本發(fā)明涉及用于確定流體的流率的流率測量單元，包括殼體，該殼體包括能夠聯(lián)接至彼此的至少兩個殼體部件，并且其中，流通路至少在一個殼體部件中從殼體入口延伸至殼體出口，該流通路包括在中間區(qū)域中的測量通道分支和至少一個旁路通道分支，其中，在中間區(qū)域中，流通路包括通道擴(kuò)寬腔室，由至少兩個插入板組成的插入板層疊體被置于該通道擴(kuò)展腔室中，該至少兩個插入板形成至少一個旁路通道分支，并且置于基板上的至少一個電傳感器系統(tǒng)被置于測量通道分支的壁上。在通道擴(kuò)寬腔室中，流通路包括分支通道和嘴部通道，至少一個旁路通道分支從分支通道正交地分叉，至少一個旁路通道分支正交地通向嘴部通道，其中，在中心區(qū)域中的插入板中的至少一些具有在插入板的縱向方向上延伸的至少一個板縱向凹陷，用作旁路通道分支。

本發(fā)明進(jìn)一步涉及用于控制流體的流率的流率控制單元，包括流率測量單元，該流率控制單元包括至少一個測量通道分支，該測量通道分支包括置于基板上的電傳感器系統(tǒng)；并且進(jìn)一步包括用于控制流體的電可致動閥單元。

背景技術(shù)：

用于測量氣體或液體介質(zhì)流的許多裝置從現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。這些裝置通常包括具有流通路的殼體，該流通路包括主通道以及并聯(lián)連接至該主通道的測量通道分支，其中，經(jīng)常被稱作旁路通道的主通道的橫截面表面積數(shù)倍大于測量通道分支的橫截面表面積。僅有在包括傳感器系統(tǒng)的測量通道分支中存在層流的情況下，才可能精確地確定測量通道分支中的流率。在旁路通道中的湍流效應(yīng)不利地影響在包括測量傳感器的測量通道分支中的層流。而且，從層流至湍流的過渡引起受滯后影響的測量通道中的流體流的突然增加。為了在旁路通道中也實(shí)現(xiàn)基本上的層流，習(xí)慣地將旁路通道分成平行于彼此延伸的多個旁路通道分支，并且該多個旁路通道分支特別地與彼此相同地設(shè)計(jì)，優(yōu)選地至少在其橫截面形狀上對應(yīng)于測量通道分支的橫截面形狀。通過示例的方式，將參考已公開的現(xiàn)有技術(shù)ep0876588b1和ep1503186b1。

ep0876588b1公開了一種流體流量計(jì)，包括殼體，具有內(nèi)部腔體，在腔體的一端處的流體入口，在腔體的另一端處的流體出口，通過在殼體的第一側(cè)中的開口而與腔體聯(lián)通的流量感測和指示機(jī)構(gòu)，以及在腔體中的層流模塊，其中，該層流模塊包括第一多個平板，其限定在用于主通道的殼體中的腔體的入口和出口之間延伸的多個層流通路，測量通道分支從該主通道橫向分叉。層流模塊能夠被安裝通過位于與第一側(cè)相對的殼體的第二側(cè)上的開口，其中，第一多個平板包括以間隔平行的關(guān)系置于其上的多個引線，以便限定多個層流通道，并且該層流模塊進(jìn)一步包括相應(yīng)地置于第一板之間的第二多個板。這些板形成了板層疊體，該板層疊體的各個板以層疊結(jié)構(gòu)的方式牢固地連接至彼此。

ep1503186b1教導(dǎo)了一種熱流量計(jì)，包括電傳感器系統(tǒng)置于其之上的傳感器通道，以及相對于該傳感器通道的旁路通道，其中，在連接殼體入口和殼體出口的流通路中提供通道空間，該通道空間形成旁路通道和傳感器通道。由每一個具有開口的大量薄片形成的層壓件容納在該通道空間中。該層壓件適于將流體分成流入傳感器通道中的流體部分以及流入旁路通道中的流體部分。該層壓件包括網(wǎng)格薄片，其每一個由薄片形成并且在該薄片的兩個端部處具有網(wǎng)格部分，其中，網(wǎng)格部分連接至殼體入口或殼體出口，并且網(wǎng)格片通過間隔件而層壓至彼此。旁路通道由與包括通道空間的殼體部件緊密接觸的基板形成，以便靠近包括容納在其中的層壓件的通道空間，其中，傳感器通道由在基板和層壓件之間延伸的溝槽限定。

上面所描述的現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)在于，在這些解決方案中測量通道分支被單獨(dú)地實(shí)施，并且在每一種情形中由在靠近腔體或通道空間的殼體部件或基板部件中的溝槽形成。測量通道分支因此由所使用的殼體部件或基板部件的凹陷限定，并且不能夠容易地修改其幾何結(jié)構(gòu)。相反地，在已知的流率測量單元中，通過使用具有不同幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的板層疊體或?qū)訅杭扇菀椎馗淖兣月吠ǖ婪种У膸缀谓Y(jié)構(gòu)。

用于控制流體的流率的流率控制單元從現(xiàn)有技術(shù)中也是已知的，其包括用于確定流體的流率的流率測量單元，以及用于設(shè)置流體的流率的、與流率測量單元串聯(lián)連接的電可控制（特別是可調(diào)節(jié)）的閥單元。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

從上面的現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的目標(biāo)是提出一種選項(xiàng)，其允許在不執(zhí)行對基板或?qū)﹂]合主通道的殼體部件的設(shè)計(jì)修改的情況下，流率測量單元的測量通道分支和旁路通道分支都容易地適于不同流體的特定屬性。

