DE19957437A1

DE19957437A1 - Strömungsratenmessvorrichtung

Info

Publication number: DE19957437A1
Application number: DE19957437A
Authority: DE
Inventors: Shingo Hamada; Fumiyoshi Yonezawa; Hiroyuki Uramachi; Tomoya Yamakawa; Takeharu Oshima; Satoru Kotoh
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-12-21
Filing date: 1999-11-30
Publication date: 2000-07-13
Anticipated expiration: 2019-12-01
Also published as: KR100328175B1; DE19957437C2; US6871534B1; JP2000241222A; KR20000047747A; JP3475853B2

Abstract

Es ist ein Pfosten (33) offenbart, der in einen Strömungsmitteldurchgang (20) zum Durchlassen einer Strömungsmittelströmung vorzusehen ist, so dass er sich über einen Teil der Strömungsmittelströmung erstreckt; in dem Pfosten (33) ist ein Messdurchgang (40) ausgebildet, dert sich durch diesen hindurch erstreckt: und es ist ein Strömungsratendetektor (31, 32) in dem Messdurchgang (40) vorgesehen. Der Messdurchgang (40) besitzt eine Strömungsmitteleintrittsöffnung (41), die in einer länglichen Gestalt ausgebildet ist, wobei der Messdurchgang (40) verengt ist, indem er wenigstens einen Abschnitt zwischen der Strömungsmitteleintrittsöffnung (41) und dem Strömungsratendetektor (31, 32) aufweist, der sich glatt oder sanft in einer stromabwärtigen Richtung der Strömung in einer longitudinalen Richtung der länglichen Gestalt hin verengt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strömungsratenmess vorrichtung, speziell eine Vorrichtung zum Messen einer Mengenströmungsrate einer Ansaugluft in einer Brennkraftma schine.

ERLÄUTERUNG DES HINTERGRUNDES

Bevor der Stand der Technik erläutert wird, wird ein typi sches Problem bei einem Ansaugsystem für Kraftfahrzeugma schinen erläutert. In Fig. 36 ist eine schematische Quer schnittsansicht der Konstruktion eines Ansaugsystems für eine typische Kraftfahrzeugmaschine gezeigt. In dieser Fi gur bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine die Ansaugluftströ mungsrate messende Vorrichtung zum Messen der Strömungsrate der Ansaugluft und das Bezugszeichen 31 bezeichnet einen Sensor in der Vorrichtung oder ein die Strömungsrate detek tierendes Element. Das Bezugszeichen 2 bezeichnet eine Luft reinigungsvorrichtung, das Bezugszeichen 3 bezeichnet ei nen Luftfilter, das Bezugszeichen 4 bezeichnet Pfeile, um die Strömungsrichtung der Ansaugluft aus der Atmosphäre an zuzeigen, das Bezugszeichen 5 bezeichnet Schmutz und Staub, die in der Luft als Verunreinigungen verteilt sind, das Be zugszeichen 6 bezeichnet eine Trompetenform (bellmouth) zum Erhöhen des Einfangwirkungsgrades, das Bezugszeichen 7 be zeichnet ein Drosselventil zum Steuern der Ansaugluftmenge in Zusammenarbeit mit einem Beschleunigungspedal (nicht ge zeigt), das Bezugszeichen 8 bezeichnet einen Druckaus gleichsbehälter, das Bezugszeichen 11 bezeichnet eine Ma schinenverbrennungskammer, das Bezugszeichen 20 bezeichnet ein Ansaugrohr zum Ansaugen der Ansaugluft, das Bezugszei chen 9a bezeichnet einen Ansaugkrümmer zum Einleiten der Ansaugluft in die Maschinenverbrennungskammer 11, das Be zugszeichen 9b bezeichnet einen Abgaskrümmer zum Austragen des Abgases nach der Verbrennung, das Bezugszeichen 10a be zeichnet ein Einlassventil, das Bezugszeichen 10b bezeich net ein Auslassventil und das Bezugszeichen 12 bezeichnet eine Verdrahtung, die für die Vorrichtung 1 zum Messen der Strömungsrate verwendet wird.

Bei dem Ansaugsystem wird die Ansaugluft durch die gesamte Oberfläche des Luftfilters 3 gefiltert, wie dies durch Luftströme in dem Luftreiniger 2 gezeigt ist, und zwar mit Hilfe von Pfeilen 13a, 13b, 13c, 14a, 14b und 14c. Da die Vorrichtung 1 zum Messen der Ansaugluftströmungsrate norma lerweise in der Nähe oder Nachbarschaft des Auslasses der Luftreinigungsvorrichtung vorgesehen ist, kann die Vorrich tung 1 zum Messen der Strömungsrate eindeutig durch eine Änderung in den Luftströmen in dem Luftreiniger 2 auf Grund des Verstopfens des Luftfilters 3 beeinflusst werden.

In Fig. 37 ist eine schematische Ansicht dargestellt, um zu zeigen, auf welche Weise die Luftströme erzeugt werden, wenn Schmutz und Staub 5 sich an dem Luftfilter 3 abgesetzt haben. Wenn der Schmutz und der Staub 5 in das Ansaugsystem aufgenommen werden, wie dies in Fig. 36 gezeigt ist, so werden der Schmutz und der Staub 5 in der Nähe des Einlas ses des Luftreinigers 2 in einer großen Menge niederge schlagen oder abgesetzt und verstopfen den Luftreiniger, wodurch in signifikanter Weise der Luftdurchgang geändert wird. Die Luftströme in dem Luftreiniger 2 sind für einen solchen Fall durch Pfeile 15a, 15b, 15c, 16a, 16b und 16c angezeigt. Der verstopfte Abschnitt des Luftfilters 3 auf der Einlassseite erlaubt nicht den Durchtritt der Luft und die Ansaugluft verläuft durch die nicht verstopften Ab schnitte des Luftfilters 3.

Wenn sich der Schmutz und Staub 50 an dem Luftfilter 3 in der oben erläuterten Weise abgesetzt haben, werden Wirbel erzeugt, wie dies durch die Pfeile 15a und 16a angezeigt ist, und die Abschnitte des Luftfilters 3, durch die die Ansaugluft hindurchströmt, ändern sich signifikant. In ei nem solchen Fall vermischen sich die irregulären Wirbel mit der Luftströmung in der Vorrichtung 1 zum Messen der Strö mungsrate, so dass ein Störungsausmaß erhöht wird, wobei sich die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung oder die nicht einheitliche Strömungsverteilung, die im Anfangszustand er zeugt wurde, ändert. Darüber hinaus nehmen Verwirbelungs strömungen zu, was dann zu komplizierteren Strömungsverläu fen aus den folgenden Gründen führt.

Der Strömungsratenwert, der von der Vorrichtung 1 zum Mes sern der Strömungsrate in dem Anfangszustand ausgegeben wird, und zwar weder bei Schmutz noch bei Staub 5, der sich an dem Luftfilter 3 absetzt, ist ein Wert, der detektiert wurde, indem er durch das Strömungsratendetektionselement 31 gemessen wurde und es wird der detektierte Wert als re präsentativer Wert der Strömungsrate in dem Ansaugrohr 20 behandelt, was dann als die Menge der Luft betrachtet wird, die momentan in die Maschine einströmt. Der Luftreiniger 2, der aktuell bei verschiedenen Arten von Fahrzeugen montiert wird, wird gewöhnlich in einer asymmetrischen dreidimensio nalen einzigartigen Gestalt ausgebildet gemäß einem Bei spiel, welches in einer Draufsicht und einer Seitenansicht in den Fig. 38(a) und (b) gezeigt ist. Da der Luftreiniger 2 einen Einlass 2a und einen Auslass 2b besitzt, die an asymmetrischen Positionen daran ausgebildet sind, ist die Luft, die in die Vorrichtung 1 zum Messen der Strömungsrate eintritt, nicht nur mit einer Abweichung in der Geschwin digkeitsverteilung behaftet, sondern enthält auch viele verwirbelte Strömungen, die eine zentrale Achse in der Strömungsrichtung haben. Wenn das Luftfilter verstopft wird, nimmt die Asymmetrie des Strömungsdurchganges zu, wo durch dann die Umlaufkomponente der Verwirbelungsströmungen erhöht wird.

Um zusammenzufassen, nimmt dann, wenn das Luftfilter 3 ver stopft wird, der Störungsgrad zu, es wird die Geräuschent wicklung in den Ausgangsventilen erhöht, es ändert sich die Verteilung in der nicht einheitlichen Strömungsverteilung und die Umlaufkomponente in den Verwirbelungsströmungen än dert sich, so dass die zentrifugale Kraft durch die Rotati on geändert wird, was zu einer Modifizierung der Strömungs geschwindigkeitsverteilung führt. Als ein Ergebnis ändert sich die Strömungsrate, die bei dem Strömungsratendetekti onselement 31 detektiert wird, wobei ein Problem erzeugt wird, dass nämlich ein Fehler in der Strömungsratendetekti on auftritt.

Da der Schmutz und Staub, die sich an dem Luftfilter 3 sam meln, allmählich zunehmen, und zwar gemäß der Dauer der Einsatzzeit der Maschine im Allgemeinen, ändert sich das Ansaugsystem im Laufe der Zeit. Wenn der Luftreiniger 2, der sich mit dem Laufe der Zeit geändert hat, verwendet wird, erzeugt die Vorrichtung 1 zum Messen der Strömungsra te einen Fehler bei der Detektion, was zu einem Ausfall ei ner optimalen Steuerung oder Regelung eines Luft-Brenn stoff-Verhältnisses führt. Als ein Ergebnis wird die Reini gungsfunktion in einem Abgasausstoßsteuersystem, wie bei spielsweise einem Dreiwegekatalysator, nachteilig beein flusst und es wird eine schwerwiegende Luftverschmutzung hervorgerufen. Der Dreiwegekatalysator ist ein solcher, der den besten Reinigungswirkungsgrad in Bezug auf Stickstoffo xide NO_x, Kohlenwasserstoff HC und Kohlenmonoxid CO in solch einem Zustand hervorbringen kann, so dass das Luft- Brennstoff-Verhältnis in einer optimalen Weise geregelt wird. Es wurde festgelegt, dass die Emissionsregulierung in der ganzen Welt ernster festgelegt wird, und zwar für das 21. Jahrhundert und eine Streitfrage einer Änderung in dem Ansaugsystem im Laufe der Zeit kann so vorausgesagt werden, dass diese Streitfrage schwerwiegender und schwerwiegender wird.

Zusätzlich erzeugt eine Änderung in dem Ansaugsystem im Laufe der Zeit Schwankungen oder Variationen in der Anord nung des Luftfilters 3 oder des Luftreinigers 2 zu einer Änderung in der Strömungsgeschwindigkeitsverteilung in der Luftströmung und erzeugen ein Problem dahingehend, dass ein Fehler bei der Detektion der Strömungsrate erzeugt wird. Es ist Aufgabe der Vorrichtung 1 zum Messen der Strömungsrate, die Strömungsrate korrekt zu detektieren, und zwar ungeach tet der Konstruktion eines Strömungsdurchganges oder der Konstruktion eines Ansaugsystems.

STAND DER TECHNIK 1

Als eine Technik, um diesen Nachteil zu lösen, wurde eine Vorrichtung zum Messen der Strömungsrate vorgeschlagen, und zwar gemäß einem ersten Stand der Technik, der in der JP-A- 8313138 offenbart ist, wie in Fig. 39 dargestellt ist. In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen 31 ein Strömungs ratendetektionselement, das Bezugszeichen 141 bezeichnet ein die Ansauglufttemperatur detektierendes Element, das Bezugszeichen 142 bezeichnet ein gleichrichtendes Gitter zum Gleichrichten der Luftströmung, das Bezugszeichen 20 bezeichnet ein Ansaugrohr als Hauptströmungsmittelkanal und das Bezugszeichen 140 bezeichnet einen Messdurchgang. Der Messdurchgang 140, der in einer zylindrischen Gestalt aus geführt ist und eine Größe hat, die kleiner ist als der Durchmesser des Ansaugrohres 20, ist in dem Hauptströmungs mittelkanal vorgesehen, so dass er sich in der Strömungs richtung erstreckt. Der Messdurchgang besitzt eine strom aufwärts gelegene Seite, die trompetenartig geformt ist. Das Strömungsratendetektionselement 31 ist in dem Mess durchgang 140 vorgesehen. Das gleichrichtende Gitter 142 ist auf einer stromaufwärts gelegenen Seite des Messdurch gangs vorgesehen, um die Luftströmung gleichzurichten. Das gleichrichtende Gitter 142 besitzt eine Dicke in der Strö mungsrichtung und ist in einer sog. Honigwabengestalt aus geführt.

Mit Hilfe dieser Anordnung erreicht die Ansaugluft Verwir belungskomponenten, die aus dieser entfernt werden, welche durch das gleichrichtende Gitter 142 hindurchströmt und es wird die Ansaugluft aus einem weiten Bereich gesammelt und zusammengeführt, wenn sie durch den Messdurchgang 104 hin durchströmt, und zwar mit der trompetenförmig gestalteten Eintrittsöffnung. Selbst wenn sich das Ansaugsystem, spezi ell das Luftfilter, im Verlaufe der Zeit ändert, um die Verwirbelungsströmungen zu ändern oder die nicht einheitli che Strömungsverteilung in der Luftströmung zu ändern, die in die Vorrichtung zum Messen der Strömungsrate eintritt, oder um den Verteilungsgrad zu erhöhen, kann ein Fehler in der Strömungsratendetektion minimal gehalten werden.

Da der Messdurchgang 140 sich in der Strömungsrichtung er strecken kann, um einen Teil der Strömung in das Ein leitrohr 20 direkt dort hinein einzuleiten, kann eine Ände rung in der Strömung sensitiv detektiert werden.

Jedoch ist das Vorsehen des trompetenförmig gestalteten zy lindrischen Durchgangs mit einem Nachteil dahingehend be haftet, dass die Ausbildung einer Verwirbelungsströmung nicht mit einkalkuliert wird, obwohl ein Abnahmeeffekt hin sichtlich einer nicht einheitlichen Strömungsverteilung oder eines Störungsgrades in einem gewissen Ausmaß Berück sichtigung findet. Gemäß dem Wirbelerhaltungsgesetz, wel ches in den Artikeln über Hydrodynamik beschrieben ist, nimmt die Umdrehung eines Wirbels zu, wenn der Umdrehungs radius kleiner wird. Mit anderen Worten, wenn eine Luft strömung in den Messdurchgang 140 eingeführt wird, um all mählich den Umdrehungsradius zu vermindern, wie dies in Fig. 40 gezeigt ist, nimmt die Umdrehung einer Wirbelströ mung zu. Wenn die Umdrehung zunimmt, erreicht ein Medium in dem Messdurchgang 140 eine Verteilung, die zur Außenseite hin abweicht, und zwar durch eine Zentrifugalkraft, so dass ein Nachteil dahingehend erzeugt wird, dass ein merklicher Fehler in der Strömungsdetektion an dem Strömungsratende tektionselement 31 erzeugt wird, welches in der Nähe oder Nachbarschaft des Zentrums des Messdurchgangs vorgesehen ist.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, wird gemäß dem ersten Stand der Technik das gleichrichtende Gitter 142 angepasst, welches in Fig. 39 gezeigt ist. Jedoch ist eine dichte oder enge Montage der Teile in einem Maschinenraum schwierig, um einen ausreichenden Raum für ein Rohr mit einem Gleichrich tungsabschnitt sicherzustellen und es wurde der Bedarf nach einer Vorrichtung zur Messung der Strömungsrate vom Ein satztyp, die einfach in einer Öffnung vorgesehen werden kann, welche in dem Ansaugrohr 20 ausgebildet ist, in den letzten Jahren allmählich größer. Da solch ein Einsatztyp einer Vorrichtung zum Messen der Strömungsrate keine gleichrichtende Funktion darin aufweist, ist ein Nachteil dahingehend erzeugt worden, dass ein gleichrichtendes Git ter 142 erforderlichermaßen in einem Einleitkanal vorgese hen werden muss, und zwar zusätzlich zu der Vorrichtung zum Messen der Strömungsrate.

STAND DER TECHNIK 2

In Fig. 41 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer Vorrichtung zum Messen der Strömungsrate bei dem zweiten Stand der Technik veranschaulicht, der in der JP-A-2232524 offenbart ist. In Fig. 42 ist eine Vorderansicht der Vor richtung gezeigt, und zwar gesehen von der stromaufwärtigen Seite derselben.

In diesen Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 171 (171a, 171c und 171d) einen Subkanal als eine Umgehung oder Umlei tung oder einen Messdurchgang, das Bezugszeichen 174 be zeichnet einen Ausnehmungsabschnitt, der an einem Einlass des Messdurchgangs 171 ausgebildet ist, das Bezugszeichen 162a bezeichnet in Detektionselement für die Ansauglufttem peratur, das Bezugszeichen 162b bezeichnet ein Strömungsra tendetektionselement, das Bezugszeichen 180 bezeichnet ei nen Pfeil, um die Strömungsrichtung der Ansaugluft anzuzei gen und das Bezugszeichen 170a bezeichnet eine elliptische Öffnungskante.

Der Messdurchgang 171 als eine Umgehung besitzt die ellip tische Kante 170a, die an dem gesamten Umfang einer stro maufwärtigen Einlassöffnung desselben ausgebildet ist und der Einlass des Messdurchgangs ist mit einem Ausnehmungsab schnitt 174 ausgestattet.

Die Veröffentlichung beschreibt, dass solch eine Anordnung eine Luftströmung stabilisieren kann, und zwar durch das Vorsehen des Ausnehmungsabschnitts. Jedoch hat die Anord nung einen Nachteil dahingehend erzeugt, dass das Vorhan densein eines gebogenen Abschnitts, wo die Strömung von dem Ausnehmungsabschnitt 174 in den Messdurchgang 171 eingelei tet wird, eine Trennung in der Strömung bewirkt, so dass irreguläre Wirbel erzeugt werden und dass die irregulären Wirbel sich stromabwärts in dem Messdurchgang 171 bewegen und mit dem Strömungsratendetektionselement 162b kollidie ren, wodurch die Geräuschentwicklung erhöht wird und ein Fehler in der Strömungsratendetektion erzeugt wird.

Zusätzlich besitzt der Messdurchgang 171 einen größeren Luftströmungswiderstand darin, und zwar auf Grund der Umge hungsgestalt. Wenn die Strömung in einem Ansaugrohr plötz lich beschleunigt wird oder wenn das Gaspedal an einem Fahrzeug niedergedrückt wird, benötigt es eine gewisse Zeit, die Luft in dem Messdurchgang 171 auf Grund des Vor handenseins eines größeren Luftströmungswiderstandes zu er fassen. Als ein Ergebnis wurde ein anderer Nachteil dahin gehend hervorgerufen, dass nämlich das Strömungsratendetek tionselement 162b in dem Messdurchgang 171 nicht empfind lich eine Änderung in der Strömung detektieren kann.

In Fig. 43 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer an deren Vorrichtung zur Messung der Strömungsrate gezeigt, die in dieser Veröffentlichung offenbart ist, wobei sich ein Messdurchgang in der Strömungsrichtung ohne eine Umge hung erstreckt. In dieser Figur bezeichnet das Bezugszei chen 102 den Messdurchgang als Subkanal, das Bezugszeichen 104 bezeichnet einen Ausnehmungsabschnitt und das Bezugs zeichen 105 bezeichnet ein Prüfventil.

Die Vorrichtung zum Messen der Strömungsrate, welche den Messdurchgang 102 umfasst, der sich in der Strömungsrich tung erstreckt, hat ebenfalls ein ähnliches Problem dahin gehend hervorgerufen, dass nämlich das Vorhandensein eines gebogenen Abschnitts, wo die Strömung aus dem Ausnehmungs abschnitt 104 in den Messdurchgang 102 eingeleitet wird, eine Trennung in der Strömung verursacht, so dass irregulä re Wirbel erzeugt werden und dass die irregulären Wirbel sich stromabwärts in dem Messdurchgang 102 bewegen und mit dem Strömungsratendetektionselement 162b kollidieren, so dass die Geräuschentwicklung vergrößert wird und ein Fehler in der Strömungsratendetektlon erzeugt wird.

Zusätzlich besitzt der Messdurchgang 102 einen großen Luft strömungswiderstand darin, und zwar auf Grund der Vorsehung des Prüfventils 105. Wenn die Strömung in einem Ansaugrohr plötzlich beschleunigt wird oder wenn das Gaspedal bei ei nem Fahrzeug niedergedrückt wird, wird einige Zeit benö tigt, um die Luft in dem Messdurchgang 102 zu erfassen, und zwar auf Grund des Vorhandenseins solch eines großen Luft strömungswiderstandes. Als ein Ergebnis wurde ein ähnlicher Nachteil dahingehend hervorgerufen, dass das Strömungsra tendetektionselement 162b in dem Messdurchgang 102 nicht empfindlich eine Änderung in der Strömung detektieren kann.

STAND DER TECHNIK 3

In Fig. 44 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer Vorrichtung zur Messung der Strömungsrate bei dem dritten Stand der Technik veranschaulicht, der in der JP-A-10142020 offenbart worden ist. In Fig. 45 ist eine Querschnittsan sicht entlang der Linie A-A von Fig. 44 dargestellt. In diesen Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 130 einen Mess kanal oder einen Messdurchgang, das Bezugszeichen 120 be zeichnet Pfeile, um die Strömungsrichtung anzuzeigen, das Bezugszeichen 129 bezeichnet ein Montageteil, das Bezugs zeichen 121 bezeichnet zwei Messelemente oder zwei Strö mungsratendetektionselemente, das Bezugszeichen 131 be zeichnet einen Biegungskanal oder einen Umgehungsmessdurch gang, das Bezugszeichen 142 bezeichnet eine abgerundete zwischenschicht, das Bezugszeichen 139 bezeichnet eine Sei tenfläche des Messkanals, das Bezugszeichen 103 bezeichnet einen Dichtring und das Bezugszeichen 108 bezeichnet ein Ansaugrohr.

Das Montageteil 129, an dem das Strömungsratendetektion selement 121 und das Strömungsratendetektionselement 121 montiert sind, ist in dem Messdurchgang 130 vorgesehen. Der Messdurchgang 130 besitzt einen Einlass, der in einer sanf ten oder weich gekrümmten Gestalt ausgebildet ist. Der Messdurchgang ist derart ausgebildet, dass er sich allmäh lich in der Dickenrichtung des Montageteiles 129 verengt.

