DE4426272A1

DE4426272A1 - Flow velocity or flowrate measuring probe

Info

Publication number: DE4426272A1
Application number: DE4426272A
Authority: DE
Inventors: Werner Schlattl; Anton Theiler
Original assignee: Schlattl Werner Bavaria Tech
Current assignee: Schlattl Werner Bavaria Tech
Priority date: 1994-06-23
Filing date: 1994-07-25
Publication date: 1996-01-04
Anticipated expiration: 2014-07-26
Also published as: DE4426272C2

Abstract

The measuring probe has an elongate body, positioned perpendicular to the flow direction, projecting into a flow chamber for the flow medium. The free end of the probe body has a measuring opening leading to a measuring channel, in a plane perpendicular to the probe, for measuring the static flow pressure and a measuring opening leading to a second measuring channel for measuring the dynamic flow pressure. Pref. both channels are connected to a differential pressure cell, for providing an air volume measuring device, for use in an i.c. engine air intake, as part of a fuel metering system.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckmeßdose gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf eine Vorrichtung zur Messung einer Luft- oder Gasmenge entsprechend Oberbegriff Patentanspruch 14.The invention relates to a pressure cell according to The preamble of claim 1 and a device for Measurement of an air or gas quantity according to the generic term Claim 14.

In vielen Bereichen der Technik, insbesondere auch bei Brennkraftmaschinen ist es vielfach erforderlich oder wünschenswert, den Druck eines Strömungsmediums, nämlich von Luft und/oder Gasen mit hoher Genauigkeit zu messen. Weiter hin besteht bei Brennkraftmaschinen auch das Problem der genauen Messung der ein Ansaugsystem (Ansaugkanal oder Ansaugrohr) durchströmenden und an eine Brennkammer oder einen Zylinder geleiteten Luft oder des Luft-Treibstoff-Ge misches, um so eine optimale Treibstoffzufuhr und damit eine optimale Verbrennung steuern zu können.In many areas of technology, especially at Internal combustion engines are often required or desirable to control the pressure of a flow medium, namely Measure air and / or gases with high accuracy. Next There is also the problem of internal combustion engines exact measurement of an intake system (intake duct or Intake pipe) flowing through and to a combustion chamber or a cylinder of air or air-fuel Ge mix in order to achieve an optimal fuel supply and thus a control optimal combustion.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Druckmeßdose aufzuzeigen, die auch unter erschwerten Umgebungsbedingungen einwandfreie Meßergebnisse mit hoher Genauigkeit liefert.The object of the invention is to show a pressure cell, which are flawless even under difficult environmental conditions Provides measurement results with high accuracy.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Druckmeßdose entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ausgebildet.A pressure transducer is appropriate for solving this task the characterizing part of claim 1 is formed.

In Weiterbildung betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung zum Messen der Masse oder Menge eines einen Strömungskanal durchströmenden gasförmigen Strömungsmediums, vorzugsweise Luft und dabei speziell einen Luftmassenmesser, mit dem sich die Verbrennungskammern oder Zylinder von Brennkraftmaschinen zugeführte Luft- oder Gasmenge sehr exakt und störungsfrei messen läßt und der ein dieser Luftmenge entsprechendes Signal liefert. In a further development, the invention also relates to a device for measuring the mass or quantity of a flow channel flowing gaseous flow medium, preferably Air and especially an air mass meter with which the combustion chambers or cylinders of internal combustion engines The amount of air or gas supplied is very precise and trouble-free can be measured and the one corresponding to this amount of air Signal delivers.

Eine solche Vorrichtung ist entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 14 ausgebildet.Such a device is according to the characteristic Part of claim 14 formed.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Druckmessung hysteresefrei mit großer Auflösung erfolgt, und zwar insbe sondere auch deswegen, weil sich durch die konvexe Ausbildung der Spiegelfläche des Spiegelelementes bei Anordnung dieses Spiegelelementes mit seiner Symmetrieachse oder Ebene quer zur Achse der Bewegung der Membran eine Reflexion des aus dem Lichtsender austretenden Lichtstromes bei unterschiedlichen Stellungen der Membrane und damit des Spiegelelementes jeweils an unterschiedlichen Bereichen der konkav gekrümmten Spiegelfläche derart erfolgt, daß sich nicht nur jeweils ein von der Stellung der Membran abhängiger unterschiedlicher Winkel zwischen dem auftreffenden und dem reflektierten Lichtstrom ergibt, sondern auch ein von der jeweiligen Stellung der Membrane abhängiger unterschiedlicher Durch messer für den auf den Lichtempfänger auftreffenden Licht strom und somit eine von der Stellung der Membran abhängige Lichtdichte des auf den Lichtempfänger auftreffenden Licht stromes.The invention has the advantage that the pressure measurement hysteresis-free with high resolution, in particular especially because of the convex training the mirror surface of the mirror element when this is arranged Mirror element with its axis of symmetry or plane across a reflection of the axis of movement of the membrane from the Light transmitter emerging luminous flux at different Positions of the membrane and thus the mirror element each in different areas of the concavely curved Mirror surface takes place in such a way that not only one different depending on the position of the membrane Angle between the incident and the reflected Luminous flux results, but also one of the respective Position of the membrane depending on different diameters knife for the light hitting the light receiver current and thus dependent on the position of the membrane Light density of the light striking the light receiver current.

Kleine Bewegungen der Membran führen somit bereits zu großen Änderungen des Meßsignales, wodurch sich eine hohe Empfind lichkeit ergibt. Weiterhin wird aber das Meßsignal nur geringfügig beeinflußt durch Ablagerung von Fremd- und Staubpartikeln z. B. an der Spiegelfläche des Spiegelele mentes. Die Membrane und das Spiegelelement können mit geringer Masse hergestellt werden, so daß auch Be schleunigungskräfte das Meßergebnis nicht verfälschen, die Druckmeßdose also insbesondere für eine Verwendung in Fahrzeugen geeignet ist.Small movements of the membrane lead to big ones Changes in the measurement signal, resulting in a high sensitivity results. Furthermore, the measurement signal is only slightly influenced by deposits of foreign and Dust particles e.g. B. on the mirror surface of the Spiegelele mentes. The membrane and the mirror element can with low mass are produced, so that Be acceleration forces do not falsify the measurement result Pressure cell so especially for use in Vehicles is suitable.

Die Größe der Spiegelfläche ist so gewählt, daß diese auf jeden Fall größer ist als der Querschnitt des auf die Spiegelfläche auftreffenden Lichtstromes des Lichtsenders, so daß in unterschiedlichen Stellungen der Membrane die Re flexion dieses Lichtstromes an unterschiedlichen Bereichen der Spiegelfläche möglich ist. The size of the mirror surface is chosen so that it is on is in any case larger than the cross section of the on the Mirror surface striking the luminous flux of the light transmitter, so that in different positions of the membrane the Re flexion of this luminous flux in different areas the mirror surface is possible.

In ihrer bevorzugten Ausführungsform ist die Druckmeßdose zur Messung eines Differenzdruckes ausgebildet, und zwar bevor zugt zur Messung des Differenzdruckes zwischen einem sta tischen und einem dynamischen Druck in einem Strömungskanal. Die Druckmeßdose ist dann Bestandteil der Vorrichtung zur Messung der Masse oder Menge eines den Kanal durchströmenden Strömungsmediums, bevorzugt Bestandteil eines Luftmassen messers zur Messung der den Ansaugkanal einer Brennkraft maschine durchströmenden Luftmenge.In its preferred embodiment, the load cell is Measurement of a differential pressure, before moves to measure the differential pressure between a sta tables and a dynamic pressure in a flow channel. The pressure cell is then part of the device for Measurement of the mass or quantity of a fluid flowing through the channel Flow medium, preferably part of an air mass knife for measuring the intake port of an internal combustion engine amount of air flowing through the machine.

