气流计 【技术领域】
本发明涉及一种气流计，其在气体通路中有一旁通通路，并且其还具有位于该旁通通路中用于检测气流量的传感部。
背景技术
在现有技术例如JP-2002-357465-A中公开了一种气流计。
该气流计用于测量例如内燃机的进气量。如图8所示，气流计具有用于引入部分进入空气的旁通通路100以及置于旁通通路100中用于检测气流量的传感部110。
旁通通路100具有三维结构的限制部120以沿气流方向逐渐减小通路横截面积。通过设置限制部120，限制了引入旁通通路100中的气体的湍流现象，从而能够得到稳定的输出。
但是，由于在旁通通路100中设置限制部120，在进气量小的小气流情况下，压力损失影响很大。另外，从限制部120中的下游侧横截面积最小的最窄部处，横截面积开始增加，从通路中心部流向通路内壁产生气流分离(eddy，涡流)。这样，在小气流情况下，气流速度降低并且波动，从而影响测量精度。
另一种情况如图9所示，其通过使限制部120形成为这样的形状，即，截去其下游侧，也就是说限制部120在其最窄部终止，从而能够减小压力损失的影响。
但是，由于限制部120形成为图9所示的形状，所以在限制部120的末端横截面积急剧增大，产生地气流分离(涡流)和气体湍流比图8所示的结构更严重。因此，可能更严重地损害设置在限制部120中的传感部110的测量精度。另外，如果引入旁通通路100的气体向上流动，如图所示，限制部120的下游侧的端面(平直部130)朝上，使得灰尘堆积在平直部130上。
【发明内容】
鉴于上述问题提出本发明，其目的是提供一种气流计，其通过在旁通通路中安置限制部从而限制压力损失并抑制传感部附近气体的气流分离和/或湍流。
本发明是一种用于检测气流量的气流计，其具有设置在气体通路中的旁通通路和安置在旁通通路中的传感部。旁通通路具有沿旁通通路中气流方向逐渐减小旁通通路宽度的限制部。限制部包括第一限制部和安置在第一限制部的最窄部的紧邻下游侧的第二限制部。第一限制部沿气流方向逐渐减小通路宽度。第二限制部以阶梯方式使通路宽度从最窄部处增大。传感部位于限制部被安置的边界内。
【附图说明】
从下面的详细说明、权利要求以及附图，本发明各实施例的优点、操作方法以及相关部件的功能很容易理解。
图1是根据本发明一实施例的气流计的剖视图；
图2A是沿流入通路宽度方向所截取的限制部的剖视图；
图2B是沿图2A中线IIB-IIB所截取的流入通路的剖视图；
图3是安装在进气管中的气流计的剖视图；
图4是流入通路的放大剖视图，示出了一限制部的形状；
图5A是流入通路的剖视图，示出了一第二限制部的形状；
图5B是流入通路的剖视图，示出了该第二限制部的更多形状；
图5C是流入通路的剖视图，示出了该第二限制部的又一形状；
图5D是流入通路的剖视图，示出了该第二限制部的又一形状；
图6A是流入通路的剖视图，示出了一第二限制部的形状；
图6B是流入通路的剖视图，示出了该第二限制部的又一形状；
图6C是流入通路的剖视图，示出了该第二限制部的又一形状；
图6D是流入通路的剖视图，示出了该第二限制部的又一形状；
图7A是沿流入通路宽度方向的剖视图，示出了限制部的又一示例；
图7B是沿图7A中线VIIB-VIIB所截取的流入通路的剖视图；
图8是一现有技术中的旁通通路的剖视图，示出一限制部的形状；
图9是一现有技术中的旁通通路的剖视图，示出一限制部的形状。
【具体实施方式】
在第一实施例中描述的气流计1用作检测内燃机进气量的气流计1。如图1所示，气流计1和进气管2形成本发明的气体通路，其中气流计置于进气管2上，如图3所示。气流计1包括测量体3，传感部4，电路模块5等。
测量体3通过形成在进气管2上的安装孔2a插入到进气管2中，暴露于流过进气管2的气体中。
测量体3是扁平形状的，其厚度方向尺寸比宽度方向小，且设置成宽度方向沿着进气管2中的气流方向(参照图3)。在下面的描述中，在进气管2中流动的气体被称为主流动气体，并且主流动气体的气流被称为主气流。
在测量体3中形成有旁通通路6，其中主流动气体的一部分作为测量气体，如图3所示。旁通通路6形成为U形(图1中为倒U形)，在其U形弯部处，测量气体的流动方向转过1 80度。旁通通路6形成为如下形式，即，U形弯部上游侧的通路(称为流入通路6a)和U形弯部下游侧的通路(称为流出通路6b)沿着进气管2的径向布置。
另外，测量体3在形成流入通路6a的内壁上在沿厚度方向的两侧具有限制部8，以减小流入通路6a的宽度(厚度方向的宽度)。
如图2B所示限制部8具有第一限制部8a和第二限制部8b。第一限制部8a沿流过流入通路6a的测量气体的气流方向(图中箭头所示方向)逐渐减小流入通路6a的宽度。第二限制部8b在最窄部B的紧邻下游侧以阶梯方式增大通路宽度，并沿着气流方向在预定长度上将通路宽度限制到预定尺寸，其中在最窄部B处，第一限制部的通路宽度最小。
