[发明专利]传感器设备、对应的涡轮增压器和测量质量流量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及传感器设备和涡轮增压器。

背景技术

涡轮增压器是一种已知的设备，其用于在高于大气压力的压力(升压)下将空气供应到内燃机的进气口。传统的涡轮增压器通常包括安装在涡轮机壳体中的可旋转的轴上的排气(exhaust gas)驱动的涡轮机叶轮。涡轮机叶轮的旋转使安装在压缩机壳体中的轴的另一个端部上的压缩机叶轮旋转。压缩机叶轮将压缩空气传输到发动机的进气歧管，从而增加发动机功率。

理想的是能够测量流过压缩机的进气口的空气的质量流量。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种传感器设备，包括具有内周边的壳体，所述内周边限定气体能够流过的区域，该壳体设置有：第一室，所述第一室在所述气体能够流过的区域周围延伸，入口分布在所述第一室周围；和第二室，所述第二室在所述气体能够流过的区域周围延伸，出口分布在所述第二室周围；在使用时，第一室被布置在第二室的上游，其中，所述传感器设备进一步包括被布置成用于测量所述第一室中的压力与所述第二室中的压力之间的压差的一个或多个传感器。

第一室可具有足够大的横截面积，使得在使用时，第一室内的气体的压力在传感器的工作过程中基本均衡。

第一室的入口可在传感器附近处较窄并且在进一步远离传感器的位置处较宽。

入口可在所述第一室周围间歇地延伸。入口的位于感测通路的入口附近的打开部占据的入口的比例比所述入口的进一步远离感测通路的入口的打开部占据的入口的比例小。

第二室可具有足够大的横截面积，使得在使用时，第二室内的气体的压力在传感器的工作过程中基本均衡。

第二室的出口可在传感器附近处较窄并且在进一步远离传感器的位置处较宽。

出口可在所述第二室周围间歇地延伸。出口的位于感测通路的出口附近的打开部占据的出口的比例比所述出口的进一步远离感测通路的出口的打开部占据的出口的比例小。

传感器设备可进一步包括连接在第一室和第二室之间的感测通路，使得在使用时气体流过所述感测通路，并且其中所述一个或多个传感器定位在感测通路中。

第一室可被成形，使得第一室的入口与感测通路之间没有直通的流动路径。

一个或多个传感器可包括至少部分地定位在感测通路中的感测装置。

感测装置可至少部分地定位在设置于感测通路中的限流器内。

感测装置可包括两个双极晶体管，所述两个双极晶体管中的一个双极晶体管被电加热。

感测装置可进一步包括被构造成用于向被加热的双极晶体管提供大致恒定的功率并且用于测量所述两个双极晶体管的基极发射极电压之间的差值的电路。

感测装置可进一步包括被构造成用于在所述两个双极晶体管之间保持大致恒定的温差，并且测量用于加热所述被加热的晶体管的功率的电路。

电路可进一步被构造成用于测量未被电加热的双极晶体管的温度。

限流器可不与所述感测设备的其它部件整体地形成。

限流器可由与用于形成传感器设备的壳体的材料不同的材料形成。

一个或多个传感器可包括连接在第一室和第二室之间的应变计。所述第一室和第二室可被构造成在使用应变计时，在第一室和第二室之间没有气体泄出。

应变计可被设置在连接于第一室和第二室之间的感测通路中。

传感器设备可进一步包括定位在第一室和第二室之间的额外的室，所述额外的室连接到第一室或第二室，其中额外的传感器被定位在所述额外的室中。额外的室可被构造成用于保护额外的传感器不受气流影响。所述额外的传感器可以是环境空气温度传感器。

第一室和第二室可不相连，并且所述一个或多个传感器包括定位在第一室中的压力传感器和定位在第二室中的压力传感器。

根据本发明的第二方面，提供了一种涡轮增压器，该涡轮增压器包括经由轴连接到压缩机的涡轮机，其中根据本发明的第一方面的传感器设备被设置在所述压缩机的进气口中。

根据本发明的第三方面，提供了一种使用传感器设备测量气体的质量流量的方法，所述传感器设备包括具有内周边的壳体，所述内周边限定气体能够流过的区域，所述方法包括：在第一室中接收气体，所述第一室在气体能够流过的区域周围延伸，入口被分布在第一室的周围；在第二室中接收下游气体，所述第二室在气体能够流过的区域周围延伸，出口被分布在第二室的周围；以及使用一个或多个传感器测量第一室中的压力与第二室中的压力之间的压差。

气体可正在流入涡轮增压器的压缩机中。