KR100390712B1 - 유동매체의질량측정장치 - Google Patents

Abstract

공지된 유동 매체 질량 측정 장치는 플레이트 형상의 센서 엘리먼트를 가지며, 이 센서 엘리먼트는 적어도 1개의 가열 저항체와 적어도 1개의 측정 저항체를 구비하고 있다. 유동 매체의 온도를 보상하기 위해 센서 엘리먼트에는 통상 매체 온도 저항체가 장착되어 있으나, 그러나 이 매체 온도 저항체는 다분히 가열 저항체에 의해 불리한 영향을 받을 수가 있다.

본 발명에 의해 구성된 유동 매체의 질량 측정 장치(1)는 이 질량 측정 장치(1)의 케이싱(15)의 외부에서 이 케이싱에 장착된 매체 온도 저항체(86)를 구비하고, 센서 엘리먼트(25)에 대해 공간적인 거리를 둠으로써 열적인 영향을 받지 않고 유동 매체의 온도의 영향을 받을 수가 있으므로 질량 매체 장치(1)의 측정 정밀도는 높아지고 또한 응답시간이 단축된다.

본 발명에 의한 유동 매체의 질량 측정 장치는 특히 내연기관의 흡기 질량을 측정하기에 가장 적합하다.

Description

유동 매체의 질량 측정 장치

소위 「가열막형의」 센서 엘리먼트가 유동 매체 내에 설치되고, 유동 매체의 질량을 측정하기 위해서 온도에 따라 변화하는 센서 영역을 구비하며, 상기 온도에 따라 변화하는 센서 영역이 개개의 저항층으로 형성되고, 상기 저항층이 플레이트 형상의 기판위에 막을 형성하도록 가공되어 있고, 또한 적어도 1 개의 가열 저항체와 적어도 1 개의 온도에 따라 변화하는 측정 저항체를 포함하고 있는 형식의 질량 측정 장치는, 독일연방 공화국 특허출원 공개 제 3638138호 명세서에 이미 공지되어 있다. 측정을 위한 측정 저항체는 유동 매체의 온도를 상당히 상회하는 초과 온도로 유지되므로, 상기 측정 저항체는 실질적으로 대류에 의해 유동 매체의유동 질량에 따라 특정 열량을 유동 매체로 방출한다. 상기 가열 저항체는 공지된 바와 같이 측정 저항체의 일정한 초과 온도를 유지하기 위한 것이고, 또한 측정 저항체의 온도를 가급적 신속하게 높이기 위해 상기 측정 저항체에 대해 가급적 양호한 열접촉을 하도록 설치되어 있다. 측정 저항체는 온도에 관련된 저항치를 갖추고 있으므로, 초과 온도의 변동은 측정 저항체의 저항치를 변동시킴으로써 측정 저항체 및 가열 저항체에 접속된 전자 제어 회로는 변조된다. 전자 제어 회로는 예를 들어 브릿지 형상의 저항 측정 회로로 구성되어 있고, 상기 저항 측정 회로는 측정 저항체에 의한 변조시에 가열 저항체의 가열 전류 또는 가열 전압을 변화시킴으로써, 측정 저항체의 초과 온도를 일정하게 유지하고, 그 경우 측정 저항체의 초과 온도를 유지하기 위해 필요한 가열 저항체의 가열 전류 또는 가열 전압이 유동매체 질량의 척도가 된다. 상기 배경 기술에서 추정할 수 있듯이 기판은 다시 별도의 저항체를 가지며, 이 저항체는 이하의 설명에서는 매체 온도 저항체라 불리고, 또한 기판에서 절취된 슬릿에 의해 가열 저항체 및 특정 저항체에 대해 열적으로 결합이 감소되게 기판 위에 설치되어 있다. 매체 온도 저항체는 온도에 관련된 저항치, 즉 온도에 따라 변화하는 저항치를 가지며 또한 전자 제어 회로의 구성 부분이고, 상기 전자 제어 회로는 유동 매체의 온도 변동이 질량 측정 장치의 정밀도에 영향을 미치지 않는 것을 보장한다. 그러나 매체 온도 저항체가 공간적으로 가열 저항체 근처에 위치되기 때문에 열적인 영향을 완전히 배제할 수는 없다. 그것은 기판에서 슬릿이 절취되어 있음에도 불구하고 기판 내에 열의 유동이 발생하며, 이런 열의 유동은 예를 들어 가열막형 센서 엘리먼트의 홀더를 걸쳐 매체 온도 저항체로 유동하므로, 상기 매체 온도 저항체는 유동 매체의 온도를 정확하게 받아들이지 않는다. 그뿐만 아니라 가열 저항체로부터 유동매체로 공급되지 않는 열의 유동은 유동 매체의 온도 변동에 대한 질량 측정 장치의 응답 시간을 연장시키는 작용을 한다. 또다시 가열막형 센서 엘리먼트를 따라 부분적으로 역류하는 맥동유동이 발생하는 경우에는 가열된 매체가 가열 저항체에서 매체 온도 저항체로 도달하여 이 매체 온도 저항체가 가열 저항체에 의해 높여진 유동 매체 온도를 착오로 결정하는 일이 발생한다.

