KR20160111393A

KR20160111393A - 채널 구조를 관류하는 유체 매체의 적어도 하나의 매개변수의 측정용 센서 장치

Info

Publication number: KR20160111393A
Application number: KR1020167020114A
Authority: KR
Inventors: 토르스텐 마이스; 울리히 바그너; 한스 바이리히
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2014-01-23
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2016-09-26
Also published as: EP3097388B1; US10184817B2; CN106415213A; KR102267810B1; CN106415213B; US20170003154A1; EP3097388A1; DE102014201213A1; WO2015110205A1

Abstract

본 발명은 채널 구조(14)를 관류하는 유체 매체의 적어도 하나의 매개변수, 특히 내연기관의 흡입 공기 질량 유량을 측정하기 위한 센서 장치(10)에 관한 것이다. 센서 장치(10)는 센서 하우징(12), 특히 유동 튜브 내로 삽입되거나 삽입될 수 있으면서 채널 구조(14)가 형성되어 있는 플러그인 센서(12)를 포함한다. 센서 하우징(12)은 하우징 몸체(16)와 커버(18)를 포함한다. 채널 구조(14)는 주 채널(24)과 측정 채널(30)을 포함한다. 측정 채널(30) 내에는 유체 매체의 매개변수의 측정을 위한 적어도 하나의 센서 칩(36)이 배치된다. 센서 하우징(12)은 유체 매체의 주 유동 방향(22)의 반대 방향으로 향하면서 채널 구조(14) 내로 통하는 유입구(20)와, 주 채널(24)에서 개시되는 적어도 하나의 주 채널 유출구(26)와, 측정 채널(30)에서 개시되는 적어도 하나의 측정 채널 유출구(32)를 포함한다. 주 채널 유출구(26)는 커버(18)의 단부면(28)에, 또는 주 유동 방향(22)과 관련해서 하류 쪽에 위치하는 커버(18)의 하류 면(54)에 배치된다.

Description

채널 구조를 관류하는 유체 매체의 적어도 하나의 매개변수의 측정용 센서 장치{SENSOR ARRANGEMENT FOR DETERMINING AT LEAST ONE PARAMETER OF A FLUID MEDIUM FLOWING THROUGH A CHANNEL STRUCTURE}

본 발명은 채널 구조를 관류하는 유체 매체의 적어도 하나의 매개변수, 특히 내연기관의 흡입 공기 질량 유량을 측정하기 위한 센서 장치에 관한 것이다.

종래 기술에는 유체 매체, 다시 말하면 액체 및/또는 기체의 적어도 하나의 유동 특성을 측정하기 위한 수많은 방법 및 장치가 공지되어 있다. 이 경우, 가능한 매개변수로서 유동 특성들은, 유체 매체의 유동을 정성화하거나 정량화하면서 물리적 및/또는 화학적 측정이 가능한 임의의 특성들일 수 있다. 이는 특히 유동 속도 및/또는 질량 유량 및/또는 체적 유량일 수 있다.

본 발명은 하기에서 특히, 예컨대 Konrad Reif(콘라트 라이프)(출판사): 자동차에서의 센서, 초판(2010년), 146-148쪽에서 공지되어 있는 것과 같은 이른바 고온 필름 공기 질량 센서와 관련하여 설명된다. 상기 유형의 고온 필름 공기 질량 센서는 대개 예컨대 측정 표면으로서의 센서 멤브레인 또는 유동하는 유체 매체에 의해 과류될 수 있는 센서 영역을 포함하는 센서 칩, 특히 실리콘 센서 칩을 기반으로 한다. 센서 칩은 대개 적어도 하나의 가열 부재 및 적어도 2개의 온도 검출기를 포함하고, 이 온도 검출기들은 예컨대 센서 칩의 측정 표면 상에 배치되며, 하나의 온도 검출기는 가열 부재의 상류에, 그리고 다른 온도 검출기는 가열 부재의 하류에 장착된다. 유체 매체의 유동에 의해 영향을 받으면서 온도 검출기들에 의해 검출되는 온도 프로파일의 비대칭으로부터, 유체 매체의 질량 유량 및/또는 체적 유량이 추론될 수 있다.

