本發(fā)明涉及一種用于確定流經(jīng)通道結(jié)構(gòu)的流體介質(zhì)的至少一個參數(shù)的傳感器組件。

背景技術(shù)：

由現(xiàn)有技術(shù)公知多個用于確定流體介質(zhì)、即液體和/或氣體的流動特性的方法和裝置。在此，流動特性原則上可以是任意可測量的物理和/或化學(xué)特性，所述特性對流體介質(zhì)的流動進(jìn)行定性或者定量。在此，尤其可以是流動速度和/或質(zhì)量流和/或體積流。

下面尤其參照所謂的熱膜式空氣質(zhì)量測量器描述本發(fā)明，例如在konradreif(編者)：機(jī)動車中的傳感器(sensorenimkraftfahrzeug)，2010第1版，第146-148頁中所描述的熱膜式空氣質(zhì)量測量器。這類熱膜式空氣質(zhì)量測量器通?；趥鞲衅餍酒?、尤其是硅傳感器芯片，其具有作為測量表面或者傳感器區(qū)域的傳感器膜片，該傳感器膜片可以由流動的流體介質(zhì)流過。傳感器芯片通常包括至少一個加熱元件以及至少兩個溫度探測器，所述溫度探測器例如布置在傳感器芯片的測量表面上。由溫度探測器所感測的溫度曲線的不對稱性可以推斷出流體介質(zhì)的質(zhì)量流和/或體積流，該溫度曲線受到流體介質(zhì)流動的影響。熱膜式空氣質(zhì)量測量器通常構(gòu)型為插入式傳感器，該插入式傳感器可以固定地或可更換地安裝到流動管中。該流動管例如可以是內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣管道。

在此，一部分介質(zhì)流流經(jīng)至少一個設(shè)置在熱膜式空氣質(zhì)量測量器中的主通道。在主通道的入口和出口之間構(gòu)造有旁路通道。旁路通道尤其這樣構(gòu)造，該旁路通道具有用于使通過主通道入口進(jìn)入的部分介質(zhì)流轉(zhuǎn)向的彎曲區(qū)段，其中，該彎曲區(qū)段在進(jìn)一步的走向中轉(zhuǎn)變成布置有傳感器芯片的區(qū)段。最后提到的區(qū)段是真正的測量通道，傳感器芯片布置在該測量通道中。在此，在旁路通道中設(shè)置一器件，該器件引導(dǎo)流動并且防止部分介質(zhì)流的流動與測量通道的通道壁分離。此外，主通道的入口區(qū)域在其與主流動方向反向指向的開口區(qū)域中設(shè)置有傾斜的或者彎曲的表面，該表面這樣構(gòu)型，使得流進(jìn)入口區(qū)域的介質(zhì)從導(dǎo)向傳感器芯片的主通道部分偏轉(zhuǎn)開。這導(dǎo)致，包含在介質(zhì)中的液體微?；蛘吖腆w微粒由于其慣性不能到達(dá)傳感器芯片并且污染它們。

在實踐中，這類熱膜式空氣質(zhì)量測量器必須滿足多個要求和邊界條件。除了總體通過合適的流動技術(shù)方面的構(gòu)型來減小在熱膜式空氣質(zhì)量測量器上的壓力下降的目標(biāo)之外，主要的挑戰(zhàn)之一在于，進(jìn)一步改進(jìn)這類裝置的信號質(zhì)量以及相對于由于油滴和水滴以及煤煙顆粒、灰塵顆粒和另外的固體顆粒所引起的污染的穩(wěn)固性。該信號質(zhì)量例如涉及經(jīng)過導(dǎo)向傳感器芯片的測量通道的介質(zhì)質(zhì)量流，以及可能涉及信號漂移的減小和信噪比的改進(jìn)。在此，該信號漂移涉及例如介質(zhì)質(zhì)量流的在實際出現(xiàn)的質(zhì)量流與在制造時的校準(zhǔn)范疇內(nèi)測定的待輸出信號之間的特性曲線關(guān)系的改變的意義上的偏差。在測定信噪比時，觀察以快速的時間順序發(fā)出的傳感器信號，相反地，特性曲線漂移或信號漂移涉及平均值的改變。