Das Ausgangssignal der Druckmeßdose oder mehrerer Druckmeß dosen wird zur Messung der Strömungsmenge oder Masse in einer elektrischen Steuereinrichtung mit weiteren Parametern kombiniert, insbesondere mit der Temperatur des Strömungs mediums und/oder mit dem Umgebungsdruck.The output signal of the pressure sensor or several pressure sensors cans is used to measure the flow rate or mass in one electrical control device with further parameters combined, especially with the temperature of the flow mediums and / or with the ambient pressure.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteran sprüche.Further developments of the invention are the subject of the Unteran claims.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated below on the basis of the figures Embodiment explained in more detail. Show it:

Fig. 1 in vereinfachter Darstellung und im Längsschnitt eine Sonde gemäß der Erfindung; Figure 1 in a simplified representation and in longitudinal section a probe according to the invention.

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Sonde der Fig. 1; Fig. 2 is a top view of the probe of Fig. 1;

Fig. 3 in schematischer Darstellung eine mehrere Zylinder aufweisende Brennkraftmaschine; Shows a plurality of cylinders having a schematic representation of the internal combustion engine 3;.

Fig. 4 in vereinfachter Darstellung und im Schnitt eine Druckmeßdose gemäß der Erfindung; Fig. 4 in a simplified representation and in section a pressure cell according to the invention;

Fig. 5 in vereinfachter Darstellung eine Draufsicht auf die in der Fig. 4 linke Seite der Membrane der Druck meßdose sowie auf das Spiegelelement und die Licht sende- und Detektoreinheit; Fig. 5 is a simplified representation of a plan view of the left side of the membrane of the pressure transducer in Figure 4 and on the mirror element and the light transmitter and detector unit.

Fig. 6 und 7 eine Graphik zur Erläuterung der Wirkungsweise der Druckmeßdose; Figures 6 and 7 are a graph for explaining the operation of the pressure cell;

Fig. 8 in vereinfachter Darstellung und im Blockdiagramm weitere, einen Luftmesser bildende Elemente; Fig. More in a simplified representation in block diagram 8 an air knife forming elements;

Fig. 9 in vereinfachter Darstellung und im Blockdiagramm eine mehrere Zylinder aufweisende Brennkraftmaschine und mit einem für diese Zylinder gemeinsamen Luft massenmesser bei individueller Steuerung der Zy linder; Fig. 9 in a simplified representation and in the block diagram of a multiple cylinder internal combustion engine and with a common air mass meter for these cylinders with individual control of the cylinder;

Fig. 10 ein Diagramm, welches in Abhängigkeit von der Zeit das von der Druckmeßdose gelieferte und dem Druck im Ansaugkanal des Motors der Fig. 9 entsprechende Signal wiedergibt, und zwar im Vergleich zu dem Signal eines herkömmlichen Luftmengenmessers. FIG. 10 is a diagram which, as a function of time, represents the signal supplied by the pressure sensor and the pressure in the intake duct of the engine of FIG. 9, in comparison to the signal of a conventional air flow meter.

Die in den Figuren dargestellte und zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit eines strömenden Mediums, ins besondere zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft, Gasen oder Luft- und/oder Gasgemischen dienende Sonde 1 ist mit ihrer Längserstreckung bzw. Längsachse L senkrecht zur Strömungsrichtung in einem von dem Medium durchströmten Raum oder Kanal angeordnet. Die Hauptströmungsrichtung des Mediums ist in der Fig. 1 mit A und die Richtung einer möglichen Rückströmung mit dem Pfeil B angedeutet.The probe 1 shown in the figures and used to measure the flow velocity of a flowing medium, in particular to measure the flow velocity of air, gases or air and / or gas mixtures, is perpendicular to the direction of flow in one of the medium with its longitudinal extension or longitudinal axis L. flowed through space or channel. The main direction of flow of the medium is indicated in FIG. 1 by A and the direction of a possible backflow by arrow B.

Die Sonde 1 besteht im wesentlichen aus einem inneren Rohrstück 2 und einem äußeren Rohrstück 3, welches das innere Rohrstück auf einer Teillänge umschließt, und zwar derart, daß zwei Kanäle gebildet sind, und zwar der achsgleich mit der Längsachse liegende Kanal 4 im inneren Rohrstück 2 und der das innere Rohrstück 2 umschließende ringförmige Kanal, der nach außen hin durch das Rohrstück 3 begrenzt ist und die Längsachse L konzentrisch umschließt. The probe 1 consists essentially of an inner pipe section 2 and an outer pipe section 3 , which encloses the inner pipe section over a partial length, in such a way that two channels are formed, namely the channel 4 lying coaxially with the longitudinal axis in the inner pipe section 2 and the annular channel surrounding the inner tube section 2 , which is delimited to the outside by the tube section 3 and concentrically surrounds the longitudinal axis L.

An dem in der Fig. 1 oberen Ende ist der Kanal 5 durch einen kegelförmig verlaufenden und innen in das Rohrstück 2 und außen in das Rohrstück 3 übergehenden Wandabschnitt 6 verschlossen. Ein weiterer Wandabschnitt 7, der innen in das Rohrstück 2 und außen in das Rohrstück 3 übergeht, ver schließt den Kanal 5 an dem in der Fig. 1 unteren Ende. Das innere Rohrstück 2 steht mit einer Länge 2′ über das obere, verschlossene Ende des Rohrstückes 3 bzw. über den dortigen Wandabschnitt 6 vor. Ebenso steht das innere Rohrstück 2 mit einer Länge 2′′ über das untere, verschlossene Ende des Wandabschnittes 7 vor. Das innere Rohrstück 2 ist an seinem oberen Ende offen (Meßöffnung 4′) und im Bereich dieser Öffnung mit einem tellerartigen, radial wegstehenden Flansch oder Abschnitt 8 versehen, der an seiner Oberseite, d. h. an der der Länge 2′ abgewandten Seite plan ausgebildet ist und dort die Meßöffnung 4′ des Kanales 4 aufweist. An der Unterseite ist der Abschnitt 8 kegelstumpfförmig, sich nach unten hin verjüngend ausgebildet, und zwar derart daß der Rand des Abschnittes schneidenartig ausgebildet ist.At the upper end in FIG. 1, the channel 5 is closed by a conical wall section 6 which merges into the pipe section 2 on the inside and into the pipe section 3 on the outside. Another wall section 7 , which merges into the pipe section 2 and outside into the pipe section 3 , closes the channel 5 at the lower end in FIG. 1. The inner pipe section 2 stands with a length 2 'over the upper, closed end of the pipe section 3 or over the wall section 6 there. Likewise, the inner pipe section 2 with a length 2 '' over the lower, closed end of the wall section 7 before. The inner tube piece 2 is open at its upper end (measuring opening 4 ') and provided in the region of this opening with a plate-like, radially projecting flange or section 8 which is planar on its upper side, ie on the length 2 ' facing away from and there has the measuring opening 4 'of the channel 4 . On the underside, section 8 is frusto-conical, tapering towards the bottom, in such a way that the edge of the section is designed like a knife.

Das untere Ende des Rohrstückes 2 bzw. des Kanales 4 ist ebenfalls offen. An dieses Ende ist eine nicht dargestellte Druckmeßdose zum Messen eines statischen Druckes P1 ange schlossen.The lower end of the pipe section 2 or the channel 4 is also open. At this end, a pressure transducer, not shown, for measuring a static pressure P1 is connected.

