DE112013002993T5

DE112013002993T5 - Thermischer Durchflussmesser

Info

Publication number: DE112013002993T5
Application number: DE112013002993.6T
Authority: DE
Inventors: c/o Hitachi Car Engineering Co. Tashiro Shinobu; c/o Hitachi Automotive Systems Doi Ryosuke; c/o Hitachi Automotive Systems L Hanzawa Keiji; c/o Hitachi Automotive Systems Tokuyasu Noboru; c/o Hitachi Automotive Systems Morino Takeshi; c/o Hitachi Automotive Systems L Uenodan Akira
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2012-06-15
Filing date: 2013-05-29
Publication date: 2015-03-12
Anticipated expiration: 2033-05-30
Also published as: CN107255494B; JP5645880B2; CN107255494A; CN104364618B; US9933292B2; US20150160054A1; WO2013187228A1; US9746362B2; DE112013002993B4; CN104364618A; US20180017422A1; JP2014001929A

Abstract

Die vorliegende Erfindung besteht aus einem thermischen Durchflussmesser 300, bei welchem die Belastung verringert wird, die durch Befestigungsabschnitt 3721, der zum Halten und zum Befestigen von Schaltungspaket 400 am Gehäuse 302 dient, auf Schaltungspaket 400 wirkt und hat eine hohe Zuverlässigkeit. Im thermischen Durchflussmesser der Erfindung wird das Schaltungspaket 400, in das eine Durchflussmessschaltung eingebettet ist, geformt durch einen ersten Harzformprozess, der Befestigungsabschnitt 3721 wird geformt zusammen mit dem Gehäuse 302 durch einen zweiten Harzformprozess und das Schaltungspaket 400 wird umhüllt vom Befestigungsabschnitt 3721, wobei das Schaltungspaket 400 gehalten wird von und befestigt wird an Gehäuse 302. Um den Einfluss der Belastung, die bei der Temperaturänderung des Befestigungsabschnitts 3721 entsteht und auf das Schaltungspaket 400 wirkt, zu verringern, besteht der Befestigungsabschnitt aus einem dicken Abschnitt 4714 und einem dünnen Abschnitt 4710. Da die Stärke des Harzes des dünnen Abschnitts 4710 klein ist, ist die entstehende Belastung gering und kann die Kraft, die auf Schaltungspaket 400 wirkt, verringert werden.

Description

Technisches Fachgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen thermischen Durchflussmesser, der die Strömungsgeschwindigkeit von Gas misst.
Stand der Technik
Ein thermischer Durchflussmesser, der Durchflüsse mittels Wärmeübertragung mit einem Messzielgas erfasst, wird häufig verwendet, da seine Messgenauigkeit die anderer Durchflussmesser übersteigt. Ein thermischer Durchflussmesser verfügt über einen Bypass-Kanal, der einen Teil des durch einen Hauptabschnitt fließenden Messzielgases entnimmt, ihn mit dem entnommenen Messzielgas flutet, aus einem Harz besteht und über eine Durchflussmessschaltung verfügt, die zur Erfassung von Gasdurchflüssen mittels Wärmeübertragung mit einem Messzielgas dient, das durch den harzummantelten Bypass-Kanal strömt.
Im bekannten Stand der Technik wird im aus einem Harz bestehenden Bypass-Kanal ein Loch erzeugt. Die harzummantelte Durchflussmessschaltung wird in dieses Loch eingeführt und ein zwischen dem Loch und der Harzummantelung der Durchflussmessschaltung bestehender Spalt wird mit einem elastischen Klebstoff. aufgefüllt. Ein derartiger Vorgang ist in den Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2011-252796 enthalten (Literatur zum Patent PTL 1).
Liste der Zitate
Literatur zum Patent

PTL 1: JP 2011-252796 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Bei der in der Literatur zum Patent 1 beschriebenen Technik wird ein elastischer Klebstoff, der zur Neutralisierung eines Unterschieds in der Längenausdehnung verwendet wird, in den Spalt zwischen dem Loch und dem Bypass-Kanal gegeben und ein Luftstrom-Messabschnitt sowie ein Sensorelement in einen Spalt des Gehäuseabschnitts eingeführt. Aufgrund der elastischen Klebstofffüllung ist es schwierig, eine zuvor festgelegte Positionierung zwischen dem Bypass-Kanal zur Aufnahme eines durch den Hauptabschnitt strömenden Gases und der Durchflussmessschaltung präzise aufrechtzuerhalten. Nach der Anbringung eines Durchflussmessers an einem den Durchflussmesser und, beispielsweise, das Ansaugrohr eines Fahrzeugs verwendenden Geräts, ändert sich die Positionierung zwischen dem Bypass-Kanal und der Durchflussmessschaltung aufgrund der elastischen Verformung des elastischen Klebstoffs, weshalb die exakte Messung eines Gasdurchflusses schwierig ist.
Als eine Gegenmaßnahme für das Lösen obigen Problems, wie in den später zu erklärenden Ausführungsbeschreibungen beschrieben (nachfolgend Ausführungen genannt), haben die Erfinder eine neue Technik zur Harzformung des Bypass-Kanals entwickelt, der einen Teil des durch den Hauptabschnitt fließenden Messzielgases entnimmt, sowie zur Befestigung eines Schaltungspakets mithilfe eines den Bypass-Abschnitt bildenden Harzes, in dem eine Durchflussmessschaltung zur Durchflussmessung harzummantelt wurde. Der Durchfluss des durch den Hauptabschnitt fließenden Messzielgases lässt sich mithilfe der neuen Technik mit hoher Genauigkeit messen. In Bezug au die neu entwickelte Gegenmaßnahme wird es für wünschenswert erachtet, die Zuverlässigkeit der Befestigung des harzummantelten Schaltungspakets weiter zu verbessern. So lässt sich eine Verbesserung der Messgenauigkeit erzielen und es ist wünschenswert, das weiter unten beschriebene und neu auftretende Problem Hand in Hand mit dem auf die Messgenauigkeit bezogenen Problems zu lösen und zudem die Zuverlässigkeit des thermischen Durchflussmessers zu verbessern.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen thermischen Durchflussmesser bereitzustellen, der eine hohe Messgenauigkeit und Zuverlässigkeit ermöglicht.
Die Lösung des Problems
Um das oben erwähnte Problem zu lösen, ist ein auf der vorliegenden Erfindung beruhender thermischer Durchflussmesser mit einem harzgeformten Schaltungspaket ausgerüstet, in das eine Durchflussmessschaltung eingebettet ist, die den Durchfluss mittels Wärmeübertragung mit einem Messzielgas in einem Bypass-Kanal misst, welcher einen Teil des durch den Hauptabschnitt strömenden Gases entnimmt und diesen mit dem entnommenen Messzielgas flutet; ein harzgeformtes und mit einer einen Befestigungsabschnitt für das Schaltungspaket und den Bypass-Abschnitt bildenden Bypass-Kanalrinne ausgestattetes Gehäuse sowie eine Hülle, die die Bypass-Kanalrinne des Gehäuses bedeckt und den Bypass-Kanal bildet; das Schaltungspaket wird mittels eines ersten Harzformungsprozesses geformt, wobei das Gehäuse den Befestigungsabschnitt enthält und die Bypass-Kanalrinne mithilfe eines zweiten Harzformungsprozesses geformt, und der Befestigungsabschnitt besteht aus einem dicken und einem dünnen Hüllenabschnitt und befestigt einen Teil des Schaltungspakets.
Vorteile der Erfindung
Aufgrund dieser Erfindung lässt sich ein thermischer Durchflussmesser mit hoher Messgenauigkeit und Zuverlässigkeit erzielen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Systemdiagramm, das ein Steuersystem für einen Verbrennungsmotor zeigt, in dem ein thermischer Durchflussmesser als praktische Anwendung der Erfindung eingesetzt wird.
2(A) und 2(B) sind Diagramme, die ein Erscheinungsbild des thermischen Durchflussmessers darstellen, wobei es sich bei 2(A) um eine linke Seitenansicht handelt und bei 2(B) um eine Vorderansicht.
3(A) und 3(B) sind Diagramme, die ein Erscheinungsbild des thermischen Durchflussmessers darstellen, wobei es sich bei 3(A) um eine rechte Seitenansicht handelt und bei 3(B) um eine Rückseitenansicht.
4(A) und 4(B) sind Diagramme, die ein Erscheinungsbild des thermischen Durchflussmessers darstellen, wobei es sich bei 4(A) um eine Draufsicht handelt und bei 4(B) um eine Untersicht.
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(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 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht zur Darstellung eines Zustands einer Strömungswegoberfläche, die sich im Bypass-Durchgangskanal befindet.
8(A) bis 8(C) sind Diagramme, die ein Erscheinungsbild 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(A) bis 9(C) sind Diagramme, die ein Erscheinungsbild 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 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die ein Endabschlusstück darstellt.
11(A) bis 11(C) sind Außenansichten einer Schaltbaugruppe, wobei es sich bei 11(A) um eine linke Seitenansicht handelt, bei 11(B) um eine Vorderansicht und bei 11(C) um eine Rückansicht.
12 ist ein Diagramm, das einen Zustand darstellt, in dem Schaltkomponenten auf einem Rahmen der Schaltbaugruppe montiert sind.
13 ist ein erklärendes Diagramm, das ein Diaphragma und einen Verbindungskanal darstellt, der eine Öffnung und eine Spalte im Inneren des Diaphragmas verbindet.
14 ist ein Diagramm, das einen Zustand der Schaltbaugruppe nach dem ersten Harzinjektionsverfahren darstellt.
15(A) und 15(B) sind Diagramme, die eine weitere Ausführung der Schaltbaugruppe in 11 darstellen, wobei es sich bei 15(A) um eine Vorderansicht der Schaltbaugruppe handelt und bei 15(B) um eine Rückseitenansicht.
16 ist ein Diagramm, das den Herstellungsprozess der Schaltbaugruppe darstellt.
17 ist ein Diagramm, das den Herstellungsprozess des thermischen Durchflussmessers darstellt.
18 ist ein Diagramm, das eine weitere Ausführung des Herstellungsprozesses eines thermischen Durchflussmessers zeigt.
19 ist ein Schaltplan, der die Messschaltung des thermischen Durchflussmessers zur Ermittlung der Durchflussrate zeigt.
20 ist ein erklärendes Diagramm, das den sensorischen Teil der Schaltung zur Ermittlung der Strömungsgeschwindigkeit zeigt.
21(A) und 21(B) sind Diagramme, die eine weitere Ausführung des unter 5 gezeigten Gehäuses darstellen, wobei es sich bei 21(A) um eine Vorderansicht handelt und bei 21(B) um eine rechte Seitenansicht.
22(A) und 22(B) sind teilweise vergrößerte Diagramme, die das unter 21 gezeigte Gehäuse darstellen, wobei es sich bei 22(A) um eine Vorderansicht handelt und bei 22(B) um eine B-B-Querschnittansicht von 22(A).
23(A) und 23(B) sind teilweise vergrößerte Diagramme, die eine weitere Ausführung darstellen, wobei es sich bei 23(A) um eine Vorderansicht handelt und bei 23(B) um eine C-C-Querschnittansicht von 23(A) .
24 ist eine teilweise Querschnittansicht, die einen Teil einer anderen Ausführung eines Befestigungsabschnitts des Gehäuses darstellt.
25 ist eine teilweise Querschnittansicht, die einen Teil einer wiederum anderen Ausführung eines Befestigungsabschnitts des Gehäuses darstellt.
26 ist eine teilweise Querschnittansicht, die einen Teil einer wiederum anderen Ausführung eines Befestigungsabschnitts des Gehäuses darstellt.
27 ist eine teilweise Querschnittansicht zur Erläuterung der Form eines Verbindungsabschnitts zwischen einem in einer Außenwand des Gehäuses eingelassenen Hohlraum und einer Hülle.
Beschreibung der Ausführungen
In der weiter unten beschriebenen Beschreibung der Ausführungen (nachfolgend Ausführungen genannt) wurde die Messgenauigkeit des Durchflusses signifikant verbessert, und das erneut auftretende Problem bezüglich der Messgenauigkeit konnte gelöst werden. Obwohl dieser Aspekt im Rahmen der folgenden Ausführungen detailliert beschrieben wird, erfolgt als nächstes ein Überblick.
Im thermischen Durchflussmesser gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Teil eines zu messenden Gases zwecks Messung der Strömungsgeschwindigkeit in einem Bypass-Kanal aufgenommen und eine Messschaltung zur Ermittlung der Strömungsgeschwindigkeit führt eine Wärmeübertragung mit dem durch den Bypass-Kanal strömenden Gas durch, um die Strömungsgeschwindigkeit zu messen. Für die Messgenauigkeit der Strömungsgeschwindigkeit ist es wichtig, das Verhältnis zwischen dem Bypass-Kanal und der Messschaltung zur Ermittlung der Strömungsgeschwindigkeit mit großer Exaktheit auf einem vorgegebenen Niveau zu halten. Gemäß der folgenden Ausführung gilt: Wenn eine Bypass-Kanalrinne zur Bildung des Bypass-Kanals geformt wird, wird die Messschaltung zur Ermittlung der Strömungsgeschwindigkeit an ein die Bypass-Kanalrinne enthaltendes Gehäuse angebracht. Insbesondere wird eine Schaltbaugruppe aus Kunstharz, die die Messschaltung zur Ermittlung der Strömungsgeschwindigkeit enthält, von einem Gehäuseteil mit der Bypass-Kanalrinne abgedeckt, sodass die Schaltbaugruppe in einer genauen Positionsbeziehung am Bypass-Kanal befestigt ist. Die Messgenauigkeit des Durchflusses lässt sich mithilfe einer solchen Methode verbessern.
Um das Schaltungspaket am Gehäuse zu befestigen, wenn jener Bereich vergrößert wird, in dem das zur Bildung des Gehäuses dienende Harz zum Bedecken des Schaltungspakets verwendet wird, kann es aufgrund einer Differenz des thermalen Ausdehnungskoeffizienten zwischen jenem Harz, welches das Gehäuse bildet, und jenem Harz, welches das Schaltungspaket bildet, zur Wirkung einer starken Kraft auf das Schaltungspaket kommen. Andererseits ist die Befestigung des Schaltungspakets nicht ausreichend, wenn der Bereich verringert wird, in dem das zur Bildung des Gehäuses verwendete Harz das Schaltungspaket bedeckt. Derartige neue Probleme können auftreten.
In den folgenden Ausführungen besteht der Befestigungsabschnitt des Gehäuses aus einem dicken und einem dünnen Abschnitt. Dabei handelt es sich um einen Abschnitt, in dem das zur Bildung des Schaltungspakets verwendete Harz mit jenem Harz bedeckt ist, das zur Bildung des Gehäuses dient. Aufgrund der Beschaffenheit des dünnen Abnschitts lässt sich der das Schaltungspaket ummantelnde Bereich vergrößern und zusätzlich ist die Dicke des Harzes, welches das Schaltungspaket ummantelt, gering, wodurch eine auf das Schaltungspaket wirkende Kraft verringert werden kann.
Wird der Kontaktbereich zwischen dem Harz, welches das Gehäuse bildet, und dem Schaltungspaket vergrößert, lässt sich die Luftdichtheit einfach aufrechterhalten. Wenn beispielsweise eine Außenwand des Gehäuses oder ein Abschnitt, der dazu dient, das Innere des Gehäuses luftdicht vom Messzielgas abzuschirmen, als Befestigungsabschnitt zur Ummantelung des Schaltungspakets dient, ist es wünschenswert, dass ein Kontaktbereich zwischen dem Schaltungspaket und dem Befestigungsabschnitt die Luftdichtheit aufrechterhält. Lässt sich die Luftdichtheit nicht aufrechterhalten, können Feuchtigkeit und desgleichen über den Kontaktbereich zwischen dem Schaltungspaket und dem Befestigungsabschnitt ins Innere eindringen. Wenn beispielsweise das Gehäuse Anschlüsse des Schaltungspakets enthält, kann die eindringende Feuchtigkeit die Anschlüsse des Schaltungspakets zerfressen. Der Kontaktbereich zwischen dem Schaltungspaket und dem Befestigungsabschnitt kann verbreitert werden, indem ein dünner Abschnitt geformt wird und die Luftdichtheit lässt sich einfach aufrechterhalten.
Der dünne Abschnitt beschränkt den Formharzfluss in einem Harzformprozess. Wird der Formharzfluss beschränkt, verringert sich die Temperaturabsenkgeschwindigkeit des Formharzes und lässt sich das Haftvermögen zwischen dem dünnen Abschnitt bzw. dem Befestigungsabschnitt, der den dünnen Abschnitt enthält, und einem Harz des Schaltungspakets einfach erhöhen.
Ist nicht nur der dicke sondern auch der dünne Abschnitt Teil des Befestigungsabschnitts, lässt sich die Volumenschwindung zusammen mit dem Kühlen des Formharzes beim Harzformen verringern, und das Verziehen des durch Harzformung gebildeten Gehäuses und desgleichen unterdrücken.
Des Weiteren weist in den folgenden Ausführungen der Befestigungsabschnitt zur Befestigung des Schaltungspakets am Gehäuse eine gestreckte Form auf und wurde der Großteil der gestreckten Befestigungsabschnitte bei der Gehäusebildung gebildet und so angeordnet, dass die Längsachsen der meisten Befestigungsabschnitte einander überschneiden. Aufgrund dessen lassen sich die Schaltungspakete sicher am Gehäuse befestigen. Der Großteil der Befestigungsabschnitte verfügt sowohl über einen dicken als auch über einen dünnen Abschnitt. Dementsprechend folgen wie oben beschrieben ein gutes Haftvermögen und eine gute Luftdichtheit zwischen dem Schaltungspaket und den meisten Befestigungsabschnitten.
Die unten beschriebenen Ausführungsformen beseitigen verschiedene Probleme, die bei einem praktischen Produkt unerwünscht sind. Insbesondere lösen die Ausführungen verschiedene Probleme im Einsatz in einer Messvorrichtung zum Messen der Menge der Ansaugluft eines Fahrzeuges und zeigen verschiedene Wirkungen. Eines dieser Probleme, das eine der folgenden Ausführungen löst, wird im Abschnitt ”Probleme, die durch die Erfindung gelöst werden” weiter oben beschrieben. Zudem ist eine der Wirkungen, die die folgenden Ausführungen 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 erfreulich, dass die folgenden Ausführungen noch zusätzliche Wirkungen haben oder andere Probleme lösen werden, die nicht in den Abschnitten ”Probleme, die durch die Erfindung gelöst werden” und ”Wirkungen der Erfindung” erwähnt werden.
In den folgenden Ausführungen bezeichnen gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente. Dies gilt sogar für Elemente in unterschiedlichen Zeichnungen. Sie haben die gleichen funktionalen Wirkungen. Die Komponenten, die in vorhergehenden Passagen beschrieben worden sind, sind unter Umständen nicht durch Bezugszahlen oder Zeichen in den Zeichnungen ausgewiesen.
1. Interne Kontrolleinheit eines Verbrennungsmotors mit thermischem Durchflussmesser gemäß der Ausführung der Erfindung
1.1 Konfiguration des Verbrennungsmotor-Steuersystems
1 ist ein Systemdiagramm, das ein Steuersystem für einen Einspritzmotor zeigt, in dem ein thermischer Durchflussmesser als praktische Ausführung der Erfindung eingesetzt wird. Basierend auf dem Betrieb eines Verbrennungsmotors 110 mit einem Motorzylinder 112 und einem Motorkolben 114 wird einströmende Luft als Messzielgas 30 durch einen Luftfilter 122 aufgenommen und in eine Brennkammer des Motorzylinders 112 geleitet, und zwar durch einen Hauptabschnitt 124, zu dem auch beispielsweise ein Einlass, eine Drosselklappe 126 und ein Ansaugstutzen 128 gehören. Die Strömungsgeschwindigkeit des Messzielgases 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 Strömungsgeschwindigkeit zugeführt und mit dem Messzielgas 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 Messzielgas 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 wurden in vielen Fahrzeugen durch das Kraftstoff-Direkteinspritzung hervorragende Wirkungen bei der Abgasreinigung oder Kraftstoffeffizienzverbesserung erreicht, indem ein Kraftstoffeinspritzventil 152 in einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine installierte und der Kraftstoff direkt in jede Verbrennungskammer von dem Kraftstoffeinspritzventil 152 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 1.
Der Kraftstoff und die in die Brennkammer geleitete 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 durch ein Abgasrohr und das Auslassventil 118 aus dem Fahrzeug als Abgas 24 abgeleitet. Die Durchflussrate des Messzielgases 30, das als Ansaugluft zur Brennkammer geleitet wird, wird über das Drosselventil 132 gesteuert, dessen Öffnungsgrad durch Betätigung eines Gaspedals geregelt 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 eingesaugten Luft. Als Ergebnis ist es möglich, die Menge der mechanischen Energie aus dem Verbrennungsmotor zu steuern.
1.2 Übersicht über die Konfiguration des Verbrennungsmotor-Steuersystems
Die Durchflussrate und die Temperatur des Messzielgases 30 als Ansaugluft, die durch den Luftfilter 122 aufgenommen wird und aus dem Hauptkanal 124 strömt, werden vom thermischen Durchflussmesser 300 gemessen. 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.
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 Durchflussmessers 300 und einer Drehzahl des Verbrennungsmotors gemessen an der Ausgabe des Drehwinkelsensors 146. Basierend auf dieser Berechnung wird die Abgabe einer Kraftstoffmenge vom Kraftstoffeinspritzventil 152 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 auf Grundlage der Änderung der Eintrittstemperatur oder des Drosselklappenwinkels, die durch den thermischen Durchflussmesser 300 erfasst werden oder auch durch Änderungen der Motordrehzahl und eines bestimmten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, das vom Sauerstoffsensor 148 gemessen wird. Im Leerlauf des Verbrennungsmotors regelt das Steuerelement 200 die Luftmenge, die durch die Drosselklappe 132 strömt, mittels des Leerlaufluft-Steuerventils 156 und steuert die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors im Leerlauf.
1.3 Verbesserung der Messgenauigkeit des thermischen Durchflussmessers und Voraussetzungen für die Montage des thermischen Durchflussmessers
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. Darüber hinaus werden die Steuerparameter, die Menge des zugeführten Kraftstoffs oder der Zündzeitpunkt bei Bedarf auf Basis der Ansaugluft-Temperatur korrigiert. Die Verbesserung der Messgenauigkeit, die Verlangsamung des Alterungsprozesses und die Verbesserung der Verlässlichkeit bei thermischen Durchflussmessern 300 sind für die Verbesserung der Steuergenauigkeit eines mit einem Verbrennungsmotor ausgestatteten Fahrzeuges oder für die Erhöhung der Verlässlichkeit wichtig. 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 der Durchflussraten des Messzielgases sowie der Ansaugluft ausgesprochen wichtig. Das kann der thermische Durchflussmesser 300 leisten. Darüber hinaus ist es auch wichtig, die hohe Zuverlässigkeit des thermischen Durchflussmessers 300 beizubehalten.
Ein Fahrzeug mit dem thermischen Durchflussmesser 300 wird in einer Umgebung genutzt, in der große Temperaturunterschiede oder schwierige Wetterbedingungen wie Sturm oder Schnee herrschen. Fährt ein Fahrzeug auf einer schneebedeckten Straße, fährt es auf einem Belag auf den Frostschutzmittel aufgetragen wurden. Hier ist der Einsatz eines thermischen Durchflussmessers 300 als Gegenmaßname zu empfehlen, da er für widrige Umgebungen mit Temperaturschwankungen, Staub und Schadstoffe konzipiert wurde. Außerdem kann der thermische Durchflussmesser 300 in Umgebungen installiert werden, in denen der Verbrennungsmotor Vibrationen ausgesetzt ist. Es ist auch erwünscht, dass er auch unter starken Vibrationen äußerst zuverlässig arbeitet.
Der thermische Durchflussmesser 300 ist in einem Hauptabschnitt 124 als Ansaugrohr installiert und wird durch die Wärme des Verbrennungsmotors beeinflusst. Aus diesem Grund wird die vom Verbrennungsmotor erzeugte Wärme an den thermischen Durchflussmesser 300 über das Ansaugrohr, das Teil des Hauptkanals 124 ist, übertragen. Der thermische Durchflussmesser 300 erfasst die Durchflussrate des Messzielgases anhand der Wärmeübertragung über das Messzielgas und es ist wichtig, Wärme von außen so weit wie möglich zu unterdrücken.
Der in einem Fahrzeug montierte thermische Durchflussmesser 300 löst die Probleme, die im Abschnitt ”Probleme, die durch die Erfindung zu lösen sind” beschrieben werden, und leistet das, was unter ”Auswirkungen der Erfindung” dokumentiert ist. Zusätzlich, wie unter beschrieben, löst er verschiedene Problem die als Produkt gefordert wurden, und bietet verschiedene Wirkungen gegen verschiedene, oben beschriebene Probleme. Bestimmte Probleme oder Auswirkungen, die durch den thermischen Durchflussmesser 300 gelöst bzw. erreicht werden, sind in den folgenden Beschreibungen der verschiedenen Ausführungsformen dokumentiert.
