Измерительное устройство для определения параметра текучей среды



Измерительное устройство для определения параметра текучей среды
Измерительное устройство для определения параметра текучей среды
Измерительное устройство для определения параметра текучей среды
Измерительное устройство для определения параметра текучей среды
Измерительное устройство для определения параметра текучей среды
Измерительное устройство для определения параметра текучей среды

 


Владельцы патента RU 2482452:

РОБЕРТ БОШ ГМБХ (DE)

Измерительное устройство имеет, по меньшей мере, один расположенный в потоке текучей среды датчик для определения параметра потока текучей среды. Измерительное устройство имеет, по меньшей мере, одну расположенную поперечно основному направлению потока решетку (132) с, по меньшей мере, одной образующей ее перегородкой (134), которая имеет ориентированную преимущественно в основном направлении потока глубину. Образующая решетку перегородка (134) имеет, по меньшей мере, одну выемку (156), в месте расположения которой образующая решетку перегородка имеет уменьшенную глубину. Технический результат - повышение воспроизводимости результатов измерения и повышение качества измерительного сигнала. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Уровень техники

Настоящее изобретение относится к устройствам для измерения по меньшей мере одного параметра потока текучей среды, прежде всего движущегося по проточной трубе потока текучей среды, типа тех, которые известны из различных областей техники. Так, в частности, при проведении многих процессов, например, различных технологических процессов, химических процессов или процессов в машиностроении, требуется подача текучих сред, прежде всего газов (например, воздуха), с определенными свойствами (например, температурой, давлением, скоростью потока, массовым расходом, объемным расходом и т.д.). К числу таких процессов относятся прежде всего процессы сгорания, протекающие при регулируемых условиях.

Важным примером практического применения являются процессы сгорания топлива в двигателях внутреннего сгорания (ДВС), которые устанавливаются на автомобили, прежде всего с последующей каталитической нейтрализацией отработавших газов, для чего требуется регулируемая подача определенной массы воздуха в единицу времени (массовый расход воздуха). Для измерения массового расхода воздуха при этом используются датчики различных типов. Одним из известных из уровня техники типов датчиков является пленочный термоанемометрический массовый расходомер воздуха (ПТМРВ), один из вариантов конструктивного исполнения которого описан, например, в DE 19601791 A1. В таких пленочных термоанемометрических массовых расходомерах воздуха обычно используется кристалл с датчиком, имеющий тонкую мембрану, например, кремниевый кристалл с датчиком. На мембране обычно расположен по меньшей мере один нагревательный резистор, который окружен двумя или более термометрами сопротивления (температурными датчиками). В воздушном потоке, проходящем через мембрану, изменяется распределение температур, что в свою очередь может регистрироваться термометрами сопротивления и обрабатываться схемой управления и обработки результатов измерения. Так, например, на основании разности сопротивлений термометров сопротивления можно определять массовый расход воздуха. Различные другие варианты датчиков этого типа известны из уровня техники. Настоящее изобретение, кроме того, не ограничено датчиками описанного типа, к которому относятся пленочные термоанемометрические массовые расходомеры воздуха, а в принципе может использоваться применительно к датчикам большинства типов, которые используются в виде стационарно смонтированных датчиков или в виде вставных датчиков в потоке текучей среды.

Однако недостаток описанных в уровне техники конструкций вставных датчиков состоит в том, что известные вставные датчики во многих случаях создают проблемы во впускном тракте касательно обусловленного аэрогидродинамическим сопротивлением падения давления. Сказанное означает, в частности, что воспроизводимость сигналов подобных датчиков не оптимальна.

