專利名稱：用于測定流動(dòng)介質(zhì)的至少一個(gè)參數(shù)的裝置和用于分離在管道中流動(dòng)的介質(zhì)中的液體的方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1及14所述類型的一種用于測定流動(dòng)介質(zhì)的至少一個(gè)參數(shù)的裝置以及一種用于分離在管道中流動(dòng)的介質(zhì)中的液體的方法。
已知一種帶有測量通道的裝置(DE 19735891 A1)，其中安裝了一個(gè)測量元件，該測量元件在那里被流入的介質(zhì)繞流。該介質(zhì)從一個(gè)入流通道首先流入到一個(gè)轉(zhuǎn)向通道中，該轉(zhuǎn)向通道具有一個(gè)比入流通道較大的通流橫截面和一個(gè)直角的拐角，使得出現(xiàn)相對于入流通道呈階躍形式的急劇的介質(zhì)流過渡。接著，介質(zhì)從轉(zhuǎn)向通道的拐角處轉(zhuǎn)向，沿著轉(zhuǎn)向通道側(cè)面到達(dá)一個(gè)橫向連接的出流通道中，從一個(gè)出流口出去離開該出流通道，以與從該裝置旁邊繞流過去的介質(zhì)再混合。
一個(gè)入流通道縱軸線和一個(gè)出流通道縱軸線相對于管道縱軸線傾斜一個(gè)預(yù)定的角度，使得該入流通道具有一個(gè)被主流動(dòng)方向遮蔽的區(qū)域。為了防止該測量元件被污染和出現(xiàn)損壞，該測量元件安裝在該被遮蔽的區(qū)域中。
由于水進(jìn)入進(jìn)氣管道、例如由于雨水潮濕的路面，可能會出現(xiàn)測量元件被沾染。由于在這種飛濺水中天然包含的溶解鹽部分在傳感器組件的膜片上形成鹽結(jié)晶殼而導(dǎo)致測量元件特征曲線漂移。盡管通過測量件的傾斜形成一個(gè)遮蔽區(qū)域，但液體顆粒還到達(dá)該測量通道中。
從DE 19741031 A1中了解一種具有一個(gè)入流通道的測量裝置，其中通過入流通道的兩個(gè)壁的構(gòu)型可以保持介質(zhì)流在該入流通道中被加速，這眾所周知地只導(dǎo)致入流通道中、特別是測量通道中的介質(zhì)流穩(wěn)定。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)與此相對，具有權(quán)利要求1及權(quán)利要求14特征部分特征的本發(fā)明裝置及本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)是，用簡單的方式和方法保護(hù)測量元件免受液體干擾。
通過在從屬權(quán)利要求中給出的措施可以有利地?cái)U(kuò)展和改善權(quán)利要求1中所述的裝置。
有利的是，一個(gè)液體分離元件在一個(gè)通道中至少部分地迷宮式構(gòu)成，因?yàn)橛纱丝梢詫⒁后w分離，但來自外面的液體不能侵入該通道中。
有利的是，該液體分離元件在該裝置的一個(gè)轉(zhuǎn)向通道的一個(gè)內(nèi)壁上構(gòu)成，因?yàn)橛纱烁纳屏朔蛛x。
該液體分離元件的一個(gè)有利構(gòu)成是相互重疊的環(huán)弧段狀元件，它們在制造技術(shù)上可以簡單地制成。
有利的是，該液體分離元件的流動(dòng)阻力相對于一個(gè)測量通道的流動(dòng)阻力被提高，因?yàn)橛纱嗽摿鲃?dòng)介質(zhì)的氣態(tài)部分的最大部分保留在該測量通道中。
此外有利的是，在入流通道中設(shè)置一個(gè)轉(zhuǎn)向元件，使流體從內(nèi)壁處轉(zhuǎn)向，因?yàn)橛纱耸沽黧w的轉(zhuǎn)向更容易。
為了良好地分離液體，有利的是，在該轉(zhuǎn)向通道中具有一個(gè)斷開棱邊，它阻止沉積的水作為壁膜移動(dòng)到該測量通道中。
為了使測量信號穩(wěn)定，有利的是，該入流通道和/或出流通道的通流橫截面在流動(dòng)方向上逐漸收縮。
附圖本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中簡化示出并在下面的說明中詳細(xì)解釋。
圖示為