根據(jù)本發(fā)明，這個目標(biāo)由具有獨(dú)立權(quán)利要求1的特征的流率測量單元、以及具有另一個獨(dú)立權(quán)利要求15的特征的流率控制單元而實(shí)現(xiàn)。另外的有利實(shí)施例能夠在從屬于其的權(quán)利要求中找到。

在上面描述的用于確定流體的流率的流率測量單元中，根據(jù)本發(fā)明其被設(shè)置成，測量通道分支由插入板層疊體中的至少一個插入板形成，該插入板包括在插入板的縱向方向上延伸的至少一個板縱向凹陷，其中，測量通道分支平行于至少一個旁路通道分支延伸，以及其中，在通道擴(kuò)寬腔室中，測量通道分支從分支通道正交地分叉，并且隨后正交地通向嘴部通道。測量通道分支和至少一個旁路通道分支在彼此旁邊延伸和/或在彼此之上延伸。

根據(jù)本發(fā)明，測量通道分支和至少一個旁路通道分支是被容納在通道擴(kuò)寬腔室中的插入板層疊體的部分。以此方式，以僅通過安裝或更換插入板層疊體而適于不同的流體的簡單的方式提供流率測量單元是可能的。測量通道分支由插入板層疊體中的至少一個插入板形成，該插入板包括在插入板的縱向方向上延伸的至少一個板縱向凹陷，其中，測量通道分支平行于至少一個旁路通道分支延伸，并且在通道擴(kuò)寬腔室中，測量通道分支從分支通道正交地分叉并且隨后正交地通向嘴部通道，以及其中，測量通道分支和至少一個旁路通道分支在彼此旁邊延伸和/或在彼此之上延伸。包括傳感器系統(tǒng)的基板優(yōu)選地是半導(dǎo)體芯片。

在根據(jù)本發(fā)明的流率測量單元中，用于由基板所支承的傳感器系統(tǒng)的電連接線能夠在殼體的任意適合位置中和/或在殼體的任意適合位置中的至少兩個殼體部件之間以密封方式被引至外面。該連接線能夠被實(shí)施作為絕緣束線或引線，或者作為在柔性塑料膜和/或柔性或剛性印刷電路板上或柔性塑料膜和/或柔性或剛性印刷電路板中的絕緣導(dǎo)體。該連接線還能夠包括被設(shè)計(jì)為插塞連接件的通向外部的接口，其中，附接至連接線的插塞連接件相對于殼體（并且特別地相對于通道擴(kuò)寬腔室）以密封的方式被布置，例如，位于殼體部件或印刷電路板的一個上。而且，在插入板層疊體的插入板的板端部區(qū)域處的板孔在至少一個位置處可以自身對外閉合或可以朝外打開。插入板層疊體的相應(yīng)的插入板能夠包括一個或多個板縱向凹陷，其中，多個板縱向凹陷對于形成多個旁路通道分支是有利的。原則上，具有不同數(shù)目的板縱向凹陷的插入板可以與插入板層疊體中的插入板彼此組合。

如果插入板層疊體包括至少兩個插入板，該至少兩個插入板包括用于形成測量通道分支和多個旁路通道分支的板縱向凹陷，則測量通道分支和旁路通道分支優(yōu)選地從分支通道以距離彼此一距離分叉，并且優(yōu)選地同樣地以距離彼此一距離通向嘴部通道并且通向彼此，其中，置于分支通道中的測量通道分支以及至少兩個旁路通道分支的至少入口區(qū)域有利地被設(shè)計(jì)成相同的。然而，已經(jīng)被證明為優(yōu)選的是，將測量通道分支和至少兩個旁路通道的出口區(qū)域也設(shè)計(jì)成相同的形狀。以此方式，在測量通道分支和旁路通道分支中的層流不僅是相同的，而且也是最優(yōu)的。這個措施避免了對測量通道分支中的層流的干擾影響，特別地避免了對在置于基板上的電傳感器系統(tǒng)的區(qū)域中的層流的干擾影響。作為結(jié)果，抵靠測量通道分支的入口區(qū)域以及從分支通道正交地分叉并且平行與彼此延伸的旁路通道分支的入口區(qū)域入射的流是相同的。同理應(yīng)用于測量通道分支以及通向嘴部通道的旁路通道分支的出口區(qū)域。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，插入板包括每一個具有板孔的板端部區(qū)域，其中，板孔形成在插入板層疊體中的分支通道和嘴部通道，以及其中，至少一個旁路通道分支和測量通道分支以距離彼此一距離在縱向上從分支通道分叉，并且在縱向上通向嘴部通道。插入板相對于彼此的流體緊密結(jié)構(gòu)限定流體的流路徑。插入板的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造優(yōu)選地確保圍繞插入板層疊體和在殼體部件之間的區(qū)域中的腔體和間隙不能作用為寄生通道分支，這可以由于設(shè)計(jì)或制造公差而產(chǎn)生，因?yàn)橛糜谧觳客ǖ馈⒎种ǖ?、旁路通道分支和測量通道分支的板凹陷和孔由板區(qū)域環(huán)繞并且特別地圍住，其中板在彼此上支承。

在根據(jù)本發(fā)明的流率測量單元的有利實(shí)施例中，插入板層疊體包括至少兩種不同類型的插入板，這兩種不同類型的插入板以交替順序被布置，其中，一種類型被設(shè)計(jì)為不具有板縱向凹陷的平坦的插入板，并且另一種類型被設(shè)計(jì)為具有板縱向凹陷的平坦的插入板，該板縱向凹陷被設(shè)計(jì)為板縱向孔。

