DE2618944B2

DE2618944B2 - Vorrichtung zur Ultraschallmessung der Strömungsmenge von Gas Fiat S.pA, Turin (Italien)

Info

Publication number: DE2618944B2
Application number: DE2618944A
Authority: DE
Inventors: Massimo Housse; Mauro Lagonigro
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-04-30
Filing date: 1976-04-29
Publication date: 1978-04-13
Also published as: GB1519097A; DE2618944A1; FR2309837A1; FR2309837B1; US4014210A; IT1032783B; DE2618944C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ultraschallmessung der Strömungsmenge von Gas, insbesondere zur Messung der Strömungsmenge von Luft in der Ansaugleitung eines Verbrennungsmotors, der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs I beschriebenen Art.

Eine solche Meßvorrichtung ist beispielsweise Gcginstand der älteren Patentanmeldung P 25 27 306.7. Bei dieser Vorrichtung sind die beiden Ultraschallwandler in je einer Kammer angeordnet, um eine Verwirbelung der Gasströmung in dem Meßrohr zu vermeiden. Die stromaufwärts am Einlaßende des Meßrohres angeordnete Kammer wird in Umfangsrichtung von einem Ringfilter begrenzt, durch welches das Gas in radialer Richtung zur Einlaßöffnung des Meßrohres strömt.

Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß die Ansprechverzögerung wegen der stromabwärts gelegenen Kammer vergleichsweise groß ist, so daß ein plötzlicher Druckabfall, der beispielsweise durch das Öffnen des Drosselventils des Motors verursacht wird, stromabwärts erst nach dem Entleeren der stromab- ^6U wärts gelegenen Kammer zu einer wahrnehmbaren Reaktion führt. Außerdem ist die stromaufwärts gelegene Kammer derart konstruiert, daß sie auch bei maximalen Strömungsgeschwindigkeiten Wirbel induziert, die Fehler in der Strömungsmessung verursachen. '" Diese Wirbel nehmen erkennbar zu, wenn eine stromabwärts gelegene Kammer vorgesehen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Mangel zu beseitigen und eine Vorrichtung zur Ultraschallmessung der Strömungsmenge von Gas zu schaffen, die bei allen Betriebsgeschwindigkeiten eine verzögerungsfreie Strömungsmessung erlaubt und auch bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten keine Wirbelbildung verursacht.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs. 1 genannten Merkmale gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die in der Figur dargestellte Vorrichtung weist ein Meßrohr 1 auf, in dem die Messung der Strömungsmenge von in die Ansaugleitung eines Motors einströmender Luft durchgeführt wird. Am Einlaßende des Meßrohres 1 ist eine Speicherkammer 3 angeordnet, die zwischen einer scheibenartigen Querwand 6 und einer ringförmigen Querwand 7 liegt. Ein hohlzylindrisches Luftfilter 15 ist zwischen den beiden Querwänden 6, 7 angebracht. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Luftfilter 15 ein Standari-Luftfilter von der Art, wie man sie in den meisten Verbrennungsmotoren findet. Die beiden Querwände 6, 7 sind mit drei Ankerbolzen 11 mit Schraubgewinde, die auf dem Umfang der Querwand 6 in Winkelabständen von 120° angeordnet sind, zusammeiigcklemmt, von denen in der Zeichnung einer ganz und ein zweiter teilweise zu sehen ist. Auf die Holzen sind Flügelmuttern 13 aufgeschraubt. Die ringförmige Querwand 7 trägt einen mittigen Stutzen 9, der in das Einlaßende des Meßrohres 1 paßt.

An den Ankerbolzen Il ist ein kegelstumpfförmiges Element 16 festgcschweißt, das in dem Luftfilter 15 liegt und dessen Wand auf der Außenseite mit einem Belag 17 aus einem akustisch isolierenden Material überzogen ist.

Am Auslaßendc des Meßrohres 1 befindet sich ein schmälerer Toil 18, auf den im Gebrauch der Vorrichtung ein Gummischiauch 24 geschoben und mit nicht gezeigten Metallklemmen befestigt wird. Der Gummischlauch 24 verbindet das Meßrohr 1 mit der nicht gezeigten Ansaugleitung des Motors.