2. Konfiguration des thermischen Durchflussmessers 300
2.1 Äußerer Aufbau des thermischen Durchflussmessers 300
2(A), 2(B), 3(A), 3(B), 4(A) und 4(B) sind Diagramme, die das Äußere des thermischen Durchflussmessers 300 zeigen. 2(A) stellt die linke Seitenansicht des thermischen Durchflussmessers 300 dar, 2(B) die Vorderansicht, 3(A) die rechte Seitenansicht, 3(B) ist die Rückseitenansicht, 4(A) ist eine Draufsicht und 4(B) ist die Unteransicht. Der thermische Durchflussmesser 300 verfügt über eine Hülle 301 und diese Hülle 301 ist wiederum 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 Hauptkanal 124, ein externer Steckverbinder 305, der über externe Anschlüsse 306 für elektrische Verbindungen zu externen Geräten verfügt, und eine Messeinheit 310, die beispielsweise die Durchflussrate misst. Die Messeinheit 310 ist intern mit einer Bypass-Kanalrinne als Umgehungsleitung ausgestattet. Darüber hinaus verfügt die Messeinheit 310 über ein eingebautes Schaltungspaket 400 mit einer Komponente zur Luftmengenmessung 602 (siehe 19), die die Durchflussrate des Messzielgases 30 im Durchfluss durch den Hauptkanal 124 misst, und einen Temperaturmessabschnitt 452, der die Temperatur des Messzielgases 30 im Durchfluss durch den Hauptkanal 124 misst.
2.2 Auswirkungen auf den äußeren Aufbau des thermischen Durchflussmessers 300
Da sich die Ansaugöffnung 350 des thermischen Durchflussmessers 300 am vorderen Ende der Messeinheit 310 befindet und sich vom Flansch 312 in Richtung der Mitte des Hauptkanals erstreckt und sich das zu messende Gas 30 in der Nähe des Mittelteils, entfernt von der Innenwandoberfläche, statt der Nähe der inneren Wandfläche des Hauptkanals 124 befindet, kann der Einlass in den Bypass-Kanal erfolgen. Deshalb kann der thermische Durchflussmesser 300 die Durchflussrate oder die Temperatur des Messzielgases 30 entfernt von der inneren Wandoberfläche des Hauptkanals 124 des thermischen Durchflussmessers 300 messen, sodass es möglich wird, eine Messungenauigkeit durch Wärme oder andere Einflüsse zu unterdrücken. In der Umgebung der inneren Wandseite des Hauptkanals 124 kann der thermische Durchflussmesser 300 leicht durch die Temperatur des Hauptkanals 124 beeinflusst werden, so dass die gemessene Temperatur des Messzielgases 30 von der tatsächlichen Temperatur abweichen kann und eine Messung ausgibt, die vom durchschnittlichen Zustand des Hauptgases im Hauptkanal 124 abweicht. Dies geschieht insbesondere dann, wenn der Hauptkanal 124 als Ansauggehäuse des Motors fungiert. Das kann die Wärme des Motors insofern beeinflussen, dass er sehr heiß bleibt. Aus diesem Grund hat das Gas in der Nähe der Innenwandfläche des Hauptkanals 124 oft eine höhere Temperatur als die tatsächliche Temperatur des Hauptkanals 124. Dies verschlechtert die Messgenauigkeit.
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 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 in den 2(A), 2(B), 3(A), 3(B) und 4(A) bis 4(C) dargestellten thermischen Durchflussmesser 300 ist es möglich, einen Messfehler hinsichtlich einer niedrigeren Durchflussrate in der Nähe der Wandinnenfläche zu minimieren, da sich die Einlassöffnung 350 im vorderen Ende der dünnen und langen Messeinheit 310 befindet und sich vom Flansch 312 zur Mitte des Hauptkanals 124 hin erstreckt. Im in den 2(A), 2(B), 3(A), 3(B) und 4(A) bis 4(C) dargestellten thermischen Durchflussmesser 300 ist zusätzlich zur Einlassöffnung 350 im vorderen Ende des Messabschnitts 310 die/der sich zur Mitte des Hauptkanals 124 vom Flansch 124 erstreckt, eine Auslassöffnung des Bypass-Kanals im vorderen Ende der Messeinheit 310 vorgesehen. Daher ist es möglich, Messfehler künftig zu verringern.
Die Messeinheit 310 am thermischen Durchflussmesser 300 weist eine Form auf, die sich vom Flansch 312 hin zur Mitte der Hauptkanal 124 erstreckt. Das vordere Ende ist mit einer Einlassöffnung 350 versehen. Hier wird ein Teil des Messzielgases 30 eingeleitet, etwa Ansaugluft in den Bypass-Durchgangskanal und zur Auslassöffnung der Hauptkanal 124. Während die Messeinheit 310 eine Form aufweist, die entlang einer Achse zur Mitte hin von der Außenwand des Hauptkanals 124 geführt wird, ist sie etwas schmaler, wie in den und zu sehen ist. Das heißt, die Messeinheit 310 des thermischen Durchflussmessers 300 hat eine Frontoberfläche mit annähernd rechteckiger Form und eine schmale Seitenfläche. Folglich kann der thermische Durchflussmesser 300 einen Bypass-Kanal mit ausreichender Länge ausweisen, und es ist möglich, den Flüssigkeitswiderstand auf einen kleinen Wert für das Messzielgas 30 zu senken. Aus diesem Grund ist es beim Einsatz des thermischen Durchflussmessers 300 möglich den Flüssigkeitswiderstand auf einen kleineren Wert zu senken und die Durchflussrate des Messzielgases 30 sehr genau zu messen.
2.3 Aufbau und Wirkung der Messeinheit 310
Entlang der Flussrichtung des durch den Hauptkanal 124 strömenden Messzielgases 30 befindet sich ein gegen die Stromrichtung ausgerichteter Vorsprung 317 und ein mit der Stromrichtung ausgerichteter Vorsprung 318 in der gegen die Stromrichtung ausgerichteten Oberfläche bzw. in der mit der Stromrichtung ausgerichteten Oberfläche der Messeinheit 310 als Teil des thermischen Durchflussmessers 300. Ein gegen die Stromrichtung ausgerichteter Vorsprung 317 und ein mit der Stromrichtung ausgerichteter Vorsprung 318 weisen Formen auf, die sich vom vorderen Ende hin zur Basis verengen. Das reduziert den Flüssigkeitswiederstand des zu Messzielgases bzw. der Ansaugluft aus dem Hauptkanal 124. Der gegen die Fließrichtung ausgerichtete Vorsprung 317 ist zwischen der Wärmeisolierung 315 und der Einspritzöffnung 343 platziert. Der gegen die Fließrichtung ausgerichtete Vorsprung 317 hat einen großen Querschnitt und erhält starke Wärmeleitung vom Flansch 312 oder der Wärmeisolierung 315. Allerdings ragt der gegen die Stromrichtung ausgerichtete Vorsprung 317 in der Nähe der Einlassöffnung 343 hervor und die Länge des Temperaturmessabschnitts 452 des Vorsprungs 317 erhöht sich durch den wie nachfolgend beschriebenen Hohlraum der anstromseitigen Außenwand des Gehäuses 302. Aus diesem Grund wird die Wärmeleitung von der Wärmeisolierung 315 an dem Trägerabschnitt des Temperaturmessabschnitts 452 unterdrückt.
Die Temperatur des durch die Einlassöffnung 343 eintretenden Messzielgases 30 wird durch den Temperaturmessabschnitt 452 gemessen, wobei das Messzielgas 30 durch eine Kühlkanalrinne 4660 fließt, der durch den weiter oben 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. Wie in 2(A) beschrieben, existiert tief in der Einlassöffnung 343 ein dicker Abschnitt 4715 und ein dünner Abschnitt 4716 eines weiter oben beschriebenen Befestigungsabschnitts 3723 im Gehäuse 302. Obwohl der Befestigungsabschnitt 3723 nachfolgend detailliert beschreiben wird, dient der Befestigungsabschnitt 3723 zur Befestigung des Schaltungspakets 400 (siehe 5), das den Durchfluss misst, am Gehäuse 302 und verfügt über den dicken Abschnitt 4716 und den dünnen Abschnitt 4715, um die auf das Schaltungspaket 400 wirkende Belastung zu reduzieren. Im Befestigungsabschnitt 3723 wird ein thermoplastisches Harz verwendet und das Schaltungspaket 400 aus einem thermohärtenden Harz gebildet, damit der Wärmeausdehnungskoeffizient des Harzwerkstoffs des Befestigungsabschnitts größer ist als des des Harzwerkstoffs des Schaltungspakets 400. Im Harzformungsprozess schwindet der Befestigungsabschnitt 3723 wenn das Harz aushärtet. Kommt es zu einer großen Harzschwindung, wird eine starke Schwindungskraft generiert und eine starke Belastung auf das Schaltungspaket 400 ausgeübt, was zur Beschädigung des Schaltungspakets 400 führen kann. Beispielsweise kann ein im Schaltungspaket 400 eingebetteter Schaltkreis nachteilig beeinflusst werden. In dieser Ausführung bildet der dünne Abschnitt 4715 einen Teil des Befestigungsabschnitts 3723, wodurch die Dicke des Befestigungsabschnitts 3723 teilweise verringert werden kann, die Schwindungsmenge eines zu formenden Harzwerkstoffs sowie die Temperaturabsenkung können verringert werden und die auf das Schaltungspaket 400 wirkende Belastung kann unterdrückt werden.
Darüber hinaus lässt sich die nachteilige Beeinflussung einer Harzschwindung wie beispielsweise das Verziehen bzw. Verdrehen des Gehäuses verringern, indem die Schwindungsmenge des Befestigungsabschnitts 3723 unter Verwendung des dünnen Abschnitts 4715 reduziert wird.
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 Flansch 312 bzw. Wärmeisolierung 315 und dem Temperaturmessabschnitt 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 Messzielgases 30 in den Bypass-Kanal in der Nähe der Mitte des Hauptkanals 124 einzuleiten. Es ist möglich, eine Messungenauigkeit, die durch Wandfläche des Hauptkanals 124 verursacht 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 in Stromrichtung liegenden Vorsprungs 318 oder des gegen die Stromrichtung 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 im Hauptkanal 124 zu unterdrücken. Ferner steht in dem Bereich, wo der in der Abwärtsstromrichtung liegende Vorsprung 318 oder der in der Aufwärtsstromrichtung liegende Vorsprung 317 vorgesehen ist, der in der Abwärtsstromrichtung liegende Vorsprung 318 oder der in der Aufwärtsstromrichtung liegende Vorsprung 317 beidseitig relativ zu beiden Seitenteilen der vorderen Abdeckung 303 oder der hinteren Abdeckung 304 hervor. Da der gegen die Abwärtsstromrichtung liegende Vorsprung 317 oder der in der Aufwärtsstromrichtung liegende Vorsprung 318 aus Harz besteht, kann er sehr einfach so geformt werden, dass der Luftwiderstand keine Einfluss hat. Gleichzeitig weisen die vordere 303 und die hintere Abdeckung 304 einen großen Kühleffekt auf. Deshalb hat der thermische Durchflussmesser 300 einen niedrigeren Flüssigkeitswiderstand und kann leicht durch das Messzielgas 30, das durch den Hauptkanal fließt, gekühlt werden.
2.4 Aufbau und Wirkung des Flansches 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 Wärmeeintrag 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 von Gehäuse 302 beeinflussen.
Die thermische Isolierung 315 befindet sich an der Seite des Messabschnitts 310 von Flansch 312. Der Messabschnitt 310 des thermischen Durchflussmessers 300 wird durch die Montageöffnung im Hauptkanal 124 in das Gerät eingeführt, sodass die thermische Isolierung 315 in Richtung Innenfläche der Montageöffnung 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 Hauptkanals 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 an die 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 Abschnitt 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 die Montagebohrung 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 durch die im Hauptkanal 124 vorgesehene Montagebohrung in einer vorgegebenen Positionierung zu befestigen. Der im Flansch 312 vorgesehene Hohlraum 314 kann zur Bestimmung der Positionierung zwischen dem Hauptkanal 124 und dem thermischen Durchflussmesser 300 verwendet 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 thermischen Durchflussmessers 300 sowie einen Leistungsanschluss zur Versorgung mit Gleichstrom zum Betrieb des thermischen Durchflussmessers 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 Durchflussmessers 300 werden die im internen Speicher gespeicherten Kalibrierungsdaten verwendet, die den Kalibrierungswert darstellen, und der Kalibrierungsanschluss 307 wird nicht benutzt. 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 beim Messbetrieb des thermischen Durchflussmessers 300 verwendeten externen Anschlüssen 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 nach der Kalibrierung die Verbindung zwischen den externen Anschlüssen 306 und anderen externen Geräten 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.
3. Gesamtaufbau des Gehäuses 302 und seine Wirkungen
3.1 Aufbau und Wirkung des Bypass-Kanals und des Luftstrom-Messabschnitts
5(A) bis 6(B) zeigen das Gehäuse 302 des thermischen Durchflussmessers ohne vorderer 303 und hinterer 304 Abdeckung. 5(A) zeigt eine linke Seitenansicht des Gehäuses 302, 5(B) zeigt eine Vorderansicht des Gehäuses 302, 6(A) zeigt eine rechte Seitenansicht des Gehäuses 302 und 6(B) zeigt eine Rückansicht des Gehäuses 302. Im Gehäuse 302 ragt der Messabschnitt 310 vom Flansch 312 in Richtung der Mitte des Hauptkanals 124 und an dessen Vorderende ist eine Bypass-Kanalrinne zur Ausformung eines Bypass-Kanals vorgesehen. In dieser Ausführung ist die Bypass-Kanalrinne sowohl auf der Vorderseite als auch auf der Rückseite von Gehäuse 302 vorgesehen. 5(B) zeigt eine Bypass-Kanalrinne an der Vorderseite 332 und 6(B) zeigt eine Bypass-Kanalrinne an der Rückseite 334. Da eine Einlassrinne 351 zur Bildung der Einlassöffnung 350 des Bypass-Kanals sowie eine Auslassrinne 353 zur Bildung der Auslassöffnung 352 an der Vorderseite des Gehäuses 302 vorgesehen sind, kann das von der inneren Wandoberfläche des Hauptkanals 124 entfernte Gas, das heißt, der Gasstrom durch die Mitte des Hauptkanals 124 und dessen Umgebung als das zu messende Gas 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-Kanal, der aus der Bypass-Kanalrinne an der Vorderseite 332 oder der Bypass-Kanalrinne 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 mit der Strömungsrichtung ausgerichteten Vorsprung 318 ausgestattet. Da der thermische Durchflussmesser 300 mittels des Flansch 312 am Hauptkanal montiert ist, ist die Befestigung der Messeinheit 310 mitsamt des Schaltungspakets 400 am Hauptkanal 124 überaus verlässlich.
In dieser Ausführung ist das Gehäuse 302 mit der Bypass-Kanalrinne zur Bildung des Bypass-Kanals ausgestattet und die Abdeckungen von Gehäuse 302 werden an der Vorder- und Rückseite montiert, wodurch der Bypass-Kanal aus der Bypass-Kanalrinne und den Abdeckungen gebildet wird. In diesem Aufbau ist es möglich, die Gesamtheit der Bypass-Kanalrinnen als Teil von Gehäuse 302 im Verlauf des Harzformprozesses für eben dieses Gehäuse 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 die Bypass-Kanalrinne an der Vorderseite 332 als auch die Bypass-Kanalrinne 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-Kanäle an den beiden Oberflächen von Gehäuse 302 zu bilden. Da die Bypass-Kanalrinne an der Vorderseite 332 sowie die Bypass-Kanalrinne an der Rückseite 334 an den beiden Oberflächen von Gehäuse 302 unter Verwendung von Matrizen gebildet werden, ist es möglich, die Bypass-Kanäle mit hoher Genauigkeit zu formen und hohe Produktivität zu erzielen.
Gemäß 6(B) wird ein Teil des Zielmessgases 30, das durch den Hauptkanal 124 strömt, über die Einlassrinne 351, welche die Einlassöffnung 350 bildet, ins Innere der Bypass-Kanalrinne an der Rückseite 334 geleitet und fließt durch die Bypass-Kanalrinne an der Rückseite 334. Die Bypass-Kanalrinne an der Rückseite 334 wird mit dem Verlauf der Gasströmung zunehmend tiefer und das Messzielgas 30 bewegt sich langsam in Richtung Vorderseite, während es die Rinne durchströmt. Insbesondere ist die Bypass-Kanalrinne an der Rückseite 334 mit einem Abschnitt mit einem steilen Gefälle 347 versehen, das in der Nähe von Öffnung 342 stark abfällt, sodass ein Teil der Luft, die eine geringe Masse aufweist, sich entlang des Abschnitts mit einem steilen Gefälle 347 bewegt und anschließend durch Öffnung 342 zur Messoberfläche 430 strömt, wie in 5(B) 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 6(B) gezeigt. Anschließend passieren Fremdkörper die Öffnung 341 und strömen zur Messoberfläche 430, wie in 5(B) gezeigt.
In der Bypass-Kanalrinne auf der Vorderseite 332, zu sehen in 5(B) , bewegt sich die Luft als Messzielgas 30 von der Öffnung 342 zur Bypass-Kanalrinne auf der Vorderseite 332, strömt entlang der Messoberfläche 430, und es erfolgt mit dem Luftstrom-Messabschnitt 602 ein Wärmetransfer zur Messung der Durchflussrate unter Nutzung des Expositionsabschnitts der Wärmeübertragungsfläche 436, die in der Messfläche 430 zur Messung der Durchflussrate vorgesehen ist. Sowohl das Messzielgas 30, das durch die Messoberfläche 430 strömt, als auch die Luft, die durch Öffnung 341 in die Bypass-Kanalrinne auf der Vorderseite 332 fließt, bewegen sich durch die Bypass-Kanalrinne 332 auf der Vorderseite und werden über die Auslassrinne 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 6(B) gezeigt. Da sich der Fremdkörper mit größerer Masse entlang der Rückseite der Messfläche 431 bewegt, ist es möglich ihn, während er sich nahe der Abnahmeeinheit der Wärmeübertragungsfläche 436 vorbeibewegt, abzudrängen. 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 im Messzielgas 30 befinden, reduziert.
In dieser Ausführungsform führt der Strömungsweg, der die Bypass-Kanalrinne 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-Kanal strömende Gas bewegt sich entgegen der Strömungsrichtung im Hauptkanal 124. Derart ist der Bypass-Kanal an der hinteren Oberflächenseite (eine Seite des Rückstroms) mit dem Bypass-Kanal der Vorderflächenseite (die andere Seite des Rückstroms) verbunden. Im Ergebnis ist es möglich, einfach die Abnahmeeinheit der Wärmeübertragungsfläche 436 des Schaltungspakets 400 am Bypass-Kanal zu fixieren und das zu messende Gas 30 in der Position nahe der Mitte des Hauptkanals 124 aufzunehmen.
In dieser Ausführungsform sind die Öffnungen 342 und 341, die durchgängig durch die Bypass-Kanalrinne auf der Rückseite 334 und auf der Vorderseite 332 führen, an der Anström- und Abströmseite der Strömungsrichtung auf der Messoberfläche 430 zur Messung der Durchflussrate vorgesehen. Der Bypass-Kanal mit den vorgesehenen durchgängigen Öffnungen 342 und 341 ist so geformt, dass das Zielmessgas 30 sich von der in einer Oberfläche von Gehäuse 302 gebildeten Bypass-Kanalrinne auf der Rückseite 334 zur in der anderen Oberfläche von Gehäuse 302 gebildeten Bypass-Kanalrinne auf der Vorderseite 332 bewegt. Mit dieser Konfiguration lassen sich die Bypass-Kanalrinnen an beiden Oberflächen des Gehäuses 302 in einem einzelnen Harzformprozess unter Verwendung einer den beiden Oberflächen entsprechenden Struktur formen.
Durch die Bereitstellung der Öffnungen 342 und 341 auf beiden Seiten der im 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 als durchgängige Öffnungen durch die Bypass-Kanalrinne auf der Rückseite 334 und die Bypass-Kanalrinne auf der auf der Vorderseite 332 vorgesehen sind. Allerdings kann selbst dann, wenn die beiden Öffnungen 342 und 341 nicht vorgesehen sind, die Form eines Bypass-Kanals zur Verbindung der Bypass-Kanalrinne auf der Rückseite 334 und der Bypass-Kanalrinne auf der Vorderseite 332 mittels eines einzigen Harzformprozesses unter Bereitstellung einer dieser beiden Öffnungen gebildet werden.
Eine Innenwand des Bypass-Kanals auf der Rückseite 391 und eine Außenwand des Bypass-Kanals auf der Rückseite 392 sind auf beiden Seiten der Bypass-Kanalrinne auf der Rückseite 334 vorgesehen. Die innere Seitenfläche der hinteren Abdeckung 304 liegt am vorderen Ende der Höhenausrichtung jeder Innenwand der des Bypass-Kanals auf der Rückseite 391 und der Außenwand des Bypass-Kanals auf der Rückseite 392 an, sodass der Bypass-Kanal auf der Rückseite im Gehäuse 302 geformt wird. Ferner sind eine Innenwand des Bypass-Kanals auf der Vorderseite 393 und eine Außenwand des Bypass-Kanals auf der Vorderseite 394 auf beiden Seiten der Bypass-Kanalrinne auf der Vorderseite 332 vorgesehen. Die innere Seitenfläche der hinteren Abdeckung (SIC! should probably be ”front cover 303”) 304 liegt am vorderen Ende der Höhenausrichtung der Innenwand der des Bypass-Kanals auf der Vorderseite 393 und der Außenwand des Bypass-Kanals auf der Vorderseite 394, sodass der Bypass-Kanal 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. Allerdings kann das Messzielgas 30 auch ausschließlich entlang der vorderen Oberfläche der Messoberfläche 430 strömen, statt in zwei Kanäle aufgeteilt zu werden. Mit einer Krümmung des Bypass-Kanals entlang einer zweiten Achse, die gegen die erste Achse entlang der Strömungsrichtung im Hauptkanal 124 ausgerichtet ist, können Fremdkörper im Messzielgas 30 dort auf die Seite gedrängt werden, wo die Krümmung der 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 Verbindungsteil zwischen der Bypass-Kanalrinne auf Vorderseite 332 und der Bypass-Kanalrinne auf der Rückseite 334 vorgesehen. Allerdings können die Messoberfläche 430 und der Expositionsabschnitts der Wärmeübertragungsfläche 436 statt im Verbindungsteil zwischen der Bypass-Kanalrinne auf der Vorderseite 332 und der Bypass-Kanalrinne auf der Rückseite 334 in der Bypass-Kanalrinne auf der Vorderseite 332 oder der Bypass-Kanalrinne auf der Rückseite 334 angebracht werden.
In einem Teil des Expositionsabschnitts der Wärmeübertragungsfläche 436 in der Messfläche 430 ist eine Mündungsform zur Messung der Durchflussrate vorgesehen. Durch diesen Öffnungseffekt wird die Strömungsgeschwindigkeit 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.
Wie in 5(A) bis 6(B) ersichtlich, ist ein Außenwand-Hohlabschnitt 366 dort vorgesehen, wo die anströmseitige äußere Wand 335 eine zur abströmseitigen Seite hin gewölbte Hohlform in einem verengten Teil des Temperaturmessabschnitts 452 aufweist. Aufgrund dieses Außenwand-Hohlabschnitts 366 nimmt der Abstand zwischen dem Temperaturmessabschnitts 452 und dem Außenwand-Hohlabschnitt 366 zu, so dass es möglich ist, den Einfluss der über die anströmseitige Außenwand 335 übertragenen Wärme zu reduzieren.
Da sich der Außenwand-Hohlabschnitt 366 in einem verengten Teil des Temperaturmessabschnitts 452 befindet, ist es möglich, den Einfluss der über Flansch 312 oder über die thermische Isolierung 315 durch die anströmseitige Außenwand 335 übertragenen Wärme zu reduzieren. Außerdem ist der 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 Erfassungsgenauigkeit des Temperaturmessabschnitts 452 zu verbessern. Insbesondere kann Wärme aufgrund der großen Querschnittfläche des anströmseitigen Vorsprungs 317 einfach auf diesen übertragen werden, wodurch die Funktionalität des Außenwand-Hohlabschnitts 366 zur Blockierung der Wärmeübertragung an Bedeutung gewinnt.
3.2 Aufbau und Wirkung des Luftstrom-Messabschnitts des Bypass-Kanals
7(A) und 7(B) sind teilweise vergrößerte Ansichten im Querschnitt entlang der Linie A-A in 6(A) und 6(B), die die Ausrichtung der Messoberfläche 430 der Schaltbaugruppe 400 im Inneren der Bypass-Kanalrinne zeigen. Es wird darauf hingewiesen, dass 7(A) und 7(B) konzeptionelle Diagramme sind, die im Vergleich zu den spezifischen Konfigurationen von 5(A) bis 6(B) vereinfachte bzw. nicht vollständige Darstellungen bieten, und dass Details geringfügig modifiziert werden können. Die linke Seite von 7(A) und 7(B) ist der angerissene Endabschnitt der Bypass-Kanalrinne auf der Rückseite 334, die rechte Seite ist der erste Abschnitt eines Endstück der Bypass-Kanalrinne auf Vorderseite 332. Obwohl in 7(A) und 7(B) nicht eindeutig dargestellt ist, 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. Die Bypass-Kanalrinnen auf der Rückseite 334 und auf der Vorderseite 332 sind an der linken und der rechten Seite des Schaltungspakets 400 und der Messoberfläche 430 verbunden.
Das Messzielgas 30 wird durch die Einlassöffnung 350 aufgenommen und strömt durch den Bypass-Kanal sowie die Bypass-Kanalrinne auf der Rückseite 334, wo es, wie in 7 A auf der linken Seite gezeigt, geleitet wird. Ein Teil des Messzielgases 30 fließt entlang des Strömungsweges 386, der über die im Schaltungspaket 400 integrierte Vorderseite der Messoberfläche 430 und den in der vorderen Abdeckung 303 vorgesehenen Vorsprung 356 geleitet, und strömt durch die Öffnung 342. Der andere Teil des Zielmessgases 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 an der rückseitigen Abdeckung 304 liegt und in Richtung der Rückseite der Messoberfläche 431 ragt, im Strömungsweg 387 vorgesehen ist.