Многие датчики и прежде всего пленочные термоанемометрические массовые расходомеры воздуха на практике оснащают решеткой или комбинацией решеток. Такие решетки, которые могут быть встроены, например, в проточную трубу, обычно расположены в потоке текучей среды в нескольких сантиметрах перед вставным измерительным преобразователем, соответственно перед датчиком, и служат для выравнивания профиля скорости потока в проточной трубе. Назначение подобных решеток состоит далее в устранении возможно возникшего завихрения потока текучей среды. Выравнивающее поток действие решетки достигается благодаря ее тормозящему воздействию на поток. Одновременно с этим возникает мелкомасштабная турбулентность, в результате которой происходит перемешивание быстро и медленно движущихся частичных потоков текучей среды и которая тем самым способствует выравниванию скорости всего потока текучей среды по всему поперечному сечению трубы. Достигаемый благодаря этому эффект состоит в том, что характеристика датчика (например, взаимосвязь между массой воздуха и выходной частотой или выходным напряжением) становится практически не зависящей от профиля скорости входящего потока воздуха.

Пример подобного устройства с решеткой известен из DE 19647081 A1. В отличие от известных решеток с равновеликими и равноотстоящими проточными отверстиями или ячейками эту известную из указанной публикации решетку предлагается выполнять с проточными отверстиями разного проходного сечения. Проходные сечения проточных отверстий решетки при этом согласованы с притоком текучей среды с целью создать по ходу потока после решетки поток с в основном равномерным распределением скорости.

Однако у многих датчиков, прежде всего у многих массовых расходомеров воздуха, используемых в сочетании с решетками известных конструкций, в некоторых диапазонах значений массового расхода воздуха наблюдаются характеристики, воспроизводимость которых требует дальнейшего улучшения. Причина этого заключается обычно в нестабильности потока непосредственно за образующими решетку перегородками. За образующими решетку перегородками образуются области срыва потока и неравномерности в профиле скорости, которые в принципе нестабильны, в связи с чем обычно и результаты измерений соответствующих величин расположенными по ходу потока после решетки датчиками могут быть нестабильными.

Краткое изложение сущности изобретения

В соответствии с этим в изобретении предлагаются измерительное устройство для определения по меньшей мере одного параметра движущегося в основном направлении потока текучей среды, а также проточно-трубчатый модуль для применения в подобном измерительном устройстве, которые позволяют устранить недостатки, присущие известным измерительным устройствам, соответственно проточно-трубчатым модулям. Предлагаемое измерительное устройство прежде всего характеризуется более стабильным потоком текучей среды в зоне датчика, главным образом за решеткой, и тем самым позволяет повысить воспроизводимость результатов измерений. Преимущество изобретения состоит в возможности отказаться от принятия прочих, направленных на стабилизацию потока мер, таких, например, как использование дополнительной проволочной сетки, благодаря чему удается также снизить стоимость изготовления предлагаемого в изобретении измерительного устройства по сравнению с традиционными измерительными устройствами. В целом же предлагаемое в изобретении измерительное устройство характеризуется высоким качеством измерительного сигнала по сравнению с традиционными измерительными устройствами, прежде всего меньшим уровнем шума в измерительном сигнале.

Предлагаемое в изобретении измерительное устройство в принципе пригодно для применения в нем множества указанных в начале описания датчиков и для проведения измерений, основанных на различных принципах, а также для измерения параметров разнообразных текучих сред (например, газов и жидкостей). Предлагаемое в изобретении измерительное устройство принципиально пригодно для измерения множества возможных физических и/или химических параметров, таких, например, как давление, температура, плотность, массовый расход, объемный расход или иные аналогичные параметры. Соответственно предлагаемое в изобретении измерительное устройство имеет по меньшей мере один датчик, который согласован с типом измеряемого параметра, соответственно измеряемых параметров текучей среды. В последующем описании без ограничения других возможных вариантов осуществления изобретения предполагается, что датчик представляет собой пленочный термоанемометрический массовый расходомер воздуха типа того, который описан, например, в указанной в начале описания публикации DE 19601791 A1 или в иных упоминаемых в настоящем описании публикациях, отражающих уровень техники.

В принципе текучая среда может свободно течь в основном направлении своего потока, при этом под основным направлением потока подразумевается локальное направление потока текучей среды в зоне расположения измерительного устройства. При этом, однако, наличие локальных неравномерностей потока, таких, например, как завихрения, не должны учитываться, и поэтому под основным направлением потока должно подразумеваться основное направление, в котором текучая среда движется или перемещается в зоне расположения измерительного устройства. В предпочтительном варианте поток текучей среды движется по проточной трубе, при этом измерительное устройство может иметь, например, проточно-трубчатый модуль с по меньшей мере одним корпусом, в котором может располагаться (например, зафиксирован по меньшей мере одним креплением) по меньшей мере один датчик.

