JPH05196486A - 測定素子 - Google Patents
測定素子Info
- Publication number
- JPH05196486A JPH05196486A JP4192132A JP19213292A JPH05196486A JP H05196486 A JPH05196486 A JP H05196486A JP 4192132 A JP4192132 A JP 4192132A JP 19213292 A JP19213292 A JP 19213292A JP H05196486 A JPH05196486 A JP H05196486A
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- JP
- Japan
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- resistance
- measuring
- flow
- substrate
- resistor
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- Pending
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/10—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring thermal variables
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
- G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
- G01F1/688—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element
- G01F1/69—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element of resistive type
- G01F1/692—Thin-film arrangements
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 測定抵抗の近傍において流れに障害がなく、
カルマン渦列による影響を受けない、流体の流量測定装
置用の測定素子を提供する。 【構成】 基板3は測定抵抗17の下流で、流れの方向
に対して横切って延在するスリット42を有しており、
このスリットは基板3の測定抵抗17を支持しているフ
ィンガ11と、基板3の別のフィンガ41との間に形成
されている。
カルマン渦列による影響を受けない、流体の流量測定装
置用の測定素子を提供する。 【構成】 基板3は測定抵抗17の下流で、流れの方向
に対して横切って延在するスリット42を有しており、
このスリットは基板3の測定抵抗17を支持しているフ
ィンガ11と、基板3の別のフィンガ41との間に形成
されている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は請求項1の上位概念に記
載の流体、例えば内燃機関の吸気量測定装置用の測定素
子であって、流体にさらされる測定抵抗として用いられ
る、温度に依存する少なくとも1つの抵抗路と、前記少
なくとも1つの抵抗路を支持する基板とを有する測定素
子に関する。
載の流体、例えば内燃機関の吸気量測定装置用の測定素
子であって、流体にさらされる測定抵抗として用いられ
る、温度に依存する少なくとも1つの抵抗路と、前記少
なくとも1つの抵抗路を支持する基板とを有する測定素
子に関する。
【0002】
【従来の技術】サーミスタフィルム−空気量測定装置と
して公知のこのような装置では、一方では温度センサと
補償抵抗の抵抗路が、他方では測定抵抗の抵抗路が2つ
の調整抵抗とともにホィートストンブリッジを形成し、
ホィーストンブリッジのブリッジ対角線電圧が制御増幅
器に印加される。制御増幅器の出力電圧は測定素子の加
熱抵抗のための加熱電圧として用いられる。
して公知のこのような装置では、一方では温度センサと
補償抵抗の抵抗路が、他方では測定抵抗の抵抗路が2つ
の調整抵抗とともにホィートストンブリッジを形成し、
ホィーストンブリッジのブリッジ対角線電圧が制御増幅
器に印加される。制御増幅器の出力電圧は測定素子の加
熱抵抗のための加熱電圧として用いられる。
【0003】上記装置のための冒頭に述べた形式の公知
の測定素子(ドイツ特許出願公開第3638138号公
報)では、基板上の抵抗路は抵抗路が相互に流れの方向
に平行に縦続して配置されている。この場合に補償抵抗
の抵抗路は温度センサの抵抗路と測定抵抗の抵抗路との
間に、基板の同一の面上に配置され、かつ加熱抵抗の抵
抗路は測定抵抗の抵抗路に対して、基板の対向面上に直
接に配置されている。個々の抵抗路は基板において流れ
の方向に対して横切って延在するスリットにより、相互
に分離されており、それにより個々の抵抗路間の熱結合
が生じない。この分離スリットにより基板は3つの同じ
長さのフィンガを有し、これらのフィンガのうち流れ方
向において最初の2つのフィンガがそれぞれ1つの抵抗
路を支持し、かつ流れ方向において最後のフィンガが測
定抵抗と加熱抵抗の抵抗路を支持している。
の測定素子(ドイツ特許出願公開第3638138号公
報)では、基板上の抵抗路は抵抗路が相互に流れの方向
に平行に縦続して配置されている。この場合に補償抵抗
の抵抗路は温度センサの抵抗路と測定抵抗の抵抗路との
間に、基板の同一の面上に配置され、かつ加熱抵抗の抵
抗路は測定抵抗の抵抗路に対して、基板の対向面上に直
接に配置されている。個々の抵抗路は基板において流れ
の方向に対して横切って延在するスリットにより、相互
に分離されており、それにより個々の抵抗路間の熱結合
が生じない。この分離スリットにより基板は3つの同じ
長さのフィンガを有し、これらのフィンガのうち流れ方
向において最初の2つのフィンガがそれぞれ1つの抵抗
路を支持し、かつ流れ方向において最後のフィンガが測
定抵抗と加熱抵抗の抵抗路を支持している。
【0004】この種の測定素子の特性曲線は、ある領域
において不所望な経過を有し、その特性曲線の湾曲は媒
体の流量の増加とともに同じように変化しない。一定の
傾斜を有する領域と一定の変化する傾斜領域とが交番し
て現れる。
において不所望な経過を有し、その特性曲線の湾曲は媒
体の流量の増加とともに同じように変化しない。一定の
傾斜を有する領域と一定の変化する傾斜領域とが交番し
て現れる。
【0005】この特性は測定抵抗のすぐ後にある下流の
流出面により引き起こされ、その流出面で流れに障害が
生ずる。流出面の背後で分離領域が形成され、この分離
領域は流れの状態が一定ではなく、かつ安定した渦列、
すなわちカルマン渦列が生ずる。渦の中での負圧により
生じ、主流の流れに対して横方向に振動する流れによ
り、先に述べた特性曲線の歪みが生じる。
流出面により引き起こされ、その流出面で流れに障害が
生ずる。流出面の背後で分離領域が形成され、この分離
領域は流れの状態が一定ではなく、かつ安定した渦列、
すなわちカルマン渦列が生ずる。渦の中での負圧により
生じ、主流の流れに対して横方向に振動する流れによ
り、先に述べた特性曲線の歪みが生じる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題はこのよ
うな測定抵抗領域においてカルマン渦列に基いて生ずる
流れの障害のない測定素子を提供することである。
うな測定抵抗領域においてカルマン渦列に基いて生ずる
流れの障害のない測定素子を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によ
り、測定抵抗の下流で基板が流れの方向を横切って延在
するスリットを有しており、このスリットを基板の測定
抵抗を支持するフィンガと、基板の別のフィンガとの間
に形成することにより解決される。
り、測定抵抗の下流で基板が流れの方向を横切って延在
するスリットを有しており、このスリットを基板の測定
抵抗を支持するフィンガと、基板の別のフィンガとの間
に形成することにより解決される。
【0008】
【発明の効果】請求項1の特徴部分に記載の本発明の測
定素子は、媒体の流量が増加する場合に、測定素子が一
定に変化する曲りを有する特性曲線を有するという利点
がある。流れの方向において測定抵抗の領域の背後に設
けられた付加的なフィンガの形の測定素子延長部によ
り、前記付加的なフィンガのところの流出面はそのフィ
ンガの幅だけ測定抵抗からさらに離れて位置する。カル
マン渦列による影響はもはや測定抵抗の領域に作用せ
ず、そのためこの領域の流れにはほとんど障害がなくな
る。
定素子は、媒体の流量が増加する場合に、測定素子が一
定に変化する曲りを有する特性曲線を有するという利点
がある。流れの方向において測定抵抗の領域の背後に設
けられた付加的なフィンガの形の測定素子延長部によ
り、前記付加的なフィンガのところの流出面はそのフィ
ンガの幅だけ測定抵抗からさらに離れて位置する。カル
マン渦列による影響はもはや測定抵抗の領域に作用せ
ず、そのためこの領域の流れにはほとんど障害がなくな
る。
【0009】
【実施例】図1に公知の流体の流量測定装置の例として
示されているサーミスタフィルム−空気量測定装置は測
定素子1を有しており、この測定素子1は流体、ここで
は空気中に突出しており、例えば内燃機関の場合吸気管
あるいはそれに付属のバイパス路内に配置されている。
媒体の流れる方向は矢印2により示されている。測定素
子1は長方形の基板3から成り、この基板3は流れを横
切る方向に流入面4及び流出面5に対して平行に延在す
る2つのスリット7,8により、3つの同じ長さのフィ
ンガ9,10,11に分けられている。それぞれのフィ
ンガ9,10,11には抵抗路14が設けられており、
流れの方向において第1のフインガ9は温度センサ15
の抵抗路14を、第2のフィンガ10は補償抵抗16の
抵抗路14を、第3のフィンガ11は一方で測定抵抗1
7の抵抗路14を他方で加熱抵抗20の抵抗路14を表
面に支持している。温度センサ15、補償抵抗16及び
測定抵抗17は、基板3の同一の面上に配置されてお
り、一方加熱抵抗20は例えば対向する面上に設けられ
ている。測定素子1のスリットの入った長辺に対向する
長辺に沿って、5つの接触接続面21から25が一列に
並べて設けられており、これら接触接続面は温度センサ
15、補償抵抗16及び測定抵抗17の抵抗路14を支
持する基板3の面上に互いに間隔を置いて付着されてい
る。接触接続面21から25はプリントされた導体路2
8を介して個々の抵抗路14に接続されている、つまり
接触接続面21は温度センサ15に接続され、接触接続
面22は、補償抵抗16と測定抵抗17に接続され、接
触接続面23は測定抵抗17に接続され、2つの接触接
続面24,25は加熱抵抗20に接続されている。さら
に接触接続面26からタップされ引出されている導体路
28は温度センサ15を補償抵抗16に接続している。
測定素子1の接触接続面21から25には、図1に示さ
れた回路図に従ってサーミスタフィルム−空気量測定装
置のその他の回路素子が接続されている。この場合一方
では温度センサ15と補償抵抗16との直列接続と他方
では測定抵抗17ならびに2つの抵抗29,30とでホ
ィートストンブリッジ回路が形成されており、そのブリ
ッジ対角線電圧が差動増幅器として形成されている制御
増幅器31に印加される。ホイートストンブリッジ回路
への給電のために直流電源34が用いられる。制御増幅
器31の出力電圧UAは加熱抵抗20に印加される。
示されているサーミスタフィルム−空気量測定装置は測
定素子1を有しており、この測定素子1は流体、ここで
は空気中に突出しており、例えば内燃機関の場合吸気管
あるいはそれに付属のバイパス路内に配置されている。
媒体の流れる方向は矢印2により示されている。測定素
子1は長方形の基板3から成り、この基板3は流れを横
切る方向に流入面4及び流出面5に対して平行に延在す
る2つのスリット7,8により、3つの同じ長さのフィ
ンガ9,10,11に分けられている。それぞれのフィ
ンガ9,10,11には抵抗路14が設けられており、
流れの方向において第1のフインガ9は温度センサ15
の抵抗路14を、第2のフィンガ10は補償抵抗16の
抵抗路14を、第3のフィンガ11は一方で測定抵抗1
7の抵抗路14を他方で加熱抵抗20の抵抗路14を表
面に支持している。温度センサ15、補償抵抗16及び
測定抵抗17は、基板3の同一の面上に配置されてお
り、一方加熱抵抗20は例えば対向する面上に設けられ
ている。測定素子1のスリットの入った長辺に対向する
長辺に沿って、5つの接触接続面21から25が一列に
並べて設けられており、これら接触接続面は温度センサ
15、補償抵抗16及び測定抵抗17の抵抗路14を支
持する基板3の面上に互いに間隔を置いて付着されてい
る。接触接続面21から25はプリントされた導体路2
8を介して個々の抵抗路14に接続されている、つまり
接触接続面21は温度センサ15に接続され、接触接続
面22は、補償抵抗16と測定抵抗17に接続され、接
触接続面23は測定抵抗17に接続され、2つの接触接
続面24,25は加熱抵抗20に接続されている。さら
に接触接続面26からタップされ引出されている導体路
28は温度センサ15を補償抵抗16に接続している。
測定素子1の接触接続面21から25には、図1に示さ
れた回路図に従ってサーミスタフィルム−空気量測定装
置のその他の回路素子が接続されている。この場合一方
では温度センサ15と補償抵抗16との直列接続と他方
では測定抵抗17ならびに2つの抵抗29,30とでホ
ィートストンブリッジ回路が形成されており、そのブリ
ッジ対角線電圧が差動増幅器として形成されている制御
増幅器31に印加される。ホイートストンブリッジ回路
への給電のために直流電源34が用いられる。制御増幅
器31の出力電圧UAは加熱抵抗20に印加される。
【0010】サーミスタフィルム−空気量測定装置の動
作は周知であり、以下に簡単に説明する。
作は周知であり、以下に簡単に説明する。
【0011】制御増幅器31の出力電流により加熱抵抗
20の加熱がなされ、加熱抵抗20における加熱電力は
実質的に制御増幅器31おけるブリッジ対角線電圧によ
り決定される。測定抵抗17と良好に熱接触している加
熱抵抗20は、それにより流れる空気の温度より高い過
温度に移行する。測定素子1を流れる空気量が変化する
と、対流による熱伝導が変化するために測定抵抗17の
温度が変化し、ホィートストンブリッジ回路が不平衡状
態となる。その結果制御増幅器31が加熱抵抗20に対
する出力電流を変化する。それにより閉制御ループを介
して流出あるいは流入する熱量による測定抵抗17の変
化は、常に加熱抵抗20の加熱出力の変化により補償さ
れ、その結果測定抵抗17は常に所定の温度に保持され
る。したがって制御増幅器31の加熱電圧ないし出力電
圧UAは、流れる空気量に対する尺度となる。流れる空
気の温度変動は、温度センサ15と補償抵抗16の接続
により補償される。
20の加熱がなされ、加熱抵抗20における加熱電力は
実質的に制御増幅器31おけるブリッジ対角線電圧によ
り決定される。測定抵抗17と良好に熱接触している加
熱抵抗20は、それにより流れる空気の温度より高い過
温度に移行する。測定素子1を流れる空気量が変化する
と、対流による熱伝導が変化するために測定抵抗17の
温度が変化し、ホィートストンブリッジ回路が不平衡状
態となる。その結果制御増幅器31が加熱抵抗20に対
する出力電流を変化する。それにより閉制御ループを介
して流出あるいは流入する熱量による測定抵抗17の変
化は、常に加熱抵抗20の加熱出力の変化により補償さ
れ、その結果測定抵抗17は常に所定の温度に保持され
る。したがって制御増幅器31の加熱電圧ないし出力電
圧UAは、流れる空気量に対する尺度となる。流れる空
気の温度変動は、温度センサ15と補償抵抗16の接続