在根據(jù)本發(fā)明的流率測量單元的另一個有利實(shí)施例中，插入板層疊體僅包括一種類型的插入板，該插入板被設(shè)計(jì)為具有作為板縱向溝槽實(shí)施的板縱向凹陷的成型的插入板。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，優(yōu)選地，最靠近于包括傳感器系統(tǒng)的基板定位的至少最頂部的插入板具有平行于彼此延伸的至少兩個溝槽狀板縱向凹陷，其中一個形成測量通道分支并且至少另一個形成旁路通道分支之一。這樣的實(shí)施例清楚的是，包括電傳感器系統(tǒng)的基板相對于通道擴(kuò)寬腔室而偏心地布置，使得其僅與測量通道分支對齊定位。由基板支承的傳感器系統(tǒng)沒有突出，或者僅最小地突出至測量通道分支中以便不干擾那里的層流。傳感器系統(tǒng)優(yōu)選地與測量通道分支的壁對齊布置，或者相對于測量通道的壁而最小地偏置。原則上，確定測量通道分支和/或至少一個旁路通道分支的至少兩個插入板的至少一個板縱向凹陷能夠具有相同或不同的橫截面形狀。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，形成測量通道分支和至少一個旁路通道分支的插入板的板縱向凹陷和/或僅形成旁路通道分支的至少一個另外的插入板的板縱向凹陷具有相同的橫截面形狀。旁路通道分支在插入板中設(shè)置得越多，在旁路通道分支和測量通道分支中的層流將越好，并且流率測量單元的總流體容量將越大。

在根據(jù)本發(fā)明的流率測量單元的特別優(yōu)選實(shí)施例中，插入板層疊體的全部插入板至少在其輪廓方面被相同地設(shè)計(jì)，其中，測量通道分支和至少一個旁路通道分支具有相同的橫截面形狀和相同的長度。特別地，這在用于插入板層疊體的制造成本上具有積極效果，并且額外地簡化了其組裝。在這個實(shí)施例的有利變體中，多個插入板被設(shè)置，其僅具有至少一個旁路通道，其中，在插入板層疊體中的這些插入板被與彼此相同地設(shè)計(jì)，并且包括至少測量通道分支的插入板層疊體中的插入板具有不同于布置在其下面和/或其上面的其他插入板的設(shè)計(jì)。在最頂部的插入板中形成的測量通道分支因此能夠被最優(yōu)地設(shè)計(jì)，而無論流動通過旁路通道分支的流率。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，背對包括傳感器系統(tǒng)的基板的插入板層疊體的端面被支承在層疊體支承板上，該層疊體支承板置于通道擴(kuò)寬腔室的底部上。層疊體支承板優(yōu)選地是平坦的并且被設(shè)計(jì)成至少在輪廓方面與插入板層疊體的插入板相同。這個層疊體支承板延伸進(jìn)入在入口開口和出口開口上方的通道擴(kuò)寬腔室的分支通道和嘴部通道中，該入口開口被提供用于使流體進(jìn)入通道擴(kuò)寬腔室中，該出口開口被提供用于使流體離開通道擴(kuò)寬腔室。

在本發(fā)明的有利實(shí)施例中，插入板層疊體的插入板包括至少一個湍流過濾器，其整體地形成在相應(yīng)的插入板上，并且其在每一種情形中置于位于板縱向凹陷的入口區(qū)域處或靠近板縱向凹陷的入口區(qū)域的板孔中的插入板的測量通道分支和/或旁路通道分支的上游，并且延伸進(jìn)入分支通道中，其中，湍流過濾器被設(shè)計(jì)為至少一個板橫向片層或被設(shè)計(jì)為板網(wǎng)。湍流過濾器改進(jìn)了橫跨測量通道分支和旁路通道以及特別地其旁路通道分支的流體的均勻分布。這基本上補(bǔ)償了在分支通道中產(chǎn)生的可能的湍流。至少一個板橫向片層或板網(wǎng)優(yōu)選地與相應(yīng)的插入板的板縱向凹陷在豎向上偏置布置。該豎向偏置通常是大約插入板的厚度的一半。這提高了減小湍流的效率。

在特別優(yōu)選的實(shí)施例中，在已連接的殼體部件的情形中，至少在圍住板縱向凹陷和/或板孔的一個區(qū)域中，包括測量通道分支和/或至少一個旁路通道分支的插入板層疊體的插入板被至少另一個殼體部件擠壓，其中，殼體間隙在通道擴(kuò)寬腔室外形成在已連接的殼體部件之間，并且插入板以限定的方式位于彼此之上，以及其中，插入板層疊體被夾在至少兩個殼體部件之間，形成殼體間隙尺寸。

在本發(fā)明的有利實(shí)施例中，插入板層疊體突出超出（protrudeover）包括通道擴(kuò)寬腔室的殼體部件中的通道擴(kuò)寬腔室，和/或擠壓插入板層疊體的插入板抵靠在通道擴(kuò)寬腔室中的彼此的另一個殼體部件至少在中心處包括抬升件，這限定了至少在至少兩個殼體部件之間的殼體間隙的一定的殼體間隙尺寸。在任意情形中，這確保了足夠的壓力被施加在插入板層疊體的插入板上，以便以密封的方式壓緊這些插入板抵靠彼此，并且尤其在測量通道分支和至少一個旁路通道分支中產(chǎn)生被限定的流路徑和被限定的流。

在根據(jù)本發(fā)明的流率測量單元的優(yōu)選實(shí)施例中，用于密封的至少一個可成形的密封元件被設(shè)置在殼體間隙中，其優(yōu)選地是密封環(huán)、平坦的密封件或粘接劑。這圍繞通道擴(kuò)寬腔室至少朝外密封殼體間隙。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，僅在殼體部件的一個中設(shè)置流通路，并且因此僅在包括該流通路的殼體部件中設(shè)置通道擴(kuò)寬腔室，其中，包括電傳感器系統(tǒng)的基板的電連接線在殼體部件之一和被提供用于密封通道擴(kuò)寬腔室的可成形的密封元件之間被引出殼體。這意味著插入板層疊體僅容納在殼體部件的一個中并且沒有突出超出這個殼體部件。通道擴(kuò)寬腔室能夠通過接合兩個殼體部件從而通過至少一個第二殼體部件以密封的方式被閉合，例如，通過螺紋件、鉚件、棘爪或鉗夾接合。另一個殼體部件能夠特別容易地被設(shè)計(jì)為平板。