在所述類型的傳統(tǒng)熱膜式空氣質(zhì)量測量器中，傳感器載體通常伸入到測量通道中，該傳感器載體具有安裝或置入在其上的傳感器芯片。傳感器芯片例如可以貼入傳感器載體中或者粘接在該傳感器載體上。傳感器載體例如可以與金屬制成的底板構(gòu)成一單元，在該底板上也可以粘接電子部件、呈電路板形式的操控和分析處理電路。傳感器載體例如可以構(gòu)型為電子模塊的注塑上去的塑料件。傳感器芯片和操控和分析處理電路例如可以通過鍵合連接相互連接。這樣形成的電子模塊例如可以貼入到傳感器殼體中，并且整個插入式探測器可以被蓋封閉。

盡管通過該傳感器組件引起改進(jìn)，始終存在著在信號感測準(zhǔn)確性方面的改進(jìn)可能性。

為了使熱膜式空氣質(zhì)量測量器能夠提供盡可能少干擾的空氣質(zhì)量信號，盡可能均勻地流向插入式探測器并且經(jīng)由測量通道流入該插入式探測器中并且尤其流經(jīng)傳感器芯片的測量表面是重要的。在傳感器載體的端側(cè)和測量通道的壁之間存在間隙，該間隙的寬度受到制造技術(shù)方面波動的影響。在傳感器載體區(qū)域中，流入測量通道中的流體介質(zhì)分為三個部分質(zhì)量流。第一部分質(zhì)量流在傳感器載體和傳感器芯片上方流動，第二部分質(zhì)量流在傳感器載體下方流動并且第三部分質(zhì)量流流經(jīng)間隙。在環(huán)繞傳感器載體流動之后，構(gòu)成具有波動的流動速度和壓力的不穩(wěn)定的慣性運動。這導(dǎo)致，在上游的、尤其在傳感器芯片區(qū)域中也出現(xiàn)波動的流動量，該流動量導(dǎo)致在測量信號中的波動，該波動尤其具有對于傳感器載體的尺寸和流動速度而言典型的振動模式。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，提出一種用于確定流經(jīng)通道結(jié)構(gòu)的流體介質(zhì)的至少一個參數(shù)的傳感器組件，該傳感器組件可以至少在很大程度上避免已知的方法和策略的缺點，并且在該傳感器組件中，尤其可以降低通道結(jié)構(gòu)中的質(zhì)量流波動降低、信號噪聲以及迎流靈敏性，并且改進(jìn)可平衡性。

用于確定流經(jīng)通道結(jié)構(gòu)的流體介質(zhì)、尤其是內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣質(zhì)量流的至少一個參數(shù)的傳感器組件具有傳感器殼體、尤其是已裝入或者可裝入到流動管中的插入式探測器(在該插入式探測器中構(gòu)造有通道結(jié)構(gòu))和至少一個布置在通道結(jié)構(gòu)中的、用于確定流體介質(zhì)的參數(shù)的傳感器芯片。傳感器殼體具有通到通道結(jié)構(gòu)中的入口和從通道結(jié)構(gòu)出來的出口，該入口與流體介質(zhì)的主流動方向反向指向。通道結(jié)構(gòu)包括主通道和測量通道。測量通道從主通道分岔。傳感器芯片布置在測量通道中。主通道和測量通道共同匯入到從通道結(jié)構(gòu)出來的出口中。

出口可以布置在傳感器殼體的端側(cè)中。出口的中心點與入口沿主流動方向的間距可以是11.0至15.0mm并且優(yōu)選12.0mm至14.0mm，例如13.0mm。出口的中心線可以關(guān)于主流動方向向下游成20°至60°的角度傾斜。出口可以具有3.0mm至8.0mm、例如5.0mm的寬度。主通道可以具有至少一個第一主通道區(qū)段和第二主通道區(qū)段，測量通道在該第一主通道區(qū)段中分岔。第二主通道區(qū)段可以鄰接到通道結(jié)構(gòu)的合并區(qū)段上，測量通道和主通道在所述合并區(qū)段中聚合。第二主通道區(qū)段可以相對于第一主通道區(qū)段成10°至160°、優(yōu)選135°的角度布置。第二主通道區(qū)段的寬度可以小于測量通道的寬度。主通道可以具有至少一個彎曲的主通道區(qū)段，該主通道區(qū)段將第一主通道區(qū)段和第二主通道區(qū)段連接起來。彎曲的主通道區(qū)段相對于入口沿主流動方向的最大間距可以是8.0mm至20.0mm。第二主通道區(qū)段的寬度可以小于第一主通道區(qū)段的寬度。主通道可以在彎曲的區(qū)段中變細(xì)。彎曲的區(qū)段可以具有至少兩個曲率半徑。此外，傳感器組件可以包括用于封閉傳感器殼體的蓋。通道結(jié)構(gòu)可以構(gòu)造在蓋中。