고온 필름 공기 질량 센서는 통상 고정 방식으로 또는 교체 가능하게 유동 튜브 내로 삽입될 수 있는 플러그인 센서로서 형성된다. 예컨대 상기 유동 튜브는 내연기관의 흡기 트랙트(intake tract)일 수 있다.

이 경우, 매체의 부분 유량은 고온 필름 공기 질량 센서 내에 제공되는 적어도 하나의 주 채널을 관류한다. 주 채널의 유입구와 유출구 사이에는 바이패스 채널이 형성된다. 특히 바이패스 채널은, 주 채널의 유입구를 통해 유입되는 매체의 부분 유량의 편향을 위한 만곡 섹션을 포함하는 방식으로 형성되며, 만곡 섹션은 추가로, 센서 칩이 배치되어 있는 섹션으로 이행된다. 마지막에 언급한 섹션은 센서 칩이 배치되어 있는 실질적인 측정 채널을 나타낸다.

상기 유형의 고온 필름 공기 질량 센서는 실제로 다수의 요건을 충족해야만 한다. 전체적으로 적합한 유체학적 형성에 의해, 고온 필름 공기 질량 센서 상에서의 압력 강하를 감소시키고자 하는 목표 외에도, 주요 도전 과제는, 신호 품질뿐만 아니라, 오일 및 물 액적뿐 아니라 카본 블랙, 분진 및 기타 고체 입자들에 의한 오염에 대한 장치들의 내구성을 더 개선하는 것이다. 상기 신호 품질은 예컨대 센서 칩으로 이어지는 측정 채널을 관류하는 매체의 질량 유량뿐만 아니라 경우에 따라서는 신호 드리프트(signal drift)의 감소 및 신호 대 잡음 비의 향상에도 관련된다. 이 경우, 신호 드리프트는 실제로 발생하는 질량 유량과 제조 동안 교정(calibration)의 범위에서 검출되는 출력될 신호 간의 특성곡선 관계의 변동의 의미에서 예컨대 매체의 질량 유량의 편차에 관련된다. 신호 대 잡음 비의 검출 시, 신속한 시간 시퀀스로 출력되는 센서 신호들이 고려되는 반면, 특성곡선 또는 신호 드리프트는 평균값의 변동에 관련된다.

설명된 유형의 종래 고온 필름 공기 질량 센서의 경우, 대개 장착되거나 삽입되는 센서 칩을 포함하는 센서 캐리어는 측정 채널 안쪽으로 돌출된다. 예컨대 센서 칩은 센서 캐리어 내에 접착되거나, 또는 센서 캐리어 상에 접착될 수 있다. 센서 캐리어는 예컨대, 전자 유닛, (예컨대 회로 캐리어, 특히 인쇄회로기판을 구비한) 제어 및 평가회로도 접착될 수 있는 금속 소재의 바닥판과 함께 하나의 유닛을 형성할 수 있다. 예컨대 센서 캐리어는 전자 모듈의 사출 성형된 플라스틱 부품으로서 형성될 수 있다. 센서 칩과 제어 및 평가회로는 예컨대 본딩 연결부들을 통해 서로 연결될 수 있다. 이렇게 형성되는 전자 모듈은 예컨대 센서 하우징 내에 접착될 수 있으며, 그리고 전체 플러그인 센서는 커버들로 폐쇄될 수 있다.

DE 198 15 654 A1은 라인 내에서 유동하는 매체의 질량을 측정하기 위한 측정 장치를 개시하고 있다. 측정 장치는 유동하는 매체에 의해 접촉 유동되는 측정 부재를 포함하며, 이 측정 부재는 라인 내에 제공되는 측정 장치의 유동 채널 내에 배치되어 있다. 유동 채널은 라인과 연결되는 유입 개구부와, 이 유입 개구부의 하류에서 라인 내로 통해 있는 적어도 하나의 유출 개구부 사이에서 주 유동 방향을 따라서 연장된다. 유동 채널은, 유입 개구부와 측정 부재 사이에 배치되는 제 1 분리 위치에서, 측정 부재가 배치되어 있는 측정 채널과, 주 유동 방향에서 측정 부재를 우회하는 바이패스 채널로 분기된다.

