Ultraschall-Durchflußsensor zur Messung der Ansaugströmung von Kfz-Motoren

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Ultraschall-Durchflußsensor zur Messung der Ansaugströmung von Kfz-Motoren

Jena, A. van / Magori, V.

Bei dem hier vorgestellten Ultraschalldurchflußmesser handelt es sich um ein Instrument zur Messung des Massenstromes von Luft, insbesondere in der Ansaugströmung von Kraftfahrzeugmotoren. Dazu hat sich das auch bei anderen Anwendungen bewährte Laufzeitverfahren, bei dem das Mitführungsprinzip ausgewertet wird, als zweckmäßig erwiesen. Für die Übertragung der impulsförmigen Ultraschallsignale wurde eine Methode zur eindeutigen Erkennung des Empfangszeitpunktes entwickelt, welche besonders bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten die störungsfreie Signalübertragung gewährleistet. Vorteilhaft ist die sequentielle Messung, bei der wechselweise stromaufwärts und stromabwärts gesendet wird. Die daraus gebildete von dem Durchfluß abhängige Laufzeitdifferenz wird jeweils aus dem vorausgehenden und dem nachfolgenden Signal ermittelt. Ein Microcomputer errechnet daraus unter Berücksichtigung der Luftdichte den Massenstrom. Die verwendeten Ultraschallwandler erlauben den Einsatz in einem Temperaturbereich zwischen -40 Cel und +125 Cel. Bei einer Kanalbreite von 60 mm ist eine maximale Meßrate von etwa 30 kHz realisierbar. Daraus ergibt sich ein transientes Verhalten des Ultraschalldurchflußmessers, das wesentlich günstiger ist als das von Stauklappen-, Heißfilm- oder Vortexsensoren, wie an praxisnahen experimentellen Untersuchungsergebnissen nachgewiesen wird.