(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流動プロセスを時間分解方式で測定するためのシステムであって、
入口部（１２）と、
出口部（１４）と、
前記入口部（１２）と前記出口部（１４）との間に配置された流量計（１０）と、
を有し、
バイパス管路（１６）を介して、前記流量計（１０）の管路一部区間（１８）を迂回して前記流体を流すことができ、
前記バイパス管路（１６）内に、移送される前記流体の物理的または化学的特性を測定するためのセンサ（５０）とポンプ（４８）とが、直列接続されて配置されている
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
流体の流動プロセスを時間分解方式で測定するためのシステムであって、
入口部（１２）と、
主管路（２０）を介して前記入口部（１２）に流体連通された出口部（１４）と、
前記主管路（２０）に配置された、駆動可能な移送要素（２２）と、
前記入口部（１２）と前記移送要素（２２）との間において前記主管路（２０）から分岐し、かつ、前記移送要素（２２）と前記出口部（１４）との間において前記主管路（２０）に合流する迂回管路（２６）と、
前記迂回管路（２６）に配置された差圧検出器（２８）と、
前記差圧検出器（２８）に加わった差圧に依存して前記駆動可能な移送要素（２２）を制御するための処理制御ユニット（３８）と、
を有し、
前記主管路（２０）または前記迂回管路（２６）からバイパス管路（１６）が分岐し、かつ、前記主管路（２０）または前記迂回管路（２６）の管路一部区間（１８）を迂回して、前記移送要素（２２）および前記差圧検出器（２８）の、前記バイパス管路（１６）が分岐した側と同じ側にて合流し、
前記バイパス管路（１６）内に、移送される前記流体の物理的または化学的特性を測定するためのセンサ（５０）とポンプ（４８）とが、直列接続されて配置されている
ことを特徴とするシステム。
【請求項３】
前記バイパス管路（１６）は、前記入口部（１２）と前記差圧検出器（２８）との間において前記迂回管路（２６）から分岐して合流する、請求項２記載の、流体の流動プロセスを時間分解方式で測定するためのシステム。
【請求項４】
前記センサ（５０）は密度センサまたは粘性センサである、請求項１から３までのいずれか１項記載の、流体の流動プロセスを時間分解方式で測定するためのシステム。
【請求項５】
前記ポンプ（４８）は無脈動移送ポンプである、請求項４記載の、流体の流動プロセスを時間分解方式で測定するためのシステム。
【請求項６】
前記無脈動移送ポンプ（４８）はテスラポンプである、請求項５記載の、流体の流動プロセスを時間分解方式で測定するためのシステム。
【請求項７】
前記テスラポンプ（４８）は、移送方向でみて前記センサ（５０）より上流に配置されている、請求項６記載の、流体の流動プロセスを時間分解方式で測定するためのシステム。
【請求項８】
前記テスラポンプ（４８）のロータ（５４）が配置された、前記テスラポンプ（４８）の流れチャンバ（５８）の入口部（６０）は、位置的に前記バイパス管路（１６）の分岐部（４４）より下方に配置されている、請求項６または７項記載の、流体の流動プロセスを時間分解方式で測定するためのシステム。
【請求項９】
前記分岐部（４４）と前記テスラポンプ（４８）の流れチャンバ（５８）の入口部（６０）との間のバイパス管路一部区間（１６．１）は、前記テスラポンプ（４８）の入口部（６０）の方向に連続的に下降するように設けられている、請求項８記載の、流体の流動プロセスを時間分解方式で測定するためのシステム。
【請求項１０】
前記分岐部（４４）と前記テスラポンプ（４８）の入口部（６０）との間の前記バイパス管路一部区間（１６．１）の傾きは、９°から１２°までの間である、請求項９記載の、流体の流動プロセスを時間分解方式で測定するためのシステム。
【請求項１１】
前記テスラポンプ（４８）の出口部（６２）は、位置的に、前記テスラポンプ（４８）の流れチャンバ（５８）の上方に配置されている、請求項８から１０までのいずれか１項記載の、流体の流動プロセスを時間分解方式で測定するためのシステム。
【請求項１２】
前記テスラポンプ（４８）の出口流路（６４）は、移送方向に上昇していくように設けられている、請求項１１記載の、流体の流動プロセスを時間分解方式で測定するためのシステム。
【請求項１３】
前記システムはフルボディ（６８）を有し、