EP 0 369 592 A2는 유동하는 유체 매체의 질량을 측정하기 위한 측정 장치를 개시하고 있다. 측정 장치는 유출 개구부와 유입 개구부를 연결하는 유동 채널을 포함한다. 유동 채널은 복수의 추가 채널로 분기되며, 이 추가 채널들 중 하나는 센서 부재가 배치되는 실질적인 측정 채널이다.

통상 현재의 센서 장치들은 주 채널에서 개시되는 일측 유출구를 포함하며, 이 일측 유출구를 통해 입자 및 물, 또는 예컨대 오일과 같은 액체들이 그 관성으로 인해 다시 분리될 수 있다.

종래 기술에 공지된 방법들 및 장치들의 수많은 장점에도 불구하고, 이는, 여전히 기능적인 관점들과 관련하여 개선 가능성을 내포하고 있다. 따라서 일측 유출구로 인해, 플러그인 센서에 대한 비대칭 접촉 유동이 발생하게 된다. 그 결과, 예컨대 부가되는 필터 매트들(filter mat)에 의해, 변경되는 유입 조건들에 대한 민감도는 증가된다. 이런 특성곡선 변동은 제어 유닛에 의해 드리프트로서 감지되며, 그럼으로써 비록 편차에 대한 원인이 변경되는 유입에 있고 예컨대 필터 교환이 실질적인 문제를 해결할 수도 있음에도 불구하고, 최악의 경우 고온 필름 공기 질량 센서는 결함이 있는 것으로서 진단된다.

또한, 센서 하우징의 하우징 몸체 내에는 오물 유출을 위한 개구부가 제공되거나, 또는 커버 내로 측면 오물 유출구가 변위된 경우는 개구부 쪽으로의 안내를 위한 램프(ramp)가 제공된다. 그러므로 바이패스 커버 내에서의 변경은, 상기 개구부 또는 램프의 위치가 동일하게 유지되는 것에 한해서만 가능하다. 바이패스 커버의 설계 동안 최대 자유도를 위해, 하우징 몸체는 개구부 또는 램프를 포함하지 않아야, 다시 말하면 바이패스 커버의 영역에서 실질적으로 평면이어야 바람직할 수 있다. 이는 하우징 몸체의 사출 성형 공정 동안 분명한 간소화 역시도 의미할 수도 있다.

본 발명의 과제는, 채널 구조를 관류하는 유체 매체의 적어도 하나의 매개변수, 특히 내연기관의 흡입 공기 질량 유량을 측정하기 위한 센서 장치에 있어서, 공지된 방법들 및 전략들의 단점들을 적어도 실질적으로 방지할 수 있고 하우징 몸체 내에서는 개구부 또는 램프가 방지되는, 상기 센서 장치를 제공하는 것이다.

발명에 따라, 채널 구조를 관류하는 유체 매체의 적어도 하나의 매개변수를 측정하기 위한 센서 장치에 있어서, 공지된 방법들 및 전략들의 단점들을 방지할 수 있으며, 그리고 오물 유출구가 플러그인 센서의 단부면 또는 플러그인 센서의 하류 면 상으로 변위되도록 오물 유출구가 커버 내로 변위됨으로써 특히 하우징 몸체 내에 개구부 또는 램프가 방지되는, 상기 센서 장치가 제안된다. 이 경우, 특히 플러그인 센서에 대한 비대칭 접촉 유동이 방지된다.

채널 구조를 관류하는 유체 매체의 적어도 하나의 매개변수, 특히 내연기관의 흡입 공기 질량 유량을 측정하기 위한 본 발명에 따른 센서 장치는, 센서 하우징, 특히 유동 튜브 내로 삽입되거나 삽입될 수 있으면서 채널 구조가 형성되어 있는 플러그인 센서를 포함한다. 센서 하우징은 하우징 몸체와 커버를 포함한다. 채널 구조는 주 채널과 측정 채널을 포함한다. 측정 채널 내에는 유체 매체의 매개변수의 측정을 위한 적어도 하나의 센서 칩이 배치된다. 센서 하우징은 유체 매체의 주 유동 방향의 반대 방향으로 향하면서 채널 구조 내로 통하는 유입구와, 주 채널에서 개시되는 적어도 하나의 주 채널 유출구와, 측정 채널에서 개시되는 적어도 하나의 측정 채널 유출구를 포함한다. 주 채널 유출구는 커버의 단부면에, 또는 주 유동 방향과 관련해서 하류 쪽에 위치하는 커버의 하류 면에 배치된다.