Das äußere Rohrstück 3 besitzt etwas unterhalb des sich nach oben hin kegelstumpfförmig verjüngenden Wandabschnittes eine Öffnung 9, über die der Kanal 5 nach außen hin in Verbindung steht. Im Bereich des unteren Endes befindet sich ein mit dem Kanal 5 in Verbindung stehender Anschluß 10, über welchen der Kanal 5 an den in den Fig. 4 und 5 dargestellten Druckmesser 20 zur Messung des dynamischen Druckes P2 anschließbar ist. Bei der dargestellten Ausführungsform befinden sich die Öffnung 9 und der Anschluß 10 bezogen auf die Längsachse L auf verschiedenen Seiten dieser Längsachse.The outer pipe section 3 has an opening 9 slightly below the wall section which tapers in the shape of a truncated cone, via which the channel 5 communicates with the outside. In the area of the lower end there is a standing with the channel 5 in connection terminal 10, via which the channel 5 to the in Figs. 4 and 5 illustrated pressure gauge 20 is connected for measuring the dynamic pressure P2. In the embodiment shown, the opening 9 and the connection 10 are located on different sides of this longitudinal axis with respect to the longitudinal axis L.

Die Sonde 1 ist so ausgerichtet, daß sich die Öffnung 9 auf derjenigen Seite der Sonde 1 befindet, auf die die Haupt strömrichtung A unmittelbar auftrifft. The probe 1 is aligned so that the opening 9 is located on that side of the probe 1 , on which the main flow direction A strikes directly.

Mit der Sonde kann in optimaler Weise durch Ermittlung des statischen Druckes P1 und des dynamischen Druckes P2 die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums und damit auch die je Zeiteinheit beispielsweise ein Kanal durchströmende Menge des Mediums ermittelt werden.The probe can be optimally determined by determining the static pressure P1 and dynamic pressure P2 Flow velocity of the medium and thus also each Unit of time, for example, a quantity of air flowing through a channel Medium are determined.

Die Vorteile der Sonde 1 sind u. a. auch, daß die statische Druckmessung unmittelbar in der Strömung und nicht etwa am Rand eines durchströmten Raumes oder Kanales erfolgt und daher unabhängig von der Form des Kanales ist. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Sonde 1 besteht auch darin, daß eine Messung von möglichen Rückströmen möglich ist.The advantages of the probe 1 are, inter alia, that the static pressure measurement takes place directly in the flow and not at the edge of a flowed-through space or channel and is therefore independent of the shape of the channel. Another important advantage of the probe 1 is that a measurement of possible reverse currents is possible.

Die Sonde 1 ist weiterhin unempfindlich gegen schräges Anströmen, d. h. die Justage der Sonde 1 in bezug auf die Strömungsrichtung ist unkritisch. Da die Kanäle 4 und 5 sowie die Öffnungen dieser Kanäle, d. h. insbesondere auch die Öffnung 9 einen großen Querschnitt aufweisen können, ist eine hochdynamische Messung mit der Sonde 1 möglich bzw. Träg heiten in der Messung werden vermieden. Ein weiterer wesent licher Vorteil besteht auch in dem relativ einfachen Aufbau der Sonde 1 sowie in der Möglichkeit, diese Sonde in be sonders einfacher Weise in Strömungskanälen anzuordnen.The probe 1 is furthermore insensitive to oblique flow, ie the adjustment of the probe 1 with respect to the direction of flow is not critical. Since the channels 4 and 5 and the openings of these channels, that is to say in particular also the opening 9 , can have a large cross section, highly dynamic measurement with the probe 1 is possible or inertia in the measurement is avoided. A further significant advantage lies in the relatively simple construction of the probe 1 and in the possibility of arranging this probe in flow channels in a particularly simple manner.

Wie die Fig. 3 zeigt, eignet sich die Sonde 1 insbesondere auch als Bestandteil eines Luftmassen- bzw. Luftmengenmessers im Luft-Ansaugkanal von Verbrennungsmotoren für die Steuerung solcher Motoren. Hierbei erfolgt dann bevorzugt eine Einzel messung für jeden Zylinder 12 eines solchen Motors 1, d. h. in dem Luft-Ansaugkanal 13 jedes Zylinders 12 ist eine derartige Sonde 1 angeordnet. Jede Sonde 1 ist dann mit einer die Drücke P1 und P2 auswertenden und/oder in elektrische Signale umsetzenden Wandlereinrichtung versehen, die über Signal leitungen 14 mit einer zentralen Steuerelektronik 15 für den Motor verbunden ist, die (Steuerelektronik) entsprechend den von den Sonden 1 gelieferten Signalen beispielsweise die Kraftstoffzufuhr an die einzelnen Zylinder 12 individuell steuern. Bei der gezeigten Ausführungsform münden die Ansaugkanäle 13 in einen gemeinsamen Luftkanal 13′.As shown in FIG. 3, the probe 1 is also particularly suitable as a component of an air mass or air flow meter in the air intake duct of internal combustion engines for the control of such engines. In this case, an individual measurement is then preferably carried out for each cylinder 12 of such an engine 1 , ie, such a probe 1 is arranged in the air intake duct 13 of each cylinder 12 . Each probe 1 is then provided with a transducer device evaluating the pressures P1 and P2 and / or converting it into electrical signals, which is connected via signal lines 14 to central control electronics 15 for the motor, which (control electronics) correspond to those supplied by the probes 1 Signals individually control the fuel supply to the individual cylinders 12, for example. In the embodiment shown, the intake ducts 13 open into a common air duct 13 '.

Zur Bestimmung der Differenz zwischen dem statischen Druck P1 und dem dynamischen Druck P2 dient die speziell in den Fig. 4 und 5 dargestellte Druckmeßdose 30. Diese besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 31, welches durch eine aus Metall gefertigte, kreisscheibenförmige Membrane 32, die an ihrem Umfang am Gehäuse 31 eingespannt ist, in zwei nach außen hin und gegeneinander abgedichtete Teilräume 33 und 34 unterteilt wird, von denen der eine Teilraum, beispielsweise der Teilraum 33 mit dem statischen Druck beaufschlagt ist, d. h. mit dem Kanal 4 verbunden ist und der andere Teilraum 34 mit dem dynamischen Druck beaufschlagt, d. h. mit dem Kanal 5 der Sonde 1 verbunden ist. Bevorzugt ist die Druckmeßdose 30 an der entsprechenden Sonde 1 integriert vorgesehen, so daß sich für die Kanäle bzw. für die Verbindungen zwischen den Meßöffnungen 4′ und 9 und den zugehörigen Teilräumen 33 bzw. 34 sehr kurze eine hohe Dynamik und ein genaues Meßergebnis sicherstellende Längen ergeben.The pressure load cell 30 shown specifically in FIGS . 4 and 5 serves to determine the difference between the static pressure P1 and the dynamic pressure P2. This consists essentially of a housing 31 , which is divided by a circular disc-shaped membrane 32 made of metal, which is clamped on its circumference on the housing 31 , into two outwardly and against each other sealed subspaces 33 and 34 , one of which is a subspace , for example, the subspace 33 is subjected to the static pressure, ie is connected to the channel 4 and the other subspace 34 is subjected to the dynamic pressure, ie is connected to the channel 5 of the probe 1 . Preferably, the pressure transducer 30 is provided integrated on the corresponding probe 1 , so that very short lengths ensuring high dynamics and an accurate measurement result are obtained for the channels or for the connections between the measurement openings 4 'and 9 and the associated subspaces 33 and 34 surrender.