在本發(fā)明的范疇內(nèi)，主流動方向要理解為流體介質(zhì)在傳感器或者說傳感器組件的位置處的局部流動方向，其中，例如可不考慮局部的不均勻性、例如渦流。因此，主流動方向尤其可以理解為流動的流體介質(zhì)在傳感器組件位置處的局部平均輸送方向。因此，主流動方向一方面可以涉及在傳感器組件自身的位置處的流動方向，或者也可以涉及在傳感器殼體內(nèi)部的通道中的流動方向、例如在傳感器載體或者傳感器芯片的位置處的流動方向，其中，所提到的兩個主流動方向可以不同。因此，在本發(fā)明的范疇內(nèi)總是說明，主流動方向涉及哪個位置。如果不做詳細(xì)的說明，則主流動方向涉及傳感器組件的位置。

在本發(fā)明的范疇內(nèi)，在下游的布置可理解為構(gòu)件在一位置處的布置，沿主流動方向流動的流體介質(zhì)在時間上比到達(dá)參考點更晚地到達(dá)該位置。

類似地，在本發(fā)明的范疇內(nèi)，構(gòu)件在上游的布置可理解為構(gòu)件在一位置處的布置，沿主流動方向流動的流體介質(zhì)在時間上比到達(dá)參考點更早地到達(dá)該位置。

在本發(fā)明的范疇內(nèi)，傳感器載體可以完全地或者部分地構(gòu)型為電路載體、尤其是電路板，或者是電路載體的、尤其是電路板的部分。電路載體、尤其是電路板例如可以具有延續(xù)部，該延續(xù)部構(gòu)成傳感器載體并且該延續(xù)部伸入到通道、例如熱膜式空氣質(zhì)量測量器的測量通道中。電路載體、尤其是電路板的剩余部分可以例如安裝在電子器件室中、傳感器組件的殼體中或者傳感器組件的插入式探測器的殼體中。

在此，在本發(fā)明的范疇內(nèi)，電路板通常理解為基本上板狀的元件，該元件也可以作為電子結(jié)構(gòu)的載體例如導(dǎo)體電路、連接觸點或者類似物使用并且優(yōu)選也具有一個或多個這類結(jié)構(gòu)。原則上，在此也考慮與板形狀至少輕微的偏差并且應(yīng)在概念上將其包括進(jìn)去。電路板可以例如由塑料材料和/或陶瓷材料制造，例如由環(huán)氧樹脂、尤其是纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹脂制造。電路板尤其可以例如構(gòu)型為具有導(dǎo)體電路、尤其印刷的導(dǎo)體電路的電路板(printedcircuitboard，pcb，印刷電路板)。

以此方式可以劇烈地簡化傳感器組件的電子器件模塊，并且例如可以省去底板和單獨的傳感器載體。底板和傳感器載體可以由唯一的電路板替代，傳感器組件的操控和分析處理電路例如也可以完全或者部分地布置在該電路板上。傳感器組件的這種操控和分析處理電路用于操控至少一個傳感器芯片和/或分析處理由該傳感器芯片所生成的信號。以此方式可以通過聯(lián)合所述元件而顯著地降低傳感器組件的制造費用并且劇烈地減小電子器件模塊的安裝空間需求。

傳感器組件尤其可以具有至少一個殼體，其中，通道構(gòu)造在殼體中。通道例如可以包括主通道和旁路通道或者說測量通道，其中，傳感器載體和傳感器芯片例如可以布置在旁路通道或者說測量通道中。此外，殼體可以具有與旁路通道分開的電子器件室，其中，電子器件模塊或者電路板基本被接收在電子器件室中。然后，傳感器載體可以構(gòu)造為電路板的伸進(jìn)通道中的延續(xù)部。與由現(xiàn)有技術(shù)公知的成本高的電子器件模塊相反地，該組件在技術(shù)上可以較簡單地實現(xiàn)。顯然，替代地，傳感器載體可以構(gòu)型為電子器件模塊的注塑到底板上的塑料件。

尤其在電路板作為傳感器載體使用的情況下，但是也在其他情況下和/或在使用其他介質(zhì)作為傳感器載體的情況下，傳感器載體可以至少部分地構(gòu)型為多層的傳感器載體。因此，傳感器載體可以以所謂的多層技術(shù)構(gòu)型并且具有兩個或多個相互連接的載體層。而這些載體層例如可以由金屬、塑料或者陶瓷材料或者復(fù)合材料制造并且通過連接技術(shù)例如粘接相互連接。