圖1 一個(gè)本發(fā)明裝置，圖2 圖1的一個(gè)剖面的一個(gè)局部，圖3 沿圖2中線III-III的一個(gè)剖面，圖4 沿圖2中線IV-IV的一個(gè)剖面，圖5 本發(fā)明裝置的另一個(gè)實(shí)施例。
圖2示出測量殼體6在一個(gè)平行于圖1所示平面的剖視平面中的俯視圖，帶有一個(gè)具有入流通道24的通道22，介質(zhì)通過一個(gè)入流口25流入入流通道24中。在該入流通道24中有一個(gè)入流通道流動(dòng)方向29。在該入流通道24的端部安置了一個(gè)轉(zhuǎn)向元件33，它使流體從一個(gè)內(nèi)壁轉(zhuǎn)向到一個(gè)轉(zhuǎn)向通道40中，由此，在此之后產(chǎn)生一個(gè)脫離，并且改善了各個(gè)混合物組分的相分離。流動(dòng)介質(zhì)在轉(zhuǎn)向通道40中轉(zhuǎn)向并流入一個(gè)出流通道44中，出流通道44至少部分地還形成一個(gè)測量通道47。在該出流通道44中具有一個(gè)出流通道流動(dòng)方向50。在該測量通道47中介質(zhì)從至少一個(gè)測量元件60上流過，測量元件60安裝在一個(gè)傳感器支架56上。在出流通道44的端部，介質(zhì)撞到一個(gè)排出元件51上，因此，介質(zhì)轉(zhuǎn)向并這樣流回到管道3中。通過排出元件51，出流通道44中的介質(zhì)的流動(dòng)方向至少部分地圍繞縱軸線10回轉(zhuǎn)。通過至少一個(gè)出流口53(圖4)排出的介質(zhì)大致在主流動(dòng)方向20上流動(dòng)。通過此，在反向流中的測量信號特性得到改善。出流口53以及出流通道44還可以如在DE 19741031 A1中公開的那樣構(gòu)造，該文獻(xiàn)應(yīng)是本發(fā)明公開內(nèi)容的一部分。
在轉(zhuǎn)向通道40中，一個(gè)分離元件70安置在其外周邊上，該分離元件70例如在其朝向主流動(dòng)方向20的內(nèi)壁41上迷宮式地構(gòu)成。分離元件70具有至少一個(gè)分離入口64和至少一個(gè)分離出口68，它們將轉(zhuǎn)向通道40與管道3連接起來，在該壁上分離出來的液體通過它們從轉(zhuǎn)向通道40出來到達(dá)管道3中。為了避免過多的氣體通過分離元件70離開入流通道24，相對入流通道24和出流通道44的流動(dòng)阻力而言，分離元件70的流動(dòng)阻力被提高。
在入流通道24中或在轉(zhuǎn)向通道40中，一個(gè)尖銳的流出棱邊73例如安置在轉(zhuǎn)向元件33上，它阻止沉積在入流通道24下側(cè)壁42上的液體、例如水作為壁膜(Wandfilm)一同完成在測量通道47中朝向測量元件60方向的轉(zhuǎn)向。所述壁膜在流出棱邊73上從入流通道24的側(cè)壁42上脫離開并被介質(zhì)流攜帶走。由于液體相對于氣體較大的慣性，液體碰到例如轉(zhuǎn)向通道40的外側(cè)內(nèi)壁41上并可以在那里又形成一個(gè)壁膜。該壁膜通過分離入口64移動(dòng)到分離元件70中并通過分離出口68離開分離元件70到達(dá)一個(gè)后腔71中。在轉(zhuǎn)向通道40中轉(zhuǎn)向并由于離心力被壓向內(nèi)壁41的介質(zhì)在此將該壁膜推到分離入口64中。在入流通道24的一個(gè)例如與下側(cè)壁42位置相對的上側(cè)壁43上，所述壁膜不需要從側(cè)壁上脫離開，而是直接擠入分離入口64中。通道22中的液體不形成壁膜，它們碰到內(nèi)壁41上并由此從通道22中分離出來。迷宮式的分離元件70例如由三個(gè)環(huán)弧形元件76組成，它們是相互重疊的。在分離出口68的區(qū)域中安置至少一個(gè)轉(zhuǎn)向器79，用于擋住從管道3侵入的水或液體。
圖3示出沿圖2中線III-III的一個(gè)剖面。通道22在入流通道24中沿流動(dòng)方向29變細(xì)，從而使介質(zhì)流穩(wěn)定。后腔71在側(cè)面8上具有沿縱軸線10縱向的縫隙72，已被分離的液體通過它們又到達(dá)通道3中，在該通道3中液體不會再引起負(fù)面效果。