Da die Bypass-Kanalrinne so geformt ist, dass das Messzielgas 30 von der Bypass-Kanalrinne auf der Rückseite 334 durch die Öffnung 342 in den Strömungsweg 386 geleitet wird und dieser damit eine stärkere Krümmung aufweist als die 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 am Vorderende der Bypass-Kanalrinne an der Vorderseite 332 anschließt und der Vorsprung 356 nahtlos in Richtung der der Messoberfläche 430 ragt. 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. Dazu dient auch die geformte Mündung, so dass der Vorsprung 356 in der Frontabdeckung 303 gegenüber der Messoberfläche 430 liegt und glatt in die Messoberfläche 430 ragt. Die Mündung reduziert den Wirbel im Messzielgas 30 soweit, dass sich die Strömung einer laminaren Strömung annähert. Da die Strömungsgeschwindigkeit im Bereich der Mündung steigt und der Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit in der Öffnung liegt, steigt außerdem die Genauigkeit der Strömungsgeschwindigkeitsmessung.
Da die Mündung so geformt ist, dass der Vorsprung 356 in Richtung der Innenseite der Bypass-Kanalrinne ragt und sich gegenüber dem Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 an der Oberfläche 430 des Durchströmbereichs befindet, wird die Messgenauigkeit erhöht. Der Vorsprung 356, der die Mündung bildet, liegt auf Abdeckung gegenüber dem Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436, welcher wiederum an der Oberfläche des Durchströmbereichs 430 liegt. Da es sich, wie in In 7 dargestellt, bei der dem Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 auf der Oberfläche des Durchströmbereichs 430 gegenüberliegenden Abdeckung um die vordere Abdeckung 303 handelt, ist der Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 in der vorderen Abdeckung 303 vorgesehen. Alternativ dazu kann der Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 auch in der dem Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche in der Oberfläche des Durchströmbereichs 430 gegenüberliegenden vorderen oder hinteren Abdeckung 303 bzw. 304 liegen. Abhängig davon, auf welcher Fläche des Schaltungspakets 400 die Oberfläche des Durchströmbereichs 430 und der Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 vorgesehen sind, ist die dem Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 gegenüberliegende Abdeckung auszutauschen.
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 dieser Ausführungsform wird die durch den Vorsprung 358 geformte Mündung als Hilfsmittel zur Anpassung zwischen den Strömungswegen 386 und 387 verwendet. Alternativ dazu kann die oben angeführte Aufteilung der Durchflussrate auf die Strömungswege 386 und 387 angepasst werden, indem der Abstand zwischen der Rückseite der Messoberfläche 431 und der Rückabdeckung 304 verändert wird. In diesem Fall ist der Vorsprung 358 in der Rückabdeckung 304 nicht notwendig.
Wie in 5(A) bis 6(B) dargestellt, verbleibt ein aufgepresster Abdruck 442, der beim Harzformprozess durch die Benutzung der Matrize für das Schaltungspaket 400 entsteht, auf der Rückseite der Messoberfläche 431 als rückseitige Oberfläche des Expositionsabschnitts der Wärmeübertragungsfläche 436 auf der Messoberfläche 430. Dieser aufgepresste Abdruck 442 stellt kein besonderes Hindernis für die Messung der Durchflussrate dar und verursacht keine Probleme, auch wenn er vor Ort verbleibt. Zusätzlich ist es, wie unten beschrieben, wichtig, die Halbleitermembran im Luftstrom-Messabschnitt 602 während der Harzformung des Schaltungspakets 400 zu schützen. Aus diesem Grund ist eine Aufpressung auf der Rückseite des Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 wichtig. Es ist darüber hinaus überaus wichtig, zu verhindern, dass das das Schaltungspaket 400 umhüllende Harz 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 das Schaltungspaket 400 durch Spritzpressung entsteht, ist der Druck des Harzes groß und das Gegenpressen von der Rückseite des Expositionsabschnitts der Wärmeübertragungsfläche 436 ist wichtig. Da 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 oder einer ähnlichen Komponente zur Formung des Lüftungsabschnitts ist es wichtig, von der Rückseite des Expositionsabschnitts der Wärmeübertragungsfläche 436 einen Gegendruck auszuüben.
3.3 Formen der Abdeckung des thermischen Durchflussmessers 300 und entsprechende Auswirkungen
8(A) bis 8(C) sind Diagramme, die ein Erscheinungsbild einer vorderen Abdeckung 303 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(A) und 9(B) sind Diagramme, die ein Erscheinungsbild einer hinteren Abdeckung 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. In 8(A) bis 8(C) und 9(A) bis 9(C) sind die vordere und die hintere Abdeckung 303 bzw. 304 an den vorderen und hinteren Oberflächen des Gehäuses 302 angebracht und grenzen an an die Oberseite der in 5(A) bis 6(B) gezeigten anströmseitigen Außenwand 335 bzw. der abströmseitigen Außenwand 336 an, d. h. an die Außenwände von Gehäuse 302 und damit an die vorderen Endabschnitte der Höhenausrichtung, welche an der Vorder- bzw. Rückseite am nächsten an der Außenseite gelegen sind, und schließen ebenso am Vorderabschnitt der am nächsten an der Außenseite gelegenen Höhenausrichtung an der Vorder- bzw. Rückseite von Befestigungsabschnitts 3721 an. Darüber hinaus ist die vordere und hintere Abdeckung 303 bzw. 304 mit einem Abschnitt entlang der thermischen Isolierung 315 verbunden, wodurch die anströmseitige Außenwand 335 und die abströmseitige Außenwand auf Seite von Flansch 312 verbunden werden und dort der Spalt 382 gebildet wird. Außerdem werden die vordere und hintere Abdeckung 303 bzw. 304 verwendet, um die Bypass-Kanalrinne von Gehäuse 302 zu bilden. Zusätzlich werden die vordere und hintere Abdeckung 303 bzw. 304 dazu verwendet, in Kombination mit Vorsprung 356 eine Mündung zu bilden. Aus diesem Grund ist eine hohe Fertigungsgenauigkeit wünschenswert. Da im Harzformungsprozess die vordere und die hintere Schutzabdeckung 303 bzw. 304 durch das Einpressen von thermoplastischem Harz in eine Matrize geformt werden, ist es möglich, die vordere und die hintere Schutzabdeckung 303 bzw. 304 mit hoher Fertigungsgenauigkeit zu erstellen. Wenn der Spalt 382 vollständig abgedichtet ist, kann es zwischen Spalt 382 und der Umgebung zu einem Druckunterschied kommen, der sich durch die Veränderung der Temperatur weiter verstärken kann, was nicht wünschenswert ist. Aus diesem Grund ist wie unten beschrieben ein Belüftungsmechanismus vorgesehen, um die Verstärkung eines Druckunterschieds zwischen Spalt 382 und der Umgebung zu verhindern.
Der vordere Schutzabschnitt 322 oder der hintere Schutzabschnitt 325 sind wie in 8(A) bis 8(C) bzw. 9(A) bis 9(C) dargestellt in die vordere Abdeckung 303 bzw. in die hintere Abdeckung 304 eingeformt. Wie in 2(A), 2(B), 3(A) oder 3(B) dargestellt, ist der in der vorderen Abdeckung 303 vorgesehene vordere Schutzabschnitt 322 auf der vorderen Oberfläche der Einlassöffnung 343 positioniert und der hintere Schutzabschnitt 325, der sich in der hinteren Abdeckung 304 befindet, ist auf der rückseitigen Oberfläche der Einlassöffnung 343 vorgesehen. Der Temperaturmessabschnitt 452, der in der Einlassöffnung 343 platziert ist, wird geschützt vom vorderen und hinteren Schutzabschnitt 322 bzw. 325, sodass der Temperaturmessabschnitt 452 vor mechanischer Beschädigung aufgrund von Zusammenstößen während des Produktbetriebs oder des Beladens eines Fahrzeugs geschützt ist.
Die innere Oberfläche der Frontabdeckung 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. Eine Mündung ist, wie oben beschrieben, in den Strömungsweg 386 so eingebracht, dass sie gemeinsam mit der Messoberfläche 430 und dem Vorsprung 356 einen Wirbel, der im Messzielgas 30 entsteht, reduziert und eine laminare Strömung erzeugt. In dieser Ausführungsform ist der Bypass-Kanal mit dem Mündungsabschnitt geteilt in einen Rinnenteil und einen Haubenteil, der die Rinne bedeckt und einen Strömungsweg mit einer Mündung ausbildet. Der Rinnenteil wird in einem zweiten Harzformprozess bei der Formung des Gehäuses 302 erstellt. Danach wird die Frontabdeckung 303 mit einem Vorsprung 356 in einem weiteren Harzformungsprozess gebildet. Die Rinne wird vom vorderen Abdeckung 303 bedeckt als Haube der Rinne und bildet den Bypass-Kanal. Im zweiten Harzformungsprozess zur Erstellung des Gehäuses 302 wird das Schaltungspaket 400 mit der Messoberfläche 430 ebenfalls am Gehäuse 302 angebracht. Da die Formung einer Rinne mit einer so komplizierten Form durch einen Harzformungsprozess erfolgt und der Vorsprung 356 für die Mündung in der vorderen Abdeckung 303 vorgesehen ist, ist es möglich, den Strömungsweg 386 in 7 mit hoher Genauigkeit zu formen. Da außerdem das Verhältnis der Positionierung zwischen der Rinne und der Messoberfläche 430 oder dem Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 mit hoher Genauigkeit aufrechterhalten werden kann, wird es möglich, Abweichungen der Produkte zu vermeiden und hohe Messgenauigkeit zu erreichen. Deshalb ist es möglich, die Produktivität zu erhöhen.
Dies wird ebenso bei der Formung des Strömungsweges 387 unter Verwendung der hinteren Abdeckung 304 und der Rückseite der Messoberfläche 431 angewendet. Der Strömungsweg 386 wird in Rinnenteil und Haubenteil unterteilt. Der Rinnenteil wird durch einen zweiten Harzformprozess bei der Formung von Gehäuse 302 gebildet. Danach wird die Rinne durch die hintere Abdeckung 302 mit dem Vorsprung 358 abgedeckt, sodass der Strömungsweg 387 gebildet wird. Wird der Strömungsweg 387 auf diese Weise gebildet, ist es möglich, den Strömungsweg 386 mit hoher Genauigkeit zu formen und damit wiederum die Produktivität zu steigern. Obwohl in dieser Ausführungsform die Mündung in Strömungsweg 387 vorgesehen ist, kann außerdem auch der Strömungsweg 387 ohne Verwendung von Vorsprung 358 und ohne Mündung genutzt werden.
In 8(B) ist eine Kerbe 323, die für das Bilden des Auslassanschlusses 352 verwendet wird, an der Führungsendeseite der vorderen Abdeckung 303 bereitgestellt. Wie veranschaulicht in 2(B) erweitert die Kerbe 323 den Auslassanschluss 352 nicht nur an der rechten Seite des Gehäuses 302, sondern auch an der Vorderseite des Gehäuses 302. Deshalb wird eine Medienbeständigkeit des gesamten Bypasskanals reduziert und das Messzielgas 30, das in den Bypasskanal durch den Eingang 350 gelenkt wird, erhöht. Folglich wird die Messgenauigkeit für die Durchflussrate verbessert.
3.4 Struktur des Anschlussstücks 320 und darauf basierende Auswirkungen
10 ist eine vergrößerte Ansicht, die das Anschlussstück 320 des Gehäuses 302 der 5(A) bis 6(B) zeigt. Jedoch unterscheidet sich das Anschlussstück 320 in 10 von dem in den 5(A) bis 6(B) aus den folgenden Gründen. Speziell ist in den 5(A) bis 6(B) die innere Buchse von den externen Anschlüssen 361 getrennt. Jedoch ist in 10 die innere Buchse der externen Anschlüsse 361 nicht voneinander getrennt, sondern miteinander durch den Verbindungsabschnitt 365 verbunden. Während jede der inneren Buchse von den externen Anschlüssen 361, die zur Schaltungspaket-400-Seite des externen Anschlusses 306 vorstehen, von den entsprechenden Verbindungsanschlüssen 412 überlagert wird oder sich nahe daran befindet, ist jeder der externen Anschlüsse 306 durch Harzformmasse im zweiten Formprozess am Gehäuse 302 befestigt. Um eine Deformation oder Abweichung von der Anordnung jedes externen Anschlusses 306 gemäß einer Ausführungsform zu verhindern, ist der externe Anschluss 306 am Gehäuse 302 durch den Harzformprozess (der zweite Harzformprozess, der nachfolgend beschrieben wird) befestigt, um das Gehäuse 302 zu bilden, während die innere Buchse von den externen Anschlüssen 361 miteinander durch den Verbindungsabschnitt 365 verbunden sind. Alternativ kann die externe Klemme 306 am Gehäuse 302 durch den zweiten Formprozess befestigt werden, nachdem die Verbindungsanschlüsse 412 und die innere Buchse von den externen Anschlüssen 361 befestigt sind.
3.5 Überprüfung des fertigen Produkts durch den ersten Harzformprozess
In der Ausführungsform von 10 ist die Anzahl der Anschlüsse, die im Schaltungspaket 400 bereitgestellt sind, größer als die Anzahl der inneren Buchsen der externen Anschlüsse 361. Aus den Anschlüssen des Schaltungspakets 400 wird jeder der Verbindungsanschlüsse 412 mit jeder der inneren Buchsen der externen Anschlüsse 361 verbunden und die Anschlüsse 414 sind nicht mit der inneren Buchse der externen Anschlüsse 361 verbunden. D. h., obwohl die Anschlüsse 414 im Schaltungspaket 400 bereitgestellt sind, sind sie nicht mit der inneren Buchse der externen Anschlüsse 361 verbunden.
In 10 ist zusätzlich zum Verbindungsanschluss 412, der mit der inneren Buchse des externen Anschlusses 361 verbunden ist, der Anschluss 414, der nicht mit der inneren Buchse des externen Anschlusses 361 verbunden ist, bereitgestellt. Nachdem das Schaltungspaket 400 durch den ersten Harzformprozess hergestellt ist, wird überprüft, ob das Schaltungspaket 400 entsprechend funktioniert und ob eine Anomalie im elektrischen Anschluss im ersten Harzformprozess hervorgerufen wurde. Als Resultat ist es möglich, eine hohe Zuverlässigkeit für jedes Schaltungspaket 400 aufrechtzuerhalten. Der Anschluss 414, der nicht mit der inneren Buchse des externen Anschlusses 361 verbunden ist, wird bei dieser Überprüfung des Schaltungspaketes 400 verwendet. Da der Anschluss 414 nach der Überprüfung nicht verwendet wird, kann der freie Anschluss 414 am Halsabschnitt des Schaltungspakets 400 nach der Überprüfung ausgeschnitten oder im Harz verborgen werden und als Anschlussseiten-Befestigungsabschnitt 362 wie veranschaulicht in 10 dienen. Durch Bereitstellen des Anschlusses 414, der nicht mit der inneren Buchse des externen Anschlusses 361 verbunden ist, ist es möglich, zu überprüfen, ob eine Anomalie im Schaltungspaket 400, das durch den ersten Harzformprozess hergestellt wurde, hervorgerufen wurde und es kann eine hohe Zuverlässigkeit aufrechterhalten werden.
3.6 Verbindungsstruktur zwischen dem Spalt 382 innerhalb des Gehäuses 302 und außerhalb und Auswirkungen, die darauf basieren
Wie in der teilweise vergrößerten Ansicht von 10 veranschaulicht, wird eine Öffnung 364 im Gehäuse 302 bereitgestellt. Die Öffnung 364 ist mit der Öffnung 309 verbunden, die an der Innenseite des in 4(A) veranschaulichten externen Anschlusses 305 bereitgestellt ist. Gemäß der Ausführungsform sind beide Seiten des Gehäuses 302 mit der vorderen 303 und hinteren Abdeckung 304 luftdicht verschlossen. Wenn die Öffnung 364 nicht vorgesehen wird, wird wegen einer Temperaturänderung der Luft im Innern des Spalts 382, der das Endabschlussstück 320 einschließt, eine Druckdifferenz zwischen dem Luftdruck im Innern des Spalts 382 und dem atmosphärischen Luftdruck erzeugt. Es ist wünschenswert, eine solche Druckdifferenz zu reduzieren. Aus diesem Grunde ist die Öffnung 364, die mit der Öffnung 309 an der Innenseite des Außenanschlusses 305 verbunden ist, innerhalb des Spalts 382 des Gehäuses 302 bereitgestellt. Der Außenanschluss 305 ist so aufgebaut, dass er Beständigkeit gegen alle Beeinträchtigungen durch Wasser oder Ähnliches aufweist, um eine höhere Zuverlässigkeit des elektrischen Anschlusses zu erzielen. Durch Bereitstellen der Öffnung 309 innerhalb des Außenanschlusses 305 ist es möglich, das Eindringen von Wasser oder eines Fremdkörpers, wie zum Beispiel von Verschmutzungen oder Staub aus der Öffnung 309, zu verhindern.
4. Befestigung des Schaltungspakets 400 unter Verwendung des Gehäuses 302
4.1 Konstruktion zur Befestigung des Schaltungspakets 400 am Gehäuse 302
Eine Konstruktion zur Befestigung des Schaltungspakets 400 am Gehäuse 302 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 5(A) bis 6(B) beschrieben. Das Schaltungspaket 400, das in eine Durchflussraten-Sensorschaltung 601 (siehe 19) eingebettet ist, die die Durchflussrate des Messzielgases 30 misst, das durch den Hauptkanal 124 strömt, ist am Gehäuse 302 befestigt, das die Bypass-Kanalrinne aufweist. 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, und ein Abschnitt, der zum Bilden der Bypass-Kanalrinnen 332 und 334 verwendet wird, wird vom Flansch 312 durch die anströmungsseitige Außenwand 335 und die abströmungsseitige Außenwand 336 gestützt. Hierzu ist anzumerken, dass sich die anströmungsseitige Außenwand 335 an der Anströmungsseite in Strömungsrichtung des Messzielgases 30 befindet, das durch den Hauptkanal 124 fließt, und dass sich die abströmungsseitige Außenwand 336 an der Abströmungsseite in Flussrichtung befindet. Der Befestigungsabschnitt 3721 wird bereitgestellt, um die anströmungsseitige Außenwand 335 und die abströmungsseitige Außenwand 336 zu verbinden und der Befestigungsabschnitt 3721 hüllt das Schaltungspaket 400 über den gesamten Umfang ein, wodurch das Schaltungspaket 400 am Gehäuse 302 befestigt wird. Weiter ist der Spalt 382, der von der anströmungsseitigen Außenwand 335, der abströmungsseitigen Außenwand 336 und vom Flansch 312 umgeben ist, an der Flanschseite des Befestigungsabschnitts 3721 gebildet. Die Bypass-Kanalrinnen 332 und 334 sind an der Bypass-Kanalseite gegenüber der Flanschseite des Befestigungsabschnitts 3721 gebildet, und eine Struktur, in der das Messzielgas 30 zu den Bypass-Kanalrinnen 332 und 334 geströmt wird, ist bereitgestellt. Der Befestigungsabschnitt 3721 dient dazu, die Luftdichtheit auf der Bypasskanal-Seite des Spaltes aufrechtzuerhalten.
Der Außenwand-Hohlabschnitt 366, der an der anströmungsseitigen Außenwand 335 bereitgestellt ist, wird als der Befestigungsabschnitt 3723 verwendet, wodurch das Schaltungspaket 400 weiter fest befestigt werden kann. Der oben beschriebene Befestigungsabschnitt 3721 hüllt das Schaltungspaket 400 in einer Richtung entlang der Strömungsachse des Messzielgases 30 ein, d. h. in einer Richtung entlang der Längsachse der Messfläche 430 bei dieser Ausführungsform, um die anströmungsseitige Außenwand 335 und die abströmungsseitige Außenwand 336 zu verbinden. Währenddessen hüllt der Außenwand-Hohlabschnitt 366 der anströmungsseitigen Außenwand 335 das Schaltungspaket 400 quer zur Strömungsachse des Messzielgases 30 ein. Das heißt, der Befestigungsabschnitt 3723 hüllt das Schaltungspaket 400 ein, während es gebildet wird, sodass die Einhüllrichtung von der des Befestigungsabschnitts 3721 abweicht. Da die Befestigungsabschnitte das Schaltungspaket 400 von unterschiedlichen Richtungen einhüllen und befestigen, kann das Schaltungspaket 400 weiter fest am Gehäuse 302 angebracht werden.
Owohl bei dieser Ausführungsform der Außenwand-Hohlabschnitt 366 aus einem Teil der anstromseitigen Außenwand 335 gebildet ist, kann ein Befestigungsabschnitt bereitgestellt werden, der das Schaltungspaket 400 in einer Richtung einhüllt, die sich von der des Befestigungsabschnitts 3721 unterscheidet, indem die abstromseitige Außenwand 336 anstelle der anstromseitigen Außenwand 335 zur Erhöhung der Befestigungskraft verwendet wird. Beispielsweise kann ein Ende des Schaltungspakets 400 durch die abströmungsseitige Außenwand 336 eingehüllt sein oder das Schaltungspaket 400 kann durch die Bildung eines Hohlraums eingehüllt sein, der in der Anströmungsrichtung in der abströmungsseitigen Außenwand 336 gebildet ist. Alternativ ist ein Vorsprung, der zur Anströmungsrichtung der abströmungsseitigen Außenwand 336 vorsteht, bereitgestellt und das Schaltungspaket 400 kann unter Verwendung des Vorsprungs eingehüllt sein. Bei dieser Ausführungsform, da der Außenwand-Hohlabschnitt 366 in der abströmungsseitigen Außenwand 335 bereitgestellt ist, um das Schaltungspaket 400 einzuhüllen, ist es möglich, eine Auswirkung des Erhöhens des Wärmewiderstands zwischen dem Temperaturererfassungsabschnitt 452 und der anströmungsseitigen Außenwand 335 zusätzlich zur Befestigung des Schaltungspakets 400 zu vergrößern. Da der Außenwand-Hohlabschnitt 366 einen Halsabschnitt eines Vorsprungs 424 einhüllt und stützt (siehe 11), die den Temperaturerfassungsabschnitt 452 aufweist, dient der Außenwand-Hohlabschnitt 366 dazu, den Vorsprung 424 zu schützen (siehe 11), der den Temperaturerfassungsabschnitt 452 aufweist.
Die Befestigungsabschnitte 3721 und 3723 weisen jeweils einen dicken Abschnitt und einen dünnen Abschnitt auf, um eine Belastung zu reduzieren, die auf das Schaltungspaket 400 ausgeübt wird. Wie veranschaulicht in den 5(A) und 5(B) weist der Befestigungsabschnitt 3721 einen dicken Abschnitt 4714 und einen dünnen Abschnitt 4710 auf. Bei der Bildung des dünnen Abschnitts 4710 wird ein Hohlraum entlang der Richtung des Schaltungspakets 400 bereitgestellt, um die Dicke des Harzes zu reduzieren, welches das Schaltungspaket 400 einhüllt. Obwohl weiter ein dünner Abschnitt auf der Flanschseite des dünnen Abschnitts 4710 gebildet ist, ist der dünne Abschnitt, der auf der Flanschseite des dünnen Abschnitts 4710 bereitgestellt ist, derart gebildet, dass er eine Form aufweist, bei der die Dicke des Harzes, das das Schaltungspaket 400 einhüllt, kleiner ist als der dicke Abschnitt 4714, aber eine Form aufweist, bei der die Dicke des Harzes, das das Schaltungspaket 400 einhüllt, geringfügig größer ist als der dünne Abschnitt 4710. Wenn der dünne Abschnitt 4714 und der dünne Abschnitt, der auf der Flanschseite des dünnen Abschnitts 4710 bereitgestellt ist, in Bezug auf den dicken Abschnitt 4714 bereitgestellt werden, hat der Befestigungsabschnitt 3721 die Auswirkung, das Sicherstellen einer vorgegebenen Größe des Bereichs für das Einhüllen des Schaltungspaketes 400 zu ermöglichen und währenddessen die Belastung, die auf das Schaltungspaket 400 in Bezug auf die Größe der Fläche ausgeübt wird, zu reduzieren.
In 6(B) als eine Ansicht der Rückseite von 5(B) weist der Befestigungsabschnitt 3721 den dicken Abschnitt 4714 und einen dünnen durch einen Hohlraum 373 gebildeten Abschnitt auf. Wenn wie vorstehend beschrieben der dünne Abschnitt bereitgestellt wird, hat der Befestigungsabschnitt 3721 die Auswirkung, das Sicherstellen einer vorgegebenen Größe des Bereichs für das Einhüllen des Schaltungspaketes 400 zu ermöglichen und währenddessen die Belastung, die auf das Schaltungspaket 400 in Bezug auf die Größe der Fläche ausgeübt wird, zu reduzieren. Somit wird die Zuverlässigkeit, die mit der Befestigung des Schaltungspakets 400 verbunden ist, durch die Struktur verbessert, wobei der Befestigungsabschnitt 3721 aus dem dicken Abschnitt und dem dünnen Abschnitt gebildet ist. Das heißt, die Luftdichtheit zwischen dem Schaltungspaket 400 und dem Befestigungsabschnitt 3721 wird aufrechterhalten. Weiter kann beim Harzformprozess die Belastung, die mit der auftretenden Volumenschrumpfung auftritt, wenn der Befestigungsabschnitt 3721 gekühlt und erhärtet wird, und die vom Befestigungsabschnitt 3721 auf das Schaltungspaket 400 ausgeübt wird, reduziert werden. Darüber hinaus wird, wenn der dünne Abschnitt bereitgestellt wird, die Bewegung von Harz im Harzformprozess unterdrückt und die Harztemperatur allmählich reduziert, sodass die erforderliche Zeit, um das Harz zu erhärten, länger wird. Das Harz des Befestigungsabschnittes 3721 fließt einfacher in Unausgeglichenheiten auf der Fläche des Schaltungspakets 400 und es sind Auswirkungen darauf, dass die Luftdichtheit zwischen dem Schaltungspaket 400 und dem Befestigungsabschnitt 3721 verbessert wird, gegeben.