Предлагаемое в изобретении измерительное устройство имеет далее по меньшей мере одну расположенную поперечно основному направлению потока решетку с по меньшей мере одной образующей ее перегородкой. В предпочтительном же варианте предусмотрено несколько таких образующих решетку перегородок, которые могут располагаться, например, параллельно друг другу и/или могут быть ориентированы друг относительно друга под углом, отличным от 0°. Решетка может быть также образована пересекающимися перегородками, например, аналогично решетке, известной из описанного выше уровня техники. В предпочтительном варианте решетка является частью упомянутого выше проточно-трубчатого модуля, например, в виде его извлекаемой или съемной части. При этом под выражением "поперечно основному направлению потока" в данном случае подразумевается угол между образующими решетку перегородками и основным направлением потока, составляющий предпочтительно 90°, при этом, однако, возможны также отклонения от угла в 90°, например, отклонения, не превышающие 20°. В этом отношении решетка может соответствовать указанному в начале описания уровню техники, например, конструкции, описанной в DE 19647081 A1.

В отличие от уровня техники настоящее изобретение основано на том факте, что указанные нестабильности потока непосредственно за образующими решетку перегородками обусловлены наличием областей срыва потока и минимумов ("провалов") в профиле скорости потока. Особенно у решеток с пересекающимися образующими их перегородками подобные неравномерности накладываются друг на друга в профилях скорости в точках пересечения перегородок с образованием локальных минимумов в профиле скорости по ходу потока за решеткой, которые обычно проявляются или сохраняются в основном направлении потока на удалении от решетки, которое в 5-10 раз превышает ее глубину (толщину). Такие локальные минимумы относятся к областям срыва потока, которые образуются за точками пересечения образующих решетку перегородок. Подобные области срыва потока нестабильны и крайне чувствительно реагируют на малейшие изменения условий набегания потока, изменяя вследствие таких изменений, например, свою форму, размеры и положение и влияя тем самым на характеристики чувствительного элемента, соответственно на их воспроизводимость. Дополнительно такие зоны носят крайне нестационарный характер, т.е. повышают уровень шума в сигналах чувствительных элементов.

Основная идея настоящего изобретения заключается, таким образом, в уменьшении и стабилизации областей срыва потока за решеткой, прежде всего в зоне пересечения образующих ее перегородок, с целью снизить таким путем уровень шума в сигнале датчика и повысить воспроизводимость его сигнала. Для этого образующую решетку перегородку, которая имеет ориентированную преимущественно в основном направлении потока глубину, предлагается выполнять с по меньшей мере одной выемкой, в месте расположения которой образующая решетку перегородка имеет уменьшенную глубину. Под выражением "ориентированная преимущественно в основном направлении потока" при этом подразумевается глубина образующей решетку перегородки, которая ориентирована главным образом параллельно основному направлению потока, при этом, однако, допустимы также небольшие отклонения от такой параллельности, например, отклонения, не превышающие 50°, предпочтительно не превышающие 20°, особенно предпочтительно не превышающие 5°.

Наличием предлагаемой в изобретении выемки принципиально обусловлено два эффекта. Так, в частности, благодаря локальному уменьшению влияния стенок профиль скорости потока становится однороднее и стабильнее. Помимо этого уменьшаются области срыва потока за образующими решетку перегородками. Кроме того, в предлагаемых в изобретении выемках в образующих решетку перегородках образуются продольные вихри, которые способствуют более интенсивному обмену импульсами между медленно движущейся текучей средой (в области срыва потока) и быстро движущейся текучей средой (вне области срыва потока) за образующими решетку перегородками. Благодаря этому также уменьшаются и стабилизируются области срыва потока, а профиль скорости становится однороднее.