Koaxial in der Vorrichtung sind zwei piezoelektrische Ultraschall-Wandler 19 und 21 angeordnet, von denen der stromabwärtige Wandler 19 in dem Meßrohr 1 in einem hohlen Sitz 20 gclialtert ist, der zum Einlaßendc des Meßrohres I hin offen ist, wobei ein Futter 22 aus Gummi oder einem anderen elastischen Material zwischengefügi ist. Der Sitz 20 ist an seiner Außenseite zum Einlaßende des Mcßrohrcs I hin abgeschrägt. Der stromaufwärtige Wandler 21 ist in einem Sitz befestigt, der sich am schmalen Ende des kcgelstumpfförmigen Elementes 16 befindet und dem Meßrohr 1 zugekehrt ist, wobei ein Futter 23 aus Gummi oder einem anderen elastischen Material zwischengefügt ist.

Das kcgelstumpfförinige Element 16 und der hohle Sitz 20 werden von Stützen 25 bzw. 27 gehalten. Die Stütze 27 ist an dem Meßrohr 1 mittels eines Flansches 29 festgemacht, durch den Befestigungsschrauben 30 treten, die den Flansch 29 an der Wand des Mcßrohrcs 1 befestigen. Die Stützen 25 und 27 sind hohl, um Kanäle für die Kabel 32 zu bilden, die die Wandler 19, 21 mit einer nicht dargestellten elektronischen Schaltung verbinden, die die elektrischen Ausgangssignale der Wandler weiterverarboitet.

Im Betrieb der Vorrichtung fließt Luft radial nach innen durch das Luftfilter 15 und strömt dann praktisch ohne Wirbel durch die Kammer 3 vermöge des kegelstumpfförmiger Elementes 16, das die Luftströ-

mung leitet. Diese wirbelfreie Strömung findet bei allen Strömungsgeschwindigkeiten der Luft durch die Vorrichtung statt und erlaubt die Verwendung der Vorrichtung selbsi bei sehr starken Strömungen, ohne daß es zur Wirbelbildung kommt.

Die beiden Wandler {9, 21 gehaltert in stromlinienförmigen Sitzen, stören die Luftbewegung durch die Vorrichtung nicht merkbar und erzeugen daher keine Wirbel, nicht einmal lokale, die die Strömungsmessung mit Hilfe der Vorrichtung stören könnten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Ultraschallmessung der Durchflußmenge von Gas, insbesondere der Durchfluß- ^r> menge von Luft in der Ansaugleitung eines Verbrennungsmotors, mit einem Meßrohr, nächst dessen beiden Enden ein Stromabwärtiger und ein stromaufwärtiger piezoelektrischer Ultraschallwandler angeordnet sind, wobei letzterer sich in '<· einer am Einlaßende des Meßrohres angeordneten Kammer befindet, in welche das Gas radial eintritt, mit einer elektronischen Schaltung, mittel!) derer die von den beiden Ultraschallwandlern gelieferten Signale weiter verarbeitet und aus diesen Signalen ein Maß für die Größe der Durchflußmenge abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der am Einlaßendf des Meßrohres (I) angeordneten Kammer (3) ein kegelstumpfförmiges Element (16) angeordnet ist, dessen Scheitel dem ^⁰ Meßrohr zugewandt ist, daß in diesem Scheitel ein Sitz für den stromaufwärtigen Ultraschallwandler (21) vorgesehen ist und daß der stromabwiirtigc Ultraschallwandler (19) in einem Sitz (20) angebracht ist, der ein zum Einlaßende des Meßrohres (1) hinweisendes konisches Ende besitzt.

2. Vorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß das kegelstumpfförmige Element (16) mit einem akustisch isolierenden Material (17) bedeckt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschall-Wandler (19, 21) in ihren Sitzen unter Zwischenfügen eines Futters (22, 23) aus einem elastischen Material gelagert sind. ^Ji