측정 채널 유출구는 커버의 단부면에, 또는 주 유동 방향과 관련해서 하류 쪽에 위치하는 커버의 하류 면에 배치될 수 있다. 측정 채널 유출구는 커버의 면 중 주 채널 유출구와 동일한 면에 배치될 수 있다. 측정 채널 유출구는 주 채널 유출구보다 커버로부터 더 멀리 돌출될 수 있다. 측정 채널 유출구는 굴뚝 형태의 돌출부로서 형성될 수 있다. 굴뚝 형태의 돌출부는 칼라부(collar)를 포함할 수 있다. 주 채널 유출구는 커버의 단부면에 배치될 수 있으며, 측정 채널 유출구는 주 유동 방향과 관련해서 주 채널 유출구의 하류에서 커버의 단부면에 배치된다. 주 채널 유출구는 주 유동 방향과 관련해서 하류 쪽에 위치하는 커버의 하부 면에 배치될 수 있으며, 주 채널은 주 유동 방향에 대해 실질적으로 평행하게 연장된다. 주 채널 유출구와 측정 채널 유출구는 서로 분리되어 형성될 수 있다. 채널 구조는 커버 내에 형성될 수 있다.

주 유동 방향은, 본 발명의 범위에서, 센서 또는 센서 장치의 위치에서 유체 매체의 국소적인 유동 방향을 의미하며, 이 경우 예를 들어 난류와 같은 국소적 불규칙성은 고려되지 않을 수 있다. 특히, 주 유동 방향은 센서 장치의 위치에서 유동하는 유체 매체의 국소적인 평균화된 이송 방향을 의미할 수 있다. 이 경우, 평균화된 이송 방향은, 유체 매체가 시간 평균으로 우세하게 유동하는 이송 방향에 관련된다.

하류 배치는, 본 발명의 범위에서, 유체 매체가 주 유동 방향으로 유동하면서 기준점보다 시간상 더 늦게 도달하는 위치에 구조부재의 배치를 의미한다.

유사하게, 본 발명의 범위에서, 구조부재의 상류 배치는, 유동 방향으로 유동하는 유체 매체가 시간상으로 볼 때 기준점보다 더 이른 시점에 도달하는 위치에 구조부재의 배치를 의미한다.

하우징 몸체 및 커버는, 본 발명의 의미에서, 서로 상호작용하고 예를 들면, 압력 끼워맞춤 방식 및/또는 형상 끼워맞춤 방식 및/또는 재료 결합 방식 연결처럼 서로 직접 접촉하는, 센서 하우징의 적어도 2개의 구조부재를 의미한다.

하우징 몸체와 커버는 각각 일체형으로 또는 다체형으로도 형성될 수 있다. 커버는, 일반적으로, 유출 개구부의 둘레에서 센서 하우징 외부의 유체 매체로 향하는 표면을 형성하는 센서 하우징의 구조부재를 의미한다. 이와 반대로, 하우징 몸체는, 유출 개구부의 영역에서, 상기 표면에 대향하여 위치하는 센서 하우징의 면 상에 배치되는 부품이다. 본 발명에 따라, 커버 내에 적어도 하나의 채널이 형성된다. 하우징 몸체 및/또는 커버는 예컨대 완전하게 또는 부분적으로 플라스틱 재료로 제조될 수 있지만, 대안으로서 또는 추가로, 다른 재료들, 예컨대 세라믹 및/또는 금속 재료들의 사용도 가능하다. 하우징 몸체 및 커버는 예컨대 플러그인 센서의 구성부품일 수 있다.

유출 개구부는 기본적으로 임의의 횡단면, 예컨대 원형, 타원형, 다각형 또는 슬릿형 횡단면을 가질 수 있다. 유출 개구부는 바람직하게는 주 유동 방향에 대해 바람직하게는 실질적으로 평행하게 정렬되는, 다시 말하면 주 유동 방향에 대해 평행한 정렬로부터 바람직하게는 20° 이하, 특히 10° 이하, 특히 바람직하게는 50° 이하의 편차로 정렬되는 방식으로, 유동 튜브 내에 배치되는 플러그인 센서의 측면 표면 상에 배치될 수 있다.

추가의 가능한 구현예들은, 센서 장치의 채널 구조에 관련된다. 상기 채널 구조는 일체형으로 또는 다체형으로도 형성될 수 있다. 채널 구조 내에는, 특히 적어도 하나의 매개변수의 검출을 위한 적어도 하나의 센서 부재가 수용될 수 있다. 상기 센서 부재는 특히 고온 필름 공기 질량 센서의 센서 부재일 수 있으며, 예컨대 전술한 기재내용에 따른 고온 필름 공기 질량 센서의 센서 칩일 수 있다. 그러나 대안으로서 또는 추가로, 다른 구현예들도 가능하다.

채널 구조는 특히 적어도 하나의 주 채널과, 이 주 채널로부터 분기되는 적어도 하나의 바이패스 채널을 포함할 수 있다. 센서 부재는 특히 선택적인 적어도 하나의 바이패스 채널 내에 배치될 수 있다. 예컨대 주 채널은 상류에 위치하는 단부면 측 유입 개구부로부터 유출 개구부로 연장될 수 있다. 바이패스 채널은 주 채널로부터 분기되어 하나 또는 복수의 바이패스 채널 유출 개구부 내로 통해 있을 수 있으며, 이 바이패스 유출 개구부는 예컨대 마찬가지로 플러그인 센서의 측면 표면 상에 배치될 수 있고, 및/또는 유동하는 유체 매체 내로 가장 많이 돌출되어 있는 헤드부 상에 배치될 수 있다. 그러나 다른 구현예들도 가능하다.

커버는 특히 유체 매체로 향해 있는 외면을 포함할 수 있다. 상기 외면은 예컨대 센서 하우징 외부에서, 특히 유동 튜브 내에서 유체 매체로 향할 수 있으며, 예컨대 유동 튜브 내에서 유체 매체에 의해 접촉 유동되거나, 또는 세척될 수 있다.

본 발명의 기본 사상은, 오염 유출구가 플러그인 센서의 단부면 상으로, 또는 플러그인 센서의 하류 면 상으로 변위되도록 오염 유출구가 커버 내로 변위되는 것을 통해 장치 하우징 내의 개구부 또는 램프를 방지하는 것이다. 그 결과, 접촉 유동에서 고온 필름 공기 질량 센서에 의해 야기되는 비대칭도 제거된다. 따라서, 변경되는 유입 조건들에 대한 민감도가 감소된다.

본 발명의 추가의 선택적인 상세내용들 및 특징들은 도면들에 개략적으로 도시되어 있는 바람직한 실시예들의 하기 설명에 제시된다.

도 1은 제 1 실시형태에 따르는 센서 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 센서 장치의 플러그인 센서의 연장 방향 및 주 유동 방향에 대해 평행한 단면도이다.
도 3은 제 1 실시형태의 제 1 변형예를 도시한 단면도이다.
도 4는 제 1 실시형태의 제 2 변형예를 도시한 단면도이다.
도 5는 제 2 실시형태에 따르는 센서 장치의 플러그인 센서의 연장 방향에서 대해 평행한, 그리고 주 유동 방향에 대해 평행한 단면도이다.
도 6은 제 2 실시형태의 한 변형예를 도시한 도면이다.

도 1에는, 본 발명의 제 1 실시형태에 따라서 채널을 관류하는 유체 매체의 매개변수를 측정하기 위한 센서 장치(10)의 사시도가 도시되어 있다. 센서 장치(10)는 이 실시예의 경우 고온 필름 공기 질량 센서로서 형성되어 특히 내연기관의 흡입 공기 질량 유량을 검출할 수 있다. 이 실시예의 경우, 센서 장치(10)는 센서 하우징(12)을 포함한다. 센서 하우징(12)은, 예컨대 유동 튜브 내로, 특히 내연기관의 흡기 트랙트 내로 삽입될 수 있는 플러그인 센서로서 형성된다. 센서 하우징(12) 내에는, 하기에서 더 상세하게 설명되는 것과 같은 채널 구조(14)가 형성된다. 센서 하우징(12)은 하우징 몸체(16)와 커버(18)를 포함한다. 채널 구조(14)는 커버(18) 내에 형성된다. 채널 구조(14)를 통해서는, 삽입된 상태에서 유체 매체의 주 유동 방향(22)의 반대 방향으로 향하는 유입 개구부 또는 유입구(20)를 경유하여, 대표적인 양의 유체 매체가 유동할 수 있다.

