen 512 wird am Rahmen 512 befestigt, während er gegen die Richtung in die das vorspringende Temperaturerfassungselement 518 geneigt ist, und die Gussform, die in diesem Bereich ebenfalls geneigt ist. Wenn das Formharz im ersten Harzformprozess entlang dieser Neigung fließt, fließt es gleichmäßig zum vordersten Endabschnitt, wo das Temperaturmesselement 518 bereitgestellt ist, sodass die Zuverlässigkeit erhöht wird.
  • In 13 zeigt ein Pfeil eine Harzeinspritzrichtung an. Der Führungsrahmen, auf dem eine Schaltungskomponente montiert ist, wird von der Gussform bedeckt, und eine gepresste Öffnung 590 zur Harzeinspritzung in die Gussform wird an der umkreisten Stelle bereitgestellt, sodass ein thermohärtendes Harz entlang der Richtung des Pfeiles 592 in die Gussform eingespritzt wird. Die Schaltungskomponente 516 oder das Temperaturerfassungselement 518 und die Leitung 544, die zum Halten des Temperaturerfassungselements 518 dient, sind entlang der Richtung des Pfeils 592 von der gepressten Öffnung 590 aus gesehen bereitgestellt. Weiterhin werden die Platte 532, die Verarbeitungseinheit 604 und der Luftstrom-Messabschnitt 602 in einer Richtung bereitgestellt, die näherungsweise der Richtung des Pfeils 592 entspricht. In dieser Anordnung fließt das Harz gleichmäßig innerhalb des ersten Harzformprozesses. Im ersten Harzformprozess wird ein thermohärtendes Harz verwendet, sodass es wichtig ist, dass sich das Harz voll ausbreitet, bevor die Erhärtung stattfindet. Aus diesem Grund sind die Anordnung einer Schaltungskomponente der Leitung 514 oder ein Draht und eine Beziehung zwischen der gepressten Öffnung 590 und der Einspritzrichtung wichtig.
  • 6.2 Aufbau des Verbindungsspalts an der Rückseite der Membran und Öffnung sowie darauf basierende Auswirkungen
  • Bei 14 handelt es sich um die Darstellung eines Teils der Querschnittfläche entlang einer Linie C-C in 13. Das erläuternde Diagramm beschreibt eine Verbindungsöffnung 676, die einen Spalt 674, der im Innern der Membran 672 bereitgestellt ist, und den Luftstrom-Messabschnitt (Durchflussraten-Sensorelement) 602 und die Öffnung 520 verbindet. Wie oben beschrieben, wird der Luftstrom-Messabschnitt 602 zur Messung der Durchflussrate des Messzielgases 30 mit einer Membran 672 versehen, wobei ein Spalt 674 auf der Rückseite der Membran 672 bereitgestellt wird. Obwohl hier nicht dargestellt, wird die Membran 672 mit einem Element für den Wärmeaustausch mit dem Messzielgas 30, und um die Durchflussrate zu messen, bereitgestellt. Wenn die Wärme auf die Elemente übertragen wird, die in der Membran 672 durch die Membran 672 separat zum Wärmeaustausch mit dem Messzielgas 30 herausgebildet werden, ist es schwierig, die Durchflussrate genau zu messen. Deshalb ist es notwendig, einen Wärmewiderstand der Membran 672 zu erhöhen und die Membran 672 so dünn wie möglich auszubilden.
  • Der Luftstrom-Messabschnitt (das Durchflussraten-Sensorelement) 602 ist im thermohärtenden Harz des Schaltungspakets 400, das durch den ersten Harzformprozess auf solche Weise gebildet wird, dass die Wärmeübertragungsfläche 437 der Membran 672 exponiert ist, eingebettet. Die vordere Fläche der Membran 672 wird mit den Elementen (nicht veranschaulicht) bereitgestellt. Die Elemente führen den Wärmeaustausch mit dem Messzielgas 30 (nicht abgebildet) über die Wärmeaustauschfläche auf den vorderen Oberflächen der Elemente im Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436, der der Membran 672 entspricht. Die Wärmeübertragungsfläche 437 kann auf der vorderen Oberfläche jedes Elements bereitgestellt werden oder mit einem dünnen Schutzfilm versehen werden. Es ist wünschenswert, dass die Wärmeübertragung zwischen den Elementen und dem Messzielgas 30 gleichmäßig erfolgt, und die direkte Wärmeübertragung zwischen den Elementen sollte so gut wie möglich reduziert werden.
  • Ein Abschnitt des Luftstrom-Messabschnitts (Durchflussraten-Sensorelements) 602, in dem die Elemente bereitgestellt sind, ist im Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 der Messfläche 430 angeordnet, und die Wärmeübertragungsfläche 437 ist vom Harz freigelegt, das zur Formung der Messfläche 430 verwendet wurde. Der äußere Umfang des Luftstrom-Messabschnitts (Durchflussraten-Sensorelements) 602 ist vom thermohärtenden Harz bedeckt, das im ersten Harzformprozess zur Bildung der Messfläche 430 verwendet wurde. Wenn nur die Seitenfläche des Luftstrom-Messabschnitts (Durchflussraten-Sensorelements) 602 vom thermohärtenden Harz bedeckt ist, und die Oberflächenseite des äußeren Umfangs des Luftstrom-Messabschnitts (Durchflussraten-Sensorelements) 602 nicht vom thermohärtenden Harz bedeckt ist, wird eine Belastung im Harz, das zur Bildung der Messfläche 430 verwendet wird, nur von der Seitenfläche der Membran 672 aufgenommen, sodass eine Verformung in der Membran 672 hervorgerufen werden und es zu einer Verschlechterung der Eigenschaften kommen kann. Die Verformung der Membran 672 wird durch Bedeckung des äußeren Umfangsabschnitts des Luftstrom-Messabschnitts (Durchflussraten-Sensorelements) 602 mit dem thermohärtenden Harz, wie in 14 veranschaulicht, reduziert. Währenddessen wird die Strömung des Messzielgases 30 gestört, wenn zwischen der Wärmeübertragungsfläche 437 und der Messfläche 430 dort, wo das Messzielgas 30 entlang strömt, ein großer Höhenunterschied besteht, sodass die Messgenauigkeit beeinträchtigt wird. Daher ist es wünschenswert, dass der Höhenunterschied W zwischen der Wärmeübertragungsfläche 437 und der Messfläche 430 dort, wo das Messzielgas 30 entlangströmt, gering ist.
  • Die Membran 672 wird sehr dünn ausgebildet, um die Wärmeübertragung zwischen jedem Element und einem Spalt 674 zu unterdrücken, der auf der Rückseite des Luftstrom-Messabschnitts (Durchflussraten-Sensorabschnitts) 602 gebildet wird. Wenn dieser Spalt 674 abgedichtet ist, ändert sich ein Druck des Spalts 674, der auf der Rückseite der Membran 672 gebildet ist, in Abhängigkeit von einer Temperaturänderung. Wenn der Druckunterschied zwischen dem Spalt 674 und der Oberfläche der Membran 672 zunimmt, nimmt die Membran 672 diesen Druck auf und verformt sich. Damit wird eine genaue Messung schwierig. Deshalb wird ein Loch 520, das mit der Öffnung 438 (12(A), 12(B), 11(C), 16(A) und 16(B)) verbunden ist, die zur Außenseite geöffnet ist, in der Platte 532 bereitgestellt und eine Verbindungsöffnung 676, die dieses Loch 520 und den Spalt 674 verbindet, wird bereitgestellt. Diese Verbindungsöffnung 676 besteht aus beispielsweise einem Plattenpaar, das aus einer ersten Platte 534 und einer zweiten Platte 536 gebildet wird. Die erste Platte 534 ist mit einer Öffnung 520 und einer Öffnung 521 sowie einer Rinne zur Formung der Verbindungsöffnung 676 versehen. Die Verbindungsöffnung 676 entsteht durch das Abdecken der Rinne sowie der Öffnungen 520 und 521 mit der zweiten Platte 536. Unter Verwendung der Verbindungsöffnung 676 und der Öffnung 520 ist der Druck an den vorderen und hinteren Oberflächen der Membran 672 in etwa gleich, sodass die Messgenauigkeit verbessert wird.
  • Wie oben beschrieben die Verbindungsöffnung 676 durch das Abdecken der Rinne sowie der Öffnungen 520 und 521 mit der zweiten Platte 536 entstehen. Alternativ dazu kann der Leiterrahmen als zweite Platte 536 genutzt werden. Wie in 13 beschrieben sind die Membran 672 und die LSI-Schaltung als Verarbeitungseinheit 604 auf der Platte 532 montiert. Ein Leiterrahmen für das Tragen der Platte 532, wo die Membran 672 und die Verarbeitungseinheit 604 befestigt sind, ist darunter bereitgestellt. Deshalb wird durch Verwenden des Leiterrahmens die Struktur einfacher. Außerdem kann der Leiterrahmen als eine Masseelektrode verwendet werden. Wenn der Leiterrahmen als die zweite Platte 536 dient und die Verbindungsöffnung 676 durch Abdecken der Öffnungen 520 und 521 gebildet wird, die in der ersten Platte 534 unter Verwendung des Leiterrahmens gebildet sind, und jene Rinne abdecken, die in der ersten Platte 534 unter Verwendung des Leiterrahmens gebildet ist, kann auf diese Weise die gesamte Struktur vereinfacht werden. Außerdem ist es möglich, den Einfluss eines Rauschens von außerhalb der Membran 672 und der Verarbeitungseinheit 604 zu reduzieren, da der Leiterrahmen als eine Masseelektrode dient.
  • Im Schaltungspaket 400 der 12 bleibt der Pressabdruck 442 auf der Rückseite des Schaltungspakets 400 dort erhalten, wo der Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 gebildet wird. Im ersten Harzformprozess wird, um einen Zufluss des Harzes zum Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 zu verhindern, eine Gussform, beispielsweise eine Eintauchgussform in einem Abschnitt des Expositionsabschnitts der Wärmeübertragungsfläche 436 angebracht, und eine Gussform wird in einem Abschnitt des Pressabdrucks 442 direkt gegenüber der vorgenannten Form angebracht, damit ein Zufluss des Harzes zum Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 unterdrückt wird. Durch Bilden eines Abschnitts des Expositionsabschnitts der Wärmeübertragungsfläche 436 auf diese Weise ist es möglich, die Durchflussrate des Messzielgases 30 mit einer bemerkenswert höheren Genauigkeit zu messen.
  • Die 15 stellt einen Zustand dar, in dem der Rahmen in 13 aus thermohärtendem Harz im ersten Harzformprozess gebildet wird und mit dem thermohärtenden Harz bedeckt ist. Durch diese Formung wird die Messfläche 430 auf der vorderen Fläche des Schaltungspakets 400 gebildet, und der Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 wird auf der Messfläche 430 bereitgestellt. Weiterhin wird der Spalt 674 auf der Rückseite der Membran 672, der zum Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 gehört, mit der Öffnung 438 verbunden. Der Temperaturmessabschnitt 452 zur Messung einer Temperatur des Messzielgases 30 wird am vorderen Ende des Vorsprungs 424 bereitgestellt, und das Temperaturmesselement 518 (siehe 13) ist im Innern eingebettet. Wie in 13 veranschaulicht, wird im Innern des Vorsprungs 424, um die Wärmeübertragung zu unterdrücken, eine Leitung zur Abführung des elektrischen Signals des Temperaturmesselements 518 segmentiert sowie eine Verbindungsleitung 546 angeordnet, die einen hohen Wärmewiderstand aufweist. Als Ergebnis ist es möglich, die Wärmeübertragung von der Basis des Vorsprungs 424 hin zum Temperaturmessabschnitt 452 und somit auch den Einfluss der Wärme zu unterdrücken.
  • Ein Neigungsabschnitt 594 oder 596 wird im Unterteil des Vorsprungs 424 in 15 gebildet. Der Harzfluss im ersten Harzformprozess wird dadurch gleichmäßig. Außerdem strömt das Messzielgas 30, das durch den Temperaturmessabschnitt 452 gemessen wird, gleichmäßig vom Vorsprung 424 zu seinem Unterteil unter Verwendung des Neigungsabschnitts 594 oder 596, während der Temperaturmessabschnitt 452 in einem Fahrzeug angebracht und betrieben wird, sodass das Unterteil des Vorsprungs 424 gekühlt wird. Daher ist es möglich, den Einfluss der Wärme auf den Temperaturerfassungsabschnitt 452 zu reduzieren. Nach dem Zustand gemäß 15 wird die Leitung 514 von jedem Anschluss abgetrennt, um den Verbindungsanschluss 412 oder den Anschluss 414 zu bilden.
  • Im ersten Harzformungsprozess ist es erforderlich, einen Zufluss des Harzes zum Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 oder zur Öffnung 438 zu verhindern. Daher wird ein Zufluss des Harzes im ersten Harzformungsprozess an einer Stelle des Expositionsabschnittes der Wärmeübertragungsfläche 436 oder der Öffnung 438 unterdrückt. Zum Beispiel wird eine Eintauchgussform installiert, die größer als die Membran 672 ist, und auf der Rückseite davon eine Presse installiert, um von beiden Flächen aus einen Druck auszuüben. In der 12(C) verbleibt der Pressabdruck 442 oder 441 auf der Rückseite, die zum Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436, zur Öffnung 438 in 15, zum Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 oder zur Öffnung 438 in 12(B) gehört.
  • In 15 ist eine Ausschnittfläche der Leitung, die vom Rahmen 512 getrennt ist, von der Harzfläche freigelegt, sodass Feuchtigkeit oder Ähnliches in die Ausschnittfläche der Leitung während der Verwendung eindringen kann. Es ist wichtig, ein solches Problem unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Haltbarkeit oder Zuverlässigkeit aus zu verhindern. Zum Beispiel ist ein Abschnitt der Befestigungsfläche 434 in 15 vom Harz durch den zweiten Harzformprozess bedeckt und der Oberflächenausschnitt ist nicht freigelegt. Der ausgeschnittene Abschnitt für die Leitung am Gefälleabschnitt 594 oder am Gefälleabschnitt 596 durch den zweiten Harzformungsprozess wird vom Harz bedeckt, und der Oberflächenausschnitt zwischen den Leitungen 552 oder 554 und dem Rahmen 512, wie in 13 veranschaulicht, ist vom Harz bedeckt. Dadurch ist es möglich, eine Erosion der Leitung 552 oder 554 oder das Eindringen von Wasser aus dem ausgeschnittenen Abschnitt zu verhindern. Der ausgeschnittene Abschnitt der Leitung 552 oder 554 grenzt an einen bedeutenden Leitungsabschnitt an, der das elektrische Signal des Temperaturmessabschnitts 452 überträgt. Daher ist eine Bedeckung des ausgeschnittenen Abschnitts im zweiten Harzformprozess wünschenswert.
  • 6.3 Eine andere Ausführungsform des Schaltungspakets 400 und entsprechende Auswirkungen
  • 16(A) und 16(B) veranschaulichen eine andere Ausführungsform des Schaltungspakets 400, in der 16 (A) die Vorderansicht des Schaltungspakets 400 und 16(B) dessen Rückansicht darstellt. Gleiche Bezugszahlen bezeichnen Elemente mit gleichen Funktionen, so wie in den anderen Illustrationen auch. Es wird der Einfachheit halber nur ein Teil davon erklärt. In der Ausführungsform, die in Bezug auf die 12(A) bis 12(C) oben beschrieben ist, sind der Verbindungsanschluss 412 und der Anschluss 414 des Schaltungspaketes 400 in der gleichen Seite des Schaltungspaketes 400 bereitgestellt. Im Vergleich dazu werden der Verbindungsanschluss 412 und der Anschluss 414 in der Ausführungsform der 16(A) und 16(B) auf unterschiedlichen Seiten bereitgestellt. Der Anschluss 414 ist ein Anschluss, der nicht mit dem Verbindungsanschluss verbunden ist, der im thermischen Durchflussmesser 300 nach außen verbunden ist. Wenn der Verbindungsanschluss 412, der im thermischen Durchflussmesser 300 nach außen verbunden ist, und der Anschluss 414, der nicht nach außen verbunden ist, auf diese Weise in unterschiedlichen Richtungen bereitgestellt sind, kann ein Abstand zwischen dem Verbindungsanschluss 412 und dem Anschluss erweitert und die Bearbeitbarkeit verbessert werden. Wenn sich weiterhin der Anschluss 414 in eine Richtung erstreckt, die sich von der des Verbindungsanschlusses 412 unterscheidet, ist es möglich, zu verhindern, dass sich die Leitung im Innern des Rahmens 512 von 13 auf einen Teil konzentriert, und die Anordnung der Leitung innerhalb des Rahmens 512 wird erleichtert. Insbesondere wird ein Chip-Kondensator als Schaltungskomponente 516 mit einem Abschnitt der Leitung verbunden, der zum Verbindungsanschluss 412 gehört. Zur Bereitstellung einer solchen Schaltungskomponente 516 ist ein etwas größerer Raum erforderlich. In der Ausführung gemäß den 16 (A) und 16 (B) ist es möglich, auf einfache Weise einen Raum für die dem Verbindungsanschluss 412 entsprechende Leitung zu erhalten.
