DE2527306C3 - - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Ultraschallmessung der Menge einer Luftströmung durch eine Leitung, insbesondere durch die Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine.

Bei einem bekannten Ultraschall-Strömungsmesser so dieser Art (DT-OS 23 39 631) ist eine Meßleitung vorgesehen, durch welche die zu bestimmende Luftströmung geführt wird, je ein piezoelektrischer Wandler an jedem Ende dieser Meßleitung und eine elektronische Schaltungsanordnung, welche die Luftströmungsmenge aus den Wandlersignalcn bestimmt, wobei an den beiden Enden der Meßleitung und mit dieser in Verbindung stehend Kammern von größerem Durchmesser als derjenige der Meßleitung angeordnet sind, in welchen Kammern sich die beiden piezoelektrischen Wandler befinden.

Es hat sich nun gezeigt, daß durch das Vorhandensein der beiden Wandler Wirbel entstehen, so daß eine Verwirbelung der durch die Meßleitung strömenden Luft eintritt, was örtliche Schwankungen zur Folge haben kann, woraus sich Ungenauigkeiten bei der Messung wegen der Beeinflussung der Signale der beiden Wandler ergeben.

Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, diese Nachteile auszuschalten, um die Zuverlässigkeit der genauen Messung der Luftgeschwindigkeit in der Meßleitung zu erhöhen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Gerät der vorliegenden Art erfindungsgemäß so ausgebildet, daß von den beiden Kammern die eine Kammer eine öffnung aufweist, die so geformt ist, daß die Luftströmung von der öffnung zur MeßleHmg mit Bezug auf die Achse dieser Leitung im wesentlichen radial stattfindet, während in der anderen Kammer eine Umlenkplatte vorgesehen ist, die sich mit Bezug auf die Achse der Meßleitung quer erstreckt, so daß die Luftströmung durch diese andere Kammer, zumindest im Bereich zwischen der Meßleitung und der Umlenkplatte, mit Bezug auf die Achse der Meßleitung im wesentlichen radial stattfindet, und daß diese Umlenkplatte axial zur Meßleitung verstellbar ist

In vorteilhafter Weiterbildung können die beiden Wandler von axial verstellbaren rohrförmigen Halterungen getragen werden, von denen die eine Halterung durch eine Außenwand der ersten Kammer und die andere durch die Umlenkquerwand gelagert ist Eine weitere vorteilhafte Maßnahme ergibt sich dann, wenn sich in der Umfangsöffnung der einen, ersten Kammer ein ringförmiges Luftfilter befindet

Durch die Anwendung einer radialen Eingangsöffnung zu der einen der beiden Kammern wird erreicht, daß am Eingang der betreffenden Leitung keine die Wirkung der Wandler störenden Wirbel entstehen können, während die einstellbare Umlenkplatte in der anderen der beiden Kammern die Möglichkeit gibt, eine schädliche Wirkung auf den Wandler von Schwingungen auf ein Mindestmaß herabzusetzen, die beispielsweise durch die aufeinanderfolgenden Saughübe einer Brennkraftmaschine hervorgerufen werden.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend beispielsweise in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben, die einen axialen Schnitt einer Luftleitung mit einer Ausfünrungsiorm der Erfindung darstellt

In der Zeichnung ist eine Meßleitung 1 dargestellt, die mit der Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine verbunden ist, oder gegebenenfalls einen Teil derselben bildet und durch welche Leitung der Luftdurchfiuß bestimmt werden soll. An den entgegengesetzten Enden dieser Meßleitung sind zwei Kammern 2,3 angeordnet die im wesentlichen durch zylindrische Körper gebildet werden, deren Durchmesser größer als derjenige der Leitung 1 ist

Die Kammer 2, die an der Einlaßmündung der Leitung 1 angeordnet ist, besitzt eine flache kreisförmige Querwand 4, die von einer flachen ringförmigen Querwand 5 durch eine zylindrisch gekrümmte Wand 9 in Abstand gehalten wird. Die ringförmige Wand 5 ist mit einem hohlen mittigen Ansatz 6 ausgebildet der als Kupplung mit der Meßleitung 1 dient Die beiden flachen Wände 4,5 werden durch Gewindebolzen 7 und mit diesen zusammenwirkenden Muttern 8 mit der gekrümmten Wand 9 zwischen sich zusammengehalten. Die gekrümmte Wand 9 ist aus einem porösen Material, das als Luftfilter dient, so daß Luft in die Kammer 2 radial eintreten kann.