前記フルボディ（６８）は、内部に前記迂回管路（２６）が設けられたボディ（６６）に結合されており、
前記フルボディ（６８）内に、前記ポンプ（４８）の流れチャンバ（５８）、前記ポンプ（４８）の入口部（６０）、前記ポンプ（４８）の出口流路（６４）、前記ポンプ（４８）の出口流路（６４）と前記センサ（５０）の入口部（７０）との間のバイパス管路一部区間（１６．２）、および、前記センサ（５０）の出口部（７２）と前記迂回管路（２６）への合流部（４６）との間のバイパス管路一部区間（１６．５）が、少なくとも部分的に設けられている、
請求項８から１２までのいずれか１項記載の、流体の流動プロセスを時間分解方式で測定するためのシステム。
【請求項１４】
前記バイパス管路（１６）の流れ断面は、前記主管路（２０）および前記迂回管路（２６）の流れ断面より小さい、請求項２から１３までのいずれか１項記載の、流体の流動プロセスを時間分解方式で測定するためのシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流動プロセスを時間分解方式で測定するためのシステムであって、入口部、出口部、ならびに、入口部と出口部との間に配置された流量計を備えたシステム、および、流体の流動プロセスを時間分解方式で測定するためのシステムであって、入口部、主管路を介して入口部に流体連通された出口部、主管路内に配置された駆動可能な移送要素、入口部と移送要素との間において主管路から分岐して移送要素と出口部との間において主管路に合流する迂回管路、迂回管路に配置された差圧検出器、ならびに、並進型の差圧検出器に加わった差圧に依存して上記駆動可能な移送要素を制御するための処理制御ユニットを備えたシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
かかるシステムは古くから知られており、たとえば内燃機関において噴射量測定のために用いられる。
【０００３】
たとえばＤＥ−ＡＳ１７９８０８０に、入口部および出口部を備えた電子制御式流量計が記載されている。入口部と出口部との間にギアポンプの形態の回転移送要素が配置されており、かつ、移送要素に対して平行な管路においてピストンが測定室内に配置されている。流量を求めるためには、光学的センサを用いて、測定室内におけるピストンの変位を測定する。ギアポンプの回転数はその信号に基づいて、処理制御ユニットによって常時追従制御され、しかも、迂回管路内に小さい流れしか生じないように、ピストンを可能な限り常に初期位置に戻すべく追従制御される。エンコーダを用いて測定された、ギアポンプが１回転または部分回転した回数と、１回転したときのギアポンプの既知の吐出容積とから、予め定められた期間における流量を算出する。
【０００４】
かかる構成の流量計は、独国特許発明第１０３３１２２８号明細書にも記載されている。正確な噴射量推移を求めるためには、噴射の開始前にその都度、ギアポンプを一定の回転数に調整する。その後、ピストンの移動を測定して噴射推移を求めるのに使用する。測定室内にはさらに、圧力センサおよび温度センサも配置されており、これらの測定値も、上述の噴射量推移の算出および補正を行うために計算ユニットへ供給される。
【０００５】
しかし、噴射量推移の測定には依然として僅かな誤差が存在することが分かっている。この誤差は、粘性率の従来は注目されていなかった変動に起因するか、または、測定対象の流体の密度に起因するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
よって本発明の課題は、流量推移をより正確に計算できる、流体の流動プロセスを時間分解方式で測定するためのシステムを実現することである。これを実現するためには、とりわけ、流量計による本来的な測定対象の結果に悪影響を及ぼすことなく、流体の実際の物理的特性についての追加的な情報を考慮しなければならない。かかる本来的な測定対象の結果に悪影響が及ぼされるおそれがあるのは、たとえば、測定機器の迂回管路または主管路に密度センサが組み付けられている場合である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、請求項１または請求項２に記載の構成を有する、流体の流動プロセスを時間分解方式で測定するためのシステムによって解決される。
【０００８】