Das Messzielgas 30 strömt auf der Bypasskanal-Seite des Befestigungsabschnittes 3721 und 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. Auf Grund der Bereitstellung des dünnen Abschnitts kann die Kontaktfläche zwischen dem Befestigungsabschnitt 3721 und dem Harz des Schaltungspakets 400 vergrößert werden und es sind Auswirkungen gegeben, dass die Luftdichtheit verbessert und das Eindringen von Feuchtigkeit und dergleichen in den Spalt 382 innerhalb des Gehäuses 302 weiter verhindert wird.
In den 5(B) und 6(B) weist die anströmungsseitige Außenwand 335 den Außenwand-Hohlabschnitt 366 auf. Der Außenwand-Hohlabschnitt 366 agiert als der Befestigungsabschnitt 3723, um das Schaltungspaket 400 am Gehäuse 302 zu befestigen. Der Befestigungsabschnitt 3723 weist den dicken Abschnitt 4715 und den dünnen Abschnitt 4716 auf. Wie auch beim Befestigungsabschnitt 3721, kann der Befestigungsabschnitt 3723 eine große Kontaktfläche mit dem Schaltungspaket 400 sicherstellen. Da die Belastung, die vom dünnen Abschnitt 4716 auf das Schaltungspaket 400 ausgeübt wird, klein ist, kann der Einfluss der Belastung, die vom Befestigungsabschnitt 3723 auf das Schaltungspaket 400 ausgeübt wird, reduziert werden. Da das Messzielgas 30 auf der Anströmungsseite des Befestigungsabschnittes 3723 strömt, ist es wichtig, die Luftdichtheit zwischen dem Befestigungsabschnitt 3723 und dem Schaltungspaket 400 aufrechtzuerhalten, und der dünne Abschnitt 4716 und der dicke Abschnitt 4715 erleichtern das Sicherstellen der Luftdichtheit zwischen dem Befestigungsabschnitt 3723 und dem Schaltungspaket 400.
4.2 Struktur des Gehäuses 302, das durch die Harzformmasse gebildet ist
Als nächstes wird die Befestigung des Schaltungspakets 400 am Gehäuse 302 durch einen Harzformprozess erneut unter Bezugnahme auf die 5(A) bis 6(B) beschrieben. Das Schaltungspaket 400 ist im Gehäuse 302 angeordnet und darin befestigt, sodass die Messfläche 430, die auf der Stirnfläche des Schaltungspakets 400 gebildet ist, in einer vorgegebenen Position der Bypasskanal-Rille angeordnet ist, um den Bypasskanal, wie beispielsweise einen Verbindungsabschnitt zwischen der Bypasskanal-Rille an der Vorderseite 332, und die Bypasskanal-Rille an der Hinterseite 334 in der Ausführungsform der 5(A) bis 6(B) zu bilden. Ein Abschnitt, um das Schaltungspaket 400 in das Gehäuse 302 durch eine Harzformmasse einzubetten und zu befestigen, ist in der Seite geringfügig näher am Flansch 312 der Bypasskanal-Rille bereitgestellt. Obwohl es nachfolgend unter Verwendung von 16 beschrieben wird, ist das Schaltungspaket 400 durch den ersten Harzformprozess gebildet. Im Schaltungspaket 400, das durch den ersten Harzformprozess gebildet ist, wenn das Gehäuse 302, das mit dem Bypasskanal ausgestattet ist, durch den zweiten Harzformprozess gebildet wird, wird der Befestigungsabschnitt 3721 gebildet und der Befestigungsabschnitt 3721 hält und fixiert das Schaltungspaket 400, um den äußeren Umfang des Schaltungspaketes 400, das durch den ersten Harzformprozess gebildet ist, abzudecken.
Wie veranschaulicht in 5(B), sind der Hohlraum 376 und der dünne Abschnitt 4710, der eine Hohlform aufweist auf der Vorderseitenfläche des Befestigungsabschnittes 3721 bereitgestellt. Wie veranschaulicht in 6(B), ist ein Hohlraum 373, der als ein dünner Abschnitt agiert, auf der Rückseitenfläche des Befestigungsabschnitts 3721 gebildet. Diese Hohlräume können die Harztemperatur im Formkörper des Befestigungsabschnitts 3721 reduzieren und einen Betrag an Schrumpfung reduzieren, um den das Volumen schrumpft. Dieser Faktor kann die Belastung reduzieren, die auf das Schaltungspaket 400 ausgeübt wird. Wenn der Harzfluss durch eine Gussform eingeschränkt wird, die verwendet wird, um die oben beschriebenen Hohlräume zu bilden, wird die Absenkgeschwindigkeit der Harztemperatur verlangsamt und es ist möglich, das tiefe Eindringen des Harzes in die Unausgeglichenheiten, die auf der Fläche des Schaltungspaketes 400 gegeben sind, zu erleichtern, das den Befestigungsabschnitt 3721 bildet.
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 der 5(A) bis 6(B) ist der Bereich eines Abschnitts, der vom Harz des Gehäuses 302 freigelegt ist, aber nicht durch das Gehäuse 302 eingehüllt ist, größer als der Bereich eines Abschnitts, der durch das Harz des Gehäuses 302 außerhalb der äußeren Umfangsfläche des Schaltungspakets 400 eingehüllt ist. Darüber hinaus ist ein Abschnitt der Messfläche 430 des Schaltungspakets 400 auch vom Harz des Gehäuses 302 freigelegt.
Da der Umfang des Schaltungspakets 400 im zweiten Harzformprozess eingehüllt wird, um das Gehäuse 302 durch Bilden der Hohlräume auf den vorderen und hinteren Flächen des Befestigungsabschnitts 3721 zu bilden, welcher die Außenwand des Schaltungspakets 400 über den gesamten Umfang in einer dünnen Bandenform abdeckt, ist es möglich, eine übermäßige Belastungskonzentration abzuschwächen, die durch die Volumenschrumpfung im Laufe der Erstarrung des Befestigungsabschnitts 3721 verursacht wird. Die übermäßige Belastungskonzentration kann das Schaltungspaket 400 nachteilig beeinträchtigen.
4.3 Verbesserung des Haftens zwischen Gehäuse 302 und Schaltungspaket 400
Um das Schaltungspaket 400 an einem kleinen Bereich durch das Reduzieren des Bereichs eines Abschnitts, der durch das Harz des Gehäuses 302 der äußeren Umfangsfläche des Schaltungspakets 400 eingehüllt ist, robuster zu befestigen, ist bevorzugt, das Haften des Schaltungspakets 400 an der Außenwand im Befestigungsabschnitt 3721 zu vergrößern. Wenn ein Thermoplast verwendet wird, um das Gehäuse 302 zu bilden, ist bevorzugt, dass der Thermoplast in feine Unausgeglichenheiten auf der Fläche des Schaltungspakets 400 eindringt, während er eine niedrige Viskosität aufweist, d. h., eine hohe Temperatur aufweist, und das Thermoplast sich, während es in die feinen Unausgeglichenheiten auf der Fläche eindringt, erhärtet. Beim Harzformprozess für das Bilden des Gehäuses 302 ist es wünschenswert, dass die Einlassöffnung des Thermoplasts im Befestigungsabschnitt 3721 oder in der Nähe davon bereitgestellt wird. Die Viskosität des Thermoplast erhöht sich während die Temperatur abnimmt, sodass es erhärtet wird. Indem der Thermoplast, der eine hohe Temperatur aufweist, in den Befestigungsabschnitt 3721 oder aus der Nähe davon fließt, ist es möglich, den Thermoplast, der eine niedrige Viskosität aufweist, zu erhärten, während er an der Fläche des Schaltungspakets 400 anstößt. Wenn der Hohlraum 376, der dünne Abschnitt 4710, der ein Hohlraum ist und der Hohlraum 373 im Befestigungsabschnitt 3721 gebildet werden, wird ein Hindernisabschnitt, der ein Strömen des Thermoplast einschränkt, durch die Gussform gebildet, die verwendet wird, um diese Hohlräume zu bilden und die Bewegungsgeschwindigkeit des Thermoplast im Befestigungsabschnitt 3721 wird reduziert. Als Resultat wird eine Temperaturabnahme des Thermoplast unterdrückt und ein Zustand niedriger Viskosität aufrechterhalten, sodass das Haften zwischen dem Schaltungspaket 400 und dem Befestigungsabschnitt 3721 verbessert wird.
Durch Aufrauhen der Fläche des Schaltungspakets 400 ist es möglich, das Haften zwischen dem Schaltungspaket 400 und dem Befestigungsabschnitt 3721 zu verbessern. Als Aufrauhverfahren für die Fläche des Schaltungspakets 400 ist ein Aufrauhverfahren bekannt, das nach dem Bilden des Schaltungspakets 400 durch den ersten Harzformprozess feine Unausgeglichenheiten auf der Fläche des Schaltungspakets 400 bildet, wie beispielsweise eine Bürstenmattierungsbehandlung. Als Aufrauhverfahren für das Bilden feiner Unausgeglichenheiten auf der Fläche des Schaltungspakets 400 kann das Aufrauhen weiter beispielsweise unter Verwendung von Sandstrahlen erreicht werden. Darüber hinaus kann das Aufrauhen durch eine Laserbearbeitung erreicht werden.
Als ein weiteres Aufrauhverfahren 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 Fläche befindet. Mit diesem Verfahrens ist es möglich, feine Unausgeglichenheiten auf der Fläche des Schaltungspakets 400 zu bilden und diese aufzurauen. Alternativ können Unausgeglichenheiten direkt auf einer Innenseite der Gussform angebracht sein, um das Schaltungspaket 400 zu bilden und die Fläche des Schaltungspakets 400 aufzurauen. Der Oberflächenabschnitt des Schaltungspakets 400 für ein solches Aufrauhen ist mindestens ein Abschnitt, wo der Befestigungsabschnitt 3721 bereitgestellt ist. Außerdem kann das Haften weiter durch Aufrauhen eines Oberflächenabschnitts des Schaltungspakets 400 verbessert werden, wo der Außenwand-Hohlabschnitt 366 bereitgestellt ist.
Wenn die Unausgeglichenheitsbearbeitung für die Fläche des Schaltungspakets 400 unter Verwendung des oben genannten Blattes ausgeführt wird, hängt die Tiefe der Rille 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 Unausgeglichenheit, 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 Unausgeglichenheit zwischen der Unterseite und der Oberseite der Unausgeglichenheit auf 10 μm oder größer und 20 μm oder kleiner eingestellt wird. In einer Tiefe kleiner als 10 μm, verschlechtert sich die Haftwirkung. Eine Tiefe größer als 20 μm ist von der vorstehend genannten Dicke des Blattes schwierig zu erreichen.
Bei anderen Aufrauhverfahren als dem vorstehend genannten Verfahren der Verwendung des Blattes ist es wünschenswert, eine Dicke des Harzes im ersten Harzformprozess einzustellen, um das Schaltungspaket 400 mit 2 mm oder kleiner zu bilden. Daher ist es schwierig, die Tiefe der Unausgeglichenheit zwischen der Unterseite und der Oberseite der Unausgeglichenheit auf 1 mm oder größer zu vergrößern. Konzeptionell wird antizipiert, dass sich die Haftung 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 Unausgeglichenheit zwischen der Unterseite und der Oberseite der Unausgeglichenheit auf der Fläche des Schaltungspakets 400 erhöht. Aus dem vorstehend beschriebenen Grund wird die Tiefe der Unausgeglichenheit zwischen der Unterseite und der Oberseite der Unausgeglichenheit vorzugsweise auf 1 mm oder kleiner festgelegt. D. h., wenn sich die Unausgeglichenheit, die eine Dicke von 10 μm oder größer und 1 mm oder kleiner aufweist, auf der Fläche des Schaltungspakets 400 befindet, ist es wünschenswert, das Haften zwischen dem Harz, welches das Schaltungspaket 400 abdeckt und dem Harz, das verwendet wird, um das Gehäuse 302 zu bilden, zu vergrößern.
Ein Wärmeausdehnungskoeffizient weicht zwischen dem hitzehärtbaren Kunststoff, der verwendet wird, um das Schaltungspaket 400 zu bilden, und dem Thermoplast, der verwendet wird, um das Gehäuse 302 zu bilden, welches den Befestigungsabschnitt 3721 aufweist, ab. Es ist wünschenswert, eine übermäßige Belastung, die auf das Schaltungspaket 400 ausgeübt wird, die durch diesen Unterschied im Wärmeausdehnungskoeffizienten hervorgerufen wird, zu verhindern. Die Belastung, die auf das Schaltungspaket 400 ausgeübt wird, kann durch das Bereitstellen des Hohlraums 373, des dünnen Abschnitts 4710, der ein Hohlraum ist, und des Hohlraums 376 reduziert werden.
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 ist 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.
4.4 Bilden des Gehäuses 302 durch einen zweiten Harzformprozess und Erhöhen der Messgenauigkeit
Im Gehäuse 302, das in den 5(A) bis 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, die für jede Produktion des Schaltungspakets 400 hervorgerufen wird, auf einen sehr geringen Wert unterdrückt werden. Wenn das Abhängigkeitsverhältnis zwischen dem Schaltungspaket 400 und dem Bypasskanal, durch den das zu messende Gas 30 strömt, im Verlaufe des zweiten Harzformprozesses hergestellt wird, ändert sich dieses Abhängigkeitsverhältnis nicht. Wenn die Befestigung mit einem elastischen Klebstoff oder Ähnlichem wie im konventionellen Fall erfolgt, ändert sich die Beziehung nach der Produktion geringfügig. Wie bei dieser Ausführungsform, wenn sich die Beziehung zwischen dem Schaltungspaket 400 und dem Bypasskanal, durch den das Messzielgas 30 strömt, nicht ändert, kann danach eine sehr hohe Genauigkeit durch die Korrektur der Abweichung nach der Produktion aufrechterhalten werden. Als Ergebnis 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. Da der thermische Durchflussmesser 300 typischerweise in großen Mengen hergestellt wird, ist es schwierig, eine Adhäsion unter Verwendung eines Klebstoffs auszuführen, während eine strikten Messung bei individuellen Herstellungsverfahren erfolgt und es gibt eine Begrenzung hinsichtlich der Verbesserung der Messgenauigkeit. 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 zu messenden Gas 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 für die folgenden Ausführungsformen einschließlich der Ausführungsform von 7 sowie die Ausführungsform von 5(A), 5(B), 6(A) oder 6(B).
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 Wärmeübertragungsflächen-Expositionsabschnitt 436 des Schaltungspakets 400 befestigt ist, können beispielsweise die Bypass-Kanalrinne an der Vorderseite 332 und die Bypass-Kanalrinne an der Hinterseite 334 mit bemerkenswert hoher Genauigkeit gebildet werden. Um den Bypasskanal in dieser Bypass-Kanalrinne zu bilden, ist das Abdecken beider Seiten des Gehäuses 302 unter Verwendung der vorderen oder hinteren Abdeckung 303 oder 304 erforderlich. Dieser Arbeitsvorgang ist sehr einfach und hat nur wenige Faktoren, die die Messgenauigkeit beeinträchtigen können. Außerdem wird die vordere oder hintere Abdeckung 303 oder 304 durch einen Harzformprozess gebildet, der eine hohe Formgebungsgenauigkeit aufweist. Daher kann der Bypasskanal in einem speziellen Verhältnis zum Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 des Schaltungspakets 400 mit hoher Genauigkeit 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 Messababschnitts 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 dann 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 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 Schaltungspaketes 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 Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 und die Messoberfläche 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 der erfindungsgemäßen Ausführungsform 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. Die Oberfläche des Schaltungspakets 400, die das Gehäuse 302 nicht berührt, ist zum Beispiel gegenüber 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.
4.5 Befestigung des Schaltungspakets 400 durch einen zweiten Harzformprozess und die entsprechenden Auswirkungen
In den 11(A) bis 11(C) zeigt 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. 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 eine Beziehung zwischen dem Bypasskanal, der Messoberfläche 430 und dem Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 mit bemerkenswert 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 eines Thermoplasts, der eine hohe Temperatur aufweist, in diese Gussform, wird der Bypasskanal mit hoher Genauigkeit gebildet, und das Schaltungspaket 400 mit hoher Genauigkeit durch den Befestigungsabschnitt 3721 und den Befestigungsabschnitt 3723 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, der nicht vom Harz bedeckt ist, das zur Bildung des Gehäuses 302 verwendet wird, bereitgestellt ist. In der in den 11(A) bis 11(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. Weiter kann wie oben beschrieben aufgrund der Bereitstellung des dicken Abschnitts und des dünnen Abschnitts in den Befestigungsabschnitten 3721 und 3723, die die Befestigungsfläche 432 abdecken, die Belastung, die auf die Fläche des Schaltungspakets 400 ausgeübt wird, basierend auf dem dünnen Abschnitt unterdrückt werden, und es ist möglich, die Anwendung von einer großen Belastung auf das Schaltungspaket 400 zu reduzieren. 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 Einfluss der Belastung auf das Schaltungspaket 400 auch durch Unterdrücken der Belastung reduziert werden, indem der dünne Abschnitt verwendet wird. Das Schaltungspaket 400 ist in die Durchflussraten-Sensorschaltung 601 eingebettet und wenn eine große Belastung auf das Schaltungspaket 400 ausgeübt wird, wird die Durchflussraten-Sensorschaltung 601 nachteilig beeinträchtigt, sodass sich die Messgenauigkeit der Durchflussrate verringern kann oder abhängig von der Situation ein Fehler im Betrieb auftreten kann. Diese Auswirkung kann reduziert werden.
Es ist möglich, eine mechanische Festigkeit des Vorsprungs 424 durch das Bereitstellen der Befestigungsfläche 432 im Halsabschnitt des Vorsprungs 424 zu vergrößern. Es ist möglich das Schaltungspaket 400 und das Gehäuse 302 durch das Bereitstellen einer bandförmigen Befestigungsfläche entlang einer Strömungsachse des Messzielgases 30 auf der vorderen Fläche des Schaltungspakets 400 und einer Befestigungsfläche über die Strömungsachse des Messzielgases 30 zueinander robuster 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 den Halsabschnitt des Vorsprungs 424 bedeckt, dient als Befestigungsfläche quer zur Strömungsachse des Messzielgases 30. Beide Befestigungsflächen sind am Gehäuse 302 befestigt, während sie von dem Befestigungsabschnitt 3721 oder 3723 umgeben sind, der den dicken Abschnitt und den dünnen Abschnitt aufweist.
In den 11(A) bis 11(C) wird das Schaltungspaket 400 durch den ersten Harzformprozess wie oben beschrieben gebildet. Der schraffierte Abschnitt im äußeren Erscheinungsbild des Schaltungspakets 400 zeigt die Befestigungsfläche 432 und die 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. 11(A) ist eine Seitenansicht von links, in der das Schaltungspaket 400 dargestellt ist, während 11(B) eine Vorderansicht ist, die das Schaltungspaket 400 darstellt und 11(C) ist eine Rückansicht, die das Schaltungspaket 400 darstellt. Das Schaltungspaket 400 ist in den Luftstrom-Messabschnitt 602 oder die Verarbeitungseinheit 604 eingebettet, die nachfolgend beschrieben wird, und sie sind ganzheitlich unter Verwendung eines thermohärtenden Harzes geformt. Auf der Oberfläche des Schaltungspakets 400 in 11(B) wird die Messfläche 430, die als eine Ebene für das Strömen des Messzielgases 30 dient, in einer Form ausgebildet, die sich in einer Strömungsrichtung des Messzielgases 30 erstreckt. Bei dieser Ausführungsform weist die Messfläche 430 eine rechteckige Form auf, die sich in Strömungsrichtung des Messzielgases 30 erstreckt. Die Messfläche 430 ist so gebildet, dass sie dünner als andere Abschnitte ist, wie in 11(A) veranschaulicht, und ein Teil davon ist mit dem Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 versehen. Der eingebettete Luftstrom-Messabschnitt 602 führt die Wärmeübertragung zum Messzielgas 30 durch den Expositionsabschnitt der Wärmeüberagungsfläche 436 durch, um einen Zustand des Messzielgases 30, wie zum Beispiel eine Strömungsgeschwindigkeit des Messzielgases 30, zu messen, und gibt ein elektrisches Signal aus, das die Durchflussrate des Hauptkanals 124 repräsentiert.
Um einen Zustand des Messzielgases 30 mit hoher Genauigkeit unter Verwendung des eingebetteten Luftstrom-Messabschnitts 602 (siehe die 19 und 20) zu messen, sollte das Gas, das durch die nähere Umgebung des Expositionsabschnittes der Wärmeübertragungsfläche 436 strömt, bevorzugt in einer laminaren Strömung mit einem kleinen Wirbel vorbeiströmen. Aus diesem Grunde 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 das Gas leitet. 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 stützt, wie in 11(C) veranschaulicht. Der Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 wird zur Durchführung des Wärmeaustauschs 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 und die Halbleitermembran weist auf der Rückseite einen Spalt auf. Wenn der Spalt abgedeckt wird, kommt es zu einer Deformation der Halbleitermembran, und die Messgenauigkeit wird wegen einer Druckänderung im Innern des Spalts, die durch eine Temperaturänderung verursacht wird, beeinträchtigt. Aus diesem Grunde 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 11(A) bis 11(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 eine Rückseite davon angepasst und die Gussformen gepresst werden, und die Öffnung 438 wird geformt. 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. Da der Abschnitt des Pressabdrucks 442 kein oder wenig Harz im zweiten Harzformprozess aufweist, ist die Auswirkung der Wärmestrahlung groß. Wenn eine Leitung als die zweite Platte 536 verwendet wird, kann Wärme, die in angrenzenden Schaltungen generiert wird, durch die Leitung abgestrahlt werden kann.
5. Montage der Schaltungskomponenten im Schaltungspaket
5.1 Rahmen des Schaltungspakets und Befestigen der Schaltungskomponenten
12 veranschaulicht einen Rahmen 512 des Schaltungspakets 400 und einen Befestigungszustand eines Chips als eine Schaltungskomponente 516, die am Rahmen 512 befestigt wird. Es ist anzumerken, dass die punktierte Linie 508 einen Abschnitt anzeigt, der von der Gussform, die zur Formung des Schaltungspakets verwendet wird, bedeckt ist. 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 Large Scale Integrated Circuit (LSI-Schaltkreis) werden auf der Platte 532 montiert. Eine Membran 672 wird im Luftstrom-Messabschnitt 602 bereitgestellt. Jeder Anschluss des Luftstrom-Messabschnitts 602, der nachfolgend beschrieben wird, und der Verarbeitungseinheit 604 wird unter Verwendung eines Drahtes 542 verbunden. 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 in der Seite, die dem Verbindungsanschluss für den Luftstrom-Messabschnitt 602 entspricht, in einem LSI-Zustand 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 vorsteht, geneigt ist, und die Gussform ist in diesem Bereich ebenfalls geneigt. Wenn das Formharz im ersten Harzformprozess entlang dieser Neigung fließt, fließt das Formharz des ersten Harzformprozesses gleichmäßig zum vordersten Endabschnitt, wo das Temperaturrfassungselement 518 bereitgestellt ist, so dass die Zuverlässigkeit erhöht wird.
In 12 zeigt ein Pfeil eine Harzeinspritzrichtung an. Der Führungsrahmen, auf dem eine Schaltungskomponente montiert ist, wird von der Gussform bedeckt, und eine gepresste Passöffnung 590 zur Harzeinspritzung in die Gussform wird an der umkreisten Stelle bereitgestellt, so dass ein thermohärtendes Harz entlang der Richtung des Pfeils 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 Passöffnung 590 aus gesehen bereitgestellt. Weiterhin sind 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, so dass 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 Passöffnung 590 und der Einspritzrichtung wichtig.