Zur Erfassung der Auslenkung der Membrane 32 in Abhängigkeit zwischen der Druckdifferenz ist in der Mitte der Membrane 32 ein Spiegelelement 35 befestigt, welches bei der darge stellten Ausführungsform von einem eine konkave Spiegelfläche 36 bildenden und von der Membran 32 in den Teilraum 33 vorstehenden Metallplättchen gebildet ist. Die Spiegelfläche 36 ist bei der dargestellten Ausführungsform nur in einer Ebene gekrümmt, d. h. die Spiegelfläche 36 entspricht bei der dargestellten Ausführungsform einem Teil einer Kreiszylinder fläche mit einer parallel zur Ebene E der Membrane 2 und damit senkrecht zur Achse und/oder Auslenkungsrichtung A der Membrane 32 und senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 4 verlaufenden Zylinderachse. Weiterhin ist das Spiegelelement 35 so angeordnet, daß die Mittelebene M, zu der die Spiegel fläche 36 symmetrisch ausgebildet ist und in der auch die vorerwähnte Krümmungs- bzw. Zylinderachse liegt, ebenfalls parallel oder in etwa parallel zur Ebene E angeordnet ist. To detect the deflection of the membrane 32 as a function of the pressure difference, a mirror element 35 is fastened in the middle of the membrane 32 , which in the embodiment shown is formed by a metal plate forming a concave mirror surface 36 and protruding from the membrane 32 into the partial space 33 . The mirror surface 36 is curved in the illustrated embodiment only in one plane, ie the mirror surface 36 corresponds to a part of a circular cylinder surface in the illustrated embodiment with a parallel to the plane E of the membrane 2 and thus perpendicular to the axis and / or deflection direction A of the membrane 32nd and perpendicular to the plane of the drawing of Fig. 4 cylindrical axis. Furthermore, the mirror element 35 is arranged so that the center plane M, to which the mirror surface 36 is symmetrical and in which the aforementioned axis of curvature or cylinder lies, is also arranged parallel or approximately parallel to the plane E.

Der konkaven Spiegelfläche 36 gegenüberliegend ist in einem vorgegebenen Abstand eine Lichtsende- und Detektoreinheit 37, beispielsweise eine Reflexlichtschranke, die in einem gemeinsamen Gehäuse 38 einen Infrarot-Licht-Sender 39 in Form einer IR-Diode und ein Infrarot-Licht-Empfänger 40 in Form eines Fototransistors enthält. Die Einheit 37 ist so ange ordnet, daß der IR-Sender 39 und der IR-Empfänger 40 bei der für die Fig. 4 gewählten Darstellung senkrecht zur Zeichen ebene der Fig. 4, d. h. parallel zur Krümmungsachse der Spiegelfläche 36 gegeneinander versetzt sind, beide mit ihrer jeweils von einem linsenartigen Körper gebildeten Lichtaus trittsöffnung bzw. Lichteintrittsöffnung der Spiegelfläche 36 zugewandt sind und mit ihren optischen Achsen eine Ebene M′ definieren, die senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 4 liegt.Opposite the concave mirror surface 36 is a light transmission and detector unit 37 , for example a reflex light barrier, which has an infrared light transmitter 39 in the form of an IR diode and an infrared light receiver 40 in a common housing 38 contains a photo transistor. The unit 37 is arranged so that the IR transmitter 39 and the IR receiver 40 in the illustration chosen for FIG. 4 are perpendicular to the plane of FIG. 4, ie offset parallel to the axis of curvature of the mirror surface 36 , both with their respective light aperture or light entrance opening formed by a lens-like body facing the mirror surface 36 and with their optical axes define a plane M 'which is perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 4.

Weiterhin ist die Einheit 37 u. a. unter Berücksichtigung der Krümmung der Spiegelfläche 36 sowie der Brennpunkte der Linsen am Sender 39 und Empfänger 40 so justiert, daß in einer angenommenen Endstellung der Bewegung bzw. des Hubes der Membrane 2 in Richtung der Achse A die Achsen des Senders 39 und des Empfängers 40 ebenfalls in der Ebene M liegen, d. h. die Ebenen M und M′ zusammenfallen, und die gesamte leuchtende Fläche des Senders 39 auf der aktiven Fläche des Empfängers 40 abgebildet wird, und zwar möglichst format füllend, d. h. der ausgesandte Lichtstrom 41 in den Lichtstrom 42 derart reflektiert wird, daß der Querschnitt des auf den Empfänger 40 auftreffenden Lichtstromes 42 gleich der Öffnung des Empfängers 40 ist. In dieser ersten Stellung trifft die größte Lichtmenge auf den Empfänger 40, so daß dieser dementsprechend auf das größte Signal an seinem Ausgang liefert.Furthermore, the unit 37 is adjusted, taking into account the curvature of the mirror surface 36 and the focal points of the lenses on the transmitter 39 and receiver 40, such that in an assumed end position of the movement or the stroke of the membrane 2 in the direction of the axis A, the axes of the transmitter 39 and the receiver 40 are also in the plane M, that is, the planes M and M 'coincide, and the entire luminous surface of the transmitter 39 is imaged on the active surface of the receiver 40 , and as format-filling as possible, ie the emitted luminous flux 41 is reflected in the luminous flux 42 such that the cross section of the luminous flux 42 incident on the receiver 40 is equal to the opening of the receiver 40 . In this first position, the greatest amount of light hits the receiver 40 , so that it accordingly delivers the largest signal at its output.

Wird die Membrane 32 aufgrund des sich ändernden Differenz druckes in den Teilräumen 33 und 34 aus dieser ersten Lage ausgelenkt und dadurch das Spiegelelement relativ zu der Ebene M′ bewegt, die durch die optischen Achsen des Senders 39 und des Empfängers 40 bestimmt ist, so wird nicht nur das Licht des Senders 39 derart an der Spiegelfläche 36 reflek tiert, daß nur noch ein Teil der Öffnung des Empfänger 40 vom Lichtstrom 42 getroffen wird, sondern es tritt zugleich auch eine Vergrößerung des Querschnittes des reflektierten Lichtstromes 42 auf, d. h. eine Reduzierung der Lichtdichte des auf den Empfänger 40 auftreffenden Lichtstromes. Hier durch ist gewährleistet, daß bereits kleine Auslenkungen der Membrane 32 eine starke Änderung des vom Empfänger 40 gelieferten Signales bewirken.If the membrane 32 is deflected due to the changing differential pressure in the partial spaces 33 and 34 from this first position and thereby the mirror element is moved relative to the plane M ', which is determined by the optical axes of the transmitter 39 and the receiver 40 , so not only does the light of the transmitter 39 reflect on the mirror surface 36 such that only part of the opening of the receiver 40 is hit by the luminous flux 42 , but at the same time there is an increase in the cross section of the reflected luminous flux 42 , ie a reduction in the Light density of the luminous flux incident on the receiver 40 . This ensures that even small deflections of the membrane 32 cause a strong change in the signal supplied by the receiver 40 .