[발명의 개시]

본 발명에 의한 질량 측정 장치의 구성 수단은 청구범위 제 1 항에 기재된 바와 같이, 매체 온도 저항체가 측정 통로의 외부에서 세로축선에 대해 거의 평행하게 연장되어 있는 케이싱의 외부면을 따라 또한 상기 외부면에 대해 간격을 두고 설치되어 있고, 또한 상기 케이싱이 세로축선의 수직 방향에서 보아서 매체 온도 저항체에 대면한 방향에서 상기 매체 온도 저항체의 영역은 상기 외부면까지만 연장되어 있다.

본 발명의 질량 측정 장치의 이점은 종래의 기술과 비교하여 측정 정밀도가 높아지고, 또한 응답 시간이 단축된다는 것이다.

청구범위 제 2 항 이후에 기재한 수단에 의해 제 1 항에 기재된 질량 측정 장치의 유리한 구성 및 개량이 가능하게 된다.

본 발명은 청구항 1 항에 상위 개념으로서 기재한대로 세로 축선을 갖는 가늘고 길게 연장하는 케이싱이 설치되고, 또한 매체가 유동하는 측정 통로를 구비하고, 상기 측정 통로를 유동하는 매체 내에는 온도에 따라 변화하는 적어도 1 개의 측정 저항체를 갖춘 온도 종속(temperature-dependent) 센서 엘리먼트가 설치되어 있고, 더욱이 유동 매체 온도를 보상하기 위해 온도 종속 매체 온도 저항체(temperature resistor)가 설치되어 있는 형식의 유동 매체 질량을 측정하기 위한, 특히 내연기관의 흡기질량을 측정하기 위한 질량 측정 장치에 관한 것이다.

제 1 도는 측면쪽에서 본, 본 발명에 의한 유동 매체의 질량 측정 장치의 종단면도.

제 2 도는 본 발명에 의한 유동 매체의 질량 측정 장치의 평면도.

제 3 도는 제 1 도의 III-III 선을 따라서 본 단면도.

제 4 도는 본 발명에 의한 유동 매체의 질량 측정 장치의 하부 케이싱의 사시도.

제 5 도는 제 4 도의 V-V 선을 따라서 본 단면도.

[발명을 실시하기 위한 가장 좋은 형태]

다음에 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

제 1 도에 도시한 본 발명에 의한 유동 매체의 질량 측정 장치(1)는 유동 매체의 질량을 측정하기 위해, 특히 내연기관(도시 생략)의 흡기 질량을 측정하기 위해 설치되어 있다. 상기 질량 측정 장치(1)는 특히 가늘고 긴 원통형의 형상이며, 이 원통형은 질량 측정 장치(1)의 중심을 통과하는 세로축선(10)을 따라 연장되어 있다. 질량 측정 장치(1)는 주위벽(4)의 구멍(3), 예를 들어 내연기관을 따라 주변 외부 기체에서 흡입된 공기가 유동되는 흡기관벽의 구멍(3)을 통해 도입된다. 질량 측정 장치(1)는 주위벽(4)의 외부면(7)에 2 개의 나사 체결부(5)에 의해 삽입가능하게 고정되어 있고, 주위벽(4)의 내부면(8)은 제 1 도의 평면에 대해 수직한 방향으로 또한 도면의 평면 내로 유동되는 유동 매체의 유동 횡단면(12)을 제한한다. 질량 측정 장치(1)는 플라스틱 제품의 가늘고 긴 베이스 케이싱(15)을 가지며, 이 베이스 케이싱의 자유 종단부(14)에 거의 사각형 횡단면을 갖는 측정 통로(20)가 형성되어 있고, 이 측정 통로는 상기 유동 횡단면(12)의 거의 중앙에 침입하고 또한 유동 매체를 유동시키기 위해 유동 방향에 대해 거의 평행하게 연장되어 있다. 측정 통로(20)의 내부에는 세로축선(10)의 방향으로 센서 엘리먼트(25)가 수용되어 있고, 상기 센서 엘리먼트는 플레이트 형상이고 또한 그것의 최대 표면적부(60)를 제 1 도의 평면 내로 유입되는 유동 매체에 대해 거의 평행하게 향해지도록 설치되어 있다. 유동 매체의 유동 방향은 제 2 도 내지 제 5 도에 해당 화살표(9)로 표시되어 있고, 해당 도면에서는 오른쪽에서 왼쪽으로 향하는 방향이다. 측정 통로(20)의 일부는 베이스 케이싱(15)에 의해 제한되고, 또한 일부는 베이스 케이싱(15)에 장착할 수 있는, 예를 들어 플라스틱으로 제작된 폐쇄용 덮개부(28)에 의해 제한되고, 이 폐쇄 덮개부는 베이스 케이싱(15)의 자유 종단부(14)에 설치한 홈(29) 내에 삽입될 수 있다. 제 2 도에서 폐쇄 덮개부(28)는 도면을 용이하게 판단하기 위해 생략되었다.

센서 엘리먼트(25)는 반도체, 예를 들면 실리콘 웨이퍼에 에칭 처리를 실시하므로써 소위 「마이크로 기계 제조 방식」으로 제조되고, 또한 예를 들어 독일연방공화국 특허출원 공개 제 4219454호 명세서에 의해 용이하게 생각해 낼 수 있는 구조로 형성되어 있으므로 해당 구조에 대한 설명은 본원에서는 생략한다. 센서 엘리먼트(25)는 동일한 에칭 처리에 의해 생긴 다이어프램 형상의 센서 영역(26)을 가지며, 이 다이어프램 형상의 센서 영역은 제 2 도의 평면도에 도시한 질량 측정장치(1)에서 판단할 수 있도록 도시된 라인(II)에 의해 제한된다.

다이어프램 형상의 센서 영역(26)은 수 마이크로 미터의 두께이며, 또한 역시 에칭 처리에 의해 생긴 복수의 저항층을 구비하며, 이 저항층은 적어도 1 개의온도에 따라 변화하는 측정 저항체와 예를 들어 적어도 1 개의 가열 저항체를 형성하고 있다. 또한 상기 센서 엘리먼트(25)를 소위 「가열막형 센서 엘리먼트」로 설치할 수도 있고, 이 가열막형 센서 엘리먼트의 구조는 예를 들어 독일연방공화국 특허출원 공개 제 3638138호 명세서에 의해 용이하게 추정할 수가 있다. 이와 같은 가열막형 센서 엘리먼트와 같이 플레이트 형상의 기판 위에 설치된 개개의 저항층을 가지며, 이 저항층은 적어도 1 개의 온도에 따라 변화하는 측정 저항체와, 예를 들어 적어도 1 개의 가열 저항체로 형성되어 있다.

측정 통로(20)와, 유동 횡단면(12)의 외부에서 베이스 케이싱(15)의 다른 단부에 설치된 질량 측정 장치(1)의 접속 단자(38)와의 사이에서, 베이스 케이싱(15)에 형성된 베이스 케이싱의 홈 부(16) 내에 전자 제어 회로(30)가 수납되어 있고, 이 전자 제어 회로는 제 2 도에 도시한 바와 같이 예를 들어 본딩 와이어의 형태로 구성된 다수 개의 센서 접속도선(31)에 의해 센서 엘리먼트(25)와 도전성으로 접속되어 있다. 상기 전자 제어 회로(30)는 공지된 바와 같이 센서 엘리먼트(25)로의 전류 공급을 위해, 및 센서 엘리먼트(25)에서 공급되는 전기 신호를 평가하기 위해 사용된다. 이런 형식의 전자 제어 회로(30)는 이 기술 분야의 당업자에게는 충분히 공지된 구성이고, 예를 들어 앞서 설명한 독일연방공화국 특허출원 공개 제3638138호 명세서에서 용이하게 생각해 낼 수 있다. 상기 전자 제어 회로(30)는 다수의 전기적인 구성 소자를 가지며, 이들의 전기적인 구성 소자는 관용적으로 소위 「하이브리드 방식」으로 1개의 하이브리드 회로에 집적되어 있다. 전자 제어회로(30)는 금속제의 보호 케이싱(34)내에 수납되어 있고, 이 보호 케이싱은 금속제의 하부 케이싱(35)과 금속제의 폐쇄 케이싱(50)으로 형성되고, 하부 케이싱과 폐쇄 케이싱은 서로 결합가능하다. 하이브리드 회로는 하이브리드 운반체(17; hybrid carrier) 위에 집적층 회로로서 부착되어 있고, 또한 본 실시예에서 금속제의 하부 케이싱(35)의, 예를 들어 사각형 형상의 하부벽(36)의 윗면(46)에, 예를 들어 접착제에 의해 접착되어 있다.

제 4 도에 있어서, 센서 엘리먼트(25)를 생략한 사시도에 도시한 하부 케이싱(35)은 얇은 금속 스트립, 예를 들어 금속 시트로 제작되고, 그 경우 금속 스트립의 가공에는 가압 인발, 벤딩 가공법, 절곡(꺽고 구부림) 성형법, 디프드로잉법 또는 엠보싱법이 적합하다. 동일하게 폐쇄 케이싱(50)도 금속 스트립에서 가압인발법, 벤딩 가공법, 절곡 성형법, 디프드로잉법 또는 엠보싱법에 의해 제작할 수가 있다. 하부 케이싱(35)의 하부벽(36)은 예를 들어 거의 직사각형 형상의 모양을 하고, 이 하부벽의 위면(46)에 하이브리드 운반체(17)가 접착되어 있다. 사각형의 하부벽(36)의 양쪽의 긴 변을 따라 하부벽에 각각 수직으로 굴곡되어 서로 평행하게 연장되는 측벽(37)이 세워져 있고, 양측벽은 하부 케이싱(35)의 양측벽(37) 사이에 삽입될 수 있는 금속제의 폐쇄 케이싱(50; 제 1도)을 보존하기 위해 사용된다. 하부 케이싱(35)은 하부벽(36)의 하부변(45)에, 예를 들어 엠보싱 가공에 의해 타출된 4개의 지지용 핀(41)을 가지며, 이 지지용 핀은 베이스 케이싱(15)의 베이스 케이싱 홈 부(16)내로 하부 케이싱(35)이 삽입될 때에, 이 베이스 케이싱(15)과 대응하게 설치된 구멍(49)에 삽입되고, 이와 같이 하여 하부 케이싱(35)을 예를 들어 삽입하는 식으로 베이스 케이싱(15)에 고정시킬 수가 있다. 하부 케이싱(35)의 지지용 핀(41) 대신에 혹은 이 지지용 핀을 덧붙여 하부 케이싱(35)을 접착제를 사용하여 베이스 케이싱(15)에 접착할 수도 있다.

제 4 도에 도시한 바와 같이 하부 케이싱(35)은 직가삭형의 하부벽(36)의 단부쪽에 설편형상의 연장부를 가지며, 이 설편(tongue) 형상의 연장부는 센서 지지체(27)로 구성되어 센서 엘리먼트(25)를 지지하기 위해 설치되어 있다. 센서 지지체(27)와 하부 케이싱(35)은 제 4 도에 도시한 바와 같은 하나의 공통의 제조 프로세스로 제작되거나, 혹은 각각 별개로 제작되어도 좋고, 이런 이유때문에 가압 인발법, 벤딩 가공법, 절곡 성형법, 디프드로잉법 또는 엠보싱법이 적용된다. 예를 들어 센서 지지체(27)와 하부 케이싱(35)을 별개로 제작한 후에 양부품을 다시 적당한 접합 수단 예를 들어 레이저 용접에 의해 접합할 수 있다. 센서 지지체(27)는 어느쪽이든, 얇은 두께의 금속 스트립을 구부림으로써 제작된다. 제 4 도에 도시한 실시예에서는 하부벽(36)의 직사각형의 설편 형상 연장부로부터 보호 케이싱 세로축선(11)과 같은 축에 1개의 구멍(62)이 예를 들어 가압 인발에 의해 절취된다. 이어서 상기 보호 케이싱 세로축선(11)에 대해 평행하게 위치하고 있는 벤딩축선을 중심으로 하여 설편 형상의 연장부의 일부분이 금속 스트립의 최종 벤딩 상태에서 거의 같은 크기의 2개의 엘리먼트(56, 57)를 서로 접합시키도록 굴곡된다. 또한 다음의 설명에서 하부벽(36)의 평면에서 굴곡된 쪽의 엘리먼트는 지지 엘리먼트(57)라 부르고, 또한 하부벽 평면 내에 그대로 잔류되어 굴곡되지 않고 구멍(62)을 구비한 쪽의 엘리먼트는 케이스 엘리먼트(56)라 칭하기로 한다. 이 경우 지지엘리먼트(57)는 하부벽(36)의 하부면(45)의 아래쪽에서 위치한다.