В предпочтительном варианте по меньшей мере одна выемка расположена на задней в основном направлении потока кромке образующей решетку перегородки. Выемки на передней кромке образующей решетку перегородки в принципе обладают аналогичным действием, однако обычно сами создают помехи и, как правило, менее эффективны, чем предлагаемый в изобретении вариант с расположением выемки на задней кромке образующей решетку перегородки.

Предпочтительны при этом прямоугольные выемки, т.е. выемки, например, с прямоугольным профилем или контуром в образующих решетку перегородках. В принципе, однако, выемки могут иметь и иные контуры, например, трапециевидную форму с боковыми углами, отличными от угла 90°. Так, например, выемки с трапециевидным профилем с углом между боковой стороной трапеции и ее большим основанием от 90° (прямоугольный профиль) до 30° по своей функции сопоставимы с прямоугольными выемками и могут также обладать преимуществами прежде всего с точки зрения изготовления измерительного устройства, главным образом решетки. В принципе возможно также выполнение выемок с закругленным профилем, например, выемок с прямоугольным и/или трапециевидным профилем, который закруглен в зоне кромок. Необходимо отметить, что при наличии нескольких выемок в решетке все они не обязательно должны иметь идентичные контуры, которые вполне могут также варьироваться в пределах одной решетки.

Глубина выемок, т.е. максимальное уменьшение глубины образующих решетку перегородок в местах расположения выемок, составляет примерно 50% от толщины решетки, т.е. предпочтительно в основном направлении потока. Помимо этого, однако, возможны и иные значения глубины выемок, например, в пределах от 10 до 80% от глубины образующих решетку перегородок.

Выемки в принципе могут располагаться в любых местах решетки. Однако в особенно предпочтительном варианте, как уже указывалось выше, решетка имеет по меньшей мере две образующие ее перегородки, которые пересекаются в по меньшей мере одной точке, а предпочтительно имеет четыре или более образующих ее перегородок. Пересекающиеся образующие решетку перегородки в принципе могут располагаться друг относительно друга под любыми, отличными от 0°, углами, однако предпочтительно при этом их расположение под углом около 90° друг относительно друга. Возможны также отклонения от 90°, например, отклонения, не превышающие 40°. Взаимно пересекающиеся перегородки могут тем самым образовывать ячеистую решетку, например, с размером ячеек от 4 до 7 мм, при этом возможно и иное выполнение ячеек. Глубина образующих решетку перегородок в принципе также может иметь различные значения, которые обычно составляют от 5 до 10 мм.

При наличии подобной ячеистой решетки с по меньшей мере двумя пересекающимися между собой образующими ее перегородками по меньшей мере одну выемку особенно предпочтительно располагать в зоне по меньшей мере одной точки пересечения перегородок. Как указывалось выше, благодаря этому обеспечивается особо эффективная стабилизация потока в этих аэрогидродинамически критических зонах, где расположены точки пересечения образующих решетку перегородок. При этом выемки могут быть предусмотрены на одной из взаимно пересекающихся образующих решетку перегородок либо на обеих взаимно пересекающихся образующих решетку перегородках в зоне точек их пересечения. В принципе такие выемки можно предусматривать во всех точках пересечения перегородок, при этом возможны также варианты, в которых выемки предусмотрены только в некоторых, а не во всех точках пересечения перегородок.

По меньшей мере одну выемку, которая может быть расположена в точке пересечения образующих решетку перегородок и/или на образующей решетку перегородке вне точки пересечения перегородок, особенно предпочтительно располагать по ходу потока перед измерительной зоной датчика. В этом случае выемка проявляет свое стабилизирующее действие прежде всего в такой измерительной зоне. Так, например, измерительная зона может представлять собой непосредственно измерительную зону чувствительного элемента (например, кристалла с датчиком для регистрации по меньшей мере одного параметра потока текучей среды). При использовании пленочного термоанемометрического массового расходомера воздуха, обычно имеющего выступающую в поток текучей среды консольную измерительную головку с расположенным в ней измерительным каналом, выемку особенно предпочтительно располагать по ходу потока перед входным отверстием, ведущим в этот измерительный канал. Наиболее же предпочтительно располагать по меньшей мере одну выемку в месте проекции измерительной зоны в основном направлении потока на решетку, чтобы по меньшей мере одна выемка проявляла свое действие в этой измерительной зоне.