圖4示出沿圖2中線IV-IV的一個(gè)剖面。出流通道44也沿出流通道流動(dòng)方向50逐漸變細(xì)。在流動(dòng)介質(zhì)從帶有測量元件60的傳感器支架56上流過之后，流動(dòng)介質(zhì)遇到排出元件51。排出元件51例如W形地構(gòu)成并使出流通道流動(dòng)方向50轉(zhuǎn)折，從而介質(zhì)經(jīng)過至少一個(gè)出流口53又到達(dá)管道3中，并且又沿主流動(dòng)方向20繼續(xù)流動(dòng)。在本實(shí)施例中有兩個(gè)出流口53。排出元件51突出于測量殼體6的側(cè)面54之外。主流3在排出元件51上在出流口53的區(qū)域內(nèi)造成一個(gè)負(fù)壓區(qū)(脫離)，并從而造成對測量通道44中的介質(zhì)流的抽吸作用。此外，由于排出元件51突出于側(cè)面54之外，一個(gè)按相位地存在的反向流被耦合到測量通道44中并被測量。
圖5示出本發(fā)明裝置1的另一個(gè)實(shí)施例，它與圖2所示實(shí)施例的區(qū)別主要是，出流通道44與支座殼體7緊鄰，入流通道24安置在測量殼體6的一個(gè)下端部上。此外，傳感器支架56有兩個(gè)測量元件60，它們例如測量體積流量和壓力。
權(quán)利要求
1.用于測定一種在管道(3)中沿一個(gè)主流動(dòng)方向(20)流動(dòng)的介質(zhì)的至少一個(gè)參數(shù)的裝置(1)，所述介質(zhì)由一種氣液混合物、特別是一個(gè)內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣組成，具有一個(gè)安置在管道(3)中的測量殼體(6)，具有一個(gè)設(shè)置在測量殼體(6)內(nèi)的通道(22)，通道(22)具有如下特性該通道(22)劃分為一個(gè)入流通道(24)、一個(gè)轉(zhuǎn)向通道(40)和一個(gè)出流通道(44)，該通道(22)具有一個(gè)入流口(25)，入流通道(24)連接在其上，轉(zhuǎn)向通道(40)連接在入流通道(24)上，介質(zhì)從入流通道(24)流入該轉(zhuǎn)向通道(40)中并轉(zhuǎn)向，以便然后通過出流通道(44)流向至少一個(gè)在測量殼體(6)外表面(8，54)側(cè)通入管道(3)中的出流口(53)，該通道(22)的一部分形成一個(gè)測量通道(47)，并且具有至少一個(gè)位于測量通道(47)中、被流動(dòng)介質(zhì)流過的測量元件(60)，其特征在于，在轉(zhuǎn)向通道(40)中集成有一個(gè)液體分離元件(70)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，液體分離元件(70)至少部分地迷宮式構(gòu)成，并且具有至少一個(gè)分離入口(64)和至少一個(gè)分離出口(68)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，液體分離元件(70)在轉(zhuǎn)向通道(40)的一個(gè)內(nèi)壁(66)的區(qū)域中構(gòu)成。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一或多個(gè)所述的裝置，其特征在于，液體分離元件(70)由至少兩個(gè)相互重疊的環(huán)弧形元件(76)構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一或多個(gè)所述的裝置，其特征在于，液體分離元件(70)的流動(dòng)阻力相對于測量元件(47)的流動(dòng)阻力被提高。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在入流通道(24)的一個(gè)處于介質(zhì)流下游的端部中具有一個(gè)轉(zhuǎn)向元件(33)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，在轉(zhuǎn)向元件(33)上設(shè)置了一個(gè)脫開棱邊(73)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的裝置，其特征在于，裝置(1)具有測量殼體(6)和一個(gè