Es wird angenommen, dass die Strömung zu dem Messdurchgang 130 zusammengeführt wird, und zwar durch die gekrümmte Flä che in der Nachbarschaft des Einlasses und in den Mess durchgang bei solch einer Anordnung eingeleitet wird. Je doch ergab sich ein Nachteil dahingehend, dass dann, wenn die Wirbelströmung in den Messdurchgang 130 von der Strom aufwärtsseite eingeführt wurde, eine Trennung, verursacht durch die Kollision der Strömung mit dem Frontende des Mon tageteiles 129, zu der Entstehung von irregulären Wirbeln geführt hat und die Wirbel mit dem Strömungsratendetektion selement 121 kollidiert sind, so dass ein Fehler in der Strömungsratendetektion erzeugt worden ist.

Der Einlass des Messdurchgangs 130 sammelt lediglich ein Paar der Abschnitte des Mediums, welches in das Ansaugrohr 108 eindringt. Der Messdurchgang kann nicht die Strömung so einleiten, um sie zu den Detektoren hin, das heißt den Strömungsratendetektionselementen 121, zu sammeln, wie dies aus der Querschnittsansicht von Fig. 44 zu ersehen ist. Der Messdurchgang ist derart ausgebildet, dass er die Strömung in der Dickenrichtung des Montageteiles 129 sammelt, wie dies in Fig. 45 gezeigt ist. Als ein Ergebnis wurde ein Nachteil dahingehend hervorgerufen, dass ein Fehler in der Strömungsrichtung in Bezug auf eine Änderung in der Strö mungsgeschwindigkeitsverteilung in der vertikalen Richtung in Fig. 44 erzeugt wurde.

Darüber hinaus besitzt der Messdurchgang 130 einen großen Luftströmungswiderstand darin, und zwar auf Grund der Um lenkgestalt oder Umgehungsgestalt. Wenn die Strömung in dem Ansaugrohr plötzlich beschleunigt wird oder wenn das Be schleunigungspedal eines Fahrzeugs niedergedrückt wird, wird eine gewisse Zeit benötigt, um die Luft in dem Mess durchgang 130 zu erfassen oder auszustoßen, und zwar auf Grund des Vorhandenseins solch eines großen Luftströmungs widerstandes. Als ein Ergebnis wurde ein anderer Nachteil dahingehend hervorgerufen, dass die Strömungsratendetekti onselemente 121 in dem Messdurchgang 130 nicht empfindlich eine Änderung in der Strömung detektieren können.

Da die herkömmlichen Strömungsratenmessvorrichtungen in der erläuterten Weise konstruiert sind, führten die herkömmli chen Vorrichtungen zu den folgenden Nachteilen:

Das Vorhandensein eines gekrümmten Abschnitts in einem An saugsystem oder Variationen in der Anordnung eines Luftfil ters oder eines Luftreinigers ändert die Geschwindigkeits verteilung einer Strömung, so dass ein Fehler in der Strö mungsratendetektion eingeführt wird.

Wenn eine Änderung in einem Ansaugsystem mit dem Verstrei chen der Zeit durch Verstopfen eines Luftfilters verursacht wird, wird eine nicht einheitliche Strömungsverteilung er zeugt oder es ändert sich eine Wirbelströmung in dem An saugrohr oder wenn der Verteilungsgrad zunimmt, wird ein Fehler bei der Strömungsdetektion erzeugt.

Eine Änderung in einer Strömung kann nicht in einer emp findlichen Weise detektiert werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die Nachteile des Standes der Technik, der mit den typischen Problemen eines an früherer Stelle erläuterten Ansaugsystems behaftet ist, zu beseitigen.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vor richtung zum Messen der Strömungsrate zu schaffen, welche die Fähigkeit hat, kaum einem Auftreten eines Fehlers in der Strömungsratendetektion unterworfen zu werden, und zwar selbst dann nicht, wenn ein gebogener Abschnitt in einem Ansaugsystem vorhanden ist oder Variationen in der Anord nung eines Luftfilters oder eines Luftreinigers die Ge schwindigkeitsverteilung in einer Strömung ändern oder eine Änderung in einem Ansaugsystem im Laufe der Zeit auf Grund der Verstopfung eines Luftfilters auftritt, um eine nicht einheitliche Strömungsverteilung oder eine Wirbelströmung zu ändern oder einen Verteilungsgrad zu erhöhen.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Messen der Strömungsrate zu schaffen, welche die Fähigkeit hat, die Geräuschentwicklung zu mini mieren halten und die auf eine Änderung in einer Strömungs geschwindigkeit anspricht, obwohl die Vorrichtung eine Strömung aufweist, die direkt in einen Strömungsratendetek tor derselben eingeleitet wird.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Messung einer Strömungsrate geschaf fen, die einen Pfosten umfasst, der in einem Strömungsmit telkanal vorzusehen ist, um eine Strömungsmittelströmung durchzulassen, so dass dieser sich über einen Abschnitt der Strömungsmittelströmung erstreckt, einen Messdurchgang um fasst, der in dem Pfosten (post) ausgebildet ist und einen Strömungsratendetektor, der in dem Messdurchgang vorgesehen ist, wobei der Messdurchgang eine Strömungsmitteleinleit öffnung besitzt, die in einer länglichen Gestalt ausgebil det ist und einer Strömungsrichtung der Strömung gegenüber liegt, der Messdurchgang sich verengt, so dass wenigstens ein Abschnitt desselben zwischen der Strömungsmittelein leitöffnung und dem Strömungsratendetektor liegt und sich im Wesentlichen sanft zu einer stromabwärtigen Seite der Strömung hin in einer longitudinalen Richtung der längli chen Gestalt verengt und wobei der Messdurchgang wenigstens einen Abschnitt besitzt, der in einem einzelnen Loch ausge bildet ist.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Messung der Strömungsrate geschaffen, die einen Pfosten (post) aufweist, der in einem Strömungs mittelkanal vorzusehen ist, um eine Strömungsmittelsströ mung durchzulassen, so dass er sich über einen Teil der Strömungsmittelströmung erstreckt, wobei ein Messdurchgang in dem Pfosten ausgebildet ist und ein Strömungsratendetek tor in dem Messdurchgang vorgesehen ist, der Messdurchgang eine Strömungsmitteleinleitöffnung aufweist, die in einer länglichen Gestalt ausgebildet ist und einer Strömungsrich tung der Strömung gegenüberliegt bzw. mit dieser konfron tiert ist, wobei der Messdurchgang sich verengt, so dass wenigstens ein Abschnitt desselben zwischen einer Stelle stromaufwärts von dem Strömungsratendetektor und dem Strö mungsratendetektor sich im Wesentlichen sanft oder weich verengt, und zwar in einer stromabwärtigen Richtung der Strömung in einer longitudinalen Richtung der länglichen Gestalt und wobei der Strömungsratendetektor ein im Wesent lichen plattenförmig gestaltetes Montageteil aufweist, wel ches sich im Wesentlichen entlang der Strömungsrichtung und im Wesentlichen parallel zu einer longitudinalen Richtung der Strömungsmitteleinleitöffnung erstreckt und wobei ein Strömungsratendetektionselement auf einer Hauptfläche des Montageteiles getragen ist.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Messen einer Strömungsrate geschaffen, die einen Pfosten (post) aufweist, der in einem Strömungs mittelkanal vorzusehen ist, um eine Strömungsmittelströmung durchzulassen, so dass sich dieser über einen Teil der Strömungsmittelströmung erstreckt, wobei ein Messdurchgang in dem Pfosten ausgebildet ist und ein Strömungsratendetek tor in dem Messdurchgang vorgesehen ist, der Messdurchgang eine Strömungsmitteleinleitöffnung besitzt, die in einer länglichen Gestalt ausgebildet ist und einer Strömungsrich tung der Strömung gegenüberliegt oder mit dieser konfron tiert ist, wobei sich der Messdurchgang verengt, so dass wenigstens ein Abschnitt desselben zwischen der Strömungs mitteleinleitöffnung und dem Strömungsratendetektor im We sentlichen sanft oder weich verengt wird, und zwar in einer stromabwärtigen Richtung der Strömung und in einer longitu dinalen Richtung der länglichen Gestalt und wobei der Mess durchgang wenigstens einen Abschnitt aufweist, der in einem einzelnen Loch ausgebildet ist und der Strömungsratendetek tor ein im Wesentlichen plattenförmig gestaltetes Montage teil umfasst, welches sich im Wesentlichen entlang der Strömungsrichtung erstreckt und im Wesentlichen parallel zur longitudinalen Richtung der Strömungsmitteleinleitöff nung verläuft und wobei ein Strömungsratendetektionselement auf einer Hauptfläche des Montageteiles getragen ist.

Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung er streckt sich der Messdurchgang im Wesentlichen linear in einer Richtung von einer stromaufwärtigen Seite des Strö mungsmittelkanals zu einer stromabwärtigen Seite des Strö mungsmittelkanals in irgendeinem der ersten bis dritten Aspekte.

Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung hat eine Strömungsmitteleinleitöffnung eine longitudinale Länge in der longitudinalen Richtung und eine quer verlaufende Länge in einer quer verlaufenden Richtung und die longitu dinale Länge beträgt im Wesentlichen wenigstens das Zweifa che der quer verlaufenden Länge in irgendeinem der ersten bis vierten Aspekte.

Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung be sitzt der Messdurchgang eine innere Wandfläche, die sich in der stromabwärtigen Richtung verengt, so dass wenigstens ein Abschnitt eines Querschnitts zwischen einer imaginären Ebene senkrecht zu der Strömungsmitteleinleitöffnung und parallel zu der longitudinalen Richtung der Strömungsmitte leinleitöffnung und der inneren Wandfläche einer im Wesent lichen sanft gekrümmten Linie entspricht, und zwar in ir gendeinem der ersten bis fünften Aspekte.

Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die sanft gekrümmte Linie eine im Wesentlichen kontinuier lich gekrümmte Linie, die einen Biegungspunkt in dem sech sten Aspekt enthält.

Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die gekrümmte Linie eine Linie einer kubischen Funktion oder eine Linie, die im Wesentlichen einer Linie gemäß ei ner kubischen Funktion angenähert ist, und zwar in dem siebten Aspekt.

Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Biegungspunkt an einer Position gelegen, die von der Strömungsmitteleinleitöffnung abliegt, und zwar in der stromabwärtigen Richtung und um eine Strecke von im Wesent lichen 0,3 L, worin die longitudinale Länge der Strömungs mitteleinleitöffnung als L definiert ist, und zwar in dem siebten oder achten Aspekt.

Gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ver engt sich der Messdurchgang bis hin zu wenigstens einem Ab schnitt, wo ein stromaufwärtiges Ende des Strömungsratende tektors gelegen ist, und zwar in irgendeiner der ersten bis sechsten Aspekte.

Gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung ver engt sich der Messdurchgang bis hin zu einer Position, wo ein Strömungsratendetektionselement des Strömungsratende tektors gelegen ist, und zwar bei irgendeinem der ersten bis sechsten Aspekte.

Gemäß einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Strömungsmitteleinleitöffnung in einer gekrümmten Ge stalt in irgendeinem der ersten bis sechsten Aspekte ausge bildet.

Gemäß einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung besitzt der Messdurchgang wenigstens einen Abschnitt von einer Stelle aus stromaufwärts von dem Strömungsratendetek tor bis zum Strömungsratendetektor, der sich im Wesentli chen sanft verengt, und zwar in Stromabwärtsrichtung in ei ner quer verlaufenden Richtung von der Strömungsmittelein führungsöffnung in irgendeinem der ersten bis sechsten Aspekte.

Gemäß einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung besitzt der Messdurchgang ein stromabwärtiges Wandende, welches mit einer Nut bei irgendeinem der ersten bis sech sten Aspekte ausgebildet ist.

Gemäß einem fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung besitzt der Messdurchgang eine äußere Wandfläche, die an einer Position nahe bei und stromaufwärts von der Nut bei dem vierzehnten Aspekt konvex ausgebildet ist.

Gemäß einem sechzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung besitzt der Messdurchgang wenigstens einen Abschnitt einer äußeren Wandfläche, die als gekrümmte oder sich verjüngende Fläche ausgebildet ist und sich nach außen erweitert, und zwar bei irgendeinem der ersten bis sechsten Aspekte.

Gemäß einem siebzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind Vorsprünge nahe der Strömungsmitteleinführungsöffnung vorgesehen, so dass sie sich zu einer stromaufwärtigen Richtung hin bei irgendeinem der ersten bis sechsten Aspek te erstrecken.

Gemäß einem achtzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Strömungsmitteleinführungsöffnung in einer im We sentlichen rechteckförmigen Gestalt ausgebildet und die Vorsprünge sind an wenigstens einem Paar der Seiten der Längsseiten und der Kurzseiten der Strömungsmitteleinfüh rungsöffnung vorgesehen, wobei die Vorsprünge plattenförmig gestaltete Teile sind, die zueinander parallel verlaufen, und zwar bei dem siebzehnten Aspekt.

Gemäß einem neunzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung besitzen die Vorsprünge einen gekrümmten oder sich verjün genden Abschnitt, der eine Wanddicke besitzt, die zu einer stromaufwärtigen Seite des Strömungsmittelkanals dünner ge macht ist, und zwar bei dem siebzehnten oder achtzehnten Aspekt.

Gemäß einem zwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Pfosten (post) in den Strömungsmittelkanal einge führt, und zwar durch eine Öffnung, die in einer Seitenwand des Strömungsmittelkanals ausgebildet ist, gemäß einem der ersten bis sechsten Aspekte.

Gemäß einem einundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Er findung besitzt das Montageteil einen Bereich mit einer Wanddicke, die sich von einem stromaufwärtigen Ende des Montageteiles in Stromabwärtsrichtung erweitert oder dicker wird und es ist das Strömungsratendetektionselement an dem Bereich vorgesehen in einem der zweiten bis sechsten Aspek te.

Gemäß einem zweiundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Er findung besitzt das Montageteil ein stromabwärtiges Ende, welches mit einer Nut ausgebildet ist, und zwar bei einem der zweiten bis sechsten Aspekte.

Gemäß dem ersten Aspekt wird ein umlaufender Wirbel in eine Vielzahl von Wirbel an der länglichen Eintrittsöffnung auf geteilt und die aufgeteilten Wirbel werden zusammengezogen, wobei ihre Rotation stärker wird, wenn sie durch den ein zelnen Messdurchgang hindurch verlaufen. Während die Rota tion stärker wird, wird die Rotationsenergie von benachbar ten Wirbeln durch Reibung aneinander geschwächt. Zusätzlich kann die Größe oder Maßstab der Wirbel kleiner gemacht wer den. Somit wird die Drehenergie der umlaufenden Wirbel ge schwächt oder gemindert und es wird eine nicht einheitliche Strömungsverteilung durch die Kontraktion korrigiert, um den Störungsgrad zu reduzieren. Ferner kann das Auftreten von Trennungszonen reduziert werden, um eine Strömungsra tenmessung mit guter Genauigkeit durchzuführen und um die Geräuschentwicklung in der Strömungsratenmessvorrichtung zu minimieren.

Gemäß dem zweiten Aspekt wird ein umlaufender Wirbel in ei ne Vielzahl von Wirbeln an der länglichen Eingangsöffnung aufgeteilt und die aufgeteilten Wirbel werden zusammengezo gen und erreichen eine verstärkte Drehung während ihres Durchgangs durch den einzelnen Messdurchgang. Wenn die Ro tation verstärkt wird, wird die Rotationsenergie von be nachbarten Wirbeln durch Reibung aneinander abgeschwächt. Zusätzlich kann der Maßstab oder Größe der Wirbel kleiner gemacht werden. Somit wird die Drehenergie der umlaufenden Wirbel verringert und es wird eine nicht einheitliche Strö mungsverteilung durch die Kontraktion korrigiert, um da durch den Störungsgrad zu reduzieren. Bei den umlaufenden Wirbeln, die durch das Montageteil aufgeteilt werden, wird die Rotationsenergie weiter reduziert. Wenn die umlaufenden Wirbel mit einer Spitze des Montageteiles kollidieren, kann eine Trennung vermieden werden. Somit kann die Strömungsra tenmessvorrichtung eine Strömungsratenmessung mit guter Ge nauigkeit und bei minimaler Geräuschentwicklung durchfüh ren.

Gemäß dem dritten Aspekt wird ein umlaufender Wirbel in ei ne Vielzahl von Wirbel an der länglichen Eingangsöffnung aufgeteilt und es werden die aufgeteilten Wirbel kontra hiert und deren Rotation wird verstärkt, während sie durch den einzelnen Messdurchgang hindurchlaufen. Während die Ro tation verstärkt wird, wird die Drehenergie von benachbar ten Wirbeln durch die Reibung untereinander abgesenkt. Zu sätzlich kann die Größe oder Maßstab der Wirbel kleiner ge macht werden. Somit wird die Drehenergie der umlaufenden Wirbel abgesenkt und es wird eine nicht einheitliche Strö mungsverteilung durch die Kontraktion korrigiert, um da durch einen Störungsgrad zu reduzieren. Die umlaufenden Wirbel, die durch das Montageteil aufgeteilt werden, besit zen eine Rotationsenergie, die weiter abgesenkt oder ge schwächt ist. Das Auftreten der Trennungszonen kann zwi schen der Eingangsöffnung und dem Strömungsratendetektor reduziert werden. Somit kann die Strömungsratenmessvorrich tung eine Strömungsratenmessung mit guter Genauigkeit und bei minimaler Geräuschentwicklung durchführen.

Gemäß dem vierten Aspekt kann eine Änderung in einer Strö mung sehr empfindlich detektiert werden.

Gemäß dem fünften Aspekt kann die Wirkung, dass der umlau fende Wirbel in eine Vielzahl von Wirbel aufgeteilt wird, und zwar an der Eingangsöffnung, und die aufteilten Wirbel herumwirbelnde Komponenten besitzen, die während der strom abwärts verlaufenden Bewegung geschwächt werden, noch wei ter verstärkt werden.

Gemäß dem sechsten Aspekt kann die Strömung, die durch den Messdurchgang hindurch verläuft, sanft kontrahiert werden, um eine Strömungsratenmessung mit besserer Genauigkeit durchzuführen.

Gemäß dem siebten Aspekt kann die Strömung, die durch den Messdurchgang hindurch verläuft, sanfter kontrahiert wer den, um die Strömungsratenmessung mit besserer Genauigkeit durchzuführen.

Gemäß dem achten Aspekt kann die Strömung, die durch den Messdurchgang hindurch verläuft, noch sanfter kontrahiert werden oder zusammengeführt werden, um eine Strömungsraten messung mit besserer Genauigkeit durchzuführen.

Gemäß dem neunten Aspekt kann die Strömung, die durch den Messdurchgang hindurch verläuft, noch sehr viel stärker sanft kontrahiert oder zusammengeführt werden, um die Strö mungsratenmessung mit noch besserer Genauigkeit durchzufüh ren.

Gemäß dem zehnten Aspekt wird eine Trennung oder Auftren nung verhindert, wenn die Strömung, die durch den Mess durchgang hindurch verläuft, mit dem Strömungsratendetektor kollidiert. Zusätzlich kann die Strömung, die an einer Flä che des Strömungsratendetektionselements entlang verläuft, stabilisiert werden, um eine Strömungsratenmessung mit bes serer Genauigkeit durchzuführen.

Gemäß dem elften Aspekt kann die Strömung, die an einer Oberfläche des Strömungsratendetektionselements entlang verläuft, noch weiter stabilisiert werden, um die Strö mungsratenmessung mit noch besserer Genauigkeit durchzufüh ren.

Gemäß dem zwölften Aspekt kann die Strömung sanft oder weich von der Eingangsöffnung aus in den Messdurchgang ein geleitet werden, um die Strömungsratenmessung mit besserer Genauigkeit durchzuführen.

Gemäß dem dreizehnten Aspekt kann der Messdurchgang verhin dern, dass der quer verlaufende Querschnitt an dem stromab wärtigen Abschnitt desselben in einer Gestalt ausgebildet wird, mit gleichen Längen in der longitudinalen und der Querrichtung. Als ein Ergebnis können die umlaufenden Wir bel in einfacher Weise gedämpft werden und ein hohes Kon traktionsverhältnis kann eine nicht einheitliche Strömungs verteilung wirksamer und effektiver korrigieren und kann ferner den Störungsgrad reduzieren, wobei eine Strömungsra tenmessung mit besserer Genauigkeit und noch weiter redu zierter oder minimierter Geräuschentwicklung oder Störsi gnalentwicklung ausgeführt werden kann.

Gemäß dem vierzehnten Aspekt können ein Strom, der durch den Messdurchgang hindurch verlaufen ist, und Ströme, die außerhalb des Messdurchgangs verlaufen sind, sanft oder weich zusammengeführt werden, und zwar an der Austrittsöff nung des Messdurchgangs, um die erzeugten Wirbel in kleine Teile aufzuspalten, um eine Strömungsmittelvibration zu verhindern, wobei die Strömung in dem Messdurchgang stabi lisiert werden. Es kann somit die Strömungsratenmessung mit einer besseren Genauigkeit und weiter minimierter Geräu schentwicklung durchgeführt werden.

Gemäß dem fünfzehnten Aspekt werden Wirbel erzeugt und wer den in kleine Teile umgewandelt, wenn ein Strom durch den Messdurchgang sich an die Ströme außerhalb des Messdurch gangs anschließt, wobei dann dieser erstgenannte Strom aus dem Messdurchgang herausgesogen wird, und zwar über die Nut, um die Wirbel daran zu hindern, in Hindernis für den weiteren Fortgang der Strömungen zu bilden. Somit kann das Strömungsmittel in den Messdurchgang in einer größeren Men ge eingeleitet werden, um die Strömungsratenmessung mit besserer Genauigkeit durchzuführen.

Gemäß dem sechzehnten Aspekt können Ströme, die entlang der Außenwandfläche verlaufen, sanft verlaufend gemacht werden, um eine Trennung zu vermeiden, wodurch ein Druckverlust ab gesenkt wird.