По меньшей мере одна образующая решетку перегородка в предпочтительном варианте имеет обращенную против основного направления потока закругленную переднюю кромку. Задняя же кромка образующей решетку перегородки прежде всего для образования вихрей может быть выполнена с острыми кромками и может, например, иметь ориентированную в основном перпендикулярно основному направлению потока плоскую поверхность.

Как уже указывалось выше, наряду с измерительным устройством в изобретении предлагается также проточно-трубчатый модуль для применения в измерительном устройстве, выполненном по одному из рассмотренных выше вариантов. Поэтому в отношении конструктивного исполнения измерительного устройства можно в основном сослаться на приведенное выше описание. Проточно-трубчатый модуль имеет по меньшей мере один корпус с по меньшей мере одним креплением для размещения датчика. Касательно возможных вариантов выполнения датчика также можно ссылаться на приведенное выше описание. Датчик наиболее предпочтительно выполнять в виде датчика с консольной измерительной головкой. Крепление может быть рассчитано на постоянную или стационарную установку в нем датчика и/или на установку в нем датчика с возможностью его извлечения и замены (например, в виде сменного вставного датчика). Возможно использование и обоих этих вариантов. Крепление может, как это также известно из уровня техники, иметь дополнительные потоконаправляющие элементы, например, закругленную, расположенную по ходу потока перед датчиком переднюю кромку и/или потоконаправляющие элементы. Потоконаправляющий элемент может, кроме того, иметь другие направляющие элементы.

Проточно-трубчатый модуль имеет далее по меньшей мере одну расположенную поперечно основному направлению потока решетку с по меньшей мере одной образующей ее перегородкой. Касательно конструктивного исполнения такой решетки можно в основном сослаться на приведенное выше описание. Эта по меньшей мере одна образующая решетку перегородка имеет по меньшей мере одну выемку, в месте расположения которой образующая решетку перегородка имеет уменьшенную глубину. Решетка может быть выполнена в виде сменной детали проточно-трубчатого модуля и тем самым может изготавливаться, например, в ходе отдельного технологического процесса (например, процесса литья под давлением). Проточно-трубчатый модуль может, кроме того, иметь другие элементы, например, крепежные элементы, позволяющие помещать проточно-трубчатый модуль в выпускной тракт ДВС и фиксировать в этом месте.

Краткое описание чертежей

Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере некоторых вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:

на фиг.1А и 1Б - различные виды выполненного по одному из возможных вариантов измерительного устройства,

на фиг.2 - схемы, иллюстрирующие профили скорости перед изображенной на фиг.1А и 1Б решеткой и после нее,

на фиг.3 - выполненная по одному из вариантов решетка с выемками в зоне точек пересечения образующих ее перегородок,

на фиг.4 - выполненная по одному из вариантов образующая решетку перегородка с выемкой и

на фиг.5 - вид в аксонометрии фрагмента решетки со множеством точек пересечения образующих ее перегородок с выемками.

На фиг.1А и 1Б показано измерительное устройство 110, которое известно из уровня техники и, например, имеется в продаже (например, представляет собой пленочный термоанемометрический массовый расходомер воздуха типа "HFM7" фирмы Robert Bosch GmbH) и которое можно модифицировать предлагаемым в настоящем изобретении образом. При этом на фиг.1А измерительное устройство 110 показано в продольном разрезе, а на фиг.1Б - в виде спереди с направления, соответствующего основному направлению 112 потока текучей среды.

В отношении конструкции измерительного устройства 110 можно в основном сослаться на уровень техники. В рассматриваемом варианте измерительное устройство 110 выполнено в виде измерительного устройства с пленочным термоанемометрическим массовым расходомером 114 воздуха.