在使用具有傳感器載體的多個傳感器層的多層技術(shù)的情況下，迎流棱邊可以通過載體層的不同尺寸與流體介質(zhì)的主流動方向相反地至少部分階梯式地實施。以該方式，這些輪廓至少接近階梯式地實現(xiàn)。例如可以以該方式在垂直于傳感器載體的延伸平面的截面內(nèi)構(gòu)造有矩形成形的或者(通過梯級形而近似地)至少近似圓形、倒圓或者楔形成形的輪廓。傳感器芯片可以這樣布置在傳感器載體上或者說布置在其中，使得該傳感器芯片垂直于局部的主流動方向取向。傳感器芯片例如可以矩形地構(gòu)型，其中，該矩形的一個邊側(cè)垂直于或者基本上垂直于(例如以偏離垂直線不大于10度的取向)局部主流動方向布置。

傳感器芯片可以通過至少一個電連接件進(jìn)行電接觸。傳感器載體、尤其構(gòu)成傳感器載體的電路板或者該電路板的延續(xù)部例如可以具有一個或多個導(dǎo)體電路和/或接觸墊，所述電路板和/或接觸墊與在傳感器芯片上的相應(yīng)觸點例如通過鍵合方法連接。在這種情況下，電連接件由至少一個護(hù)板保護(hù)并且與流體介質(zhì)分隔開。該護(hù)板尤其可以構(gòu)型為所謂的頂部包封(glob-top)，例如構(gòu)型為塑料滴和/或粘接劑滴，所述塑料滴和/或膠粘劑滴覆蓋住電連接件、例如焊絲。以此方式，尤其也可以減小通過電連接件對流動造成的影響，因為頂部包封具有平滑的表面。

此外，傳感器芯片可以具有至少一個傳感器區(qū)域。該傳感器區(qū)域例如可以是由例如多孔的陶瓷材料制成的傳感器表面和/或尤其是傳感器膜片。作為測量表面或者傳感器區(qū)域的傳感器膜片可以被流動的流體介質(zhì)流過。傳感器芯片例如包括至少一個加熱元件以及至少兩個溫度探測器，所述溫度探測器例如布置在傳感器芯片的測量表面上，其中，一個溫度探測器放置在加熱元件上游并且另外的溫度探測器放置在加熱元件下游。由溫度探測器所感測的溫度曲線的不對稱性可以推斷出流體介質(zhì)的質(zhì)量流和/或體積流，該溫度曲線受到流體介質(zhì)流動的影響。

本發(fā)明的基本思想是取消傳統(tǒng)的主通道出口并且將主通道與測量通道在通道結(jié)構(gòu)內(nèi)部合并以及使共同的出口向上游方向移動。通過取消側(cè)向出口和將共同的出口定位在插入式探測器的端側(cè)上，產(chǎn)生入口和出口的幾乎對稱的布置，該布置導(dǎo)致在迎流改變的情況下、尤其在插入式探測器上的定位角改變的情況下較小的敏感性。此外，降低信號噪聲，因為不再有兩個、可能反相波動的壓力在主通道和旁路通道上起作用，而是只還有一個壓力水平在共同的出口上起作用。由此減小在圖6中示出的滯流點移動和經(jīng)過兩個通道部分的質(zhì)量流的比例在時間上的變化程度。即使在準(zhǔn)靜態(tài)流動邊界條件下，通過根據(jù)本發(fā)明的具有共同出口的設(shè)計也已經(jīng)得出迎流敏感性的降低和信號噪聲的降低。由于共同的出口向上游移動，在保持入口位置的情況下得到入口和出口之間的間距的減小。由于與此相關(guān)的經(jīng)過入口和出口或者說位于其上的聲波的截面減小，即通過隨之而來的有效輸入壓力差降低，結(jié)果，引起在通道結(jié)構(gòu)中的質(zhì)量流波動減小，這又導(dǎo)致，達(dá)到在量上減小的質(zhì)量流較小讀數(shù)。通過取消側(cè)向的主通道出口和構(gòu)成共同的出口，取消了主通道出口和測量通道出口之間的壓力差，這具有改進(jìn)的可比較性的效果。

附圖說明

從下面對優(yōu)選實施例的說明得出本發(fā)明其他可選的細(xì)節(jié)和特征，所述實施例在附圖中示意性地示出。

附圖示出：

圖1傳感器組件的立體視圖，

圖2傳感器組件的電子模塊的放大示圖，

圖3具有測量通道和傳感器載體的測量通道蓋的俯視圖，

圖4傳感器組件的背視圖，

圖5壓力波的可能的變化曲線，

圖6流動速度的可能分布，

圖7根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件的立體視圖，

圖8根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件的通道結(jié)構(gòu)的俯視圖。

具體實施方式

圖1示出用于確定流體介質(zhì)的參數(shù)的傳感器組件10的立體視圖。傳感器組件10構(gòu)型為熱膜式空氣質(zhì)量測量器并且包括構(gòu)造為插入式探測器的傳感器殼體12，該傳感器殼體例如可以插入流動管中、尤其插入內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣管段中。傳感器殼體12具有殼體本體14、測量通道蓋16、電子器件室18以及用于封閉電子器件室18的電子器件室蓋20。在測量通道蓋16中構(gòu)造有通道結(jié)構(gòu)22。通道結(jié)構(gòu)22具有主通道24以及從主通道24分岔出的旁路通道或者說測量通道28，該主通道通向傳感器殼體12的參照圖1中示圖的底側(cè)26上的主通道出口25(圖6)，該旁路通道或者說測量通道通向布置在傳感器殼體12的端側(cè)30上的旁路通道出口或者測量通道出口32。典型量的流體介質(zhì)可以通過入口開口34流經(jīng)通道結(jié)構(gòu)22，該入口開口在裝入狀態(tài)下與流體介質(zhì)在傳感器殼體12的位置處的主流動方向36反向指向。

圖2示出傳感器組件10的電子器件模塊38的放大示圖。在電子器件模塊38裝入的狀態(tài)下，傳感器載體40呈側(cè)翼形式地伸進(jìn)測量通道28中。將傳感器芯片42這樣嵌入到該傳感器載體40中，使得構(gòu)造為傳感器芯片42的傳感器區(qū)域的微機(jī)械傳感器膜片44可以被流體介質(zhì)流過。傳感器載體42與傳感器芯片42是電子器件模塊38的組成部分。此外，電子器件模塊38具有彎曲的底板46以及安裝在其上、例如粘接在其上的具有操控和分析處理電路50的電路板48。傳感器芯片42與操控和分析處理電路50通過在這里構(gòu)型為引線鍵合的電連接件52電連接。這樣產(chǎn)生的電子器件模塊38被引入、如例如粘接到傳感器殼體12的殼體本體14中的電子器件室18中。在此，傳感器載體40伸進(jìn)通道結(jié)構(gòu)22中。接著，電子器件室18被電子器件室蓋20封閉。

圖3示出在測量通道蓋16中的通道結(jié)構(gòu)22的俯視圖。在測量通道蓋16中布置有離心力回轉(zhuǎn)部54。具有導(dǎo)流邊緣的對應(yīng)輪廓55與離心力回轉(zhuǎn)部54相對置地布置。測量通道蓋16進(jìn)一步這樣構(gòu)造，使得在測量通道28中構(gòu)造有測量通道斜坡56。此外，由圖3可看到傳感器載體40的布置。在已裝入的狀態(tài)下，傳感器載體40伸進(jìn)測量通道28中。在圖3的視圖中可看到具有其背側(cè)或者底側(cè)58的傳感器載體40。背側(cè)或者底側(cè)58是傳感器載體40的與傳感器膜片44相對置的一側(cè)。傳感器載體40還具有與流體介質(zhì)在測量通道28中的主流動方向60反向指向的迎流棱邊62以及在迎流棱邊62下游相對置的后棱邊64，該迎流棱邊可以倒圓地構(gòu)造。測量通道斜坡56在離心力回轉(zhuǎn)部54和傳感器載體40的后棱邊64之間的區(qū)域中延伸。測量通道28至少在傳感器芯片42的區(qū)域中被殼體本體14、在測量通道蓋16中構(gòu)造的測量通道斜坡56、在測量通道蓋16中構(gòu)造的朝向電子器件室的壁區(qū)段66和在測量通道蓋16中構(gòu)造的背離電子器件室的壁區(qū)段68限界。此外，測量通道蓋16具有作為用于傳感器殼體12或者說殼體本體14的未詳細(xì)示出的銷釘?shù)亩ㄎ惠喞陌疾?0以及用于將測量通道蓋16與傳感器殼體12粘接在一起的槽榫系統(tǒng)的壁或者榫72。尤其在傳感器載體40的區(qū)域中，必須確?？煽康?、公差小的安置過程和粘接過程。當(dāng)然，在安置和粘接測量通道蓋16時的幾何公差也在主通道出口25的區(qū)域中導(dǎo)致在靜態(tài)和動態(tài)的質(zhì)量流信號方面的偏差，因為在那里在測量通道28中的通道斜坡56與傳感器殼體12的窗口輪廓相配合。

