DE4020601C2 - Durchflußmesser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Durchflußmesser zur Messung des Durchsatzes eines Strömungsmediums in einem Strömungskanal, insbesondere einen Luftmengenmesser, mit dem beispielsweise der Luftdurchsatz im Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine gemessen werden kann, gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2.

Ein derartiger Durchflußmesser ist aus der US 4 691 566 bekannt. Dieser Durchflußmesser weist ein koaxial im Strömungskanal angeordnetes Spiralband auf, dessen Windungen durch Abstandshalter voneinander auf Abstand gehalten werden, so daß der gesamte Querschnitt des Strömungskanals im wesentlichen gleichmäßig von dem Spiralband durchsetzt wird und das Strömungsmedium zwischen den Windungen des Spiralbandes hindurchströmen kann. Das Spi­ ralband ist mit einer Wärmeabgabeeinrichtung in Form von temperaturabhän­ gigen Widerständen versehen, die gleichmäßig auf der gesamten Fläche des Spiralbandes verteilt sind. Die Widerstände geben eine vom Strömungsdurch­ satz abhängige Wärmemenge an das durchströmende Medium ab und gestat­ ten es, die abgegebene Wärmemenge und damit den Strömungsdurchsatz elektrisch zu messen.

Bei diesem bekannten Durchflußmesser kann zwar aufgrund der gleichmäßi­ gen Verteilung der Meßwiderstände über den Querschnitt des Strömungska­ nals eine weitgehende Unempfindlichkeit des Meßsignals gegenüber Ände­ rungen des Strömungsprofils des Mediums erreicht werden, doch besteht das Problem, daß insbesondere in Leitungssystemen, die auch gekrümmte Abschnitte aufweisen, die Strömung nicht immer einheitlich parallel zur Ach­ se des Strömungskanals gerichtet ist, sondern auch Radialkomponenten auf­ grund stärkerer oder schwächerer Kühlung der Widerstandselemente kom­ men.

Zur Messung des Ansaugluftdurchsatzes von Brennkraftmaschinen sind ferner sogenannte Hitzdraht-Luftmengenmesser bekannt. Diese Luftmengenmesser weisen generell eine kleine, gewendelte Hitzdraht-Sonde von relativ großer mechanischer Festigkeit und eine Lufttemperatur-Sonde zur Messung der Ansauglufttemperatur auf. Die Sonden sind in einem Bypass-Luftkanal angeordnet. Ein Hitzdraht-Luftmengenmesser zeichnet sich durch ein hohes Maß an mechanischer Festigkeit aus, im Hinblick auf die relativ rauhen Einsatzbedingungen in einem Kraftfahrzeug, die durch Schwingungen oder Erschütterungen, thermische Schocks, Rückzündungen und dergleichen gekennzeichnet sind. Weitere Merkmale dieser Luftmengenmesser sind eine kleinbauende Konstruktion, die Eignung zur Massenherstellung und eine kurze Ansprechzeit.

Bei solchen Hitzdraht-Luftmengenmessern ist jedoch die Hitzdraht-Sonde, die das auf den Luftdurchsatz ansprechende Element bildet, nicht in dem Haupt-Ansaugrohr, sondern in einem gesonderten Bypasskanal angeordnet. Aus diesem Grund kann die Luftmengenmessung leicht durch pulsierende Druckschwankungen verfälscht werden, die durch das Öffnen und Schließen der Einlaßventile der Brennkraftmaschine verursacht werden und zu einer ständigen Änderung der Strömungsgeschwindigkeit und der Geschwindigkeitsverteilung führen, so daß sich infolge der zahlreichen, mit geraden Ansaugrohr- Abschnitten abwechselnden Krümmungen des Ansaugrohres äußerst instabile und schwer beherrschbare Strömungsbedingungen mit einer asymmetrischen Strömungsverteilung ergeben. Aufgrund räumlicher Beschränkungen kann ein Hitzdraht-Luftmengenmesser diesen Strömungsbedingungen nicht ausreichend Rechnung tragen.

Vor diesem Hintergrund ist ein Durchflußmesser entwickelt worden, dessen Meßelement sich durch eine spezielle Wabenstruktur auszeichnet. Ein Luftmengenmesser dieser Art wird in der US 5 058 426 beschrieben.

Dieser Durchflußmesser weist mehrere Zellen auf, die durch die als Metallfolien ausgebildeten Durchsatz-Meßelemente und durch ein kreisförmiges Stützelement gebildet werden, das die Meßelemente abdeckt und in dem Strömungskanal hält. Das Strömungsmedium in dem Strömungskanal durchströmt diese Zellen ohne Druckverlust.

Die mechanische Festigkeit dieses Durchflußmessers ist jedoch nicht ausreichend für den Einsatz unter sehr rauhen Bedingungen, wie sie beispielsweise in einem Ansaugkrümmer vorliegen, der den Vibrationen einer Brennkraftmaschine ausgesetzt ist. Darüber hinaus erfordert die Herstellung der Wabenstruktur dieses Durchflußmessers komplexe Verfahrensschritte, in denen eine isolierende Schicht und eine elektrische Widerstandsschicht im Sputterverfahren auf eine Metallfolie auflaminiert werden. Hierdurch entstehen erhöhte Herstellungskosten.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Durchflußmesser nach dem Ober­ begriff der Ansprüche 1 und 2 zu schaffen, der sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnet und es gestattet, Verfälschungen des Meßergebnisses durch radi­ ale Strömungskomponenten des Mediums zu unterdrücken.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in den unabhängigen Patentan­ sprüchen 1 und 2 angegebenen Merkmalen gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Durchflußmesser wird die Halteeinrichtung für die wärmeabgebenden Widerstandselemente durch konzentrisch im Strö­ mungskanal angeordnete Hohlzylinder mit unterschiedlichen Durchmessern gebildet, und Widerstandsfilme sind in einer gegenüber der Mitte der Hohlzylinder stromab versetzten Position entweder direkt auf den Hohlzylindern oder auf zwischen diesen gehaltenen Trägern angeordnet.

Durch die stromaufwärtigen Abschnitte der Hohlzylinder und gegebenenfalls der Träger wird somit eine Gleichrichtung der Strömung bewirkt, bevor die Durchflußmenge mit Hilfe der im stromabwärtigen Bereich angeordneten Widerstandselemente gemessen wird.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Durchflußmesser nach dem Patentanspruch 1 mit einem Temperatursensor in einem Strömungska­ nal;

Fig. 2 eine Frontansicht des Durchflußmessers entspre­ chend einem Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Frontansicht des Temperatursensors ent­ sprechend einem Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 1;

Fig. 4(a) bis Fig. 4(c) verschiedene Herstellungsstufen einer Wärme­ abgabeeinrichtung des Durchflußmessers nach dem Patentanspruch 1;

Fig. 5(a) eine graphische Darstellung von Geschwindigkeitsprofilen der Ansaugluftströmung im Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine;

Fig. 5(b) eine graphische Darstellung von zeitlichen Änderungen des Durchflusses bei verschiedenen Maschinendrehzahlen;

Fig. 6 einen Schnitt durch einen Durchflußmesser nach dem Patentanspruch 2;

Fig. 7(a) einen Schnitt längs der Linie VII-VII in Fig. 6;

Fig. 7(b) einen Teilschnitt einer auf einem Hohlzylinder des Durchflußmessers angeordneten Wärmeabgabeeinrichtung;

Fig. 8(a) bis 8(d) verschiedene Herstellungsstufen einer Wärmeabgabe­ einrichtung des Durchflußmessers nach dem Patentanspruch 2.

In Fig. 1 sind ein Durchflußmesser 1 und ein Temperatursensor 2 dargestellt, die senkrecht zur Strömungsrichtung R in einem durch eine Leitung 3 gebildeten Strömungskanal 10 angeordnet sind. Der Durchflußmesser 1 ist so an der Innenwand der Leitung 3 montiert, daß er den gesamten Strömungsquerschnitt eines Abschnittes des Strömungskanals 10 abdeckt. Der Temperatursensor 2 dient zur Messung der Temperatur des Strömungsmediums in dem Strömungskanal 10 und liefert ein dieser Temperatur entsprechendes Signal an eine Auswerteeinrichtung 30. Die in Fig. 1 gezeigte Anordnung ist beispielsweise als Luftmengenmesser für eine Brennkraftmaschine verwendbar.

Gemäß Fig. 2 umfaßt der Durchflußmesser 1 vier getrennte, konzentrisch angeordnete Hohlzylinder 1a als Halteeinrichtung und wellenförmige Träger 1b, die Widerstandsfilme 7 zur Messung des Durchflusses tragen. Die Hohlzylinder 1a sind aus Kunststoff oder aus Metall, beispielsweise aus Aluminium hergestellt. Die gewellten Träger 1b sind derart zwischen den konzentrischen Hohl­ zylinder 1a angeordnet, daß sie mehrere an den Enden offene Zellen 1c bilden, durch die das Strömungsmedium ohne Druckverlust hindurchströmen kann.

Der Temperatursensor 2 ist im einzelnen in Fig. 3 gezeigt. Der Temperatursensor 2 umfaßt einen Thermistor 2a und einen Steg 2b aus einem Keramikmaterial wie beispielsweise Aluminiumoxid. Der Thermistor ist in der Mitte des Steges 2b angebracht. Zur Herstellung des Thermistors 2a wird ein in einem organischen Lösungsmittel dispergiertes keramisches Material auf ein vorgegebenes Gebiet des Steges 2b aufgetragen und anschließend getrocknet und gebrannt.

Ein Verfahren zur Herstellung der Wärmeabgabeeinrichtung 1b, 7 des Durchflußmessers 1 ist in Fig. 4(a) bis 4(c) veranschaulicht.

Zunächst wird aus einem federelastischen Material wie beispielsweise einem Phosphorbronze-Blech mit einer Dicke von 0,3 bis 0,5 mm ein gewelltes Teil 5 als Träger geformt, wie in Fig. 4(a) gezeigt ist.

Feine Körper aus keramischen Materialien wie Aluminiumoxid und Glas werden mit einem organischen Lösungsmittel zu einer Paste gemischt. Die Paste wird im Siebdruckverfahren auf bestimmte Bereiche des gewellten Teils 5 aufgetragen, so daß dort ein Film mit einer Dicke von 10 bis 20 µm gebildet wird. Im wesentlichen wird dann das gewellte Teil 5 mit der darauf aufgetragenen Paste getrocknet und gebrannt, wobei eine solche Beziehung zwischen der Zeit und der Temperatur eingehalten wird, daß ein isolierender Film 6 auf dem gewellten Teil 5 gebildet wird, wie in Fig. 4(b) gezeigt ist.

Metallische Körner, beispielsweise aus Platin, und Glaskörner werden mit einem organischen Lösungsmittel zu einer Paste gemischt. Ähnlich dem oben beschriebenen Verfahren wird diese Paste im Siebdruckverfahren auf vorbestimmte Bereiche des isolierenden Films 6 aufgetragen. Die Schichtdicke der Paste beträgt etwa 10 µm.

Nach dem Auftragen dieser Paste wird durch erneutes Trocknen und Brennen mit einer vorbestimmten Beziehung zwischen Zeit und Temperatur ein dünner Metallfilm als ein elektrischer Widerstandsfilm 7, mit einer Dicke von 0,2 bis 0,5 µm erzeugt, wie in Fig. 4(c) gezeigt ist.

Der isolierende Film 6 und der Widerstandsfilm 7 sind in einem stromabwärtigen Bereich des gewellten Teils 5 angeordnet, wenn das gewellte Teil in den Strömungskanal eingesetzt ist, so daß das Strömungsmedium über den Widerstandsfilm strömt, nachdem die Strömung im stromaufwärtigen Bereich des gewellten Teils gleichgerichtet wurde.

Das in der oben beschriebenen Weise hergestellte Bauteil entspricht einer Wärmeabgabeeinrichtung nach dem Patentanspruch 1 und wird in den ringförmigen Zwischenraum zwischen den konzentrischen Hohlzylindern 1a angeordnet.

Die Widerstandsfilme 7 der gewellten Teile 5 werden durch nicht gezeigte Elektroden aus Metallfolie miteinander und mit der Auswerteeinrichtung 30 verbunden.

Nachfolgend soll die Wirkungsweise des oben beschriebenen Durchflußmessers erläutert werden. Der elektrische Widerstand Rw des Widerstandsfilms 7 am Träger 1b des Durchflußsensors ist durch die folgende Gleichung gegeben:

Rw = Rw₀ × (1 + αTw) (1)

wobei Tw die Temperatur des Widerstandsfilms 7 ist. Rw₀ ist der Widerstandswert des Widerstandsfilms 7 bei einer Bezugstemperatur, beispielsweise bei 0°C. Die Größe α ist der Temperaturkoeffizient des Widerstandsfilms 7.

Wenn ein Strom i durch den Widerstandsfilm 7 fließt, so wird Wärme erzeugt, und eine Wärmemenge Q pro Zeiteinheit wird auf das Strömungsmedium übertragen, das mit der Strömungsgeschwindigkeit V über den Widerstandsfilm strömt. Die übertragene Wärmemenge Q pro Zeiteinheit ist durch die folgende Gleichung gegeben.

Q = i²Rw = (C₁+C₂(σ V)^1/2) × (Tw - Ta) S.

Es gilt somit

i² = (C₁+C₂(σ V)^1/2) × (Tw - Ta) S/Rw. (2)

wobei σ die Dichte des Strömungsmediums in dem Strömungskanal, S die Oberfläche des Widerstandsfilms 7 und Ta die Temperatur des Strömungsmediums ist. Die Größen C₁ und C₂ sind Konstanten.

Aus der obigen Gleichung (2) geht hervor, daß, wenn man durch elektrische Temperaturregelung die Größe

(Tw - Ta) S/Rw (3)

unabhängig von der Temperatur Ta des Strömungsmediums konstant hält, der Strom i als eine Funktion des Produkts aus der Dichte des Strömungsmediums und der Strö­ mungsgeschwindigkeit beschrieben werden kann, die nur von dem Massendurchsatz abhängig ist. Anhand des Stromes i kann somit der Massendurchsatz bestimmt werden.

Es sind verschiedene Auswerteeinrichtungen bekannt, bei denen ein Signal eines die Temperatur Ta des Strömungsmediums erfassenden Sensors verwendet wird, um die in dem Ausdruck (3) angegebene Größe auf einem konstanten Wert zu halten. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel wird durch die Auswerteeinrichtung 30 der durch den Durchflußsensor 1 fließende Strom anhand des Temperatursignals des Temperatursensors 2 so gesteuert, daß die Größe gemäß dem Ausdruck (3) konstant gehalten wird.

Eine geeignete Auswerteeinrichtung wird in der US 43 11 042 beschrieben. Dieses Patent betrifft einen Hitzdraht-Luftmengenmesser für eine Brennkraftmaschine. Der Hitzdraht und ein Widerstand sind im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine angeordnet, und eine Steuerschaltung erhöht die Spannung über dem Hitzdraht derart, daß die von dem Hitzdraht abgegebene Energie ersetzt und somit die Temperatur des Hitzdrahtes auf einem konstanten Wert gehalten wird. Durch eine derartige Regelung wird eine genaue Messung des Durchsatzes des Strömungsmediums mit einem Hitzdraht-Strömungsmesser ermöglicht. Weitere Einzelheiten einer bekannten Auswerteeinrichtung in Verbindung mit einem Hitzdraht-Luftmengenmesser werden in der US 45 05 248 beschrieben.

Die Träger 1b des Durchflußmessers gemäß Fig. 1 sind mit ihrem Querschnitt senkrecht zur Strömungsrichtung R des Strömungsmediums angeordnet und erstrecken sich über die gesamte Querschnittsfläche des Strömungskanals. Außerdem weist jeder der Träger 1b eine gewisse Dicke oder Länge parallel zur Strömungsrichtung R auf.

In einem Strömungskanal wie beispielsweise einem Ansaugkrümmer einer Brennkraftmaschine treten unvorhersehbare räumliche und zeitliche Änderungen in dem Strömungsprofil des Strömungsmediums (Luft) auf. Bei einer Brennkraftmaschine ist es infolge des beschränkten Raumangebots für die Strömungskanäle schwierig, ausreichend lange gerade Abschnitte in den Strömungskanälen vorzusehen. Aus diesem Grund enthalten die Strömungskanäle zahlreiche gekrümmte Abschnitte. Im Ansaugstrom der Brennkraftmaschine treten deshalb äußerst starke Fluktuationen in den Strömungsbedingungen auf. Fig. 5(a) illustriert die stündlichen örtlichen Änderungen der Geschwindigkeitsprofile eines Strömungsmediums S über den Querschnitt eines Strömungskanals. Es ist zu erkennen, daß die Strömung zu den Einlaßventilen der Brennkraftmaschine starken räumlichen Schwankungen unterliegt.

Darüber hinaus treten in der Ansaugluftströmung einer Brennkraftmaschine Fluktuationen oder pulsierende Schwankungen synchron mit den Öffnungs- und Schließzeiten der Einlaßventile der einzelnen Zylinder auf. Je größer die Differenz zwischen dem Druck auf der Einlaßseite des Strömungskanals (an der Stelle der weit geöffneten Drosselklappe) und der Zylinderseite ist, desto größer ist die Amplitude der pulsierenden Durchsatzschwankungen. Fig. 5(b) illustriert die pulsierenden Durchsatzschwankungen im Ansaugrohr bei weit geöffneter Drosselklappe für verschiedene Maschinendrehzahlen.

Insgesamt ist somit festzustellen, daß die Ansaugluftströmung der Brennkraftmaschine sowohl räumlich als auch zeitlich variabel ist, so daß sich ihr genauer Wert nur schwer bestimmen läßt. Damit in einer solchen instabilen Strömung der mittlere Durchfluß stets genau gemessen werden kann, sollte ein Durchflußmesser derart senkrecht zur Strömungsrichtung angeordnet sein, daß er sich über den gesamten Querschnitt des Strömungskanals oder zumindest über ein ganzes ringförmiges Querschnittssegment erstreckt. Dieses Erfordernis wird bei dem oben beschriebenen Durchflußmesser durch die Anordnung der gewellten, mit Widerstandsfilmen versehenen Träger erfüllt. Die metallischen Widerstandsfilme erfassen dort die Strömung auf dem gesamten Querschnitt des Strömungskanals, sowohl in Achsennähe als auch in Nähe der Innenwände des Strömungskanals, so daß die Messung nicht durch örtlich oder zeitlich begrenzte Schwankungen des Durchsatzes beeinträchtigt wird. Auf diese Weise wird auch bei extremen Schwankungen des Strömungsmusters eine genaue Durchflußmessung ermöglicht.

Durch die Wellenform der Träger werden weit geöffnete Zellen gebildet, durch die das Strömungsmedium ohne Druckverlust hindurchströmen kann.

Um die Widerstandsfilme so in dem Strömungskanal zu befestigen, daß sie über den gesamten Querschnitt des Strömungskanals verteilt sind, könnte ein Gitter oder Netz aus Platin- oder Wolframdrähten verwendet werden. In diesem Fall wäre es jedoch schwierig, geeignete Befestigungsmittel vorzusehen, mit denen das Gitter so in dem Strömungskanal befestigt wird, daß die mechanische Festigkeit der Gitterdrähte nicht beeinträchtigt wird. Darüber hinaus wäre ein solches Befestigungssystem relativ kostspielig. Aus diesen Gründen wäre das oben beschriebene Befestigungssystem für den Einsatz in Kraftfahrzeugen kaum geeignet. Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung läßt sich demgegenüber durch die gewellte Form der Träger problemlos eine ausreichende mechanische Stabilität erreichen.

In Fig. 6 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nach dem Patentanspruch 2 dargestellt. Ähnlich wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel sind ein Durchflußmesser 11 und der Temperatursensor 2 senkrecht zur Strömungsrichtung R in dem Strömungskanal 10 angeordnet.

Gemäß Fig. 7(a) weist der Durchflußmesser 11 mehrere Hohlzylinder 11a auf, die konzentrisch zueinander angeordnet sind und auf denen sich Widerstandsfilme 11b befinden. Der Durchflußmesser 11 ist so in dem Strömungskanal 10 angeordnet, daß er sich über dessen gesamte Querschnittsfläche erstreckt, wobei das Strömungsmedium durch ringförmige Zwischenräume 11e zwischen den benachbarten Hohlzylindern hindurchströmen kann. Der Durchflußmesser 11 weist außerdem einen Verbindungsstab 11c aus Metall auf, der die Hohlzylinder 11a miteinander und mit einem Stützelement 11d verbindet. Die beiden Enden des Verbindungsstabes 11c sind in dem Stützelement 11d befestigt, und das Stützelement ist in eine Nut oder Ausnehmung in der Innenwand der Leitung 3 eingesetzt, so daß der Hauptteil des Durchflußmessers in dem Strömungskanal gehalten wird.