5.2 Aufbau des Verbindungsspalts an der Rückseite der Membran und Öffnung sowie darauf basierende Auswirkungen
Bei 13 handelt es sich um die Darstellung eines Teils der Querschnittfläche entlang einer Linie C-C in 12 zur Beschreibung einer 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 Wäremübertragungsfläche 437 der Membran 672 exponiert ist, eingebettet und befestigt. Die Fläche der Membran 672 wird mit den oben beschriebenen Elementen (nicht veranschaulicht) bereitgestellt und die Elemente führen den Wärmeaustausch mit dem Messzielgas 30 (nicht abgebildet) durch die Wärmeaustauschfläche auf den Oberflächen der Elemente im Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 durch, welcher der Membran 672 entspricht. Die Wärmeübertragungsfläche 437 kann auf der Oberfläche jedes Elements bereitgestellt sein oder mit einem dünnen Schutzfilm darauf 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 des Luftstrom-Messabschnitts (Durchflussraten-Sensorelements) 602 aufgenommen, so dass eine Verformung in der Membran 672 hervorgerufen werden und es zu einer Verschlechterung der Eigenschaften kommen kann. Die Verformung der Membran 672 wird durch Bedecken des äußeren Umfangsabschnitts des Luftstrom-Messabschnitts (Durchflussraten-Sensorelements) 602 mit dem thermohärtenden Harz, wie in 13 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, so dass 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 ist dünn ausgebildet, um die Wärmeübertragung zwischen jedem Element zu unterdrücken, und ein Spalt 674 wird auf der Rückseite des Luftstrom-Messabschnitts (Durchflussraten-Sensorabschnitts) 602 erzielt. 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 eine Öffnung 520, die mit der Öffnung 438 (siehe 11(A), 11(B), 11(C), 15(A) und 15(B)) verbunden ist, die zur Außenseite geöffnet ist, in der Platte 532 bereitgestellt und eine Verbindungsöffnung 676, die diese Öffnung 520 und den Spalt 674 verbindet, wird bereitgestellt. Diese Verbindungsöffnung 676 besteht beispielsweise aus einem Plattenpaar, das aus der ersten und zweiten Platte 534 und 536 gebildet wird. Die erste Platte 534 ist mit Öffnungen 520 und 521 und 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, die an den vorderenund hinteren Oberflächen der Membran 672 aufgebrachten Drücke in etwa gleich, so dass 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 Bezug auf 12 beschrieben, werden die Membran 672 und die LSI-Schaltung, die als die Verarbeitungseinheit 604 dienen, auf der Platte 532 bereitgestellt. Ein Leiterrahmen für das Tragen der Platte 532, wo die Membran 672 und die Verarbeitungseinheit 604 befestigt sind, ist darunter bereitgestellt. Deshalb wird durch Verwendung 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, das in den 11(A) bis 11(C) veranschaulicht ist, bleibt der Pressabdruck 442 auf der Rückseite der Schaltbaugruppe 400 dort erhalten, wo der Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 gebildet ist. 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.
14 zeigt einen Zustand, bei dem der Rahmen von 12 mit einem thermohärtenden Harz durch den ersten Harzformprozess geformt ist und durch das thermohärtende Harz abgedeckt ist. Durch diese Formung wird die Messfläche 436 auf der vorderen Fläche des Schaltungspakets 400 gebildet, und der Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 wird auf der Messfläche 430 bereitgestellt. Außerdem ist der Spalt 674 auf der Rückseite der Membran 672, der im Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 angeordnet ist, mit der Öffnung 438 verbunden. Der Temperaturmessabschnitt 452 für das Messen einer Temperatur des Messzielgases 30 ist im vorderen Ende des Vorsprungs 424 bereitgestellt und das Temperaturerfassungselement 518 (sieh 12) ist im Inneren eingebettet. Wie veranschaulicht in 12 ist innerhalb des Vorsprungs 424 eine Leitung für das Extrahieren des elektrischen Signals des Temperaturerfassungselementes 518 segmentiert und eine Verbindungsleitung 546, die einen großen Wärmewiderstand aufweist, angeordnet, um eine Wärmeübertragung zu unterdrücken. Als Ergebnis ist es möglich, eine Wärmeübertragung vom Halsabschnitt des Vorsprungs 424 zum Temperaturmessabschnitt 452 und einen Einfluss der Wärme zu unterdrücken.
Ein Neigungsabschnitt 594 oder 596 wird im Unterteil des Vorsprungs 424 in 14 gebildet. Das Harz verteilt sich gleichmäßig im ersten Harzformprozess. 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 Temperaturmessabschnitt 452 zu reduzieren. Nach dem Zustand von 14 wird die Leitung 514 von jedem Anschluss getrennt, sodass sie der Verbindungsanschluss 412 oder der Anschluss 414 ist.
Im ersten Harzformprozess ist es erforderlich, einen Zufluss des Harzes zum Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 oder der Öffnung 438 zu verhindern. Deshalb wird im ersten Harzformprozess ein Zufluss des Harzes in eine Position des Expositionsabschnitts 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 11(C) verbleibt der Pressabdruck 442 oder 441 auf der Rückseite, die dem Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 oder der Öffnung 438 von 14 oder dem Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 oder der Öffnung 438 von 11(B) entspricht.
In 14 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 vom Standpunkt der Haltbarkeit oder Zuverlässigkeit aus zu verhindern. Zum Beispiel ist ein Abschnitt der Befestigungsfläche 434 in 14 vom Harz durch den zweiten Harzformprozess bedeckt und der Oberflächenausschnitt ist nicht freigelegt. Der Leitungsausschnittabschnitt des Neigungsabschnitts 594 oder 596 ist durch den zweiten Harzformungsprozess vom Harz bedeckt und der Oberflächenausschnitt zwischen der Leitung 552 oder 554 und dem Rahmen 512, wie in 12 veranschaulicht, ist vom Harz bedeckt. Als Ergebnis ist es möglich, eine Abtragung der Ausschnittfläche der Leitung 552 oder 554 oder Eindringen von Wasser durch den ausgeschnittenen Abschnitt zu verhindern. Die Ausschnittfläche der Leitung 552 oder 554 grenzt an einen wichtigen Leitungsabschnitt an, der das elektrische Signal des Temperaturmessabschnitts 452 überträgt. Daher ist eine Abdeckung der Ausschnittfläche im zweiten Harzformprozess wünschenswert.
5.3 Eine andere Ausführungsform des Schaltungspakets 400 und entsprechende Auswirkungen
Die 15(A) und 15(B) zeigen eine weitere Ausführungsform des Schaltungspakets 400. 15(A) ist eine Vorderansicht des Schaltungspakets 400 und 15(B) ist eine Rückansicht des Schaltungspakets 400. Gleiche Bezugsnummern bezeichnen ähnliche Elemente wie in anderen Zeichnungen, und um Komplexität zu vermeiden, sind nur einige Komponenten beschrieben. In der Ausführungsform, die in Bezug auf die 11(A) bis 11(C) oben beschrieben ist, sind der Verbindungsanschluss 412 und der Anschluss 414 des Schaltungspakets 400 an der gleichen Seite des Schaltungspakets 400 bereitgestellt. Im Vergleich dazu werden der Verbindungsanschluss 412 und der Anschluss 414 in der Ausführungsform der 15(A) und 15(B) auf unterschiedlichen Seiten bereitgestellt. Der Anschluss 414 ist nicht mit dem Verbindungsanschluss verbunden ist, der mit der Außenseite im thermischen Durchflussmesser 300 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 12 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 15(A) und 15(B) ist es möglich, auf einfache Weise einen Raum für die dem Verbindungsanschluss 412 entsprechende Leitung zu erhalten.
Im Schaltungspaket 400, das in den 15(A) und 15(B) veranschaulicht ist, wie auch beim Schaltungspaket 400, das in den 11(A) bis 11(C) veranschaulicht ist, ist der Neigungsabschnitt 462 oder 464, dessen Dicke sich sanft ändert, im Halsabschnitt des Vorsprungs 424, der vom Schaltungspaketkörper 422 vorsteht, gebildet. Die Auswirkungen daraus sind ähnlich zu denen, die in Bezug auf die 11(A) bis 11(C) beschrieben sind. D. h., in den 2(A) und 2(B) steht der Vorsprung 424 von der Seitenfläche des Schaltungspaketkörpers 422 in einer Form vor, die sich in Anströmrichtung des Messzielgases 30 erstreckt. Der Temperaturmessabschnitt 452 wird im Bereich des vorderen Endes des Vorsprungs 424 bereitgestellt und das Temperaturmesselement 518 ist im Innern des Temperaturmessabschnitts 452 eingebettet. Die Neigungsabschnitte 462 und 464 werden in einem Verbindungsabschnitt zwischen dem Vorsprung 424 und dem Schaltungspaketkörper 422 bereitgestellt. Der Halsabschnitt von Vorsprung 424 ist durch die Abschrägungen 462 oder 464 verdickt und eine Form, deren Dicke sich in Richtung des äußeren Endes allmählich verringert, ist im Halsabschnitt des Vorsprungs 424 gebildet. D. h., wenn die Vorsprungsrichtung eine Achse ist, weist der Vorsprung 424 in seinem Halsabschnitt eine Form auf, bei der sich eine Querschnittsfläche über die Achse in Vorsprungsrichtung in Richtung des vorderen Endes des Vorsprungs 424 allmählich verringert.
Da der Vorsprung 424 die oben beschriebene Form aufweist, kann beim Formen des Schaltungspakets 400 durch Harzformen ein Harzflussverfahren angewendet werden, bei dem ein Blatt innen in die Gussform gelegt wird, um beispielweise die Bauteile zu schützen und die Haftung zwischen dem Blatt und der Innenseite der Gussform wird verbessert, sodass die Zuverlässigkeit des erhaltenen Schaltungspakets 400 verbessert wird. Die mechanische Festigkeit des Vorsprungs 424 ist klein und der Vorsprung 424 bricht wahrscheinlich im Halsabschnitt. Der Halsabschnitt des Vorsprungs 424 ist verdickt und der Vorsprung 424 weist eine Form auf, bei der sich die Dicke in Richtung äußeres Ende allmählich verringert, wodurch es möglich ist, eine Belastungskonzentration abzuschwächen, die auf den Halsabschnitt ausgeübt wird, und eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit wird erreicht. Wenn der Vorsprung 424 durch Harzinjektion geformt wird, kann durch die Volumenänderung ein Verziehen und Ähnliches auftreten, sobald das Harz aushärtet. Solch ein Einfluss kann reduziert werden. Um die Temperatur des Messzielgases 30 so genau wie möglich zu erfassen, sollte die vorstehende Länge des Vorsprungs 424 vergrößert werden. Die Wärmeübertragung vom Schaltungspaketkörper 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 den 11(B) und 11(C) veranschaulicht, wird bei einer weiteren Ausführungsform, die in den 15(A) und 15(B) gezeigt ist, der Halsabschnitt des Vorsprungs 424 verdickt und das Schaltungspaket 400 am Gehäuse 302 befestigt, sodass der Halsabschnitt des Vorsprungs 424 vom Gehäuse 302 eingeschlossen ist. Wenn der Halsabschnitt des Vorsprungs 424 demzufolge vom Harz des Gehäuses 302 bedeckt ist, ist es möglich, zu verhindern, dass der Vorsprung 424 durch mechanische Einwirkung bricht. Zusätzlich zu diesem Effekt werden verschiedene andere in den 11(A) bis 11(C) beschriebene Effekte bereitgestellt.
Die Beschreibungen für Öffnung 438, Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436, Messfläche 430, Pressabdruck 441 und Pressabdruck 442 in den 15(A) und 15(B) sind ähnlich den obigen Beschreibungen und haben dieselben funktionalen Effekte. Zur Vereinfachung werden die detaillierten Beschreibungen deshalb hier nicht wiederholt.
6. Prozess der Herstellung des thermischen Durchflussmessers 300
6.1 Prozess der Herstellung des Schaltungspakets 400
16 veranschaulichen einen Prozess der Herstellung des Schaltungspakets 400 innerhalb eines Prozesses der Herstellung des thermischen Durchflussmessers 300. 17 veranschaulicht einen Prozess der Herstellung eines thermischen Durchflussmessers 300 und 18 veranschaulicht einen Prozess der Herstellung des thermischen Durchflussmessers 300 gemäß einer weiteren Ausführungsform. 16 zeigt in Schritt 1 den Herstellungsprozess eines Rahmens der 12. Dieser Rahmen wird beispielsweise durch einen Pressumformprozess gebildet.
In Schritt 2 wird zuerst die Platte 532 am Rahmen befestigt, der durch den Schritt 1 erzeugt worden ist, und der Luftstrom-Messabschnitt 602 oder die Verarbeitungseinheit 604 wird weiter an der Platte 532 befestigt. Anschließend werden das Temperaturmesselement 518 und die Schaltungskomponente, wie beispielsweise ein Chip-Kondensator, montiert. In Schritt 2 erfolgt die elektrische Verdrahtung zwischen Schaltungskomponenten, zwischen der Schaltungskomponente und der Leitung sowie zwischen den Leitungen. 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 12 veranschaulichte Schaltungskomponente am Rahmen 512 befestigt und die elektrische Verdrahtung weiter fortgesetzt, so dass ein elektrischer Stromkreis gebildet wird.
Anschließend wird in Schritt 3 durch den ersten Harzformprozess eine Schaltung, die in 12 veranschaulicht ist, welche mit Schaltelementen befestigt und elektrisch verbunden ist, unter Verwendung eines thermohärtenden Harzes geformt und das Schaltungspaket 400 hergestellt. Die Formung des Schaltungspakets 400 wird in 14 veranschaulicht. Außerdem werden in Schritt 3 alle verbundenen Leitungen vom Rahmen 512 getrennt und die Leitungen voneinander getrennt, so dass das Schaltungspaket 400 der 11(A) bis 11(C) und 15(A) und 15(B) erhalten wird. In diesem Schaltungspaket 400, wie in 11(A) bis 11(C) und 15(A) und 15(B) veranschaulicht, wird die Messfläche 430 oder der Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche 436 gebildet. Eine weitere Ausführungsform des in den 15(A) und 15(B) veranschaulichten Schaltungspakets 400 entspricht dem Basisproduktionsverfahren.
In Schritt 4 wird das erhaltene Schaltungspaket 400 visuell oder auf dessen Funktionstüchtigkeit geprüft Im ersten Harzformungsprozess in Schritt 3 wird ein Harzformungsverfahren angewendet. Der elektrische Stromkreis, der in in Schritt 2 erhalten wurde, wird 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 11(A) bis 11(C) oder 15(A) und 15(B) verwendet. Es sei darauf hingewiesen, dass der Anschluss 414 nach dieser Überprüfung von der Basis ausgeschnitten werden kann, da er später nicht mehr gebraucht wird. Zum Beispiel wird der Anschluss 414 unter Bezugnahme auf die 15(A) und 15(B) nach Gebrauch von der Basis abgetrennt.
6.2 Herstellungsprozess eines thermischen Durchflussmessers 300 und Anpassung der Messeigenschaften
In 17 werden das Schaltungspaket 400, das bereits wie veranschaulicht in 16 hergestellt ist, und der externe Anschluss 306, der anhand eines nicht veranschaulichten Verfahrens hergestellt ist, verwendet. In Schritt 5 wird das Gehäuse 302 im zweiten Harzformungsprozess gebildet. In diesem Gehäuse 302 werden eine Bypass-Kanalrinne, die aus Harz geformt wird, der Flansch 312 oder der externe Anschluss 305 gebildet, und der schattierte Abschnitt des Schaltungspaketes 400, das in 11(A) bis 11(C) veranschaulicht ist, wird durch das Harz im zweiten Harzformprozess abgedeckt, so dass das Schaltungspaket 400 am Gehäuse 302 befestigt wird. 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 von 10 getrennt. In Schritt 7 werden der Verbindungsanschluss 412 und die innere Buchse des externen Anschlusses 361 verbunden.
Wie oben unter Bezugnahme auf die 5(B) und 6(B) beschrieben, weisen die Befestigungsabschnitte 3721 und 3723 für das Befestigen des Schaltungspakets 400 am Gehäuse 302 den dünnen Abschnitt 4710 oder den dünnen Abschnitt 4716 zusätzlich zu den dünnen Abschnitten 4714 und 4715 auf. Wenn der gesamte Befestigungsabschnitt 3721 oder 3723, der das Schaltungspaket 400 umgibt, aus einem dicken Abschnitt im zweiten Harzformprozess in Schritt 5 von 17 aufgrund von Harzschrumpfung, die durch das Absenken der Temperatur des eingespritzten Harzes verursacht wird, wird eine große Kraft auf die Fläche des Schaltungspakets 400 ausgeübt. Wenn eine große Kraft auf die Fläche des Schaltungspakets 400 durch die Schrumpfung von Harz ausgeübt wird, das verwendet wird, um den Befestigungsabschnitt 3721 oder 3723 zu bilden, kann die Schaltung, die in 12 veranschaulicht und im Schaltungspaket 400 eingebettet ist, beschädigt werden. Bei dieser Ausführungsform wird der Befestigungsabschnitt 3721 oder 3723 nicht nur vom dicken Abschnitt gebildet, sondern der Befestigungsabschnitt 3721 oder 3723 weist teilweise eine dünne Form auf und die Dicke einer Harzschicht, welche die Fläche des Schaltungspakets 400 bedeckt und die durch den zweiten Harzformprozess gebildet ist, wird im dünnen Abschnitt reduziert. Gemäß diesem Aufbau wird die Kraft, die auf die Fläche des Schaltungspakets 400 ausgeübt wird, reduziert. Alternativ wird die Kraft, die pro Flächeneinheit des Schaltungspakets 400 ausgeübt wird, reduziert. Folglich wird das Risiko, die Schaltung zu beschädigen, die in 12 veranschaulicht und im Schaltungspaket 400 eingebettet ist, reduziert.
Im Gehäuse 302 selbst kann ein Verziehen oder Verdrehen des Gehäuses 302 auftreten, wenn der Abschnitt des Befestigungsabschnittes 3721 oder 3723 des Gehäuses 302 erheblich schrumpft. Insbesondere ist der Befestigungsabschnitt 3721 oder 3723 mit der anstromseitigen Außenwand 335 oder der abstromseitigen Außenwand 336 verbunden, die den Bypass-Kanal und den Flansch 312 verbindet, und die Kraft, die durch das Schrumpfen des Befestigungsabschnitts 3721 oder 3723 ausgeübt 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 elongierte Form aufweisen, ist es wahrscheinlich, dass ein Verziehen oder Verdrehen auftritt. Auf Grund der Bereitstellung des oben beschriebenen dünnen Abschnitts, kann die Kraft, die auf die anströmeitige Außenwand 335 und die abströmseitige Außenwand 336 ausgeübt wird, reduziert oder verteilt und ein Verziehen oder Verdrehen von der anströmseitigen Außenwand 335 und der abströmseitigen Außenwand 336 unterdrückt werden.
Das Gehäuse 302 wird in Schritt 7 erhalten. In Schritt 8 werden die Front- und Rückabdeckungen 303 und 304 am Gehäuse 302 angebracht, so dass die Innenseite des Gehäuses 302 durch die Front- und Rückabdeckung 303 und 304 abgedichtet wird, und der Bypass-Kanal, durch den das Messzielgas 30 strömt, wird erhalten und dadurch der thermische Durchflussmesser 300. Zusätzlich wird eine im Zusammenhang mit 7 beschriebene Mündungsstruktur durch den Vorsprung 356 oder 358 in der Front- oder Rückabdeckung 303 oder 304 gebildet. Es wird darauf hingewiesen, dass die Frontabdeckung 303 durch die Formung in Schritt 10 und die Rückabdeckung 304 durch die Formung in Schritt 11 gebildet werden. Außerdem werden die Front- und Rückabdeckungen 303 und 304 in separaten Prozessen mit zwei unterschiedlichen Gussformen gebildet.
In Schritt 9 erfolgt eine Prüfung der Messeigenschaften für die Durchflussrate des Messzielgases 30, indem in der Praxis eine bekannte Luftmenge 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.
6.3 Eine andere Ausführungsform zur Herstellung des thermischen Durchflussmessers 300
18 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform, in der der thermische Durchflussmesser 300 hergestellt wird. Bezug nehmend auf 18 werden unter Verwendung des Schaltungspakets 400, das wie in 16 veranschaulicht bereits hergestellt wurde, und des externen Anschlusses 306, der vorher durch ein nicht veranschaulichtes Verfahren hergestellt wurde, in Schritt 12 vor dem zweiten Harzformungsprozess der Verbindungsanschluss 412 des Schaltungspakets 400 und die innere Buchse des externen Anschlusses 361 verbunden. In diesem Fall oder im Prozess vor Schritt 12 wird jede innere Buchse des externen Anschlusses 361, wie in 10 veranschaulicht, getrennt. In Schritt 13 wird das Gehäuse 302 durch den zweiten Harzformungsprozess gebildet. In dem Gehäuse 302 werden die Harz-Bypass-Kanalrinne, der Flansch 312 oder der externe Anschluss 305 gebildet und der schattierte Abschnitt des Schaltungspakets 400, das in den 11(A) bis 11(C) veranschaulicht ist, wird durch das Harz im zweiten Harzformprozess abgedeckt, sodass das Schaltungspaket 400 am Gehäuse 302 befestigt wird. 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 wie vorstehend beschrieben 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, so dass der Bypass-Kanal, durch den das Messzielgas 30 fließen wird, erzeugt wird. Zusätzlich wird die im Zusammenhang mit 7 beschriebene Mündungsstruktur durch den Vorsprung 356 oder 358 in der Front- oder Rückabdeckung 303 oder 304 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 ein besonderer Praxistest gezeigt, indem eine vorgegebene Luftmenge durch den Bypass-Kanal geleitet wird. 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 oben beschriebene Auswirkungen unter Verwendung von 17 erhalten.
7. Schaltungskonfiguration des thermischen Durchflussmessers 300
7. Übersicht über die Schaltungskonfiguration des thermischen Durchflussmessers 300
19 ist ein Schaltplan, der die Durchflussraten-Sensorschaltung 601 des thermischen Durchflussmessers 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 19 absichtlich nicht dargestellt wird. Die Durchflussraten-Sensorschaltung 601 des thermischen Durchflussmessers 300 beinhaltet den Luftstrom-Messabschnitt 602 mit dem Wärmeerzeuger 608 und der Verarbeitungseinheit 604. Die Verarbeitungseinheit 604 steuert eine Wärmemenge des Wärmeerzeugers 608 als Teil des Luftstrom-Messabschnitts 602 und gibt über den Anschluss 662 ein Signal aus, das die Durchflussrate basierend auf der Ausgabe des Luftstrom-Messabschnitts 602 darstellt. 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 der Messzielluft 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 Steuersignals wird vom Transistor 606 über den Anschluss 624 ein Strom zum Wärmeerzeuger 608 geliefert. Die dem Wärmegenerator 608 zugeführte Strommenge wird durch ein Steuersignal von der CPU 612 gesteuert, das durch die Ausgangsschaltung 616 an den Transistor 606 des Versorgungsstromkreises des Wärmegenerators 608 übertragen wird. Die Verarbeitungseinheit 604 steuert die Wärmemenge des Wärmegenerators 608, so dass die Temperatur der Messzielluft 30 um eine vorbestimmte Temperatur, wie beispielsweise 100°C, von einer anfänglichen Temperatur durch Heizen unter Verwendung des Wärmegenerators 608 ansteigt.
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 vorgegeben Spannung V3 wird an einem Ende der Wärmesteuerbrücke 640 vom Hauptstromkreis 622 über den Anschluss 626 geliefert und 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 der erwärmten Messzielluft 30 abhängt. Die Widerstände 642, 644, 646 und 648 bilden eine Brückenschaltung. Eine Potentialdifferenz zwischen einem Knoten A zwischen den Widerständen 642 und 646 sowie einem Knoten B zwischen den Widerständen 644 und 648 wird über die Anschlüsse 627 und 628 in den Eingangsstromkreis 614 eingespeist. Die CPU 612 steuert den Strom, der vom Transistor 606 zur Steuerung der vom Wärmeerzeuger 608 erzeugten Wärmemenge geliefert wird, auf solche Weise, dass die Potentialdifferenz zwischen den Knoten A und B auf einen vorbestimmten Wert eingestellt wird, zum Beispiel auf eine Nullspannung in dieser Ausführungsform. Die Durchflussraten-Sensorschaltung 601, die in 19 veranschaulicht ist, erhitzt die Messzielluft 30 mit dem Wärmegenerator 608, so dass die Temperatur um eine vorgegebene Temperatur, wie zum Beispiel 100°C, immer ausgehend von einer anfänglichen Temperatur der Messzielluft 30 ansteigt. Um diese Wärmesteuerung mit hoher Genauigkeit durchführen zu können, werden die Widerstandswerte von jedem Widerstand der Wärmesteuerbrücke 640 so eingestellt, dass die Potentialdifferenz zwischen den Knoten A und B null wird, wenn die Temperatur der Messzielluft 30, die durch den Wärmegenerator 608 geheizt wird, um eine vorbestimmte Temperatur, wie beispielsweise 100°C, ausgehend von einer Anfangstemperatur zu jeder Zeit ansteigt. Daher steuert in der Durchflussraten-Sensorschaltung 601 von 19 die CPU 612 den in den Wärmegenerator 608 eingespeisten elektrischen Strom, so dass die Potentialdifferenz zwischen den Knoten A und B null wird.
Die Brückenschaltung des Luftstromsensors 650 enthält vier Widerstandstemperatursensoren, die Widerstände 652, 654, 656 und 658. Die vier Widerstandsthermometer sind entlang der strömenden Messzielluft 30 angeordnet, so dass die Widerstände 652 und 654 in Bezug auf den Wärmegenerator 608 im anstromseitigen Strömungsweg der Messzielluft 30 angeordnet sind, und die Widerstände 656 und 658 sind in Bezug auf den Wärmegenerator 608 abstromseitig im Strömungsweg der Messzielluft 30 angeordnet. Zusätzlich werden die Widerstände 652 und 654 so angeordnet, dass die Abstände zum Wärmegenerator 608 ungefähr gleich sind. Auch die Widerstände 656 und 658 werden so angeordnet, dass sie ungefähr die gleichen Abstände zum Wärmegenerator 608 haben.
Eine Potentialdifferenz zwischen einem Knoten C zwischen den Widerständen 652 und 656 sowie einem Knoten D zwischen den Widerständen 654 und 658 wird über die Anschlüsse 631 und 632 an die Eingangsschaltung 614 angelegt. Um die Messgenauigkeit weiter zu erhöhen, wird jeder Widerstand der Brückenschaltung im Luftflusssensor 650 zum Beispiel so festgelegt, dass eine Positionsdifferenz zwischen den Knoten C und D auf Null gesetzt wird, während die Strömung der Messzielluft 30 auf Null gesetzt wird. Daher gibt, während die Potentialdifferenz zwischen den Knoten C und D beispielsweise auf Null festgelegt ist, die CPU 612 am Anschluss 662 ein elektrisches Signal aus, das anzeigt, dass die Durchflussrate vom Hauptkanal 124 Null ist, basierend auf dem Messergebnis, dass die Durchflussrate der Messzielluft 30 Null ist.