Gemäß dem siebzehnten Aspekt gelangt ein Wirbelstrom, der zu der Einlassöffnung hin verläuft, an der Einlassöffnung an, nachdem er sich in eine Vielzahl von Wirbel durch die Vorsprünge aufgeteilt hat und es werden dann die aufgeteil ten Wirbel in den Messdurchgang eingeführt, nachdem deren Rotation abgeschwächt worden ist. Somit kann die Strömungs ratenmessung mit besserer Genauigkeit ausgeführt werden.

Gemäß dem achtzehnten Aspekt kann mit Sicherheit der umlau fende Wirbel aufgeteilt werden, um eine Strömungsratenmes sung mit besserer Genauigkeit durchzuführen.

Gemäß dem neunzehnten Aspekt kann das Strömungsmittel in stabiler Weise mit einer größeren Menge eingeleitet werden, um einen Strömungsratenmessung mit besserer Genauigkeit durchzuführen.

Gemäß dem zwanzigsten Aspekt kann die Montage der Strö mungsratenmessvorrichtung in eine Ansaugsystem vom Einsatz typ vereinfacht werden, um Raum zu sparen, der für einen Maschinenraum erforderlich ist und um eine Automobilzusam menbaustreck hoch effektiv zu gestalten.

Gemäß dem einundzwanzigsten Aspekt bilden die Ströme, die entlang der Außenflächen des Montageteiles von einer Spitze des Montageteiles aus verlaufen, daran gehindert werden, dass in diesen eine Auftrennung erzeugt wird. Es können da her die Ströme, die entlang der Oberflächen des Strömungs ratendetektionselements verlaufen, weiter stabilisiert wer den, um eine Strömungsratenmessung mit noch besserer Genau igkeit durchzuführen.

Gemäß dem zweiundzwanzigsten Aspekt verläuft ein Strom, der entlang einer Oberfläche des Montageteiles mit dem Detekti onselement verlaufen ist, und ein Strom, der entlang der gegenüberliegenden Fläche des Montageteiles ohne das Detek tionselement verlaufen ist, allmählich zusammen. Die Wirbel können in kleinere Stücke aufgeteilt werden, um die Strö mungsmittelvibration in den Strömungen einzudämmen, und zwar entlang den Oberflächen des Montageteiles. Somit kann das Detektionselement die Strömungsrate stabil messen, um dadurch eine Strömungsratenmessung mit guter Genauigkeit durchzuführen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Eine vollständigere Würdigung der Erfindung und viele der sich ergebenden Vorteile derselben können anhand der fol genden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verstanden werden, in denen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Strömungsra tenmessvorrichtung gemäß einer ersten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 2 eine Draufsicht eines Beispiels des Strömungsra tendetektionselements gemäß der ersten Ausfüh rungsform ist;

Fig. 3(a) und (b) eine Draufsicht bzw. eine Querschnittsan sicht entlang der Linie I-I in der Fig. 3(a) ei nes anderen Beispiels des Strömungsratendetekti onselements der ersten Ausführungsform sind;

Fig. 4 ein Schaltungsdiagramm ist, welches auf das Strö mungsratendetektionselement der Fig. 3 anwendbar ist;

Fig. 5 einen Graphen zeigt, um eine Beziehung zwischen den detektierten Strömungsraten und den Tempera turmesswiderständen in den Strömungsratendetekti onselement von Fig. 3 aufzuzeigen;

Fig. 6(a) und (b) eine Frontansicht bzw. vertikale Quer schnittsansicht sind, um die Konstruktion und die Betriebsweise der Strömungsratenmessvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zu zeigen;

Fig. 7(a) und (b) perspektivische Ansichten sind, um ein Beispiel des Innenwandoberflächenprofils des Messdurchgangs gemäß der ersten Ausführungsform zu erläutern;

Fig. 8(a) und (b) perspektivische Ansichten sind, um ein anderes Beispiel eines Innenwandoberflächenpro fils des Messdurchgangs gemäß der ersten Ausfüh rungsform zu erläutern;

Fig. 9(a) und (b) ein Diagramm zur Darstellung des Profils einer sich verengenden Düse, die in einem typi schen Windkanaltest verwendet wird, und eine Kur ve zeigen, um eine Beziehung zwischen den Veren gungsverhältnissen und den Störungsgraddämpfver hältnissen bei der ersten Ausführungsform zu zei gen;

Fig. 10 ein schematisches Diagramm ist, um die Bewegung der umlaufenden Ströme an einer Ebene senkrecht zu der zentralen Achse eines Ansaugrohres an ei ner Eingangsöffnung des Messdurchgangs gemäß der ersten Ausführungsform zu erläutern;

Fig. 11 ein schematisches Diagramm ist, um die Bewegung der Wirbelströmung an einer Ebene senkrecht zu der Zentralachse des Ansaugrohres an einem Ab schnitt stromabwärts vom Auslass eines Luftreini gers und stromaufwärts von der Strömungsraten messvorrichtung bei der ersten Ausführungsform zu veranschaulichen;

Fig. 12(a) und (b) eine schematische perspektivische An sicht, bei der die longitudinale Länge eines Mon tageteiles in der gleichen Richtung ausgerichtet ist wie diejenige der Strömungsmittelein trittsöffnung des Messdurchgangs in Einklang mit der ersten Ausführungsform, und eine schematische perspektivische Ansicht sind, bei der die longi tudinale Länge des Montageteiles in einer Rich tung gerichtet ist senkrecht zu derjenigen der Strömungsmitteleintrittsöffnung zum Zwecke des Vergleiches, um die Strömungsmittelströme in der Nachbarschaft des Montageteiles gemäß der ersten Ausführungsform zu erklären;

Fig. 13(a) und (b) eine schematische Ansicht, bei der das Montageteil in einer zweidimensionalen Gestalt entlang der Strömungsmittelströme gelegen ist, und eine schematische Ansicht zeigen, bei der das Montageteil so gelegen ist, dass es in einem Win kel θ zu den Strömungsmittelströmen geneigt ist, um die Strömungsmittelströme in der Nachbarschaft des Montageteiles gemäß der ersten Ausführungs form zu erklären;

Fig. 14 eine schematische Ansicht ist, um zu zeigen, auf welche Weise die Strömungsmittelströme erzeugt werden, wenn Wirbelströmungen mit dem Montageteil gemäß der ersten Ausführungsform kollidieren;

Fig. 15(a) und (b) eine schematische Ansicht, bei der eine nicht einheitliche Strömungsverteilung, die von Stromaufwärts kommt, nicht übermäßig abgelenkt wird, und eine schematische Ansicht zeigen, bei der ein Luftfilter verstopft ist, um in signifi kanter Weise die nicht einheitliche Strömungsver teilung zu ändern, um einen Unterschied in den Geschwindigkeitsverteilungen bei der gleichen Strömungsrate aufzuzeigen, wenn die Strömungsra tenmessvorrichtung gemäß der ersten Ausführungs form in einem Ansaugrohr gelegen ist;

Fig. 16 ein Graph ist, der Änderungen in den Strömungsge schwindigkeiten in Bezug zu den jeweiligen zeit punkten bei der ersten Ausführungsform zeigt;

Fig. 17(a)-(i) perspektivische Ansichten sind von unter schiedlichen Gestalten des Montageteiles gemäß der ersten Ausführungsform;

Fig. 18 eine schematische perspektivische Ansicht ist, um zu zeigen, auf welche Weise Strömungsmittelströme erzeugt werden, wenn das Montageteil gemäß der ersten Ausführungsform keinen Schwanz mit einer darin ausgebildeten Nut aufweist;

Fig. 19 eine schematische perspektivische Ansicht ist, um zu zeigen, auf welche Weise die Strömungsmittel ströme erzeugt werden, wenn das Montageteil gemäß der ersten Ausführungsform einen Schwanz besitzt, der mit Nuten ausgestattet ist;

Fig. 20 eine Frontansicht der Strömungsratenmessvorrich tung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung ist;

Fig. 21 eine schematische Ansicht ist, um zu zeigen, auf welche Weise die Wirbel durch verwirbelnde Strö mungen in dem Messdurchgang gemäß der ersten Aus führungsform erzeugt werden;

Fig. 22 eine schematische Ansicht ist, um zu zeigen, auf welche Weise die Wirbel durch die verwirbelnden Strömungen in dem Messdurchgang gemäß der zweiten Ausführungsform erzeugt werden;

Fig. 23 eine perspektivische Ansicht der Strömungsraten messvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 24 eine schematische Ansicht ist, um zu zeigen, auf welche Weise die Strömungsmittelströme erzeugt werden, wenn Nuten in Einklang mit der dritten Ausführungsform erzeugt sind;

Fig. 25 eine schematische Ansicht ist, um zu zeigen, auf welche Weise die Strömungsmittelströme erzeugt werden, wenn keine Nuten, verschieden von der dritten Ausführungsform, vorgesehen sind;

Fig. 26 eine perspektivische Ansicht der Strömungsraten messvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 27 eine schematische Ansicht ist, die zeigt, auf welche Weise die Strömungsmittelströme erzeugt werden, wenn ein Pfosten, der in einer Ebene ge schnitten wurde, welche die Vorsprünge enthält und die sich in der Strömungsrichtung erstreckt, in den Strömungsmittelströmen gelesen ist, und zwar bei der vierten Ausführungsform;

Fig. 28 eine vertikale Querschnittsansicht der wesentli chen Abschnitte der Strömungsratenmessvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorlie genden Erfindung ist, wobei der Pfosten, der in einer Breitenrichtung desselben an einer Ebene geschnitten ist, die sich zu der Strömungsrich tung erstreckt, in den Strömungsmittelströmen ge legen ist;

Fig. 29 eine schematische Ansicht ist, um zu zeigen, auf welche Weise die Strömungsmittelströme erzeugt werden, wenn die Außenwände des Pfostens eine konstante Wanddicke in der Breiten- oder Weiten richtung desselben bei der fünften Ausführungs form haben;

Fig. 30(a) und (b) vertikale Querschnittsansichten sind, um modifizierte Beispiele des äußeren Wandprofils des Pfostens gemäß der fünften Ausführungsform zu veranschaulichen;

Fig. 31 eine perspektivische Ansicht der Strömungsraten messvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 32(a) und (b) Querschnittsansichten von unterschiedli chen Gestalten der Vorsprünge gemäß der sechsten Ausführungsform sind;

Fig. 33 eine perspektivische Ansicht ist, die ein modifi ziertes Beispiel der Vorsprünge gemäß der sech sten Ausführungsform wiedergibt;

Fig. 34(a)-(f) Draufsichten sind, die unterschiedliche Gestalten der Strömungsmitteleintrittsöffnung ge mäße einer siebten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung zeigen;

Fig. 35(a) und (b) eine Frontansicht bzw. eine vertikale Querschnittsansicht zeigen, um eine Konstruktion der Strömungsratenmessvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiederzugeben;

Fig. 36 eine schematische Querschnittsansicht ist, um die Konstruktion eines typischen Ansaugsystems für Kraftfahrzeugmaschinen zu zeigen;

Fig. 37 eine schematische Ansicht ist, um zu zeigen, auf welche Weise Luft strömt, wenn Schmutz und Staub sich an einem Luftfilter niedergeschlagen haben;

Fig. 38(a) und (b) eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht sind, um ein Beispiel eines Luftreinigers zu zei gen;

Fig. 39 eine Querschnittsansicht ist, um die Konstruktion der Strömungsratenmessvorrichtung bei dem ersten Stand der Technik zu zeigen;

Fig. 40 eine schematische Ansicht ist, um die Bewegung einer verwirbelnden Strömung bei dem ersten Stand der Technik zu erläutern;

Fig. 41 eine vertikale Querschnittsansicht einer Strö mungsratenmessvorrichtung gemäß einem zweiten Stand der Technik ist;

Fig. 42 eine Draufsicht der Vorrichtung von Fig. 41, ge sehen von einer stromaufwärtigen Seite derselben, ist;

Fig. 43 eine vertikale Querschnittsansicht einer anderen Strömungsratenmessvorrichtung gemäß dem zweiten Stand der Technik ist;

Fig. 44 eine vertikale Querschnittsansicht der Strömungs ratenmessvorrichtung gemäß dem dritten Stand der Technik zeigt; und

Fig. 45 eine Querschnittsansicht ist entlang der Linie A-A von Fig. 44.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN AUSFÜHRUNGSFORM 1

In Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Strömungs ratenmessvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 die Strömungsratenmessvorrichtung, das Bezugszeichen 20 bezeichnet ein Ansaugrohr, das Bezugszei chen 22 bezeichnet einen Pfeil, um die Vorwärtsrichtung der Ansaugluft anzuzeigen, das Bezugszeichen 23 bezeichnet ei nen Sitz zur Befestigung der Strömungsratenmessvorrichtung 1 an dem Ansaugrohr 20 durch Einschieben, die Bezugszeichen 24 und 26 bezeichnen Gewindelöcher, um die Strömungsraten messvorrichtung 1 fest an dem Sitz 23 zu befestigen, das Bezugszeichen 28 bezeichnet Bolzen oder Schrauben, das Be zugszeichen 25 bezeichnet einen Anschluss zum Anschließen von Signalleitungen, das Bezugszeichen 27 bezeichnet eine Abdeckung zum Abdecken einer elektronischen Schaltungspla tine (nicht gezeigt), die darin angeordnet ist, das Bezugs zeichen 30 bezeichnet eine Öffnung, die in dem Sitz 23 aus gebildet ist und in einer Seitenwand des Ansaugrohres 20, um die Strömungsratenmessvorrichtung 1 in das Ansaugrohr 20 einzuführen, das Bezugszeichen 31 bezeichnet ein Strömungs ratendetektionselement und das Bezugszeichen 32 bezeichnet ein im Wesentlichen plattenförmig gestaltetes Montageteil, welches entlang der Strömungsrichtung eines Strömungsmit tels vorgesehen ist. Das Montageteil 32 besitzt das Strö mungsratendetektionselement 31, welches auf einer der Hauptflächen gehalten ist, um einen Strömungsratendetektor vorzusehen. Das Bezugszeichen 33 bezeichnet einen Pfosten und das Bezugszeichen 40 bezeichnet einen Messdurchgang, der dadurch vorgesehen ist, indem der Pfosten 33 in einer bestimmten Gestalt durchbrochen ist. Die Strömungsraten messvorrichtung 1 ist von einem sog. Einschubtyp, die in die Öffnung in dem Sitz 23 und in die Seitenwand des An saugrohres 20 eingeführt werden kann. Solch eine Anordnung erlaubt es der Strömungsratenmessvorrichtung, in einfacher Weise an dem Ansaugrohr 20 montiert zu werden, da es aus reichend ist, das Loch 30 in dem Ansaugrohr 20 zur Montage der Strömungsratenmessvorrichtung vorzusehen und da es auch nicht erforderlich ist, das Ansaugrohr zu schneiden und die Strömungsratenmessvorrichtung zwischen die Schneidenden des Ansaugrohres wie beim Stand der Technik, der in Fig. 39 als Beispiel gezeigt ist, anzuschließen. Die Strömungsraten messvorrichtung ist an dem Sitz und dem Ansaugrohr mon tiert, es sind Schrauben 28 in Gewindelöcher 24 und 26 ein geschraubt und es ist ein Spalt zwischen der Öffnung und der Strömungsratenmessvorrichtung vorgesehen und durch ein Abdichtteil (nicht gezeigt), wie beispielsweise ein O-Ring, abgedichtet, um ein Lecken der Ansaugluft zu verhindern.

Es wird nun die Konstruktion und die Betriebsweise eines Beispiels des Strömungsratendetektionselements 31 erläu tert. In Fig. 2 ist in einer Draufsicht das Strömungsraten detektionselement gezeigt, welches bei der ersten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann. Diesen Strömungsratendetektionselement wird für eine Brennkraftmaschine verwendet, die in der JP-A-1185416 of fenbart ist. Das Strömungsratendetektionselement umfasst ein Substrat, welches in dem Ansaugrohr vorgesehen ist, derart, dass es sich parallel zur Strömung der Ansaugluft orientiert, es sind Heizwiderstände, die aus einem wär meempfindlichen Widerstandsfilm hergestellt sind, auf dem Substrat an den stromaufwärtigen und stromabwärtigen Enden desselben in der Strömungsrichtung der Ansaugluft vorgese hen und es ist ein Komparator vorgesehen, um elektrisch ei ne Differenz zwischen der Wärmezerstreuungsmenge von jedem der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Widerstände zu be stimmen, um die Strömungsrichtung der Ansaugluft zu detek tieren.

In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 200 einen Pfeil, um die normale Luftströmung oder die Vorwärtsrichtung der An saugluft anzuzeigen, das Bezugszeichen 201 bezeichnet das Substrat, welches eine geringe Dicke besitzt und aus einer Kunststofffolie hergestellt ist, das Bezugszeichen 202 be zeichnet ein Hitzeisolierloch, welches dazu dient, eine thermische Interferenz zwischen den Heizwiderständen 203, 204 und den Heizwiderständen 205, 206 für eine Temperatur kompensation zu vermeiden, das Bezugszeichen 203 bezeichnet den Heizwiderstand, der auf der stromaufwärtigen Seite der Ansaugluft vorgesehen ist, das Bezugszeichen 204 bezeichnet den Heizwiderstand, der auf der stromabwärtigen Seite der Ansaugluft vorgesehen ist, das Bezugszeichen 205 bezeichnet den Heizwiderstand für die Temperaturkompensation, der auf der stromaufwärtigen Seite der Ansaugluft vorgesehen ist, und das Bezugszeichen 206 bezeichnet den Heizwiderstand für die Temperaturkompensation, der auf der stromabwärtigen Seite der Ansaugluft vorgesehen ist. Die Heizwiderstände für die Temperaturkompensation 205, 206 detektieren eine Temperatur der Ansaugluft, um die Heiztemperaturen der Heizwiderstände 203, 204 zu steuern.

Durch solch eine Anordnung erzeugt das Strömen der Luft ei ne Differenz in der Wärmeverteilung oder Wärmeabgabe zwi schen dem stromaufwärtigen Heizwiderstand 203 und dem stromabwärtigen Heizwiderstand 204 und es können die Strö mungsrichtung und die Strömungsgeschwindigkeit der Luft ba sierend auf der Differenz detektiert werden.

Als Nächstes wird die Konstruktion und die Wirkungsweise eines anderen Beispiels des Strömungsratendetektionsele ments 31 erläutert. In den Fig. 3(a) und (b) sind eine Draufsicht des Strömungsratendetektionselements als das zweite Beispiel, welches bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anwendbar ist, und eine Quer schnittsansicht gezeigt gemäß der Linie I-I von Fig. 3(a). In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen 301 ein ebenes Substrat, welches aus Silizium hergestellt ist und eine Wanddicke von etwa 0,4 mm als Beispiel besitzt und welches einen isolierenden Abstützfilm 302 aus Siliziumnitrid oder ähnlichem aufweist, der darauf ausgebildet ist, so dass sich eine Dicke von z. B. 0,5 µm ergibt, was durch Kathoden zerstäuben, ein Dampfauftragverfahren, CVD (chemisches Dampfniederschlagsverfahren) oder eine andere Technik er reichen lässt. Der Abstützfilm besitzt einen Widerstand 304 und Temperaturdetektionswiderstände 306, 307, die aus hit zeempfindlichen Widerstandsfilmen aus Platin oder einer ähnlichen Substanz hergestellt sind, so dass sie eine Dicke von z. B. 0,1 µm haben, was durch Dampfniederschlag, Katho denzerstäubung oder eine andere Technik erreicht werden kann. Die Verbindungsmuster 308a-308c und 308f-308h in Form von elektrischen Strompfaden für den Heizwiderstand 304 und die Temperaturdetektionswiderstände 306, 307 werden durch einen Fotogravurprozess, einem Nassätzprozess, einem Trockenätzprozess oder einem anderen Prozess ausgebildet.

Der Abstützfilm besitzt auch einen Strömungsmitteltempera turdetektor 305, der aus einem hitzempfindlichen Wider standsfilm aus Platin hergestellt ist, welches darauf nie dergeschlagen ist, so dass dieser eine Dicke von 0,1 µm be sitzt, was durch Aufdampfverfahren, Kathodenzerstäubungs verfahren oder einen ähnlichen Prozess erreicht werden kann. Die Leitungsmuster 308d, 308e für den Strömungsmit teltemperaturdetektor 305 werden durch einen Fotogravurpro zess, einen Feuchtätzprozess, einen Trockenätzprozess oder einen ähnlichen Prozess ausgebildet. Der Heizwiderstand 304 und die Temperaturdetektionswiderstände 306, 307 besitzen einen isolierenden Schutzfilm 303, der aus Nitridsilizium oder einer ähnlichen Substanz besteht, die darauf niederge schlagen wurde, so dass sie eine Dicke von z. B. 0,5 µm hat, was durch Kathodenzerstäuben, CVD oder einen ähnlichen Pro zess erreicht werden kann.

Der Heizwiderstand 304 ist mit den Elektroden 309c, 309f über die Anschlussmuster 308c, 308f in einer Reihenverbin dung mit dem Heizwiderstand angeschlossen, um eine elektri sche Verbindung mit externen Vorrichtungen vorzusehen. Der Strömungsmitteltemperaturdetektor 305 ist mit den Elektro den 309d, 309e über die Leitermuster 308d, 308e verbunden, um eine elektrische Verbindung mit externen Vorrichtungen vorzusehen.

Der Temperaturdetektionswiderstand 306 ist mit den Elektro den 309a, 309b über die Verbindungsmuster 308a, 308b ver bunden. Der Temperaturdetektionswiderstand 307 ist mit den Elektroden 309g, 309h über Verbindungsmuster 308g, 308h verbunden.

Die Elektroden 309a-309h besitzen einen Schutzfilm 303, der zum Zwecke des elektrischen Anschlusses mit externen Vorrichtungen durch eine Drahtbondtechnik oder eine ähnli che Technik entfernt wird.

Das ebene Substrat 301 besitzt einen Schutzfilm 311, der auf einer rückwärtigen Fläche niedergeschlagen ist, gegen über der Fläche, auf der der Abstützfilm 302 niedergeschla gen ist. Der Schutzfilm auf der rückwärtigen Fläche ist mit einem eingeätzten Loch 312 ausgestattet, welches darin durch eine Fotogravurprozess oder einen ähnlichen Prozess ausgebildet wurde. Ein Abschnitt des ebenen Substrats 301 wird durch einen Alkali-Ätzvorgang oder einen ähnlichen Prozess entfernt, um einen Hohlraum 314 auszubilden, um ei ne Strömungsratendetektionsmembran 313 als Strömungsraten detektor vorzusehen.