도 2에는, 센서 장치(10)의 센서 하우징(12)의 연장 방향 및 주 유동 방향에 대해 평행한 단면도가 도시되어 있다. 채널 구조(14)는, 도 1과 관련하여 센서 하우징(12) 및 더 정확하게는 커버(18)의 단부면(28) 상의 주 채널 유출구(26) 내로 통해 있는 주 채널(24)뿐만 아니라, 이 주 채널(24)에서 분기되어 마찬가지로 단부면(28)에 배치되는 측정 채널(30)의 측정 채널 유출구(32) 내로 통해 있는 바이패스 또는 측정 채널(30)도 포함한다. 그에 따라, 측정 채널 유출구(32)는 커버(18)의 면 중 주 채널 유출구(26)와 동일한 면에 배치된다. 또한, 도 2로부터는, 측정 채널 유출구(32)가 주 유동 방향(22)과 관련해서 주 채널 유출구(26)의 하류에서 단부면(28)에 배치되어 있는 것을 알 수 있다. 이 경우, 주 채널 유출구(26) 및 측정 채널 유출구(32)는 서로 분리되어 형성되어 있다.

측정 채널(30) 내로 종래의 공기 질량 센서들의 경우에서처럼 플랩(flap)의 형태인 센서 캐리어(34)가 돌출된다. 상기 센서 캐리어(34) 내에는, 센서 칩(36)의 센서 영역으로서 형성되는 센서 멤브레인이 유체 매체에 의해 과류되는 방식으로 센서 칩(36)이 끼워진다. 센서 캐리어(34)는 센서 칩(36)과 함께 전자 모듈(38)의 구성부품이며, 전자 모듈은 만곡된 바닥판(40)뿐만 아니라, 제어 또는 평가 회로(44)를 구비하여 상기 바닥판 상에 장착되는, 예컨대 접착되는 인쇄회로기판(42)도 포함한다. 센서 캐리어(34)는 예컨대 플라스틱 구조부재로서 바닥판(40) 상에 사출성형될 수 있다. 예컨대 사출성형 구조부재로서 바닥판(40) 상에 사출성형되고 그런 다음 인쇄회로기판(42)의 바닥판(40)과 함께 통합 형성될 수 있는 센서 캐리어(34)는 라운딩되어 형성될 수 있는 유입 에지부를 구비한다.

센서 칩(36)은, 와이어 본딩으로서 형성될 수 있는 전기 연결부들을 통해 제어 및 평가회로(44)와 전기 연결된다. 이런 방식으로 형성되는 전자 모듈(38)은 센서 하우징(12) 및 더 정확하게 말하면 하우징 몸체(16)의 전자 유닛 챔버(46) 내로 삽입, 예컨대 삽입 접착된다. 이는, 센서 캐리어(34)가 도 2에 도시된 것처럼 채널 구조(14) 내로 돌출되는 방식으로 수행될 수 있다. 그런 다음, 전자 유닛 챔버(46)는 전자 유닛 챔버 커버(48)에 의해 폐쇄된다.