Diese vorgenannten Verhältnisse sind in den Fig. 6 und 7 für zwei angenommene Endstellungen der Auslenkung der Membrane 32 wiedergegeben. In diesen Figuren ist jeweils die Spiegelfläche 36 dargestellt und mit dem Doppelpfeil A die Auslenkung der Membrane 32 und damit die Bewegung des Spiegelelementes bzw. der Spiegelfläche 36 angedeutet. Der IR-Sender und der IR-Empfänger befinden sich jeweils gegen einander versetzt senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 6 und 7. Die beiden unterbrochenen, parallelen horizontalen Linien 43 begrenzen jeweils die Lichteintrittsöffnung bzw. Öffnung des IR-Empfängers, die (Lichteintrittsöffnung) bei der vorliegenden Ausführungsform gleich der Lichtaustrittsöffnung des IR-Senders ist. Die unterbrochene, vertikale Linie 44 deutet den Querschnitt an, den das reflektierte Lichtbündel 42 beim Auftreffen auf den IR-Empfänger 40 aufweist.These aforementioned relationships are shown in FIGS. 6 and 7 for two assumed end positions of the deflection of the membrane 32 . The mirror surface 36 is shown in each of these figures, and the double arrow A indicates the deflection of the membrane 32 and thus the movement of the mirror element or the mirror surface 36 . The IR transmitter and the IR receiver are each offset from one another perpendicular to the plane of the drawing in FIGS. 6 and 7. The two interrupted, parallel horizontal lines 43 each delimit the light entry opening or opening of the IR receiver, the (light entry opening) the present embodiment is equal to the light exit opening of the IR transmitter. The interrupted, vertical line 44 indicates the cross section that the reflected light bundle 42 has when it strikes the IR receiver 40 .

In der Fig. 6 bilden die Mittelebene M der Spiegelfläche 36 und die Ebene M′ eine gemeinsame Ebene. Durch die vorgenannte Justierung der Einheit 37 wird das Licht des IR-Senders 39 vollständig an den IR-Empfänger 40 reflektiert, und zwar derart, daß der Durchmesser 44 des auftreffenden, reflek tierten Lichtstromes 42 gleich dem Öffnungsquerschnitt 43 des IR-Empfängers 40 ist. Mit 45 und 46 ist in der Fig. 6 der obere und der untere Rand des Lichtbündels 41 bezeichnet. Diese Ränder werden an der Spiegelfläche 36 symmetrisch zur Mittelebene M reflektiert.In FIG. 6, the median plane M to form the mirror surface 36 and the plane M 'a common plane. By the aforementioned adjustment of the unit 37 , the light of the IR transmitter 39 is completely reflected on the IR receiver 40 , in such a way that the diameter 44 of the incident, reflected light flux 42 is equal to the opening cross section 43 of the IR receiver 40 . The upper and lower edges of the light beam 41 are designated by 45 and 46 in FIG. 6. These edges are reflected on the mirror surface 36 symmetrically to the center plane M.

In der Fig. 7 sind die entsprechenden Verhältnisse für den Fall dargestellt, daß die Spiegelfläche 36 in Richtung der Achse A nach unten bewegt wurde, und zwar um den Hub H, so daß die beiden Ebenen M und M′ um diesen Hub gegeneinander versetzt sind. Wie die Fig. 7 zeigt, erfolgt in diesem Fall die Reflexion des Lichtbündels 41 an der Spiegelfläche 36 nicht mehr symmetrisch zur Mittelachse M, d. h. der angenomme ne Randstrahl 45 des Lichtbündels 41 wird in einem im Vergleich zur Fig. 6 größeren Abstand von der Mittelachse M reflektiert, so daß sich aufgrund der anderen Orientierung der Spiegelfläche ,an diesem Reflexionspunkt eine Vergrößerung des Winkels zwischen dem auftreffenden Randstrahl 45 und dem reflektierten Randstrahl 45′ ergibt. Der untere Randstrahl 46 des Lichtbündels 41 wird an einem Punkt der Spiegelfläche 36 reflektiert, der im Vergleich zur Fig. 6 der Mittelachse M näherliegt, so daß sich eine Verkleinerung des Winkels zwischen dem unteren Randstrahl 46 und dem reflektierten Randstrahl 46′ ergibt, mit der Folge, daß der auf den IR-Empfänger 40 auftreffende reflektierte Lichtstrom 42 nicht nur gegenüber der Öffnung 43 des Lichtempfängers 40 ver schoben ist, also nur ein Teil der Öffnung von dem Lichtstrom 42 getroffen wird, sondern der reflektierte Lichtstrom 42 weist in der Ebene des Empfängers 40 auch einen gegenüber der Fig. 6 wesentlich größeren Durchmesser 44 aufweist, was einer Reduzierung der Lichtdichte entspricht.In Fig. 7, the corresponding relationships are shown for the case that the mirror surface 36 has been moved downward in the direction of the axis A, namely by the stroke H, so that the two planes M and M 'are offset from each other by this stroke . As shown in FIG. 7, in this case the reflection of the light beam 41 on the mirror surface 36 is no longer symmetrical to the central axis M, that is to say the accepted edge beam 45 of the light beam 41 is at a greater distance from the central axis in comparison with FIG. 6 M reflects, so that due to the different orientation of the mirror surface, at this point of reflection an increase in the angle between the incident edge beam 45 and the reflected edge beam 45 'results. The lower edge ray 46 of the light bundle 41 is reflected at a point of the mirror surface 36 , which is closer to the central axis M in comparison to FIG. 6, so that there is a reduction in the angle between the lower edge ray 46 and the reflected edge ray 46 'with which Consequence that the incident on the IR receiver 40 reflected luminous flux 42 is not only pushed ver with respect to the opening 43 of the light receiver 40 , that is, only a part of the opening is hit by the luminous flux 42 , but the reflected luminous flux 42 points in the plane of Receiver 40 also has a substantially larger diameter 44 than in FIG. 6, which corresponds to a reduction in the light density.

In der Fig. 7 ist dies nochmals links von der Spiegelfläche 36 durch zwei Kreise wiedergegeben. Der Kreis 43′ definiert die Öffnung des IR-Empfängers 40. Der Kreis 44′ definiert den Durchmesser des auf diesen Empfänger auftreffenden reflek tierten Lichtstromes 42. Das von dem IR-Empfängner 40 ge lieferte Signal entspricht dem schraffierten Bereich, der nur einen Bruchteil der Fläche des Kreises 44 und damit der Lichtmenge des reflektierten Lichtstromes 42 darstellt. In der der Fig. 6 dargestellten Lage der Spiegelfläche 36, in der der Durchmesser des reflektierten Lichtstromes 42 am IR-Empfänger 40 gleich der Öffnung 43, also die Kreise 43′ und 44′ deckungsgleich sind, gelangt die gesamte Lichtmenge des reflektierten Lichtstromes 42 an den IR-Empfänger 40. In FIG. 7, this is shown again to the left of the mirror surface 36 by two circles. The circle 43 'defines the opening of the IR receiver 40th The circle 44 'defines the diameter of the reflected light flux 42 striking this receiver. The ge delivered by the IR receiver 40 signal corresponds to the hatched area, which represents only a fraction of the area of the circle 44 and thus the amount of light of the reflected luminous flux 42 . In the position of the mirror surface 36 shown in FIG. 6, in which the diameter of the reflected luminous flux 42 at the IR receiver 40 is equal to the opening 43 , that is to say the circles 43 'and 44 ' are congruent, the total amount of light of the reflected luminous flux 42 arrives the IR receiver 40 .