Ein Pfeil A zeigt die positive Richtung der Strömung eines Strömungsmittels, welches gemessen werden soll, an und die Strömungsratenmembran 313 ist so vorgesehen, dass sie der Strömung des Strömungsmittels, welches gemessen werden soll, ausgesetzt ist.

Die Membran 313 misst 1,000 µm × 2,000 µm und besitzt eine Dicke von 1 µm an einem Abschnitt ohne die Widerstände 304, 306 und 307.

Der Heizwiderstand 304 wird durch eine Schaltung gesteuert, um eine konstante Temperaturdifferenz zu erzeugen, die in Fig. 4 gezeigt ist, so dass dieser einen solchen Wider standswert erreicht, um eine bestimmte mittlere Temperatur zu erzeugen. Die Detektionsschaltung besteht aus einer überbrückten Schaltung, enthaltend den Strömungsmitteltem peraturdetektor 305 und den Heizwiderstand 304. In dieser Figur bezeichnen die Bezugsgrößen R1, R2, R3, R4 und R5 fe ste Widerstände, die Bezugsgrößen OP1 und OP2 bezeichnen Operationsverstärker, die Bezugsgrößen TR1 und TR2 bezeich nen Transistoren und die Bezugsangaben BATT bezeichnen eine Stromversorgungsquelle.

Die Detektionsschaltung steuert einen Heizstrom IH in dem Heizwiderstand 304 durch Zufuhr, um dadurch die Potenziale an den Punkten "a" und "b" in dieser Figur abzugleichen. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Strömungsmittels, welches gemessen werden soll, schneller wird, wird die Wär meübertragungsmenge von dem Heizwiderstand 304 auf das Strömungsmittel größer, um den Heizstrom IH zu erhöhen, um die mittlere Temperatur des Heizwiderstandes 4 auf dem kon stanten Wert aufrechtzuerhalten.

Andererseits dienen die Temperaturdetektionswiderstände 306, 307 dazu, um Ausgangsgrößen zu erhalten, die den Tem peraturen der jeweiligen Widerstände entsprechen, und zwar vermittels einer Schaltung (nicht gezeigt) und die Diffe renz zwischen den Ausgangsgrößen wird gebildet, um eine Ausgangsgröße aus dem Strömungsratensensor zu erzeugen. Mit anderen Worten, wenn sich das Strömungsmittel in der Rich tung bewegt, die durch A angezeigt ist, wird die Temperatur des Temperaturdetektionswiderstandes 306 abgesenkt, während die Temperatur des Temperaturdetektionswiderstandes 307 nicht niedriger wird als die Temperatur des Detektionswi derstandes 306.

In Fig. 5 ist eine Beziehung zwischen den Temperaturen der Temperaturdetektionswiderstände 306, 307 und den Strömungs raten gezeigt. Die Strömungsraten und die Richtungen der Strömung können durch die Verwendung der Differenzen zwi schen den Ausgangsgrößen entsprechend den Temperaturen der Temperaturdetektionswiderstände 306 und 307 als Ausgangs größen aus dem Strömungsratensensor detektiert werden.

Um die Temperaturen der Temperaturdetektionswiderstände 306, 307 zu detektieren, gibt es ein Verfahren, um eine be stimmte konstante Spannung oder einen bestimmten konstanten Strom an jeden der Temperaturdetektionswiderstände 306 und 307 anzulegen.

Obwohl eine Erläuterung dieser Ausführungsform in Bezug auf das Strömungsratendetektionselement 31 gegeben wurde, wel ches die Strömungsrate in beiden Richtungen einer Vor wärtsrichtung und einer Rückwärtsrichtung detektieren kann, ist die vorliegende Erfindung nicht auf solch einen Typ ei ner Vorrichtung beschränkt und das Strömungsratendetektion selement kann eine einfache Struktur haben, um die Detekti onsfunktion lediglich in der Vorwärtsrichtung durchzufüh ren.

Das Strömungsratendetektionselement braucht nicht von einem hitzempfindlichen Typ zu sein und kann von einem abweichen den oder unterschiedlichen Detektionstyp sein.

In den Fig. 6(a) und (b) sind eine Draufsicht bzw. eine vertikale Querschnittsansicht gezeigt, um die Konstruktion und die Betriebsweise der Strömungsratenmessvorrichtung ge mäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen. In diesen Figuren bezeichnet das Be zugszeichen 29 das Abdichtteil, wie beispielsweise einen O- Ring, um den Spalt zwischen dem Loch 30 in dem Ansaugrohr 20 und der Strömungsratenmessvorrichtung 1 abzudichten, die Bezugszeichen 34, 35 und 36 bezeichnen Pfeile, um die Strö mungen des Strömungsmittels anzuzeigen, die Bezugsgröße L bezeichnet eine longitudinale Länge einer Strömungsmitte leingangsöffnung 41 des Pfostens 33 und das Bezugszeichen M bezeichnet eine transversale Länge des Pfostens.

Das Bezugszeichen 33 bezeichnet den Pfosten, der in dem An saugrohr 20 vorgesehen ist, so dass er in einen Teil der Strömung hineinragt. Der Pfosten 33 besitzt einen Mess durchgang 40, der darin ausgebildet ist, der sich linear von der Eingangsöffnung 41 als ein Strömungsmitteleinlass zu einem Strömungsmittelauslass bzw. -öffnung 412 als ein Strömungsmittelauslass in einer Richtung erstreckt von ei ner stromaufwärtigen Seite zu einer stromabwärtigen Seite des Ansaugrohres 20 als Strömungsmittelkanal hin erstreckt. Die Strömungsmitteleinlassöffnung 41 des Messdurchgangs 40 ist in einer länglichen Gestalt ausgebildet oder in einer rechteckförmigen Gestalt bei dieser Ausführungsform. Die Strömungsmitteleinlassöffnung 41 trifft mit dem Strömungs mittel in dem Ansaugrohr 20 als Strömungsmittelkanal in der Strömungsrichtung zusammen. Die Strömungsmitteleinlassöff nung besitzt die longitudinale Länge oder Längsseiten, die entlang einer diametralen Richtung des Ansaugrohres 20 in einer zylindrischen Gestalt verlaufen. Das Zentrum eines Querschnitts des Messdurchgangs 40 senkrecht zur Strömungs richtung der Strömung ist im Wesentlichen konform mit dem Zentrum eines Querschnitts des Ansaugrohres 20 senkrecht zur Strömungsrichtung der Strömung. Obwohl der Querschnitt des Messdurchgangs 40 in der Richtung senkrecht zu der Strömung so gezeigt ist, dass er eine rechteckförmige Ge stalt hat, können die Ecken des rechteckförmigen Abschnitts abgerundet oder angefast sein und es kann der Querschnitt des Messdurchgangs in einer elliptischen oder ovalen Form ausgebildet sein.

Bei dieser Ausführungsform besitzt der Messdurchgang 40 Längsseiten in einem Abschnitt, der von der Eingangsöffnung 41 zur Ausgangsöffnung 42 enger wird oder sich verengt, so dass er sich im Wesentlichen in Stromabwärtsrichtung sanft verengt oder enger wird. Das Bezugszeichen 45 bezeichnet einen verengten Abschnitt des Messdurchgangs und das Be zugszeichen 50 bezeichnet einen Biegungspunkt in dem ver engten oder reduzierten Abschnitt.

Die Fig. 7(a) und (b) zeigen eine perspektivische Ansicht, um eine Beziehung zwischen einer imaginären Ebene 83 senk recht zu der Strömungsmitteleingangsöffnung und parallel zu der longitudinalen Richtung der Strömungsmitteleingangsöff nung zu zeigen bzw. eine perspektivische Ansicht, um einen Querschnitt der Strömungsratenmessvorrichtung zu zeigen, die durch die imaginäre Ebene 83 geschnitten wird, um die Gestalt der inneren Wandfläche des Messdurchgangs zu be schreiben. In diesen Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 84 eine Schnittstelle zwischen der imaginären Ebene 83 und der inneren Wandfläche des Messdurchgangs 40.

Die Schnittstelle weist wenigstens einen Abschnitt auf, der in einer sanft gekrümmten Linie verläuft, im Wesentlichen durchgehend ist und den Umkehrpunkt enthält. Die gekrümmte Linie besteht aus einer Linie, die im Wesentlichen einer Linie gemäß einer kubischen Funktion angenähert ist.

Obwohl diese Ausführungsform ein Profil der Schnittstelle 84 zwischen der inneren Wandfläche und der Ebene 83 auf weist, deckt diese Ausführungsform auch eine andere Schnittstelle 84 zwischen der inneren Wandfläche und einer anderen imaginären Ebene 83 ab, wie in Fig. 8 gezeigt ist.

Der Umlenk- oder Umkehrpunkt 50 ist an einer Position gele gen, die von der Fluideingangsöffnung 41 abgelegen ist, und zwar zu der stromabwärtigen Richtung hin um eine Strecke von im Wesentlichen 0,3 L, wobei die longitudinale Länge der Fluideinführöffnung 41 als L definiert ist.

Obwohl die Erläuterung in Bezug auf einen Fall vorgenommen wurde, bei dem die Schnittstelle oder Schnittstellenbereich aus einer Linie besteht, die im Wesentlichen einer kubi schen Funktion angenähert ist, können die Vorteile, die durch diesen Modus geboten werden, selbst dann nicht ent fernt werden, wenn der Schnittbereich oder die Schnittstel le eine Linie aufweist, die einer kubischen Funktion ange passt ist und die durch eine Kombination aus einer Vielzahl von Bögen gebildet ist.

Die Fluideinleitöffnung 41 kann in einer Kurvengestalt aus gebildet sein, um dadurch abgerundete Ecken vorzusehen, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist.

Das im Wesentlichen plattenförmig gestaltete Montageteil 32 ist so gelegen, dass die Hauptflächen von den inneren Wand flächen des Messdurchgangs getrennt sind und sich entlang der Strömungsrichtung des Fluids erstrecken. Das Montage teil 32 besitzt das Detektionselement 31, welches auf einer Hauptfläche gehalten ist. Bei dieser Ausführungsform ist das gesamte Montageteil 32 an dem verengten Abschnitt in dem Messdurchgang 40 gelegen.

Das Detektionselement 31 umfasst einen Detektor (z. B. die Membran 313, die in Fig. 3 gezeigt ist), der an dem Mittel punkt in einem Längenabschnitt des Messdurchgangs 40 gele gen ist, wobei der Detektor darin parallel zur longitudina len Richtung der Fluideinleitöffnung 41 angeordnet ist.

Das Montageteil 32 kann in den Messdurchgang 40 durch die Öffnung in dem Messdurchgang 40 von z. B. einem oberen Ab schnitt des Pfostens 33 eingeführt werden, so dass es an einer bestimmten Position fixiert wird.

Es soll nun die Betriebsweise erläutert werden, die durch die Verengung des Messdurchgangs 40 geboten wird. In Fig. 9(a) ist eine schematische Ansicht dargestellt, um das Pro fil und die Betriebsweise einer verengten Düse zu erläuter ten, die in einem typischen Windtunneltest verwendet wird. Das gezeigte Profil besteht aus einer kubischen Kurve, die einen Wendepunkt oder Biegungspunkt enthält. In dieser Fi gur bezeichnet das Bezugszeichen 70 eine Düsenabmessung an der Einleitungsöffnungsseite (Abstand = E), das Bezugszei chen 72 bezeichnet eine Düsenabmessung auf der Aus trittsöffnungsseite (Abstand = F), das Bezugszeichen 74 be zeichnet einen axialen Abstand des Durchgangs in der Düse (Abstand = G), das Bezugszeichen 76 bezeichnet den Wende punkt und das Bezugszeichen 78 bezeichnet einen Abstand von der Düseneingangsöffnung zu dem Wendepunkt in der Strö mungsrichtung (Abstand = H).

Wenn die Schnittstelle der zentralen Achse der Düse und der Ebene, die senkrecht zu der zentralen Achse an der Düsen eingangsöffnung verläuft, als Ursprung definiert wird, so wird die x-Achse derart festgelegt, dass sie von der Düsen eintrittsöffnung zu der Düsenaustrittsöffnung hin verläuft und der Abstand der kubischen Kurve von der x-Achse ist dann als R festgelegt und es kann die kubische Kurve durch die folgende Formel beispielsweise wiedergegeben werden:
Für den Fall von 0 ≦ x ≦ H

Für den Fall von H ≦ x ≦ G

Wenn der Querschnittsflächenbereich in einem Durchgang en ger wird, kann das Störungsausmaß an der Austrittsöffnung des Durchgangs gedämpft werden. Wenn das Verhältnis (S/R) des Bereichs oder der Fläche einer Düseneingangsöffnung (= S) zu dem Bereich oder der Fläche einer Düsenaus trittsöffnung (= R) als ein Verengungsverhältnis (= C) defi niert wird und das Verhältnis (= Q/P) eines Störungsgrades an der Düsenaustrittsöffnung (= Q) zu einem Störungsgrad an der Düseneintrittsöffnung (= P) als Störungsgraddämpfungs verhältnis definiert wird, kann die Beziehung zwischen dem Verengungsverhältnis und dem Störungsgraddämpfungsverhält nis durch die folgende Formel wiedergegeben werden:

In Fig. 9(b) ist eine Kurve gezeigt, welche die Beziehung zwischen dem Verengungsverhältnis und dem Störungsgraddämp fungsverhältnis wiedergibt, die in Einklang mit der Formel (3) erhalten wird.

Bei dieser Ausführungsform ist das Verengungsverhältnis so eingestellt, dass es bei 4 liegt. Das Störungsgraddämp fungsverhältnis J bei diesem Verengungsverhältnis liegt bei etwa 0,4 gemäß der Formel (3). Ein Experiment, bei dem eine Strömung mit einem Störungsgrad von 20% tatsächlich von der stromabwärtigen Seite aus erzeugt wurde, hat gezeigt, dass der Störungsgrad an der Düsenaustrittsöffnung bei etwa 8% lag, was bedeutet, dass der Störungsgrad, der auf der stromabwärtigen Seite aufgetreten ist, auf 40% des ur sprünglichen Wertes reduziert worden ist.

Es wurde bestätigt, dass dann, wenn die Position des Wende punktes 76 (H) die Gleichung von H = 0,3E befriedigt, die Störung auf die effektivste Weise bei dieser Ausführungs form reduziert wurde.

Als Nächstes wird die Grundbetriebsweise der Strömungsra tenmessvorrichtung 1 erläutert. Gemäß Fig. 6(b) wird ein Teil der Luft, die sich stromabwärts von dem Luftreiniger 2 zu der Strömungsratenmessvorrichtung 1 bewegt, in den Mess durchgang 40 eingeleitet, und zwar als Strömungen 34 und strömt entlang der Oberfläche des Strömungsratendetektion selements 31. Ein anderer Teil der Luft strömt über die Au ßenseite des Messdurchgangs 40 in Form von Strömungen 35, und zwar nach dem Eintritt in den Messdurchgang 40. Der restliche Teil der Luft verläuft außerhalb des Messdurch gangs 40 in Form von einer Strömung 36, ohne in den Mess durchgang einzutreten.

Der Grund, warum die Strömungen 35 erzeugt werden, besteht darin, dass der Strömungswiderstand in dem Messdurchgang in einer verengten Form größer ist als der Strömungswiderstand in einem Abschnitt außerhalb des Messdurchgangs 40, ohne einem darin enthaltenen Hindernis.

Die Strömungen 35 vereinigen sich in die Strömung 36 und bewegen sich stromabwärts außerhalb des Messdurchgangs 40. Die Strömungen 34 strömen entlang der Oberfläche des Strö mungsratendetektionselements 31, vereinigen sich in den Strom 36 an der Austrittsöffnung 42 des Messdurchgangs 40 und bewegen sich stromabwärts in eine Maschinenverbren nungskammer.

Zuerst wird der Strömungsratendetektionsfehler im Wesentli chen erklärt, der die verwirbelten Strömungen betrifft. Zweitens wird der Strömungsratendetektionsfehler in Bezug auf eine nicht einheitliche Strömungsverteilung oder einen Störungsgrad erläutert. Um lediglich die Bewegung der ver wirbelten Strömungen zu betrachten, wird der Strömungsra tendetektionsfehler beschrieben, indem eine Strömungsge schwindigkeit in dem Eintrittsrohr 20 zerlegt wird in eine Geschwindigkeit parallel zu der zentralen Achse des Einlei tungsrohres 20 und in eine Geschwindigkeit an einer imagi nären Ebene senkrecht zu der zentralen Achse des Einlei tungsrohres 20, wobei lediglich die letztere Geschwindig keit herausgeführt wird.

In Fig. 10 ist eine schematische Ansicht dargestellt, um die Bewegung der verwirbelten Strömungen an der imaginären Ebene senkrecht zu der zentralen Achse des Einleitungsroh res 20 an der Einleitungsöffnung 41 des Messdurchgangs zu erläutern. In Fig. 11 ist eine schematische Ansicht ge zeigt, um die Bewegung einer Wirbelströmung an einer imagi nären Ebene senkrecht zu der zentralen Achse des Einlei tungsrohres 20 und an einer Position stromabwärts vom Aus lass des Luftreinigers und stromaufwärts von der Strömungs ratenmessvorrichtung zu erläutern.

Obwohl die Verwirbelungsströmungen im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn gemäß der Gestalt des Luftreinigers 2, gesehen von der stromaufwärtigen Seite aus, erzeugt werden, folgt die Erläuterung in Bezug auf einen Fall, bei dem die Verwirbelungsströmungen im Uhrzeigersinn erzeugt werden, und zwar gesehen von der stromaufwärtigen Seite aus.

In Fig. 11 bezeichnet das Bezugszeichen 80 einen Wirbel, der durch die Verwirbelungsströmung wiedergegeben ist, die an dem Luftreiniger erzeugt wird und die sich zu der Strö mungsratenmessvorrichtung hin bewegt. Der Wirbel 80 wird durch den Pfosten 33 aufgeteilt, und zwar in eine Vielzahl von Wirbeln 80a, 80b, wie dies in Fig. 10 gezeigt ist. Be vor die Wirbel 80b erzeugt werden, wird ein länglicher Wir bel 44 hervorgerufen, wie dies durch eine strichlierte Li nie angezeigt ist, und zwar an der rechteckförmigen Einfüh rungsöffnung 41, die in dem Pfosten 33 in der longitudina len Richtung ausgebildet ist. Der längliche Wirbel 44 wird ferner in eine Vielzahl kleinerer Wirbel 80b aufgeteilt, da die Drehung in einer im Wesentlichen kreisförmigen Form er folgt und bei Wirbeln stabiler ist. Die Wirbel 80b, die in vier Teile aufgeteilt wurden, wie dies in Fig. 10 gezeigt ist, besitzen zusammen eine geschwächte Drehung, da die Wirbel entgegengesetzte Geschwindigkeiten an den angrenzen den Abschnitten haben. Danach können die Strömungen eine geschwächte Verwirbelungskomponente besitzen, und zwar durch die allmähliche Verengung durch den Messdurchgang 40, der durch sanft gekrümmte Flächen gebildet ist.

Es wird nun die Bewegung der verwirbelten Wirbel während der Kontraktion oder Verengung erläutert. Wie bereits an früherer Stelle in Bezug auf den ersten Stand der Technik erläutert wurde, führt das Vorsehen einer Trompetenform zu einer Verstärkung der Rotation der Wirbel während der Ver engung oder Kontraktion, so dass die Strömungsverteilung in einer Umfangsrichtung abgelenkt wird und ein Fehler in der Strömungsratenmessung eingeführt wird. Obwohl der Mess durchgang 40 gemäß dieser Ausführungsform ähnlich dem zy linderförmigen trompetenförmigen Durchgang ist, und zwar insofern als die Drehung der aufgeteilten verwirbelten Wir bel 80b während der Verengung oder Kontraktion verstärkt wird, unterscheidet sich der Messdurchgang gemäß dieser Ausführungsform in signifikanter Weise von dem Durchgang gemäß dem ersten Stand der Technik dahingehend, dass die Vielzahl der Wirbel benachbart sind, wobei die Drehung der Wirbel verstärkt wird. Wenn die Drehung verstärkt wird, wird die Reibung zwischen benachbarten Wirbeln 80b erhöht, so dass die Rotationsenergie der benachbarten Wirbel ge schwächt wird. Zusätzlich können die verwirbelten Wirbel 80b durch die Verengung kleiner gemacht werden. Der wirbel mäßige Maßstab, der erhalten wird, wenn die Größe der Wir bel und die viskose Kraft des Strömungsmittels im Wesentli chen ausgeglichen sind, wird als Kolmogorov-Längenmaßstab bezeichnet, der in der Hydrodynamik eine gut bekannte Größe ist. Spezifisch ist bekannt, dass dann, wenn der wirbelmä ßige Maßstab kleiner gemacht wird, die Rotationsenergie in thermische Energie durch die Viskosität des Strömungsmit tels umgewandelt wird.

Die Strömungsmitteleinleitöffnung 41 ist in einer längli chen Gestalt ausgebildet oder auch in einer Langlochge stalt, um den Wirbel 44 aufzuteilen und, wenn die aufge teilten verwirbelten Wirbel 80b in ihrer Energie effektiv gedämpft werden können, und zwar bei Erhöhung der Umdrehung in dem Messdurchgang 40, der in einem einfachen Loch als Raum ohne eine Zwischenwand oder ein ähnliches Teil ausge bildet ist, wird der wirbelmäßige Maßstab kleiner gestal tet, um die Rotationsenergie in thermische Energie umzuset zen. Als ein Ergebnis können die aufgeteilten verwirbelten Wirbel gedämpft werden und es kann die nicht einheitliche Strömungsverteilung durch Kontraktion oder Verengung korri giert werden, um Störsignale zu reduzieren.

Gemäß dieser Ausführungsform können die Wirbelströmungen in dem Messdurchgang 40 effektiv kontrahiert oder verengt wer den, anders als bei einer Düse, bei der der gesamte Wind tunnel verengt ist, wie dies in Verbindung mit Fig. 9 fest gehalten wurde.