在特別優(yōu)選的實(shí)施例中，至少承載包括傳感器系統(tǒng)的基板并且包括連接線的印刷電路板被置于包括通道擴(kuò)寬腔室的殼體部件和至少一個其他殼體部件之間，其中，可變形的密封元件被置于包括通道擴(kuò)寬腔室的殼體部件以及印刷電路板之間。印刷電路板在殼體部件之間的殼體間隙中延伸，其中，另一個殼體部件擠壓印刷電路板抵靠包括通道擴(kuò)寬腔室的殼體部件。印刷電路板延伸跨過通道擴(kuò)寬腔室并且至少還跨過被提供用于密封的密封元件。以此方式，印刷電路板以密封的方式朝外閉合一個殼體部件的通道擴(kuò)寬腔室，其中，印刷電路板被支承在另一個殼體部件上。而且，這使得測量通道分支和至少一個旁路通道分支相對于彼此以流體緊密的方式側(cè)向地閉合。特別地，另一個殼體部件擠壓印刷電路板抵靠插入板層疊體，并且直接地或間接地?cái)D壓該層疊體抵靠包括通道擴(kuò)寬腔室的殼體部件。如上所述，與插入板相關(guān)的流體緊密要理解為意味著確保不形成寄生通道分支。

而且，在另外的優(yōu)選實(shí)施例中，用于包括傳感器系統(tǒng)的基板的電連接線在至少在密封殼體間隙的至少一個可成形的密封元件的區(qū)域中的印刷電路板中被引導(dǎo)。特別地，為了簡單，這允許使印刷電路板長期地?cái)D壓緊密連接至包括通道擴(kuò)寬腔室的殼體部件，而沒有額外的密封措施。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，印刷電路板優(yōu)選地在通道擴(kuò)寬腔室的區(qū)域中還具有中心加厚件，通過該加厚件，印刷電路板閉合通道擴(kuò)寬腔室，被另一個殼體部件預(yù)加載。該加厚件能夠被實(shí)施作為在印刷電路板的背側(cè)上的覆蓋件，或者作為印刷電路板中的插入件，例如，其能夠被設(shè)置作為所設(shè)置的鍍層。通過借助第二殼體部件預(yù)加載該印刷電路板，這能夠在沒有困難、不彎曲的情況下吸收待測量的流動流體的壓力，以便阻礙測量通道分支的橫截面的不利的增加。以此方式，能夠確保流率測量單元的流率的精確測量，無論待測量的流體的壓力。

擠壓印刷電路板抵靠包括具有容納在其中的插入板層疊體的通道擴(kuò)寬腔室的殼體部件的殼體部件、和/或支承在這個殼體部件上的印刷電路板優(yōu)選地至少在密封元件的區(qū)域中相對于包括通道擴(kuò)寬腔室的該殼體部件具有被限定的殼體間隙尺寸。這確保插入板層疊體的插入板擠壓抵靠彼此，并且可選地?cái)D壓抵靠層疊體支承板。

在本發(fā)明的另外的優(yōu)選實(shí)施例中，印刷電路板被置于插入板層疊體的兩個插入板之間，并且分割該插入板層疊體和該通道擴(kuò)寬腔室，其中，印刷電路板包括用于在分支通道或嘴部通道的區(qū)域中的流體的貫通開口。因此，鄰接印刷電路板的兩個殼體部件每一個包括通道擴(kuò)寬腔室區(qū)段。任何任意數(shù)量的插入板能夠被置于印刷電路板的任一側(cè)面上。在容納插入板層疊體的殼體部件中的兩個通道擴(kuò)寬腔室區(qū)段的深度因此取決于插入板的相應(yīng)數(shù)量和厚度。

插入板層疊體的插入板以及理想地還有層疊體支承板優(yōu)選地是被沖壓、被壓印和/或被刻蝕的金屬條，并且優(yōu)選地是片狀金屬條。以此方式，插入板能夠以簡單且成本有效的方式被實(shí)施成具有各種各樣的板縱向凹陷、板孔和湍流過濾器。當(dāng)然，使用具有更大厚度的金屬條用于制造插入板也是可能的，其通過拉削、鉆削、銑削或其他機(jī)械加工步驟而適當(dāng)?shù)匦纬伞?/p>

根據(jù)本發(fā)明的用于控制流體的流率的流率控制單元通常包括用于確定流體的流率的流率測量單元，以及與該流率測量單元串聯(lián)連接用于設(shè)置流體的流率的至少一個電可控閥單元。流率測量單元包括分叉成測量通道分支和至少一個旁路通道分支的流通路，其中，測量通道分支包括置于基板上的電傳感器系統(tǒng)，其類似閥單元而電連接至電子控制單元。根據(jù)本發(fā)明，流率控制單元包括如上所述的根據(jù)本發(fā)明的流率測量單元。該閥單元能夠被設(shè)計(jì)為閥開關(guān)單元或者被設(shè)計(jì)為閥調(diào)節(jié)單元。這意味著該閥單元被設(shè)計(jì)成以便僅導(dǎo)通和關(guān)斷通過流通路的流體的流，或者以便控制或調(diào)節(jié)其流率。

附圖說明

在下文中將基于在附圖中圖示的兩個示例性實(shí)施例更加詳細(xì)地描述本發(fā)明。通過結(jié)合附圖的本發(fā)明的示例性實(shí)施例的下列描述，本發(fā)明的額外的特征將是明顯的。在附圖中：