도 3에는, 제 1 변형예에 따르는 제 1 실시형태의 센서 장치(10)의 단면도가 도시되어 있다. 이 경우, 단면은 센서 하우징(12)의 연장 방향에 대해 평행하게, 그리고 주 유동 방향(22)에 대해 평행하게 연장된다. 하기에는 제 1 실시형태와의 차이점만이 설명되고, 동일한 구조부재들은 동일한 도면부호들을 갖는다. 도 3에는, 채널 구조(14)가 나타난다. 또한, 측정 채널 유출구(32)가 주 채널 유출구(26)보다 커버(18)로부터 더 멀리 돌출되어 것이 나타난다. 예컨대 측정 채널 유출구(32)는 굴뚝 형태의 돌출부(50)로서 형성된다. 본 발명에 따른 센서 장치(10)에 의해 달성되는 효과의 주요핵심은 측정 채널 유출구(32)와 주 채널 유출구(26)의 상호작용의 최소화에 있다. 이상적인 방식으로, 상기 두 유출구(26, 32)는 완전하게 서로 분리되어 있다. 실제로 매우 양호한 분리는, 앞에서 설명한 것처럼, 두 유출구가 기하학적으로 서로 오프셋되어 있는 것을 통해 달성된다. 이런 작용은 굴뚝 형태의 돌출부(50)에 의해 강화된다. 다시 말해, 상기 돌출부는 주 채널 유출구(26)보다 더 멀리 센서 하우징(12)의 접촉 유동 내로 돌출되어 있다. 굴뚝 형태의 돌출부(50)가 커버(18)로부터 센서 하우징(12)의 접촉 유동 내로 더 돌출될수록, 분리의 효과는 더 양호해진다. 굴뚝 형태의 돌출부(50)에 대한 최소 치수로서는 본 발명에 따라 2㎜가 제공된다.

도 4에는, 제 2 변형예에 따르는 제 1 실시형태의 센서 장치(10)의 단면도가 도시되어 있다. 이 경우, 단면은 센서 하우징(12)의 연장 방향에 대해 평행하게, 그리고 주 유동 방향(22)에 대해 평행하게 연장된다. 하기에는 제 1 실시형태와 제 1 변형예의 차이점만이 설명되고, 동일한 구조부재들은 동일한 도면부호들을 갖는다. 제 1 변형예에 경우 설명된 효과는 굴뚝 형태의 돌출부(50)가 칼라부(52)를 포함하는 것을 통해 더 개선된다. 이 경우, 칼라부(52)는 돌출부(50) 또는 측정 채널 유출구(32)를 에워싼다. 이러한 굴뚝 형태의 돌출부(50)의 특별한 기하구조에 의해, 주 채널 유출구(26)에서 출발하여 주 유동 방향(22)으로 유동하는 입자들이 측정 채널 유출구(32) 내로 유입되는 것이 방지된다.

도 5에는, 본 발명의 제 2 실시형태에 따르는 센서 장치(10)의 센서 하우징(12)의 연장 방향 및 주 유동 방향(22)에 대해 평행한 단면도가 도시되어 있다. 하기에는 제 1 실시형태와의 차이점만이 설명되고, 동일한 구조부재들은 동일한 도면부호들을 갖는다.

제 2 실시형태의 센서 장치(10)의 경우, 주 채널 유출구(26)는 커버(18)의 하류 면(54)에 배치된다. 측정 채널 유출구(32)도 커버(18)의 하류 면(54)에 배치된다. 이에 상응하게, 제 2 실시형태의 경우에서도, 측정 채널 유출구(32)는 커버(18)의 면 중 주 채널 유출구(26)와 동일한 면에 배치된다. 이 경우, 주 채널(24)은 바람직하게는 주 유동 방향(22)과 20° 이하, 특히 바람직하게는 10° 이하의 편차를 가지고 주 유동 방향(22)에 대해 실질적으로 평행하게 연장된다. 주 채널(24)은 특히 직선으로 형성된다. 이런 제 2 실시형태의 경우 주 채널 유출구(26) 및 측정 채널 유출구(32)는 센서 하우징(12)의 후류(slip stream)에 위치하기 때문에, 경우에 따라 소량의 공기가 측정 채널 유출구(32)를 통해 당겨진다. 그 결과, 센서 칩(36)의 신호는 더욱 약화되고 그에 따라 더욱 둔감해질 수 있다.