Das Montageteil 32, dessen longitudinale Länge nicht klei ner ist als zweimal die querverlaufende Länge, ist derart konfiguriert, dass der verengte Abschnitt überbrückt wird, dort, wo der Messdurchgang 40 in seiner longitudinalen Län ge kontrahiert oder verengt ist. Spezifisch ist das Monta geteil 32 so vorgesehen, dass es sich im Wesentlichen in der Strömungsrichtung des Strömungsmittels und im Wesentli chen parallel zu der longitudinalen Richtung der Strömungs mitteleinleitöffnung 41 erstreckt. Mit anderen Worten be sitzt das Montageteil 32 eine longitudinale Länge 82, die im Wesentlichen in der gleichen Richtung wie die longitudi nale Länge des Messdurchgangs 40 ausgerichtet ist, und zwar gesehen von der stromaufwärtigen Seite des Montageteiles 32, wie in Fig. 6(a) gezeigt ist. In Fig. 6(a) bezeichnet das Bezugszeichen 81 eine quer verlaufende Länge des Monta geteils 32 und das Bezugszeichen 82 bezeichnet die longitu dinale Länge des Montageteiles 32.

Es sollen nun die Strömungen in der Nähe oder Nachbarschaft des Montageteiles 32 erklärt werden, und zwar unter Hinweis auf die Fig. 12(a) und (b). In Fig. 12(a) ist ein Fall ver anschaulicht, bei dem die longitudinale Richtung 82 des Montageteiles in der gleichen Richtung wie die longitudina le Länge L der Strömungsmitteleinleitöffnung des Messdurch gangs ausgerichtet ist. In Fig. 12(b) ist ein Fall gezeigt, bei dem die longitudinale Richtung 82 des Montageteiles so ausgerichtet ist, dass sie senkrecht zu der longitudinalen Richtung L der Strömungsmitteleinleitöffnung verläuft. Bei dem in Fig. 12(a) gezeigten Fall besitzen die umlaufenden Wirbel 80b, die in Form von vier aufgeteilten Wirbeln an der Strömungsmitteleinleitöffnung 41 erzeugt worden sind, Wirbelkomponenten, die während der Kontraktion oder Veren gung geschwächt wurden und sie vereinigen sich in zwei auf geteilte Wirbel auf dem Weg zu dem Montageteil 32 und wer den erneut in vier Wirbel durch das Montageteil 32 aufge teilt, da das Montageteil 32 den Messdurchgang 40 in der longitudinalen Richtung überbrückt. In Fig. 12(b) ist ge zeigt, dass die Wirbel, die sich in zwei Teile vereinigt haben, durch das Montageteil 32 getrennt werden. Bei dem in F 76331 00070 552 001000280000000200012000285917622000040 0002019957437 00004 76212ig. 12(a) gezeigten Fall kann die Anordnung, wonach das Montageteil 32 so gelegen ist, dass es die Wirbel aufteilt, weiterhin die Wirbel aufteilen und die benachbarten umlau fenden Wirbel erfahren eine Schwächung ihrer Verwirbelung zueinander. Auf der anderen Seite ist in dem Fall, der in Fig. 12(b) gezeigt ist, die Anordnung so getroffen, dass das Montageteil 32 zwischen den oberen und unteren aufge teilten Wirbeln gelegen ist und nichts dazu beitragen kann, dass die umlaufenden Wirbel benachbart werden, so dass das Montageteil 32 nicht so wirken kann, um die Verwirbelung zu schwächen.

Bei dem in Fig. 12(a) gezeigten Fall wird die Verwirbelung der aufgeteilten Wirbel gegeneinander abgeschwächt, wenn sie sich untereinander berühren. Im Falle von Fig. 12(b) können die Verwirbelungskomponenten nicht geschwächt wer den, da die Wirbel sich nicht untereinander berühren oder kontaktieren. Es ist klar, dass die Anordnung des Montage teiles 32, wie sie in Fig. 12(a) gezeigt ist, effektiver ist als die Anordnung des Montageteiles 32, die in Fig. 12(b) gezeigt ist, um die Verwirbelung durch das Montage teil 32 zu dämpfen.

Aus diesem Grund können die umlaufenden Wirbel nicht ge schwächt werden, wenn der Messdurchgang 40 eine Zwischen wand oder ein ähnliches Teil enthält, und zwar in der glei chen Richtung wie das Montageteil, welches in Fig. 12(b) gezeigt ist.

Obwohl die Erläuterung in Bezug auf einen Fall vorgenommen wurde, bei dem der umlaufende Wirbel in vier Wirbel an der Strömungsmitteleinleitöffnung 41 aufgeteilt wird, und zwar zum Zwecke des einfachen Verständnisses der Bewegung, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Fall beschränkt und die Zahl der aufgeteilten Wirbel ist willkürlich. Die Erfinder haben experimentell bewiesen, dass die Aufteilung eines Wirbels in nicht weniger als zwei Wirbel effektiv war und die Aufteilung eines Wirbels in nicht weniger als drei Wirbel speziell effektiv bei dieser Ausführungsform war, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Strömungsmitte leinleitöffnung 41 in einer länglichen (Langloch-)Gestalt ausgebildet ist. Es ist zu bevorzugen, dass der Wert des Längenverhältnisses (longitudinale Länge/querverlaufende Länge) der Strömungsmitteleinleitöffnung nicht kleiner ist als im Wesentlichen 2 und es ist speziell zu bevorzugten, dass der Wert nicht kleiner ist als im Wesentlichen 3. Bei dieser Ausführungsform liegt der Wert im Wesentlichen bei 4. Wenn die Wirbel in eine ungerade Zahl von Wirbeln zusam mengeführt werden, und zwar unmittelbar vor dem Montageteil 32 im Falle von Fig. 12(b), kann der Reduzierungseffekt in Bezug auf die Verwirbelungsströmung in einem gewissen Aus maß erwartet werden, da der zentrale Wirbel durch das Mon tageteil 32 aufgeteilt wird.

Obwohl die Erläuterung in Bezug auf den Fall vorgenommen wurde, bei dem das Montageteil 32 den verengten Abschnitt 45 vollständig überbrückt, kann der Reduzierungseffekt in Bezug auf die Verwirbelungsströmung auch in einem gewissen Ausmaß selbst dann erhalten werden, wenn das Montageteil unvollständig den verengten oder eingeschnürten Abschnitt überbrückt.

Es scheint auch effektiver zu sein, das Montageteil 32 in den Messdurchgang 40 an einer Position einzuführen, die weiter stromaufwärts von der gezeigten Position gelegen ist, und zwar unter Betrachtung von lediglich der Maßnahme der Aufteilung der umlaufenden Wirbel. In diesem Fall kann eine Wirkung hinsichtlich einer nicht einheitlichen Strö mungsverteilung, wie an früherer Stelle festgehalten wurde, nicht erhalten werden, obwohl die Wirkung der verwirbelnden Strömungen verstärkt wird. Es ist nicht effektiv, dass das Montageteil 32 an einer Position eingeführt wird, die wei ter stromaufwärts von der gezeigten Position gelegen ist, ohne dabei andere Faktoren in Betracht zu ziehen. Es ist von einiger Wichtigkeit, dass das Montageteil auf der stromabwärtigen Seite des Messdurchgangs 40 wie bei dieser Ausführungsform gelegen ist, um einen Fehler zu reduzieren, der durch umlaufende oder Wirbelströmungen, eine nicht ein heitliche Strömungsverteilung und Störsignale verursacht wird, und zwar bei einer guten Abgeglichenheit.

Wenn sich der Messdurchgang bis hinauf zu wenigstens der stromaufwärtigen Seite oder einer Spitze des Montageteiles 32 verengt, wobei das Strömungsratendetektionselement 31 darauf getragen ist, führt die Kollision einer Strömung, die umlaufende Wirbel enthält, mit der Spitze des Montage teiles 32 schwerlich zu der Trennung, so dass das Strö mungsratendetektionselement 31 die Strömungsratenmessung in einer stabilen Weise durchzuführen vermag. Wenn der Mess durchgang nicht hinauf zu wenigstens der stromaufwärtigen Kante oder der Spitze des Montageteiles 32 verengt ist, wird eine Trennung an der Spitze des Montageteiles 32 ver ursacht, so dass störende Strömungen erzeugt werden, die in der Nachbarschaft des Detektors ankommen und ein Hindernis hinsichtlich einer stabilen Strömungsratenmessung bilden.

Es wird nun die Trennung an der Spitze des Montageteiles 32 beschrieben. Die Fig. 13(a) und (b) zeigen schematische Querschnittsansichten, um zu erläutern, auf welche Weise die Strömungen 34 in der Nachbarschaft des Montageteiles 32 fließen, wenn das Montageteil 32, das in einer zweidimen sionalen Gestalt ausgebildet ist, entlang den Strömungen (Fig. 13(a)) gelegen ist bzw. wenn das Montageteil 32 so gelegen ist, dass es in einem Winkel θ in Bezug auf die Strömungen 34 geneigt ist. Im Falle der Fig. 13(a) bewegen sich die Strömungen 34, die mit der Spitze des Montagetei les kollidiert sind, entlang dem Montageteil 32 in einer sanften oder glatten Form und führen im Allgemeinen nicht zu einer Trennung. Jedoch im Falle der Fig. 13(b) können sich die Strömungen, die mit der Spitze des Montageteiles 32 kollidiert sind, nicht entlang dem Montageteil 32 voll ständig bewegen und es entsteht eine Trennungszone 85. In Fig. 14 ist eine schematische Ansicht gezeigt, um zu erläu tern, auf welche Weise die Strömungen fließen, wenn umlau fende Wirbel mit dem Montageteil 32 kollidieren. In Fig. 14 kollidieren die Strömungen mit dem Montageteil 32 in einem Winkel in Bezug auf das Montageteil 32 und die kollidierten Strömungen erzeugen Trennungszonen 86 an Abschnitten der Spitze des Montageteiles 32, wobei das Montageteil so gele gen ist, dass es in einem großen Winkel in Bezug auf die Strömungen geneigt ist. Irreguläre Wirbel 87, die von den Trennungszonen 86 erzeugt werden, bewegen sich an und ent lang dem Strömungsratendetektionselement 31, wobei eine ex akte Strömungsratendetektion durch das Strömungsratendetek tionselement 31 schwierig wird.

Es soll nun der Trennungsunterdrückungseffekt durch den verengten Messdurchgang erläutert werden. Wenn eine Strö mung verengt wird und wenn die Strömungsrate in der Strö mung zu der Strömungsrichtung hin konstant ist, nimmt die Strömungsgeschwindigkeit im Allgemeinen mit schmaler wer dendem Durchgang zu. Die folgende Formel, welche die Theo rie von Bernoulli zeigt, gilt zwischen der Geschwindigkeit und dem Druck einer Strömung:

0,5 × ρv² + P = const.

(ρ: Dichte des Strömungsmittels, v: Strömungsgeschwindig keit, P: Druck, const.: konstant)

Diese Formel zeigt, dass dann, wenn eine Strömung allmäh lich von Stromaufwärts nach Stromabwärts kontrahiert oder verengt wird, der Druck abnimmt und die kinetische Energie der Strömung zunimmt. Mit anderen Worten wird die Erschei nung der sukzessiven Umwandlung in kinetische Energie in einem verengten Durchgang erzeugt, da die Strömungen an ei nem Geschwindigkeitsstagnationsbereich unstabil werden, wie beispielsweise einer Trennungszone. Dies bedeutet, dass das Vorsehen des Montageteiles in einem verengten Durchgang ei ne Trennungszone reduzieren kann.

Um das Problem zu überwinden, und zwar insofern als das Auftreten der Trennung die Strömungsratendetektionsgenauig keit verschlechtert, ist die Spitze des Montageteiles 32 an dem verengten Abschnitt des Messdurchgangs 40 bei dieser Ausführungsform gelegen. Da eine Möglichkeit besteht, dass die Trennung, verursacht durch eine Erhebung auf einer Oberfläche (bump) oder eine Trennung, wie sie bei Karman- Wirbeln in End- oder Schwanzströmungen beobachtet werden kann, an einem Schwanzabschnitt oder Endabschnitt des Mon tageteiles erzeugt wird, ausgenommen bei einer Spitze oder einem Abschnitt des Montageteiles mit dem daran gehaltenen Strömungsratendetektionselement, ist es zu bevorzugen, dass das gesamte Montageteil 32 an dem verengten Abschnitt des Messdurchgangs 40 gelegen ist.

Als Nächstes wird der Strömungsratendetektionsfehler, ver ursacht durch eine nicht einheitliche Strömungsverteilung, erläutert. In den Fig. 15(a) und (b) ist eine schematische Ansicht dargestellt, um einen Fall zu erläutern, bei dem eine relativ schwache, nicht einheitliche Strömungsvertei lung von stromabwärts kommt (Fig. 15(a)) bzw. eine schema tische Ansicht gezeigt ist, um einen Fall zu erläutern, bei dem eine starke, nicht einheitliche Strömungsverteilung, verursacht durch das Verstopfen des Luftfilters, von strom aufwärts kommt (Fig. 15(b)), um den Unterschied zwischen unterschiedlichen Geschwindigkeitsverteilungen bei der gleichen Strömungsrate zu veranschaulichen, wenn die Strö mungsratenmessvorrichtung 1 in dem Einleitungsrohr 20 gele gen ist. Es ist offensichtlich, dass die Strömungsgeschwin digkeit an der Zentralachse des Einleitungsrohres 20 in Fig. 15(a) schneller ist als diejenige in Fig. 15(b). Dies bedeutet, dass ein großer Strömungsratenfehler eingeführt wird, wenn lediglich die Strömungsgeschwindigkeit in der Nähe des Zentrums detektiert wird.

Bei dieser Ausführungsform wird die Strömung durch den Messdurchgang 40 verengt, um einen Ausgleich zu schaffen. Da der Detektor des Detektionselements 31, wie beispiels weise die Strömungsratendetektionsmembran 313, in der Nach barschaft des Mittelpunktes von der longitudinalen Länge der Strömungsmitteleinführöffnung 41 des Messdurchgangs ge legen ist, und zwar mit dem darin vorgesehen Detektor, wer den die Strömungen, die in die Strömungsmitteleinlei tungsöffnung eintreten, an dem Detektor 313 gesammelt.

Diese Anordnung kann eine Änderung in der Strömungsge schwindigkeit in der Nachbarschaft des Detektors 313 mini mieren, um zu verhindern, dass sich die Strömungsratende tektionsgenauigkeit verschlechtert, und zwar selbst dann, wenn eine Änderung in der Strömungsgeschwindigkeitsvertei lung stromaufwärts von der Strömungsratenmessvorrichtung stattfindet.

Wie erläutert wurde, kann die Anordnung gemäß dieser Aus führungsform eine nicht einheitliche Strömungsverteilung korrigieren, um einen Fehler in der Strömungsratendetektion zu reduzieren, und zwar in Kombination mit der Anordnung, bei der der Einführungsdurchgang durch die Strömungsraten messvorrichtung selbst verengt ist.

Als Nächstes werden Störsignale (noise) verursacht durch einen Störungsgrad beschrieben. In Fig. 16 ist eine Ände rung in den Strömungsgeschwindigkeiten in Bezug auf die Zeit gezeigt. Im Allgemeinen variiert die Strömung mehr oder weniger mit der Zeit und die Schwankungen in der Strö mung können in einer solchen Weise betrachtet werden, dass die Komponenten der Strömung in eine mittlere Strömungsge schwindigkeitskomponente und eine variable Strömungsge schwindigkeitskomponente aufgeteilt werden. In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen 90 eine mittlere Strömungsge schwindigkeit und das Bezugszeichen 92 bezeichnet eine Standardabweichung der variablen Komponenten. Eine Strömung mit einem hohen Störungsgrad besitzt eine größere variable Komponente, was bedeutet, dass ein Fehler bei der momenta nen Strömungsratendetektion (hier als Störsignale bezeich net) groß ist. Da es unverzichtbar ist, dass eine Strö mungsratenmessvorrichtung, die bei einer Brennkraftmaschine zu verwenden ist, momentane Strömungsgeschwindigkeiten Mo ment für Moment detektieren kann, und zwar selbst dann, wenn die Strömung plötzlich beschleunigt wird, wie bei spielsweise dann, wenn ein Beschleunigungspedal niederge drückt wird, ist es selbstverständlich wichtig, einen Stö rungsgrad zu reduzieren, um die momentanen Strömungsraten exakt zu detektieren.

Gemäß dieser Ausführungsform kann sich der Messdurchgang 40 verengen, um einen Störungsgrad gemäß der Störungsgraddämp fungsverhältniskurve, die an früherer Stelle dargestellt wurde, zu reduzieren, was dann eine Strömungsratenmessung bei minimalen Störsignalen oder Störeinflüssen ermöglicht.

Wie an früherer Stelle festgestellt wurde, ist es wichtig, dass das Montageteil 32 so angeordnet wird, dass dessen Spitze an dem verengten Abschnitt des Messdurchgangs 40 ge legen ist, um zu verhindern, dass eine Trennung oder Ab trennung an der Spitze des Montageteiles auftritt, wenn die umlaufenden Strömungen den Messdurchgang 40 betreten. Dies trifft auch für Störsignale oder Störgröße zu. Das Abfangen der Abtrennung oder Trennung kann das Auftreten von irregu lären Wirbeln verhindern, das heißt also das Auftreten der Störgrößen verhindern. Da das Vorsehen des gesamten Monta geteiles 32 an dem verengten Abschnitt des Messdurchgangs 40 das Abtrennen daran hindern kann, am Schwanz des Monta geteiles 32 aufzutreten und an dem Abschnitt des Montage teiles mit dem Strömungsratendetektionselement 31, können die Störgrößen, die durch das gesamte Montageteil 32 er zeugt werden, reduziert werden, um eine exakte Strömungsra tenmessung zu ermöglichen.

Als Nächstes wird die Gestalt des im Wesentlichen platten förmig gestalteten Montageteiles 32 beschrieben. Das im We sentlichen plattenförmig gestaltete Montageteil 32 kann so ausgebildet sein, dass es vielfältige Querschnittsgestalten besitzt, wie beispielsweise die Gestalten, die in den Fig. 17(a)-(i) gezeigt sind. In Fig. 17(a) besitzt das plat tenförmig gestaltete Montageteil eine konstante Dicke. In Fig. 17(b) ist das Montageteil so ausgebildet, dass es eine elliptische Querschnittsgestalt besitzt und eine Zone auf weist, bei der die Wanddicke von dem stromaufwärtigen Ende zu dem stromabwärtigen Ende hin zunimmt. Das Detektionsele ment 31 ist an der Zone mit der allmählich zunehmenden Wanddicke gelegen. Durch diese Anordnung kann die Trennung oder Auftrennung in Strömungen entlang der Oberfläche des Montageteiles 32 von dem stromaufwärtigen Ende desselben aus eingeschränkt oder gedrosselt werden, um weiter die Strömungen zu stabilisieren, die an der Oberfläche des Strömungsratendetektionselements 31 entlang laufen, wodurch die Strömungsratenmessvorrichtung mit einer besseren Mess genauigkeit ausgestattet wird. In Fig. 17(c) besitzt das Montageteil, welches eine elliptische Querschnittsgestalt besitzt, einen schräg abgeschnittenen Endabschnitt. Der En dabschnitt oder Schwanz in Form einer Kante oder eines Ran des der Fläche mit dem Strömungsratendetektionselement 31, welches darauf getragen ist, erstreckt sich in der Stromab wärtsrichtung. Durch diese Anordnung kann, da die Wirbel, die auf der stromabwärtigen Seite erzeugt werden, wenn die Strömung verzögert worden ist, zu der Oberfläche geführt werden, ohne dass dabei das Strömungsratendetektionselement 31 verhindert, dass die Strömung an dem Strömungsratende tektionselement 31 anlangt, und zwar zusätzlich zu dem Un terdrückungseffekt der Abtrennung, die Strömungsratendetek tion mit besserer Genauigkeit ausgeführt werden. In Fig. 17(d) ist das Montageteil in einer Parallelogramm- Querschnittsgestalt ausgebildet. In Fig. 17(e) ist das Mon tageteil in einer blattförmigen Querschnittsgestalt ausge bildet. In Fig. 17(f) ist das Montageteil in einer trape zoidförmigen Querschnittsgestalt ausgebildet. In Fig. 17(g) ist das Montageteil in einer rhomboidförmigen Querschnitts gestalt ausgebildet. Die Montageteile, die in den Fig. 17(d) und (f) gezeigt sind, können ähnliche Vorteile wie das Montageteil, welches in Fig. 17(c) gezeigt ist, lie fern. Die Montageteile, die in den Fig. 17(e) und (g) ge zeigt sind, können eine stabile Strömungsmessung bewirken, da die Symmetrie der Gestalt in Bezug auf eine Strömung zu der Entstehung von symmetrischen Strömungen entlang der Oberfläche des Montageteiles 32 führt, und zwar mit dem Strömungsratendetektionselement 31 und der Oberfläche des Montageteiles 32 ohne das Strömungsratendetektionselement 31. Das Montageteil, welches in Fig. 17(h) gezeigt ist, ist so ausgebildet, dass es eine parallelogrammförmige Quer schnittgestalt besitzt und einen Schwanzabschnitt aufweist, der mit Nuten ausgestattet ist, wobei dieses Montageteil den Vorteil mit sich bringt, der durch das Vorsehen der Nu ten geboten wird, was an späterer Stelle erläutert wird, und zwar zusätzlich zu den Vorteilen, die durch das Monta geteil gebogen werden, welches in Fig. 17(c) gezeigt ist. In Fig. 17(i) ist das plattenförmig gestaltete Montageteil 32, welches in Fig. 17(a) gezeigt ist, verwendet und so vorgesehen, dass es in einem Winkel α in Bezug auf die Strömung geneigt ist, wodurch ähnliche Wirkungen wie bei dem Montageteil erzielt werden, welches in Fig. 17(c) ge zeigt ist.

Die Montageteile 32, die in den Fig. 17(a)-(g) und (i) gezeigt sind, können mit einem Schwanzabschnitt ausgestat tet sein, der mit einer Nut oder mit Nuten versehen ist. Die Montageteile 32, die in den Fig. 17(a)-(h) gezeigt sind, können so ausgebildet sein, dass sie in Bezug auf ei ne Strömung geneigt sind.