により補償される。
【0012】基板3は矢印2の方向の流れの中におい
て、流体はまず上流の方へ向いている流入面4に当た
る。この領域において渦により流入障害が生じ、そのた
めに流線は測定素子1の輪郭に従わない。短い距離区間
の後に流入障害は消失する。流れは測定素子1の表面に
当接して流れ後続の領域ではほとんど障害がなくなる。
ある固有速度から基板3のエッジ37と38との間に位
置する下流に向いた流出面5の後方で分離領域がカルマ
ン渦列の形で形成され、このカルマン渦列は流出面5の
エッジ37,38のところで渦35,36の周期的な分
離を生じ、その際渦35,36の位相は180°だけ互
いにずれている、すなわち渦35,36の分離は、例え
ばエッジ37で次はエッジ38で交番して行われる。渦
35,36内を支配している負圧により振動する流体流
39が負圧領域の方向に生じ、この流体流39は渦3
5,36の位置に対応して交番してエッジ37の方向あ
るいはエッジ38の方向に流れ、特に測定抵抗17の領
域における流れの状態に悪影響を及ぼす。この局部的な
障害により、測定抵抗17の領域で対流熱伝導も変化
し、それにより測定値誤差が生じる。
て、流体はまず上流の方へ向いている流入面4に当た
る。この領域において渦により流入障害が生じ、そのた
めに流線は測定素子1の輪郭に従わない。短い距離区間
の後に流入障害は消失する。流れは測定素子1の表面に
当接して流れ後続の領域ではほとんど障害がなくなる。
ある固有速度から基板3のエッジ37と38との間に位
置する下流に向いた流出面5の後方で分離領域がカルマ
ン渦列の形で形成され、このカルマン渦列は流出面5の
エッジ37,38のところで渦35,36の周期的な分
離を生じ、その際渦35,36の位相は180°だけ互
いにずれている、すなわち渦35,36の分離は、例え
ばエッジ37で次はエッジ38で交番して行われる。渦
35,36内を支配している負圧により振動する流体流
39が負圧領域の方向に生じ、この流体流39は渦3
5,36の位置に対応して交番してエッジ37の方向あ
るいはエッジ38の方向に流れ、特に測定抵抗17の領
域における流れの状態に悪影響を及ぼす。この局部的な
障害により、測定抵抗17の領域で対流熱伝導も変化
し、それにより測定値誤差が生じる。
【0013】図2は本発明による測定素子を示してい
る。図1の実施例と同じ構成部分には同じ参照番号が付
されている。図1に示された抵抗路14を有する3つの
フインガ9,10,11に加えて流れ方向において測定
抵抗17を支持するフィンガ11の後方に、第4のフィ
ンガ41の形の測定素子に対する延長部が設けられてお
り、この第4のフィンガ41は抵抗路を支持しておら
ず、かつスリット7,8,9と平行に延在するスリット
42により、第3のフィンガ11から隔てられている。
この構成により、流出面5はフィンガ41の幅だけ測定
抵抗17からさらに離れている。
る。図1の実施例と同じ構成部分には同じ参照番号が付
されている。図1に示された抵抗路14を有する3つの
フインガ9,10,11に加えて流れ方向において測定
抵抗17を支持するフィンガ11の後方に、第4のフィ
ンガ41の形の測定素子に対する延長部が設けられてお
り、この第4のフィンガ41は抵抗路を支持しておら
ず、かつスリット7,8,9と平行に延在するスリット
42により、第3のフィンガ11から隔てられている。
この構成により、流出面5はフィンガ41の幅だけ測定
抵抗17からさらに離れている。
【0014】流出面5の延長部分により、障害のある渦
35,36が流れの方向において測定抵抗17のすぐ後
ではなく、第4のフィンガ41の下流で初めて生じる。
従って測定抵抗17の近傍において流れにはほとんど障
害がない。
35,36が流れの方向において測定抵抗17のすぐ後
ではなく、第4のフィンガ41の下流で初めて生じる。
従って測定抵抗17の近傍において流れにはほとんど障
害がない。
【図1】公知の測定素子を示す図である。
【図2】本願による測定素子を示す図である。
1 測定素子 3 基板 4 流入面 5 流出面 7,8 スリット 9,10,11 フィンガ 14 抵抗路 15 温度センサ 16 補償抵抗 17 測定抵抗 20 加熱抵抗 28 導体路 29,30 抵抗 31 制御増幅器 35,36 渦 37,38 エッジ 41 フィンガ 42 スリット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス シュヴェーゲル ドイツ連邦共和国 ファイヒンゲン エン ツ 1 ブレスラウアー シュトラーセ 3 (72)発明者 マルティン ヴィンター ドイツ連邦共和国 シュツットガルト 80 ヴァインベルクヴェーク 30
Claims (1)
- 【請求項1】 流体、例えば内燃機関の吸気の流量測定
装置用の測定素子であって、流体にさらされ測定抵抗と
して用いられる、温度に依存する少なくとも1つの抵抗
路と、前記少なくとも1つの抵抗路を支持する基板とを
有する測定素子において、 基板(3)は測定抵抗(17)の下流で、流れの方向に
対して横切って延在するスリット(42)を有してお
り、このスリットは基板(3)の測定抵抗(17)を支
持するフィンガ(11)と基板(3)の別のフィンガ
(41)との間に形成されていることを特徴とする測定