도 6에는, 한 변형예에 따르는 제 2 실시형태의 센서 장치(10)의 단면도가 도시되어 있다. 이 경우, 단면은 센서 하우징(12)의 연장 방향에 대해 평행하게, 그리고 주 유동 방향(22)에 대해 평행하게 연장된다. 하기에는 제 2 실시형태와의 차이점만이 설명되고, 동일한 구조부재들은 동일한 도면부호들을 갖는다. 주 채널(24)은 직선으로 형성되는 것이 아니라, 약간 만곡된다. 커버의 하류 면(54)을 향한 이동 길이가 증가함에 따라, 주 채널(24)은 측정 채널(30)로부터 이격된다. 또한, 여기서도, 측정 채널 유출구(32)는 주 채널 유출구(26)보다 커버(18)로부터 더 멀리 돌출된다. 선택적으로 여기서도 측정 채널 유출구(32)는 굴뚝 형태의 돌출부(50)로서 형성될 수 있다.

10: 센서 장치
12: 센서 하우징
14: 채널 구조
16: 하우징 몸체
18: 커버
20: 유입구
22: 주 유동 방향
24: 주 채널
26: 주 채널 유출구
28: 단부면
30: 측정 채널
32: 측정 채널 유출구
34: 센서 캐리어
36: 센서 칩
38: 전자 모듈
40: 바닥판
42: 인쇄회로기판
44: 제어 또는 평가회로
46: 전자 유닛 챔버
48: 전자 유닛 챔버 커버
50: 굴뚝 형태의 돌출부
52: 칼라부
54: 하류 면

Claims

채널 구조(14)를 관류하는 유체 매체의 적어도 하나의 매개변수, 특히 내연기관의 흡입 공기 질량 유량을 측정하기 위한 센서 장치(10)로서, 상기 센서 장치(10)는 센서 하우징(12), 특히 유동 튜브 내로 삽입되거나 삽입될 수 있으면서 채널 구조(14)가 형성되어 있는 플러그인 센서(12)를 포함하고, 상기 센서 하우징(12)은 하우징 몸체(16)와 커버(18)를 포함하고, 상기 채널 구조(14)는 주 채널(24)과 측정 채널(30)을 포함하고, 상기 측정 채널(30) 내에는 유체 매체의 매개변수의 측정을 위한 적어도 하나의 센서 칩(36)이 배치되며, 상기 센서 하우징(12)은 유체 매체의 주 유동 방향(22)의 반대 방향으로 향하면서 채널 구조(14) 내로 통하는 유입구(20)와, 주 채널(24)에서 개시되는 적어도 하나의 주 채널 유출구(26)와, 측정 채널(30)에서 개시되는 적어도 하나의 측정 채널 유출구(32)를 포함하는, 상기 센서 장치에 있어서,
상기 주 채널 유출구(26)는 상기 커버(18)의 단부면(28)에, 또는 상기 주 유동 방향(22)과 관련해서 하류 쪽에 위치하는 상기 커버(18)의 하부 면(54)에 배치되는 것을 특징으로 하는 센서 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 측정 채널 유출구(32)는 상기 커버(18)의 단부면(28)에, 또는 상기 주 유동 방향(22)과 관련해서 하류 쪽에 위치하는 상기 커버(18)의 하류 면(54)에 배치되는, 센서 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 측정 채널 유출구(32)는 상기 커버(18)의 면 중 상기 주 채널 유출구(26)와 동일한 면에 배치되는, 센서 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정 채널 유출구(32)는 상기 주 채널 유출구(26)보다 상기 커버(18)로부터 더 멀리 돌출되는, 센서 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정 채널 유출구(32)는 굴뚝 형태의 돌출부(50)로서 형성되는, 센서 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 굴뚝 형태의 돌출부(50)는 칼라부(52)를 포함하는, 센서 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주 채널 유출구(26)는 상기 커버(18)의 단부면(28)에 배치되며, 상기 측정 채널 유출구(32)는 상기 주 유동 방향(22)과 관련해서 상기 주 채널 유출구(26)의 하류에서 상기 커버(18)의 단부면(28)에 배치되는, 센서 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주 채널 유출구(26)는 상기 주 유동 방향(22)과 관련해서 하류 쪽에 위치하는 상기 커버(18)의 하류 면(54)에 배치되며, 상기 주 채널(24)은 상기 주 유동 방향(22)에 대해 실질적으로 평행하게 연장되는, 센서 장치.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주 채널 유출구(26)와 상기 측정 채널 유출구(32)는 서로 분리되어 형성되는, 센서 장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 채널 구조(14)는 상기 커버(18) 내에 형성되는, 센서 장치.