Wenn das Montageteil 32 so ausgebildet ist, dass es in Be zug auf eine Strömung geneigt ist, müssen die Strömungen an der Oberfläche des Montageteiles mit dem Strömungsratende tektionselement 31, welches darauf getragen ist, frei von dem Auftreten einer Trennung oder Abtrennung sein und die Strömungen an der Oberfläche des Montageteiles ohne das Strömungsratendetektionselement 31 können eine Abtrennung oder Trennung erzeugen. Obwohl der Winkel α von 0° bis 90° reicht, ist es zu bevorzugen, dass das Montageteil in einem Winkel zwischen 0° und 45° geneigt ist, damit eine Haupt strömung an der Oberfläche des Strömungsratendetektionsele ments 31 in einer stabilen Weise strömt.

Jedes einzelne der Montageteile 32, die in den Fig. 17(a) - (i) gezeigt sind, ist so zu betrachten, dass es entlang der Fließrichtung der Strömungen vorgesehen ist, inklusive dem Fall der geneigten Erzeugung der Strömungen.

Um einen Vorteil zu erläutern, der durch das Vorsehen einer Nut oder von Nuten geboten wird, wird ein Fall, bei dem keine Nuten vorgesehen sind, und ein Fall, bei dem Nuten vorgesehen sind, in Bezug auf die Strömungsgestalt und Strömungsart verglichen. In Fig. 18 ist eine schematische perspektivische Ansicht dargestellt, um zu erläutern, auf welche Weise die Strömungen strömen, wenn ein Montageteil einen Schwanzabschnitt besitzt, der mit keiner Nut oder Nu ten ausgestattet ist. In Fig. 19 ist eine schematische per spektivische Ansicht dargestellt, um zu erläutern, auf wel che Weise die Strömungen verlaufen, wenn ein Montageteil einen Schwanzabschnitt besitzt, der mit Nuten ausgestattet ist.

Im Falle der Abwesenheit der Nuten, der in Fig. 18 gezeigt ist, werden massive und zyklische Wirbel 341 am Schwanzab schnitt des Montageteils erzeugt und die Wirbel brechen sich und kollabieren in eine Vielzahl von diskreten Wirbeln 342 danach, da das Montageteil 32 eine zweidimensionale Ge stalt besitzt. Es handelt sich dabei um zyklische Wirbel im Einklang mit der Kelvin-Helmholtz-Instabilität, die in ty pischen Artikeln über Hydrodynamik erwähnt ist, und es han delt sich um Kármán-Wirbel, die in rückwärtigen Strömungen von einer zweidimensionalen Säule unter einer spezifischen Reynolds oder Zahl erzeugt werden. In diesem Fall führt ei ne Strömungsmittelvibration zum Entstehen einer Vibration der Strömungen in einer Richtung senkrecht zu den Strömun gen, wie dies durch einen Pfeil 99 angezeigt ist, um die Strömungen entlang den Oberflächen des Montageteiles 32 zu beeinflussen, was einen Fehler in der Strömungsratendetek tion verursacht.

Wenn das Montageteil 32 einen Schwanz besitzt, der mit Nu ten ausgestattet ist, wie dies in Fig. 19 gezeigt ist, lau fen die Strömungen entlang beider Oberflächen des Montage teiles 32 allmählich zusammen, und zwar von dem Schwanz aus, und trennen sich in zyklische Wirbel auf, verursacht durch die Kelvin-Helmholtz-Instabilität, und zwar in Form von kleinen Teilen, die kleine diskrete Wirbel 343 erzeu gen.

Mit anderen Worten, das Vorsehen der Nuten an dem Schwanz des Montageteiles 32 in einer zweidimensionalen Gestalt kann dazu beitragen, allmählich die Strömungen entlang bei der Oberflächen des Montageteiles 32 mit dem Detektionsele ment 31 und ohne dem Detektionselement 31 zusammenzuführen, um solche kleinen diskreten Wirbel 343 zu erzeugen. Als ein Ergebnis kann das Auftreten von massiven und zyklischen Wirbeln 343, die in einem Fall erzeugt werden ohne die Nu ten, eingeschränkt werden, um dadurch die Strömungsmittel vibration 99 zu unterdrücken. Es kann somit die Strömungs mittelvibration in den Strömungen entlang den Oberflächen des Montageteiles 32 unterdrückt werden, um das Detektion selement 31 mit einer stabilen Strömungsratenmessung auszu statten, und zwar gemäß einer Realisierung einer Strömungs ratenmessung mit guter Genauigkeit.

Wie erläutert wurde, umfasst die Strömungsratenmessvorrich tung gemäß dieser Ausführungsform den Pfosten 33, der in dem Einleitungsrohr 20 vorzusehen ist, und zwar als Strö mungsmitteldurchgang oder -kanal, um eine Strömungsmittel strömung hindurchzulassen, so dass er sich über einen Teil der Strömungsmittelströmung, dem Messdurchgang 40, der in dem Pfosten 33 ausgebildet ist, und dem Strömungsratende tektionselement 31 erstreckt, wobei der Messdurchgang 40 die Strömungsmitteleinleitöffnung 41 besitzt, die in einer länglichen Gestalt ausgebildet ist und mit der Strömungs richtung der Strömung konfrontiert ist, wobei der Mess durchgang 40 verengt ist, so dass er einen Abschnitt zwi schen der Strömungsmitteleinleitöffnung 41 und dem Strö mungsratendetektor (dem Montageteil 32) besitzt, der sich sanft oder weich in der stromabwärtigen Richtung der Strö mung in der longitudinalen Richtung verengt, wobei der Ab schnitt des Messdurchgangs ein Raum ist, der als ein ein zelnes Loch ausgebildet ist, oder der Abschnitt durch eine Zwischenwand oder ein ähnliches Teil nicht abgetrennt ist und wobei der Strömungsratendetektor das im Wesentlichen plattenförmig gestaltete Montageteil 32 umfasst, welches im Wesentlichen entlang der Strömungsrichtung gelegen ist, und zwar im Wesentlichen parallel zu der longitudinalen Rich tung der Strömungsmitteleinleitöffnung 41, und wobei das Strömungsratendetektionselement 31 auf der Hauptfläche des Montageteiles 32 getragen oder gehalten ist. Der umlaufende Wirbel wird in eine Vielzahl von umlaufenden Wirbeln aufge teilt, und zwar an der länglichen Einleitöffnung 41. Wenn die aufgeteilten umlaufenden Wirbel in dem einzelnen Mess durchgang 40 kontrahiert werden und durch diesen hindurch verlaufen, wird die Rotationsenergie von benachbarten um laufenden Wirbeln durch Reibung aneinander geschwächt und es wird das Ausmaß oder Maßstab reduziert, während die Dre hung verstärkt wird. Als ein Ergebnis kann die Rotationse nergie der aufgeteilten umlaufenden Strömungen geschwächt werden, es kann die nicht einheitliche Strömungsverteilung durch ein Zusammenziehen oder Verengen der Strömungen kor rigiert werden, um einen Störungsgrad zu reduzieren. Zu sätzlich können die umlaufenden Wirbel, die durch das Mon tageteil 32 aufgeteilt wurden, eine Rotationsenergie besit zen, die weiter abgeschwächt ist, um die Trennungszonen zwischen der Einleitungsöffnung und dem Strömungsratende tektor zu reduzieren, so dass die Strömungsratenmessvor richtung die Möglichkeit erhält, die Strömungsratenmessung mit guter Genauigkeit und bei minimiertem Störeinfluss aus zuführen.

Obwohl der Messdurchgang so dargestellt ist, dass er den Abschnitt zwischen der Strömungsmitteleinleitöffnung 41 und dem Strömungsratendetektor besitzt (dem Montageteil 32), der sich allmählich bei dieser Ausführungsform verengt, kann der Messdurchgang einen parallelen Durchgang oder Ka nal mit einer geringen Verengung aufweisen, und zwar solan ge als der Messdurchgang sich im Wesentlichen sanft oder weich verengt. Selbst in diesem Fall kann der Messdurchgang ähnliche Vorteile bei dieser Ausführungsform bieten.

Obwohl es zu bevorzugten ist, dass der Abschnitt des Mess durchgangs 40 zwischen der Strömungsmitteleinleitöffnung 41 und dem Strömungsratendetektor (dem Montageteil 32) als ein Raum gemäß einem einzelnen Durchgang ausgebildet ist, das heißt also einem Raum frei von einer Trennung durch eine Zwischenwand oder einem ähnlichen Teil, kann der Messdurch gang in eine Vielzahl von Abschnitten aufgeteilt sein. Wenn der Messdurchgang wenigstens einen Abschnitt von einer Stelle stromaufwärts von dem Montageteil 32 bis zu der Spitze des Montageteiles 32 besitzt, der als ein einzelner Durchgang oder Kanal ausgebildet ist und verengt ist, so dass er sich im Wesentlichen sanft oder weich verengt, und zwar in der stromabwärtigen Richtung, wird bei den benach barten umlaufenden Wirbeln die Rotationsenergie durch Rei bung aneinander geschwächt und der Maßstab (scale) wird während des Durchgangs reduziert, und zwar in der kontra hierten oder verengten Weise in solch einer Zone innerhalb des Messdurchgangs 40, während jedoch die Rotation ver stärkt wird. Somit kann die Rotationsenergie der umlaufen den Strömungen geschwächt werden und es kann die nicht ein heitliche Strömungsverteilung durch die Kontraktion der Strömungen korrigiert werden, um einen Störungsgrad zu re duzieren. Die umlaufenden Wirbel, die durch das Montageteil 32 aufgeteilt wurden, besitzen eine weiter geschwächte Ro tationsenergie. Selbst wenn die umlaufenden oder herumwir belnden Strömungen mit der Spitze des Montageteiles 32 kol lidieren, kann eine Abtrennung vermieden werden. Als ein Ergebnis kann die Strömungsratenmessvorrichtung die Strö mungsratenmessung mit einer guten Genauigkeit und bei mini mierter Störgröße durchführen.

Der Messdurchgang muss von einer stromabwärtigen Stelle entfernt von dem Montageteil 32 aus verengt sein, da der an früherer Stelle festgehaltene Vorteil nicht geboten werden kann, wenn der Messdurchgang von einer Stelle dicht bei dem Montageteil 32 verengt ist. Selbst wenn der Messdurchgang einen parallelen Durchgang oder Kanal mit geringer Veren gung in diesem Fall enthält, kann der Messdurchgang ähnli che Vorteile bieten, solange der Messdurchgang im Wesentli chen sanft oder glatt verengt ist.

Der Messdurchgang 40 gemäß dieser Ausführungsform kann sich linear in das Einleitungsrohr 20 erstrecken, und zwar in Form des Strömungsmitteldurchgangs in einer Richtung von Stromaufwärts nach Stromabwärts, um empfindlich eine Ände rung in der Strömung zu detektieren.

Die Erstreckung in der Strömungsrichtung bedeutet, dass die Strömungsmittelauslassöffnung 42 des Messdurchgangs 40 von der Strömungsmitteleinleitöffnung 41 des Messdurchgangs aus sichtbar ist. Selbst bei einem Fall, bei dem der Messdurch gang einen leicht gekrümmten Kanal bis hin zu der Aus trittsöffnung 42 enthält, kann durch die vorliegende Erfin dung mit umfasst werden, solange als die Strömung direkt eingeleitet werden kann und eine Änderung in der Strömung sensibel bei dieser Ausführungsform gemessen werden kann.

Da der Detektor des Detektionselements 31, wie beispiels weise die Strömungsratendetektionsmembran 313, in der Nach barschaft des Mittelpunktes der longitudinalen Länge der Strömungsmitteleinleitöffnung 41 des Messdurchgang mit dem daran vorgesehenen Montageteil 32 gelegen ist, werden die meisten der Strömungen, die in die Strömungsmittelein trittsöffnung 41 eintreten, an dem Detektor gesammelt. Die se Anordnung kann eine Änderung in der Strömungsgeschwin digkeit in der Nachbarschaft des Detektors minimieren, um eine Verschlechterung in der Strömungsratendetektionsgenau igkeit schwierig zu machen, und zwar selbst dann, wenn eine Änderung in der Strömungsgeschwindigkeitsverteilung strom aufwärts von der Strömungsratenmessvorrichtung auftritt.

Da die Strömung in dem Einleitungsrohr 20 eine Verteilung besitzt, die in der longitudinalen Richtung der Strömungs mitteleintrittsöffnung 41 stärker abgelenkt ist als in der quer verlaufenden Richtung der Strömungsmitteleinleitöff nung, wie dies in den Fig. 15(a) und (b) gezeigt ist, ist das Vorsehen der Membran 313 am Zentrum in der longitudina len Richtung besser als das Vorsehen der Membran am Zentrum in der Querrichtung.

Es ist wichtig, dass die Membran 313 als Strömungsratende tektor in der Nachbarschaft des Zentrums in der longitudi nalen Richtung in dem Abschnitt des Messdurchgangs 40 gele gen ist, der in der longitudinalen Richtung verengt ist. Wenn das Montageteil 32 mit seiner longitudinalen Richtung senkrecht zu der longitudinalen Richtung der Strömungsmit teleinleitöffnung 41 gelegen ist, wie dies in Fig. 12(b) gezeigt ist, ist die Membran 313 in Form des Strömungsra tendetektors in der Nachbarschaft des Zentrums der quer verlaufenden Richtung des verengten Abschnitts gelegen, was weniger Vorteile bietet als im Falle von Fig. 12(a), obwohl die Strömungen von der longitudinalen Richtung der Strö mungsmitteleintrittsöffnung 41 aus gesammelt werden.

Gemäß dieser Ausführungsform ist der Messdurchgang 40 so vorgesehen, dass die Eintritts- oder Einleitöffnung 41 in longitudinaler Richtung verläuft oder deren Längsseiten sich in einer diametralen Richtung des zylinderförmigen Einleitrohres 20 erstrecken und dass das Zentrum einer ima ginären Ebene des Messdurchgangs 40, senkrecht zu der Strö mungsrichtung des Strömungsmittels, im Wesentlichen konform ist zu dem Zentrum einer imaginären Ebene des zylinderför migen Einleitrohres 20 senkrecht zu der Strömungsrichtung des Strömungsmittels. Durch diese Anordnung können Strömun gen in der Nähe oder Nachbarschaft des Zentrums des Ein trittsdurchgangs mit einer kleinen Änderung in der Ge schwindigkeitsverteilung in den Messdurchgang eingeleitet werden, um dadurch eine Strömungsratenmessvorrichtung vor zusehen, die eine gute Genauigkeit der Strömungsratenmes sung bietet.

Wenn das Einleitrohr 20 in anderen Querschnittsgestalten als der kreisförmigen Querschnittsgestalt ausgebildet wird, wie beispielsweise einer elliptischen Querschnittsgestalt und einer quadratischen Querschnittsgestalt, ist es ausrei chend dass die Eintrittsöffnung 41 in einem im Wesentlichen zentralen Abschnitt einer imaginären Ebene des Einleitungs rohres 20 senkrecht zu der Strömungsrichtung des Strömungs mittels gelegen ist, was ähnliche Effekte wie bei der er sten Ausführungsform bietet.

Gemäß dieser Ausführungsform besitzt die Einleit- oder Ein trittsöffnung 41 eine gekrümmte Gestalt, um weich oder sanft Strömungen von der Eintrittsöffnung 41 in den Mess durchgang 40 einzuleiten, wodurch die Strömungsratenmess vorrichtung mit einer guten Genauigkeit bei der Strömungs ratenmessung ausgestattet wird.

Gemäß dieser Ausführungsform ist die Innenwandfläche des Messdurchgangs 40, die sich allmählich in der stromabwärti gen Richtung verengt, so ausgebildet, dass wenigstens ein Abschnitt der Schnittstelle 84 zwischen der imaginären Ebe ne 86 senkrecht zu der Strömungsmitteleintrittsöffnung 41 und parallel zu der longitudinalen Richtung der Strömungs mitteleintrittsöffnung und der Innenwandfläche eine im We sentlichen sanft gekrümmte Linie bildet, wie dies in den Fig. 7 und 8 gezeigt ist. Die sanft gekrümmte Linie besteht aus einer im Wesentlichen durchgehend gekrümmten Linie mit einem Wendepunkt 50. Die gekrümmte Linie besteht aus einer kubischen Funktionslinie oder einer Linie, die im Wesentli chen einer kubischen Funktionslinie angenähert ist. Es kön nen daher die Strömungen, die durch den Messdurchgang 40 hindurch verlaufen, sanft kontrahiert werden, um eine Strö mungsratenmessvorrichtung zu schaffen, die eine gute Genau igkeit bei der Strömungsratenmessung zeitigt. Da darüber hinaus der Wendepunkt 50 an einer Position gelegen ist, die von der Eintrittsöffnung des Messdurchgangs zu der stromab wärtigen Richtung um eine Strecke von im Wesentlichen 0,3 L entfernt liegt, wobei die longitudinale Länge der Ein trittsöffnung als L definiert ist, kann die Strömung, die durch den Messdurchgang 40 hindurch verläuft, weiter sanft kontrahiert bzw. verengt werden.

Der Messdurchgang kann in einer einfachen Gestalt ausgebil det sein, wie beispielsweise einer konischen oder sich ver jüngenden Gestalt und einer Gestalt, die eine Linie ent hält, die einer quadratischen Kurve angenähert ist, was ähnliche Vorteile bietet. In diesem Fall kann eine Kosten reduzierung darüber hinaus erzielt werden, da die Gestalt einer Gießform zur Ausbildung der Vorrichtung aus einem Kunststoffmaterial vereinfacht werden kann. Jedoch bieten die Schnittstellen 84, die in einer kubischen Kurve ausge bildet sind, wünschenswerte Eigenschaften, um eine nicht einheitliche Strömungsverteilung zu korrigieren und eine Reduzierung in einem Störungsgrad zu erreichen.

Da der Messdurchgang 40 in dem Pfosten 33 ausgebildet ist, kann die Strömungsratenmessvorrichtung 1 einfach eingestöp selt werden, und zwar für Messzwecke, ohne Interferenz mit anderen Teilen, solange als der Sitz 23 für die Montage der Strömungsratenmessvorrichtung 1 vorherrschend in einem Ab schnitt des Luftreinigers 2 oder dem Einleitungsrohr 20 ausgebildet ist. Die Strömungsratenmessvorrichtung kann die Freiheitsgrade in Ausdrücken der Montage der Vorrichtung an einer Maschine erhöhen. Es wird dann einfach, die Strö mungsratenmessvorrichtung 1 zu reparieren cder zu inspizie ren. Die Strömungsratenmessvorrichtung kann eine Automobil zusammenbaustraße vereinfachen, um die Kosten auf Grund ei ner erhöhten Produktivität zu reduzieren. Da die Strömungs ratenmessvorrichtung so hergestellt werden kann, dass sie einen Widerstand gegenüber einer nicht einheitlichen Strö mungsverteilung bietet, gleich demjenigen beim Vorsehen ei nes gleichrichtenden Teiles, wie beispielsweise einer Ho nigwabenanordnung und eines gleichrichtenden Gitters, kann eine Kostenreduzierung in Verbindung mit Teilen realisiert werden und ein verminderter Druckverlust erreicht werden.

Wenn ein Fall, bei dem die Eintrittsöffnung 41 des Mess durchgangs in einer rechteckförmigen Gestalt ausgebildet ist, wie bei dieser Ausführungsform, mit einem Fall vergli chen wird, bei dem die Eintrittsöffnung in solch einer qua dratischen Form ausgebildet ist, so dass sie im Wesentli chen die gleiche projizierte Querschnittsfläche besitzt, gesehen von der stromaufwärtigen Seite der Strömungsraten messvorrichtung 1, und zu dem gleichen Druckverlust führt, kann bei dem letzteren Fall keine Trennung einer umlaufen den Strömung in eine Vielzahl von umlaufenden Strömungen erfolgen, außer bei dem Beispiel, welches in Fig. 10 ge zeigt ist, da die Eintrittsöffnung 41 eine Querschnittsge stalt hat, die dicht bei einem Kreis liegt. Bei dem letzte ren Fall kann die Rotation des Wirbels nicht geschwächt werden. Bei dem letzteren Fall wird die Rotation des Wir bels verstärkt, da der Wirbel mit kleiner werdendem Rotati onsradius kontrahiert wird, wie dies in Fig. 40 gezeigt ist. Als ein Ergebnis wird die Strömungsgeschwindigkeits verteilung in dem Messdurchgang 40 nach außen hin abge lenkt, es kann ein großer Fehler bei der Strömungsratende tektion in klarer Weise an dem Strömungsratendetektionsele ment 31 erzeugt werden, welches in der Nähe oder Nachbar schaft des Zentrums des Messdurchgangs gelegen ist. Dies bedeutet, dass das Vorsehen der Eintrittsöffnung 41 in ei ner rechteckförmigen Gestalt gemäß dieser Ausführungsform effektiv beim Reduzieren eines Fehlers bei der Strömungsra tendetektion ist, wenn die Strömungsratenmessvorrichtung den gleichen Druckverlust beibehält. Mit anderen Worten kann der Druckverlust reduziert werden, wenn die Strömungs ratenmessvorrichtung 1 den Strömungsratendetektionsfehler auf dem gleichen Wert hält.

Da die Strömungsratenmessvorrichtung gemäß dieser Ausfüh rungsform den Druckverlust reduzieren kann, kann die Strö mungsratenmessvorrichtung eine größere Luftmenge in eine Brennkraftmaschine erfassen, um den Ausstoß der Brennkraft maschine zu verbessern, indem diese als ein Ansaugluftströ mungsmessgerät als Beispiel verwendet wird.

Selbst wenn die Strömung in dem Einleitrohr 20 durch Rück stoß einer Maschine umgekehrt wird, kann die Strömung, die von der Austrittsöffnung 42 zu dem Messdurchgang 40 zurück verläuft, direkt mit dem Strömungsratendetektionselement 31 kollidieren, welches an dem Montageteil 32 gehalten ist, um dadurch eine empfindliche Detektion einer rückwärts laufen den Strömungskomponente zu ermöglichen, da sich der Mess durchgang 40 in der Strömungsrichtung erstreckt. In diesem Fall muss das Strömungsratendetektionselement 31 dafür aus gebildet sein, um eine rückwärts verlaufende Strömung zu detektieren.

Obwohl die Erläuterung dieser Ausführungsform in Bezug auf einen Fall vorgenommen wurde, bei dem der Strömungsraten messdurchgang vom Typ eines Einschubteiles oder Einsatztei les ist, ist die Strömungsratenmessvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform nicht auf diesen Einsatzteiltyp begrenzt. Wenn der Strömungsratenmessdurchgang nicht aus einem Ein satzteiltyp besteht, können die Ströme 35, die nach dem Eintreten in den Messdurchgang 40 überließen oder überströ men, reduziert werden, um den Messdurchgang 40 mit einer ausreichenden Länge in der Strömungsrichtung auszustatten, um die Strömung von Stromaufwärts her sanft zu verengen. Somit kann die Strömung in eindeutiger Weise in den Mess durchgang 40 in einer größeren Menge eingeleitet werden, um die Strömungsratenmessung mit besserer Genauigkeit durchzu führen.

Obwohl die Erläuterung der ersten Ausführungsform in Bezug auf den Fall vorgenommen wurde, bei dem der Pfosten 33 in einer bestimmten Gestalt ausgegraben ist, um den Messdurch gang 40 zu bilden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf solch eine Ausführungsform oder Modus beschränkt. Bei spielsweise kann der Pfosten dadurch hergestellt werden, indem ein unabhängig hergestellter Messdurchgang 40 zwi schen dünnen Platten eingefasst wird, oder kann dadurch hergestellt werden, indem der Messdurchgang 40 in Form von unabhängigen Teilen hergestellt wird die in der Längsrich tung aufgeteilt sind und indem die aufgeteilten Teile ver bunden werden. Der Messdurchgang kann auch durch ein ande res Verfahren hergestellt werden. Dies trifft auch für jede der nachfolgenden Ausführungsformen zu.

AUSFÜHRUNGSFORM 2

In Fig. 20 ist eine Frontansicht der Strömungsratenmessvor richtung gemäß einer zweiten Ausführungsfcrm der vorliegen den Erfindung gezeigt. In dieser Figur bezeichnet das Be zugszeichen 46 eine von sich gegenüberliegenden sich ver jüngenden Wänden. Bei dieser Ausführungsfcrm besitzt der Messdurchgang 40 die Länge in der quer verlaufenden Rich tung der länglichen Eingangsöffnung oder besitzt kurze Sei ten, die allmählich in der stromabwärtigen Richtung zwi schen der Eingangsöffnung 41 und der Austrittsöffnung 42 verkürzt sind bzw. sich verkürzen, ebenso wie in der Länge der Eintrittsöffnung in der longitudinalen Richtung. Mit anderen Worten ist die quer verlaufende Querschnittsgestalt des Messdurchgangs 40 senkrecht zur Strömung allmählich in der stromabwärtigen Richtung verkürzt, und zwar in Ausdrücken der Länge in der quer verlaufenden Richtung als auch im Vergleich zu der Betriebsweise der ersten Ausführungsform, die in Fig. 6(b) gezeigt ist.

Es wird nun die Betriebsweise erläutert. Die Erläuterung wird in solcher Weise vorgenommen, dass diese Ausführungs form mit der ersten Ausführungsform verglichen wird, und zwar zum Zwecke eines einfacheren Verständnisses der Be triebsweise. In Fig. 21 ist eine schematische Ansicht ge zeigt, um aufzuzeigen, auf welche Weise die Wirbel durch Verwirbelungen in dem Messdurchgang gemäß der ersten Aus führungsform erzeugt werden. In Fig. 22 ist eine schemati sche Ansicht dargestellt, um zu erläutern, auf welche Weise die Wirbel durch Verwirbelungen in dem Messdurchgang gemäß der zweiten Ausführungsform erzeugt werden. Um den Unter schied klarzustellen, der durch eine allmähliche Reduzie rung in der quer verlaufenden Richtung ebenso vorgesehen wird, erfolgt die Erläuterung in Bezug auf die Beispiele, die in den Fig. 21 und 22 gezeigt sind. In Fig. 21 wird die Zahl der Wirbel 80b, die in vier Teile an der Eintrittsöff nung 41 aufgebrochen wurden, schrittweise durch Kombination der Wirbel während der Kontraktion oder Verengung redu ziert, da die Länge in der longitudinalen Richtung und die Länge in der quer verlaufenden Richtung des Messdurchgangs 40 gleich werden, wenn der Messdurchgang 40 dichter an der Austrittsöffnung 42 hingelangt oder hin verläuft. In Fig. 21 ist gezeigt, dass die Wirbel in zwei Wirbel kombiniert werden, und zwar in der Nachbarschaft des Zentrums in der Strömungsrichtung des Messdurchgangs 40 und dass die zwei Wirbel ferner in ein einzelnes Stück in der Nachbarschaft der Austrittsöffnung 42 verbunden werden. Wie bereits an früherer Stelle in Bezug auf die erste Ausführungsform festgehalten wurde, ist es wesentlich, dass ein Wirbel in eine Vielzahl von Teilen aufgeteilt wird und dass das Ver binden oder Zusammenführen der Wirbel die Geschwindigkeiten derselben untereinander aufhebt, um die Rotation der Wirbel zu schwächen, die durch die herumwirbelnde Strömung verur sacht wird.

Bei der in Fig. 22 gezeigten zweiten Ausführungsform ist der Messdurchgang 40 kontrahiert oder verengt, so dass die ser die Länge in der quer verlaufenden Richtung als auch die Länge in der longitudinalen Richtung allmählich ver kürzt oder sich allmählich verkürzend aufweist. Durch diese Anordnung wird verhindert, dass die Länge in der quer ver laufenden Richtung gleich wird der Länge in der longitudi nalen Richtung, wenn sich der Messdurchgang 40 an die Aus trittsöffnung 42 annähert. Als ein Ergebnis werden die Vielzahl der Wirbel 80b, die an der Eintrittsöffnung 41 er zeugt worden sind, konstant benachbart gehalten, ohne zu sammengeführt zu werden, wobei die Rotationsgeschwindigkeit der Wirbel konstant gedämpft wird, wenn die Strömungen ver engt oder kontrahiert werden und die Strömungen, die in den Messdurchgang eingeleitet worden sind, strömen auf das Strömungsratendetektionselement 31.

Eine ähnliche Funktion kann selbst bei der ersten Ausfüh rungsform erwartet werden, da das Vorsehen des Strömungsra tendetektors oder des Montageteiles für sich genommen in dem Messdurchgang 40 wesentlich zu der Kontraktion oder Verengung des Messdurchgangs 40 in der quer verlaufenden Richtung beiträgt. Gemäß dieser Ausführungsform kann der Messdurchgang 40 weiter verengt sein, und zwar im Vergleich zu der ersten Ausführungsform, um den Störungsgrad in den eingeleiteten Strömungen weiter zu reduzieren, mit der Wir kung, dass die nicht einheitliche Strömungsverteilung auf das Strömungsratendetektionselement 31 zuströmt, und zwar in einer noch weiter korrigierten Form.

Da die Messratenmessvorrichtung gemäß dieser Ausführungs form in der an früherer Stelle festgehaltenen Weise kon struiert ist, wird verhindert, dass das Schlankheitsver hältnis oder Längenverhältnis (aspect ratio) der quer ver laufenden Querschnittsbereiche oder -flächen des Messdurch gangs 40 auf der stromabwärtigen Seite gleich werden. Als ein Ergebnis können die Wirbel, die durch sich drehende oder umlaufende Strömungen verursacht werden, in einfache rer Weise gedämpft werden, das Vorhandensein eines hohen Kontraktionsverhältnisses kann nicht nur die nicht einheit liche Strömungsverteilung in einer besseren Weise korrigie ren, sondern kann auch den Störungsgrad reduzieren, wobei die Strömungsratenmessung mit besserer Genauigkeit und ge ringerem Störeinfluss ausgeführt werden kann.

Obwohl der Messdurchgang verengt ist, so dass die Länge in der Querrichtung allmählich verkürzt ist, and zwar zur stromabwärtigen Seite hin zwischen der Eintrittsöffnung 41 und der Austrittsöffnung 42 bei dieser Ausführungsform, ist es ausreichend, dass der Messdurchgang so verengt ist, dass er wenigstens einen Abschnitt zwischen einer Stelle strom aufwärts von dem Montageteil 32 und der Spitze des Montage teiles 32 aufweist, der sich im Wesentlichen sanft oder weich zu der stromabwärtigen Seite hin verengt. Vorteile, die bei dieser Ausführungsform erreicht werden, können ähn lich in solch einem Fall erzielt werden.

Obwohl die beiden Endabschnitte der Innenwandfläche des Durchmessers in der quer verlaufenden Richtung durch sich verjüngende Wände gebildet sind, so dass sich die Länge des Messdurchgangs 40 in der Querrichtung bei dieser Ausfüh rungsform kontrahiert oder verengt, ist der Messdurchgang gemäß dieser Ausführungsform nicht auf solch eine Anordnung beschränkt. Beide Endabschnitte der Innenwandfläche können aus gekrümmten Flächen gemäß einer quadratischen Funktion oder einer kubischen Funktion bestehen wie auch in den En dabschnitten der Innenwandfläche des Messdurchgangs in der longitudinalen Richtung, wie dies in Bezug auf die erste Ausführungsform erläutert wurde. Der springende Punkt be steht darin, dass der Messdurchgang sich kontrahiert bzw. verengt, so dass er sich im Wesentlichen zur stromabwärti gen Seite hin verengt bzw. enger wird, was ähnliche Vortei le bietet.

Solange der Messdurchgang im Wesentlichen sanft verengt wird, kann der Messdurchgang einen parallelen Durchgang oder Kanal mit einer geringen Verengung ausweisen. Selbst in diesem Fall werden ähnliche Vorteile geboten.

AUSFÜHRUNGSFORM 3

Eine dritte Ausführungsform schafft eine Anordnung, um die Ströme in dem Messdurchgang zu stabilisieren und um einen Fehler bei der Strömungsratendetektion in einer konstanten Strömung und einer pulsierenden Strömung weiter zu reduzie ren. In Fig. 23 ist eine perspektivische Ansicht der Strö mungsratenmessvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform gezeigt. In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen 56 Nuten, die in Seitenwänden des Pfostens 33 an dem stromab wärtigen Ende des Messdurchgangs ausgebildet sind.

Es wird nun diese Ausführungsform im Vergleich zu dem Feh len der Nuten 56 zum Zwecke eines einfacheren Verständnis ses der Betriebsweise in Bezug auf das Vorsehen der Nuten 56 erläutert. In Fig. 24 ist eine schematische Ansicht dar gestellt, um zu erläutern, auf welche Weise die Strömungen beim Vorsehen der Nuten verlaufen. In Fig. 25 ist eine schematische Ansicht gezeigt, um zu erläutern, auf welche Weise die Strömungen bei Abwesenheit der Nuten verlaufen. In beiden Figuren ist der Pfosten so dargestellt, dass er in der quer verlaufenden Richtung entlang der Strömungs richtung geschnitten ist.

Wenn die Nuten 56 nicht vorgesehen sind, das heißt also, wenn die Strömungen 34 und 36 sich an den Schwanzabschnit ten von zwei flachen Platten treffen, werden massive und zyklische Wirbel 344 in Einklang mit der Kelvin-Helmholtz- Instabilität erzeugt, die in typischen Artikeln über Hydro dynamik festgehalten ist, wie dies in Fig. 25 dargestellt ist, wobei die Wirbel in eine Vielzahl von diskreten Wir beln 345 kollabieren, während das Voranschreiten der Strö mung 34 gestört wird.

Wenn auf der anderen Seite die Nuten 56 vorgesehen sind, wie dies in Fig. 24 gezeigt ist, kann der Bereich, in wel chem sich die Ströme 34 und 36 vereinen, allmählich erwei tert werden, um Wirbel 346 in einer komplizierten, getrenn ten und diskreten Weise zu erzeugen. Es kann daher die Stö rung auf das Voranschreiten oder sich Fortsetzen der Strö mung 34 unterdrückt werden, um die Geschwindigkeit der Strömung 34 am Abfallen oder Absinken zu hindern. Die Strö mung kann in den Messdurchgang in einer größeren Menge ein geleitet werden, um die Strömungsratendetektion mit besse rer Genauigkeit ausführen zu können.

Wenn die Nuten 56 nicht vorgesehen sind, vibrieren die zy klischen Wirbel 344 in Richtungen, die durch einen Pfeil 99 angezeigt sind, um Strömungsmittelvibrationen in den Strö mungen in dem Messdurchgang hervorzurufen. Wenn auf der an deren Seite die Nuten vorgesehen sind, können sich die Wir bel trennen, und zwar unter Verhinderung der Erzeugung von zyklischen Wirbeln. Es kann somit die Strömungsmittelvibra tion in dem Messdurchgang unterdrückt werden.

Bei der in dieser Weise gemäß dieser Ausführungsform kon struierten Strömungsratenmessvorrichtung verbinden sich die Strömung 34, die durch den Messdurchgang 40 hindurch ver laufen ist, und die Strömung 36, die außerhalb des Mess durchgangs 40 verlaufen ist, allmählich und es werden die zyklischen Wirbel getrennt. Die zyklischen Wirbel 344, die in der Nachbarschaft des Auslasses des Messdurchgangs 40 hinter dem Pfosten 33 bei Abwesenheit der Nuten 56 erzeugt werden, können daran gehindert werden, die Strömungsmittel vibration in dem Messdurchgang 40 zurückzuhalten. Es kann somit die Strömung 43 in dem Messdurchgang 40 stabilisiert werden, um einen Fehler in der Strömungsratendetektion zu reduzieren. Obwohl sich die diskreten Wirbel 345 an dem stromabwärtigen Ende in dem Messdurchgang 40 in einer kon stanten Strömung und einer pulsierenden Strömung ausbilden, kann die Störung der Wirbel 345 am Auslass des Messdurch gangs 40 reduziert werden, um die Strömung von der Ein trittsöffnung 41 in den Messdurchgang 40 in einer größeren Menge einzuleiten, was die Möglichkeit schafft, die Strö mungsratenmessung mit einer besseren Genauigkeit durchfüh ren zu können. Die Gestalt und die Lage der Nuten 56 sind nicht auf das gezeigte Beispiel gemäß Fig. 23 beschränkt.

AUSFÜHRUNGSFORM 4

Die vierte Ausführungsform schafft eine Anordnung, um die Vorteile, die durch die Nuten 56 geboten werden, noch zu verstärken. In Fig. 26 ist eine perspektivische Ansicht der Strömungsratenmessvorrichtung gemäß der vierten Ausfüh rungsform veranschaulicht. In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen 58 eine der Konvexitäten, die an den Außen wänden des Messdurchgangs stromaufwärts und in der Nachbar schaft der Nuten 56 vorgesehen sind. In Fig. 27 ist eine schematische Ansicht dargestellt, um zu erläutern, auf wel che Weise die Strömungen verlaufen, wobei der Pfosten so dargestellt ist, dass er an der Stelle der Konvexitäten in der quer verlaufenden Richtung und entlang der Strömungs richtung geschnitten ist.

Obwohl die zyklischen Wirbel durch das Zusammenführen der Strömungen in der Nachbarschaft der Auslassöffnung des Messdurchgangs 40 in einer konstanten Strömung und einer pulsierenden Strömung entstehen, kann das Vorsehen der Nu ten 56 an dem stromabwärtigen Ende des Messdurchgangs 40 die zyklischen Wirbel in kleinere Wirbel auftrennen, wie dies an früherer Stelle festgehalten worden ist. Es war be kannt, dass speziell bei einer pulsierenden Strömung die zyklischen Wirbel in einer massiveren Form an der Zusammen führung der Strömungen entstehen, um die Strömung 34 von dem Messdurchgang 40 daran zu hindern, sich sanft oder weich in die Nachbarschaft der Austrittsöffnung 42 des Messdurchgangs zu bewegen, und zwar im Vergleich zu einer konstanten Strömung, da sich die Strömungsgeschwindigkeit zeitweise ändert. Obwohl die Anordnung, bei der die Nuten 58 vorgesehen sind, um die Wirbel in der an früherer Stelle erläuterten Weise zu trennen, in einem gewissen Ausmaß wirksam ist, werden die Wirbel zwangsweise aus dem Mess durchgang 40 durch die Nuten 56 herausgesaugt, um in signi fikanter Weise die nachteilige Wirkung von den Wirbeln ent sprechend dieser Ausführungsform zu reduzieren.

Wenn die Konvexitäten an den Außenwänden stromaufwärts und in der Nachbarschaft der Nuten 56 vorgesehen sind, kolli dieren einige der Strömungen 36, die außerhalb des Mess durchgangs 40 verlaufen, mit den Konvexitäten 58 und die Ströme, die mit den Konvexitäten kollidiert sind, folgen nicht solchen steilen Erhebungen (steep bumps), um negative Druckzonen 60 stromabwärts von den Konvexitäten 78 zu er zeugen. Da die negativen Druckzonen 60 einen niedrigeren Druck haben als das Innere des Messdurchgangs 40, werden die Wirbel, die in dem Messdurchgang 40 erzeugt worden sind, zwangsweise aus dem Messdurchgang 40 durch die Nuten 56 herausgesaugt.

Der synergistische Effekt, der durch die negativen Druckzo nen 60 und die Nuten 56 geboten wird, kann nicht nur die relevanten Wirbel trennen, sondern kann auch die relevanten Wirbel aus dem Messdurchgang 40 heraussaugen, um die mei sten der Wirbel als ein Hindernis für das Voranschreiten der Strömung 34 an der Auslassöffnung 42 zu beseitigen. Es kann somit der Luftströmungswiderstand in dem Messdurchgang 40 reduziert werden, um das Strömungsmittel von Stromauf wärts von dem Messdurchgang 40 in einem weiten Bereich zu sammeln.

Bei der Strömungsratenmessvorrichtung, die in Einklang mit der vierten Ausführungsform in dieser Weise konstruiert ist, werden die Wirbel, die dann entstehen, wenn die Strö mung 34 von der Innenseite des Messdurchgangs und die Strö mungen 36 von der Außenseite des Messdurchgangs 40 zusam menlaufen, getrennt und die getrennten Wirbel werden durch die Nuten 56 aus dem Messdurchgang 40 herausgesaugt. Es können somit die Wirbel in Form eines Hindernisses für die Strömungen an der Austrittsöffnung 42 entfernt werden, um die Strömung in den Messdurchgang 40 in einer größeren Men ge einzuleiten, wodurch die Möglichkeit geschaffen wird, die Strömungsratenmessung mit einer besseren Genauigkeit und minimiertem Störeinfluss durchzuführen.

Die Gestalt der Konvexitäten 58 ist nicht auf eine Dreieck pyramide beschränkt, wie in Fig. 26 dargestellt ist. Die Konvexitäten können in irgendeiner Gestalt ausgebildet sein, solange die Konvexitäten die negativen Druckzonen 60 hervorrufen können, und zwar an dem stromabwärtigen Ende des Messdurchgangs. Selbst wenn die Konvexitäten in einer flachen oder ebenen Platte, einem viereckigen Prisma oder Schutzvorrichtungen (protections), wie beispielsweise kreisförmige Kegel und Dreieckspyramiden, können ähnliche Wirkungen erzielt werden.

AUSFÜHRUNGSFORM 5

In Fig. 28 ist eine Querschnittsansicht des Pfostens darge stellt, der in der quer verlaufenden Richtung und entlang der Strömungsrichtung geschnitten ist, um zu erläutern, auf welche Weise die Ströme in einem wesentlichen Abschnitt der Strömungsratenmessvorrichtung gemäß einer fünften Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung verlaufen. Bei dieser Ausführungsform ist wenigstens ein Abschnitt der Außenwand fläche von jeder der Seitenwände, die den Messdurchgang 40 bilden, das heißt also wenigstens ein Abschnitt der Außen wandfläche von jeder der Seitenwände des Pfostens 33 in Fig. 28, stromlinienförmig verlaufend ausgebildet. Mit an deren Worten besitzt der Pfosten 33 eine Wanddicke, die sich in einer quer verlaufenden Richtung allmählich ver stärkt, und zwar an den Seitenwandflächen von der Einlas söffnung aus in der stromabwärtigen Richtung, und sich dann allmählich zu der Austrittsöffnung hin vermindert.

In Fig. 29 ist eine schematische Ansicht dargestellt, um zu zeigen, auf welche Weise die Ströme verlaufen, wenn der Pfosten 33 eine Wandstärke in der quer verlaufenden Rich tung an den Außenwandflächen besitzt, die konstant ist, und zwar zum Zwecke des einfacheren Verständnisses der Merkmale bei der fünften Ausführungsform. In dieser Figur ist der Pfosten 33 so dargestellt, dass er in der quer verlaufenden Richtung entlang der Strömungsrichtung geschnitten ist. Es wird nun die Betriebsweise bei jedem der Beispiele, die in den Fig. 28 und 29 gezeigt sind, erläutert. Es gibt da die Ströme 35, die die Außenseite überfließen, nachdem sie in den Messdurchgang 40 eingetreten sind, wie dies an frü herer Stelle in Bezug auf die erste Ausführungsform festge halten worden ist. Die Ströme 35 müssen dabei scharf gebo gen verlaufen, bis sie sich mit den Strömen 36 vereinen, die außerhalb des Messdurchgangs 40 verlaufen, ohne in den Messdurchgang eingetreten zu sein. Wenn die Ströme 35 sich in solcher Weise biegen müssen, folgen die Ströme nicht der Biegung in der erwarteten Weise, um die Abtrennzonen 62 in der Anordnung zu erzeugen, die in Fig. 29 gezeigt ist. Auf der anderer. Seite führen bei der Anordnung gemäß der fünf ten Ausführungsform die Ströme entlang der Außenwandflächen des Messdurchgangs 40 kaum zu der Entstehung der Abtrennzo nen 62, und zwar auf Grund der sanften oder weichen Strö mung, da der Pfosten 33 die Wanddicke in der quer verlau fenden Richtung an den Außenwandflächen auf der stromabwär tigen Seite besitzt, die von der Austrittsöffnung zu der stromabwärtigen Seite allmählich zunimmt, wie dies in Fig. 28 gezeigt ist. Zusätzlich kann der Pfosten 33 eine Wand dicke in der quer verlaufenden Richtung an den Außenwand flächen auf der stromabwärtigen Seite besitzen, die zu der Auslassöffnung hin allmählich abnimmt, um die Strömungen an den Außenwandflächen daran zu hindern, sich abzutrennen, wodurch ein Druckverlust abgesenkt wird.

Bei der Strömungsratenmessvorrichtung, die in Einklang mit der fünften Ausführungsform konstruiert ist, können die Strömungen entlang den Außenwandflächen des Messdurchgangs 40 sanft oder weich verlaufend gestaltet werden, um die Ab trennung zu verhindern, wodurch ein Druckverlust abgesenkt wird.