流量計の管路の一部区間の周囲においてバイパス管路を介して流れるようにし、かつ、バイパス管路内に、移送される流体の物理的特性または化学的特性を測定するためのセンサとポンプとを直列接続して配置した構成により、当該流量計について、たとえば測定対象の流体の密度または粘性率等の更に他の物理量を、流量の測定時に一緒に考慮することができる。こうするためには、ポンプを用いてセンサ内に確実に流れが存在するようにする。バイパス管路内に配置することにより、流量計への反動が阻止される。
【０００９】
差圧検出器が移送要素に並列接続された流量計を有するシステムを用いる場合、上記課題は、流量計の主管路または迂回管路からバイパス管路を分岐させ、移送要素および差圧検出器の、バイパス管路が分岐した側と同一側にて、主管路または迂回管路の管路の一部区間を迂回しながら合流し、バイパス管路内には、移送対象の流体の物理的特性または化学的特性を測定するためのセンサとポンプとが直列接続されて配置されている構成によって解決される。このようにして、主管路内または迂回管路内の流れから独立して、バイパス管路内に配置されたセンサの適正な動作を保証する流れを、当該バイパス管路内にて実現することができる。特に、センサが主管路内または迂回管路内に組み付けられている場合、このセンサ内における流れを外部エネルギー供給によってまかなわなければならず、このことは流量計の測定データへの反動を生じさせる原因となるが、センサ内におけるかかる流れを確実に十分なものとすることができる。特に密度センサは、正確な測定値を出力するために、かかる流れを必要とする。これに対応するセンサの値は、単に解析にのみ供することができるし、または、追加の制御量として使用することも可能である。本発明のかかるシステムを使用することにより、上述の流量計の測定結果をより正確にすることができる。
【００１０】
好適には、バイパス管路は入口部と差圧検出器との間において迂回管路から分岐し、合流もここで行う。かかる位置には非常に接近しやすいので、短い接続管路で十分であり、かつ、測定室において流れを生成することなく媒体をそのまま直接循環させることができるので、測定に影響が及ぼされるのを阻止することもできる。
【００１１】
特に、上記センサを密度センサまたは粘性センサとし、その測定値が更に、算出された流量を補正するために流量計の結果に共に考慮できる追加的情報を有するようにすると、有利である。このようなセンサはたとえば、コリオリ原理で動作するＭＥＭＳセンサとして構成することができる。
【００１２】
本発明の特に有利な一実施形態では、上記ポンプは無脈動移送ポンプである。完全に無脈動であることにより、差圧検出器に及ぼされる影響が完全に無くなり、これにより、流量計の測定結果に及ぼされる影響も完全に無くなる。さらに、密度センサの測定誤差も回避される。特に密度センサがＭＥＭＳセンサとして構成されている場合、測定流体の振動自体によって密度センサは励振してしまい、これにより測定結果に誤差が生じてしまう。
【００１３】
特に好適なのは、上記無脈動移送ポンプをテスラポンプとすることである。テスラポンプは羽根を用いる必要なく、流体の既存の粘性に基づき付着力を利用するだけで流体を吐出するものである。こうするためには、複数の互いに隣接して配置されたディスク間の中央に流体を導入したものを、電動機によって回転させ、これにより、粘性および付着に起因して、外側に向かって速くなっていく速度により、流体を径方向外側に、かつ、回転方向に接線方向に移送する。かかる移送により、良好な効率で無脈動の移送を実現することができる。上述のようなポンプは非常に小型の構成とすることができ、なおかつ、容積流量計の約２０バールの比較的高いシステム圧と、最大１５０℃の温度とに耐えることができる。その上、かかるポンプは弁無しで動作するので、流量計の静止時にはシステムは開放した状態に留まる。製造許容誤差も小さいので、かかるポンプは低コストで製造することができる。
【００１４】
１つの発展態様では、テスラポンプは流体の移送方向において、バイパス管路内であってセンサより上流に配置されている。このことにより、最初の始動時においてセンサの領域に存在する気泡が、ポンプに到達することがなくなる。かかる気泡は、この媒質の付着力が過度に小さいので、テスラポンプによって移送することはできず、よって、上述のような配置を行わないと、ポンプの効率が極度に低下してしまう。
【００１５】