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的流率測量單元的透視圖，包括置于兩個殼體部件之間的印刷電路板，以及容納在殼體部件的通道擴(kuò)寬腔室中并且在印刷電路板上的端面處被支承的插入板層疊體；

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的流率控制單元的透視圖，包括根據(jù)圖1的流率測量單元的變體；

圖3示出來自圖1的流率測量單元的分解圖；

圖4在朝向內(nèi)側(cè)的俯視圖中示出來自圖1（圖4a）和來自圖1’（圖4b）的流率測量單元的較大的殼體部件；

圖5在縱向截面圖中示出來自圖1（圖5a）的流率測量單元的較大的殼體部件，以及來自圖2（圖5b）的流率控制單元的流率測量單元的較大的殼體部件；

圖6彼此單獨(dú)地（圖6a至圖6c）示出來自圖3的插入板層疊體的各個插入板；

圖7示出來自圖3的插入板層疊體；

圖8示出來自圖1的流率測量單元的縱向截面圖；

圖9示出來自圖1的流率測量單元的橫截面圖；

圖10示出根據(jù)圖1的流率測量單元的變體的橫截面圖，包括在殼體區(qū)域中具有中心加厚件的印刷電路板；

圖11示出根據(jù)圖1的根據(jù)本發(fā)明的流率測量單元的變體的橫截面圖，其中，印刷電路板在插入板層疊體的兩個插入板之間延伸；

圖12利用朝向包括傳感器系統(tǒng)的基板的視圖示出來自圖1的流率測量單元的印刷電路板；以及

圖13示出三個不同類型的插入板，這些插入板適當(dāng)?shù)匚挥诒舜酥希纬删哂邪蹇v向凹陷的完整功能的插入板，如在圖6a和圖6b中所示，其中，圖13a和圖13c每一個示出不帶板縱向凹陷的插入板，以及圖13b示出帶有板縱向凹陷的插入板。

具體實(shí)施方式

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的流率測量單元1的透視圖，包括殼體2，殼體2由兩個殼體部件3、4組成，印刷電路板5布置在殼體部件3,4之間。通過將較大的殼體部件3旋擰至較小的殼體部件4，印刷電路板5由四個張緊螺紋件6固定在殼體部件3、4之間。印刷電路板5大于殼體部件3、4，并且在一側(cè)上突出超出殼體2。

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的流率控制單元13，其包括類似于如上面所描述的流率測量單元1而設(shè)計(jì)的流率測量單元1’，以及閥單元14。閥單元14與流率測量單元1’串聯(lián)連接。這個閥單元優(yōu)選地是電可控閥單元14，其能夠用于控制并調(diào)節(jié)流體的流率。為此，閥單元14電連接至在圖2中未示出的電子控制單元，并且進(jìn)而，基板11的傳感器系統(tǒng)直接地或間接地連接至該電子控制單元。

圖3示出來自圖1和圖2的流率測量單元的分解圖。在這個圖示中，容納在殼體部件3中的流率測量單元1、1’的全部部件是可見的。這些部件包括插入板層疊體15，其在所示的示例性實(shí)施例中由七個基本上相同的插入板16、16’組成，每一個具有兩個溝槽狀板縱向凹陷17、17’。最頂部的插入板16’不同于位于其下面的六個插入板16之處僅在于，在這個情形中，在板縱向凹陷17、17’的一個中，板窗口33存在于板縱向凹陷17中。

插入板16、16’被定向成使得板縱向凹陷17、17’每一個指向較大的殼體部件3的方向，也就是說，它們在那里是開放的。插入板16、16’的相應(yīng)的板縱向凹陷17、17’每一個由最靠近于其布置的插入板16、16’閉合，使得這些插入板在圓周方向上形成閉合的流管道。層疊體支承板18被設(shè)置在殼體部件3和插入板層疊體15之間，當(dāng)組裝時，在其內(nèi)側(cè)上該層疊體支承板被安置抵靠在圖4中可見的殼體3的底部19，并且插入板層疊體15通過背對基板11的端面被支承在層疊體支承板上。具有平坦設(shè)計(jì)的這個層疊體支承板18使插入板層疊體15的最底部插入板16的板縱向凹陷17、17’閉合。包括置于其下面的層疊體支承板18的插入板層疊體15被置于印刷電路板5和殼體部件3的底部19之間，并且當(dāng)殼體部件3、4被旋擰在一起時這些部件壓靠彼此。在面向較大的殼體部件3的第一平坦側(cè)10上，印刷電路板5承載包括傳感器系統(tǒng)的基板11?；?1由半導(dǎo)體芯片形成。插入板16和16’以及層疊體支承板18在圖6a至圖6c中的放大視圖中被單獨(dú)地示出，并且將在下文中再次更加詳細(xì)地描述。形式為相對于印刷電路板5密封通道擴(kuò)寬腔室12的密封環(huán)的密封元件21置于殼體部件3和印刷電路板5之間。密封元件21圍住插入板16’和包括傳感器系統(tǒng)的基板11。當(dāng)較大的殼體部件3被旋擰至另一個較小的殼體部件4并且可靠地防止流體離開這個區(qū)域時，該密封元件壓靠印刷電路板5。殼體部件4被設(shè)計(jì)為平板，印刷電路板5通過其第二平坦側(cè)22被支承在該平板上。