Измерительное устройство 110 имеет проточно-трубчатый модуль 116 с корпусом 118. Корпус 118 имеет крепление 120, в которое может вставляться консольная измерительная головка 122 пленочного термоанемометрического массового расходомера 114 воздуха. Крепление 120 выполнено при этом с передней кромкой 124, которая расположена с передней, т.е. обращенной навстречу набегающему потоку, стороны консольной измерительной головки 122 и в отношении конструктивного исполнения которой также можно сослаться на уровень техники. В передней кромке 124 выполнено входное отверстие 126. В консольной измерительной головке 122 к этому входному отверстию 126 примыкает проточный (измерительный) канал 128 с расположенным в нем чувствительным элементом 130. В отношении конструктивного исполнения проточного канала 128 и чувствительного элемента 130, которыми определяется функциональность пленочного термоанемометрического массового расходомера 114 воздуха, и в данном случае можно, например, сослаться на уровень техники. Все вышеуказанные элементы показаны на фиг.1А и 1Б лишь схематично.

Как показано прежде всего на фиг.1Б, проточно-трубчатый модуль 116 измерительного устройства 110 имеет далее расположенную по ходу потока перед консольной измерительной головкой 122 решетку 132. Такая решетка 132 в рассматриваемом варианте выполнена в виде ячеистой решетки со множеством образующих ее перегородок 134, которые пересекаются между собой в основном под прямым углом. Такие образующие решетку перегородки 134 пересекаются между собой во множестве точек 136. Решетка может быть выполнена, например, в виде круглой, извлекаемой из проточно-трубчатого модуля 116 отдельной детали, для чего, например, в проточно-трубчатом модуле 116 с входной стороны может быть предусмотрен соответствующий паз для крепления решетки 132. Решетка 132, а также проточно-трубчатый модуль 116 и различные части консольной измерительной головки 122 могут быть полностью или частично выполнены в виде пластмассовых деталей, например, из полиамида и/или полибутилентерефталата, например, со стекловолокнистым наполнителем в количестве 30%.

На фиг.2 в разрезе показана отдельная образующая решетку 132 перегородка 134. Такая перегородка 134 имеет в данном случае закругленную переднюю кромку 138 и расположенную за ней в основном направлении 112 потока заднюю кромку 140. Задняя кромка 140 в рассматриваемом варианте ориентирована в основном перпендикулярно основному направлению 112 потока. Протяженность перегородки 134 между ее передней кромкой 138 и задней кромкой 140 соответствует глубине D перегородки и условно обозначена на фиг.2 позицией 142. Указанная протяженность, соответственно глубина образующей решетку перегородки ориентирована в основном параллельно основному направлению 112 потока.

На фиг.2 представлены профили скорости потока текучей среды, на примере которых поясняется проблематика, присущая образующим решетку перегородкам 134. На указанном чертеже, в частности, условно показаны профиль 144 скорости перед набеганием потока на перегородку 134, соответственно на решетку 132, профиль 146 скорости в зоне решетки 132 и профиль 148 скорости по ходу потока за решеткой 132.

При этом в первую очередь следует отметить, что первоначально равномерный (например, в зоне вблизи оси проточной трубы проточно-трубчатого модуля 116) профиль 144 скорости из-за практически полного торможения потока текучей среды в зоне 146 решетки 132, соответственно образующей ее перегородки 134 меняет свою форму. За перегородкой 132 образуется область 152 срыва потока, которая проявляет склонность к флуктуациям и нестабильности. В зоне 148 за решеткой 132 указанное торможение потока на образующих решетку перегородках 132 все еще остается заметным на удалении от них, которое в 5-10 раз превышает глубину D образующей решетку перегородки. Так, в частности, на фиг.2 показано, что в профиле скорости потока текучей среды после обтекания им перегородки 134 на некотором удалении от нее все еще проявляется локальный минимум 154. Такие локальные минимумы 154 относятся к областям 152 срыва потока, которые образуются за образующими решетку перегородками 132, прежде всего в зоне точек 136 их пересечения.

На фиг.3-5 в аксонометрии подробно показана выполненная по различным предлагаемым в изобретении вариантам решетка 132, соответственно образующие ее перегородки 134. Так, в частности, на фиг.4 показан вариант выполнения решетки 132 с выемкой 156 на задней кромке 140 образующей ее перегородки. Такая выемка 156, которая в данном варианте выполнена в виде прямоугольной выемки, создает по ходу потока за образующей решетку перегородкой 134 продольный вихрь 158, благодаря которому создается описанный выше эффект обмена импульсами между медленно движущейся текучей средой и быстро движущейся текучей средой и который тем самым способствует быстрому исчезновению локального минимума 154 в профиле 148 скорости потока текучей среды.