Wenn die Messzielluft 30 entlang der Pfeilrichtung in 19 strömt, wird der Widerstand 652 oder 654, der auf der Anstomseite angeordnet ist, von der Messzielluft 30 gekühlt und die Widerstände 656 und 658, die in der Abstromseite der Messzielluft 30 angeordnet sind, werden von der durch den Wärmegenerator 608 erwärmten Messzielluft 30 erwärmt, so dass die Temperatur der Widerstände 656 und 658 ansteigt. Aus diesem Grund wird zwischen den Knoten C und D als Teil der Brückenschaltung des Luftstromsensors 650 eine Potentialdifferenz erzeugt. Diese Potentialdifferenz wird über die Anschlüsse 631 und 632 als Eingangsgröße an die Eingangsschaltung 614 angelegt. Die CPU 612 sucht Daten, die ein Verhältnis zwischen der Durchflussrate im Hauptkanal 124 und der oben erwähnten Potentialdifferenz im Speicher 618 auf der Grundlage der Potentialdifferenz zwischen den Knoten C und D als Teil der Brückenschaltung des Luftstromsensors 650 darstellen sollen, um so die Durchflussrate im Hauptkanal 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, obwohl die Anschlüsse 664 und 662, die in 19 veranschaulicht sind, mit neuen Bezugszeichen bezeichnet sind, diese im Verbindungsanschluss 412 von 5(A), 5(B), 6(A), 6(B) oder 10, wie oben beschrieben, eingeschlossen sind.
Der thermische Durchflussmesser 300 ist wie in 1 beschrieben im Ansaugrohr des internen Verbrennungsmotors angebracht und wird zur Messung der Ansaugluftmenge des internen Verbrennungsmotors verwendet. Das Pulsieren der Ansaugluft, die durch das Ansaugrohr fließt, tritt in einem spezifizierten Betriebszustand des Verbrennungsmotors auf und die Ansaugluft strömt nicht nur zu einem Einlassventil des Verbrennungsmotors zurück, sondern es tritt das Phänomen auf, dass die Ansaugluft zurückströmt. In 19 tritt im Zustand der oben beschriebenen Rückströmung eine negative Strömung auf, das heißt, eine Strömung entgegen der Richtung, die durch den Pfeil des Messzielgases 30 angezeigt wird. Bei der Rückströmung werden die Widerstände 652 und 654 vom Messzielgas 30 erhitzt, das durch den Wärmeerzeuger 608 erhitzt wird, und währenddessen werden die Widerstände 656 und 658 vom zurückströmenden Messzielgas 30 gekühlt. Wie oben beschrieben, wird der entgegengesetzte Vorgang zum Vorgang in der Vorwärtsrichtung des Strömens des Messzielgases 30 ausgeführt 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 über eine Polarität einer Spannung erkannt werden, die durch die Anschlüsse 631 und 632 erfasst wird und die im Verbrennungsmotor tatsächlich aufgenommene Ansaugluftdurchflussrate kann durch das Reduzieren der Durchflussrate in der Rückwärtsrichtung berechnet werden, die von der erfassten Durchflussrate in der Vorwärtsrichtung erfasst wurde.
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. Weiter werden im Speicher 618 Kalibrierungsdaten zur Reduzierung eines Messfehlers, wie zum Beispiel eine Abweichung, die basierend auf dem aktuellen Messwert des Gases nach der Produktion des thermischen Durchflussmessers 300 erhalten wurde, gespeichert. Es wird angemerkt, dass der aktuelle Messwert des Gases nach der Produktion des thermischen Durchflussmessers 300 und der darauf beruhende Kalibrierungswert 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 ist bei der Herstellung des thermischen Durchflussmessers 300 darauf zu achten, dass die Ausrichtung des Bypass-Kanals, wodurch das Messzielgas 30 strömt, und der Messfläche 430 oder der Anordnung zwischen dem Bypass-Kanal, durch den das Messzielgas 30 strömt, und dem Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsoberfläche 436 sich jeweils einander bedingen und mit hoher Genauigkeit und möglichst wenig Abweichungen hergestellt werden. Daher ist es möglich, durch Kalibrierung gemäß der Kalibrierungswerte ein Messergebnis mit ausgesprochen hoher Genauigkeit zu erhalten.
7.2 Konfiguration der Durchflussraten-Sensorschaltung 601
20 zeigt ein Diagramm der Schaltungskonfiguration des Durchflussraten-Sensorabschnitts 602, wie in 19 beschrieben. Der Luftstrom-Messabschnitt 602 wird als ein Halbleiterchip hergestellt, der eine Rechteckform aufweist, und das Messzielgas 30 strömt entlang der Pfeilrichtung von der linken Seite zur rechten Seite des Luftstrom-Messabschnitts 602, der in 20 veranschaulicht ist. In solch einem Zustand, bei dem die Rückströmung erfolgt, tritt die negative Strömung, d. h., die umgekehrte Strömung in der oben beschriebenen Pfeilrichtung, auf. Der in 20 veranschaulichte Luftstrom-Messabschnitt 602 führt eine Wärmeübertragung mit dem Messzielgas 30 aus und kann dadurch nicht nur die Durchflussrate der Strömung in der Vorwärtsrichtung sondern auch die Durchflussrate im Strömungszustand in der Rückwärtsrichtung erfassen. Eine Membran 672 mit einer rechteckigem Form wird im Luftstrom-Messabschnitt 602 gebildet. Die Membran 672 ist mit einem schmalen Bereich 603 mit dem dünnen Halbleiterchip versehen, der durch die gestrichelte Linie angedeutet ist. Der Spalt wird an der hinteren Oberfläche des schmalen Bereichs 603 gebildet und steht mit der Öffnung 438, die in den 11(A) bis 11(C), 5(A), 5(B) usw. veranschaulicht ist, in Verbindung, so dass der Gasdruck im Spalt vom Druck des Gases, das von der Öffnung 438 gelenkt wird, abhängt.
Wenn die Dicke des schmalen Bereichs 603 der Membran 672 reduziert wird, verringert sich die Wärmeleitfähigkeit. Das unterdrückt den Wärmetransport zu den Widerständen 652, 654, 658, und 656 im schmalen Bereich 603 über die Membran 672. Die Temperatur der Widerstände steigt durch den Wärmetransfer ungefähr auf die Temperatur des Messzielgases 30.
Der Wärmegenerator 608 liegt in der Mitte des schmalen Bereichs 603 der Membran 672. Der Widerstand 642 der Wärmesteuerbrücke 640 umgibt den Wärmegenerator 608. 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 Widerstandsthermometer und die Widerstände 656 und 658 als abstromseitige Widerstandsthermometer angeordnet, um den Wärmegenerator 608 zwischenzuschalten. Die Widerstände 652 und 654 als anstromseitige Widerstandsthermometer werden in der Pfeilrichtung, in der das Messzielgas 30 strömt, in Bezug auf den Wärmegenerator 608 angeordnet. Die Widerstände 656 und 658 als abstromseitige Widerstandsthermometer werden in der Pfeilrichtung gegen den Strom des Messzielgases 30 relativ zum Wärmegenerator 608 angeordnet. Auf diese Weise wird die Brückenschaltung des Luftstromsensors 650 durch die Widerstände 652, 654, 656 und 658 im schmalen Bereich 603 gebildet. Es ist anzumerken, dass in der oben genannten Beschreibung vorausgesetzt ist, dass das Messzielgas 30 in der Vorwärtsrichtung strömt und wenn die Rückströmung auftritt, die tatsächliche Strömung des Messzielgases 30 von der Abströmseite zur Anströmseite erfolgt.
Beide Enden des Wärmegenerators 608 sind mit jedem der Anschlüsse 624 und 629 verbunden, die in der unteren Hälfte von 20 veranschaulicht sind. Hier wird, wie in dargestellt, der vom Transistor 606 an den Wärmegenerator 608 gelieferte Strom an den Anschluss 624 angelegt und der Anschluss 629 mit Masse verbunden.
Die Widerstände 642, 644, 646 und 648 von der Wärmesteuerbrücke 640 sind miteinander und mit den Anschlüssen 626 und 630 verbunden. In 19 ist zu sehen, dass der Anschluss 626 mit einer vorgegebenen Spannung V3 vom Hauptstromkreis 622 versorgt wird und der Anschluss 630 mit Masse verbunden ist. 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 20 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. In 19 ist dargestellt, dass der Anschluss 625 vom Hauptstromkreis 622 mit einer vorgegebenen Spannung versorgt wird. Der Anschluss 630 ist als Masseanschluss geerdet. 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 19 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, der in 19 veranschaulicht ist, aus.
Da der Widerstand 642 der Wärmesteuerbrücke 640 in der Nähe des Wärmeerzeugers 608 gebildet wird, ist es möglich, wie in 20 veranschaulicht, die Temperatur des Gases, das von der Wärme des Wärmeerzeugers 608 erhitzt wurde, mit großer Genauigkeit zu messen. Da die Widerstände 644, 646 und 648 der Wärmesteuerbrücke 640 entfernt vom Wärmegenerator 608 angeordnet sind, sind sie durch die vom Wärmegenerator 608 erzeugte Wärme 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 lässt sich das Messzielgas 30 mit der Wärmesteuerbrücke 640 sehr gut erfassen und das Erhitzen des Messzielgases 30 durch nur eine vorgegebene Temperatur ausgehend von der Anfangstemperatur mit hoher Genauigkeit steuern.
In dieser Ausführungsform ist ein Spalt an der Rückseite der Membran 672 gebildet, der mit der Öffnung 438, wie in den 11(A) bis 11(C) oder 5(A) und 5(B) dargestellt, verbunden ist, so dass eine Differenz zwischen dem Druck des Spalts an der Rückseite der Membran 672 und der Druck auf der Vorderseite der Membran 672 nicht zunimmt. Es ist möglich, eine Verformung der Membran 672, die durch diese Druckdifferenz verursacht wird, zu unterdrücken. Dies trägt zur Verbesserung der Messgenauigkeit der Durchflussrate bei.
Wie oben beschrieben, wird die Wärmeleitung der Membran 672 durch Bilden des schmalen Bereichs 603 und durch Reduzieren der Dicke des schmalen 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 Luftflusssensor 650 oder der Wärmesteuerbrücke 640 eher dazu, auf die Temperatur der Messzielgases 30 zu reagieren, so dass der Messvorgang verbessert wird. Aus diesem Grund wird eine hohe Messgenauigkeit erzielt.
8. Temperaturmessung für das Messzielgas 30
8.1 Aufbau des Temperaturmessabschnitts 452 und darauf basierende Auswirkungen
Wie in 2 bis 6 dargestellt, wird die Temperatur des Messzielgases 30 durch den Temperaturmessabschnitt 452 gemessen, der im thermischen Durchflussmesser 300 vorgesehen ist. Der Temperaturmessabschnitt 452 weist eine Struktur auf, die nach außen zur Anströmseite vom Gehäuse 302 vorsteht und direkt in Kontakt mit dem Messzielgas 30 steht. Gemäß diesem Aufbau wird die Genauigkeit der Temperaturmessung für das Messzielgas 30 verbessert. Der Temperaturmessabschnitt 452 weist weiter einen Aufbau auf, in der eine Temperatur des Gases, das von der Anstromseite her entlang der Strömungsrichtung des Messzielgases 30 zur Einlassöffnung 343 hin fließt, vom Temperaturmessabschnitt 452 gemessen wird, und das Gas strömt des Weiteren zu einem Halsabschnitt des Temperaturmessabschnitts 452, einem Abschnitt, der den Temperaturmessabschnitt 452 unterstützt, so dass die Temperatur des Abschnitts, die den Temperaturmessabschnitt 452 unterstützt, auf die Umgebung der Temperatur des Messzielgases 30 verringert wird. Gemäß diesem Aufbau wird die Messgenauigkeit verbessert.
Die Temperatur des Ansaugrohrs, das als der Hauptkanal 124 dient, ist im Vergleich zur Temperatur des Messzielgases 30 wesentlich höher und die Hitze wird in den Bereich, der den Temperaturmessabschnitt 452 unterstützt, über eine anstromseitige Außenwand im Messabschnitt 310 vom Flansch 312 oder der Wärmedämmung 315 geleitet, so dass die Genauigkeit der gemessenen Temperatur 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, zu verhindern, dass die Hitze auf den Bereich, der den Temperaturmessabschnitt 452 stützt, durch die Außenwand der Anstromseite innerhalb des Messabschnitts 310 von dem Flansch 312 oder der Wärmeisolierung 315 übertragen wird.
Insbesondere weist im Abschnitt der den Temperaturmessabschnitt 452 unterstützt, die anströmseitige Außenwand innerhalb des Messabschnitts 310 eine Form auf, die zur Abströmseite konkav ist, und daher ist es möglich, eine Länge zwischen der anströmseitigen Außenwand innerhalb des Messabschnitts 310 und des Temperaturmessabschnitts 452 zu vergrößern. Während sich die Wärmeübertragungslänge vergrößert, vergrößert sich auch eine Länge des Kühlabschnitts, der das Messzielgas 30 verwendet. Dementsprechend ist es möglich, auch den Einfluss der Wärme vom Flansch 312 oder der Wärmeisolierung 315 zu reduzieren. Folglich wird die Messgenauigkeit verbessert.
Da die Außenwand der Anströmseite eine konkave Form zur Abströmseite hin hat, d. h., zur Innenseite von Gehäuse 302, kann mittels der Außenwand der Anströmseite 335 von Gehäuse 302 eine Befestigung angebracht werden, sodass das Schaltungspaket 400 einfach befestigt werden kann. Außerdem wird dadurch der Vorsprung 424 verstärkt, der den Temperaturmessabschnitt 452 aufweist (siehe 11).
Wie oben unter Bezugnahme auf 2 und 3 beschrieben, befindet sich die Einlassöffnung 343 auf der Anströmseite des Messzielgases 30 in der Ummantelung 301 und das Messzielgas 30, geleitet durch die Einlassöffnung 343, strömt durch den Temperaturmessabschnitt 452 und wird durch die vorderseitige Auslassöffnung 344 und die rückseitige Auslassöffnung 345 zum Hauptkanal 124 geleitet. Der Temperaturmessabschnitt 452 misst die Temperatur des Messzielgases 30 und es wird ein elektrisches Signal, das die gemessene Temperatur darstellt, von der externen Anschlussbuchse 306 der externen Anschlusseinheit 305 ausgegeben. Die Ummantelung 301 des thermischen Durchflussmessers 300 besteht aus der vorderen Abdeckung 303, der hinteren Abdeckung 304 und dem Gehäuse 302. Das Gehäuse 302 hat einen Hohlraum, der die Einlassöffnung 343 bildet. Dieser Hohlraum wird durch den Außenwand-Hohlabschnitt 366 gebildet (siehe , , und ). Die vorderseitige Auslassöffnung 344 und die rückseitige Auslassöffnung 345 werden durch Bohrungen in der vorderen Abdeckung 303 und der hinteren Abdeckung 304 gebildet. Wie im Folgenden beschrieben befindet sich der Temperaturmessabschnitt 452 am äußeren Ende des Vorsprungs 424 und ist mechanisch schwach. Die vordere Abdeckung 303 und die hintere Abdeckung 304 dienen dem Schutz des Vorsprungs 424 vor mechanischen Einwirkungen.
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 in der vorderen Abdeckung 303 vorgesehene vordere Schutzabschnitt 322 auf der vorderen Oberfläche der Einlassöffnung 343 positioniert und der hintere Schutzabschnitt 325, der sich in der hinteren Abdeckung 304 befindet, ist auf der rückseitigen Oberfläche der Einlassöffnung 343 vorgesehen. 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 dargestellt in den 11(A) bis 11(C), 15(A) und 15(B) nimmt der Halsabschnitt des Vorsprungs 424, der den Temperaturmessabschnitt 452 stützt, zum Hals hin allmählich an Stärke zu. Da das Messzielgas 30, wenn es durch die Einlassöffnung 343 eintritt, an dem allmählich stärker werdenden Halsabschnitt entlang strömt, erhöht sich der Kühleffekt. Der Halsabschnitt des Vorsprungs 424 befindet sich nahe an der Durchflussmessschaltung und kann vom Wärmeausstoß der Durchflussmessschaltung beeinflusst werden. Die Leitung 548, über die das Temperaturmesselement 518 im Temperaturmessabschnitt 452 angeschlossen ist, ist in den Halsabschnitt des Vorsprungs eingelassen. Demzufolge kann Wärme über die Leitung 548 übertragen werden. Der Halsabschnitt des Vorsprungs 424 wird stärker, um den Kontaktbereich mit dem Messzielgas 30 zu vergrößern, wodurch der Kühleffekt erhöht werden kann.
8.2 Aufbau und Wirkungsweise des Temperaturmessabschnitts 452 und des Vorsprungs 424
Der Schaltungsgrundkörper 422 des Schaltungspakets 400, der zuvor beschriebene Luftstrom-Messabschnitt 602 zum Messen des Durchflusses und die Verarbeitungseinheit 604 sowie der Vorsprung 424 sind eingebettet. Wie in den 2(A) und 2(B) dargestellt, steht der Vorsprung 424 aus der Seitenfläche des Schaltungsgrundkörpers 422 hervor in einer Form, die sich in Anströmrichtung des Messzielgases erstreckt. Am am vorderen Ende des Vorsprungs 424 befindet sich der Temperaturmessabschnitt 452. Das Temperaturmesselement 518 ist eingelassen in den Temperaturmessabschnitt 452 wie dargestellt in 12. Die Abschrägungen 462 und 464 befinden sich im Verbindungsabschnitt zwischen Vorsprung 424 und Schaltungsgrundkörper 422 wie dargestellt in den 11(A) bis 11(C), 15(A) und 15(B). Der Halsabschnitt des Vorsprungs 424 wird verstärkt durch die Abschrägungen 462 oder 464 und die Form, deren Stärke sich Richtung äußeres Ende allmählich verringert, bildet den Halsabschnitt des Vorsprungs 424. Der Vorsprung 424 hat eine Form, bei der sich der Achsquerschnitt mit der vorstehenden Richtung als Achse allmählich verringert in Richtung des vorderen Endes des Halsabschnitts des Vorsprungs 424.
Wie oben beschrieben sind das Schaltungspaket 400 und der Vorsprung 424 durch eine Struktur verbunden, die sich im Verbindungsabschnitt zwischen der Oberfläche des Schaltungspakets 400 und der Oberfläche des Vorsprungs 424 allmählich verändert. Darum kann beim Formen des Schaltungspaketes 400 durch Harzinjektion eine Harzflussmethode angewendet werden, bei der ein Belag innen in die Gussform gelegt wird, um beispielweise die Bauteile zu schützen und die Haftung zwischen Belag und Innenseite der Gussform zu verbessern, wodurch die Zuverlässigkeit verbessert wird. Wenn sich die Oberfläche schnell verändert, treten große Kräfte am Belag auf und im Kontaktbereich zwischen Innenoberfläche der Gussform und Belag treten Maßabweichungen und Ähnliches auf und es kommt zu Problemen bei der Harzausformung. Die mechanische Festigkeit des Vorsprungs 424 ist gering und der Vorsprung 424 bricht wahrscheinlich im Halsabschnitt. Der Halsabschnitt des Vorsprungs 424 ist verstärkt und der Vorsprung 424 hat eine Form, bei der sich die Stärke in Richtung äußeres Ende allmählich verringert, wodurch es möglich wird, die Spannungskonzentration abzuschwächen, die auf den Halsabschnitt wirkt, und eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit zu erreichen. Wenn der Vorsprung 424 durch Harzinjektion geformt wird, kann durch die Volumenänderung ein Verziehen und Ähnliches auftreten, sobald das Harz aushärtet. Solch ein Einfluss kann reduziert werden. Um die Temperatur des Messzielgases 30 so genau wie möglich zu messen, sollte die vorstehende Länge des Vorsprungs 424 vergrößert werden. Die Wärmeübertragung vom Schaltungsgrundkörper 422 zum Temperaturmesselement 518 im Temperaturmessabschnitt 452 kann einfach verringert werden, indem die vorstehende Länge des Vorsprungs 424 vergrößert wird.
Wie dargestellt in den 11(B) und 11(C) ist der Halsabschnitt des Vorsprungs 424 verstärkt und das Schaltungspaket ist am Gehäuse 302 montiert, sodass der Halsabschnitt des Vorsprungs 424 durch das Harz des Gehäuses 302 umgeben ist. Der Halsabschnitt des Vorsprungs 424 ist demzufolge vom Harz des Gehäuses 302 bedeckt, wodurch verhindert wird, dass der Vorsprung 424 durch mechanische Einflüsse bricht.
Um die Temperatur des Messzielgases mit hoher Genauigkeit messen zu können, muss die Wärmeübertragung zu anderen Abschnitten als dem Messzielgas so weit wie möglich eingeschränkt werden. Der Vorsprung 424, der den Temperaturmessabschnitt 452 stützt, hat eine Form, bei der das äußere Ende dünner ist als seine Basis und an seinem äußeren Ende befindet sich der Messabschnitt 452. Diese Form ermöglicht es, den Einfluss der Wärme vom Halsabschnitt des Vorsprungs 424 auf den Temperaturmessabschnitt 452 einzuschränken.
Nachdem die Temperatur des Messzielgases 30 mithilfe des Temperaturmessabschnitts 452 gemessen wurde, fließt das Messzielgas 30 am Vorsprung 424 entlang, sodass die Temperatur des Vorsprungs 424 sich an die Temperatur des Messzielgases 30 annähert. Im Ergebnis ist es möglich, den Einfluss der Temperatur des Halsabschnittes des Vorsprungs 424 auf den Temperaturmessabschnitt 452 zu unterdrücken. Besonders in dieser Ausführungsform ist der Temperaturmessabschnitt 452 im Bereich des Vorsprungs 424 dünner, in dem sich der Temperaturmessabschnitt 452 befindet, und wird stärker in Richtung Hals des Vorsprungs 424. Aus diesem Grund fließt das Messzielgas 30 an der Form des Vorsprungs 424 entlang, um den Vorsprung 424 effizient zu kühlen.
In 11(A) bis 11(C) stellt der schraffierte Bereich des Halsabschnitts von Vorsprung 424 die Befestigungsfläche 432 dar, die von dem Harz bedeckt ist, das zur Bildung des Gehäuses 302 im zweiten Harzformprozess verwendet wurde. Ein Hohlraum befindet sich im schraffierten Bereich des Halsabschnitts von Vorsprung 424. Das zeigt, dass ein Abschnitt des Hohlraums vorgesehen ist, der nicht mit Harz von Gehäuse 302 bedeckt ist. Wenn solch ein nicht vom Harz des Gehäuses 302 bedeckter Abschnitt mit einem Hohlraum im Halsabschnitt von Vorsprung 424 auf diese Weise vorgesehen wird, ist es möglich, den Vorsprung 424 mithilfe des Messzielgases 30 einfach noch weiter abzukühlen. Die Darstellung des schraffierten Bereiches wurde in den 15(A) und 15(B) weggelassen, ist jedoch ähnlich wie in 11(A) bis 11(C).
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 und zur Feststellung von Störungen, die in einer Schaltungskomponente oder an einem Anschluss dieser Komponenten entstehen können. In dieser Ausführungsform wird das Schaltungspaket 400 gebildet durch Harzinjektion für den Luftstrom-Messabschnitt 602 oder die Verarbeitungseinheit 604 mittels eines duroplastischen Harzes im ersten Harzinjektionsverfahren. Durch das Injektionsverfahren kann die Maßhaltigkeit von Schaltungspaket 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 vorhanden und an jedem hergestellten Schaltungspaket 400 wird eine Überprüfung 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 Biegefestigkeit zu erhöhen. Wenn eine mechanische Biegebelastung auf jeden Verbindungsanschluss 412 wirkt, ist es möglich, diese Spannung aufzunehmen, die durch unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten der Harze des ersten und des zweiten Injektionsprozesses verursacht wird. Dazu kommt es, da an jedem Verbindungsanschluss 412 beim ersten Harzinjektionsprozess eine thermische Ausdehnung auftritt, dagegen an der inneren Buchse des externen Anschlusses 361, die an jeden Verbindungsanschluss 412 angeschlossen ist, beim zweiten Harzinjektionsprozess eine thermische Ausdehnung auftritt. Deshalb ist es möglich, die durch die unterschiedlichen Harze verursachte Belastung aufzunehmen.