Wird davon ausgegangen, daß eine Auslenkung der Membrane 32 auf einer Ausgangsstellung, in der ein Differenzdruck zwischen den beiden Teilräumen 33 und 34 nicht besteht, nur in einer Richtung erfolgt, so entspricht der in der Fig. 6 wiedergegebene Zustand beispielsweise dieser Ausgangs stellung. Ist eine Auslenkung der Membrane 32 in beiden Richtungen zu erwarten, so entspricht der in der Fig. 6 dargestellte Zustand beispielsweise derjenigen Lage, die die Membrane bei der maximalen Auslenkung in einer Richtung aufweist, so daß trotz Verwendung nur eines einzigen Spiegel elementes und einer einzigen Einheit 37 ein Ausgangssignal am Empfänger 40 erhalten wird, welches nicht nur die Größe, sondern auch die Richtung der Auslenkung der Membran 32 wiedergibt.If it is assumed that a deflection of the diaphragm 32 in an initial position, in which there is no differential pressure between the two partial spaces 33 and 34 , occurs only in one direction, the state shown in FIG. 6 corresponds, for example, to this initial position. If a deflection of the membrane 32 is to be expected in both directions, the state shown in FIG. 6 corresponds, for example, to the position which the membrane has at maximum deflection in one direction, so that despite the use of only a single mirror element and a single one Unit 37 an output signal is received at the receiver 40 , which reflects not only the size but also the direction of the deflection of the membrane 32 .

Grundsätzlich sind auch Ausführungen denkbar, bei denen zwei oder mehrere Spiegelelemente 35 mit zugehörigen Einheiten 37 vorgesehen sind.In principle, designs are also conceivable in which two or more mirror elements 35 with associated units 37 are provided.

Fig. 8 zeigt in einem Blockdiagramm die vollständige Aus bildung eines Gas- und/oder Luftmengenmessers. Dargestellt sind wiederum die Sonde 1 und die Druckmeßdose 30 mit dem vom Spiegelelement 35 und von dem Bauelement 37 bzw. von dem Lichtsender 38 und dem Lichtempfänger 39 gebildeten opto elektrischen Erfassungseinheit. Fig. 8 shows in a block diagram the complete formation of a gas and / or air flow meter. Again, the probe 1 and the pressure cell 30 are shown with the opto-electrical detection unit formed by the mirror element 35 and by the component 37 or by the light transmitter 38 and the light receiver 39 .

Mit 48 ist eine Steuerelektronik bezeichnet, die einerseits die Betriebsspannungen für den IR-Sender 39 und den IR- Empfänger 40 liefert und der andererseits das Ausgangssignal des IR-Empfängers 40 zugeführt wird. Angeschlossen an die Schaltung 48 ist ein Temperatursensor 49, der im Strömungsweg des zu messenden Mediums angeordnet ist und beispielsweise ein temperaturabhängiger Widerstand (PT, NTC) ist. Ange schlossen an die Schaltung 48 ist weiterhin ein Umgebungs druck messender Sensor 50, der z. B. von einer weiteren Druckmeßdose 30 oder einem anderen Drucksensor gebildet ist. Designated at 48 is control electronics which, on the one hand, supply the operating voltages for the IR transmitter 39 and the IR receiver 40 and, on the other hand, the output signal of the IR receiver 40 is supplied. Connected to the circuit 48 is a temperature sensor 49 , which is arranged in the flow path of the medium to be measured and is, for example, a temperature-dependent resistor (PT, NTC). Connected to the circuit 48 is an ambient pressure measuring sensor 50 , the z. B. is formed by a further pressure cell 30 or another pressure sensor.

Mit Hilfe der Signale des Temperatursensors 49 und des Drucksensors 50 wird das von der Druckmeßdose 30 bzw. von dem IR-Empfänger 40 gelieferte oder hiervon abgeleitete Signal derart modifiziert, daß bei steigender, von dem Sensor 49 gemessener Temperatur die Größe des Signals am Ausgang 51 der Schaltung 48 reduziert und bei fallender Temperatur erhöht sowie umgekehrt bei steigendem Umgebungsdruck erhöht und bei fallendem Umgebungsdruck reduziert wird. Die Temperatur und der Umgebungsdruck können in besonders einfacher Weise dadurch berücksichtigt werden, daß mit dem Sensor 49 die Helligkeit der Diode des IR-Senders 39 umgekehrt proportional zum Temperaturverlauf und mit dem Sensor 50 das vom IR- Empfänger 40 gelieferte Signal oder dessen Verstärkung proportional zum Umgebungsdruck verändert wird.With the aid of the signals from the temperature sensor 49 and the pressure sensor 50 , the signal supplied by or derived from the pressure sensor 30 or from the IR receiver 40 is modified such that the temperature of the signal at the output 51 increases as the temperature measured by the sensor 49 increases the circuit 48 is reduced and increased when the temperature drops and, conversely, increased when the ambient pressure rises and is reduced when the ambient pressure falls. The temperature and the ambient pressure can be taken into account in a particularly simple manner in that with the sensor 49 the brightness of the diode of the IR transmitter 39 is inversely proportional to the temperature profile and with the sensor 50 the signal supplied by the IR receiver 40 or its amplification is proportional to Ambient pressure is changed.

Dient der in der Fig. 8 dargestellte Luftmassenmesser zur Steuerung eines Verbrennungsmotors, bei dem entsprechend der Darstellung der Fig. 3 für jeden Zylinder 12 bzw. Ansaugkanal 13 eine eigene Sonde 1 mit zugehöriger Druckmeßdose 30 vorgesehen ist. Die Steuerelektronik 48 besitzt dann für jede Sonde 1 einen gesonderten Eingang und für jeden Zylinder 12 einen gesonderten Ausgang 51. Die Sonden 49 und 50 sind aber bevorzugt nur einmal vorgesehen. Die von den einzelnen Druckmeßdosen 30 gelieferten Signale werden individuell verarbeitet, so daß jeweils individuell für jeden Zylinder ein Ausgangssignal an dem jeweiligen Ausgang 51 erzeugt wird, welches der an diesem Zylinder gemessenen Luftmenge ent spricht, und zwar jeweils unter Berücksichtigung der von den Sensoren 49 und 50 ermittelten Temperatur und Umgebungsdruck.The air mass meter shown in FIG. 8 is used to control an internal combustion engine, in which, according to the illustration in FIG. 3, a separate probe 1 with associated pressure sensor 30 is provided for each cylinder 12 or intake duct 13 . The control electronics 48 then has a separate input for each probe 1 and a separate output 51 for each cylinder 12 . However, the probes 49 and 50 are preferably only provided once. The signals supplied by the individual pressure transducers 30 are processed individually, so that an output signal is generated individually for each cylinder at the respective output 51 , which speaks to the amount of air measured at this cylinder, taking into account the sensors 49 and 50 determined temperature and ambient pressure.

Da die Sonde 1 hochdynamisch, d. h. so ausgebildet werden kann, daß sie mit extrem geringer zeitlicher Verzögerung eine Messung des jeweiligen Wertes der Drücke P1 und P2 an einem gemeinsamen Meßbereich bzw. in unmittelbarer Nähe ermöglicht, ist abweichend von dem in der Fig. 3 wiedergegebenen Motor steuerung auch eine Steuerung entsprechend den Fig. 9 und 10 möglich. Since the probe 1 can be designed to be highly dynamic, that is to say that it enables the respective values of the pressures P1 and P2 to be measured at a common measuring range or in the immediate vicinity with an extremely short time delay, it differs from that shown in FIG. 3 Motor control also possible a control according to FIGS. 9 and 10.