Как уже указывалось выше, выемки 156 наиболее целесообразно располагать при этом в зоне точек 136 пересечения двух образующих решетку перегородок 134. Подобный вариант выполнения решетки 132 показан на фиг.3. На этом чертеже показано, в частности, что первая образующая решетку перегородка 160 и вторая образующая решетку перегородка 162 в предпочтительном варианте пересекаются в точке 136 под прямым углом друг к другу. Каждая из обеих образующих решетку перегородок 160, 162 имеет по расположенной симметрично относительно точки 136 их пересечения выемке 156 на своей задней кромке 140.

На фиг.5 в аксонометрии и в виде сзади (если смотреть справа в плоскости чертежа по фиг.1А, т.е. против основного направления 112 потока) показана решетка 132. На этом чертеже показано, в частности, что в данном варианте практически в каждой точке 136 пересечения образующих решетку перегородок 134 имеется по выемке 156. Как уже указывалось выше, возможно, однако, и иное исполнение решетки, соответственно образующих ее перегородок. Так, в частности, с подобными выемками 156 может быть выполнена прежде всего та часть решетки 132, на которую в проекции на общую плоскость накладывается измерительная зона датчика, тогда как в остальных своих частях решетка 132 может не иметь такие выемки. При использовании, например, пленочного термоанемометрического массового расходомера 114 воздуха (см. фиг.1А) в качестве датчика 115 его измерительная зона 164 может, например, охватывать входное отверстие 126 пленочного термоанемометрического массового расходомера 114 воздуха. Спроецировав такую измерительную зону 164 вдоль основного направления 112 потока на решетку 132, подобными выемками 156 наиболее предпочтительно снабжать прежде всего именно ту ее часть, на которую проецируется указанная измерительная зона.

1. Измерительное устройство (110) для определения по меньшей мере одного параметра движущегося в основном направлении (112) потока текучей среды, прежде всего движущегося по проточной трубе потока впускаемого в двигатель внутреннего сгорания воздуха, имеющее по меньшей мере один расположенный в потоке текучей среды датчик (114, 115) для определения параметра потока текучей среды и по меньшей мере одну расположенную поперечно основному направлению (112) потока решетку (132) с по меньшей мере одной образующей ее перегородкой (134), которая имеет ориентированную преимущественно в основном направлении (112) потока глубину (D), отличающееся тем, что образующая решетку перегородка (134) имеет по меньшей мере одну выемку (156), в месте расположения которой образующая решетку перегородка имеет уменьшенную глубину (D).

2. Измерительное устройство (110) по п.1, у которого выемка (156) расположена на задней в основном направлении (112) потока кромке (140) образующей решетку перегородки (134).

3. Измерительное устройство (110) по п.1, у которого глубина выемки (156) составляет от 10 до 80%, предпочтительно 50%, от глубины (D) образующей решетку перегородки.

4. Измерительное устройство (110) по п.1, у которого выемка (156) имеет по меньшей мере один из следующих контуров: прямоугольный профиль, трапециевидный профиль, прежде всего трапециевидный профиль с углом между боковой стороной трапеции и ее большим основанием от 90 до 30°, закругленный профиль.

5. Измерительное устройство (110) по одному из пп.1-4, у которого решетка (132) имеет по меньшей мере две образующие ее перегородки (134), которые пересекаются в по меньшей мере одной точке (136), в зоне которой при этом на по меньшей мере одной из образующих решетку перегородок (134), а предпочтительно на обеих образующих решетку перегородках (134) расположена выемка (156).

6. Измерительное устройство (110) по п.5, у которого решетка имеет несколько точек (136) пересечения образующих ее перегородок, в по меньшей мере одной из которых выемка (156) отсутствует и в по меньшей мере одной из которых расположена выемка (156).