圖4示出傳感器組件10的背視圖。在圖4中示出在導(dǎo)流的通道結(jié)構(gòu)22的入口開口34處、主通道出口25處和測量通道出口32處的壓力情況。與周圍環(huán)境的靜壓力相比較高的壓力74存在于入口開口34處，較低的壓力76存在于測量通道出口32處，處于周圍環(huán)境的靜壓力的數(shù)量級的壓力78存在于主通道出口25處。這些壓力情況導(dǎo)致流體流過傳感器殼體12中的通道結(jié)構(gòu)22。因為在測量通道出口32處和在主通道出口25處的壓力76、78可以完全不同強(qiáng)度地并且以與在理想穿流時不同的情況顯示，并且在一個出口處在壓力減小的同時可能在另一出口處出現(xiàn)部分反相并且也反向的壓力增大，所以兩個出口與一個入口相互配合的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)引起在傳感器芯片42上的質(zhì)量流波動。這種由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)決定的質(zhì)量流波動要通過傳感器組件10的根據(jù)本發(fā)明的實施方案來減小。

圖5示出在這類流動條件下的壓力波的可能變化曲線。作為被反射的到達(dá)壓力波80和被反射的壓力波82的結(jié)果，出現(xiàn)疊加的壓力駐波84以及振動節(jié)點86和具有特征性的四分之一波長λ/4的振動波腹88。例如在傳感器殼體12上的空氣動力學(xué)的底流的壓力水平分別與以上關(guān)于圖4所述的存在于入口開口34處、主通道出口25處和測量通道出口32處的壓力水平有關(guān)聯(lián)地存在于振動節(jié)點86中。當(dāng)然，在遠(yuǎn)離振動節(jié)點86的情況下，根據(jù)圖5的示圖顯示出附加的壓力。該壓力以確定的頻率從正壓力振蕩到負(fù)壓力，由此對于確定的介質(zhì)、例如具有其對應(yīng)的聲速的空氣，得出相應(yīng)的波長λ。

如果從振動節(jié)點86出發(fā)沿著波的傳播方向走波長的四分之一(＝λ/4)，則到達(dá)振動波腹88。越過固定位置的波導(dǎo)致具有確定幅度的壓力干擾。在反射和形成駐波84的情況下，所述幅度加起來為到達(dá)波80的幅度的兩倍(在忽略損耗的情況下)。在波長λ的一半距離處，由于壓力峰值的反向性，從振動波腹88到振動波腹88甚至可能出現(xiàn)四倍的幅度。

在傳感器組件10的機(jī)動周圍環(huán)境中，例如由于確定的渦輪增壓器運行狀態(tài)而可能出現(xiàn)高頻的聲學(xué)壓力振動。葉片的旋轉(zhuǎn)失速和渦輪增壓器級的泵吸屬于上述情況。在圖4中通過所標(biāo)注的、入口開口34和主通道出口25的間距λ/4示例性示出聲波的四分之一處于入口開口34、主通道出口25和測量通道出口32上的情況。相應(yīng)的情況適用于入口開口34和測量通道出口32。在這種情況下，根據(jù)圖4在右邊顯示出的空氣動力學(xué)壓力情況被根據(jù)圖4的附加聲學(xué)壓力振動疊加。在上面提到的渦輪增壓器運行狀態(tài)中，完全可能產(chǎn)生3khz數(shù)量級的頻率和由此產(chǎn)生100mm至110mm的波長。相應(yīng)的λ/4波長與上述在入口開口34和主通道出口25或者說測量通道出口32之間的距離很好地一致。在傳感器組件10的尺寸較小的情況下，壓力波的相應(yīng)區(qū)段也通過區(qū)段式形成的壓力差保持與空氣質(zhì)量流相關(guān)。