)支架殼體(7)，測量殼體(6)和支架殼體(7)有一個(gè)縱軸線(10)，入流通道(24)和出流通道(44)沿縱軸線(10)上下疊置，并且，入流通道(24)緊鄰支座殼體(7)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，裝置(1)具有測量殼體(6)和一個(gè)支架殼體(7)，測量殼體(6)和支架殼體(7)有一個(gè)縱軸線(10)，入流通道(24)和出流通道(44)沿縱軸線(10)上下疊置，并且，出流通道(44)緊鄰支座殼體(7)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、6或8之一或多個(gè)所述的裝置，其特征在于，入流通道(24)的通流橫截面沿流動(dòng)方向(29)朝向轉(zhuǎn)向通道(40)逐漸收縮。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的裝置，其特征在于，出流通道(44)的通流橫截面沿流動(dòng)方向(50)朝向出流口(53)逐漸收縮。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或8至11之一或多個(gè)所述的裝置，其特征在于，入流通道(24)的至少一部分和出流通道(44)的至少一部分相對于主流動(dòng)方向(20)傾斜地延伸。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在出流通道(44)中介質(zhì)的流動(dòng)方向至少部分地繞縱軸線(10)回轉(zhuǎn)，從而，通過所述至少一個(gè)出流口(53)排出的介質(zhì)然后大致沿主流動(dòng)方向(20)走向。
14.用于在一個(gè)用于測定一種在管道(3)中沿一個(gè)主流動(dòng)方向(20)流動(dòng)的介質(zhì)的至少一個(gè)參數(shù)的裝置(1)中分離液體的方法，所述介質(zhì)由一種氣液混合物、特別是一個(gè)內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣組成，具有一個(gè)安置在管道(3)中的測量殼體(6)，具有一個(gè)設(shè)置在測量殼體(6)內(nèi)的通道(22)，通道(22)具有如下特性該通道(22)劃分為一個(gè)入流通道(24)、一個(gè)轉(zhuǎn)向通道(40)和一個(gè)出流通道(44)，該通道(22)具有一個(gè)入流口(25)，入流通道(24)連接在其上，轉(zhuǎn)向通道(40)連接在入流通道(24)上，介質(zhì)從入流通道(24)流入該轉(zhuǎn)向通道(40)中并轉(zhuǎn)向，以便然后通過出流通道(44)流向至少一個(gè)在測量殼體(6)外表面(54)側(cè)通入管道(3)中的出流口(53)，該通道(22)的一部分形成一個(gè)測量通道(47)，并且具有至少一個(gè)位于測量通道(47)中、被流動(dòng)介質(zhì)流過的測量元件(60)，其特征在于，氣液混合物中的液體由于因在轉(zhuǎn)向通道(40)中的轉(zhuǎn)向而產(chǎn)生的離心力被從通道(22)中導(dǎo)出。
全文摘要
用于測定一種在管道中流動(dòng)的介質(zhì)的至少一個(gè)參數(shù)的裝置,具有一個(gè)入流通道和一個(gè)出流通道,按現(xiàn)有技術(shù)具有的缺點(diǎn)是,流入入流通道中的液體會到達(dá)測量元件上并改變測量元件的測量特征曲線狀況。本發(fā)明裝置(1)在入流通道(24)和出流通道(44)之間具有一個(gè)轉(zhuǎn)向通道(40),其具有一個(gè)分離元件(70),液體通過該分離元件(70)被分離,所以不會到達(dá)測量元件(60)。
文檔編號G01F15/00GK1366603SQ01800992
公開日2002年8月28日 申請日期2001年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月18日
發(fā)明者克里斯蒂安·海嫩, 托馬斯·倫津, 克勞斯·雷曼, 烏韋·康策爾曼, 安迪·米克烏施埃維奇 申請人:羅伯特·博施有限公司