圖4a利用朝向殼體2的內(nèi)側(cè)的視圖，即朝向面向印刷電路板5的側(cè)面的視圖，示出來自圖1的較大的殼體部件3。這個殼體部件3包括殼體入口7和殼體出口8，流通路9在兩者之間延伸，用于待測量的流體，該流通路在圖4中僅部分地可見。殼體入口7和殼體出口8被置于包括通道擴(kuò)寬腔室12的殼體部件3的側(cè)面上，該通道擴(kuò)寬腔室作為殼體區(qū)段20在殼體部件3中中心地且對稱地延伸。通道擴(kuò)寬腔室12朝向其開放的殼體部件3的殼體側(cè)面23包括用于在外面上環(huán)繞通道擴(kuò)寬腔室12的密封元件21的容納溝槽24。用于流體的入口開口25和出口開口26被設(shè)置在通道擴(kuò)寬腔室12的底部19中，流通路9從該入口開口和出口開口進(jìn)一步延伸至殼體入口7或者延伸至殼體出口8，這在這個附圖中是不可見的。

圖4b利用朝向殼體2的內(nèi)側(cè)的視圖，即朝向面向印刷電路板5的側(cè)面的視圖，示出來自圖2的較大的殼體部件3。這個殼體部件3包括殼體入口7和殼體出口8，殼體入口7和殼體入口8被置于包括通道擴(kuò)寬腔室12的殼體部件3的縱向側(cè)面上。此外，殼體部件3在端面上還具有兩個并置的流體貫穿通路29、29’，在圖2中所示的閥單元14能夠通過這兩個流體貫穿通路流體地連接。

圖5a和圖5b示出較大的殼體3的兩個不同變體，其每一個處于殼體3的通道擴(kuò)寬腔室12的底部19下面的平面中的縱向截面圖中。相應(yīng)的切割平面由殼體入口7和殼體出口8的中心線所跨的平面確定。在圖5a中所描繪的第一變體示出沒有閥門單元14凸緣安裝至其的流率測量單元1，以及在圖5b中所圖示的第二變體示出包括根據(jù)本發(fā)明的流率測量單元1’以及閥控制單元14的流率控制單元13。這些附圖示出在殼體部件3中的流通路9的具體行進(jìn)（progression）。

在根據(jù)圖5a的第一變體中，流通路9的前部子區(qū)段27從置于殼體部件3的縱向側(cè)面28上的殼體入口7延伸至通道擴(kuò)寬腔室12的入口開口25。流通路9的后部子區(qū)段30從通道擴(kuò)寬腔室12的出口開口26延伸至殼體出口8。與通道擴(kuò)寬腔室12一起，子區(qū)段27、30形成通過流率測量單元1的殼體2的流通路9。

在根據(jù)圖5b的第二變體中，流通路9的前部子區(qū)段27同樣地從置于殼體部件3的縱向側(cè)面28上的殼體入口7延伸至通道擴(kuò)寬腔室12的入口開口25。流通路9的中心子區(qū)段31從通道擴(kuò)寬腔室12的出口開口26延伸至設(shè)置在殼體部件3的端部側(cè)面37上的第一流體貫穿通路29。在該流體貫穿通路29旁邊，第二流體貫穿通路29’被設(shè)置，通過該第二流體貫穿通路29'，流通路9的后部子區(qū)段30延伸至殼體出口8。與通道擴(kuò)寬腔室12一起，子區(qū)段27、30、31形成通過流率測量單元1’的殼體2的流通路9。如在圖2中所示，通過將端部側(cè)面37凸緣安裝至例如適合地設(shè)計(jì)的閥單元14，流通路9的中心子區(qū)段31和后部子區(qū)段30能夠通過流體貫穿通路29、29’而在殼體部件3的橫向端面37上彼此接合。

圖6a示出插入板層疊體15的單個插入板16，其僅形成流通道分支36。在插入板16的板端部區(qū)域40、40’上的兩個板孔39、39’現(xiàn)在是容易地可見的，當(dāng)插入板16層疊在彼此之上時，這兩個板孔39、39’形成在圖7中所示的分支通道34或嘴部通道35。另外，兩個板縱向凹陷17、17’在這個視圖中是容易地可見的，其在這個示例性實(shí)施例中形成在插入板16的中心區(qū)域46中，并且通過中心地布置的板縱向肋條32而與彼此隔開。板縱向凹陷17、17’被設(shè)計(jì)為板縱向溝槽17、17’，并且在端部處直接地連接至板孔39、39’。板孔39被分配給分支通道34，以及板孔39’被分配給嘴部通道35。在板孔39中，由三個板橫向片層42形成的湍流過濾器41被置于板縱向凹陷17、17’的前部。板橫向片層42在插入板16的縱向方向上彼此間隔分開，并且如從圖8中清楚地明顯可見，其具有垂直于插入板16的距離彼此的一豎直距離。在這個示例性實(shí)施例中，插入板16的另一個板孔39’不包括這樣的湍流過濾器41。然而，也可以可選地在那里設(shè)置一個湍流過濾器。

圖6b示出根據(jù)圖3的流率測量單元1的插入板層疊體15的頂部插入板16’，其在輪廓形狀方面被設(shè)計(jì)成對應(yīng)于插入板16。插入板16’不同于插入板16之處僅在于板窗口33，該板窗口被設(shè)置用于容納包括傳感器系統(tǒng)的基板11。板窗口33被引入板縱向凹陷17中作為形成測量通道分支38的孔。板縱向凹陷17’形成旁路通道分支36中的一個。

圖6c示出層疊體支承板18，其在外輪廓方面對應(yīng)于插入板16、16’。層疊體支承板18具有平坦的設(shè)計(jì)，也就是說，其不具有板縱向凹陷并且在對應(yīng)于插入板16、16’的板端部區(qū)域40、40’上包括板孔39、39’。在板孔39上沒有設(shè)置形式為板橫向片層42的湍流過濾器41。代替地，在這個區(qū)域中設(shè)置多個通路窗口43，其被置于插入板層疊體15的板橫向片層42的下面。