如图2B所示，第一限制部8a从测量体3的内表面逐渐增大其高度并在最窄部B处终止。第二限制部8b布置成与第一限制部相连，中间连接有阶梯部8c，并且沿着气流方向从测量体3的内表面起具有恒定高度。
这里，夹在第一限制部8a和第二限制部8b之间的阶梯部8c具有倾斜内表面，使得从第一限制部8a的最窄部B到第二限制部8b的通路宽度逐渐增大。第二限制部8b的下游端部8d形成为朝向流入通路6a内表面倾斜的斜面。
如图2A所示，第一限制部8a和第二限制部8b延伸于流入通路6a的整个宽度方向上(图中的横向)。
测量体3具有用于使测量气体流入旁通通路6的旁通入口9以及使测量气体流出旁通通路6的旁通出口10，11。
如图1所示，旁通入口9具有从测量主气流的测量体3的前表面延伸到底面的大的开口。这样，测量气体进入旁通入口9，转过大致90度，然后流入所述流入通路6a，如图中箭头所示。
旁通出口10，11是一个开在旁通通路6最下游端处的主出口10和设置在旁通通路6的U形部和主出口10之间的次出口11。
传感部4具有用于测量气流量的加热装置4a和用于测量温度的温度传感装置4b，它们分别通过端子12连接到封装在电路模块5中的电路板(未示出)。
传感部4设置在旁通通路6的U形部的上游侧，也就是流入通路6a中。特别地，如图2A所示，传感部4设置在流入通路6a中通过限制部8使通路宽度变小的位置。
如图1所示，加热装置4a和温度传感装置4b各自的纵向端部分别与端子12电连接，它们被布置成纵向与进气管2的主气流方向大致平行。换句话说，加热装置4a和温度传感装置4b被布置成使它们的纵向与测量体3的宽度方向上的两侧面平行。
电路模块5一体形成在测量体3的顶部。如图3所示，电路模块5通过温度传感装置4b控制加热装置4a中的电流，以使加热装置4a的温度和检测温度(进气温度)之间的差值保持在一预定值。另外，电路模块5通过配线(未示出)连接到电子控制单元(ECU，未示出)，以便根据加热装置4a中的电流向ECU输出电压信号。ECU基于由电路模块5输出的电压信号确定进气量。此处，在电路模块5的一侧部一体形成一连接器13以连接配线。
具有上述结构的气流计1通过为内部具有传感部4的流入通路6a设置限制部8，从而能够抑止经过旁通入口9进入流入通路6a的测量气体的涡流现象。尤其是，通过在第一限制部8a的下游侧设置第二限制部8b以及在第一限制部8a的最窄部B的下游侧以阶梯方式增大通路宽度，从而限制该限制部8处的压力损失。因此，即使进入流入通路6a的气体的气流量小，也不会由于压力损失而使气流速度明显降低，从而提高了小气流领域的测量精度，同时增大了从小气流到大气流的测量范围。
另外，通过设置在第一限制部8a下游侧的第二限制部8b，将沿着测量气体气流方向的预定长度上的通路宽度限制为一预定的恒定值而不急剧增大通路宽度，从而抑制气流在靠近传感部4的部分出现涡流现象。这样，如图4中箭头所示，气流不产生气流分离(涡流)，从而即使在气流量相对小的时候也能够稳定气流速度并获得稳定的输出。
另外，如图2B和图4所示，在第一实施例中描述的限制部8具有设置在第一限制部8a和第二限制部8b之间的阶梯部8c，其与第二限制部8b的下游端部8d都具有斜面。这样，本实施例中的气流计1能够限制测量气体中的灰尘粘附在所述斜面上从而减少灰尘在斜面上的堆积，其中，测量气体在流入通路6a中沿竖直方向从下部流到上部。
在第一实施例中，如图5A所示，第二限制部8b设置成延伸于流入通路6a的整个宽度方向上。但是，第二限制部也可以延伸于流入通路6a宽度方向上的一部分上，如图5B-5D所示。在这些实例中，第二限制部8b的位置根据旁通通路6的长度，旁通出口10，11的位置以及旁通通路6的形状等来确定。
另外，当第二限制部8b设置成延伸于流入通路6a的整个宽度方向上时，第二限制部8b可以为其它形状，例如图6A-6D所示。
在第一实施例中，如图2A-2B所示，传感部4位于第一限制部8a的最窄部B的附近。但是，传感部4也可以位于设置第二限制部8b的位置的范围内，如图7A-7B所示。
在第一实施例中，限制部8a安置在流入通路6a的宽度方向的两侧面上。但是，限制部8a也可以安置在流入通路6a的几个侧面或一个侧面上。
另外，传感部4具有加热装置4a。加热装置4a可以由其它测量装置替代(例如半导体装置)。
另外，旁通通路6可以是不使测量气流的气流方向转弯的形状，即平行于进气管2。
本发明的说明书只是示例性的，因此，在不脱离本发明精神的情况下可对其进行变化。这些变化不应认为超出本发明的精神和范围。