8.3 Funktion und Wirkungsweise der Abschrägungen 462 und 464 im Halsabschnitt von Vorsprung 424
Wie oben in Bezug auf 11(A) bis 11(C), 14, 15(A) und 15(B) beschrieben, befinden sich im Halsabschnitt von Vorsprung 424 die Abschrägungen 462 und 464. Der Halsabschnitt von Vorsprung 424 wird durch die Abschrägungen 462 oder 464 verstärkt und die Form, deren Stärke sich Richtung äußeres Ende allmählich verringert, bildet den Halsabschnitt des Vorsprungs 424. Wenn die Vorsprungsrichtung eine Achse ist, hat der Vorsprung 424 in seinem Halsabschnitt eine Form, bei der sich der Achsquerschnitt in vorstehender Richtung allmählich verringert
Wenn das Schaltungspaket 400 durch Harzinjektion geformt und ein Belag in die Gussform eingelegt wird, um beispielsweise die Bauteile zu schützen, wird die Haftung zwischen Belag und der Innenseite der Gussform verbessert, sodass sich die Zuverlässigkeit verbessert. Die mechanische Festigkeit des Vorsprungs 424 ist gering und der Vorsprung 424 bricht wahrscheinlich im Halsabschnitt. Der Halsabschnitt des Vorsprungs 424 ist verstärkt und der Vorsprung 424 hat eine Form, bei der sich die Stärke in Richtung äußeres Ende allmählich verringert, wodurch es möglich ist, die Spannungskonzentration abzuschwächen, die auf den Halsabschnitt wirkt, und eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit zu erreichen. Wenn der Vorsprung 424 durch Harzinjektion geformt wird, kann durch die Volumenänderung ein Verziehen und Ähnliches auftreten, sobald das Harz aushärtet. Um die Temperatur des Messzielgases 30 so genau wie möglich zu messen, sollte die vorstehende Länge des Vorsprungs 424 vergrößert werden. Die Wärmeübertragung vom Schaltungsgrundkörper 422 zum Temperaturmesselement 518 im Temperaturmessabschnitt 452 kann einfach verringert werden, indem die vorstehende Länge des Vorsprungs 424 vergrößert wird.
Wie dargestellt in den 11(B) und 11(C) ist der Halsabschnitt des Vorsprungs 424 verstärkt und das Schaltungspaket ist am Gehäuse 302 montiert, sodass der Halsabschnitt des Vorsprungs 424 vom Gehäuse 302 umgeben ist. Der Halsabschnitt des Vorsprungs 424 ist demzufolge vom Harz des Gehäuses 302 bedeckt, wodurch verhindert wird, dass der Vorsprung 424 durch mechanische Einflüsse bricht.
Dank der Abschrägung 463 im Halsabschnitt von Vorsprung 424 wird der Halsabschnitt von Vorsprung 424 verstärkt und der Halsabschnitt von Vorsprung 424 kann die Form haben, bei der sich die Stärke allmählich in Richtung vorderer Endes verringert. Weil der Halsabschnitt von Vorsprung 424 diese Form hat, kann beim Formen des Schaltungspakets 400 durch Harzinjektion eine Harzflussmethode angewendet werden, bei der ein Belag innen in die Gussform gelegt wird, um beispielweise die Bauteile zu schützen und die Haftung zwischen Belag und Innenseite der Gussform zu verbessern, wodurch die Zuverlässigkeit verbessert wird. Die mechanische Festigkeit des Vorsprungs 424 ist gering und der Vorsprung 424 bricht wahrscheinlich im Halsabschnitt. Der Halsabschnitt des Vorsprungs 424 ist verstärkt und der Vorsprung 424 hat eine Form, bei der sich die Stärke in Richtung vorderes Ende allmählich verringert, wodurch es möglich wird die Spannungskonzentration abzuschwächen, die auf den Halsabschnitt wirkt, und eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit zu erreichen. Wenn der Vorsprung 424 durch Harzinjektion geformt wird, kann durch die Volumenänderung ein Verziehen und Ähnliches auftreten, sobald das Harz aushärtet. Solch ein Einfluss kann reduziert werden. Um die Temperatur des Messzielgases 30 so genau wie möglich zu messen, sollte die vorstehende Länge des Vorsprungs 424 vergrößert werden. Die Wärmeübertragung vom Schaltungsgrundkörper 422 zum Temperaturmesselement 518 im Temperaturmessabschnitt 452 kann einfach verringert werden, indem die vorstehende Länge des Vorsprungs 424 vergrößert wird.
In den 11(A) bis 11(C), 21(A) und 21(B) ist der Halsabschnitt von Vorsprung 424 verstärkt und der Halsabschnitt von Vorsprung 424 ist mit Harz von Gehäuse 302 bedeckt, wodurch der Bypass-Durchgang gebildet wird, sodass der Halsabschnitt von Vorsprung 424 vom Befestigungsabschnitt 3723 von Gehäuse 302 umgeben ist. Dadurch wird die Festigkeit gegenüber mechanischen Belastungen erhöht und verhindert, dass der Vorsprung 424 bricht. In den 11(A) bis 11(C) zeigt der schraffierte Abschnitt in der Darstellung des Schaltungspakets 400 die Befestigungsfläche 432, den Befestigungsabschnitt 3723 und die Befestigungsfläche 434 an, wo das Schaltungspaket 400 vom Harz bedeckt ist, das im zweiten Harzformprozess verwendet wird, wenn das Gehäuse 302 durch den zweiten Harzformprozess geformt wird, nachdem das Schaltungspaket 400 durch den ersten Harzformprozess hergestellt worden ist. Diese Befestigungsoberflächen können die mechanische Festigkeit des Schaltungspakets 400 erhöhen und besonders die Befestigungsoberfläche 432 kann die mechanische Festigkeit des Halsabschnitts von Vorsprung 424 verbessern. Zusätzlich zu diesem Effekt werden verschiedene andere in den 11(A) bis 11(C) beschriebene Effekte bereitgestellt.
9. Befestigungsabschnitt zur Befestigung des Schaltungspakets 400 am Gehäuse 302
9.1 Aufbau und Wirkungsweise von Befestigungsabschnitt 3712 oder 3723
Die Befestigungsabschnitte 3721 und 3723 zur Befestigung des Schaltungspakets 400 am Gehäuse 302 werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die bis beschrieben. Am Gehäuse 302, welches das Schaltungspaket 400 hält, befindet sich der Flansch 312 zur Befestigung des thermischen Durchflussmessers 300 am Hauptkanal 124 und des Bypass-Durchgangskanals, durch den das Messzielgas 30 geleitet wird, das durch den Hauptkanal fließt. Der Bypass-Durchgangskanal wird vom Flansch 312 gehalten durch die Außenwand der Anströmseite 335 und die Außenwand der Abströmseite 336. Hierzu ist anzumerken, dass sich die anströmungsseitige Außenwand 335 an der Anströmungsseite in Strömungsrichtung des Messzielgases 30 befindet, das durch den Hauptkanal 124 fließt, und dass sich die abströmungsseitige Außenwand 336 an der Abströmungsseite in Flussrichtung befindet. Der Befestigungsabschnitt 3721 wird bereitgestellt, um die anströmungsseitige Außenwand 335 und die abströmungsseitige Außenwand 336 zu verbinden, und der Befestigungsabschnitt 3721 hüllt das Schaltungspaket 400 über den gesamten Umfang ein, wodurch das Schaltungspaket 400 am Gehäuse 302 befestigt wird.
Der Außenwand-Hohlabschnitt 366, der sich an der anströmungsseitigen Außenwand 335 befindet, wird als der Befestigungsabschnitt 3723 verwendet, wodurch das Schaltungspaket 400 noch stärker am Gehäuse 302 befestigt werden kann. Der oben beschriebene Befestigungsabschnitt 3721 umhüllt das Schaltungspaket 400 entlang der Strömungsachse des Messzielgases 30, d. h. in einer Richtung entlang der Längsachse der Messfläche 430 bei dieser Ausführungsform, um die anströmungsseitige Außenwand 335 und die abströmungsseitige Außenwand 336 zu verbinden. Währenddessen umhüllt der Außenwand-Hohlabschnitt 366 der anströmungsseitigen Außenwand 335 das Schaltungspaket 400 quer zur Strömungsachse des Messzielgases 30. Der Befestigungsabschnitt 3723 ist so geformt, dass sich die Umhüllungsrichtung des Schaltungspakets 400 von der des Befestigungsabschnittes 3721 unterscheidet. Da diese Befestigungsabschnitte das Schaltungspaket 400 in verschiedene Richtungen umhüllen und befestigen, kann das Schaltungspaket 400 noch stärker am Gehäuse 302 befestigt werden.
Die Befestigungsabschnitte 3721 und 3723 weisen jeweils einen dicken Abschnitt und einen dünnen Abschnitt auf, um die Belastung zu reduzieren, die auf das Schaltungspaket 400 ausgeübt wird. Wie in den 5(A) und 5(B) dargestellt, hat der Befestigungsabschnitt 3721 den dicken Abschnitt 4714 und den dünnen Abschnitt 4710. Bei der Formung des 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. Zusätzlich zum dicken Abschnitt 4714 wird der dünne Abschnitt 4710 geformt. In dieser Ausführungsform wird weiterhin ein dünner Abschnitt mit einer anderen Stärke auf der Flanschseite des dünnen Abschnitts 4710 geformt. Dieser Aufbau hat folgende Auswirkung: Der Befestigungsabschnitt 3721 verringert die Belastung am Schaltungspaket 400 in Bezug auf die Größe der Fläche und der Befestigungsabschnitt 3721 sichert einen vorgegebenen Bereich für die Umhüllung des Schaltungspakets 400.
In 6(B) als eine Ansicht der Rückseite von 5(B) weist der Befestigungsabschnitt 3721 den dicken Abschnitt 4714 und einen dünnen durch einen Hohlraum 373 gebildeten Abschnitt auf. Wenn wie vorstehend beschrieben der dünne Abschnitt bereitgestellt wird, hat der Befestigungsabschnitt 3721 die Auswirkung, das Sicherstellen einer vorgegebenen Größe des Bereichs für das Einhüllen des Schaltungspaketes 400 zu ermöglichen und währenddessen die Belastung, die auf das Schaltungspaket 400 in Bezug auf die Größe der Fläche ausgeübt wird, zu reduzieren. Somit wird die Zuverlässigkeit, die mit. der Befestigung des Schaltungspaketes 400 verbunden ist, durch den Aufbau verbessert, wobei der Befestigungsabschnitt 3721 aus dem dicken Abschnitt und dem dünnen Abschnitt besteht. Das heißt, die Luftdichtigkeit zwischen dem Schaltungspaket 400 und dem Befestigungsabschnitt 3721 wird aufrechterhalten.
Beim Harzformprozess kann die Belastung durch Vorhandensein des dünnen Abschnitts verringert werden, obwohl die Belastung, die durch die Volumenschrumpfung während des Kühlens und Aushärtens von Befestigungsabschnitt 3721 auftritt, vom Befestigungsabschnitt 3721 auf das Schaltungspaket 400 ausgeübt wird. Darüber hinaus wird, wenn der dünne Abschnitt bereitgestellt wird, die Bewegung von Harz im Harzformprozess unterdrückt und die Harztemperatur allmählich reduziert, sodass die erforderliche Zeit, um das Harz zu erhärten, länger wird. Wenn die Aushärtung des Harzes so unterdrückt wird, fließt das Harz, mit dem der Befestigungsabschnitt 3721 geformt wird, einfacher über Unebenheiten in der Oberfläche des Schaltungspakets 400 hinweg und die Haftung und Luftdichtigkeit zwischen Schaltungspaket 400 und Befestigungsabschnitt 3721 kann verbessert werden.
Das Messzielgas 30 strömt auf der Bypasskanal-Seite des Befestigungsabschnittes 3721 und 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 Schaltungspakets 400 vergrößert und die Luftdichtigkeit verbessert werden, um das Eindringen von Feuchtigkeit und Ähnlichem in den Spalt 382 innerhalb des Gehäuses 302 weiter zuverlässig zu verhindern. Das trägt zur Verbesserung der Zuverlässigkeit des. thermischen Durchflussmessers 300 bei.
In den 5(B) und 6(B) weist die anströmungsseitige Außenwand 335 den Außenwand-Hohlabschnitt 366 auf. Der Außenwand-Hohlabschnitt 366 agiert als der Befestigungsabschnitt 3723, um das Schaltungspaket 400 am Gehäuse 302 zu befestigen. Der Befestigungsabschnitt 3723 besteht aus dem dicken Abschnitt 4715 und dem dünnen Abschnitt 4716. Wie auch beim Befestigungsabschnitt 3721, kann der Befestigungsabschnitt 3723 eine große Kontaktfläche mit dem Schaltungspaket 400 sicherstellen. Da die Belastung, die vom dünnen Abschnitt 4716 auf das Schaltungspaket 400 ausgeübt wird, gering ist, kann der Einfluss der Belastung, die vom Befestigungsabschnitt 3723 auf das Schaltungspaket 400 ausgeübt wird, reduziert werden. Da das Messzielgas 30 auf der Anströmungsseite des Befestigungsabschnittes 3723 strömt, ist es wichtig, die Luftdichtigkeit zwischen dem Befestigungsabschnitt 3723 und dem Schaltungspaket 400 aufrechtzuerhalten, und die Absicherung der Luftdichtigkeit zwischen dem Befestigungsabschnitt 3723 und dem Schaltungspaket 400 wird ermöglicht durch Kombination des dünnen Abschnitts 4716 und des dicken Abschnitts 4715.
9.2 Harzinjektionsposition zur Formung von Gehäuse 302
In den 5(B), 6(A) und 6(B) ist die Harzinjektionsposition im zweiten Harzformprozess zur Formung von Gehäuse 302 dargestellt als Strichlinie mit Pfeil a, Strichlinie mit Pfeil b, Strichlinie mit Pfeil c oder Strichlinie mit Pfeil d. Das Harz kann von mindestens einer dieser Injektionspositionen aus eingespritzt werden oder das Harz kann gleichzeitig eingespritzt werden von mehreren Injektionspositionen aus. Die Strichlinie mit Pfeil a stellt die Injektion von Harz in den Flanschabschnitt 312 dar. Da das Harzvolumen im Flanschabschnitt 312 groß ist, wird das Harz in einen Abschnitt mit großem Volumen eingespritzt und das Harz fließt von der anströmseitigen Außenwand 335 und der abströmseitigen Außenwand 336 zum Bypass-Durchgang, wo das Harz allmählich in die Gussform fließen kann. Die Strichlinie mit Pfeil b stellt die Injektion von Harz in die Umgebung von Befestigungsabschnitt 3721 dar und die Strichlinie mit Pfeil c stellt die Injektion von Harz in den dünnen Abschnitt von Befestigungsabschnitt 3721 dar. Wenn das Harz in der Umgebung von Befestigungsabschnitt 3721 eingespritzt wird, kann ein Hochtemperaturharz in Befestigungsabschnitt 3721 hinein fließen und die Oberfläche von Schaltungspaket 400 wird bedeckt von einem Hochtemperaturharz mit niedriger Viskosität, wobei das Harz in diesem niedrigviskosen Zustand einfach tief in die unebene Form der Oberfläche von Schaltungspaket 400 eindringt, sodass die Haftung zwischen Schaltungspaket 400 und Befestigungsabschnitt 3721 verbessert werden kann.
Wie dargestellt von der Strichlinie mit Pfeil c, kann das Fließen des eingespritzten Harzes unterdrückt werden, wenn das Harz in den dünnen Abschnitt von Befestigungsabschnitt 3721 eingespritzt wird, da die Querschnittfläche des Bereichs, in den das Harz fließen kann, im dünnen Abschnitt kleiner ist. Im dünnen Abschnitt ist die Querschnittfläche, in die das Harz fließt, klein und das Hochtemperaturharz kann für eine lange Zeit zurückgehalten werden. Demzufolge dringt das Harz für die Formung von Befestigungsabschnitt 3721 einfach tief in die Unebenheiten der Oberfläche von Schaltungspaket 400 ein, sodass die Haftung zwischen dem Schaltungspaket 400 und Befestigungsabschnitt 3721 verbessert wird.
Die Strichlinie mit Pfeil d stellt die Harzinjektion in den dünnen Abschnitt 4716 von Befestigungsabschnitt 3723 dar zur Befestigung des Schaltungspakets 400. Wie bei der Strichlinie mit Pfeil c ist die Querschnittfläche, in die das Harz fließt im dünnen Abschnitt 4716 klein und wenn das Harz in den dünnen Abschnitt 4716 eingespritzt wird, kann ein Hochtemperaturharz auf der Oberfläche des Schaltungspaketes 400 für lange Zeit zurückgehalten werden, sodass das Harz für die Formung von Befestigungsabschnitt 3721 einfach tief in die Unebenheiten auf der Oberfläche von Schaltungspaket 400 eindringen kann.
9.3 Aufbau und Wirkungsweise einer anderen Ausführungsform
21(A), 21(B), 22(A) und 22(B) sind Ansichten einer anderen Ausführungsform von Befestigungsabschnitt 3721 zur Befestigung des Schaltungspakets 400 am Gehäuse 302, dargestellt in 5(A) bis 6(B). und sind Detailansichten von und . Es wird darauf hingewiesen, dass eine andere Ausführungsform von Befestigungsabschnitt 3721 auf den Befestigungsabschnitt 3723 anwendbar ist, dargestellt in 5(A) bis 6(B). Hier wird im Folgenden ein Fall beschrieben, in dem eine andere Ausführungsform auf Befestigungsabschnitt 3721 anwendbar ist, stellvertretend für die Befestigungsabschnitte 3721 und 3723, dargestellt in 5(A) bis 6(B).
In den 21(A) und 21(B) stellt 21(A) eine Vorderansicht von Gehäuse 302 dar und 21(B) die Seitenansicht von rechts. 22(A) ist eine Detailansicht der Umgebung des Befestigungsabschnitts 3721, dagestellt in 21(A) und 22(B) ist der Schnitt B-B der 22(A). 21(A) und 22(A) jedoch stellen einen Zustand dar, bei dem die vordere Abdeckung 303 und die hintere Abdeckung 304 losgelöst sind, sodass der innere Aufbau von Gehäuse 302 verstanden werden kann. In 21(B) und 22(B) wird als Verständnishilfe zum Gesamtaufbau ein Zustand dargestellt, in dem die vordere Abdeckung 303 und die hintere Abdeckung 304 angebracht sind an sowohl die Vorder- als auch die Rückseite von Gehäuse 302. In den 21(A), 21(B), 22(A) und 22(B) sind die Referenznummern dieselben wie in anderen Zeichnungen, haben dieselbe Anordnung und dieselbe Funktion. Um Unübersichtlichkeit zu vermeiden, wurden Erklärungen der Referenznummern, die dieselben sind wie in anderen Zeichnungen, weggelassen, sodass sich die Erklärungen nicht wiederholen. Obwohl Leitungs- und Schaltbauteilquerschnitte, dargestellt in 12 und 13, in den Querschnitten von Schaltungspaket 400 tatsächlich vorhanden sind, wurden die Details des inneren Aufbaus des Querschnitts von Schaltungspaket 400 weggelassen.
In den 21(A), 21(B), 22(A) und 22(B) ist am Befestigungsabschnitt 3721 der dicke Abschnitt 4715 und der dünne Abschnitt 4710 vorhanden. Obwohl der dünne Abschnitt 4710 in 5(A) bis 6(B) durch einen Hohlraum dargestellt wird, besteht der dünne Abschnitt nicht aus einem Hohlraum, sondern ist aus einer dünnen glatten Oberfläche geformt. Diese flachen Oberflächen zeigen auf die Vorder- und Rückseite des Gehäuses 302. Die flache Oberfläche des dünnen Abschnitts 4710 wird dargestellt in 22(A) und zur Unterscheidung von anderen Abschnitten und für besseres Verständnis ist die flache Oberfläche des dünnen Abschnitts 4710 schwarz gepunktet dargestellt. Der Querschnitt der flachen Oberfläche wird in 22(B) dargestellt.
Wie dargestellt in den 22(A) und 22(B) wird das Schaltungspaket 400 durch die Einbettung in Befestigungabschnitt 3721 mit dem dicken Abschnitt 4715 und dem dünnen Abschnitt 4710 befestigt. Wie dargestellt in 22(B) hat eine Oberfläche außen am dicken Abschnitts 4715 des Befestigungsabschnitts 3721, d. h., ein oberer Abschnitt, eine Klebeoberfläche 4706, um an der entsprechenden vorderen Abdeckung 303 oder der entsprechenden hinteren Abdeckung 304 angeklebt zu werden, und eine Klebenut 4707. Die Klebefläche 4706 wird an die Innenfläche der entsprechenden vorderen Abdeckung 303 oder der entsprechenden hinteren Abdeckung 304 angeklebt, wodurch die Luftdichtigkeit aufrecht erhalten wird. Die Klebung wird ausgeführt, indem die Temperatur des Klebeabschnitts zwischen vorderer Abdeckung 303 oder hinterer Abdeckung 304 und Gehäuse 302 durch Laserstrahlung erhöht wird. Da nicht nur die Klebefläche 4706, sondern auch die Klebenut 4707 vorhanden ist, wird die Streuung der Wärme durch die Laserstrahlung verhindert und die Klebung wird ermöglicht. Die anströmseitige Außenwand 335 und die abströmseitige Außenwand 336 sind ähnlich mit einer Klebefläche 4706 und einer Klebenut 4707 ausgestattet. Durch das Vorhandensein der Klebenut 4707 im Klebeabschnitt mit vorderer Abdeckung 303 und hinterer Abdeckung 304 kann die Klebung aus dem selben Grund einfach ausgeführt werden und sowohl Produktivität als auch Zuverlässigkeit werden verbessert. In 22(B) wurde, um Unübersichtlichkeit zu vermeiden, eine detaillierte Darstellung des Querschnitts des Schaltungspakets 400 weggelassen.
In den 21(A), 21(B), 22(A) und 22(B) ist die Harzinjektionsposition im zweiten Harzformprozess zur Formung von Gehäuse 302 dargestellt als Strichlinie mit Pfeil a, Strichlinie mit Pfeil b, Strichlinie mit Pfeil c oder Strichlinie mit Pfeil d. Das Harz kann von mindestens einer dieser Injektionspositionen aus eingespritzt werden oder das Harz kann gleichzeitig eingespritzt werden von mehreren Injektionspositionen aus. Die Strichlinie mit Pfeil a stellt die Injektion von Harz in den Flanschabschnitt 312 dar. Da das Harzvolumen im Flanschabschnitt 312 groß ist, wird das Harz in einen Abschnitt mit großem Volumen eingespritzt und das Harz fließt von der anströmseitigen Außenwand 335 und der abströmseitigen Außenwand 336 zum Bypass-Durchgang, wo das Harz allmählich in die Gussform fließen kann.
9.4 Harzinjektion für die Formung in einer anderen Ausführungsform Wie dargestellt in den 21(A), 21(B), 22(A) und 22(b) stellt die Strichlinie mit Pfeil b die Injektion von Harz in die Umgebung von Befestigungsabschnitt 3721 dar und die Strichlinie mit Pfeil c stellt die Injektion von Harz in den dünnen Abschnitt von Befestigungsabschnitt 3721 dar. Wenn das Harz in der Umgebung von Befestigungsabschnitt 3721 eingespritzt wird, kann ein Hochtemperaturharz in Befestigungsabschnitt 3721 hinein fließen und die Oberfläche von Schaltungspaket 400 wird bedeckt von einem Hochtemperaturharz mit niedriger Viskosität, wobei das Harz in diesem niedrigviskosen Zustand einfach tief in die unebene Form der Oberfläche von Schaltungspaket 400 eindringt, sodass die Haftung zwischen Schaltungspaket 400 und Befestigungsabschnitt 3721 verbessert werden kann.
Wie dargestellt von der Strichlinie mit Pfeil c kann das Fließen des eingespritzten Harzes unterdrückt werden, wenn das Harz in den dünnen Abschnitt von Befestigungsabschnitt 3721 eingespritzt wird, da die Querschnittfläche des Bereichs, in den das Harz fließen kann, im dünnen Abschnitt kleiner ist. Im dünnen Abschnitt ist die Querschnittsfläche, in die das Harz fließt, klein und das Hochtemperaturharz kann für eine lange Zeit zurückgehalten werden. Demzufolge dringt das Harz für die Formung von Befestigungsabschnitt 3721 einfach tief in die Unebenheiten der Oberfläche von Schaltungspaket 400 ein, sodass die Haftung zwischen der Oberfläche von Schaltungspaket 400 und Befestigungsabschnitt 3721 verbessert wird. Die Strichlinie mit Pfeil d stellt die Harzinjektion in den dünnen Abschnitt 4716 von Befestigungsabschnitt 3723 dar zur Befestigung des Schaltungspakets 400. Wie bei der Strichlinie mit Pfeil c ist die Querschnittfläche, in die das Harz fließt im dünnen Abschnitt 4716 klein und wenn das Harz in den dünnen Abschnitt 4716 eingespritzt wird, kann ein Hochtemperaturharz auf der Oberfläche des Schaltungspaketes 400 für lange Zeit zurückgehalten werden, sodass das Harz für die Formung von Befestigungsabschnitt 3721 einfach tief in die Unebenheiten auf der Oberfläche von Schaltungspaket 400 eindringen kann.
9.5 Noch eine weitere Ausführungsform
23(A) und 23(B) sind Ansichten, in denen noch eine andere Ausführungsform dargestellt wird und zeigt den Aufbau von Befestigungsabschnitt 3721 zum Befestigen von Schaltungspaket 400, wenn der Vorsprung 424 mit dem Temperaturmessabschnitt 452, der die Temperatur von Messzielgas 30 misst, nicht vorhanden ist, d. h., wenn das Schaltungspaket 400 nur aus dem Schaltungsgrundkörper 422 besteht. 23(A) ist eine Vorderansicht und 23(B) ist der Schnitt C-C von 23(A). Es wird darauf hingewiesen, dass, obwohl der Querschnitt des in den 12 und 13 dargestellten Aufbaus im Querschnitt von Schaltungspaket 400 tatsächlich vorhanden ist, die Details des Querschnitts von Schaltungspaket 400 in 23(B) weggelassen wurden. Der Befestigungsabschnitt 3721, der in der Ausführungsform in den 23(A) und 23(B) dargestellt wird, kann mit Bypass-Durchgängen mit verschiedenen Formen kombiniert werden. Der Bypass-Durchgang kann von einem Bypass-Durchgangskanal, wie in den 5(A) bis 6(B) dargestellt, gebildet werden oder eine andere Struktur haben. 23(A) und 23(B) zeigen als Beispiel einen Bypass-Durchgangskanal 328 mit Einlassöffnung 350 und Auslassöffnung 352 an der linken und rechten Seite. Der Bypass-Durchgang wird gebildet durch die vordere Abdeckung 303 und die hintere Abdeckung 304 im Bypass-Durchgangskanal 328.