Fig. 7(b) zeigt einen Teilschnitt durch einen der Hohlzylinder 11a, auf dem ein Widerstandsfilm 11b angeordnet ist. Der Widerstands­ film 11b ist auf einen dünnen isolierenden Film 11b-1 ausgebracht. Der Widerstands­ film 11b ist im stromabwärtigen Bereich der Hohlzylinder 11a angeordnet, so daß die Strömung durch die stromaufwärtigen Bereiche der zylindrischen Elemente zu einem gewissen Grad gleichgerichtet und geglättet wird, bevor sie einen Widerstandsfilm 11b überstreicht.

In Fig. 8(a) bis 8(d) ist ein Verfahren zur Herstellung einer Wärmeabgabeeinrichtung nach dem Patentanspruch 2 illustriert.

Zunächst wird gemäß Fig. 8(a) ein dünner Hohlzylinder 11a aus Aluminium- oder Eisenlegierungen hergestellt.

Eine isolierende Schicht 11b-1 aus einem isolierenden Material wie etwa Aluminiumoxid wird auf eine Oberfläche des Hohlzylinders 11a aufgebracht. Zur Ausbildung der isolierenden Schicht 11b-1 werden feine Körner von Aluminiumoxid in einem organischen Lösungsmittel dispergiert, so daß eine Paste gebildet wird. Diese Paste wird im Siebdruckverfahren auf vorgewählte Bereiche des Hohlzylinders aufgetragen, um einen Film mit einer Dicke von 10 bis 20 µm zu bilden. Im wesentlichen wird anschließend der Hohlzylinder getrocknet und gebrannt, wobei eine bestimmte Beziehung zwischen der Brennzeit und der Temperatur eingehalten wird, so daß die isolierende Schicht 11b-1 gebildet wird, wie in Fig. 8(b) gezeigt ist.

Anschließend wird der Widerstandsfilm 11b in gleicher Weise wie die isolierende Schicht 11b-1f aufgebracht. Der Widerstandsfilm 11b wird aus einer Paste gebildet, die feine Körner aus Platin in einem Dispersionsmedium wie etwa einem organischen Lösungsmittel enthält. Die Paste wird im Siebdruckverfahren mit einer Schichtdicke von etwa 10 µm auf die isolierende Schicht 11b-1 aufgetragen. Durch anschließendes Trocknen und Brennen der Paste entsteht der Widerstandsfilm 11b in Form eines dünnen Metallfilms mit einer Dicke von 0,2 bis 1,0 µm, wie in Fig. 8(c) gezeigt ist.

Ein Verbindungsstab 12 aus Metall wird in nicht gezeigte Öffnungen eingesteckt, die zuvor in den Hohlzylindern 11a ausgebildet wurden. Auf die Berührungszone zwischen dem Verbindungsstab 12 und den Rändern der Öffnungen wird eine Leitpaste aufgebracht, so daß eine elektrische Verbindung zwischen den Widerstandsschichten 11b und dem Verbindungsstab hergestellt wird. Beide Enden des Verbindungsstabes 12 werden in das Stützelement 11d aus Kunststoff eingesteckt und elektrisch mit der Auswerte­ einrichtung 30 verbunden. Auf diese Weise wird der in Fig. 6 gezeigte Durchflußmesser 11 fertiggestellt.