圖7示出流率測量單元1的插入板層疊體15，其由插入板16、16’形成并且被置于層疊體支承板18上。層疊體支承板18和插入板16、16’直接地且松弛地安置在另一個之上并且通過殼體部件3壓靠印刷電路板5，并且僅當(dāng)殼體2被組裝時，通過印刷電路板5壓靠彼此。最上方的插入板16’包括用于容納包括傳感器系統(tǒng)的基板11的板窗口33。插入板層疊體15的板孔39形成分支通道34，并且插入板層疊體15的板孔39’形成嘴部通道35，當(dāng)流率測量單元1被安裝時該分支通道和嘴部通道連接至通道擴(kuò)寬腔室12的入口開口25或出口開口26，其中，分支通道34被分配給入口開口25，以及嘴部通道35被分配給通道擴(kuò)寬腔室12的出口開口26。插入板16的板縱向溝槽17、17’形成用于測量通道分支38的兩個旁路通道分支36。頂部插入板16’的溝槽狀板縱向凹陷17形成測量通道分支38，包括傳感器系統(tǒng)的基板11被置于該測量通道分支的璧部上，并且頂部插入板16’的第二溝槽狀板縱向凹陷17’形成通往插入板16的旁路通道分支36的另外的旁路通道分支36。

還可能的是布置插入板層疊體15使得插入板16、16’的板縱向凹陷17、17’不指向通道擴(kuò)寬腔室12的底部19，而是在相反的方向上，即在印刷電路板5的方向上。在這個情形中，在頂部插入板16’中的板窗口33可以被省掉，使得全部插入板完全相同。然而，包括傳感器系統(tǒng)的基板11隨后突出至由最頂部插入板16’的板縱向凹陷17形成的測量通道分支38中。然而，這對于在測量通道分支38中的層流是不利的。然而，能夠通過安裝包括凹陷至印刷電路板5中的傳感器系統(tǒng)的基板11來解決這個問題。在這個情形中，如果通道擴(kuò)寬腔室12的底部19被適合地構(gòu)造的話，則層疊體支承板18不是絕對必要的。

圖8示出來自圖1的流率測量單元1的縱向截面圖。殼體部件3、4分層置于彼此之上，印刷電路板5置于其之間，其中，包括通道擴(kuò)寬腔室12的殼體部件3被旋擰（不可見）至另一個殼體部件4。殼體部件4擠壓印刷電路板5抵靠由插入板16、16’形成的插入板層疊體15，并且擠壓這個層疊體抵靠層疊體支承板18和殼體部件3，其中，密封元件21使通道擴(kuò)寬腔室12對外密封。殼體間隙45形成在通道擴(kuò)寬腔室12外的已連接的殼體部件3、4之間，其中，通道擴(kuò)寬腔室12中的插入板16、16’以限定的方式位于彼此之上，并且插入板層疊體15被夾在兩個殼體部件3、4之間，形成殼體間隙45，并且密封元件21在殼體部件3和印刷電路板5之間被擠壓，形成一定的殼體間隙尺寸49。如從圖5中明顯可見，殼體3的底部19具有進(jìn)入通道擴(kuò)寬腔室12的入口開口25以及離開通道擴(kuò)寬腔室12的出口開口26，其中，入口開口25連接至前部子區(qū)段27，以及出口開口26連接至流通路9的后部子區(qū)段30。承載由七個插入板16、16’組成的插入板層疊體15的層疊體支承板18被置于殼體部件3的底部19上。圖示的區(qū)段延伸通過包括傳感器系統(tǒng)的基板11，并且示出測量通道分支38以及置于測量通道分支下面的旁路通道分支36。流通路9在其上分叉進(jìn)入測量通道分支38和旁路通道分支36的分支通道34在待測量的流體的流動方向上鄰接流通路9的前部子區(qū)段27，其中，這些分叉隨后通向由流通路9的后部子區(qū)段30鄰接的嘴部通道35中。流體窗口43相對于板橫向片層42的位置在此也是清晰可見的。

為了完整性，圖9也在橫截面圖中示出來自圖1的流率測量單元1。該區(qū)段同樣地延伸通過包括傳感器系統(tǒng)的基板11。這個視圖清晰地示出全部旁路通道分支36和測量通道分支38。置于殼體部件3中的流通路9包括中心布置的通道擴(kuò)寬腔室12，包括傳感器系統(tǒng)的基板11突出至其中。在這個示例性實(shí)施例中明顯的是，插入板層疊體15的插入板16、16’被插入殼體3中，板縱向凹陷17、17’指向?qū)盈B體支承板18或通道擴(kuò)寬腔室12的底部19的方向。在密封元件21的區(qū)域中，能夠再次看到印刷電路板5相對于殼體3的殼體間隙尺寸49。

如從圖8和圖9中明顯可見，插入板層疊體15突出超出通道擴(kuò)寬腔室12，其中，擠壓插入板層疊體15的殼體部件4具有平坦設(shè)計(jì)并且抵靠背對殼體部件3的印刷電路板5的平坦側(cè)面22被安置。在圖10中所示的變體中，印刷電路板5在平坦側(cè)面22上具有加厚件44。至少在密封元件21的區(qū)域中，印刷電路板5相對于包括通道擴(kuò)寬腔室12的殼體部件3具有限定的殼體間隙尺寸49。在圖5中所示的示例性實(shí)施例中，殼體部件4擠壓印刷電路板5抵靠包括通道擴(kuò)寬腔室12的殼體部件3，通道擴(kuò)寬腔室12包括容納在其中的插入板層疊體15，由于加厚件44，殼體部件4相對于印刷電路板5還額外地具有限定的殼體間隙尺寸49’。這些措施確保通道擴(kuò)寬腔室12以密封方式對外閉合，并且確保測量通道分支38和旁路通道分支36在流體的流動方向上相對于彼此被橫向定界。插入板16、16’被擠壓至彼此上，但是在該過程中沒有顯著變形，并且取決于位置，表面壓力能夠采取不同水平。為了這個原因，利用在殼體部件3和印刷電路板5之間的殼體間隙45中的可成形的密封元件21而獨(dú)立地提供第二密封閉合。在插入板16、16’之間的絕對緊密閉合不是必要的，因?yàn)橹帘舜松系臄D壓僅旨在確保（如所描述的）沒有不期望的、寄生（parasitic）通道分支形成。如果圍繞插入板層疊體15的腔體由一個或多個定向開口而通風(fēng)，只要不由此形成旁路通道分支，這甚至能夠被實(shí)現(xiàn)。