當(dāng)在傳感器載體40的位置處在測量通道28中產(chǎn)生值得注意得劇烈脈動的空氣質(zhì)量流時，這樣一種壓力振動變得對于空氣質(zhì)量信號有效。然后，在傳感器芯片42上的邊界層中產(chǎn)生速度梯度的波動，該波動可能劇烈地影響熱傳導(dǎo)。在文獻(xiàn)中術(shù)語“第二斯托克斯問題(2.stokeschesproblem)”表示這種現(xiàn)象。由于在熱測量元件上的非線性熱傳導(dǎo)，這樣一種脈動與平均值不一致地反映出。換言之，在傳感器組件10中產(chǎn)生過小讀數(shù)。

除了到目前為止的導(dǎo)流裝置的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之外，在圖3中也可看到在根據(jù)本發(fā)明的實施方案中必須考慮的結(jié)構(gòu)性邊界條件。通過入口開口34進(jìn)入傳感器殼體12中的質(zhì)量流的大部分從測量通道出口32通過主通道出口25又從傳感器殼體12出來。質(zhì)量流的小部分經(jīng)過離心力回轉(zhuǎn)部54區(qū)域和具有導(dǎo)流邊緣的反向輪廓55到達(dá)測量通道28中并且到達(dá)具有微機(jī)械傳感器膜片44的傳感器芯片42的傳感器載體40。最后，測量通道質(zhì)量流經(jīng)過測量通道出口32從傳感器殼體12出來。作為結(jié)構(gòu)性邊界條件，首先列舉作為用于銷釘在傳感器殼體12中的定位輪廓的凹處70和用于將測量通道蓋16和傳感器載體12粘接在一起的槽榫系統(tǒng)的壁或者說榫72。

圖6示出流動速度在通道結(jié)構(gòu)22中的可能分布。上述流動拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)即使在穩(wěn)定的流體力學(xué)邊界條件下也導(dǎo)致在測量通道28和主通道24的分岔部92處的不穩(wěn)定流動90。在圖6中針對80kg/h的總質(zhì)量流示出在通道結(jié)構(gòu)22的截平面中的速度分布?？珊芎玫乜闯龅氖?，總質(zhì)量流在入口開口34處的分成在主通道出口25處的質(zhì)量流和在測量通道28中的質(zhì)量流。對于分岔部有特征性的是在對應(yīng)輪廓55的與離心力回轉(zhuǎn)部54相對的壁上的滯流點94。待分岔的質(zhì)量流的比例即使在穩(wěn)定的流體力學(xué)邊界條件下也不恒定，而是對應(yīng)于流體力學(xué)邊界條件，總質(zhì)量流、在入口開口處的壓力、在主通道出口25處的壓力、在測量通道出口32處的壓力、渦流度、傳感器殼體12在流動管中的定位角等變動，因為不但傳感器殼體12的環(huán)流而且在傳感器殼體中的通道結(jié)構(gòu)22的穿流幾乎總是具有不穩(wěn)定的特征。即使在沒有以附加聲學(xué)壓力振動疊加的情況下，具有分開的出口的分岔拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)提供用于在微機(jī)械傳感器膜片44上的質(zhì)量流波動的主流通道以及旁路通道。對應(yīng)于其所屬的頻率，這些波動可能是與特征曲線相關(guān)的或者能夠提供較高的信號噪聲。

圖7示出根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件10的立體視圖。在此，尤其說明與上述傳統(tǒng)的傳感器組件的區(qū)別。通道結(jié)構(gòu)22這樣構(gòu)造，使得測量通道28在分岔部92處從主通道24分岔。當(dāng)然，主通道24和測量通道28共同通向布置在端側(cè)30中的出口96。因此取消主通道出口25。

圖8示出根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件10的通道結(jié)構(gòu)22的俯視圖。出口96的中心點與入口開口34沿主流動方向36的間距98是11.0mm至15.0mm并且優(yōu)選是12.0mm至14.00mm、例如13.0mm。出口96的中心線100關(guān)于主流動方向36向下游以30°至50°、例如40°的角度α傾斜。出口96具有3.0mm至8.0mm、例如5.0mm的寬度102。通過通道結(jié)構(gòu)22的特別構(gòu)造，主通道24具有至少一個第一主通道區(qū)段104和第二主通道區(qū)段106，測量通道28在該第一主通道區(qū)段中分岔。在此，第二主通道區(qū)段106與通道結(jié)構(gòu)22的合并區(qū)段108鄰接，測量通道28和主通道24在該合并區(qū)段中聚合。第二主通道區(qū)段106相對于第一主通道區(qū)段104成10°至135°、例如45.5°的角度β布置。第二主通道區(qū)段106的寬度110小于測量通道28的寬度112。因此，第二主通道區(qū)段106具有1.0mm至5.0mm、例如2.2mm的寬度110，而測量通道28根據(jù)寬度112是在部位114上還是在較寬的部位116上具有2.0mm或者3.0mm至6.0mm、例如4.0mm的寬度112。