よって好適なのは、テスラポンプのロータを配置した、テスラポンプの流れチャンバの入口部を、バイパス管路の分岐部より位置的に下方に配置することである。というのも、空気はこの入口部の領域から迂回管路の方向に上昇し、ここから排出することができるので、これによりテスラポンプの機能を保証できるからである。
【００１６】
上述の態様を更に発展させた、本発明の有利な一態様では、バイパス管路の分岐部と、ポンプの流れチャンバの入口部との間のバイパス管路一部区間は、ポンプの入口部の方向に連続的に下降するように設けられている。かかる構成により、ポンプまで繋がっているこのバイパス管路一部区間における気泡は、当該バイパス管路一部区間に沿って迂回管路の方向に上昇し、ここで確実に排出することができ、これによりポンプの機能が保証される。
【００１７】
特に有利であると判明したのは、分岐部とテスラポンプの入口部との間のバイパス管路一部区間の傾きを９°から１２°までの間とすることである。かかる構成により気泡の上昇を保証することができ、それと同時にコンパクトな構造を維持することもできる。
【００１８】
好適には、テスラポンプの出口部は当該テスラポンプの流れチャンバより位置的に上方に配置されている。これにより、最初の始動時に流れチャンバ内に位置する気泡は出口部まで上昇して流れチャンバ内から出て行き、これにより、投入時のポンプの吐出を保証することができる。
【００１９】
さらに、テスラポンプの出口流路を流れ方向に上昇していくように設けることも有利であり、このことにより、出口部から気泡がロータへ逆流するのを阻止することができる。
【００２０】
可能な限りコンパクトかつ良好に封止されたユニットを実現するため、システムはフルボディを有し、このフルボディは、内部に迂回管路を設けたボディに結合されており、かつフルボディ内に、上記ポンプの流れチャンバ、ポンプの入口部、ポンプの出口部、ポンプの出口部とセンサの入口部との間のバイパス管路一部区間、および、センサの出口部と迂回管路への合流部との間のバイパス管路一部区間が、少なくとも部分的に設けられている。上述の流体管路一部区間はすべて、フルボディに細い孔として簡単に形成することができる。追加的なフレキシブル管路は無くすことができる。
【００２１】
好適には、バイパス管路の通流断面は、主管路および迂回管路の通流断面より小さく、とりわけ約４ｍｍである。これにより、迂回管路内の流れに及ぼされる影響が最小になり、なおかつ、密度測定に十分な差圧が得られる。移送要素の最適な制御を行うと、迂回管路内には理論的には流れが存在しなくなるので、迂回管路の流れ断面に対して過度に高い差圧が生成されることによる流れを回避することができる。このことは本発明のバイパス管路によって、当該バイパス管路内において過度に高い圧力損失を生じさせることなく実現される。
【００２２】
上述のようにして、流動プロセスを高精度で連続的に時間分解方式で求めることができる、流動プロセス時間分解方式測定システムが実現される。かかるシステムでは、たとえば脈動の発生により本来の測定自体に悪影響が及ぼされることなく、システム制御または測定結果解析のために、特に流体の密度または粘性率の物理量についての追加的データが得られる。そのために追加される所要スペースは非常に小さい。なおかつ、使用されるものの高い耐圧性および耐温度性を達成できる。
【００２３】
以下、流体の流動プロセスを時間分解方式で測定するための本発明のシステムについて、図面に示された実施例を参照して以下説明する。この実施例は、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】流体の流動プロセスを時間分解方式で測定するための本発明のシステムの基本構成図である。
【図２】本発明のシステムの試作構成の一部を、部材の部分的断面図と共に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１に示された、流体の流動プロセスの時間分解測定を行うための本発明のシステムは、入口部１２と出口部１４とを有する流量計１０、および、流量計１０の管路一部区間１８を迂回するためのバイパス管路１６から構成されている。
【００２６】
流れを生成する装置と少なくとも１つの噴射弁とから入口部１２を介して、測定対象の流体が、流量計１０の主管路２０内に流入する。この流体はとりわけ燃料であり、流れを生成する装置はとりわけ燃料高圧ポンプである。この主管路２０内に、ダブルギアポンプの形態の回転式容積移送要素２２が配置されている。容積移送要素２２の下流において、主管路２０の終端部が出口部１４に存在する。ギアポンプ２２は、駆動モータ２４によってクラッチまたは変速機を介して駆動される。