Mit der Achse der Kammer 2 ist eine rohrförmige Halterung ausgefluchteten, die an ihrem einen Ende einen piezoelektrischen Ultraschallwandler 12 trägt, der im Betrieb des Gerätes dazu verwendet wird, die Luftströmung durch die Meßleitung 1 zu messen. Die

Halterung U wird von einer Hülse 10 getragen, die von der Außenfläche der flachen kreisförmigen Wand 4 der Kammer 2 axial absteht und durch die eine Schraube 13 geführt ist, mittels welcher die rohrförmige Halterung 11 in einer gewählten axialen Stellung festgestellt werden kann, um die geeignetste Stellung für den Wandler 12 zu bestimmen, d. h. die Stellung, in welcher er die geringste Störung der Luftströmung aus der Kammer 2 in die Leitung 1 verursacht

Die andere Kammer 3 besteht aus zwei flachen ringförmigen Wänden 14 und 16, die durch eine zylindrisch gekrümmte Wand 19 miteinander verbunden sind. Die flache ringförmige Wand 14 ist mit einem hohlen Ansatz 15 ausgebildet, der von ihrer einen Seite axial absteht und eine Verbindungshülse zur Aufnahme '⁵ des Endes der Leitung 1 bildet In ähnlicher Weise ist die flache ringförmige Wand 16 mit einem mittigen hohlen Ansatz! 1 ausgebildet, der eine Verbindungshülse bildet in welche ein Rohr 18, das zur Brennkraftmaschine führt, eingesetzt werden kann.

Im Inneren der zweiten Kammer 3 befindet sich eine Umienkpiatte in Form einer Querscheibe 20, die von axialen Führungen 21 getragen wird, welche durch die ringförmigen Wände 14,16 gelagert sind. Dit Scheibe 20 ist mit einem mittigen hohlen Ansatz 22 ausgebildet der als Trägerhülse für eine rohrförmige Halterung 23 dient die an ihrem einen Ende einen zweiten piezoelektrischen Ultraschallwandler 24 trägt Die axiale Stellung der Halterung 23 und damit des Wandlers 24 ist durch eine radiale Schraube 25 feststellbar, die durch die Hülse geführt ist Die axiale Stellung der Hülse 23 kann verlagert werden, um die günstigste Stellung für den Wandler 24 wählen zu können, in welcher er die geringste Störung der Luftströmung aus der Leitung 1 in die Kammer 3 verursacht

In jeder der beiden Kammern ist der größte Teil der Luftströmung radial, so daß in den den Enden der Leitung 1 benachbarten Bereichen, wo sich die beiden Wandler 12,14 befinden, die Strömungsgeschwindigkeit immer niedrig ist da der Hauptteil der Luft vorbei in den die Wandler umgebenden Ringraum strömt Die Anordnung der Wandler führt daher nicht zur Bildung von Wirbeln, weiche die Genauigkeit der Messung des Luftmassendurcbflusses beeinträchtigen könnten. Die besondere Gestaltung der Kammern erleichtert den Eintritt und den Austritt in die Meßleitung 1 bzw. aus dieser usd vermeidet die Bildung von Wirbeln im Hauptströmungsweg und das Ents'.;.5ien von Mikrowirbeln in der Nähe der Wände.

Die Querscheibe 20 ist längs der Führungen 21 verstellbar, um eine Stellung wählen zu können, in welcher die Schwingungen, die durch aufeinanderfolgende Saughübe verursacht werden, die gerinstmögliche Störung der Leistung des piezoelektrischen Wandlers 24 bewirken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Gerät zur Ultraschallmessung der Menge einer Luftströmung durch eine Leitung, insbesondere s durch die Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine, mit einer Meßleitung, durch welche die zu bestimmende Luftströmung geführt wird, je einem piezoelektrischen Wandler an jedem Ende der Meßleitung und einer elektronischen Schaltungsan-Ordnung, welche die Luftströmungsmenge aus den Wandlersignalen bestimmt, wobei an den beiden Enden der Meßleitung und mit dieser in Verbindung stehend Kammern von größerem Durchmesser als derjenige der Meßleitung angeordnet sind, in ι-weichen Kammern sich die beiden piezoelektrischen Wandler befinden, dadurch gekennzeichnet, daß von diesen Kammern (2, 3) die eine Kammer (2) eine öffnung aufweist, die so geformt ist, daß die Luftströmung von der öffnung zur M Meßleitung (1) mit Bezug auf die Achse dieser Leitung (1) im wesentlichen radial stattfindet, während in der anderen Kammer (3) eine Umlenkplatte (20) vorgesehen ist, die sich mit Bezug auf die Achse der Meßleitung (1) quer erstreckt, so daß die Luftströmung durch die andere Kammer (3), zumindest im Bereich zwischen der Meßleitung (1) und der Umlenkplatte (20), mit Bezug auf die Achse der Meßleitung (1) im wesentlichen radial stattfindet, und daß die Umlenkplatte (20) axial zur Meßleitung (1) verstellbar ist

2. Gerät i.ach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wand!-/ (12, 24) von axial verstellbaren rohrförnrgen Halterungen (11, 23) getragen werden, von denen dt' eine Halterung (11) durch eine Außenwand (4) der ersten Kammer (2) und die andere (23) durch die Umlenkquerwand (20) gelagert ist

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Umfangsöffnung der einen Kammer (2) ein ringförmiges Luftfilter (9) befindet