제 4 도의 V-V 선을 따르는 단면도이고, 또한 센서 엘리먼트(25)를 조립한 상태에서 도시한 제 5 도에서 판단할 수 있듯이 지지 엘리먼트(57)는, 약 180 도 완전히 굴곡된 상태에서는 케이스 엘리먼트(56)내에 형성된 노치부(58)를 지지 엘리먼트(57)와 함께 제한하기 위해서 굴곡되어 있는 않는 케이스 엘리먼트(56)의 구멍(62)을 덮는다. 케이스 엘리먼트(56) 혹은 노치부(58)는 예를 들어 센서 엘리먼트(25)의 직사각형 플레이트 형상과 거의 상응하는 횡단면과, 유동 방향(9)에 대해 직각 방향으로 측정한 센서 엘리먼트(25)의 두께(d)보다도 큰 깊이(t)를 가짐으로써, 노치부(58)내에 센서 엘리먼트(25)를 완전히 수용할 수가 있다. 금속 스트립을 절곡한 후 지지 엘리먼트(57)에는 이 지지 엘리먼트(57)의 외부면(61)에 걸어맞추는(係合) 공구 예를 들어 엠보싱 공구에 의해 변형 가공되므로 케이스 엘리먼트(56)의 노치부(58)에 의해 제한된 지지 엘리먼트(57)의 아랫면(63)의 일부분이 플랫폼 형상의 융기부(64) 형태로 변형되고, 이 플랫폼 형상의 융기부는 케이스 엘리먼트(56)의 노치부(58)내로 얼마쯤 침입하게 된다. 케이스 엘리먼트(56)의 구멍(62)의 영역 내에 형성된 플랫폼 형상의 융기부(64)는 구멍(62)의 횡단면 및 플랫폼 형상의 융기부(64) 위에 있는 센서 엘리먼트(25)의 횡단면보다 적은 횡단면을 갖고 있다. 다시 엠보싱 가공 조작시에 아랫면(63) 내에 통홈 형상으로 예를 들어 플랫폼 형상의 융기부(64)를 감싸고 연장되는 한 개 또는 다수의 접착제 포집홈(65)을 형성할 수도 있다. 이어서 예를 들어 엠보싱 가공에 의해 벤딩 곡선을 따라 연장되고 또한 유동방향(9)에 대면한 쪽의 센서 지지체(27)의 측면(67)에는 벤딩 축선을 중심으로 하여 둥글게 된 상부면(59)을 향해 편평하게된 유선 가장자리(68)를 얻도록 변형가공된다. 둥글게 되고, 또한 경우에 따라서는 쐐기형으로 성형된 유선 가장자리(68)에 의해 특히 센서 엘리먼트(25)의 최대 표면적(60)이 와류영역이나 박리 영역을 발생시키지 않고 센서 엘리먼트(25)에 따른 균등한 유동이 생긴다. 플랫폼 형상의 융기부(64) 위에는 접착제가 칠해지고 이 접착제 위에는 센서 엘리먼트(25)가 노치부(58)내에 얹혀지고, 또한 이 접착제에 의해 센서 엘리먼트(25)는 다이어프램 형상 센서 영역(26)의 외부에서 지지된다. 그 경우 접착조작시에 과다하게 칠해진 접착제는 아랫면(63)으로부터 오목해진 접착제 포집홈(65)내에 모이고 이에 따라 센서 엘리먼트(25)를 균등한 접착제층 두께로 플랫폼 형상의 융기부(54)에 접착할 수가 있게 된다. 또다시 플랫폼 형상의 융기부(64)의 가공은 금속 스트립을 구부린 후에 처음으로 행해지므로 이 플랫폼 형상의 융기부를 현저히 미소한 제작 오차로 제작할 수가 있고, 따라서 센서 엘리먼트(25)는 그 표면(60)과 케이스 엘리먼트(56)의 상부면(59)을 정합시키도록 최고도로 정밀하게 노치부(58)내로 접착할 수가 있다. 플랫폼 형상의 융기부(64)의 구조는 이 플랫폼 형상의 융기부(64)가 센서 엘리먼트(25)의 다이어프램 형상 센서 영역(26)을 덮지 않고, 따라서 센서 엘리먼트(25)가 그 다이어프램 형상 센서 영역(26)의 외부에서만 접착되도록 형성되어 있고, 그 결과 센서 엘리먼트(25)는 다이어프램 형상 센서 영역(26)과 함께 자유롭고, 또한 아랫면(25)와 접촉하지 않고 노치부(58)내에 수납된다. 나아가서는 센서 엘리먼트(25)와 아랫면(63) 사이의 공기쿠션에 의해 지지 엘리먼트(57)내에 센서 엘리먼트(25)의 양호한 열적 절연 작용이 얻어진다. 그 위에 또한, 노치부(58)의 횡단면은 유동 방향(9)에서 센서 엘리먼트(25)의 횡단면보다도 약간 크게 설계되어 있으므로 센서 엘리먼트(25)와 노치부(58)의 주위벽과의 사이에 공극이 생기고, 이 공극은 케이스 엘리먼트(56)내에서 센서 엘리먼트(25)의 양호한 열적 절연 작용을 가능케한다. 플랫폼 형상의 융기부(54)의 높이는 케이스 엘리먼트(56)의 위면(59)과 센서 엘리먼트(25)의 표면(60) 사이에 어떠한 층도 생기지 않도록 선택된다.

하이브리드 운반체(17)의 하이브리드 회로를 질량 측정 장치(1)의 접속 단자(38)에 구성된 전기적인 플러그 커넥터(39)와 도전성으로 접속하기 위해 다수의 접속 도체(54)가 설치되어 있고, 이 접속 도체는 제 2 도에 도시한 바와 같이 플러그 커넥터(39)로부터 하부 케이싱(35)의 외부까지 이르고, 또한 이 접속 도체의 끝은 베이스 케이싱(15)내의 접점 부위(43)를 형성하고 있다. 예를 들어 와이어로부터 U 자형으로 성형 만곡된 하이브리드 접속 도선(52)에 의해 접점 부위(43)는 하이브리드 운반체(17)의 대응하는 접점 부위(42)와 도전성으로 접속되어 있다. 하이브리드 접속 도선(52)은 외부에서 개개의 부싱(bushing)형 콘덴선(40)를 통과하여 하부 케이싱(35)의 내부로 들어가 하이브리드 운반체(17)로 안내되고, 또한 각 와이어 끝에서 예를 들어 납땜 또는 레이저 용접에 의해 하이브리드 운반체(17)의 접점 부위(42) 및 베이스 케이싱(15)내의 접점 부위(43)와 전기적으로 접점 접속된다. 개개의 부싱형 콘덴서(40)는 공통의 삽입 부재(47)내에 뚫린 소정의 구멍내에 수용되어 있고, 또한 이 구멍 부위에서 예를 들어 납땜에 의해 지지되어 삽입 부재(47)와 도전성으로 접속된다. 하부 케이싱(35) 내에 삽입 부재(47)를 조립하기 위해 하부 케이싱(35)의 각 측벽(37)에 예를 들어 2개의 스프링 엘리먼트(70)가 설치되고, 양 스프링 엘리먼트 사이에 삽입되는 부재(47)가 하부 케이싱(35)의 양측벽(37) 사이에 자유롭게 삽입되도록 도입됨으로써 삽입 부재(47)는 플러그 커넥터(39)와 대면한 쪽의 하부 케이싱(35)의 금속성 전방벽을 형성하게 된다. 스프링 엘리먼트(70)는 하부 케이싱(35)의 제작시에 측벽(37)을 가압 인발하고 벤딩 성형하는 공정에서 하부 케이싱(35)의 내부로 향하도록 함께 일체로 성형된다. 삽입 부재(47)의 제작시에, 이 삽입 부재(47)에는 개개의 관형상의 부싱형 콘덴서(40)가 설치되고, 이어서 하이브리드 접속 도전(52)이 상기 부싱형 콘덴서(40)내로 도입되고, 또한 예를 들어 납땜에 의해 지지되어 전기적으로 접점 접속된다.