【００２７】
入口部１２と回転式容積移送要素２２との間において、主管路２０から迂回管路２６が分岐している。この迂回管路２６は、回転式容積移送要素２２より下流にて、回転式容積移送要素２２と出口部１４との間において主管路２０に戻って合流しているので、主管路２０と同様、入口部１２と出口部１４とに流体連通されている。この迂回管路２６内に、並進型の差圧検出器２８が配置されている。この差圧検出器２８は、測定室３０と、測定室３０内において自由に摺動可能に配置されたピストン３２とから構成されている。ピストン３２は、測定流体の比重と等しい比重を、つまり燃料の比重と等しい比重を有し、測定室３０と同様に円筒形に形成されている。よって測定室３０の内径は、ピストン３２の外径と実質的に一致する。ピストン３２の前側と後側との間に差圧が生じている場合、ピストン３２は静止位置から変位する。よって、ピストン３２のこの変位が、これに生じている差圧を表す尺度となる。測定室３０には距離センサ３４が配置されている。距離センサ３４はピストン３２と作用結合しており、ピストン３２の変位によって距離センサ３４に、ピストン３２の変位の大きさに依存する電圧が生成される。測定室３０に固定されたこの距離センサ３４は、とりわけ磁気抵抗センサであり、この磁気抵抗センサにかかる磁石３６の磁界強度が、磁気抵抗センサによって電圧に変換される。こうするために、磁石３６をピストン３２の重心に固定する。距離センサとしては、光センサを用いることも可能である。
【００２８】
距離センサ３４は処理制御ユニット３８に接続されている。この処理制御ユニット３８は距離センサ３４の値を受け取って、これに対応する制御信号を駆動モータ２４へ伝送する。駆動モータ２４は可能な限り、ピストン３２が常に規定の初期位置に来るように、すなわち、噴射された流体に起因してピストン３２に生じる差圧をギアポンプ２２が吐出によって常時ほぼ相殺するように駆動される。具体的には、ピストン３２が右側に変位した場合、その変位の大きさに依存してポンプ回転数を上昇させ、その逆にピストン３２が左側に変位した場合、その変位の大きさに依存してポンプ回転数を低下させる。こうするために、伝達関数を用いて、ピストン３２の変位を、ないしは、測定室３０内においてピストン３２により押しのけられた容積を、ギアポンプ２２の所望の吐出容積ないしは駆動モータ２４の回転数に換算し、これに応じて駆動モータ２４に通電する。
【００２９】
測定室３０内には圧力センサ４０および温度センサ４２が配置されている。これらのセンサは、この領域にて生じた圧力および温度を連続測定し、上記の算出にて密度の変化を考慮できるようにするため、かかる圧力および温度も処理制御ユニット３８へ供給する。
【００３０】
測定の流れは、処理制御ユニット３８において求める対象である総流量の算出に際して、規定された期間におけるピストン３２の移動ないしは位置と、これにより測定室３０内において押しのけられた容積とによって迂回管路２６内に生じた流量、および、当該規定された期間におけるギアポンプ２２の実際の流量の双方を考慮し、両流量を加算して総流量を求める、というものである。
【００３１】
ピストン３２における流量はたとえば、距離センサ３４に接続された処理制御ユニット３８においてピストン３２の変位を微分した後、これにピストン３２の底面積を乗算して、上述の期間における迂回管路２６内の体積流量を求めることにより求められる。
【００３２】
ギアポンプ２２内に流れる流量、ひいては主管路２０内に流れる流量は、ギアポンプ２２を制御するために求められた制御データから求めることができる。または、たとえば光学式エンコーダまたは磁気抵抗センサを用いてギアポンプ２２または駆動モータ２４において直接、回転数が測定される場合には、この回転数を用いて流量を算出することができる。
【００３３】
本発明の本実施例では、入口部１２と測定室３０との間において迂回管路２６からバイパス管路１６が分岐しており、このバイパス管路１６は測定室３０より手前において、管路一部区間１８を迂回しながら迂回管路２６に戻って合流する。また、このバイパス管路１６を主管路２０または迂回管路２６の他の任意の位置において分岐させてから、戻して合流させることも可能である。その際にはバイパス管路１６は、容積移送要素２２または差圧検出器２８を迂回してはならない。
【００３４】