Da die Strömungsratenmessvorrichtung gemäß dieser Ausfüh rungsform den Druckverlust reduzieren kann, die Strömungs ratenmessvorrichtung eine größere Luftmenge in eine Brenn kraftmaschine erfassen oder durchlassen, um den Ausstoß der Brennkraftmaschine zu verbessern, indem diese als ein An saugluftströmungsmessgerät als Beispiel verwendet wird.

Es ist ausreichend, dass der Pfosten 33 wenigstens einen Abschnitt von jeder der Außenwandflächen aufweist, der in einer gekrümmten oder sich verjüngenden Fläche ausgebildet ist, die nach außen hin erweitert ist. Selbst wenn jede der Seitenwände in einer blattförmigen Gestalt ausgebildet ist, wie beispielsweise NACA, was als Blattstandards für die amerikanische Luftfahrt bekannt ist, wie in Fig. 30(a) ge zeigt ist, kann der Pfosten bei einer Gestalt mit einer Ab schnitt einer sanft gekrümmten Fläche ähnlich einer ellip tischen ausgezogenen Fläche oder in einer verjüngten Aus führung, wie dies in Fig. 30(b) gezeigt ist, eine ähnliche Wirkung bieten. Eine stromlinienförmige Oberfläche und eine konisch verlaufende oder sich verjüngende Fläche können kombiniert werden. In den Fig. 30(a) und (b) sind Quer schnittsansichten dargestellt, bei denen der Pfosten in der quer verlaufenden Richtung entlang der Strömungsrichtung geschnitten ist, um zu erläutern, auf welche Weise die Strömungen verlaufen.

AUSFÜHRUNGSFORM 6

Eine sechste Ausführungsform schafft eine Anordnung, um ei nen Detektionsfehler, der durch verwirbelte Strömungen ver ursacht wird, weiter zu reduzieren. In Fig. 31 ist eine perspektivische Ansicht der Strömungsratenmessvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform dargestellt. In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen 64 einen der Vorsprünge, die in der Nachbarschaft der Eintrittsöffnung 41 des Mess durchgangs 40 vorgesehen sind, so dass sie sich zur strom aufwärtigen Seite hin erstrecken und die aus parallelen Platten bestehen können, die an den Längsseiten der Ein trittsöffnung 41 vorgesehen sind. Wie in den Fig. 32(a) und (b) gezeigt ist, besitzen die plattenförmig gestalteten Vorsprünge 64 Führungskanten oder Ränder, die mit einem sich verjüngenden oder gekrümmten Abschnitt ausgebildet sind, so dass sich die Wandstärke zu den Führungskanten hin vermindert, und zwar bei allmählicher Erweiterung des Ab standes zwischen den Innenflächen der plattenförmigen Vor sprünge 64 zu den Führungskanten hin. In den Fig. 32(ai und (b) sind Querschnittsansichten des Pfostens 33 gezeigt, der in der quer verlaufenden Richtung entlang der Strömungs richtung geschnitten ist, um zu erläutern, auf welche Weise die Strömungen verlaufen.

Es soll nun die Betriebsweise gemäß dieser Ausführungsform erklärt werden. Wie bereits an früherer Stelle in Bezug auf die erste. Ausführungsform festgehalten worden ist, erzeugt das Auftreten einer umlaufenden Strömung einen Detektions fehler in der Strömungsratenmessvorrichtung. Die Strömung, die von Stromaufwärts zu der Eintrittsöffnung 41 des Mess durchgangs 40 gerichtet ist, wird vorbereitend in eine Vielzahl von Wirbel durch die Vorsprünge 64 aufgeteilt und die Wirbel gelangen dann an der Eingangsöffnung 41 des Messdurchgangs 40 an, und zwar mit einer Rotation, die durch die umlaufende Strömung verursacht wird und ge schwächt ist. Die Erläuterung der Betriebsweise danach wird hier weggelassen, da sie die gleiche ist wie diejenige, die bei der ersten Ausführungsform angesprochen wurde.

Bei der in dieser Weise gemäß der sechsten Ausführungsform konstruierten Strömungsratenmessvorrichtung kann das Vorse hen der Vorsprünge 64, die sich zur stromaufwärtigen Seite des Messdurchgangs 40 hin erstrecken und vorspringen, vor bereitend eine Aufteilung in eine Vielzahl von Wirbel durchgeführt werden und es können die aufgeteilten Wirbel in die Eintrittsöffnung 41 des Messdurchgangs 40 eingelei tet werden. Dies bedeutet, dass die Drehung der Wirbel be reits in einem gewissen Ausmaß an der Eintrittsöffnung 41 des Messdurchgangs geschwächt worden ist. Im Vergleich zu der Anordnung ohne die Vorsprünge 64 gemäß der ersten Aus führungsform, die in Fig. 1 gezeigt ist, kann die Anordnung gemäß dieser Ausführungsform die umlaufenden Wirbel in den Messdurchgang 40 einleiten, kann ferner die Rotation der Wirbel über einen Abschnitt des Messdurchgangs hinweg schwächen, und zwar zwischen der Eintrittsöffnung 40 und der Austrittsöffnung 42. Somit kann die Strömungsratenmess vorrichtung eine Strömungsratenmessung mit besserer Genau igkeit durchführen.

Da die Vorsprünge 64 plattenförmig gestaltete Teile sind, die parallel an den Längsseiten der Einlassöffnung 41 vor gesehen sind, kann sichergestellt werden, dass der Wirbel, der durch die sich drehende Strömung verursacht wird, auf geteilt oder getrennt wird.

Da die Vorsprünge 64 sich verjüngende oder gekrümmte Ab schnitte besitzen, die so ausgebildet sind, dass sie zu den Führungskanten hin dünner werden, kann das Strömungsmittel in stabiler Weise in einer größeren Menge eingeleitet wer den.

Die plattenförmig gestalteten Teile 64 können durch Erwei tern der Seitenwände des Pfostens 33 an den Längsseiten der Eintrittsöffnung 41 in der stromaufwärtigen Richtung vorge sehen werden, wie dies bei dieser Ausführungsform veran schaulicht ist. Selbst wenn die Vorsprünge dadurch ausge bildet sind, indem sich die Seitenwände an den kurzen Sei ten erstrecken bzw. verlaufen, wie dies in Fig. 33 gezeigt ist, kann eine solche Anordnung eine ähnliche Wirkung bie ten mit einem möglicherweise minimierten Unterschied, da der Fortsatz oder Erweiterung der Seitenwände an den kurzen Seiten das Gleiche ist wie die Erweiterung oder Fortsatz der Seitenwände an den langen Seiten insofern als der Wir bel, der durch eine sich drehende Strömung verursacht wird, vorbereitend in eine Vielzahl von Wirbeln aufgeteilt wird und dann die Vielzahl der Wirbel in die Eintrittsöffnung 41 des Messdurchgangs 40 eingeleitet werden.

AUSFÜHRUNGSFORM 7

Obwohl eine Erläuterung der jeweiligen Ausführungsformen in Bezug auf einen Fall vorgenommen wurde, bei dem die Ein trittsöffnung 41 in einer rechteckförmigen Gestalt ausge bildet ist, kann die Eintrittsöffnung in irgendwelchen Ge stalten ausgebildet sein, wie beispielsweise solchen, die in den Fig. 34(a)-(f) gezeigt sind, solange die Ein trittsöffnung in einer länglichen Gestalt ausgebildet ist. In diesen Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 93 die quer verlaufende Richtung der Eintrittsöffnung und das Bezugs zeichen 94 bezeichnet die longitudinale Richtung der Ein trittsöffnung. Wenn die Gestalten, die in diesen Figuren gezeigt sind, bei der ersten Ausführungsform angewendet werden, verengt sich der Messdurchgang in solcher Weise, dass die Länge in der longitudinalen Richtung 94 sich im Wesentlichen sanft verengt, und zwar zur stromabwärtigen Richtung hin, und zwar bei wenigstens einem Abschnitt des Messdurchgangs zwischen einem Abschnitt stromaufwärts von dem Strömungsratendetektor (dem Montageteil 32) und dem Strömungsratendetektor. Wenn die in diesen Figuren gezeig ten Gestalten auf die zweite Ausführungsform angewendet werden, verengt sich die Länge in der quer verlaufenden Richtung 93 ebenfalls allmählich. In diesen Figuren be zeichnet das Bezugszeichen 95 eine Zone mit einem eingeeng ten Abschnitt 45, wenn die Länge in der longitudinalen Richtung 94 eingeschnürt ist. Speziell dann, wenn die Ein trittsöffnung so ausgebildet ist, dass sie Ecken besitzt, die abgerundet sind, wie dies in den Fig. 34(a)-(c) ge zeigt ist, kann der gesamte eingeengte Abschnitt Ecken auf weisen, die von der Eingangsöffnung zur stromabwärtigen Seite hin abgerundet sind. In diesem Fall kann die Gestalt einer Gussform zur Herstellung einer Strömungsmessvorrich tung aus einem Kunststoffmaterial vereinfacht werden. Zu sätzlich tritt kaum eine Abtrennung oder Trennung an den Ecken auf bei Minimierung des Auftretens eines Detektions fehlers.

AUSFÜHRUNGSFORM 8

In den Fig. 35(a) und (b) sind eine Frontansicht und eine vertikale Querschnittsansicht der Strömungsratenmessvor richtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung veranschaulicht. In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen 88 ein zylinderförmiges Strömungsratende tektionselement. In dieser Ausführungsform ist das zylin derförmige Strömungsratendetektionselement 88 anstelle des Strömungsratendetektors gemäß der ersten Ausführungsform, die das Montageteil 32 und das Strömungsratendetektionsele ment 31 umfasst, vorgesehen. Das zylinderförmige Strömungs ratendetektionselement 88 kann dadurch hergestellt werden, indem ein Platindraht als ein hitzeempfindlicher Widerstand auf ein Keramikrohr in einer Wicklungsart gewickelt wird oder indem ein Platinfilm auf ein Keramikrohr niederge schlagen wird und indem das Keramikrohr mit einem spiral förmig verlaufenden Schnitt versehen wird. Das zylinderför mige Strömungsratendetektionselement 88 wird so erhitzt, dass es wärmer ist als die Temperatur eines Strömungsmit tels, und zwar um einen vorbestimmten Temperaturwert, und es wird dabei der Heizstrom zu dem zylinderförmigen Strö mungsratendetektionselement 88 als ein Signal verwendet, um eine Strömungsrate anzuzeigen.

Diese Ausführungsform unterschiedet sich von der ersten Ausführungsform lediglich dadurch, dass der Strömungsraten detektor das zylinderförmige Strömungsratendetektionsele ment 88 enthält, und zwar anstelle einer Kombination aus dem Montageteil 32 und dem Strömungsratendetektionselement 31 gemäß der ersten Ausführungsform.

Bei dieser Ausführungsform wird der umlaufende Wirbel in eine Vielzahl von Wirbeln an der länglichen Eintrittsöff nung aufgeteilt und die aufgeteilten Wirbel besitzen eine verstärkte Rotation und werden während des Durchgangs durch den einzelnen Messdurchgang kontrahiert oder verengt, wobei weder eine trennende Zwischenwand oder ein ähnliches Teil darin vorgesehen ist. Während sie kontrahiert werden oder sich verengen, wird die Rotationsenergie von benachbarten Wirbeln durch Reibung aneinander geschwächt. Zusätzlich können die Größe oder der Maßstab der Wirbel kleiner ge staltet werden. Es wird somit die Rotationsenergie der um laufenden Wirbel geschwächt und es wird eine nicht einheit liche Strömungsverteilung durch die Verengung oder Kontrak tion korrigiert, um einen Störungsgrad zu reduzieren. Fer ner kann das Auftreten von Abtrennzonen zwischen der Ein trittsöffnung 41 und dem zylinderförmigen Strömungsratende tektionselement 88 reduziert werden, um eine Strömungsra tenmessung mit guter Genauigkeit und bei minimalem Störein fluss in der Strömungsratenmessvorrichtung durchzuführen. Es ist ausreichend, dass der Messdurchgang 40 ein einzelnes Loch bilden muss, das heißt also, einen Raum bildet, der weder eine aufteilende oder trennende Zwischenwand noch ein ähnliches Teil darin enthält, und zwar an wenigstens einem Abschnitt desselben zwischen der Strömungsmittelein trittsöffnung und dem zylinderförmigen Strömungsratendetek tionselement 88.

Obwohl die Erläuterung dieser Ausführungsform in Bezug auf einen Fall gemäß dem zylinderförmigen Strömungsratendetek tionselement 88 vorgenommen wurde, die aus einem Sensor vom Spulentyp besteht, ist diese Ausführungsform nicht auf solch einen Fall beschränkt. Es kann ein wärmeempfindlicher Strömungsratensensor zur Anwendung gelangen, um eine ähnli che Wirkung zu bieten, solange dieser das gleiche Grund prinzip verwendet wie ein normales Heißdraht-Anemometer.

Die Strömungsratenmessvorrichtung gemäß irgendeiner der Ausführungsformen ist nicht auf eine Ansaugluftströmungsra tenmessvorrichtung für eine Brennkraftmaschine beschränkt und es kann die Strömungsratenmessvorrichtung als ein nor males Strömungsmessgerät verwendet werden.

Offensichtlich können zahlreiche Modifikationen und Abwand lungen der vorliegenden Erfindung im Licht der obigen Leh ren realisiert werden. Es sei daher darauf hingewiesen, dass die Erfindung im Rahmen der anhängenden Ansprüche in anderer Weise praktiziert werden kann, als dies hier in spezifischer Weise beschrieben ist.

Claims

1. Strömungsratenmessvorrichtung, mit:
einem Pfosten (33), der in einem Strömungsmitteldurch gang (20) zum Durchlassen einer Strömungsmittelströ mung (22) vorgesehen ist und sich über einen Teil der Strömungsmittelströmung erstreckt;
einem Messdurchgang (40), der in dem Pfosten (33) aus gebildet ist, und
einem Strömungsratendetektor (31, 32), der in dem Messdurchgang (40) vorgesehen ist;
wobei der Messdurchgang (40) eine Strömungsmittelein trittsöffnung (41) aufweist, die in einer länglichen Gestalt ausgebildet ist und einer Strömungsrichtung der Strömung gegenüberliegt, wobei der Messdurchgang (40) verengt ist, indem er wenigstens einen Abschnitt zwischen der Strömungsmitteleinlassöffnung (41) und dem Strömungsratendetektor (31, 32) besitzt, der sich im Wesentlichen glatt in einer stromabwärtigen Rich tung der Strömung in einer longitudinalen Richtung der länglichen Gestalt verengt und wobei der Messdurchgang (40) wenigstens einen Abschnitt aufweist, der in ein einzelnes Loch hinein ausgebildet ist.

2. Strömungsratenmessvorrichtung, mit:
einem Pfosten (33), der in einem Strömungsmitteldurch gang (20) zum Durchlassen einer Strömungsmittelströ mung (22) vorgesehen ist und sich über einen Teil der Strömungsmittelströmung erstreckt;
einem Messdurchgang (40), der in dem Pfosten (33) aus gebildet ist, und
einem Strömungsratendetektor (31, 32), der in dem Messdurchgang (40) vorgesehen ist;
der Messdurchgang (40) eine Strömungsmitteleintritts öffnung (41) aufweist, die in einer länglichen Gestalt ausgebildet ist und einer Strömungsrichtung der Strö mung gegenübersteht, der Messdurchgang (40) verengt ist, indem er wenigstens einen Abschnitt zwischen ei ner Stelle stromaufwärts von dem Strömungsratendetek tor (31, 32) und dem Strömungsratendetektor (31, 32) aufweist, der sich im Wesentlichen glatt zu einer stromabwärtigen Richtung der Strömung in einer longi tudinalen Richtung der länglichen Gestalt hin verengt und wobei der Strömungsratendetektor (31, 32) ein im Wesentlichen plattenförmig gestaltetes Montageteil (32) umfasst, welches sich im Wesentlichen entlang der Strömungsrichtung und im Wesentlichen parallel zu ei ner longitudinalen Richtung der Strömungsmittelein trittsöffnung (41) erstreckt und wobei ein Strömungs ratendetektionselement (31) auf einer Hauptfläche des Montageteiles (32) getragen ist.

3. Strömungsratenmessvorrichtung, mit:
einem Pfosten (33), der in einem Strömungsmitteldurch gang (20) zum Durchlassen einer Strömungsmittelströ mung (22) vorgesehen ist und sich über einen Teil der Strömungsmittelströmung erstreckt;
einem Messdurchgang (40), der in dem Pfosten (33) aus gebildet ist, und
einem Strömungsratendetektor (31, 32), der in dem Messdurchgang (40) vorgesehen ist;
wobei der Messdurchgang (40) eine Strömungsmittelein trittsöffnung (41) aufweist, die in einer länglichen Gestalt ausgebildet ist und einer Strömungsrichtung der Strömung gegenüberliegt, der Messdurchgang (40) verengt ist, indem er wenigstens einen Abschnitt zwi schen der Strömungsmitteleintrittsöffnung und dem Strömungsratendetektor (31, 32) aufweist, der im We sentlichen glatt in einer stromabwärtigen Richtung der Strömung in einer longitudinalen Richtung der längli chen Gestalt verengt ist, wobei der Messdurchgang (40) wenigstens einen Abschnitt aufweist, der als ein ein zelnes Loch ausgebildet ist und wobei der Strömungsra tendetektor (31, 32) ein im Wesentlichen plattenförmig gestaltetes Montageteil (32) umfasst, welches sich im Wesentlichen entlang der Strömungsrichtung und im We sentlichen parallel zu der longitudinalen Richtung der Strömungsmitteleintrittsöffnung (41) erstreckt und wo bei ein Strömungsratendetektionselement (31) auf einer Hauptfläche des Montageteiles (32) getragen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der sich der Messdurchgang (40) im Wesentlichen linear in einer Richtung von einer stromaufwärtigen Seite des Strömungsmitteldurchgangs (20) zu einer stromabwärtigen Seite des Strömungsmitteldurchgangs (20) erstreckt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Strömungsmitteleintrittsöffnung (41) eine longitudinale Länge in der longitudinalen Richtung und eine quer verlaufende Länge in einer quer verlaufenden Richtung besitzt, wobei die longitudinale Länge im We sentlichen wenigstens das Zweifache der quer verlau fenden Länge beträgt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der der Messdurchgang (40) eine Innenwandfläche besitzt, die in der stromabwärtigen Richtung kontra hiert bzw. verengt ist, so dass wenigstens ein Ab schnitt an einer Schnittstelle zwischen einer imaginä ren Ebene senkrecht zu der Strömungsmitteleintritts öffnung (41) und parallel zu der longitudinalen Rich tung der Strömungsmitteleintrittsöffnung (41) und der Innenwandfläche eine im Wesentlichen glatt oder sanft gekrümmte Linie bildet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die glatt oder sanft gekrümmte Linie eine im Wesentlichen durchgehende gekrümmte Linie ist, die ei nen Wendepunkt (50) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, bei der die gekrümmte Linie eine Linie gemäß einer ku bischen Funktion oder eine Linie ist, die im Wesentli chen einer Linie gemäß einer kubischen Funktion ange nähert ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, bei der der Wendepunkt (50) an einer Position gelegen ist, die von der Strömungsmitteleintrittsöffnung (41) in der stromabwärtigen Richtung um eine Strecke von im Wesentlichen 0,3 L beabstandet ist, wobei die longitu dinale Länge der Strömungsmitteleintrittsöffnung (41) als L definiert ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der sich der Messdurchgang (40) bis hin zu wenigs tens einer Position verengt oder kontrahiert, bei der ein stromaufwärtiges Ende des Strömungsratendetektors (31, 32) gelegen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der sich der Messdurchgang (40) bis hin zu wenigs tens einer Position verengt, bei der ein Strömungsra tendetektionselement (31) wie der Strömungsratendetek tor gelegen ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Strömungsmitteleintrittsöffnung (41) in einer gekrümmten Gestalt ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der der Messdurchgang (40) wenigstens einen Ab schnitt von einer Stelle stromaufwärts von dem Strö mungsratendetektor (31, 32) bis zum Strömungsratende tektor (31, 32) aufweist, der im Wesentlichen glatt oder sanft in der stromabwärtigen Richtung in einer quer verlaufenden Richtung der Strömungsmittelein trittsöffnung (41) verengt ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der der Messdurchgang (40) ein stromabwärtiges Wandende besitzt, welches mit einer Nut (56) ausgebil det ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der der Messdurchgang (40) eine Außenwandfläche besitzt, die mit einer Konvexität an einer Position nahe bei und stromaufwärts von der Nut (56) ausgestat tet ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der der Messdurchgang (40) wenigstens einen Ab schnitt einer Außenwandfläche besitzt, der als eine gekrümmte oder sich verjüngende Fläche ausgebildet ist, die sich nach außen zu erweitert.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der Vorsprünge (64) nahe der Strömungsmittelein trittsöffnung (41) derart vorgesehen sind, dass sie sich in einer stromaufwärtigen Richtung erstrecken.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der die Strömungsmitteleintrittsöffnung (41) in einer im Wesentlichen rechteckförmigen Gestalt ausge bildet ist und bei der die Vorsprünge (64) an wenigs tens einem Paar der Seiten der langen Seiten und der kurzen Seiten der Strömungsmitteleintrittsöffnung (41) vorgesehen sind, wobei die Vorsprünge (64) aus plat tenförmig gestalteten Teilen bestehen, die zueinander parallel sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, bei der die Vorsprünge (64) einen gekrümmten oder sich verjüngenden Abschnitt besitzen, der eine Wanddicke hat, die in Richtung der stromaufwärtigen Seite des Strömungsmitteldurchgangs (20) dünner ausgebildet ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der der Pfosten (33) in den Strömungsmitteldurch gang (20) durch eine Öffnung (30) eingeschoben ist, die in einer Seitenwand des Strömungsmitteldurchgangs (20) ausgebildet ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei der das Montageteil (32) eine Zone mit einer Wand dicke aufweist, die sich von einem stromaufwärtigen Ende des Montageteils (32) in der stromabwärtigen Richtung erweitert oder größer wird und bei der das Strömungsratendetektionselement (31) an der Zone vor gesehen ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei der das Montageteil (32) ein stromabwärtiges Ende aufweist, welches mit einer Nut ausgestattet ist.