Die Wirkungsweise des Durchflußmessers 11 entspricht der Wirkungsweise des Durchflußmessers 1 aus dem ersten Ausführungsbeispiel. Da der Durchflußmesser 11 mehrere Hohlzylinder aufweist, auf denen die Wider­ standsfilme angebracht sind und die mit ihrem Querschnitt senkrecht zur Strömungsrichtung angeordnet sind, so daß sie sich über den gesamten Strömungsquerschnitt des Strömungskanals erstrecken, wird eine genaue Messung des Strömungsdurchsatzes unabhängig von lokalen örtlichen oder zeitlichen Schwankungen des Strömungsmusters ermöglicht. Die ringförmigen Zwischenräume zwischen den benachbarten Hohlzylindern ermöglichen, daß der Durchflußmesser von dem Strömungsmedium ohne Druckverlust durchströmt werden kann. Eine ausreichende mechanische Festigkeit des Durchflußmessers wird durch eine entsprechende Wanddicke der Hohlzylinder sichergestellt.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung zeichnen sich durch eine hohe mechanische Festigkeit und Belastbarkeit aus, so daß eine lange Lebensdauer des Durchflußmessers auch beim Einsatz in Ansaugkrümmern von Brennkraftmaschinen erreicht wird, in denen starke Erschütterungen oder Schwingungen durch den direkten Einfluß der Motorvibrationen auftreten. Die Widerstandsfilme werden durch naß aufgetragene dünne Filme gebildet, so daß eine Herstellung des Durchflußmessers zu geringen Kosten ermöglicht wird. Die Herstellung im Siebdruckverfahren hat den Vorteil, daß die gewünschte Gestalt der isolierenden Filme und der Widerstandsfilme genau eingehalten werden kann, so daß Qualitätsstreuungen der Produkte vermindert werden.

Claims (2)

1. Durchflußmesser zur Messung des Durchsatzes eines Strömungsmediums in einem Strömungskanal (10), mit

• - einer Wärmeabgabeeinrichtung (1b, 7), die verteilt über den Querschnitt des Strömungskanals (10) Wärme an das durch den Strömungskanal fließen­ de Strömungsmedium abgibt,
• - einer Halteeinrichtung (1a), an der die Wärmeabgabeeinrichtung (1b, 7) an mehreren über den Querschnitt des Strömungskanals verteilten Positio­ nen gehalten ist, und
• - einer Meßeinrichtung zur Bestimmung der abgegebenen Wärmemenge sowie einer Auswerteeinrichtung (30) zur Bestimmung des Durchsatzes des Strömungsmediums anhand der gemessenen Wärmemenge, dadurch gekennzeichnet, daß
• - die Halteeinrichtung aus Hohlzylindern (1a) mit unterschiedlichen Durchmessern besteht, die mit ihrer Längsachse in Strömungsrichtung kon­ zentrisch im Strömungskanal (10) angeordnet sind, und
• - die Wärmeabgabeeinrichtung aus Trägern (1b) mit vergleichbarer Längs­ ersteckung wie die Hohlzylinder (1a) und einem jeweils darauf angebrachten Widerstandsfilm (7) besteht, wobei der Widerstandsfilm (7) jeweils in Strö­ mungsrichtung des Strömungsmediums zum stromabwärtigen Ende hin gegenüber der Mitte von Träger (1b) und Hohlzylinder (1a) versetzt ist.

2. Durchflußmesser zur Messung des Durchsatzes eines Strömungsmediums in einem Strömungskanal (10), mit

• - einer Wärmeabgabeeinrichtung (11b), die verteilt über den Quer­ schnitt des Strömungskanals (10) Wärme an das durch den Strömungskanal fließende Strömungsmedium abgibt,
• - einer Halteeinrichtung (11a), an der die Wärmeabgabeeinrichtung (11b) an mehreren über den Querschnitt des Strömungskanals verteilten Posi­ tionen gehalten ist, und
• - einer Meßeinrichtung zur Bestimmung der abgegebenen Wärmemenge sowie einer Auswerteeinrichtung (30) zur Bestimmung des Durchsatzes des Strömungsmediums anhand der gemessenen Wärmemenge, dadurch gekennzeichnet, daß
• - die Halteeinrichtung aus Hohlzylindern (11a) mit unterschiedlichen Durchmessern besteht, die mit ihrer Längsachse in Strömungsrichtung kon­ zentrisch im Strömungskanal (10) angeordnet sind und
• - die Wärmeabgabeeinrichtung aus Widerstandsfilmen (11b) besteht, die auf die Hohlzylinder (11a) aufgebracht sind, wobei die Widerstandsfilme je­ weils in Strömungsrichtung des Strömungsmediums zum stromabwärtigen Ende hin gegenüber der Mitte der Hohlzylinder (11a) versetzt sind.