Fig. 9 zeigt in einer Darstellung ähnlich Fig. 3 eine weitere mögliche Ausführungsform, bei der eine einzige Sonde 1 am Eingang eines gemeinsamen Luftansaugkanales 13′ eines mehrere Zylinder 12 aufweisenden Verbrennungsmotors vorgesehen ist. Die Sonde 1 ist mit einer die Drücke P1 und P2 auswertenden und in elektrische Signale umsetzenden Wandlereinrichtung versehen, die über eine Signalleitung mit einer Steuerelek tronik 53 für den Motor verbunden ist, die entsprechend dem von der Sonde 1 gelieferten Signal die Kraftstoffzufuhr an die einzelnen Zylinder 12 individuell steuert. Die Wandler einrichtung, die die Drücke P1 und P2 in elektrische Signale umsetzt ist die Druckmeßdose 30. Fig. 9 shows a representation similar to FIG. 3, a further possible embodiment in which a single probe 1 is provided at the input of a common air intake duct 13 'of an internal combustion engine having a plurality of cylinders 12 . The probe 1 is provided with a evaluating the pressures P1 and P2 and converting into electrical signals converter device which is connected via a signal line to a control electronics 53 for the engine, which according to the signal supplied by the probe 1 , the fuel supply to the individual cylinders 12 controls individually. The converter device that converts the pressures P1 and P2 into electrical signals is the pressure sensor 30 .

Fig. 10 zeigt in einem Diagramm als sich zeitlich ändernde Kurve 54 das von dem Druckmesser 30 an der Signalleitung 52 gelieferte Signal bei laufendem Motor 11, und zwar im Vergleich zu dem Signal eines herkömmlichen Heißfilm- Luftmassenmessers, wie er bisher zur Luftmassenmessung bei Kraftfahrzeugen bisher verwendet wird. Fig. 10 shows in a diagram as a time-changing curve 54 the signal supplied by the pressure meter 30 on the signal line 52 with the engine 11 running, in comparison to the signal of a conventional hot-film air mass meter, as was previously the case for air mass measurement in motor vehicles is used.

Die Kurve 54 zeigt nicht nur mit ihren oberen Amplituden in sehr ausgeprägter Form die positive Luftströmung, d. h. die Strömung in den jeweiligen Zylindern bzw. in Richtung des Pfeiles B, und mit ihren unteren Amplituden eine im Ansaug rohr 13′ bzw. am dortigen Meßpunkt vorhandene negative Strömung (entgegen dem Pfeil B), sondern durch die ausge prägten oberen Amplituden oder Spitzen, die jeweils dem Ansaughub eines der Zylinder 12 entsprechen, ist auch eine individuelle Auswertung jeder Amplitude oder Halbwelle und dabei insbesondere jeder positiven Halbwelle sowie auch eine zeitliche Zuordnung zu dem jeweiligen Zylindern 12 möglich, und zwar unter Berücksichtigung eines Signals, welches der Steuerelektronik 53 über eine Signalleitung 56 beispielsweise von einem Signalgeber oder der Zündung zugeführt wird, und zwar immer dann, wenn der Motor 11 eine vorgegebene Dreh stellung erreicht bzw. eine vorgegebene Anzahl von Um drehungen ausgeführt hat, beispielsweise bei jeder vierten Umdrehung. Aufgrund des Steuersignals an der Signalleitung 56 kann der zu jedem Zeitpunkt an der Signalleitung 52 anliegen de Signalwert, insbesondere auch einer positiven Halbwelle der Kurve 54 zweifelsfrei dem den jeweiligen Ansaughub ausführenden Zylinder 12 von der Steuerelektronik 53 zuge ordnet und die Kraftstoffzufuhr an diesen Zylinder ent sprechend gesteuert werden.The curve 54 shows not only with its upper amplitudes in a very pronounced form the positive air flow, ie the flow in the respective cylinders or in the direction of arrow B, and with their lower amplitudes one in the intake pipe 13 'or at the measuring point there negative flow (contrary to arrow B), but by the pronounced upper amplitudes or peaks, each of which corresponds to the intake stroke of one of the cylinders 12 , is also an individual evaluation of each amplitude or half-wave and in particular each positive half-wave as well as a time assignment the respective cylinders 12 possible, taking into account a signal which is supplied to the control electronics 53 via a signal line 56, for example from a signal generator or the ignition, and always when the engine 11 reaches a predetermined rotational position or a predetermined number of rotations, for example, every vi first rotation. Due to the control signal on the signal line 56 , the signal value present at the signal line 52 at any time, in particular also a positive half-wave of the curve 54, can be unequivocally assigned to the cylinder 12 carrying out the respective intake stroke by the control electronics 53 and the fuel supply to this cylinder accordingly being controlled.

Es versteht sich, daß der Steuerelektronik 53 wiederum auch das Signal des Sensors 50 (Umgebungsdruck) sowie vorzugsweise auch das Signal des Sensors 49 (Lufttemperatur) zugeführt werden. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die Ver arbeitung der von der Druckmeßdose 30 und den zusätzlichen Sensoren 49 und 50 gelieferten Signale in einer gesonderten Steuerelektronik vorzunehmen, deren Ausgangssignal dann der Steuerelektronik 53 zugeleitet wird.It goes without saying that the control electronics 53 are also supplied with the signal from the sensor 50 (ambient pressure) and preferably also the signal from the sensor 49 (air temperature). In principle, however, it is also possible to process the signals supplied by the pressure cell 30 and the additional sensors 49 and 50 in separate control electronics, the output signal of which is then fed to the control electronics 53 .

Die in der Fig. 9 dargestellte Ausführung hat den Vorteil, daß mit nur einem einzigen Sensor 1 und zugehöriger Druck meßdose 30 eine individuelle Steuerung mehrerer Zylinder 12 eines Verbrennungsmotors 11 möglich ist.The embodiment shown in FIG. 9 has the advantage that an individual control of several cylinders 12 of an internal combustion engine 11 is possible with only a single sensor 1 and associated pressure cell 30 .

Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, daß Änderungen sowie Ab wandlungen möglich sind, ohne daß dadurch der die Erfindung tragende Gedanke verlassen wird.The invention has been described above using exemplary embodiments described. It is understood that changes and Ab Conversions are possible without thereby the invention supporting thought is left.

BezugszeichenlisteReference list

1 Sonde
2 Rohrstück
2′, 2′′ Länge
3 Rohrstück
4, 5 Kanal
6, 7 Wandabschnitt
8 tellerförmiger Kopf oder Abschnitt
9 Öffnung
10 Anschluß
11 Motor
12 Zylinder
13, 13′ Luftansaugkanal
14 Signalleitung
15 Steuerelektronik
30 Druckmeßdose
31 Gehäuse
32 Membran
33, 34 Teilraum
35 Spiegelelement
36 Spiegelfläche
37 optoelektrische Einheit
38 Gehäuse
39 IR-Sender
40 IR-Empfänger
41, 42 Lichtstrom
43, 44 Linie
43′, 44′ Kreis
45, 46 Randstrahl
45′, 46′ reflektierter Randstrahl
47 Fläche
48 Steuerschaltung
49 Temperatursensor
50 Drucksensor
51 Ausgang
52 Signalleitung
53 Steuerelektronik
54, 55 Kurve
56 Signalleitung 1 probe
2 pipe section
2 ′ , 2 ′ ′ length
3 pipe section
4 , 5 channel
6 , 7 wall section
8 plate-shaped head or section
9 opening
10 connection
11 engine
12 cylinders
13 , 13 ' air intake duct
14 signal line
15 control electronics
30 load cell
31 housing
32 membrane
33 , 34 subspace
35 mirror element
36 mirror surface
37 optoelectric unit
38 housing
39 IR transmitters
40 IR receivers
41 , 42 luminous flux
43 , 44 line
43 ′ , 44 ′ circle
45 , 46 edge jet
45 ' , 46' reflected edge beam
47 area
48 control circuit
49 temperature sensor
50 pressure sensor
51 exit
52 signal line
53 control electronics
54 , 55 curve
56 signal line