Wie in den bereits beschriebenen Ausführungsformen besteht der Befestigungsabschnitt 3721 zum Befestigen von Schaltungsapket 400 im Gehäuse 302 aus dem dicken Abschnitt 4714 und dem dünnen Abschnitt 4710. Die Stärke des Harzes, das das Schaltungspaket 400 bedeckt ist kleiner als die des dicken Abschnitts 4714. Durch das Vorhandensein des dünnen Abschnitts 4710 wie oben beschrieben, kann die auf Schaltungspaket 400 wirkende Belastung verringert werden, die durch die Volumenschrumpfung infolge der Abkühlung auftritt, wenn das Harz von Befestigungsabschnitt 3721 im zweiten Harzformprozess aushärtet. Andererseits wird dadurch die Luftdichtigkeit zwischen Bypass-Durchgangskanal 328 und Spalt 382 einfach aufrechterhalten. Da der Befestigungsabschnitt 3721 die auf das Schaltungspaket 400 wirkende Belastung unterdrücken kann, kann die Fläche, die von Befestigungsabschnitt 3721 abgedeckt wird, vergrößert werden und die Klebefläche 4708 zwischen Bypass-Durchgangskanal 328 und Spalt 382 und zwischen der Oberfläche des Schaltungspakets 400 und dem Befestigungsabschnitt 3721 kann vergrößert werden. Die Breite des Befestigungsabschnitts 3721, der zwischen der anströmseitigen Außenwand 335 und der abströmseitigen Außenwand 336 entlang des Bypass-Durchgangskanals 328 geformt wird, kann vergrößert werden und die Luftdichtigkeit zwischen der Oberfläche von Schaltungspaket 400 und des Befestigungsabschnitts 3721 kann verbessert werden.
Wie dargestellt in 23(B) wird die Oberfläche außen am dicken Abschnitt 4714 von Befestigungsabschnitt 3721, d. h., ein oberer Abschnitt, an die vordere Abdeckung 303 oder die hintere Abdeckung 304 angeklebt und die Luftdichtigkeit aufrechterhalten. Auch in Durchgangswand 397, die den Bypass-Durchgangskanal 328 bildet, wird die Außenfläche des oberen Abschnitts an die vordere Abdeckung 303 oder die hintere Abdeckung 304 geklebt und die Luftdichtigkeit aufrechterhalten. Am Abschnitt, der an die vordere Abdeckung 303 oder die hintere Abdeckung 304 angeklebt wird, befindet sich die Klebeoberfläche 4706 und die Klebenut 4707. Der Aufbau dieses Abschnitts ermöglicht die Klebung mit Laser.
Thermoplastisches Harz wird in den Befestigungsabschnitt 3721, dargestellt in den 23(A) und 23(B), im zweiten Harzformprozess eingespritzt. Wenn das Hochtemperaturharz auf die Oberfläche von Schaltungspaket 400 eingespritzt wird, kann das thermoplastische Harz tief in die Unebenheiten der Oberfläche von Schaltungspaket 400 eindringen und die Haftung zwischen der Oberfläche von Schaltungspaket 400 und Befestigungsabschnitt 3721 wird verbessert. Zusätzlich wird die Luftdichtigkeit zwischen Bypass-Durchgangskanal 328 und Spalt 382 einfach aufrechterhalten. Wie dargestellt durch die Strichlinie mit Pfeil c beim dünnen Abschnitt 4710 von Befestigungsabschnitt 3721 ist der Querschnitt, in den das Harz beim Einspritzen hinein fließt, im dünnen Abschnitt 4710 klein und deshalb wird das Herausfließen von thermoplastischem Harz aus dem dünnen Abschnitt 4710 in andere Abschnitte unterdrückt, sodass das auf die Oberfläche von Schaltungspaket 400 eingespritzte Hochtemperaturharz für lange Zeit im dünnen Abschnitt 4710 zurückgehalten wird. Demzufolge dringt das thermoplastische Harz für die Formung von Befestigungsabschnitt 3721 einfach tief in die Unebenheiten der Oberfläche von Schaltungspaket 400 ein, sodass die Haftung zwischen der Oberfläche von Schaltungspaket 400 und Befestigungsabschnitt 3721 verbessert wird.
9.6 Eine weitere Ausführungsform
In 24 wird eine weitere Ausführungsform von Befestigungsabschnitt 3721 dargestellt. In dieser Ausführungsform sind die Referenznummern dieselben wie in den 22(A) bis 23(B) und stehen für dieselben Bauteile und diese Ausführungsform hat ähnliche Funktionen und Wirkungsweisen wie die Ausführungsform von den 22(A) bis 23(B). Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform in den 22(A) bis 23(B) darin, dass zur Verbesserung der Haftung zwischen einer Oberfläche von Schaltungspaket 400 und Befestigungsabschnitt 3721, Unebenheiten 4810 auf der Harzoberfläche von Schaltungspaket 400 angebracht sind, z. B. durch Aufrauen der Harzoberfläche von Schaltungspaket 400. Obwohl die Aufraumethode die oben beschriebene ist, werden auch folgende Beispiele für Aufrau-Methoden eingeschlossen: Satin-Finish durch Behandlung mit Sandstrahlen oder dergleichen, Formung einer Nut oder Unebenheit mittels Laserbearbeitung, eine Methode zur Herstellung von Unebenheiten in der Gussform im ersten Harzformprozess und beim Formen und eine Methode mit der Einbringung eines Belags mit Unebenheiten innen in die Gussform.
Wenn die Oberfläche von Schaltungspaket 400 wie oben beschrieben angeraut wird, dringt Harz im zweiten Harzformprozess in die Unebenheiten auf der Oberfläche von Schaltungspaket 400. Bei einer Haftoberfläche von Befestigungsabschnitt 3721 und bei Schaltungspaket 400 ist eine Unebenheit 4720 vorhanden und die Haftung wird verbessert. Da die Oberfläche von Schaltungspaket 400 aufgeraut ist, ist es möglich zu verhindern, dass sich das Schaltungspaket 400 vom Befestigungsabschnitt 3721 löst. Während das Harz von Befestigungsabschnitt 3721 ein thermoplastisches Harz ist, wird das Schaltungspaket 400 aus einem duroplastischen Harz geformt, wodurch die Haftung zwischen diesen beiden Harzen nicht gut ist. Deshalb sollte die Haftfläche aufgeraut werden, um Unebenheiten auf der Oberfläche von Schaltungspaket 400 zu schaffen, sodass das thermoplastische Harz von Befestigungsabschnitt 3721 in die Unebenheiten auf der Oberfläche von Schaltungspaket 400 eindringt. Wie oben beschrieben kann die Haftung durch Aufrauen der Oberfläche von Schaltungspaket 400 verbessert werden und die Maßnahmen zur Verbesserung der Haftung können auf die oben und untenstehenden Ausführungsformen angewendet werden.
Wie dargestellt in 24 kann ein thermoplastisches Harz hoher Temperatur auf die aufgeraute Oberfläche von Schaltungspaket 400 eingespritzt werden, wenn das Formharz, wie durch die Strichline mit Pfeil c dargestellt, in Befestigungsabschnitt 3721 eingespritzt wird. Wie oben beschrieben, kann das thermoplastische Harz tief in die Unebenheiten 4810 der aufgerauten Oberfläche von Schaltungspaket 400 eindringen. Insbesondere wenn das Harz in den dünnen Abschnitt eingespritzt wird, wie dargestellt durch die Strichlinie mit Pfeil c, kann ein thermoplastisches Harz hoher Temperatur für lange Zeit auf der aufgerauten Oberfläche von Schaltungspaket 400 zurückgehalten werden. Das thermoplastische Harz auf der rauen Oberfläche von Schaltungspaket 400 kühlt allmählich ab und die Abkühlgeschwindigkeit kann verlangsamt werden. Gemäß diesem Aufbau kann das thermoplastische Harz für die Formung von Befestigungsabschnitt 3721 tief in die Unebenheiten 4810 der aufgerauten Oberfläche von Schaltungspaket 400 eindringen. Dadurch kann die Haftung und die Luftdichtigkeit zwischen Befestigungsabschnitt 3721 und der Oberfläche von Schaltungspaket 400 verbessert werden. Zusätzlich ist es möglich zu verhindern, dass Schaltungspaket 400 sich von Befestigungsabschnitt 3721 löst.
9.7 Noch eine weitere Ausführungsform
In den 25 und 26 wird noch eine weitere Ausführungsform dargestellt. Ein zweiter dicker Abschnitt 4718 befindet sich auf der Seite näher zur Spalte 382 relativ zum dünnen Abschnitt 4710, der in den 22(A) bis 23(B) dargestellt ist. In der Schnittansicht von Schaltungspaket 400 wurde die detaillierte Darstellung von Schaltungspaket 400 weggelassen. Wie dargestellt in 25 befindet sich ein Befestigungsabschnitt 3721 zwischen Bypass-Durchgangskanal 328 und dem Spalt 382. Der Befestigungsabschnitt 3721 besteht aus einem dicken Abschnitt 4714 und einem dünnen Abschnitt 4710 und ist mit einem zweiten dicken Abschnitt 4718 ausgestattet, der sich an der Spaltseite 382 des dünnen Abschnitts 4710 befindet. Am Befestigungsabschnitt 3721, der das Schaltungspaket 400 umhüllt, befinden sich die dicken Abschnitte 4714 und 4718 auf beiden Seiten, sodass der dünne Abschnitt 4710 zwischen diesen beiden liegt. Die dicken Abschnitte 4714 und 4718 sind jeweils so aufgebaut, dass die Außenseite an der hinteren Abdeckung 304 und der vorderen Abdeckung 303 haftet. Entsprechend ist das Schaltungspaket 400 so aufgebaut, dass das Schaltungspaket 400 fest an der hinteren Abdeckung 304 und der vorderen Abdeckung 303 haftet durch die dicken Abschnitte 4714 und 4718 an beiden Seiten des dünnen Abschnitts 4710 und die mechanische Festigkeit wird durch den beidseitigen Verbund verbessert. Die mechanische Festigkeit gegenüber Torsion und Ähnlichem wird verbessert.
Wie dargestellt in den 21(A), 21(B), 23(A) und 23(B) fungiert der Befestigungsabschnitt 3721 als Verbindung zwischen der abströmseitigen Außenwand 336 und der anströmseitigen Außenwand 335. Die abströmseitige Außenwand 336 und die anströmseitige Außenwand 335 sind verbunden durch Befestigungsabschnitt 3721, der aufgebaut ist aus den dicken Abschnitten 4714 und 4718 an beiden Seiten des dünnen Abschnitts 4710, wobei nicht nur die Stärke der Befestigung von Schaltungspaket 400, sondern auch die Festigkeit von Gehäuse 302, bestehend aus abströmseitiger Außenwand 336 und anströmseitiger Außenwand 335, verbessert werden kann. Die Kennlinie der Durchflussmessung wird bestimmt von der Beziehung zwischen dem Zustand von Messzielgas 30, das durch den Bypass-Durchgangskanal 328 strömt, und der Messoberfläche 430 von Schaltungspaket 400. Wenn der Befestigungsabschnitt 3721 von Gehäuse 302 und das Schaltungspaket 400 fest fixiert sind, ist der Zustand von Bypass-Durchgangskanal 328 und der Zustand von Messoberfläche 430 von Schaltungspaket 400 stabil und können stabile Messkennlinien aufrecht erhalten werden.
Der Befestigungsabschnitt 3721, die abströmseitige Außenwand 336 und die anströmseitige Außenwand 335 von Gehäuse 302, die hintere Abdeckung 304 und die vordere Abdeckung 303 sind miteinander verbunden, sodass die mechanische Festigkeit verstärkt wird und Torsion und Verziehen unterdrückt werden. Dadurch kann der stabile Zustand von Bypass-Durchgangskanal 328 und der Zustand von Messoberfläche 430 von Schaltungspaket 400 einfach aufrecht erhalten werden, sodass die Einflüsse von Temperaturänderungen und Ähnlichem reduziert werden können. Es wird darauf hingewiesen, dass, wie dargestellt in 25, die Klebefläche 4706 von Befestigungsabschnitt 3721 und die Klebefläche 4706 von Durchgangswand 397 fest an der Innenseite der hinteren Abdeckung 304 und an der Innenseite der vorderen Abdeckung 303 haften.
Die Strichlinie mit Pfeil c stellt die Harzinjektionsposition im zweiten Harzformprozess dar. Ein Harz wird in den dünnen Abschnitt 4710 eingespritzt, sodass das eingespritzte Harz vom, dünnen Abschnitt 4710 zum dicken Abschnitt 4714 und zum zweiten dicken Abschnitt 4718 fließt und das Hochtemperaturharz einfach auf der Oberfläche von Schaltungspaket 400 zurückgehalten werden kann. Wie oben beschrieben kann die Haftung zwischen dem Befestigungsabschnitt 3721 und der Oberfläche von Schaltungspaket 400 verbessert werden.
In 25 kann die Form, obwohl die Form von Befestigungsabschnitt 3721 grundsätzlich dieselbe ist an der Vorder- und Rückseite von Schaltungspaket 400, abweichen auf der Vorder- und Rückseite von Schaltungspaket 400. In 26 wird noch eine weitere Ausführungsform dargestellt und der zweite dicke Abschnitt 4718 ist nicht vorhanden an der Rückseite von Schaltungspaket 400. Der zweite dicke Abschnitt 4718 ist vorhanden auf der Seite von Strichlinie mit Pfeil c, der die Harzinjektionsposition angibt und nicht auf der Rückseite derselben vorhanden ist. Das in den dünnen Abschnitt 4710 eingespritzte Harz in 26 dringt in die Gussform ein über den dicken Abschnitt 4714 und den zweiten dicken Abschnitt 4718 und fließt zu anderen Abschnitten von Gehäuse 302, welche so geformt werden. Vorzugsweise sollte die Belastung, die bei Temperaturänderung durch die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von thermoplastischem Harz für das Formen von Schaltungspaket 400 und von thermoplastischem Harz für das Formen des Gehäuses entsteht, gleichmäßig auf Vorder- und Rückseite von Schaltungspaket 400 verteilt sein und die Form der Vorder- und Rückseite von Schaltungspaket 400 sollte keine signifikanten Unterschiede voneinander aufweisen. In 26 gleichen sich der dicke Abschnitt 4714 und der dünne Abschnitt 4710 signfikant und nur der zweite dicke Abschnitt 4718 unterscheidet sich. Wie oben beschrieben, ist es vorzuziehen, dass der Bereich mit den Formen, die auf der Vorder- und Rückseite von Schaltungspaket 400 miteinander übereinstimmen, größer ist.
10. Haftstruktur zwischen Gehäuse 302 und vorderer Abdeckung 303 oder hinterer Abdeckung 304
27 zeigt eine Haftstruktur zwischen Gehäuse 302 mit dem thermischen Durchflussmesser 300 und der vorderen Abdeckung 303 oder der hinteren Abdeckung 304. Wie dargestellt in den 2(A) bis 3(B) haften der Randbereich von Gehäuse 302 und die vordere Abdeckung 303 oder die hintere Abdeckung 304 fest aneinander und der in den 5(A) bis 6(B) dargestellte Spalt 382 wird darin gebildet. Ähnlich haften eine Innenwand des Bypass-Durchgangs an der Vorderseite 393 und eine Außenwand des Bypass-Durchgangs an der Vorderseite 394 oder eine Innenwand des Bypass-Durchgangs auf der Rückseite 391 und eine Außenwand des Bypass-Durchgangs auf Rückseite 392, die den Bypass-Durchgangskanal auf der Vorderseite 332 oder den Bypass-Durchgangskanal auf der Rückseite 334 von Gehäuse 302 formen, und die vordere Abdeckung 303 oder die hintere Abdeckung 304 fest aneinander, sodass der Bypass-Durchgang gebildet wird.
An der anströmseitigen Außenwand 335 oder der abströmseitigen Außenwand 336, die sich um das Gehäuse befindet, hat der äußere Abschnitt in Höhenrichtung die in 27 dargestellte Form. Die anströmseitige Außenwand 335 oder die abströmseitige Außenwand 336 besteht aus einem ersten konvexen Abschnitt 4752 und einem zweiten konvexen Abschnitt 4754 und es ist eine Nut 4756 vorhanden zwischen dem ersten konvexen Abschnitt 4752 und dem zweiten konvexen Abschnitt 4754. Der zweite konvexe Abschnitt 4754 am inneren Rand ist höher, als der erste konvexe Abschnitt 4752 am äußeren Rand. In den 8(A) bis 9(C) wurde der Vorsprung 4734 des äußeren Endes von Abdeckung 4736 oder von vorderer Abdeckung 303 oder von hinterer Abdeckung 304 weggelassen, obwohl der Vorsprung 4734 tatsächlich vorhanden ist.
Der Vorsprung 4734 am äußeren Ende von Abdeckung 4736 von jeder Abdeckung ist so geformt, dass er in die Nut 4756 passt. Wenn der Vorsprung 4734 ganz in die Nut 4756 gesteckt ist, hat der zweite konvexe Abschnitt 4754 eine geringere Höhe als der erste konvexe Abschnitt 4752 und deshalb ist die Höhe der äußeren Fläche der vorderen Abdeckung 303 kleiner als die Höhe der äußeren Endfläche des ersten konvexen Abschnitts 4752. Die Höhe des zweiten konvexen Abschnitts 4754 ist um mindestens die Dicke der vorderen Abdeckung 303 oder der hinteren Abdeckung 304 kleiner als die Höhe des ersten konvexen Abschnitts 4752.
Die vordere Abdeckung 303 oder die hintere Abdeckung 304 und der erste konvexe Abschnitt 4752 sind so verschweißt, dass der Vorsprung 4734 ganz in der Nut 4756 steckt. Das das äußere Ende des ersten konvexen Abschnitts 4752 mehr hervorsteht als die Außenfläche der vorderen Abdeckung 303 oder der hinteren Abdeckung 304, sogar wenn ein Ende des thermischen Durchflussmessers 300 mit etwas in Kontakt ist während des Montierens des thermischen Durchflussmessers 300, ist es unmöglich, dass die vordere Abdeckung 303 oder die hintere Abdeckung 304 abgezogen wird. Dadurch wird die Zuverlässigkeit verbessert.
Industrielle Verfügbarkeit
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Messapparat zur Messung eines Gasdurchflusses wie oben beschrieben.
Bezugszeichenliste

300: thermischer Durchflussmesser
302: Gehäuse
303: Vordere Abdeckung
304: Hintere Abdeckung
305: Externe Anschlusseinheit
306: Externer Anschluss
307: Kalibrierungsanschluss
310: Messabschnitt
320: Anschlussklemmen
332: Bypass-Kanalrinne an der Vorderseite
334: Bypass-Kanalrinne an der Rückseite
356, 358: Vorsprung
359: Harzabschnitt
361: Innere Buchse des externen Anschlusses
365: Verbindungsabschnitt
400: Schaltungspaket
412: Verbindungsanschluss
414: Anschluss
422: Gehäuse des Schaltungspakets
424: Vorsprung
430: Messoberfläche
432, 434: Befestigungsfläche
436: Expositionsabschnitt der Wärmeübertragungsfläche
438: Öffnung
452: Temperaturmessabschnitt
590: Einpressöffnung
594, 596: Abschrägungen
601: Durchflussmessschaltung
602: Luftstrom-Messabschnitt
604: Verarbeitungseinheit
608: Wärmegenerator
640: Wärmesteuerbrücke
650: Brückenschaltung der Luftdurchflussmessung
672: Membran
3721, 3723: Befestigungsabschnitt
4710, 4716: Dünner Abschnitt

Claims

Ein thermischer Durchflussmesser umfasst: ein Harz-geformtes Schaltungspaket, in das eine Durchflussmessschaltung eingebettet ist, die den Durchfluss durch Wärmeübertragung vom Messzielgas in einem Bypass-Durchgang misst, der einen Teil des Messzielgases, das durch einen Hauptkanal strömt, aufnimmt und durchströmen lässt, ein Harz-geformtes Gehäuse, bestehend aus einem Bypass-Durchgangskanal zur Formung eines Befestigungsabschnitts zum Halten des Schaltungspakets und des Bypass-Durchgangs und eine Abdeckung, die den Bypass-Durchgangskanal des Gehäuses abdeckt und den Bypass-Durchgang bildet, in dem das Schaltungspaket in einem ersten Harzformprozess geformt wird. Das Gehäuse mit dem Befestigungsabschnitt und dem Bypass-Durchgangskanal wird in einem zweiten Harzformprozess geformt und der Befestigungsabschnitt mit einem dicken Abschnitt und einem dünnen Abschnitt, die einen Teil des Schaltungspakets umhüllen und befestigen.
Der thermische Durchflussmesser gemäß Anspruch 1, in dem zum Halten des Schaltungspakets durch das Gehäuse der Befestigungsabschnitt im Gehäuse mit einem dicken Abschnitt und einem dünnen Abschnitt ausgestattet ist, die einen Teil des Schaltungspakets umhüllen, Der Bereich der Oberfläche des Schaltungspakets, in dem der dünne Abschnitt das Schaltungspaket umhüllt, ist größer als der Bereich des Schaltungspakets, in dem der dicke Abschnitt das Schaltungspaket umhüllt.
Der thermische Durchflussmesser gemäß Anspruch 1, in dem das Gehäuse ausgestattet ist mit einem Flansch, mit einem Bypass-Durchgangskanal, in dem der Bypass-Durchgang gebildet wird, einer anströmseitigen Außenwand, die den Flansch und den Nutabschnitt des Bypass-Durchgangs verbindet und eine abströmseitige Außenwand. Der Befestigungsabschnitt zum Halten des Schaltungspakets dient zum Verbinden der anströmseitigen Außenwand und der abströmseitigen Außenwand, Der Befestigungsabschnitt hat einen dicken Abschnitt und einen dünnen Abschnitt. Der dünne Abschnitt hat eine dünnere Form als der dickere Abschnitt durch die Stärke der Harzschicht, die die Oberfläche des Schaltungspakets bedeckt und die beim zweiten Harzformprozess geformt wird.
Der thermische Durchflussmesser gemäß Anspruch 3, in dem der dicke Abschnitt als Teil des Befestigungsabschnitts gegenüber des Flansches des Befestigungsabschnitts geformt wird. Der dünne Abschnitt wird auf der Flanschseite des Befestigungsabschnitts geformt und der dicke Abschnitt und der dünne Abschnitt sind verbunden.
Der thermische Durchflussmesser gemäß Anspruch 3, in dem ein erster dicker Abschnitt als. Teil des Befestigungsabschnitts gegenüber des Flansches – des Befestigungsabschnitts geformt wird. Der dünne Abschnitt wird auf der Flanschseite des ersten dicken Abschnitts geformt und ein zweiter dicker Abschnitt wird weiterhin geformt auf der Flanschseite des dünnen Abschnitts.
Der thermische Durchflussmesser gemäß Anspruch 1, in dem das Gehäuse ausgestattet ist mit einem Flansch, mit einem Bypass-Durchgangskanal, in dem der Bypass-Durchgang gebildet wird, einer anströmseitigen Außenwand, die den Flansch und den Nutabschnitt des Bypass-Durchgangs verbindet und einer abströmseitige Außenwand, Ein Teil mindestens einer Außenwand, der anströmseitigen Außenwand bzw. der abströmseitigen Außenwand, umhüllt einen Teil des Schaltungspakets, wobei das Schaltungspaket durch das Gehäuse fixiert wird. Der Teil der Außenwand, der einen Teil des Schaltungspakets umhüllt besteht weiterhin aus einem dünnen Abschnitt, der einen Teil des Schaltungspakets umhüllt und der dünne Abschnitt hat eine Form, bei der die Stärke des Abschnitts, der das Schaltungspaket bedeckt, kleiner ist, als die Stärke des Teils der Außenwand, die einen Teil des Schaltungspakets umhüllt und der Teil der Außenwand, die einen Teil des Schaltungspakets umhüllt, und der dünne Abschnitt sind vollständig verbunden.
Der thermische Durchflussmesser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem ein Harz in mindestens den Befestigungsabschnitt durch einen zweiten Harzformprozess eingespritzt wird.
Der thermische Durchflussmesser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem ein Harz eingespritzt in mindestens die Umgebung des Befestigungsabschnitts durch einen zweiten Harzformprozess eingespritzt wird.
Der thermische Durchflussmesser gemäß Anspruch 6, in dem ein Harz in mindestens den dünnen Abschnitt des Befestigungsabschnitts durch einen zweiten Harzformprozess eingespritzt wird.
Der thermische Durchflussmesser gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem ein Harz in mindestens den Flanschabschnitt durch einen zweiten Harzformprozess eingespritzt wird.
Der thermische Durchflussmesser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, in dem mindestens eine Harzoberfläche des Schaltungspakets, das im zweiten Harzformprozess umhüllt wird, aufgeraut wird.
Der thermische Durchflussmesser wird gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, in dem das Schaltungspaket geformt wird, aus einem duroplastischen Harz und das Gehäuse aus einem thermoplastischem Harz geformt.
Der thermische Durchflussmesser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, in dem eine gegenüberliegende Seite des dicken Abschnitts des Befestigungsabschnitts des Schaltungspakets mit der inneren Oberfläche der Abdeckung verklebt ist.