DE10035543C2 - Vorrichtung zur Bestimmung zumindest eines Parameters eines strömenden Mediums - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Bestimmung von zumindest einem Parameter eines in einer Leitung strömenden Mediums nach der Gattung des Anspruchs 1.

Aus der DE 197 35 664 A1 ist schon eine Vorrichtung bekannt, bei der ein Steckfühler mit einem Messelement innerhalb eines von dem Medium durchströmten Rohrkörpers angeordnet ist, wobei sich ein strömungsaufwärtiges Ende des Rohrkörpers bis in eine Filterkammer erstreckt. Jedoch kommt es im Bereich der Anströmkante des Innenrohrs zur Wirbelbildung, die zu einem erhöhten Signalrauschen an dem Messelement fuhrt.

Aus der DE 196 52 753 A1 ist eine Vorrichtung mit einem Messelement bekannt, die einen Strömungsgleichrichter zur Gleichrichtung der Strömung und ein Gitter zu einer Stabilisierung eines Messsignals enthält. Jedoch wird dort kein Innenrohr verwendet, dass das Messelement vor einer Beaufschlagung durch Schmutzpartikel oder Wassertröpfchen schützt.

In der DE 199 42 502 A1 ist bereits eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Parameters in der Ansaugluft einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen worden, mit einem in einer Leitung angeordneten Innenrohr, in das ein Steckfühler ragt, wobei im Bereich der Einströmung des Innenrohres Elemente zur Strömungsbeeinflussung vorgesehen sind.

Aus der DE 32 06 433 A1 ist ein Wasserzähler mit einem Innenrohr und einem Partialmeßeinsatzkörper bekannt.

Schutzgitter und Strömungsgleichrichter sind bereits aus den Schriften DE 35 16 794 A1, DE 22 12 746 A1, EP 0 035 680 A2 und US 5 253 517 A bekannt.

Aufgabe und Vorteile der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung so weiterzubilden, dass auf einfache Art und Weise eine Reduzierung des Druckabfalls und des Signalrauschens erreicht wird. Es ist vorteilhaft, eine Anströmkante eines Fassrings auf ungefähr gleicher axialer Länge mit einer äusseren des Innenrohrs anzuordnen, weil der Fassring nur in axialer Richtung verlängert werden muss.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 genannten Vorrichtung möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäss ausgebildeten Vorrichtung,

Fig. 2 einen axialen Querschnitt der Fig. 1,

Fig. 3 eine Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäss ausgebildete Vorrichtung 1 in Frontansicht. Die Vorrichtung 1 besteht u. a. aus einer Leitung 5, in die ein Steckfühler 3 bspw. eingesteckt werden kann. In der Leitung 5 strömt ein Medium in Strömungsrichtung 7, also in einer Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene. Strömungsaufwärts des Steckfühlers 3 ist beispielsweise ein in der Leitung 5 gehaltener Strömungsgleichrichter 9 angeordnet. Mit dem Strömungsgleichrichter 9 ist beispielsweise ein Fassring 13, bspw. ein kurzes Rohrelement, verbunden, der zur Halterung eines Innenrohrs 17 dient. Der Fassring 13 weist zumindest eine Strebe 15 auf, die den Fassring 13 mit dem Innenrohr 17 oder einem Abweisgitter 19 verbindet, so daß das Innenrohr 17 in dem Strömungsgleichrichter 9 oder in der Leitung 5 festgehalten ist. Das Innenrohr 17 weist im Bereich seiner Einströmöffnung 21 beispielsweise das Abweisgitter 19 auf. Das Abweisgitter 19 dient zur Reduzierung der Beaufschlagung eines strömungsabwärtig gelegenen Messelements 33 (Fig. 2) durch Fremdpartikel, wie z. B. Flüssigkeits- oder Festkörperpartikel. Der Aufbau eines derartigen Messelements 33 ist dem Fachmann z. B. aus der DE 195 24 634 A1 hinreichend bekannt, deren Offenbarung Bestandteil der hier vorliegenden Patentanmeldung sein soll.

Fig. 2 zeigt einen axialen Querschnitt der Vorrichtung 1 der Fig. 1. Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik.

Das Innenrohr 17 hat eine Mittelachse 18. Das Innenrohr 17 bildet am Umfang seiner Stirnfläche 23 eine äussere Anströmkante 25 (Fig. 3), die von dem Medium umströmt wird. Der Fassring 13 hat eine innere Anströmkante 27 (Fig. 2). Der Strömungsgleichrichter 9 ist in diesem Ausführungsbeispiel in Strömungsrichtung 7 hinter der Einströmöffnung 21 angeordnet. Dadurch kommt es im Bereich der Anströmkante 25 nach dem Stand der Technik zur Bildung von Wirbeln 29, wie es in Fig. 3 durch eine Strömungslinie 31 angedeutet wird. Dies führt zu einem erhöhten Signalrauschen am Messelement 33 und einem grösseren Druckabfall in der Leitung 5 und im Innenrohr 17.

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist ein Element 11 in der Nähe der äusseren Anströmkante 25 des Innenrohrs 17, bspw. auf dem Innenrohr 17, angeordnet und reduziert eine Wirbelbildung des strömenden Mediums. Dies kann bspw. durch Aufbringen einer zusätzlichen stromlinienförmigen Erhebung auf dem Innenrohr 17 erfolgen, wodurch das strömende Medium beschleunigt wird. Wenn die Anströmkante 27 des Fassrings 13 ungefähr auf gleicher axialer Höhe wie die äussere Anströmkante 25 des Innenrohrs 17 liegt, entstehen diese Wirbel 29 auch nicht mehr, weil auf ungefähr axialer Höhe der Einströmöffnung 21 die Durchlassfläche für die Strömung in der Leitung 5 verkleinert ist und es zu einer Beschleunigung des strömenden Mediums kommt, wodurch die Wirbelbildung oder die Anzahl der entstandenen Wirbel reduziert wird. Auch können je nach Strömungsverhältnissen auch gegenläufige Wirbel entstehen, die die anderen nach dem Stand der Technik störenden Wirbeln kompensieren. Durch diese Ausgestaltung des Fassrings 13 wird das Element 11 zur Reduzierung der Wirbelbildung gebildet.

So wird die Strömung in dem und um das Innenrohr 17 herum stabilisiert und das Signalrauschen am Messelement 33 und der Druckabfall wird reduziert.

Innerhalb des Steckfühlers 3 ist das Messelement 33 angeordnet, das zumindest einen Parameter eines durchströmenden Mediums ermittelt. Parameter eines strömenden Mediums sind beispielsweise der Luftvolumenstrom zur Ermittlung einer Luftmasse, eine Temperatur, ein Druck, eine Konzentration eines Mediumbestandteils oder eine Strömungsgeschwindigkeit, die mittels geeigneter Sensoren bestimmt werden. Die Anwendung der Vorrichtung 1 für Bestimmungen weiterer Parameter ist möglich. Dies kann dadurch erfolgen, dass zwei oder mehr Sensoren verwendet werden, wobei ein Sensor auch zwei oder mehr Parameter ermitteln kann.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Bestimmung zumindest eines Parameters, insbesondere eines Volumenstroms, eines in einer Leitung (5) strömenden Mediums, insbesondere der Ansaugluft einer Brennkraftmaschine, wobei in der Leitung (5) zumindest teilweise ein Innenrohr (17) angeordnet ist, und in dem Innenrohr (17) zumindest ein Steckfühler (3) vorhanden ist, der zumindest ein Messelement (33) zur Bestimmung zumindest eines der Parameter des strömenden Mediums aufweist, wobei das Innenrohr (17) eine Einströmöffnung (21) hat, das Innenrohr (17) zumindest teilweise durch einen Fassring (13) in der Leitung (5) gehalten ist, und eine innere Anströmkante (27) des Fassrings (13) auf einer axialen Lange mit einer äusseren Anströmkante (25) des Innenrohrs (17) liegt und so ein Element (11) bildet, das eine Wirbelbildung des strömenden Mediums reduziert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (5) auf gleicher axialer Länge der Einströmöffnung (21) einen Strömungsgleichrichter (9) hat.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fassring (13) mit dem Strömungsgleichrichter (9) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr (17) im Bereich der Einströmöffnung (21) ein Abweisgitter (19) aufweist.