圖10示出根據(jù)圖1的流率計(jì)量單元1的變體的橫截面圖，其中，印刷電路板5在殼體2的區(qū)域中具有中心加厚件44，或者殼體部件4具有中心抬升件48。除此之外，這個變體對應(yīng)于在圖9中描述的實(shí)施例。通過抵靠殼體部件4安置的印刷電路板5的中心加厚件44，或者通過抵靠印刷電路板5安置的中心抬升件48，當(dāng)殼體部件3被旋擰至殼體部件4時，殼體部件4在殼體2的殼體部件3的通道擴(kuò)寬腔室12的方向上擠壓印刷電路板5。

圖11示出來自圖1的根據(jù)本發(fā)明的流率測量單元1的另外的示例性實(shí)施例，其中，印刷電路板5被置于插入板層疊體15的插入板16、16’之間。印刷電路板5將插入板層疊體15分成頂部子層疊體和底部子層疊體。通道擴(kuò)寬腔室12以第一通道擴(kuò)寬腔室區(qū)段12’的形式在殼體3中延伸，并且以第二通道擴(kuò)寬區(qū)段12”的形式在殼體4中延伸。而且，這個印刷電路板包括貫通開口47、47’，用于在分支通道34或嘴部通道35的區(qū)域中的流體。殼體部件3、4被層疊置于彼此之上，印刷電路板5置于其之間，其中，殼體部件3、4被旋擰在一起（不可見）。殼體部件4擠壓插入板16’抵靠印刷電路板5的第二平坦側(cè)22，并且插入板16’擠壓僅由插入板16形成的插入板層疊體15抵靠層疊體支承板18和殼體部件3。使殼體3中的第一通道擴(kuò)寬腔室區(qū)段12’對外密封的第一密封元件21被布置成抵靠殼體3。另外，使殼體43中的第二通道擴(kuò)寬腔室區(qū)段12”對外密封的第二密封元件21’被布置成抵靠殼體部件4。此處，而且，殼體間隙45形成在通道擴(kuò)寬腔室12外的已連接的殼體部件3、4之間，其中，插入板層疊體15被夾在兩個殼體部件3、4之間，形成殼體間隙45。密封元件21在殼體部件3和印刷電路板5的第一平坦側(cè)面10之間被擠壓，形成一定的殼體間隙尺寸49，同時密封元件21’在殼體部件4和印刷電路板5的第二平坦側(cè)面22之間被擠壓，形成一定的殼體間隙尺寸49’。除此之外，這個實(shí)施例以與如上面所描述的實(shí)施例對應(yīng)的方式被設(shè)計(jì)，其中，印刷電路板壓在頂部插入板16’上，并且通道擴(kuò)寬腔室12僅形成在殼體部件3中。在附圖中，圖11示出其中僅插入板16’位于印刷電路板5之上的實(shí)施例。還可以存在額外的插入板16，由此通道擴(kuò)寬腔室12將明顯地還延伸進(jìn)入殼體部件4中。

圖12再次利用朝向包括傳感器系統(tǒng)的基板11的視圖示出來自圖3的流率測量單元1的印刷電路板5。在此再次示出的是，密封件21圍繞測量通道分支38以及包括傳感器系統(tǒng)的基板11。包括傳感器系統(tǒng)的基板11被置于印刷電路板5的第一平坦側(cè)面10上并且接合在插入板16’的板窗口33中。包括傳感器系統(tǒng)的基板11沒有突出至測量通道分支38中，而是端部與其齊平，使得在測量通道分支38中確保層流。印刷電路板5承載在圖11中未示出的電子電路，該電子電路用于處理基板11上的傳感器系統(tǒng)的測量信號，并且額外地包括作為通向基板11的連接線的導(dǎo)體（未示出）。

圖13通過示例的方式示出三種不同類型的插入板50、51和52，其能夠每一個以交替順序被適當(dāng)?shù)夭贾靡孕纬砂鍖盈B體15。通過示例的方式，圖13a示出形式為不具有板縱向凹陷的平坦插入板50的一種類型，其中，板層疊體15的插入板50被圖示有用于此處的半導(dǎo)體芯片的板窗口33。這個板窗口33在根據(jù)圖13c的另一種類型的平坦板52中是不存在的。圖13b示出形式為包括板縱向凹陷17、17’的插入板51的第三種類型，該板縱向凹陷被設(shè)計(jì)為板縱向孔。在這個實(shí)施例中，如在圖6b中所示，插入板16’因此由兩個插入板50、51替換，并且如在圖6a中所示，插入板16由兩個插入板51、52替換。插入板50、51、52包括具有對應(yīng)的附圖標(biāo)記的所有上述元件。插入板50、51、52被設(shè)計(jì)為沖壓件。插入板51中的板縱向肋條32與插入板51的板孔39一起形成嘴部通道35。在這個情形中這個嘴部通道由板縱向肋條32分開，然而其中，在嘴部通道35的所形成的兩個區(qū)域之間存在連接，因?yàn)橛捎谠趯盈B體15中的結(jié)構(gòu)，單個板縱向肋條32與彼此間隔分開。