  • Wie im Schaltungspaket 400 in 12(A) bis 12(C), besitzt das Schaltungspaket 400 in 16 (A) und 16 (B) einen Gefälleabschnitt 462 und einen Gefälleabschnitt 464. Deren Dicke verjüngt sich hin zum Halsabschnitt des Vorsprungs 424, der aus dem Schaltungsgrundkörper 422 herausragt. Die dadurch entstehenden Wirkungen, sind die gleichen wie die unter Bezugnahme auf 12 (A) bis 12 (C) erläutert. Insbesondere, unter Bezugnahme auf 16(A) und 16(B), ragt der Vorsprung 424 aus der Seitenfläche des Schaltungsgrundkörpers 422 derart hervor, dass er sich in der Anstromrichtung des Messzielgases 30 weiter ausdehnt. Der Temperaturmessabschnitt 452 wird im Bereich des vorderen Endes des Vorsprungs 424 bereitgestellt und das Temperaturmesselement 518 ist im Innern des Temperaturmessabschnitts 452 eingebettet. Am Verbindungsabschnitt zwischen dem Vorsprung 424 und dem Schaltungsgrundkörper 422 werden die Neigungsabschnitte 462 und 464 bereitgestellt. Mit dem Neigungsabschnitt 462 oder 464 wird der Halsabschnitt des Vorsprungs 424 so hergestellt, dass er über eine Form verfügt, bei der der Hals des Vorsprungs 424 dicker gestaltet wird, und der Vorsprung 424 in Richtung des vorderen Endes allmählich immer dünner wird. Das heißt genauer, dort wo die Vorsprungsrichtung als Achse angenommen werden kann, weist der Vorsprung 424 in seinem Halsabschnitt eine Form auf, in der sich eine Querschnittsfläche quer zur Achse in Vorsprungsrichtung in Richtung des vorderen Endes des Vorsprungs 424 allmählich verringert.
  • Wenn das Schaltungspaket 400 durch eine Harzformung gebildet wird, deren Form die Verwendung des Verfahrens mit einem fließfähigen Harz und einem im Innern der Gussform angebrachten Blatt, das zum Schutz der Elemente dient, erlaubt und das Haftvermögen zwischen Blatt und Oberfläche im Innern der Gussform verbessert wird, wird dadurch zusätzlich die Zuverlässigkeit erhöht. Die mechanische Festigkeit des Vorsprungs 424 ist gering, sodass er leicht am Hals brechen kann. Wenn der Vorsprung 424 eine solche Form aufweist, dass der Hals des Vorsprungs 424 dicker gemacht wird und der Vorsprung 424 allmählich in Richtung zum vorderen Endes hin immer dünner wird, kann die Belastungskonzentration am Hals abgeschwächt werden und dem Vorsprung 424 eine vorteilhaftere mechanische Festigkeit verliehen werden. Wenn der Vorsprung 424 durch ein Harzformung hergestellt wird, ist die Entstehung von Krümmungen oder ähnlichen Effekten wegen des Effekts der Volumenänderung bei der Aushärtung des Harzes wahrscheinlich. Dieser Effekt lässt sich reduzieren. Um die Temperatur des Messzielgases 30 so genau wie möglich messen zu können, sollte die vorstehende Länge so groß wie möglich konfiguriert werden. Die Wärmeübertragung vom Schaltungshauptkörper 422 auf das Temperaturerfassungselement 518 im Temperaturerfassungsabschnitt 452 kann auf einfache Weise verringert werden, indem die vorstehende Länge des Vorsprungs 424 vergrößert wird.
  • Wie in 12(B) und 12(C) gezeigt, ist der Hals des Vorsprungs 424 dick ausgebildet und der Hals des Vorsprungs 424 ist vom Gehäuse 302 umgeben, wobei das Schaltungspaket 400 am Gehäuse 302 in einer anderen Ausführungsform als in 16 (A) und 16 (B) gezeigt, befestigt ist. Wenn der Halsabschnitt des Vorsprungs 424 vom Harz des Gehäuses 302 auf diese Weise bedeckt ist, kann ein Bruch des Vorsprungs 424 durch mechanische Stoßbelastung verhindert werden. Außerdem treten unterschiedliches Effekte, wie in 12 (A) to 12(C) erklärt, auf.
  • Die Beschreibungen für Öffnung 438, Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436, Messfläche 430, Pressabdruck 441 und Pressabdruck 442 in den 16 (A) und 15 (B) sind ähnlich den obigen Beschreibungen und haben dieselben funktionalen Effekte. Zur Vereinfachung werden die detaillierten Beschreibungen deshalb hier nicht wiederholt.
  • 7. Prozess der Herstellung des thermischen Durchflussmessers 300
  • 7.1 Prozess der Herstellung des Schaltungspakets 400
  • 17 veranschaulicht einen Prozess der Herstellung des Schaltungspakets 400 innerhalb des Prozesses der Herstellung des thermischen Durchflussmessers 300. 17 veranschaulicht einen Prozess zur Herstellung des thermischen Durchflussmessers 30. 18 veranschaulicht den Prozess zur Herstellung des thermischen Durchflussmessers 300 gemäß einer anderen Ausführungsform. 17 zeigt in Schritt 1 den Herstellungsprozess eines Rahmens der 13. Dieser Rahmen wird beispielsweise durch einen Pressumformprozess geformt. In Schritt 2 wird zuerst die Platte 532 am Rahmen montiert, der durch den Schritt 1 erzeugt worden ist, und der Luftstrom-Messabschnitt 602 oder die Verarbeitungseinheit 604 wird weiterhin an der Platte 532 montiert. Anschließend werden das Temperaturmesselement 518 und die Schaltungskomponente, beispielsweise ein Chip-Kondensator, montiert. In Schritt 2 wird die elektrische Verdrahtung zwischen den Schaltungskomponenten, zwischen der Schaltungskomponente und der Leitung sowie zwischen den Leitungen durchgeführt. In Schritt 2 werden die Leitungen 544 und 548 unter Verwendung einer Verbindungsleitung 546 zur Erhöhung eines Wärmewiderstands angeschlossen. In Schritt 2 wird die in 13 veranschaulichte Schaltungskomponente am Rahmen 512 befestigt und die elektrische Verdrahtung weiter fortgesetzt, sodass ein elektrischer Stromkreis gebildet wird.
  • Anschließend wird in Schritt 3 durch den ersten Harzformprozess, die in 12 veranschaulichte Schaltung, in der die Schaltungselemente befestigt und elektrisch verbunden sind, unter Verwendung von thermohärtendem Harzes geformt und das Schaltungspaket 400 hergestellt. Das Schaltungspaket 400 in einem geformten Zustand ist in 15 dargestellt. Außerdem werden in Schritt 3 alle verbundenen Leitungen vom Rahmen 512 getrennt und die Leitungen voneinander getrennt, sodass das Schaltungspaket 400 der 12 (A) bis 12 (C) und 16 (A) und 16 (B) erhalten wird. In diesem Schaltungspaket 400, wie in 12 (A) bis 12(C) und 16(A) und 16(B) veranschaulicht, wird die Messfläche 430 oder der Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 gebildet. In 16(A) und 16(B) wird das Schaltungspaket 400 in einer anderen Ausführungsform gezeigt. Die grundlegende Methode zur Herstellung des Schaltungspakets 400 ist die selbe.
  • In Schritt 4 wird das erhaltene Schaltungspaket 400 visuell oder auf dessen Funktionstüchtigkeit geprüft Im ersten Harzformprozess wird in Schritt 3 der elektrische Stromkreis aus Schritt 2 auf der Innenseite der Gussform befestigt und ein Harz mit hoher Temperatur und großem Druck in die Gussform gespritzt. Deshalb ist es wünschenswert, die elektrische Komponente oder die elektrische Verdrahtung auf Anomalitäten hin zu überprüfen. Für diese Überprüfung wird der Anschluss 414 zusätzlich zum Verbindungsanschluss 412 in den 12(A) bis 12(C) oder 16(A) und 16(B) verwendet. Es sei darauf hingewiesen, dass der Anschluss 414 später nicht mehr gebraucht wird. Er kann nach der Überprüfung von der Basis abgetrennt werden. Zum Beispiel wird der Anschluss 414 unter Bezugnahme auf die 16(A) und 16(B) nach Gebrauch von der Basis abgetrennt.
  • 7.2 Herstellungsprozess des thermischen Durchflussmessers 300 und Kalibrierung der Kennwerte
  • In Verfahren von 18 werden das Schaltungspaket 400, das schon gemäß 17 erstellt wurde, und der externe Anschluss 306 nach einer Methode hergestellt, die nicht dargestellt wird, verwendet. In Schritt 5 wird das Gehäuse 302 im zweiten Harzformungsprozess gebildet. In diesem Gehäuse 302, befinden sich eine Bypass-Kanalrinne aus Harz, der Flansch 312, oder eine externe Anschlussverbindung 305. Die schraffierte Fläche im Schaltungspaket 400 in 12(A) bis 12(B) wird im zweiten Harzformverfahren vom Harz bedeckt und das Schaltungspaket 400 am Gehäuse 302 befestigt. Durch die Kombination der Herstellung (Schritt 3) des Schaltungspakets 400 im ersten Harzformprozess und der Bildung des Gehäuses 302 des thermischen Durchflussmessers 300 im zweiten Harzformprozess wird die Genauigkeit der Erfassung der Durchflussrate merklich verbessert. In Schritt 6 wird jede innere Buchse des externen Anschlusses 361 getrennt. In Schritt 7 werden der Verbindungsanschluss 412 und die innere Buchse des externen Anschlusses 361 verbunden.
  • Wie mit Verweis auf 5(B) und 6(B) beschrieben, umfassen die Befestigungsabschnitte 3721 und 3723 für die Befestigung des Schaltungspakets 400 am Gehäuse 302 nicht nur die dicken Abschnitte 4714 und 4715 sondern auch die dünnen Abschnitte 4710 und 4716. Wenn die beiden Befestigungsabschnitte 3721 und 3723, die das Schaltungspaket 400 umschließen, vom dicken Abschnitt gebildet werden, wird hoher Druck auf die vordere Oberfläche des Schaltungspakets 400 ausgeübt, da das Harz aufgrund eines Temperaturabfalls im eingespritzten Harze im zweiten Harzformungprozess in Schritt 5 von 17 schrumpft. Wenn hoher Druck auf die vordere Oberfläche des Schaltungspakets 400 wirkt, da das Harz sich, das den Befestigungsabschnitt 3721 oder 3723 bildet, zusammenzieht, kann der elektrische Schaltkreis im Schaltungspaket 400 in 12 beschädigt werden. Bei dieser Ausführungsform sind der Befestigungsabschnitt 3721 oder der Befestigungsabschnitt 3723 nicht nur vom dicken Abschnitt gebildet. Ein Teil davon kann eine dünne Form aufweisen und die Dicke der Harzschicht, die im zweiten Harzformprozess entsteht und die die vordere Oberfläche des Schaltungspakets 400 bedeckt, wird im dünnen Abschnitt hergestellt. Deshalb wird der Druck, der auf die vordere Oberfläche des Schaltungspakets 400 ausgeübt wird, verringert. Der Druck, der auf eine Flächeneinheit des Schaltungspakets 400 ausgeübt wird, wird verringert. Dementsprechend wird der die elektrische Schaltung in 13 im Schaltungspaket 400 weniger schnell beschädigt.
  • Im Gehäuse 302 selbst kann ein Verziehen oder Verdrehen des Gehäuses 302 auftreten, wenn der Abschnitt des Befestigungsabschnittes 3721 oder der Abschnitt des Befestigungsabschnittes 3723 des Gehäuses 302 erheblich schrumpft. Insbesondere sind der Befestigungsabschnitt 3721 oder der Befestigungsabschnitt 3723 mit der anstromseitigen Außenwand 335 oder der abstromseitigen Außenwand 336 verbunden, die wiederum den Bypass-Kanal und den Flansch 312 verbindet. Ein Druck, der durch das Schrumpfen des Befestigungsabschnitts 3721 und 3723 verursacht wird, wird auf die anstromseitige Außenwand 335 und die abstromseitige Außenwand 336 ausgeübt. Da die anströmseitige Außenwand 335 und die abströmseitige Außenwand 336 jeweils eine dünne und lange Form aufweisen, ist es wahrscheinlich, dass sie sich verziehen oder verdrehen. Da der dünne Abschnitt bereitgestellt wird, kann der auf die anstromseitige Außenwand 335 oder die abstromseitige Außenwand 336 angewendete Druck reduziert oder verteilt werden. Die kann die Biegung oder Verkrümmung der anstromseitigen Außenwand 335 oder der abstromseitigen Außenwand 336 verhindern.
  • Das Gehäuse wird in Schritt 13 erhalten. In Schritt 8 werden die Front- und Rückabdeckungen 303 und 304 am Gehäuse 302 angebracht, sodass die Innenseite des Gehäuses 302 durch die Front- und Rückabdeckung 303 und 304 versiegelt wird. Außerdem wird der Bypass-Kanal, durch den das Messzielgas 30 fließt, erstellt und der thermische Durchflussmesser 300 wird erhalten. Zusätzlich wird eine Mündungsstruktur, wie im Zusammenhang mit 7 beschrieben, durch den Vorsprung 356 oder 358, der in der Frontabdeckung 303 oder der Rückabdeckung 304 bereitgestellt ist, gebildet. Es wird darauf hingewiesen, dass die Frontabdeckung 303 durch das Formen von Schritt 10 und die Rückabdeckung 304 durch das Formen von Schritt 11 gebildet werden. Außerdem werden die Front- und Rückabdeckungen 303 und 304 in separaten Prozessen mit zwei unterschiedlichen Gussformen gebildet.
  • In Schritt 9 wird eine Prüfung der Messeigenschaften für die Durchflussrate des Messzielgases 30 ausgeführt, indem in der Praxis eine bekannte Gasmenge in den Bypass-Kanal des erhaltenen thermischen Durchflussmessers 300 geleitet wird. Da, wie weiter oben beschrieben, ein Verhältnis zwischen dem Bypass-Kanal und dem Luftstrom-Messabschnitt mit hoher Genauigkeit aufrechterhalten wird, wird eine sehr hohe Messgenauigkeit erreicht, indem eine Messeigenschaften-Kalibrierung ausgeführt wird, sodass akkurate Messeigenschaften basierend auf dem Eigenschaftentest der Flussrate erhalten werden. Da außerdem die Formung des Bypass-Kanals und des Luftstrom-Messabschnitts so durchgeführt wird, dass ein bestimmtes Verhältnis der Position oder der Konfiguration im ersten und zweiten Harzformungsprozess eingehalten wird, ändert sich diese Eigenschaft selbst bei lang andauernder Nutzung nicht, und zusätzlich zur hohen Messgenauigkeit wird eine hohe Zuverlässigkeit erzielt.
  • 7.3 Eine andere Ausführungsform zur Herstellung des thermischen Durchflussmessers 300
  • 19 ist eine andere Ausführungsform für die Herstellung des thermischen Durchflussmessers 300. In 19 werden das bereits hergestellte Schaltungspaket 400, wie in in 17 dargestellt, und der gemäß einer Methode, die hier nicht illustriert wird, hergestellte externe Anschluss 306 verwendet. In Schritt 12 werden der Verbindungsanschluss 412 des Schaltungspakets 400 und die innere Buchse des externen Anschluss 361 vor dem zweiten Harzformungsprozess verbunden. Bei dieser Gelegenheit oder einem Prozess vor Schritt 6 wird jede innere Buchse des externen Anschlusses 361 getrennt. In Schritt 13 wird das Gehäuse 302 durch den zweiten Harzformungsprozess gebildet. In diesem Gehäuse 302, befinden sich eine Bypass-Kanalrinne aus Harz, der Flansch 312, oder eine externe Anschlussverbindung 305. Die schraffierte Fläche im Schaltungspaket 400 in 12(A) bis 12(B) wird im zweiten Harzformverfahren vom Harz bedeckt und das Schaltungspaket 400 am Gehäuse 302 befestigt. Durch die Kombination der Herstellung (Schritt 3) des Schaltungspakets 400 im ersten Harzformprozess und der Bildung des Gehäuses 302 des thermischen Durchflussmessers 300 im zweiten Harzformprozess wird die Genauigkeit der Erfassung der Durchflussrate merklich verbessert.
  • Während das Gehäuse 302 in Schritt 13 erhalten wird, werden anschließend in Schritt 8 die Front- und Rückabdeckungen 303 und 304 am Gehäuse 302 angebracht, und die Innenseite des Gehäuses 302 wird durch die Front- und Rückabdeckung 303 und 304 versiegelt, sodass der Bypass-Kanal, durch den das Messzielgas 30 fließen wird, erzeugt wird. Zusätzlich wird die Mündungsstruktur, wie im Zusammenhang mit 7 beschrieben, durch den Vorsprung 356 und 358 gebildet, der in der Frontabdeckung 303 oder der Rückabdeckung 304 bereitgestellt ist. Wie oben beschrieben, wird die Frontabdeckung 303 durch die Formung im Schritt 10, und die Rückabdeckung 304 durch die Formung im Schritt 11 gebildet. Außerdem werden die Front- und Rückabdeckungen 303 und 304 in separaten Prozessen mit zwei unterschiedlichen Gussformen gebildet.
  • In Schritt 9 wird im Praxistest eine bestimmte Menge des Gases in den Bypasskanal eingeleitet. Da, wie weiter oben beschrieben, das Verhältnis zwischen dem Bypass-Kanal und dem Luftstrom-Messabschnitt sehr präzise sein muss, wird die signifikant hohe Messgenauigkeit durch eine besondere Kalibrierung mit Hilfe eines besonderen Tests gewährleistet. Da außerdem die Formung des Bypass-Kanals und des Luftstrom-Messabschnitts so durchgeführt wird, dass ein bestimmtes Verhältnis der Position oder der Konfiguration im ersten und zweiten Harzformungsprozess eingehalten wird, ändert sich diese Eigenschaft selbst bei lang andauernder Nutzung nicht, und zusätzlich zur hohen Messgenauigkeit wird eine hohe Zuverlässigkeit erzielt. Außerdem werden verschiedene Wirkungen, die weiter oben in 18 erklärt worden sind, erreicht.
  • 8. Schaltungskonfiguration des thermischen Durchflussmessers 300
  • 8.1 Übersicht über die Schaltungskonfiguration des thermischen Durchflussmessers 300
  • 20 ist ein Schaltplan, des Messkreislaufes der Durchflussrate 601 im thermischen Durchflussmesser 300 veranschaulicht. Es ist anzumerken, dass der Messkreis, der in Bezug auf den Temperaturmessabschnitt 452 in der oben erwähnten Ausführungsform beschrieben ist, im thermischen Durchflussmesser 300 ebenfalls vorgesehen ist, jedoch in 20 absichtlich nicht dargestellt wird. Der Messkreislauf der Durchflussrate 601 des thermischen Durchflussmessers 300 beinhaltet den Luftstrom-Messabschnitt 602 mit dem Wärmeerzeuger 608 und der Verarbeitungseinheit 604. Die Verarbeitungseinheit 604 steuert die Wärmemenge des Wärmeerzeugers 608 als Teil des Luftstrom-Messabschnitts 602 und sendet über den Anschluss 662 ein Signal, das die Durchflussrate, die im Luftstrom-Messabschnitt 602 erfasst worden ist, angibt. Für diese Verarbeitung umfasst die Verarbeitungseinheit 604 eine zentrale Verarbeitungseinheit (nachfolgend als „CPU“ bezeichnet) 612, eine Eingangsschaltung 614, eine Ausgangsschaltung 616, einen Speicher 618, für das Speichern von Daten, die ein Verhältnis zwischen dem Kalibrierungswert oder dem Messwert und der Durchflussrate darstellen, und einen Hauptstromkreis 622 zur Versorgung mit einer bestimmten Spannung für jeden erforderlichen Stromkreis. Der Hauptstromkreis 622 wird aus einer externen Stromquelle wie einer Autobatterie über den Anschluss 664 und einen Masseanschluss (nicht veranschaulicht) mit Gleichstrom versorgt.
  • Der Luftstrom-Messabschnitt 602 ist mit einem Wärmeerzeuger 608 zur Erwärmung des Messzielgases 30 ausgestattet. Eine Spannung V1 wird aus dem Hauptstromkreis 622 am Kollektor eines Transistors 606 bereitgestellt, der in einer Stromversorgungsschaltung des Wärmeerzeugers 608 enthalten ist. Außerdem wird über die Ausgangsschaltung 616 ein Steuersignal von der CPU 612 an den Basisanschluss eines Transistors 606 angelegt. Auf der Grundlage dieses Kontrollsignals wird Strom vom Transitor 606 zum Wärmegenerator 608 über den Anschluss 624 geliefert. Die dem Wärmeerzeuger 608 zugeführte Strommenge wird durch ein Steuersignal gesteuert, das über die Ausgangsschaltung 616 von der CPU 612 an den Transistor 606 der Stromversorgungsschaltung des Wärmeerzeugers 608 angelegt wird. Die Verarbeitungseinheit 604 steuert die Wärmemenge des Wärmeerzeugers 608, sodass sich die Temperatur des Messzielgases 30 sich um eine vorgegebene Temperaturdifferenz erhöht, zum Beispiel durch eine Erwärmung mit dem Wärmeerzeuger 608 um 100°C, gemessen von der Anfangstemperatur.
  • Der Luftstrom-Messabschnitt 602 schließt eine Wärmesteuerbrücke 640 zur Steuerung einer Wärmemenge des Wärmeerzeugers 608 und eine Brückenschaltung des Luftstromsensors 650 zur Messung der Durchflussrate ein. Eine vorgegebene Spannung V3 wird an einem Ende der Wärmesteuerbrücke 640 vom Hauptstromkreis 622 über den Anschluss 626 geliefert. Das andere Ende der Wärmesteuerbrücke 640 ist mit dem Masseanschluss 630 verbunden. Außerdem wird eine vorgegebene Spannung V3 an einem Ende der Wärmesteuerbrücke des Luftstromsensors 650 vom Hauptstromkreis 622 über den Anschluss 625 angelegt und das andere Ende der Wärmesteuerbrücke 650 ist mit dem Masseanschluss 630 verbunden.
  • Die Wärmesteuerbrücke 640 hat einen Widerstand 642, der einen Widerstandstemperatursensor darstellt und einen Widerstandswert besitzt, der von der Temperatur des erwärmten Messzielgases 30 abhängt. Die Widerstände 642, 644, 646 und 648 bilden eine Brückenschaltung. Eine Potentialdifferenz zwischen einem Knoten A zwischen den Widerständen 642 und 646 und einem Knoten B zwischen den Widerständen 644 und 648 wird in den Eingangsstromkreis 614 über die Anschlüsse 627 und 628 eingelesen und die CPU 612 steuert den vom Transistor 606 gelieferten Strom, um die Wärmemenge vom Wärmegenerator 608 zu steuern, sodass die Potentialdifferenz zwischen den Knoten A und B auf einen vorbestimmten Wert, zum Beispiel null Volt bei dieser Ausführungsform, eingestellt wird. Der Messkreislauf der Durchflussrate 601, die in 20 veranschaulicht wird, erhitzt das Messzielgas 30 unter Verwendung des Wärmeerzeugers 608, sodass die Temperatur um eine vorgegebene Temperaturerhöhung steigt, zum Beispiel um 100°C ausgehend von der Anfangstemperatur des Messzielgases 30. Um dieses Steuerung der Beheizung mit hoher Genauigkeit durchführen zu können, werden die Widerstandswerte der einzelnen Widerstände der Wärmesteuerbrücke 640 so eingestellt, dass die Potentialdifferenz zwischen den Knoten A und B Null ist, wenn der Temperatur des Messzielgases 30 durch den Wärmegenerator 608 um eine vorbestimmte Temperatur erhöht wird, beispielsweise immer um 100°C ausgehend von einer Anfangstemperatur. Daher steuert der Messkreislauf der Durchflussrate 601 von 20 die CPU 612 den in den Wärmegenerator 608 eingespeisten elektrischen Strom, sodass die Potentialdifferenz zwischen den Knoten A und B null wird.
  • Die Brückenschaltung des Luftflusssensors 650 schließt vier Widerstandsthermometer mit den Widerständen 652, 654, 656 und 658 ein. Die vier Widerstandstemperatursensoren werden entlang der Strömungsrichtung des Messzielgases 30 in solcher Weise angeordnet, dass sich die Widerstände 652 und 654 in Bezug auf den Wärmeerzeuger 608 in der Anstromseite des Strömungsweges des Messzielgases 30 befinden, während die Widerstände 656 und 658 in Bezug auf den Wärmeerzeuger 608 in der Abstromseite des Strömungsweges des Messzielgases 30 angeordnet werden. Zusätzlich werden, um die Messgenauigkeit zu erhöhen, die Widerstände 652 und 654 so angeordnet, dass ihre Abstände zum Wärmeerzeuger 608 ungefähr gleich sind, und die Widerstände 656 und 658 werden so angeordnet, dass ihre Abstände zum Wärmeerzeuger 608 ebenfalls ungefähr gleich sind.
  • Eine Potentialdifferenz zwischen einem Knoten C und den Widerständen 652 und 656 und zwischen einem Knoten D und den Widerstände 654 und 658 wird in einem Eingangsstromkreis 614 durch den Anschluss 631 und 632 hergestellt. Um die Messgenauigkeit weiter zu erhöhen, wird jeder Widerstand der Brückenschaltung des Luftstromsensors 650 auf einen Sollwert eingestellt, zum Beispiel so, dass eine Positionsdifferenz zwischen Knoten C und D auf Null gesetzt wird, während der Durchfluss des Messzielgases 30 ebenfalls auf Null gesetzt wird. Daher gibt die CPU 612 am Anschluss 662, während die Potentialdifferenz zwischen den Knoten C und D beispielsweise auf Null gesetzt ist, ein elektrisches Signal aus, das eine Durchflussrate im Hauptkanal 124 von Null anzeigt. Dieses Ergebnis wird auf Basis des Messergebnisses ausgegeben, das durch Messung bei einer Durchflussrate des Messzielgases 30 von Null erzielt worden ist.
  • Wenn das Messzielgas 30 entlang der Pfeilrichtung in 20 strömt, werden die Widerstände 652 oder 654, die auf der Anstromseite liegen, vom Messzielgas 30 gekühlt. Die Widerstände 656 und 658, die in der Abstromseite des Messzielgases 30 liegen, werden vom durch den Wärmeerzeuger 608 erwärmten Messzielgas 30 erhitzt, so dass die Temperatur der Widerstände 656 und 658 steigt. Aus diesem Grund wird eine Potentialdifferenz zwischen den Knoten C und D der Brückenschaltung des Luftstromsensors 650 erzeugt und diese Potentialdifferenz wird über die Anschlüsse 631 und 632 an die Eingangsschaltung 614 angelegt. Die CPU 612 sucht nach Daten, die eine Beziehung zwischen der Durchflussrate des Hauptkanals 124 und der vorstehend erwähnten Potentialdifferenz anzeigen, und die im Speicher 618 basierend auf der Potentialdifferenz zwischen den Knoten C und D der Brückenschaltung im Luftstromsensor 650 gespeichert werden, um die Durchflussrate des Hauptkanals 124 zu erhalten. Ein elektrisches Signal, das die Durchflussrate des Hauptkanals 124 anzeigt, die auf diese Weise erhalten wurde, wird über den Anschluss 662 ausgegeben. Es wird angemerkt, dass die Anschlüsse 664 und 662, die in 20 veranschaulicht sind, obwohl sie mit neuen Bezugszeichen bezeichnet sind, dennoch im Verbindungsanschluss 412 von 5 (A) , 5 (B) , 6 (A) , 6 (B) oder 10, wie oben beschrieben, eingeschlossen sind.
  • Wie in 1 beschrieben, wird der Durchflussmesser 300 im Ansaugrohr vorgesehen und zur Messung der Ansaugluftmenge des internen Verbrennungsmotors verwendet. Bei einem bestimmten Betriebszustand des internen Verbrennungsmotors vollführt die Ansaugluft, die durch das Ansaugrohr strömt, eine pulsierende Bewegung, wobei die Ansaugluft anschließend weiter zum Einlassventil des internen Verbrennungsmotors hin strömt und zusätzlich das Phänomen auftritt, dass die Ansaugluft zurückströmt. Im Rückströmungszustand, der in 20 dargestellt wird, tritt eine negative Strömung im Durchflussmessers 30 in Bezug auf die durch den Pfeil angezeigte Richtung auf, das heißt die Ansaugluft strömt rückwärts. In dieser Rückströmung werden die Widerstände 652 und 654 vom Messzielgas 30 erhitzt, das durch den Wärmeerzeuger 608 erhitzt wird, während andererseits die Widerstände 656 und 658 vom zurückströmenden Messzielgas 30 gekühlt werden. Wie oben beschrieben, handelt es sich hierbei um den entgegengesetzten Vorgang zum Vorgang, in dem das Messzielgas 30 vorwärts strömt und eine Potentialdifferenz mit einer entgegengesetzten Polarität zur Durchflussrate in der Vorwärtsrichtung wird zwischen den Knoten C und D erzeugt. Die Strömungsrichtung des Messzielgases 30 kann anhand der Polarität einer Spannung erkannt werden, die über die Anschlüsse 631 und 632 erfasst wird, und die im Verbrennungsmotor tatsächlich aufgenommene Ansaugluftdurchflussrate kann durch Subtraktion der Durchflussrate in Rückwärtsrichtung von der erfassten Durchflussrate in Vorwärtsrichtung berechnet werden.
  • Der Speicher 618 speichert die Daten, die eine Beziehung zwischen der Potentialdifferenz zwischen den Knoten C und D und der Durchflussrate des Hauptkanals 124 anzeigen, einschließlich des Rückströmungszustandes. Es ist anzumerken, dass die Kalibrierungsdaten zur Reduzierung eines Messfehlers, beispielsweise einer Abweichung, die auf Basis des aktuellen Messwerts des Gases nach der Produktion des thermischen Durchflussmessers 300 abgeleitet wurde, im Speicher 618 gespeichert werden. Weiterhin ist anzumerken, dass der aktuelle Messwert des Gases nach der Produktion des thermischen Durchflussmessers 300 und der darauf basierende Kalibrierwert im Speicher 618 unter Verwendung des externen Anschlusses 306 oder des Kalibrierunganschlusses 307, der in 4 (A) und 4 (B) dargestellt ist, gespeichert werden. In dieser Ausführungsform wird der thermische Durchflussmessers 300 hergestellt, während ein Anordnungsverhältnis zwischen dem Bypasskanal, durch den das Messzielgas 30 strömt, und der Messfläche 430, oder ein Anordnungsverhältnis zwischen dem Bypass-Kanal, durch den das Messzielgas 30 strömt, und dem Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 mit einem hohen Genauigkeitsgrad und möglichst wenig Abweichungen eingehalten wird. Daher ist es möglich, durch eine Kalibrierung mit dem Kalibrierwert eine bemerkenswert hohe Genauigkeit des Messergebnisses zu erzielen.
  • 7.2 Konfiguration des Durchflussraten-Messkreises 601
  • 21 ist ein Konfigurationsschaltbild, das eine Schaltungsanordnung für den Luftstrom-Messabschnitt 602 der 20 darstellt, wie oben beschrieben. Der Luftstrom-Messabschnitt 602 wird aus einem Halbleiterchip mit einer rechteckigen Form hergestellt. Das Messzielgas 30 strömt entlang der Pfeilrichtung von der linken Seite zur rechten Seite des Luftstrom-Messabschnitts 602, der in 21 dargestellt ist. Wenn die Rückströmung auftritt, wird jedoch eine negative Strömung in Pfeilrichtung erzeugt, was bedeutet, dass eine Strömung in entgegengesetzter Richtung erzeugt wird. Der Luftstrom-Messabschnitt 602 führt, wie in 21 dargestellt, die Wärmeübertragung mit dem Messzielgas 30 durch, so dass nicht nur die Durchflussrate der Strömung in Vorwärtsrichtung, sondern auch die Durchflussrate des Zustandes, bei dem eine Strömung in Rückwärtsrichtung auftritt, gemessen werden kann. Eine Membran 672 mit einer rechteckigem Form wird im Luftstrom-Messabschnitt 602 gebildet. Die Membran 672 wird durch Reduzierung der Dicke des Halbleiterchips mit einem dünnen Bereich 603 versehen, der durch die gestrichelte Linie angedeutet wird. An der hinteren Oberfläche des dünnen Bereichs 603 wird ein Hohlraumabschnitt gebildet, der mit der Öffnung 438 in 12 (A) bis 12 (C) oder 5 verbunden wird, so dass der Gasdruck in Innern dieses Hohlraumabschnitts vom Druck des Gases abhängig ist, das aus der Öffnung 438 eingeleitet wird.
  • Durch eine Reduzierung der Dicke des dünnen Bereichs 603 der Membran 672 wird die Wärmeleitfähigkeit verringert und die Wärmeübertragung an die Widerstände 652, 654, 658 und 656 im dünnen Bereich 603 durch die Membran 672 wird unterdrückt, so dass die Temperaturen dieser Widerstände näherungsweise durch die Wärmeübertragung mit dem Messzielgas 30 bestimmt werden.
  • Der Wärmeerzeuger 608 wird in der Mitte des dünnen Bereichs 603 der Membran 672 angeordnet und der Widerstand 642 der Wärmesteuerbrücke 640 wird rund um den Wärmeerzeuger 608 angelegt. Des weiteren werden die Widerstände 644, 646, und 648 der Wärmesteuerbrücke 640 in der Außenseite des schmalen Bereichs 603 vorgesehen. Die Widerstände 642, 644, 646 und 648, die auf diese Weise gebildet werden, stellen die Wärmesteuerbrücke 640 dar.
  • Außerdem sind die Widerstände 652 und 654 als anstromseitige Widerstandstemperatursensoren und die Widerstände 656 und 658 als abstromseitige Widerstandstemperatursensoren so angeordnet, dass der Wärmeerzeuger 608 dazwischen liegt. Die Widerstände 652 und 654 als anstromseitige Widerstandstemperatursensoren werden auf der Anstromseite in Pfeilrichtung angeordnet, in der das Messzielgas 30 in Bezug auf den Wärmeerzeuger 608 strömt. Die Widerstände 656 und 658 als abstromseitige Widerstandstemperatursensoren werden auf der Abstromseite in Pfeilrichtung angeordnet, in die das Messzielgas 30 in Bezug auf den Wärmeerzeuger 608 strömt. Auf diese Weise wird die Brückenschaltung des Luftstromsensors 650 durch die Widerstände 652, 654, 656 und 658 im dünnen Bereich 603 gebildet. Die Beschreibung oben geht von einem Zustand aus, in dem das Messzielgas 30 in Vorwärtsrichtung fließt. Wenn jedoch die Rückströmung auftritt, wird bei der Strömung des Messzielgases 30 die Abstromseite zur Anstromseite.
  • Beide Enden des Wärmeerzeugers 608 sind mit jedem der Anschlüsse 624 und 629 verbunden, die in der unteren Hälfte von 21 veranschaulicht sind. Hier wird, wie in 20 dargestellt, der vom Transistor 606 an den Wärmeerzeuger 608 gelieferte Strom an den Anschluss 624 angelegt, und der Anschluss 629 wird mit Masse verbunden.
  • Die Widerstände 642, 644, 646 und 648 der Wärmesteuerbrücke 640 sind miteinander verbunden und an die Anschlüsse 626 und 630 angeschlossen. Wie in 20 dargestellt, wird der Anschluss 626 mit der vorgegebenen Spannung V3 aus dem Hauptstromkreis 622 versorgt und der Anschluss 630 wird mit Masse verbunden. Außerdem ist der Knoten zwischen den Widerständen 642 und 646 sowie der Knoten zwischen den Widerständen 646 und 648 entsprechend mit den Anschlüssen 627 und 628 verbunden. Wie in 21 dargestellt, gibt der Anschluss 627 ein elektrisches Potenzial des Knotens A zwischen den Widerständen 642 und 646 aus, und der Anschluss 627 gibt ein elektrisches Potenzial des Knotens B zwischen den Widerständen 644 und 648 aus. Der Anschluss 625 wird gemäß 20 mit einer vorgegebenen Spannung V2 aus dem Hauptstromkreis 622 versorgt und der Anschluss 630 wird als Masseanschluss an Masse gelegt. Außerdem ist ein Knoten zwischen den Widerständen 654 und 658 mit dem Anschluss 631 verbunden und der Anschluss 631 gibt ein elektrisches Potenzial des Knotens B von 20 aus. Der Knoten zwischen den Widerständen 652 und 656 ist mit dem Anschluss 632 verbunden und der Anschluss 632 gibt ein elektrisches Potenzial des Knotens C aus, wie in 19 veranschaulicht.
  • Weil der Widerstand 642 der Wärmesteuerbrücke 640, wie in 21 veranschaulicht, in der Nähe des Wärmeerzeugers 608 gebildet wird, ist es möglich, die Temperatur des Gases, das von der Wärme des Wärmeerzeugers 608 erhitzt wird, mit großer Genauigkeit zu messen. Unterdessen sind die Widerstände 644, 646 und 648 der Wärmesteuerbrücke 640, weil sie entfernt vom Wärmeerzeuger 608 angeordnet werden, von der Hitze des Wärmerzeugers 608 nicht leicht beeinflussbar. Der Widerstand 642 ist so konfiguriert, dass er empfindlich auf die Temperatur des vom Wärmeerzeugers 608 erhitzten Gases reagiert und die Widerstände 644, 646 und 648 sind so konfiguriert, dass sie nicht vom Wärmeerzeuger 608 beeinflusst werden. Aus diesem Grund ist die Messgenauigkeit für das Messzielgas 30 unter Verwendung der Wärmesteuerbrücke 640 hoch und die Steuerung zur Erwärmung des Messzielgases 30 durch nur eine vordefinierte Temperatur, ausgehend von dessen Anfangstemperatur, kann mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden.
  • In dieser Ausführungsform wird ein Spalt an der Rückseite der Membran 672 gebildet, der mit der Öffnung 438 verbunden ist, wie in den 12 (A) bis 12 (C) oder 5 (A) und 5 (B) dargestellt, so dass sich eine Differenz zwischen dem Druck des Spalts an der Rückseite der Membran 672 und dem Druck auf der Vorderseite der Membran 672 nicht erhöht. Es ist möglich, eine Verformung der Membran 672, die durch diese Druckdifferenz verursacht wird, zu unterdrücken. Dies trägt zu einer erhöhten Messgenauigkeit der Durchflussrate bei.
  • Wie oben beschrieben, wird die Wärmeleitung der Membran 672 durch Bilden des dünnen Bereichs 603 und durch Reduzierung der Dicke des dünnen Bereichs 603 in der Membran 672 so wenig wie möglich unterdrückt. Da der Einfluss der Wärmeleitung durch die Membran 672 unterdrückt wird, neigen die Brückenschaltung des Luftstromsensors 650 oder der Wärmesteuerbrücke 640 stärker dazu, auf die Temperatur der Messzielgases 30 zu reagieren, so dass der Messvorgang verbessert wird. Aus diesem Grund wird eine hohe Messgenauigkeit erzielt.
  • 9. Temperaturmessung des Messzielgases 30
  • 9.1 Aufbau des Temperaturmessabschnitts 452 und Auswirkungen daraus
  • Wie in 2 (A) und 2 (B) bis 6 (A) und 6 (B) dargestellt, wird die Temperatur des Messzielgases 30 durch den Temperaturmessabschnitt 452 gemessen, der im thermischen Durchflussmesser 300 vorgesehen ist. Der Temperaturmessabschnitt 452 ragt nach außen, das heißt zur Anstromseite hin, aus dem Gehäuse 302 hervor, und hat als eine solche Struktur direkten Kontakt mit dem Messzielgas 30. Mit diesem Aufbau wird die Genauigkeit der Temperaturmessung des Messzielgases 30 verbessert. Der Aufbau ist dergestalt, dass die Temperatur des Gases, das von der Anstromseite her in die Einlassöffnung 343 in einer Richtung strömt, die entlang der Strömung des Messzielgases 30 verläuft, durch den Temperaturmessabschnitt 452 gemessen wird, und dass das Gas weiterhin zum Halsabschnitt des Temperaturmessabschnitts 452 hin strömt, welcher den Abschnitt zur Stützung des Temperaturmessabschnitts 452 darstellt, so dass das Gas die Temperatur des Abschnitts kühlt, der den Temperaturmessabschnitt 452 stützt, um dessen Temperatur der Temperatur des Messzielgases 30 anzunähern. Mit einem solchen Aufbau wird die Messgenauigkeit verbessert.
  • Die Temperatur des Ansaugrohrs, das als Hauptkanal 124 dient, ist im Vergleich zur Temperatur des Messzielgases 30 wesentlich höher und die Wärme wird über eine anstromseitige Außenwand im Messabschnitt 310 vom Flansch 312 oder von der Wärmedämmung 315 zum Stützabschnitt für den Temperaturmessabschnitt 452 übertragen, so dass die Temperaturmessgenauigkeit beeinflusst werden kann. Der zuvor erwähnte Stützabschnitt wird gekühlt, wenn das Messzielgas 30 vom Temperaturmessabschnitt 452 gemessen wird, und fließt dann entlang des Stützabschnitts des Temperaturmessabschnitts 452. Daher ist es möglich, die Wärmeübertragung durch die anstromseitige Außenwand innerhalb des Messabschnitts 310 vom Flansch 312 oder von der Wärmeisolierung 315 auf den Stützabschnitt des Temperaturmessabschnitts 452 zu unterdrücken.
  • Insbesondere im Stützabschnitt des Temperaturmessabschnitts 452 hat die anstromseitige Außenwand innerhalb des Messabschnitts 310 eine konkave Form zur Abstromseite hin. Daher ist es möglich, die Länge zwischen der anstromseitigen Außenwand innerhalb des Messbereichs 310 und dem Temperaturmessabschnitt 452 zu vergrößern. Wenn sich die Länge des Wärmeleitungsbereichs erhöht, erhöht sich auch die Länge des Kühlabschnitts, der das Messzielgas 30 zur Kühlung verwendet. Deshalb ist es möglich, den Einfluss der Wärme des Flansches 312 oder der Wärmeisolierung 315 zu reduzieren. Entsprechend wird dadurch die Messgenauigkeit erhöht.
  • Da die anstromseitige Außenwand konkav zur Abstromseite hin geformt ist, das heißt, zur Innenseite des Gehäuses 302, ist es möglich, die Befestigung mit der abstromseitigen Außenwand 335 des Gehäuses 302 bereitzustellen und eine leichte Befestigung des Schaltungspakets 400, wie nachfolgend beschrieben, durchzuführen. Außerdem wird dadurch der Vorsprung 424 verstärkt, der den Temperaturmessabschnitt 452 aufweist (siehe 12).
  • Wie oben unter Bezugnahme auf 2(A) und 2(B) sowie 3 (A) und 3(B) beschrieben, wird die Einlassöffnung 343 in der Anstromseite des Messzielgases 30 in der Ummantelung 301 vorgesehen, und das Messzielgas 30, das von der Einlassöffnung 343 eingeleitet wird, strömt um den Temperaturmessabschnitt 452 herum und wird weiter durch die vorderseitige Auslassöffnung 344 und durch die rückseitige Auslassöffnung 345 zum Hauptkanal 124 hin geleitet. Der Temperaturmessabschnitt 452 misst die Temperatur des Messzielgases 30 und der Außenanschluss 306 des externen Anschlusses 305 gibt ein elektrisches Signal aus, das die auf diese Weise gemessene Temperatur repräsentiert. Die Ummantelung 301 des thermischen Durchflussmessers 300 beinhaltet die vordere Abdeckung 303, die hintere Abdeckung 304 und das Gehäuse 302, und das Gehäuse 302 weist eine Vertiefung zur Bildung der Einlassöffnung 343 auf. Die Vertiefung wird durch den Außenwand-Hohlabschnitt 366 hergestellt (siehe 5 und 6). Die vorderseitige Auslassöffnung 344 und die rückseitige Auslassöffnung 345 werden durch Bohrungen in der vorderen Abdeckung 303 und in der hinteren Abdeckung 304 hergestellt. Wie im Folgenden beschrieben, wird der Temperaturmessabschnitt 452 am vorderen Endabschnitt des Vorsprungs 424 vorgesehen und ist mechanisch schwach. Die vordere Abdeckung 303 und die hintere Abdeckung 304 dienen zum Schutz des Vorsprungs 424 vor mechanischen Stoßbelastungen.
  • Wie in 8 (A) bis 8 (C) oder 9 (A) bis 9 (C) dargestellt, wird der vordere Schutzabschnitt 322 oder der hintere Schutzabschnitt 325 in der vorderen Abdeckung 303 beziehungsweise in der hinteren Abdeckung 304 geformt. Wie in 2(A), 2(B), 3(A) oder 3(B) dargestellt, ist der vordere Schutzabschnitt 322, der sich in der vorderen Abdeckung 303 befindet, auf der Vorderseite der Einlassöffnung 343 angebracht und der hintere Schutzabschnitt 325, der sich in der hinteren Abdeckung 304 befindet, ist auf der Rückseite der Einlassöffnung 343 angebracht. Der Temperaturmessabschnitt 452, der in der Einlassöffnung 343 angeordnet ist, wird vom vorderen und hinteren Schutzabschnitt 322 und 325 geschützt, so dass der Temperaturmessabschnitt 452 vor mechanischen Beschädigungen geschützt ist, die durch einen Zusammenstoß des Temperaturmessabschnitts 452 mit einem Gegenstand während der Produktion oder beim Verladen auf ein Fahrzeug verursacht werden können.
  • Wie in 12 (A) bis 12 (C) sowie in 16 (A) und 16 (B) dargestellt, ist der Halsabschnitt des Vorsprungs 424, der den Temperaturmessabschnitt 452 stützt, auf solche Weise konfiguriert, dass der Halsabschnitt zum vorderen Ende hin allmählich immer dicker wird, und dass das Messzielgas 30, das durch die Einlassöffnung 343 eingeleitet worden ist, entlang des Halsabschnitts fließt, der allmählich immer dicker wird, und dadurch die Kühlwirkung erhöht wird. Der Halsabschnitt des Vorsprungs 424 befindet sich in der Nähe des Durchflussmesskreises und es ist wahrscheinlich, dass er von der Wärme des Durchflussmesskreises beeinträchtigt wird. Außerdem wird eine Leitung 548 zum Anschluss des Temperaturmesselements 518, das am Temperaturmessabschnitt 452 vorgesehen ist, in den Halsabschnitt des Vorsprungs 424 eingebettet. Dadurch kann die Wärme mithilfe der Leitung 548 übertragen werden. Der Halsabschnitt des Vorsprungs 424 wird dicker ausgeführt und die Größe der Kontaktfläche mit dem Messzielgas 30 wird vergrößert, wodurch der Kühleffekt erhöht werden kann.
  • 9.2 Aufbau des Temperaturmessabschnitts 452 und des Vorsprung 424 sowie entsprechende Auswirkungen
  • Das Schaltungspaket 400 beinhaltet den Vorsprung 424 und den Schaltungshauptkörper 422 einschließlich der Verarbeitungseinheit 604 und des Luftstrom-Messabschnitts 602, der später erläutert wird, zur Messung der Durchflussrate. Wie in 2 (A) und 2 (B) dargestellt, ragt der Vorsprung 424 mit einer solchen Form hervor, dass er sich von der Seitenfläche des Schaltungshauptkörpers aus 422 weiter in die Anstromrichtung des Messzielgases 30 erstreckt. Am vorderen Ende des Vorsprungs 424 ist der Temperaturmessabschnitt 452 vorgesehen und das Temperaturmesselement 518 ist im Innern des Temperaturmessabschnitts 452 eingebettet, wie in 12 (A) bis 12 (C) veranschaulicht. Der Verbindungsabschnitt zwischen dem Vorsprung 424 und dem Schaltungshauptkörper 422 ist mit den Neigungsabschnitten 462 und 464 versehen, wie in 12 (A) bis 12(C) sowie in 16(A) und 16(B) dargestellt. Mit dem Neigungsabschnitt 462 oder 464 wird der Halsabschnitt des Vorsprungs 424 so hergestellt, dass er über eine Form verfügt, bei der der Hals des Vorsprungs 424 dicker gestaltet wird, und der Vorsprung 424 in Richtung des vorderen Endes allmählich immer dünner wird. Der Halsabschnitt des Vorsprungs 424 besitzt eine solche Form, dass die Größe der Querschnittsfläche, die quer zur Achse des Vorsprungs in Verlaufsrichtung des Vorsprungs in Richtung zum vorderen Ende hin immer geringer wird.
  • Wie oben beschrieben, wird die Verbindung hergestellt, um solch eine Struktur zu erzeugen, die sich am Verbindungspunkt zwischen der Vorderseite des Vorsprungs 424 und der Vorderseite des Schaltungspakets 400 allmählich ändert. Deshalb ermöglicht diese Form, wenn das Schaltungspaket 400 durch eine Harzformung gebildet wird, die Verwendung des Verfahrens mit einem fließfähigen Harz und einem im Innern der Gussform angebrachten Blatt, das zum Schutz der Elemente dient, wobei das Haftvermögen zwischen Blatt und Oberfläche im Innern der Gussform verbessert wird, und dadurch zusätzlich die Zuverlässigkeit erhöht wird. Wenn die Vorderseite starken Änderungen ausgesetzt ist, wird eine übermäßige Kraft auf das Blatt ausgeübt, die eine Verschiebung am Kontaktabschnitt zwischen dem Blatt und der Oberfläche der Innenwand der Gussform verursacht. Dadurch entsteht das Problem, dass die Harzformung nicht zufriedenstellend ausgeführt werden kann. Die mechanische Festigkeit des Vorsprungs 424 ist gering, so dass er leicht am Hals brechen kann. Wenn der Vorsprung 424 eine solche Form aufweist, dass der Hals des Vorsprungs 424 dicker gemacht wird und der Vorsprung 424 allmählich in Richtung zum vorderen Endes hin immer dünner wird, kann die Spannungskonzentration am Hals abgeschwächt werden und dem Vorsprung 424 eine vorteilhaftere mechanische Festigkeit verliehen werden. Wenn der Vorsprung 424 durch ein Harzformung hergestellt wird, ist die Entstehung von Krümmungen oder ähnlichen Effekten wegen des Effekts der Volumenänderung bei der Aushärtung des Harzes wahrscheinlich. Dieser Effekt lässt sich reduzieren. Um die Temperatur des Messzielgases 30 so genau wie möglich messen zu können, sollte die vorstehende Länge so groß wie möglich konfiguriert werden. Die Wärmeübertragung vom Schaltungshauptkörper 422 auf das Temperaturerfassungselement 518 im Temperaturerfassungsabschnitt 452 kann auf einfache Weise verringert werden, indem die vorstehende Länge des Vorsprungs 424 vergrößert wird.
  • Wie in 12(B) und 12(C) gezeigt, ist der Hals des Vorsprungs 424 dick ausgebildet und der Hals des Vorsprungs 424 ist vom Gehäuse 302 umgeben, wobei das Schaltungspaket 400 am Gehäuse 302 befestigt ist. Wenn der Halsabschnitt des Vorsprungs 424 vom Harz des Gehäuses 302 auf diese Weise bedeckt ist, kann ein Bruch des Vorsprungs 424 durch mechanische Stoßbelastung verhindert werden.
  • Die Wärmeübertragung mit anderen Zielen als dem Messzielgas 30 muss so stark wie möglich reduziert werden, um die Temperatur des Messzielgases 30 mit hohem Genauigkeitsgrad messen zu können. Der Vorsprung 424, der den Temperaturmessabschnitt 452 stützt, ist so konfiguriert, dass der vordere Endabschnitt in seiner Form dünner als dessen Hals ist, und dass der vordere Endabschnitt davon mit dem Temperaturmessabschnitt 452 versehen ist. Diese Form reduziert den Einfluss der Wärme vom Halsabschnitt des Vorsprungs 424 auf den Temperaturmessabschnitt 452.
  • Nachdem die Temperatur des Messzielgases 30 mithilfe des Temperaturmessabschnitts 452 gemessen wurde, strömt das Messzielgas 30 am Vorsprung 424 entlang, und die Temperatur des Vorsprungs 424 nähert sich an die Temperatur des Messzielgases 30 an. Dementsprechend wird der Einfluss der Temperatur des Halsabschnitts des Vorsprungs 424 auf den Temperaturmessabschnitt 452 unterdrückt. Insbesondere ist in dieser Ausführungsform die nähere Umgebung des Vorsprungs 424 des Temperaturmessabschnitts 452 dünn ausgeführt, und der Vorsprung verdickt sich hin zur Basis des Vorsprungs 424. Daher strömt das Messzielgas 30 an der Form dieses Vorsprungs 424 entlang, so dass der Vorsprung 424 wirkungsvoll gekühlt wird.
  • In 12(A) bis 12(C) deutet der schraffierte Abschnitt im Halsabschnitt des Vorsprungs 424 eine Befestigungsfläche 432 an, die mit dem Harz bedeckt ist, das im zweiten Harzformprozess das Gehäuse 302 bildet. Der schraffierte Abschnitt im Halsabschnitt des Vorsprungs 424 ist mit einer Vertiefung versehen. Dabei wird deutlich, dass der Abschnitt in der Vertiefung nicht vom Harz des Gehäuses 302 bedeckt ist. Durch die Herstellung dieses Abschnitts derart, dass er in der Vertiefung nicht mit dem Harz des Gehäuses 302 bedeckt ist, sowie des Halsabschnittes wie oben beschrieben, kann der Vorsprung 424 leichter vom Messzielgas 30 gekühlt werden. Obwohl der schraffierte Abschnitt in 16(A) und 16 (B) nicht dargestellt wird, ist er wie in den 12 (A) bis 12(C) gezeigt angeordnet.
  • Das Schaltungspaket 400 ist ausgestattet mit dem Verbindungsanschluss 412 zur Stromversorgung des eingebetteten Luftstrom-Messabschnitts 602 oder der Verarbeitungseinheit 604 und zur Ausgabe der Messwerte für Durchfluss oder Temperatur. Zusätzlich gibt es einen Anschluss 414 zur Überprüfung der korrekten Funktionsweise des Schaltungspakets 400 oder zur Feststellung von Störungen, die in einer Schaltungskomponente oder an einem Anschluss dieser Komponenten entstehen können. In dieser Ausführungsform wird das Schaltungspaket 400 durch Spritzpressverfahren zur Bildung des Luftstrom-Messabschnitts 602 oder der Verarbeitungseinheit 604 mittels eines thermohärtenden Harzes im ersten Harzformprozess gebildet. Durch das Spritzpressverfahren kann die Maßhaltigkeit des Schaltungspakets 400 erhöht werden. Beim Spritzpressprozess sollte jedoch überprüft werden, ob ein Defekt am Luftstrom-Messabschnitt 602 oder an der Verarbeitungseinheit 604 und der entsprechenden Verdrahtung für das Schaltungspaket 400 vorliegt, da das Harz mit hohem Druck ins Innere der geschlossenen Gussform gepresst wird, in der der Luftstrom-Messabschnitt 602 oder die Verarbeitungseinheit 604 eingebettet sind. In dieser Ausführungsform ist ein Inspektionsanschluss 414 vorgesehen und die Inspektion wird für jedes der hergestellten Schaltungspakete 400 durchgeführt. Da der Inspektionsanschluss 414 nicht zum Messen genutzt wird, ist der Anschluss 414 nicht, wie oben beschrieben, an die innere Buchse des externen Anschlusses 361 angeschlossen. Zusätzlich ist jeder Verbindungsanschluss 412 mit einem Kurvenabschnitt 416 ausgestattet, um die mechanische Federkraft zu erhöhen. Wenn eine mechanische Federkraft in jedem Verbindungsanschluss 412 bereitgestellt wird, ist es möglich, die Spannung aufzunehmen, die durch unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten der Harze im ersten und zweiten Harzformprozess verursacht wird. Dazu kommt es, weil an jedem Verbindungsanschluss 412 beim ersten Harzinjektionsprozess thermische Ausdehnung auftritt, dagegen an der inneren Buchse des externen Anschlusses 361, die an jeden Verbindungsanschluss 412 angeschlossen ist, beim zweiten Harzinjektionsprozess thermische Ausdehnung auftritt. Deshalb ist es möglich, die durch die Unterschiede der Harze verursachte Spannung aufzunehmen.
  • 8.3 Herstellung der Neigungsabschnitte 462 und 464, die im Halsabschnitt des Vorsprungs 424 gebildet werden und entsprechende Auswirkungen
  • Wie bereits unter Bezugnahme auf 12 (A) bis 12 (C), 15 und 16(A) sowie 16(B) erläutert, sind die Neigungsabschnitte 462 und 464 im Halsabschnitt des Vorsprungs 424 vorgesehen. Mit dem Neigungsabschnitt 462 oder 464 wird der Halsabschnitt des Vorsprungs 424 so hergestellt, dass er über eine Form verfügt, bei der der Hals des Vorsprungs 424 dicker gestaltet wird, und der Vorsprung 424 in Richtung des vorderen Endes allmählich immer dünner wird. Das heißt genauer, wenn die Vorsprungsrichtung als Achse angenommen wird, weist der Vorsprung 424 in seinem Halsabschnitt eine Form auf, bei der sich die Größe einer Querschnittsfläche quer zu dieser Achse in Vorsprungsrichtung allmählich verringert.
  • Wenn das Schaltungspaket 400 durch eine Harzformung gebildet wird, und das flüssige Harz ins Innere der Gussform geleitet wird, an deren Innenseite ein Blatt zum Zweck befestigt ist, die Elemente zu schützen, und das Haftvermögen zwischen Blatt und Oberfläche im Innern der Gussform verbessert wird, wird zusätzlich auch die Zuverlässigkeit erhöht. Die mechanische Festigkeit des Vorsprungs 424 ist gering, so dass er leicht am Hals brechen kann. Wenn der Vorsprung 424 eine solche Form aufweist, dass der Hals des Vorsprungs 424 dicker gemacht wird und der Vorsprung 424 allmählich in Richtung zum vorderen Endes hin immer dünner wird, kann die Spannungskonzentration am Hals abgeschwächt werden und dem Vorsprung 424 eine vorteilhaftere mechanische Festigkeit verliehen werden. Wenn der Vorsprung 424 durch eine Harzformung hergestellt wird, ist die Entstehung von Krümmungen oder ähnlichen Effekten wegen des Effekts der Volumenänderung bei der Aushärtung des Harzes wahrscheinlich. Dieser Effekt lässt sich reduzieren. Um die Temperatur des Messzielgases 30 so genau wie möglich messen zu können, sollte die vorstehende Länge so groß wie möglich konfiguriert werden. Die Wärmeübertragung vom Schaltungshauptkörper 422 auf das Temperaturmesselement 518 im Temperaturmessabschnitt 452 kann auf einfache Weise reduziert werden, indem die vorstehende Länge des Vorsprungs 424 erhöht wird.
  • Wie in 12(B) und 12(C) gezeigt, ist der Hals des Vorsprungs 424 dick ausgebildet und vom Gehäuse 302 umgeben, wodurch das Schaltungspaket 400 am Gehäuse 302 befestigt ist. Wenn der Halsabschnitt des Vorsprungs 424 vom Harz des Gehäuses 302 auf diese Weise bedeckt ist, kann ein Bruch des Vorsprungs 424 durch mechanische Stoßbelastung verhindert werden.
  • Durch die Bereitstellung des Neigungsabschnitts 463 im Hals des Vorsprungs 424 kann der Halsabschnitt des Vorsprungs 424 eine solche Formgebung erhalten, dass der Hals des Vorsprungs 424 dicker gestaltet wird, und dass der Vorsprung 424 in Richtung des vorderen Endes allmählich immer dünner wird. Wenn das Schaltungspaket 400 durch eine Harzformung gebildet wird, erlaubt eine solche Formgebung die Verwendung des Verfahrens für ein fließfähiges Harz mit einem im Innern der Gussform angebrachten Blatt, das zum Schutz der Elemente dient, wobei das Haftvermögen zwischen Blatt und Oberfläche im Innern der Gussform verbessert und dadurch zusätzlich die Zuverlässigkeit erhöht wird. Die mechanische Festigkeit des Vorsprungs 424 ist gering, so dass er leicht am Hals brechen kann. Wenn der Vorsprung 424 eine solche Form aufweist, dass der Hals des Vorsprungs 424 dicker gemacht wird und der Vorsprung 424 allmählich in Richtung zum vorderen Endes hin immer dünner wird, kann die Spannungskonzentration am Hals abgeschwächt werden und dem Vorsprung 424 eine vorteilhaftere mechanische Festigkeit verliehen werden. Wenn der Vorsprung 424 durch eine Harzformung hergestellt wird, ist die Entstehung von Krümmungen oder ähnlichen Effekten wegen des Effekts der Volumenänderung bei der Aushärtung des Harzes wahrscheinlich. Dieser Effekt lässt sich reduzieren. Um die Temperatur des Messzielgases 30 so genau wie möglich messen zu können, sollte die vorstehende Länge so groß wie möglich konfiguriert werden. Die Wärmeübertragung vom Schaltungshauptkörper 422 auf das Temperaturmesselement 518 im Temperaturmessabschnitt 452 kann auf einfache Weise reduziert werden, indem die vorstehende Länge des Vorsprungs 424 erhöht wird.
  • In den 12(B) und 12(C) sowie 16(A) und 16(B) ist der Hals des Vorsprungs 424 dicker ausgebildet und vom Befestigungsabschnitt 3723 des Gehäuses 302 umgeben, so dass er vom Harz des Gehäuses 302 bei der Bildung des Bypasskanals bedeckt wird und somit eine Beständigkeit gegen mechanische Stoßbelastungen aufweist sowie ein Abbrechen des Vorsprungs 424 verhindert. In 12(A) bis 12(C) zeigt der schraffierte Abschnitt in der Darstellung des Schaltungspakets 400 die Befestigungsfläche 432, den Befestigungsabschnitt 3723 und eine Befestigungsfläche 434, wo das Schaltungspaket 400 vom Harz bedeckt ist, das im zweiten Harzformprozess verwendet wird, wenn das Gehäuse 302 durch den zweiten Harzformprozess gebildet wird, nachdem das Schaltungspaket 400 durch den ersten Harzformprozess hergestellt worden ist. Genauer beschrieben, erhöht sich die mechanische Festigkeit des Schaltungspakets 400 durch diese Befestigungsflächen, und insbesondere kann die mechanische Festigkeit am Hals des Vorsprungs 424 durch die Befestigungsfläche 432 erhöht werden. Darüber hinaus werden verschiedene Effekte, die in Bezug auf 12(A) bis 12(C) erklärt wurden, erreicht.
  • 10. Form der Abdeckung für die Temperaturmessung des Messzielgases 30
  • 10.1 Übersicht der Temperaturmessung des Messzielgases 30 und entsprechende Auswirkungen
  • Wie in 2 (A) und 2 (B) bis 3 (A) und 3 (B) dargestellt, wird das Messzielgas 30 von der Einlassöffnung 343 her eingeleitet, die zur Anstromseite hin offen ist, und die Temperatur des Messzielgases 30, das somit in den Temperaturmessabschnitt 452 eingeleitet wird, der im vorderen Endabschnitt des Vorsprungs 424 vorgesehen ist, wird gemessen. Der Temperaturmessabschnitt 452 wird im Schaltungspaket 400 zur Messung des Durchflusses bereitgestellt und der thermische Durchflussmesser 300 wird am Messziel angebracht, beispielsweise am Ansaugrohr, so dass nicht nur den Durchfluss, sondern auch die Temperatur des Messzielgases 30 gemessen werden kann und dadurch eine hervorragende Verarbeitbarkeit sichergestellt wird. Der Vorsprung 424 mit dem Temperaturmessabschnitt 452 ist an der Innenseite der Einlassöffnung 343 angeordnet, deren Umfang von der vorderen Abdeckung 303, der hinteren Abdeckung 304 und dem Gehäuse 302 umschlossen ist, wodurch ein vorteilhafterer Sicherheitszustand erzielt wird.
  • Um die Temperatur des Messzielgases 30 mit einem hohen Genauigkeitsgrad messen zu können, sollte so viel Messzielgas 30 wie möglich in Berührung mit dem Temperaturmessabschnitt 452 gebracht werden. Dazu sollte ein solcher Aufbau eingesetzt werden, dass die Wärme mit geringerer Wahrscheinlichkeit von anderen Wärmequellen auf den Temperaturmessabschnitt 452 übertragen wird. Wie mit Verweis auf 5 (A) und 5 (B) sowie 6(A) und 6(B) beschrieben wurde, ist der Temperaturmessabschnitt 452 an der vorderen Endseite des Vorsprungs 424 vorgesehen. Deshalb kommt das Messzielgas 30, das von der Einlassöffnung 343 her eingeleitet wird, die zur Anstromseite hin geöffnet ist, mit hoher Wahrscheinlichkeit mit dem Temperaturmessabschnitt 452 in Berührung und die Wärmeübertragung vom Hals zum vorderen Ende ist weniger wahrscheinlich, weil der Vorsprung 424 lang ist. Das Messzielgas 30, das von der Einlassöffnung 343 her eingeleitet wird, strömt entlang des Vorsprungs 424, weshalb ein solcher Aufbau vorgesehen wird, dass die vom Hals des Vorsprungs 424 an das vordere Ende übertragene Wärme durch das Messzielgas 30 gekühlt wird. Wegen dieses Aufbaus ist eine Beeinflussung durch andere Wärmequellen weniger wahrscheinlich. Aus diesen Gründen kann die Temperatur des Messzielgas 30 mit einem hohen Genauigkeitsgrad gemessen werden.
  • Weiterhin, wie oben mit Bezug auf 13 erklärt, wird die Leitung 548 zur Übertragung des elektrischen Signals des Temperaturmesselements 518 zur Temperaturmessung im Temperaturmessabschnitt 452 an die Verarbeitungseinheit 604, welche die Steuerschaltung zur Temperaturmessung darstellt, von der Leitung 544 abgetrennt, die mit dem Temperaturmesselement 518 verbunden ist, und das elektrische Signal des Temperaturmesselements 518 wird so konfiguriert, dass es über eine Anschlussleitung 546, die einen hohen Wärmewiderstand aufweist, an die Leitung 548 übertragen wird. Gemäß dieser Konfiguration werden die Auswirkungen der über die Leitung 548 übertragenen Wärme reduziert. Dies hat eine Erhöhung der Messgenauigkeit zur Folge.
  • Weil das Temperaturmesselement 518 andererseits mit der Leitung 544 verbunden ist, wird das Temperaturmesselement 518 sicher von der Leitung 544 gehalten, und somit eine höhere Zuverlässigkeit gewährleistet. Die in 13 gezeigte Schaltung wird anschließend im Spritzpressverfahren hergestellt und der Vorsprung 424 wird geformt. Da das Temperaturmesselement 518 an der Leitung 544 befestigt ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass es durch das Spritzpressverfahren beschädigt wird. Dadurch erweist sich dieses Vorgehen auch hinsichtlich der Produktivität als vorteilhaft.
  • Wie in 2 (A) und 2 (B) bis 3 (A) und 3 (B) dargestellt, wird der vordere Schutzabschnitt 322 beziehungsweise der hintere Schutzabschnitt 325 zum Schutz des vorderen Endabschnitts des Vorsprungs 424 in der vorderen Abdeckung 303 beziehungsweise in der hinteren Abdeckung 304 gebildet. Der Vorsprung 424 ist dadurch mechanisch geschützt. Außerdem sind die vordere Auslassöffnung 344 oder die hintere Auslassöffnung 345 am Halsabschnitt des Vorsprungs 424 vorgesehen. Die Außenflächen der vorderen Abdeckung 303 und der hinteren Abdeckung 304 sind eben und die Strömungsgeschwindigkeit des Messzielgases 30 außerhalb der vorderen Auslassöffnung 344 oder der hinteren Auslassöffnung 345 ist hoch. Der Druck ist daher geringer als der auf der Innenseite der vorderen Auslassöffnung 344 oder der hinteren Auslassöffnung 345. Daher wird das durch die Einlassöffnung 343 eingeleitete Messzielgas 30 über die vordere Auslassöffnung 344 und die hintere Auslassöffnung 345 nach außen abgeleitet. Da die Einlassöffnung 343 anstromseitig offen ist, wird der dynamische Druck des Messzielgases 30 auf die Einlassöffnung 343 aufgebracht. Demzufolge wird eine ausreichende Menge des Messzielgases 30 durch die Einlassöffnung 343 eingeleitet und dessen Temperatur gemessen, während der Vorsprung 424 gekühlt wird, und anschließend wird das Messzielgas 30 über die vordere Auslassöffnung 344 und die hintere Auslassöffnung 345 in den Hauptkanal 124 abgeleitet. Wie oben beschrieben, wird die Temperatur des Messzielgases 30 mit einem hohen Genauigkeitsgrad gemessen.
  • 11. Andere Ausführungsform zur Reduzierung der Messfehler bei der Durchflussmessung aufgrund einer Rückströmung durch Verwirbelung
  • 11.1 Ausführung unter Verwendung der Wand 4217 des Einlassöffnungsseiten-Bypasskanals 4232
  • Die Ursache eines Messfehlers bei der Durchflussmessung im Zustand der Rückströmung des Messzielgases 30, wenn dieses in den Hauptkanal 124 strömt, ist bereits mit Bezugnahme auf 10 und 11 erklärt worden. Ein Überblick über die Gegenmaßnahmen zur Beseitigung der Ursachen ist bereits mit Bezugnahme auf 10 erläutert worden. Eine andere Ausführungsform gemäß 10 wird unter Bezugnahme auf 22(A) und 22(B) bis 26 erklärt. 4(A) ist eine Vorderansicht, die einen Abschnitt des thermischen Durchflussmessers 300 zeigt. 22 (B) ist eine Rückansicht, die einen Abschnitt des thermischen Durchflussmessers 300 zeigt. Bei 23 (A) und 23 (B) handelt es sich um perspektivische Darstellungen der 22 (A) . 23 (A) und 23 (B) geben einen anderen Betrachtungswinkel vom Standpunkt des Betrachters in den perspektivischen Darstellungen wieder. Insbesondere ist 23(A) eine Darstellung von einem Betrachtungsstandpunkt aus, der die Auslassöffnung 352 zeigt und 23 (B) eine, welche die Einlassöffnung 350 zeigt. 24 (A) ist eine Vorderansicht, die einen Abschnitt des Gehäuses 302 zeigt. 24 (B) ist eine Rückansicht, die einen Abschnitt des Gehäuses 302 zeigt. In den Beschreibungen von 24 (A) und 24(B) wird eine Auslassöffnungsseiten-Kammeröffnung 4215 praktisch in den Abschnitten gebildet, die besonders durch eine Kreuzschraffur gekennzeichnet sind. Der mit einer Kreuzschraffur gekennzeichnete Abschnitt ist ein Raum zur Erzeugung der Auslassöffnungsseitenkammer 4216 zur Abschwächung der Verwirbelung 4242, wie in 10 gezeigt. Die Kreuzschraffur wird hier insbesondere zur Hervorhebung dieses Raumes eingesetzt. 25(A) ist eine perspektivische Darstellung von 24(A). 25(B) ist eine perspektivische Darstellung von 24 (B). 26 stellt die Ansicht eines Querschnitts dar, der entlang der Linie B-B in 22(A) entnommen wird.
  • In 22 (A), 23 (B) und 25 (B) wird, wenn das Messzielgas 30 in Vorwärtsrichtung in den Hauptkanal 124 strömt, ein Teil des Messzielgases 30 entnommen und durch die in 23(B) gezeigte Einlassöffnung in den Bypasskanal geleitet. Im Abschnitt der Einlassöffnung 350 wird die Einlassrinne 351 zur Bildung der Einlassöffnung 350 im Gehäuse 302 gebildet, wie in 24(B) gezeigt. Die Einlassöffnung 350 wird aus der Einlassrinne 351 und der hinteren Abdeckung 304 hergestellt, und ein Teil des Messzielgases 30, das den Hauptkanal 124 durchströmt, wird durch die Einlassöffnung 350 erfasst. Das durch die Einlassöffnung 350 erfasste Messzielgas 30 strömt am Einlassöffnungsseiten-Bypasskanal 4232 entlang, der durch die in 24 (B) gezeigte Bypass-Kanalrinne auf der Rückseite 334 gebildet wird, und die Strömungsgeschwindigkeit des auf diese Weise erfassten Messzielgases 30 wird von der Messfläche 430 gemessen, die als Durchflussmesskanal dient (nicht abgebildet) und der Durchfluss des den Hauptkanal 124 durchströmenden Messzielgases 30 wird auf Grundlage der Daten ausgegeben, die aus der auf diese Weise gemessenen Durchflussgeschwindigkeit vorgehalten worden sind.
  • Nach der Messung des durch die Einlassöffnung 350 erfassten Messzielgases 30 durch die Messfläche 430, die als Durchflussmesskanal dient, strömt das durch die Einlassöffnung 350 erfasste Messzielgas 30 durch den Auslassöffnungsseiten-Bypasskanal 4234, der durch die Bypass-Kanalrinne auf der Vorderseite 332 gebildet wird, wie in 24(A) gezeigt, und wird in den Raum zur Formung der Auslassöffnungsseitenkammer 4216 geleitet, der mit einer Kreuzschraffur hervorgehoben ist. Die Auslassöffnungsseitenkammer 4216 wird von der vorderen Abdeckung 303 und der hinteren Abdeckung 304 gebildet und geht über beide Oberflächen des Gehäuses 302 sowie der Auslassöffnungsseiten-Kammeröffnung 4215, die durch die vordere Rückseite hindurchgeht, welche im Gehäuse 302 gebildet wird.
  • Wie in 22 (A) und 22 (B) gezeigt, werden entsprechende Kerben im Abschnitt in der Nähe der Auslassöffnung 352 der vorderen Abdeckung 303 und der hinteren Abdeckung 304 gebildet, wobei sich die Form von der Form in der näheren Umgebung der Einlassöffnung 350 der hinteren Abdeckung 304 unterscheidet. In der Nähe der Einlassöffnung 350 hat die hintere Abdeckung 304 eine solche Form gemäß des Seitenendes des Gehäuses 302, dass das Ende der Rückseite des Gehäuses 302 davon bedeckt wird. Auf der anderen Seite werden die Kerben entsprechend im Abschnitt in der Nähe der Auslassöffnung 352 der vorderen Abdeckung 303 und der hinteren Abdeckung 304 gebildet, und wegen dieser Kerben ragen der Endabschnitt der rechten Seitenfläche des Gehäuses 302 und ein Abschnitt der Auslassöffnungsseitenkammer 4216 aus dem Endabschnitt in der Nähe der Auslassöffnung 352 der vorderen Abdeckung 303 und der hinteren Abdeckung 304 hervor. Daher strömt das durch die Einlassöffnung 350 erfasste Messzielgas 30 durch den Einlassöffnungsseiten-Bypasskanal 4232, weiter durch den Auslassöffnungsseiten-Bypasskanal 4234 und wird anschließend zur Auslassöffnungsseitenkammer 4216 geleitet. Aus der Auslassöffnungsseitenkammer 4216 wird das Messzielgas 30 in den Hauptkanal 124 geleitet. Dies geschieht durch die Auslassöffnungslöcher, die von den Kerben der vorderen Abdeckung 303 und der hinteren Abdeckung 304 sowohl auf der Vorderseite, als auch auf der Rückseite des thermischen Durchflussmessers 300 gebildet werden. Weiterhin wird das Messzielgas 30, wie in 23 (A) gezeigt, zur Abstromseite des thermischen Durchflussmessers hin abgeleitet, und zwar nicht nur von den Auslassöffnungslöchern auf beiden Seiten, der Vorder- und der Rückseite des thermischen Durchflussmessers 300, sondern auch vom Auslassöffnungsloch 4222, das in Abstromrichtung der Auslassöffnungsseitenkammer 4216 gebildet wird. Wie nachfolgend erklärt, strömt das Messzielgas 30, das direkt rückwärts zum Auslassöffnungsloch 4222 hin strömt, in dieses hinein, und der dynamische Druck des rückwärts strömenden Messzielgases 30 wird über die Auslassöffnung 4222 auf die Innenseite der Auslassöffnungsseitenkammer 4216 aufgebracht.
  • 25 (A) und 25 (B) sind perspektivische Darstellungen eines Abschnitts des Gehäuses 302. In 25(A) wird das Messzielgas 30, das an der Bypass-Kanalrinne auf der Vorderseite 332 zur Bildung des Auslassöffnungsseiten-Bypasskanals 4234 entlang strömt, zum Auslassöffnungsseiten-Kammerloch 4215 hin geleitet, das hervor steht, um die Auslassöffnungsseitenkammer 4216 zu bilden. Das zur Auslassöffnungsseitenkammer 4215 hin geleitete Messzielgas 30 wird in den Hauptkanal 124 abgeleitet. Dies geschieht durch die Öffnung, die auf der Abstromseite gebildet wird, sowie durch die Öffnungen, die von den Kerben der vorderen Abdeckung 303 und der hinteren Abdeckung 304 sowohl auf der Vorderseite, als auch auf der Rückseite des thermischen Durchflussmessers 300 gebildet werden.
  • Der Querschnitt entlang der Linie B-B von 22 (A) wird in 26 dargestellt. Ein Hauptunterschied zwischen der in 10 gezeigten Ausführung und der in 26 gezeigten Ausführung wird im Folgenden erläutert. In der in 10 gezeigten Ausführung funktioniert die Wand 4217 als Führung zur Abschwächung der Verwirbelung 4242, die zusammen mit der Rückströmung 3030 des Messzielgases 30 vom Auslassöffnungsloch 4222 durch den Vorsprung gebildet wird, der in der hinteren Abdeckung 304 vorgesehen ist. In der in 26 gezeigten Ausführung wird die Wand 4217 hingegen unter Verwendung jener Wand gebildet, die den Einlassöffnungsseiten-Bypasskanal 4232 und die Auslassöffnungsseitenkammer 4216 voneinander trennt. Die hintere Abdeckung 304 muss nicht mit einem Vorsprung zur Führung versehen werden und die in 26 gezeigte Ausführung weist Vorteile im Hinblick auf die Harzformeigenschaften auf, wodurch die Abdeckung mit einem hohen Grad an Maßhaltigkeit geformt werden kann. Außerdem kann im Harzformprozess zur Bildung des Gehäuses 302 die Form durch die Gussform zur Bildung des Lochs für die Auslassöffnungsseitenkammer 4216, die Bypass-Kanalrinne auf der Vorderseite 332 und die Bypass-Kanalrinne auf der Rückseite 334 bestimmt werden, und die Form der Auslassöffnung kann daher mit einem äußerst hohen Grad an Genauigkeit gebildet werden. Daher lässt sich der Durchfluss des rückwärts strömenden Messzielgases 30 mit äußerst hoher Genauigkeit messen. Hierbei wird ein solcher Aufbau verwendet, dass die Wirbelunterdrückungseinheit 4214 in der Strömungsachse des Auslassöffnungsseiten-Bypasskanals 4234 vorgesehen wird, so dass eine Verwirbelung 4242 nicht direkt durch die Öffnung in den Auslassöffnungsseiten-Bypasskanal 4234 eindringen kann. Weil ein solcher Aufbau mit der Gussform durch die Formung des Gehäuses 302 hergestellt wird, kann ein äußerst hoher Grad der Formungsgenauigkeit gewährleistet werden. Wie oben beschrieben, lässt sich somit der Durchfluss des Messzielgases 30 in Vorwärts- und in Rückwärtsrichtung mit einem äußerst hohen Grad an Genauigkeit messen.
  • Wie bereits unter Bezug auf 10 und 11 erklärt, wird die Wirbelunterdrückungseinheit 4214 vorgesehen, um die Strömungsachse 4235 zu blockieren, bei der es sich um die Strömungsachse des Auslassöffnungsseiten-Bypasskanals 4234 in 26 handelt, und daher kann die Auswirkung der Verwirbelung 4242, welche die Ursache des Fehlers darstellt, der durch die Kurvendarstellung 4916 in 11 gezeigt wird, reduziert werden. Weil die Rückströmung 3030 des Messzielgases 30 so konfiguriert ist, dass sie durch das Auslassöffnungsloch 4222 erfasst wird, wird der dynamische Druck aufgrund der Rückströmung 3030 gemäß Konfiguration auf die Auslassöffnungsseitenkammer 4216 aufgebracht. Hierdurch kann der Fehler reduziert werden, der durch eine unzureichende Erfassung des Messzielgases 30 verursacht wird, das zurück in den Bypasskanal strömt, was die Ursache für den Fehler gemäß Kurvenform 4912 in 11 darstellt. Wie oben beschrieben, kann der Strömungsweg der Rückströmung 3030 des Messzielgases 30 im großen Umfang in der Auslassöffnungsseitenkammer 4216 geändert werden, und die Verwirbelung 4242, die zusammen mit der Rückströmung 3030 in die Auslassöffnungsseitenkammer 4216 eingeleitet wird, kann abgeschwächt werden, so dass die Ursache des Fehlers, wie er durch die Kurvenform 4916 in 11 wiedergegeben wird, aufgrund dieser Verwirbelung ebenfalls beseitigt werden kann.
  • Die Öffnungsfläche der Auslassöffnungs-Öffnung 4222 für das Erfassen der Rückströmung 3030 ist bevorzugt senkrecht zur Achse 4235 der Strömung des Messzielgases 30 im Hauptkanal 124, aber die Ausführungsform ist nicht darauf begrenzt. Alternativ kann sie geneigt sein. Insbesondere ist es wichtig, das Messzielgas 30, das rückwärts strömt, ausreichend zu erfassen, und selbst wenn die Öffnungsfläche der Auslassöffnungs-Öffnung 4222 etwas gegenüber dem Winkel geneigt ist, bei dem sie zur Strömungsachse des Messzielgases 30 senkrecht ist, kann die Öffnungsfläche geneigt sein, solange eine derartige Struktur bereitgestellt wird, dass der dynamische Druck, der rückwärts über die Auslassöffnungs-Öffnung 4222 strömt, an der Innenseite der Auslassöffnungsseitenkammer 4216 ausgeübt wird.
  • Die Auslassöffnungsseitenkammer 4216 schließt nicht nur die Auslassöffnungs-Öffnung 4222 ein sondern auch eine Auslasssöffnungs-Öffnung 4224 und eine Auslassöffnungs-Öffnung 4226 ein. Die Auslassöffnungs-Öffnung 4224 und die Auslassöffnungs-Öffnung 4226 führen Aktionen durch, um den Fluidwiderstand des Messzielgases 30, das aus der Auslassöffnungsseitenkammer 4216 in den Hauptkanal 124 austritt, zu reduzieren. Weiter führen die Auslassöffnungs-Öffnung 4224 und die Auslassöffnungs-Öffnung 4226 Aktionen durch, um den Fluidwiderstand des Messzielgases 30, das vom Hauptkanal 124 eintritt, während der Rückwärtsströmung des Messzielgases 30 zu reduzieren.
  • 11.2 Erklärung noch einer weiteren Ausführungsform
  • 27 zeigt noch eine weitere Ausführungsform der Ausführungsform, die in 10, 22 (A) und 22 (B) oder 26 beschrieben ist. Um die Messgenauigkeit der Durchflussrate im Rückwärtsströmungszustand des Messzielgases 30, das im Hauptkanal 124 strömt, zu verbessern, ist es gewünscht, den Betrag an Erfassung des Messzielgases 30, das in den Bypasskanal zurückströmt zu erhöhen. Durch Vergrößern der Größe der Auslassöffnungs-Öffnung 4222 kann der Betrag an Rückwärtsströmung 3030 des Messzielgases 30, der durch die Auslassöffnungs-Öffnung 4222 erfasst werden kann, erhöht werden. Verglichen mit der anderen Ausführungsform ist die Größe des Bereichs der Auslassöffnungs-Öffnung 4222, die derart gebildet, dass sie in der Abströmrichtung offen ist, in 27 vergrößert.
  • Der Abstand zwischen der vorderen Abdeckung 303 und der hinteren Abdeckung 304 ist begrenzt und deshalb wird die Auslassöffnungsseite der hinteren Abdeckung 304 in der Ausführungsform wie gezeigt in 27 erweitert, um die Größe des Bereichs der Auslassöffnungs-Öffnung 4222 zu vergrößern. Bei dieser Ausführungsform ist die Öffnung der Auslassöffnungs-Öffnung 4222 größer ausgeführt und daher kann der Fluidwiderstand der Auslassöffnung 352 des Auslassöffnungsseiten-Bypasskanals 4234 verringert werden. In diesem Fall kann der Fluidwiderstand, der durch das Abgeben von der Auslassöffnungsseitenkammer 4216 in den Hauptkanal 124 verursacht ist, oder der Betrag an Messzielgas 30, der aufgrund eines niedrigeren Drucks auf der Abströmseite des thermischen Durchflussmessers 300 von der Auslassöffnungsseitenkammer 4216 in den Hauptkanal 124 gesaugt wird, reduziert werden und daher die Messgenauigkeit nicht nur im Rückwärtsströmungszustand des Messzielgases 30 sondern auch in dem Zustand, bei dem das Messzielgas 30 in der Vorwärtsrichtung strömt, verbessert werden. Da die Größe des Bereichs der Auslassöffnungs-Öffnung 4222 vergrößert ist, kann die Größe des Bereichs der Auslassöffnungs-Öffnung 4226 oder der Auslassöffnungs-Öffnung 4224 wie gezeigt in 26 reduziert oder eliminiert werden. Dies wirkt sich derart aus, dass die Form in der Nähe der Auslassöffnung 352 bei einem Fall, bei dem das Gehäuse 302 durch Harzformen gebildet wird, vereinfacht werden kann.
  • Wenn die Auslassöffnungsöffnung 4222 größer ausgeführt wird, verursacht der abgerufene Wirbel 4242 eine größere Auswirkung, aber der abgerufene Wirbel 4242 kann durch das Bereitstellen der Wand 4217 ausreichend abgeschwächt werden.
  • Noch eine weitere Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 28 erklärt. 28 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, welche die Bypass-Kanalrinne an der Vorderseite 332 des Gehäuses 302 zeigt. Die Achse 4292 der Strömung des Auslassöffnungsseiten-Bypasskanals 4234, die durch die Bypass-Kanalrinne an der Vorderseite 332 und die vordere Abdeckung 303 gebildet ist, weist einen geringen Winkel in Bezug auf die Achse 4294 der Strömung des Messzielgases 30 des Hauptkanals 124 auf. Insbesondere verläuft die Richtung, in der das Messzielgas 30 vom Auslassöffnungsseiten-Bypasskanal 4234 in den Hauptkanal 124 abgegeben wird, entlang der Achse 4292. Andererseits tritt eine Rückwärtsströmung des Messzielgases 30 im Hauptkanal 124 auf und die Richtung, in der die Rückwärtsströmung 3030 erfolgt, verläuft entlang der Achse 4294. Selbst wenn die Achse 4292, welche die Richtung darstellt, in der das Messzielgas 30 vom Auslassöffnungsseiten-Bypasskanal 4234 abgegeben wird, und die Achse 4294 der Strömung im Rückwärtsströmungszustand des Messzielgases 30 im Hauptkanal 124 nicht übereinstimmen und insbesondere, wenn die Achse 4292, welche die Richtung darstellt, in der das Messzielgas 30 vom Auslassöffnungsseiten-Bypasskanal 4234 abgegeben wird, und die Achse 4294 der Strömung im Rückwärtsströmungszustand des Messzielgases 30 im Hauptkanal 124 voneinander abweichen, kann der Fehler, der durch die Wellenform 4912 wie gezeigt in 11 verursacht wird, unterdrückt werden, solange der dynamische Druck des Messzielgases 30, das von der Auslassöffnung 352 zurückströmt, erfasst werden kann. Die Öffnungsfläche der 26 und 27 muss nicht zur Achse der Strömung, die rückwärts strömt, senkrecht sein und selbst wenn es einen geringen Winkel gibt, kann eine ausreichende Wirkung erzielt werden.
  • 29 ist noch eine weitere Ausführungsform. In 10, 26 und 27 weist die Wirbeleinströmungsunterdrückungseinheit 4214 für das Verhindern des Eintritts des Wirbels 4242 eine Plattenform auf. Selbst wenn es keine Plattenform ist, kann jedoch der Eintritt des Wirbels 4242 in den Auslassöffnungsseiten-Bypasskanal 4234 blockiert werden. In 29 ist eine Wirbeleinströmungsunterdrückungseinheit 4214, die eine unterschiedliche Form aufweist, an der Strömungsachse 4235 des Auslassöffnungsseiten-Bypasskanals 4234 angeordnet. Die Form der Wirbeleinströmungsunterdrückungseinheit 4214 ist derart konfiguriert, dass in der Form an der Abströmseite der Wirbeleinströmungsunterdrückungseinheit 4214 selbst, sich die Größe des Bereichs im Querschnitt allmählich wie gezeigt in 29 verringert. Mit anderen Worten ist die Form eine Stromlinienform. Wenn die Wirbeleinströmungsunterdrückungseinheit 4214 eine Plattenform ist, kann die Wirbeleinströmungsunterdrückungseinheit 4214 selbst das Erzeugen des Wirbels 4242 fördern. In der in 29 gezeigten Form ist die Abströmseite der Wirbeleinströmungsunterdrückungseinheit 4214 selbst in einer Stromlinienform. Dies kann daher den Wirbel reduzieren, der an der Abströmseite des thermischen Durchflussmessers 300 erzeugt wird.
  • Weiter ist die Form der Wirbeleinströmungsunterdrückungseinheit 4214 selbst derart, dass die Größe des Bereichs des Querschnitts allmählich sowohl auf der Anströmseite als auch der Abströmseite abnimmt. Deshalb dient die Wirbeleinströmungsunterdrückungseinheit 4214 als eine Öffnung für die Strömung 4248 des Messzielgases 30 in der Vorwärtsrichtung, die an beiden Seiten davon vorbeiströmt, oder die Strömung des Messzielgases 30 in der Rückwärtsrichtung, die an beiden Seiten der Wirbeleinströmungsunterdrückungseinheit 4214 vorbeiströmt. Da die Wirbeleinströmungsunterdrückungseinheit 4214 als Öffnung für das Messzielgas 30 dient, das an beiden Seitenabschnitten der Wirbeleinströmungsunterdrückungseinheit 4214 strömt, ist der Eintritt des Wirbels 4242 blockiert und der Wirbel 4242, der eintreten will, wird in beiden Fällen, in denen das Messzielgas 30 in der Vorwärtsrichtung strömt oder das Messzielgas 30 in der Rückwärtsrichtung strömt, abgeschwächt. Das Messzielgas 30 strömt entlang der Wirbeleinströmungsunterdrückungseinheit 4214 und die Wirbeleinströmungsunterdrückungseinheit 4214 blockiert das Eintreten/Austreten des Messzielgases 30 nicht vollständig und ermöglicht das Eintreten/Austreten des Messzielgases 30, sodass der Fluidwiderstand an der Auslassöffnung 352 reduziert wird, und dies resultiert in der Verbesserung der Messgenauigkeit. Insbesondere kann der Wirbel 4242, der in den Auslassöffnungsseiten-Bypasskanal 4234 eintreten will, durch die Öffnungsform abgeschwächt werden, wenn die Wirbeleinströmungsunterdrückungseinheit 4214 mit einer Öffnungsform gebildet ist. Außerdem ermöglicht die gebildete Öffnungsform dem Messzielgas 30, in beiden Richtungen zu strömen, und dies reduziert den Fluidwiderstand und sowohl in der Vorwärtsrichtung als auch der Rückwärtsrichtung der Strömung des Messzielgases 30 kann die Messgenauigkeit der Durchflussrate verbessert werden. Wenn eine derartige Struktur bereitgestellt wird, dass die Wirbeleinströmungsunterdrückungseinheit 4214 in 29 am Gehäuse 302 angeordnet ist, kann das Gehäuse 302 mit einem hohen Grad an Genauigkeit während des Spritzgießens im Harzformprozess für das Bilden des Gehäuses 302 gebildet werden. Folglich kann die Messgenauigkeit verbessert werden.
  • 30 ist noch eine weitere Ausführungsform. 30 (A) ist eine Vorderansicht, die einen Abschnitt des Gehäuses 302 zeigt. 30 (B) ist eine Querschnittansicht entlang der Linie E-E von 30(A). Um den Wirbel 4242, der in die Auslassöffnungsseitenkammer 4216 eingetreten ist, in so hohem Maße wie möglich abzuschwächen, ist die Auslassöffnungsseitenkammer 4216 mit mehrfachen Schaufeln 4262 gebildet. Die mehrfachen Schaufeln 4262 ändern den Verlauf der Rückwärtsströmung 3030 des Messzielgases 30, das von der Auslassöffnungs-Öffnung 4222 erfasst wurde, und außerdem weisen die Schaufeln 4262 eine Öffnungsstruktur auf, um weiter den Strömungsweg der Rückwärtsströmung 3030 in viele Strömungen zu teilen, und daher schwächen die Schaufeln 4262 zuverlässig den eingetretenen Wirbel 4242 ab und lenken das Messzielgas 30 in der Rückwärtsströmung zum Auslassöffnungsseiten-Bypasskanal 4234 durch das Erreichen eines Zustandes, der nahe am Zustand der laminaren Strömung ist.
  • Die mehrfachen Schaufeln 4262 sind an der vorderen Abdeckung 303 oder der hinteren Abdeckung 304 bereitgestellt, sodass die mehrfachen Schaufeln 4262 leicht in der Auslassöffnungsseitenkammer 4216 durch Befestigen der vorderen Abdeckung 303 oder der hinteren Abdeckung 304 am Gehäuse 302 angeordnet werden können.
  • 31 ist noch eine weitere Ausführungsform. Bei den Ausführungsformen von 10, 26, 27, 29 und 30 sind die Auslassöffnungs-Öffnung 4222 und die Wirbeleinströmungsunterdrückungseinheit 4214 zwischen der vorderen Fläche und der hinteren Fläche des thermischen Durchflussmessers 300 bereitgestellt, was bedeutet, dass die Auslassöffnungs-Öffnung 4222 und die Wirbeleinströmungsunterdrückungseinheit 4214 in Dickenrichtung bereitgestellt sind. Bei den Ausführungsformen von 10, 26, 27, 29 und 30 besteht eine Wirkung darin, den thermischen Durchflussmesser 300 in einer kompakten Größe zu bilden, aber um die Größe des Bereichs der Öffnungsfläche der Auslassöffnungs-Öffnung 4222 wie beschrieben in 27 zu vergrößern, ist es erforderlich, den Raum zwischen der vorderen Fläche und der hinteren Fläche des thermischen Durchflussmessers 300 zu erweitern.
  • 31 ist eine Struktur, bei der die Auslassöffnungs-Öffnung 4222 und die Wirbeleinströmungsunterdrückungseinheit 4214 nicht in Dickenrichtung des thermischen Durchflussmessers 300, sondern in Längsrichtung des thermischen Durchflussmessers 300 angeordnet sind. 31 weicht in der Anordnung der Auslassöffnungs-Öffnung 4222 und der Wirbeleinströmungsunterdrückungseinheit 4214 ab, ist aber im Sinne von Aktionen und Auswirkungen gleich. In Längsrichtung des thermischen Durchflussmessers 300 kann die Anordnung der Auslassöffnungs-Öffnung 4222 und der Wirbeleinströmungsunterdrückungseinheit 4214 entgegengesetzt sein, aber die Auslassöffnungs-Öffnung 4222 ist an der Seite des Flansches 312, der in 31 nicht dargestellt ist, angeordnet und die Wirbeleinströmungsunterdrückungseinheit 4214 ist an der vorderen Endseite in Längsrichtung des thermischen Durchflussmessers 300 angeordnet. Da die Wirbeleinströmungsunterdrückungseinheit 4214 wie vorstehend beschrieben an der vorderen Endseite in Längsrichtung des thermischen Durchflussmessers 300 angeordnet ist, kann die Wand 4217, welche die Führung für das Abschwächen des eingetretenen Wirbels 4242 darstellt, wie gezeigt in den 26 und 29 leicht gebildet werden. Insbesondere kann die Wand 4217 derart gebildet werden, dass sie das Strömen des Messzielgases 30 in der Bypass-Kanalrinne an der Vorderseite 332 nicht beeinträchtigt, wenn die Wand 4217 an der Wand für das Trennen der Bypass-Kanalrinne an der Rückseite 334 und der Bypass-Kanalrinne an der Vorderseite 332 gebildet ist. Weiter kann diese Wand 4217 durch den Harzformprozess für das Bilden des Gehäuses 302 gebildet werden. Deshalb ist die Konfiguration von 31 eine Struktur, die leicht hergestellt werden kann.
  • Noch eine weitere Ausführungsform wird in den 32 und 33 beschrieben. In den Ausführungsformen von 10, 26, 27, 29 und 30 besteht die Auslassöffnungs-Öffnung 4222 als Beispiel aus einer einzelnen Öffnung. Sie kann jedoch aus mehrfachen Öffnungen bestehen. Die Ausführungsformen, wie gezeigt in den 32 und 33, sind Beispiele dafür, wo die Auslassöffnungs-Öffnung 4222 durch mehrfache Öffnungen gebildet ist. 32 ist ein Beispiel, bei dem viele kreisförmige oder elliptische Löcher, die typische Formen darstellen, bereitgestellt sind. 33 ist ein Beispiel, bei dem die Auslassöffnungs-Öffnung 4222 durch viele rechteckige Löcher 4282 oder 4286 Schlitze gebildet ist. Die Auslassöffnungs-Öffnung 4222 ist nicht auf ein einzelnes Loch begrenzt und kann durch mehrfache Löcher gebildet sein. Die Form des Loches ist nicht begrenzt. Wenn jedoch die Produktivität berücksichtigt wird, wird es wie oben beschrieben bevorzugt als ein großes Loch ausgeführt.
  • Die Wirbeleinströmungsunterdrückungseinheit 4214, wie gezeigt in 29, die vorstehend beschrieben ist, kann auf die Ausführungsformen in 10, 26, 27, 28, 30, 31, 32 und 33 angewandt werden. Desgleichen kann die Schaufel 4262, wie gezeigt in 30 auf die Ausführungsformen in 10, 26, 27, 28, 30, 31, 32 und 33 angewandt werden.
  • Industrielle Verfügbarkeit
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Messapparat zur Messung einer Gasdurchflussrate wie vorstehend beschrieben.
  • Bezugszeichenliste
    • 30
    Messzielgas
    124
    Hauptkanal
    300
    Thermischer Durchflussmesser
    302
    Gehäuse
    303
    Vordere Abdeckung
    304
    Hintere Abdeckung
    305
    Außenanschluss
    306
    Externer Anschluss
    307
    Kalibrierungsanschluss
    310
    Messabschnitt
    320
    Anschlussverbindung
    350
    Einlassöffnung
    352
    Auslassöffnung
    356, 358
    Vorsprung
    361
    Innere Buchse des externen Anschlusses
    365
    Verbindungsabschnitt
    400
    Schaltungspaket
    412
    Verbindungsanschluss
    414
    Anschluss
    422
    Schaltungspaket-Hauptkörper
    424
    Vorsprung
    430
    Durchflussratenmesskanaleinheit (Messoberfläche)
    432, 434
    Befestigungsfläche
    436
    Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche
    438
    Öffnung
    452
    Temperaturmessabschnitt
    590
    Einpressöffnung
    594, 596
    Neigungsabschnitt
    601
    Durchflussratenmessschaltung
    602
    Abschnitt zur Luftdurchflussmessung
    604
    Verarbeitungseinheit
    608
    Wärmeerzeuger
    640
    Wärmesteuerungsbrücke
    650
    Brückenschaltung der Luftdurchflussmessung
    672
    Membran
    4215
    Auslassöffnungsseitenkammerloch
    4216
    Auslassöffnungsseitenkammer
    4217
    Wand
    4222, 4226
    Auslassöffnungs-Öffnung
    4232 Seite
    der Einlassöffnung des Bypass-Kanals
    4234
    Seite der Auslassöffnung des Bypass-Kanals
    4262
    Leitschaufel
    4282
    Loch
    4286
    Schlitz

Claims (12)

  1. Thermischer Durchflussmesser (300), umfassend: einen Bypasskanal (4232, 4234), der konfiguriert ist, ein Messzielgas (30) aufzunehmen und von diesem, ausgehend von einem Hauptkanal (124) durchströmt zu werden; und eine Durchflussratenmessschaltung (601), die konfiguriert ist, eine Durchflussrate durch Ausführen von Wärmeübertragung mit dem Messzielgas (30), das im Bypasskanal (4232, 4234) strömt, zu messen, wobei der Bypasskanal (4232, 4234) umfasst: eine Einlassöffnung (350), die derart gebildet ist, dass sie an einer Anströmseite des Hauptkanals (124) offen ist; eine Auslassöffnung (352), die konfiguriert ist, das Messzielgas (30), das von der Einlassöffnung (350) des Bypasskanals (4232) erfasst wurde, in den Hauptkanal (124) abzugeben; eine Messoberfläche (430), die zwischen der Einlassöffnung (350) und der Auslassöffnung (352) bereitgestellt und konfiguriert ist, und zur Durchflussratenmessung dient; und eine Auslassöffnungsseitenkammer (4216), die anstromseitig in Bezug auf die Auslassöffnung (352) des Bypasskanals (4234) bereitgestellt ist, wobei das von der Einlassöffnung (350) des Bypasskanals (4232) erfasste Messzielgas (30) durch die Durchflussratenmessschaltung (601) bei der Messoberfläche (430) gemessen wird und danach zur Auslassöffnungsseitenkammer (4216) gelenkt und von der Auslassöffnungsseitenkammer (4216) über die Auslassöffnung (352) in den Hauptkanal (124) abgegeben wird, und wobei in der Auslassöffnungsseitenkammer (4216) die Auslassöffnung (352) bereitgestellt ist, sodass sie in einer Abströmrichtung einer Strömungsrichtung des Messzielgases (30) im Hauptkanal (124) offen ist, und eine Einrichtung zur Änderung der Flussrichtung (3044) ist bereitgestellt, welche der Auslassöffnung (352) gegenüberliegt, um eine Richtung eines Strömens des Messzielgases (3030) zu ändern, das von der Auslassöffnung (352) zu einer Anströmseite der Auslassöffnung (352) zurückströmt, wobei die Auslassöffnung (352) und eine Einströmungseinheit der Auslassöffnungsseitenkammer (4216), exzentrisch zueinander angeordnet sind, wenn sie in einer Richtung entlang der Strömungsrichtung des Messzielgases (30), das im Hauptkanal (124) strömt, gesehen werden, wobei die Auslassöffnungsseitenkammer (4216) mit einer Vielzahl von Leitschaufeln (4262) versehen ist, die den Verlauf des Messzielgases (3030), das von der Auslassöffnung (352) eingetreten ist und rückwärts strömt, zum Bypasskanal (4234) lenken .
  2. Thermischer Durchflussmesser (300) nach Anspruch 1, wobei die in der Messoberfläche (430) bereitgestellte Durchflussratenmessschaltung (601) umfasst: einen Heizkörper (608), der konfiguriert ist, das Messzielgas (30) zu erhitzen; ein anströmseitiges Temperaturerfassungselement (652, 654); und ein abströmseitiges Temperaturerfassungselement (656, 658) , wobei das anströmseitige Temperaturerfassungselement (652, 654) und das abströmseitige Temperaturerfassungselement (656, 658) mit dem Heizkörper (608) dazwischengeschaltet angeordnet sind, und weiter ist entlang eines Strömens in einer Vorwärtsrichtung des Messzielgases (30) in der Messoberfläche (430) das anströmseitige Temperaturerfassungselement (652, 654) an einer Anströmseite des Heizkörpers (608) angeordnet und das abströmseitige Temperaturerfassungselement (656, 658) an.einer Abströmseite des Heizkörpers (608) angeordnet, wobei die Durchflussratenmessschaltung (601) einen Ausgang erzeugt, der einer Durchflussrate des Messzielgases (30), das in der Vorwärtsrichtung strömt und einer Durchflussrate des Messzielgases (3030), das in der Rückwärtsrichtung strömt, entspricht, und somit eine Durchflussrate, die in der Vorwärtsrichtung im Hauptkanal (124) strömt und eine Durchflussrate, die in der Rückwärtsrichtung im Hauptkanal (124) strömt, gemessen wird.
  3. Thermischer Durchflussmesser (300) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Einrichtung zur Änderung der Flussrichtung (3044) in der Auslassöffnungsnebenkammer (4216) angeordnet ist und eine Fläche der Einrichtung zur Änderung der Flussrichtung (3044) zur Auslassöffnungsseite (4222, 4226) in einer Richtung angeordnet ist, die das Messzielgas (30), das im Hauptkanal strömt, kreuzt.
  4. Thermischer Durchflussmesser (300) nach Anspruch 3, wobei ein Gehäuse (302) und eine Abdeckung (303, 304) bereitgestellt sind, um den Bypasskanal (4232, 4234) und die Auslassöffnungsnebenkammer (4216) zu bilden, und wobei im Gehäuse (302) eine Bypass-Kanalrinne (332, 334) für das Bilden des Bypasskanals (4232, 4234) und ein Auslassöffnungsseitenkammerraum für das Bilden der Auslassöffnungsseitenkammer (4216) bereitgestellt sind und der Bypasskanal (4232, 4234) und die Auslassöffnungsseitenkammer (4216) durch Befestigung der Abdeckung (303, 304) am Gehäuse (302) gebildet werden.
  5. Thermischer Durchflussmesser (300) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Auslassöffnungsseitenkammer (4216) eine erste Auslassöffnungs-Öffnung (4222) einschließt, die gebildet ist, sodass sie an einer Abströmseite der Strömung des Messzielgases (30) im Hauptkanal (124) offen ist, und eine zweite Auslassöffnungs-Öffnung (4226), die gebildet ist, sodass sie in einer Richtung, welche die Strömung des Messzielgases (30) des Hauptkanals (124) kreuzt, offen ist.
  6. Thermischer Durchflussmesser (300) nach Anspruch 5, wobei die Auslassöffnungsseitenkammer (4216) durch das Abdecken des Auslassöffnungsseitenkammerraums mit der Abdeckung (303, 304) gebildet ist und die zweite Auslassöffnungs-Öffnung (4226, 352) durch das Bereitstellen einer Kerbe in der Abdeckung (303, 304) gebildet ist.
  7. Thermischer Durchflussmesser (300) nach Anspruch 5, wobei der thermische Durchflussmesser (300) eine Trennwand (4211) aufweist, die in einer Richtung entlang des Strömens des Messzielgases (30) im Hauptkanal (124) den Einlassöffnungseiten-Bypasskanal (4232), der das von der Einlassöffung (350) eingleitete Messzielgas (30)zur Messoberfläche (430) lenkt, von dem Auslassöffnungsseiten-Bypasskanal (4234), der das Messzielgas (30) von der Messoberfläche (430) zur Auslassöffnungsseitenkammer (4216) lenkt, trennt; wobei eine erste Fläche (4217) an einer Seite der Trennwand (4211) bereitgestellt ist und eine zweite Fläche an einer gegenüberliegenden Seite zu der einen Seite bereitgestellt ist, und der Einlassöffnungsseiten-Bypasskanal (4232) an einer Seite der ersten Fläche (4217) angeordnet ist und der Auslassöffnungsseiten-Bypasskanal (4234) an einer Seite der zweiten Fläche angeordnet ist und in der Auslassöffnungsseitenkammer (4216) eine erste Auslassöffnungs-Öffnung (4222) mit einer Abweichung zu der Seite der ersten Fläche (4217) gebildet ist.
  8. Thermischer Durchflussmesser (300) nach Anspruch 7, wobei der Einlassöffnungsseiten-Bypasskanal (4232) an der Seite der ersten Fläche (4217) bereitgestellt ist und die Einrichtung zur Änderung der Flussrichtung (3044) der Auslassöffnungsseitenkammer (4216) für das Ändern und Strömen des Verlaufs des Messzielgases (30, 3030) sich zwischen dem Auslassöffnungsseitenkammer (4216) und dem Einlassöffnungsseiten-Bypasskanal (4232) befindet.
  9. Thermischer Durchflussmesser (300) nach Anspruch 7 oder 8, wobei der thermische Durchflussmesser (300) das Gehäuse (302), eine erste Oberflächenseitenabdeckung, die an der Seite der ersten Fläche (4217) bereitgestellt ist, und eine zweite Oberflächenseitenabdeckung, die an der Seite der zweiten Fläche bereitgestellt ist, einschließt, wobei eine Einlassöffnungsseiten-Bypass-Kanalrinne (332) gebildet ist, um den Einlassöffnungsseiten-Bypasskanal (4232) an der Seite der ersten Oberfläche des Gehäuses (304) zu bilden, und eine Auslassöffnungsseiten-Bypass-Kanalrinne (334) gebildet ist, um den Auslassöffnungsseiten-Bypasskanal (4234) an der Seite der zweiten Oberfläche des Gehäuses (303) zu bilden, und ein Auslassöffnungsseitenkammerloch (4215), das durch die erste Fläche und die zweite Fläche dringt, um den Auslassöffnungsseitenkammerraum (4216) zu bilden, die in einer stromabwärts gerichteten Seitenrichtung im Hauptkanal (124) des Gehäuses (302) angeordnet sind, und die erste Oberflächenseitenabdeckung an der Seite der ersten Oberfläche des Gehäuses (304) bereitgestellt ist und die zweite Oberflächenseitenabdeckung an der Seite der zweiten Oberfläche (303) des Gehäuses bereitgestellt, sodass der Einlassöffnungsseiten-Bypasskanal (4232) , der Auslassöffnungsseiten-Bypasskanal (4234) und die Auslassöffnungsseitenkammer (4216) gebildet sind.
  10. Thermischer Durchflussmesser (300) nach Anspruch 9, wobei das im Gehäuse (302) gebildete Auslassöffnungsseitenkammerloch (4215) an einer Position einer Abströmseite in Bezug auf die Einlassöffnungsseiten-Bypass-Kanalrinne (334) in einer Strömung in der Vorwärtsrichtung des Messzielgases (30) im Hauptkanal (124) angeordnet ist, und wobei eine Wirbeleinströmungsunterdrückungseinheit (4214) für das Unterdrücken des Einströmens eines Wirbels (4242) in das Auslassöffnungsseitenkammerloch (4215), der durch eine Rückwärtsströmung des Messzielgases (30, 3030) im Hauptkanal (124) verursacht wird, zwischen dem Auslassöffnungsseitenkammerloch (4215) und dem Hauptkanal (124) an einer Abströmseite in Bezug auf das Auslassöffnungsseitenkammerloch(4215) in der Strömung des Messzielgases (30) in Vorwärtsrichtung im Hauptkanal (124) und weiter an der Seite der zweiten Oberfläche (303) des Gehäuses (302) bereitgestellt ist.
  11. Thermischer Durchflussmesser (300) nach Anspruch 10, wobei die Wirbeleinströmungsunterdrückungseinheit (4214) derart gebildet ist, dass eine Abströmseite in der Strömung des Messzielgases (30) in Vorwärtsrichtung im Hauptkanal (124) stromlinienförmig ist.
  12. Thermischer Durchflussmesser (300) nach Anspruch 10, wobei die erste Auslassöffnungs-Öffnung (4222, 352) durch eine Reihe von mehreren Öffnungen gebildet ist.
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