그후에 하이브리드 접속 도선(42)이 U 자형으로 만곡되므로 삽입 부재(47)는 간편하게 별개의 삽입 모듈로서 하부 케이싱(35) 내로 압입되어 스프링 엘리먼트(70)에 의해 지지되고, 더욱이 그때에 상기 스프링 엘리먼트(70)를 거쳐 삽입되는 부재(47)에서 하부 케이싱(35)으로의 접지(earth) 접속이 얻어진다. 삽입 부재(47)를 삽입한 후에 하이브리드 접속 도선(52)의 각 와이어 끝을 하이브리드 운반체(17)의 접점 부위(42) 및 베이스 케이싱(15)내의 접점 부위(43)에 예를 들어 납땜 또는 본딩에 의해 전기적으로 접점 접속할 수가 있다. 베이스 케이싱(15)에 설치된 접점 부위(43)를 기점으로 하여 전기적인 접속 도체(54)는 베이스 케이싱(15)내부를 통과해서 플러그 커넥터(39)에 도달하고, 이 플러그 커넥터는 본 실시예에서는 예를 들어 플러그형 접속 단자로 구성된다. 전자 제어 회로(30)를 도전성으로 접속하기 위해서는 전기적인 소켓형 접속 단자가 도시를 생략한 전자 제어기에 접속된 플러그형 접속 단자에 삽입된다. 또한 상기 전자 제어기는 전자 제어 회로(30)에서 공급된 전기 신호를 평가함으로써, 이에 따라 예를 들어 내연기관의 엔진 출력을 제어할 수가 있다.

폐쇄 케이싱(50)은 하부 케이싱(35) 및 하이브리드 운반체(17)를 덮기 위해서도 열려 있고, 또한 제 1 도에 도시한 바와 같이 클립 형상으로 구성된 스프링 엘리먼트(72)로서 삽입 부재(47)에 덮여 걸어 맞춰지고 있다. 그 경우 스프링 엘리먼트(72)는 폐쇄 케이싱(50)에서 삽입 부재(47)로의 접지 접속 및 삽입 부재(47)에서 스프링 엘리먼트(70)를 걸쳐 외부 케이싱(35)으로의 접지 접속을 스프링 접촉을 통해 얻기 위해서 플러그 커넥터(39)에 대면한 쪽의 삽입 부재(47)의 전방면(75) 및 하이브리드 운반체(17)에 마주한 쪽의 삽입 부재(47)의 배면(76)을 부분적으로 덮는다. 또한 폐쇄 케이싱(50)은 그것의 직사각형 기판(78)의 2개의 긴 변을 따라 2개의 돌출된 측벽을 가지며, 양측벽은 예를 들어 다수의 슬릿에 의해 다수의 스프링 엘리먼트(73)로 분할된다. 스프링 엘리먼트(73)는 폐쇄 케이싱(50)의 제작시에 예를 들어 얼마쯤 외부쪽으로 넓어지므로 제 1 도의 III-III선을 따른 도면도인 제 3 도에 도시한 바와 같이 스프링 엘리먼트(73)는 하부 케이싱(35) 내로 폐쇄 케이싱(50)을 삽입하여 조립한 상태에서는 하부 케이싱(35)의 양측벽(37)에 탄성적으로 접촉하게 된다.