Claims

1. Load cell for measuring the pressure of a flow medium, in particular for measuring the pressure of gases and / or air, with a housing ( 31 ), with at least one in the housing ( 31 ) provided membrane ( 32 ), the at least one in the housing ( 31 ) formed and subject to the flow medium pressure sub-space ( 33 , 34 ) limited and with a measuring device ( 35 , 37 ) for generating at least one size-dependent electrical measurement signal dependent on the deflection of the membrane ( 32 ), characterized in that the measuring device of a mirror element ( 35 ) and of an optoelectrical unit ( 37 ) is formed, which at least one light transmitter for generating a surface ( 36 ) of the mirror element ( 35 ) impinging light flux ( 41 ) and at least one light receiver ( 40 ) for Receiving a luminous flux reflected by the mirror surface ( 36 ) has that the mirror element ( 35 ) on the membrane ( 32 ) or on the housing ( 31 ) and the optoelectric unit ( 37 ) on the housing or on the membrane ( 32 ) are provided that the mirror surface ( 36 ) is concavely curved, and that the light transmitter ( 39 ) and / or Light receivers ( 40 ) are adjusted so that the amount of light striking the light receiver ( 40 ) is a function of the deflection of the membrane ( 32 ).

2. Load cell according to claim 1, characterized in that the mirror element ( 35 ) is arranged so that the radius of curvature of the mirror surface ( 36 ) is transverse or perpendicular to the movement of the membrane ( 32 ).

3. Load cell according to claim 1 or 2, characterized in that the optoelectric unit ( 37 ) is arranged so that the light emitted by the light transmitter ( 39 ) and from the mirror surface ( 36 ) reflected luminous flux ( 41 , 42 ) radially to the axis (A) of the movement of the membrane ( 32 ).

4. Load cell according to one of claims 1-3, characterized in that the at least one mirror element ( 35 ) and the optoelectric unit ( 37 ) in a housing ( 31 ) formed and delimited by the membrane ( 32 ) subspace ( 33 ) is.

5. Load cell according to claim 4, characterized in that the mirror element ( 35 ) and the optoelectric unit ( 37 ) containing the sub-space ( 33 ) is a sub-space acted upon by the flow medium pressure.

6. Load cell according to one of claims 1-5, characterized in that the mirror surface ( 36 ) has the concave curvature at least in one sectional plane, and that the at least one light transmitter ( 39 ) and the at least one light receiver ( 40 ) with their optical axis define a further plane (M ′) which is perpendicular or approximately perpendicular to the said cutting plane.

7. Load cell according to claim 6, characterized in that the mirror surface ( 36 ) forms a central plane (M), and that the plane (M ') of the optoelectric unit defined by the optical axes of the light transmitter ( 39 ) and the light receiver ( 40 ) ( 37 ) is also the central plane (M) of the mirror surface ( 36 ), or is arranged parallel or approximately parallel to this central plane.

8. Load cell according to any one of claims 1-7, characterized in that the light beam emerging from the light transmitter ( 39 ) and reflected on the mirror surface ( 36 ) is focused such that the reflected light beam incident on the light receiver ( 40 ) is in a first position of the membrane ( 32 ) and the mirror element ( 35 ) completely or almost completely on the light receiver ( 40 ) and one of the opening ( 43 ) of the light receiver ( 40 ) corresponding or almost corresponding cross-section ( 44 ), and that in a second position of the membrane ( 32 ) and the mirror element ( 35 ) the cross section of the reflected light flux ( 42 ) incident on the light receiver ( 40 ) is larger than the opening of the light receiver ( 40 ).

9. Pressure cell according to one of claims 1-8, characterized in that in the second position of the membrane ( 32 ) only a part of the opening ( 43 ) of the light receiver ( 40 ) is hit by the reflected light flux ( 42 ).

10. Load cell according to one of claims 1-9, characterized in that the mirror surface ( 36 ) is curved only in one plane.

11. Pressure cell according to one of claims 1-10, characterized in that the mirror surface ( 36 ) is curved in two planes.

12. Load cell according to one of claims 1-11, characterized is characterized by its training as a differential pressure gauge can.

13. Load cell according to one of claims 1-12, characterized is characterized by its training as a load cell for measurement the static and dynamic pressure or the difference these pressures in an air intake duct of a combustion motors.

14. A device for measuring the amount or mass of a medium or a flow channel ( 13 ) flowing through the medium, in particular gas and / or air, using at least one pressure sensor according to one of claims 1-11, characterized by probe elements for detecting the static and dynamic pressure in the flow channel, with a measuring opening ( 4 ', 9 ) provided channel ( 4 , 5, ) of each probe element each with a partial space ( 33 , 34 ) of a pressure transducer ( 30 ) and that of the optoelectric Unit ( 37 ) of the at least one pressure transducer ( 30 ) supplied measurement signal is supplied to an electrical circuit arrangement ( 48 ) which, from this measurement signal, taking into account the temperature of the flow medium and / or the ambient pressure, is a quantity or mass of the flow channel flowing through the flow Corresponding electrical signal provides flow medium.

15. The apparatus according to claim 14, characterized by a temperature sensor ( 49 ) and / or by an additional pressure sensor ( 50 ) for measuring the temperature of the flow medium and the ambient pressure.

16. The apparatus according to claim 15, characterized in that the temperature sensor ( 49 ) controls the intensity of the light emitted by the light transmitter ( 39 ) and / or the amplitude of the measurement signal supplied by the light receiver ( 40 ).

17. Device according to one of claims 14-16, characterized in that the intensity of the light emitted by the light transmitter ( 39 ) and / or the amplitude of the measurement signal generated by the light receiver ( 40 ) is controlled by the additional pressure sensor ( 50 ) .

18. Device according to one of claims 14-17, characterized in that the probe elements for the static and dynamic pressure or their channels ( 4 , 5 ) are each connected to a partial space ( 33 , 34 ) of a common differential pressure cell ( 30 ).

19. Device according to one of claims 14-18, characterized in that the probe elements for the static and dynamic pressure are formed by a single probe ( 1 ).

20. Device according to one of claims 14-19, characterized in that several pressure transducers ( 30 ) for separate detection of the flow quantity or mass of the flow medium in a plurality of channels ( 13 ) are connected to a common circuit device ( 48 ).

21. The apparatus according to claim 20, characterized in that the circuit ( 48 ) for all channels ( 13 ) has a common additional temperature sensor ( 49 ) and / or pressure sensor ( 50 ).

22. Device according to one of claims 14-21, characterized is characterized by her training as an air mass meter for Internal combustion engines.

23. Device according to one of claims 14-22, characterized in that it is a common for several cylinders ( 12 ) of an internal combustion engine ( 11 ) air masses, and that the signal from the pressure cell ( 30 ) or the optoelectric unit ( 37 ) or a signal ( 54 ), which changes over time and is derived from this taking into account the temperature of the flow medium and / or the ambient pressure, is fed to control electronics ( 53 ) which, according to the amplitude of the signal ( 54 ), activate the cylinders ( 12 ) or the fuel supply this cylinder controls, specifically each cylinder ( 12 ) as a function of the associated amplitude of the time-changing signal ( 54 ).

24. The device according to claim 23, characterized in that the control electronics ( 53 ) from the engine or its ignition derived auxiliary signal ( 56 ) is supplied, always when the engine has run through a predetermined cycle.

25. Pressure cell or device according to one of the claims 1-24, characterized by their use as air mass meter in internal combustion engines.