素子。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4124032A DE4124032A1 (de) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | Messelement |
DE4124032.4 | 1991-07-19 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05196486A true JPH05196486A (ja) | 1993-08-06 |
Family
ID=6436592
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4192132A Pending JPH05196486A (ja) | 1991-07-19 | 1992-07-20 | 測定素子 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5319971A (ja) |
JP (1) | JPH05196486A (ja) |
DE (1) | DE4124032A1 (ja) |
FR (1) | FR2679330A1 (ja) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5758637A (en) | 1995-08-31 | 1998-06-02 | Aerogen, Inc. | Liquid dispensing apparatus and methods |
EP0866950B1 (de) | 1995-12-15 | 2001-07-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Luftmassenmesser |
US6055869A (en) * | 1997-06-12 | 2000-05-02 | Stemme; Erik | Lift force fluid flow sensor for measuring fluid flow velocities |
US6235177B1 (en) | 1999-09-09 | 2001-05-22 | Aerogen, Inc. | Method for the construction of an aperture plate for dispensing liquid droplets |
US8336545B2 (en) | 2000-05-05 | 2012-12-25 | Novartis Pharma Ag | Methods and systems for operating an aerosol generator |
US7971588B2 (en) | 2000-05-05 | 2011-07-05 | Novartis Ag | Methods and systems for operating an aerosol generator |
US7677467B2 (en) | 2002-01-07 | 2010-03-16 | Novartis Pharma Ag | Methods and devices for aerosolizing medicament |
US7360536B2 (en) | 2002-01-07 | 2008-04-22 | Aerogen, Inc. | Devices and methods for nebulizing fluids for inhalation |
AU2003203043A1 (en) | 2002-01-15 | 2003-07-30 | Aerogen, Inc. | Methods and systems for operating an aerosol generator |
US6813570B2 (en) * | 2002-05-13 | 2004-11-02 | Delphi Technologies, Inc. | Optimized convection based mass airflow sensor circuit |
US6915962B2 (en) | 2002-05-20 | 2005-07-12 | Aerogen, Inc. | Apparatus for providing aerosol for medical treatment and methods |
US8616195B2 (en) | 2003-07-18 | 2013-12-31 | Novartis Ag | Nebuliser for the production of aerosolized medication |
US7946291B2 (en) | 2004-04-20 | 2011-05-24 | Novartis Ag | Ventilation systems and methods employing aerosol generators |
DE102004058553A1 (de) * | 2004-12-03 | 2006-06-08 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Durchflusses eines Messmediums |
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