하부 케이싱(35)과 폐쇄 케이싱(50)과 예를 들어 삽입 부재(47)로 형성된 보호 케이싱(34)은 전자 제어 회로(30)를, 특히 입사하는 전자파에 대해서 방호하기 위해서 하이브리드 회로를 모든 방위에서 포위하고 있다. 부싱형 콘덴서(40)를 설치한 삽입 부재(47)는 이 경우 접속 도체(54)와 하이브리드 접속 도선(52)을 거쳐 전자파를 하이브리드 회로로 도달시키지 않고, 오히려 부싱형 콘덴서(40)에 의해 필터링(filtering)되는 것을 보장한다. 또한 금속제의 하부 케이싱(35)과 금속제의 폐쇄 케이싱(50)에 의해 전자 제어 회로(30)로부터 나오는 전자파의 방사를 피할수 있으므로, 따라서 질량 측정 장치(1)의 바로 근처에 설치된 전기 계통 또한 상기 질량 측정 장치(1)에 좌우되지 않고 가동할 수가 있다. 상기에 기술한 바와 같은 부싱형 콘덴서(40)에 의한 방해 제거 대응책이 요망되지 않는 경우에는 하부 케이싱(35)을 경비가 드는 구조상의 변경을 가하지 않고 삽입 부재(47)를 간단히 생략할 수 있다. 베이스 케이싱(15) 내의 접점 부위(43)를 예를 들어 본딩, 납땜 또는 레이저 용접에 의해 하이브리드 운반체(17)의 접점 부위(42)와 서로 도전성으로 접속하는 것이 필요하게 된다.

오염을 고려하여 폐쇄 케이싱(50)은 플라스틱으로 제작된 덮개부(80)에 의해 피복되고, 이 덮개부는 제 2 도에 도시한 바와 같이 예를 들어 베이스 케이싱 홈부(16)의 주위를 감싸고 있는 베이스 케이싱(35)의 홈(81) 내에 삽입될 수가 있다. 상기 덮개부(80)는 도면을 용이하게 판단하기 위해 제 2 도에는 도시되지 않았다. 유동 매체의 온도에 관한 센서 엘리먼트(25)의 측정치를 보상하기 위해 질량 측정 장치(1)는 저항체를 가지며, 이하에 이 저항체를 매체 온도 저항체(86)라 칭한다. 매체 온도 저항체(86)는 예를 들어 전자 회로(30)의 일부분이고, 이 전자 제어 회로는 유동 매체의 온도 변동을 질량 측정 장치(1)의 측정 정밀도에 영향을 미치지 않는 것을 보장한다. 또한 매체 온도 저항체(86)를 전자 제어 회로(30)와 전기적으로 접속하는 대신, 혹은 전기적 접속에 더해서 베이스 케이싱(15) 내의 전기적인 접속 도체와 플러그 커넥터(39) 내의 부가적인 접점핀을 거쳐 매체 온도 저항체(86)를 상기 플러그 커넥터(39)에 삽입되는 소켓 커넥터는 별개로 접점 접속할 수도 있으므로 이 매체 온도 저항체는 내연기관의 별도의 제어 회로 또는 전자 제어기와도 접속할 수가 있다. 매체 온도 저항체(86)는 온도에 따라 변화하는 저항값을 가지고 있다. 그 경우 매체 온도 저항체(86)는 NTC 저항체 또는 PTC 저항체 또는 PTC 저항체로 구성되어도 좋고, 또한 예를 들어 와이어, 필름 또는 박판형의 저항체를 가질 수도 있다. 매체 온도 저항체(86)는 측정 통로(20)의 외부에서 세로축선(10)에 대해서 거의 평행하게 연장하는 베이스 케이싱(15)의 외부면(84)을 따라서, 더욱이 외부면(84)에 대해 간격을 두고 설치되어 있다. 그 경우 매체 온도 저항체(86)의 영역에서의 베이스 케이싱(15)은 세로축선(10)의 수직 방향에서 보아 매체 온도 저항체(86)와 대면한 쪽에서는 상기 외부면(84)까지만 연장된다. 베이스 케이싱(15)의 외부에 수납된 매체 온도 저항체(86)는 전기적인 접점 접속을 위해 병렬로 설치된 접속 와이어(92, 93)를 가지며, 양 접속 와이어 내의 적어도 한쪽의 접속 와이어(93)는 부분적으로 다른 쪽의 접속 와이어(92)에 대해 평행하게 연장되도록 U자형으로 만곡되어 있다. 양 접속 와이어(92, 93)는 접점핀의 형태로 형성된 전기적인 2개의 홀더(88)에 예를 들어 납땜에 의해 고착되어 전기적으로 접속된다. 상기 홀더(88)는 하부 케이싱(35)의 삽입 부재(47)와 거의 대면하게 베이스 케이싱(15)의 외부면(84)에서 유동 횡단면(12) 내로 돌출되고, 또한 유동 방향(9)을 전후로 하여 위치한다. 매체 온도 저항체(86)를 더 지지하기 위해서 베이스 케이싱(15)에는 외부면(84)에서 적어도 한 쪽의 만곡면 접속 와이어(93)는 홀더(88)에서 멀어지는 쪽의 플라스틱 돌기부(89)쪽으로 설치된 홈을 따라 연장되어 있으므로, 매체 온도 저항체(86)는 접속 와이어(92, 93)에 의해 베이스 케이싱(15)의 외부면(84)에 대해 간격을 두고 유동 매체 내에 설치된다. 측정 통로(20)의 외부에서 매체 온도 저항체(86)를 베이스 케이싱(15)에 장착하므로써 얻어지는 이점은, 센서 엘리먼트(25)와 하이브리드 운반체(17)의 하이브리드 회로에 대한 매체 온도 저항체(86)의 입체적인 간격에 의해 매체 온도 저항체(86)의 열적인 영향이 배제된다는 것이다. 또한 매체 온도 저항체(86)는 베이스 케이싱(15)의 외부에서 예를 들어 측정 통로(20)의 제한벽에 기인하는 유동의 영향을 받지 않으므로, 매체 온도 저항체는 방해없이 유동 매체의 온도의 영향을 받을 수가 있다.