7. Измерительное устройство (110) по одному из пп.1-4, у которого датчик (114, 115) имеет по меньшей мере одну измерительную зону (164), прежде всего входное отверстие, ведущее в измерительный канал, при этом выемка (156) расположена в основном направлении (112) потока перед указанной измерительной зоной (164).

8. Измерительное устройство (110) по п.1, у которого образующая решетку перегородка (134) имеет обращенную против основного направления (112) потока переднюю кромку (138) с закругленным профилем и расположенную в основном направлении (112) потока за ней заднюю кромку (140).

9. Измерительное устройство (110) по п.8, у которого задняя кромка (140) имеет ориентированную в основном перпендикулярно основному направлению (112) потока плоскую поверхность.

10. Проточно-трубчатый модуль (116) для применения в измерительном устройстве (110) по одному из пп.1-9, имеющий по меньшей мере один корпус (118) с по меньшей мере одним креплением (120) для размещения датчика (114, 115), предназначенного для определения по меньшей мере одного параметра движущегося по этому проточно-трубчатому модулю (116) в основном направлении (112) потока текучей среды, а также имеющий по меньшей мере одну расположенную поперечно основному направлению (112) потока решетку (132) с по меньшей мере одной образующей ее перегородкой (134), которая имеет ориентированную преимущественно в основном направлении (112) потока глубину (D), отличающийся тем, что образующая решетку перегородка (134) имеет по меньшей мере одну выемку (156), в месте расположения которой образующая решетку перегородка имеет уменьшенную глубину (D).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в процессе измерения параметров потоков жидкостей или газов. .

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к устройствам для измерения параметров потока газа в открытых и закрытых каналах. .

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к тепловым микрорасходомерам для измерения массового расхода газа в диапазоне 0-100 мг/с. .

Изобретение относится к газовому счетчику в соответствии с преамбулой пункта 1 формулы изобретения. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливовпрыскивающей аппаратуре двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и способам определения параметров воздуха, впускаемого в ДВС.

Изобретение относится к устройствам для измерения расхода текучей среды, в частности для измерения массового расхода воздуха, впускаемого в двигатель внутреннего сгорания.

Изобретение касается датчика (102) и блока (602) управления для взаимодействия с датчиком. Датчик (102) служит для измерения скорости жидкости (308), протекающей через канал (306). В датчике (102) используется принцип измерения температур, проявляющий устойчивость в отношении отклонений по количеству энергии, диссипируемой нагревательным элементом (106). Приемник (110) датчика выполнен с возможностью приема электромагнитного излучения, генерируемого управляющим передатчиком (622), содержащимся в блоке (602) управления для взаимодействия с датчиком (102). Электромагнитное излучение используется для энергоснабжения нагревательного элемента (106), выполненного с возможностью нагрева жидкости. На основе измерительного сигнала, генерируемого преобразовательной схемой, содержащейся в датчике (102), управляющий привод (624) управляет скоростью жидкости. С этой целью передатчик (116) датчика выполнен с возможностью передачи измерительного сигнала на управляющий приемник (634). Технический результат - обеспечение возможности измерения скорости флюида и получение измерительного сигнала, устойчивого к отклонениям в отношении количества энергии, диссипируемой нагревательным элементом. 5 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к газовым счетчикам. Газовый счетчик содержит корпус счетчика с впускным отверстием для газа с относящимся к нему присоединительным штуцером для подводящего газопровода и выпускным отверстием для газа с относящимся к нему присоединительным штуцером для отводящего газопровода. Корпус (2) счетчика представляет собой корпус мембранного газового счетчика, в котором на выпускном отверстии (11) для газа расположено имеющее корпус (13) с встроенным микротермическим расходомерным сенсором (20) измерительное устройство (12). Корпус (13) измерительного устройства (12) герметично соединен с присоединительным штуцером (10) со стороны выпускного отверстия для газа или с корпусом (2) счетчика в зоне выпускного отверстия (11) для газа. Технический результат - обеспечение предельно точного измерения расхода газа совместно с обеспечением возможности подключения такого счетчика без доработок в здании геометрии мест подключения на стороне сети. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх