[发明专利]用于流体的传感器单元

说明书

技术领域

【0001】本发明涉及测量一个流体在标准状态之下的质量流量或体积流量和/或热负荷和/或有害物质级别。

背景技术

【0002】用于测量质量流量的热膜风速仪是已知的。在这类传感器中，引导气流流过传感器的被加热的区域。该被加热的区域由于流动气体而冷却下来。该冷却值是用于确定质量流量的初始基础。

【0003】微粒或冷凝物也经常由气体传送并导致在所加热的面积上的沉积物，这不利地产生在操作期间的测量值的偏移。

发明内容

【0004】本发明的目的是提供一种用于测量质量流量的传感器，其中在流体中的微粒或冷凝物不会导致测量值的偏移。

【0005】导致开发本发明的考虑因素基于以下事实：即在传感器中不具有流体和残留微粒流过的区域，原则上没有沉积物可以形成。

【0006】本发明是基于冲压探头测量的原理，其中可再现的压力差是作为流体的速度和密度的函数而生成的。

【0007】为了能够确定一个流体在标准状态之下的质量流量、体积流量或焓流，需要知道静态压力、压力差以及温度。

【0008】根据本发明，这些变量由位于一个集成单元中的多个独立传感器检测，并且由这些独立传感器所检测得到的值随后在同样地被集成的一个计算单元中进行处理。

【0009】该传感器单元向一个下游控制单元输出一个值，该值已经考虑其他参数和/或物理常数。这意味着部分计算是有利地在传感器单元中执行，并且解脱了该控制单元。

【0010】本发明的一个发展提供了集成另一个传感器，该传感器能够分析流体成分。这允许检测例如在发动机排气中有害物质的水平。

【0011】例如，对于内燃机的优化控制要求上述测量的变量。由于所测量的值的偏移(drifting)对于该应用的情形具有特别不利的影响，本发明有利地克服了现有技术的缺点。

【0012】集成所有传感器和计算单元的优势在于可以得到具有对测量值的长期稳定性的一个紧凑的传感器单元，它可以使用在许多地方并且可用于许多应用。

附图说明

【0013】图1以透视图说明的方式示出该传感器单元，

【0014】图2示出从下面看到的传感器单元的视图，和

【0015】图3示出该传感器单元的另一实施例。

具体实施方式

【0016】传感器单元1具有一个测量探头2，该测量探头与流体接触，传感器单元1还具有位于流体之外的一个箱体部分3。

【0017】独立传感器(此处未显示)和计算单元位于箱体部分3中。

【0018】传感器单元1被提供成直接附连到流体输导管线(fluid-conductingline)。测量探头2可以穿过流体输导管线中的一个孔伸入液流中。箱体部分3的下面提供了封住该孔的一个密封件5。

【0019】测量探头2至少部分地为一种冲压探头4的形式。流体具有依照箭头S的流向。以一种公知方式，一个冲压区域6在两个测量孔处引起依赖于流量的一个压力差。

【0020】图2是从下面看的传感器1的视图。该视图示出该冲压探头7的两个测量孔7a和7b。

【0021】用于检测静态压力的另一个测量孔8位于冲压区域6的下端。该测量孔8被安排安排成使流体以层流(laminar)方式流过该孔。

【0022】温度传感器9也位于测量探头2中。该温度传感器安排安排在测量探头2中靠近表面处，这使之能够迅速检测出流体中的温度变化。在所示出的例子中，温度传感器9位于该冲压表面。该冲压表面由相对小的材料构成并因此能接近实时地跟踪流体中温度的变化。

【0023】温度传感器9优选地安排在一个流体以层流方式流过的位置上。这防止了流体中传送的微粒在测量探头2的外部形成一个隔离层，而这种隔离层会歪曲温度测量值。

【0024】静态压力、动态压力差和温度这三个测量的变量可用于确定流体的质量流量。

【0025】有利地，传感器单元的箱体应提供有一种表面，该表面在测量探头2的全部或至少部分区域具有所谓的纳米结构。

【0026】这种纳米结构的结果是流体中传送的微粒不能永久地沉积在该测量探头的表面上。

【0027】图3示出该测量探头的一个实施例，就其生产复杂性而言它特别简单。

【0028】这里，在测量探头中提供了多个槽10。只有一个槽可以在所选示例中被看见。这些槽在每种情况下均位于两个输送管的外壁中，这两个输送管通向箱体部分中的压力差传感器。这两个输送管之间的连接壁不变且被用作冲压表面。