제 3 도에 도시한 바와 같이 측정 통로(20)와 플라스틱 돌기부(89) 사이에는 유동 방향(9)으로 연장되는 냉각 통로(90)가 설치되어 있고, 이 냉각 통로는 전자 제어 회로(30)를 냉각시키기 위한 것이고, 또한 센서 엘리먼트(25)와 전자 제어 회로(30)에 대한 매체 온도 저항체(86)의 열적으로 감소된 결합이 한층 개선된다. 냉각 통로(90)는 유동 매체의 유동 방향(9)에 대해서 거의 평행하게 베이스 케이싱(15)을 가로 방향으로 관통하여 연장되고, 그 경우 베이스 케이싱(15)의 플라스틱 재료가 하부 케이싱(35)의 하부면(45)에서 일부 제거된다. 하부면(45)은 부분적으로 플라스틱재료가 아니므로 전자 제어 회로(30)에서 방출되는 열은 하이브리드 운반체(17)를 걸쳐 하부 케이싱(35)으로, 나아가 냉각 통로(90)로 유출될 수가 있고, 이에 따라 전자 제어 회로(30)으로부터의 방열에 의한 센서 엘리먼트(25)및 매체 온도 저항체(86)의 가열이 회피된다.

냉각 통로(90)는 예를 들어 거의 직사각형의 입구 횡단면을 가지며, 이 입구 횡단면은 유동 방향(9)으로 질량 측장 장치(1)의 중심을 향해 최소 횡단면을 갖게 점진적으로 감소되고, 이어서 이 중심에서 유동 방향(9)으로 다시 점진적으로 증가하여 입구 횡단면과 같은 크기를 가진 직사각형의 출구 횡단면으로 끝난다. 말하자면 한쪽 라발 노즐(Laval nozzle)의 형태로 구성된 냉각 통로(90)는 유동 매체를 입구 횡단면에서 하부 케이싱(35)의 하부면(45)을 향해 가속시키고, 하부 케이싱(35)의 하부면(45)을 따른 증속에 의해 전자 제어 회로(30)로부터 유동 매체로의 열도출을 높일 수가 있다.

Claims (6)

1. 세로축선을 갖는 가늘고 길게 연장된 케이싱이 설치되고, 또한 매체가 유동하는 측정 통로를 구비하고, 상기 측정 통로를 유동하는 매체 내에는 온도에 따라 변화하는 적어도 1개의 측정 저항체를 갖는 온도 종속 센서 엘리먼트가 설치되어 있고, 또한 유동 매체 온도를 보상하기 위해 온도 종속 매체 온도 저항체가 설치되어 있는 형식의, 유동 매체 질량을 측정하기 위한, 특히 내연기관의 흡기 질량을 측정하기 위한 질량 측정 장치에 있어서,

   매체 온도 저항체(86)가 측정 통로(20)의 외부에서 세로 축선(10)에 대해 거의 평행하게 연장되어 있는 케이싱(15)의 외부면(84)을 따라, 또한 상기 외부면(84)에 대해 간격을 두고 설치되어 있고, 또한 상기 케이싱(15)이 상기 세로축선(10)의 수직 방향에서 보아서 매체 온도 저항체(86)에 대면하는 방향에서, 상기 매체 온도 저항체(86)의 영역은 외부면(84)까지만 연장되는 것을 특징으로 하는 유동매체의 질량 측정 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   케이싱(15)에는 다수의 전기적인 홀더(88)가 설치되어 있고, 또한 상기 전기적인 홀더(88)에는 매체 온도 저항체(86)의 다수 개의 전기적인 접속 와이어(92, 93)가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 유동 매체의 질량 측정 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   적어도 1개의 전기적인 접속 와이어(93)는 U자형이고, 또한 전기적인 홀더(88)는 유동 매체의 유동 방향에 전후로 하여 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 유동 매체의 질량 측정 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   케이싱(15)은 플라스틱 돌기부(89)를 구비하며, 또한 적어도 1개의 전기적인 접속 와이어(93)는 전기적인 홀더(88)로부터 이격된 돌기부(89)측의 주위로 연장하는 것을 특징으로 하는 유동 매체의 질량 측정 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   매체 온도 저항체(86)는 센서 엘리먼트(25)의 전자 제어 회로(30)와 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 유동 매체의 질량 측정 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   매체 온도 저항체(86)는 케이싱(15)에 설치된 전기적인 플러그 커넥터(39)에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 유동 매체의 질량 측정 장치.