主通道24還具有至少一個彎曲的主通道區(qū)段118，該主通道區(qū)段將第一主通道區(qū)段104和第二主通道區(qū)段106連接起來。彎曲的主通道區(qū)段118與入口開口34沿主流動方向36的最大間距120是10.0mm至20.0mm、例如15.22mm。此外，第二主通道區(qū)段106的寬度110小于第一主通道區(qū)段104的寬度122。因此，第一主通道區(qū)段104的寬度122是2.0mm至6.0mm、例如4.2mm。因此，主通道24在彎曲的主通道區(qū)段118中變細(xì)。彎曲的主通道區(qū)段118尤其具有至少兩個曲率半徑124、126。關(guān)于第二曲率半徑126的主流動方向36位于上游的第一曲率半徑124是3.0mm至10.00mm、例如5.0mm，而第二曲率半徑126是1.5mm至10.0mm、例如3.8mm。

在此，通道結(jié)構(gòu)22可以具有其他如下幾何尺寸。離心力回轉(zhuǎn)部54自身可以倒圓地構(gòu)造并且具有0.1mm至0.5mm、例如0.3mm的倒圓半徑128。主通道54的與離心力回轉(zhuǎn)部54鄰接并且沿向著入口開口34的方向延伸的通道壁130可以相對于與離心力回轉(zhuǎn)部54相對置的通道壁成15°至45°、例如30°的角度傾斜地構(gòu)造。測量通道28的與離心力回轉(zhuǎn)部54鄰接的通道壁可以以3.0mm至8.0mm、例如6.0mm的半徑132彎曲地構(gòu)造。對應(yīng)輪廓55也可以以2.0mm至6.0mm、例如3.0mm的半徑134彎曲地構(gòu)造。測量通道28可以相對于測量通道28中的主流動方向60在下游以4.0mm至10.0mm、例如7.0mm的半徑136彎曲地構(gòu)造。在此，彎曲的主通道區(qū)段118可以在其背離測量通道28的壁側(cè)上具有0.1mm至2.0mm、例如0.8mm的半徑138。主通道24和測量通道28在一壁區(qū)段上合并，該壁區(qū)段可以以0.1mm至2.0mm、例如0.1mm的半徑140彎曲地構(gòu)造。主通道24和測量通道28在其上合并的壁區(qū)段相對于與離心力回轉(zhuǎn)部54相對置的通道壁可以成0°至45°、例如9.1°的角度δ布置。此外，通道結(jié)構(gòu)22可以以1.0mm至5.0mm、例如2.8mm的半徑142和0.25mm至3.0mm、例如1.0mm的半徑144彎曲地延伸至出口96。

概括地，在根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件中，取消側(cè)向的主通道出口25，主通道24與測量通道28合并，并且質(zhì)量流通過共同的出口96從傳感器殼體12導(dǎo)出。通過使分岔區(qū)域適配于以半徑和與對置壁錯位的形式的離心力回轉(zhuǎn)部54、主通道24的呈交向形式的走向、到主通道24和測量通道28的合并位置的內(nèi)半徑和外半徑，并且通過合并區(qū)域的呈在合并位置處的通道寬度、半徑、兩個通道的軸取向的形式的構(gòu)型，可以在不同的要求方面如信號偏移、特征曲線穩(wěn)定性、信號噪聲、在污染時的分離作用、在常規(guī)低頻脈動情況下以及在高頻聲學(xué)壓力振動情況下的性能方面調(diào)節(jié)穿流。

由于能夠保持榫槽系統(tǒng)以及定位輪廓緊湊，得出用于優(yōu)化在傳感器載體40下游的測量通道的長度和構(gòu)型、尤其用于調(diào)節(jié)在具有高振幅的低頻脈動的情況下的性能的幾何構(gòu)型空間。通過在主通道24的回轉(zhuǎn)部區(qū)域中和在主通道24與測量通道28的合并區(qū)域中的不同倒圓而進(jìn)行干預(yù)的可能性同樣是重要的。