分岐部４４と合流部４６との間においてバイパス管路１６内に、テスラポンプの形態の無脈動移送ポンプ４８と、移送対象の流体の化学的または物理的特性を測定するためのセンサ５０とが直列接続されて配列されている。このセンサ５０はとりわけ密度センサまたは粘性センサであり、これはたとえば、コリオリ測定方式のＭＥＭＳセンサとして構成されている。センサ５０の測定値を使用して、その密度または粘性率についての追加的な情報によって、上述の算出された流量値を補正できるようにして、テスラポンプ４８を駆動制御するため、テスラポンプ４８およびセンサ５０は双方とも、処理制御ユニット３８に電気的に接続されている。このポンプ４８は、センサ５０における流れを保証するために必要なものである。そうしないと流れが静止状態になってしまうので、センサ５０の測定値は、実際に測定すべき値から偏差する可能性がある。テスラポンプ４８の無脈動移送によっても、センサ５０の測定値に誤差が生じるのを阻止することができる。なぜなら、流れに脈動があると、センサ５０も同様に脈動する傾向があるからである。これにより、容積移送要素２２の駆動制御と流量の算出との双方においてその結果を更に改善するために使用できる正確な追加情報が、処理制御ユニット３８へ供給される。
【００３５】
テスラポンプ４８は基本的に、電動機５２とロータ５４とから構成されており、電動機５２はたとえば電子整流型直流モータとして構成することができる。ロータ５４は複数のディスク５６から構成されているが、これら複数のディスク５６は相互間に僅かな距離をおいてテスラポンプ４８の流れチャンバ５８内に互いに前後に配列されており、上述の電動機５２を介して駆動される。電動機５２に通電されると、ロータ５４は回転を開始する。
【００３６】
図２は、迂回管路２６の一部と、特に管路一部区間１８の一部を、１つの別個の円筒形の管路によってシミュレートした試作構成に基づき、実際の流量計１０においてバイパス管路１６およびポンプ４８ならびにバイパス管路１６内のセンサ５０が、ここでシミュレートされている迂回管路２６にどのように接続されているかを示している。テスラポンプ４８は中央入口部６０を有し、この中央入口部６０を介して、ディスク５６相互間の流れチャンバ５８内に流体が流入することができる。こうするために、各ディスク５６は内側領域に開口部を有する。ディスク５６が回転すると、流体は、その粘性に起因して生じる付着力によって接線方向に加速され、かつ、ディスク５６相互間において径方向外側に向かって加速される。これによって流体の流れが生じ、この流体は出口部６２を介してポンプ４８の流れチャンバ５８から流出する。この出口部６２は位置的に流れチャンバ５８より上方に配置されている。出口部６２から延在する出口流路６４は、圧力損失を回避するために、流れチャンバに対して接線方向に延在する。このポンプ４８が羽根を有さないことにより、センサ５０の方向に無脈動の流れが生じる。さらに、テスラポンプ４８の流量特性マップの勾配はロータ５４の回転数に対して実質的に線形であるから、ポンプ４８を容易に制御することができる。
【００３７】
流量計１０の迂回管路２６の通流断面は、径長がたとえば約４ｍｍであるバイパス管路１６の横断面より格段に大きいので、必要な差圧を生成するために必要とされる流量は比較的少なくなる。ポンプ４８の脈動が無いことと、その流量が少なくなることとの双方により、不所望の流れまたは脈動に起因して容積移送要素２２および差圧検出器２８の制御回路にかかる反動が、実際上無くなることが保証される。さらに、上述の径長は、特に最初の始動時に生じる気泡を排出できるようにするために有利であることが判明している。
【００３８】
システムにおいて気泡による測定誤差を防止するためには、更なる措置をとる。分岐部４４から流れチャンバ５８の入口部６０まで、ひいてはポンプ４８のロータ５４まで繋がっている、バイパス管路の一部区間１６．１は、入口部６０の方向に約１１°の角度だけ斜行して設けられている。かかる構成により、このバイパス管路一部区間１６．１における気泡を迂回管路２６まで上昇させてここで排出することができる。また、ポンプ４８の出口流路６４を位置的に上方の領域に配置して更に上方に向かって延在させる構成によっても、ポンプ４８の流れチャンバ５８内から気泡を上昇させることができる。これにより、ポンプ４８が静止した状態では流れチャンバ５８に流体が充填されていることとなり、かかる流体の充填がないと、ロータ５４の内側の排出できない空気が内部に集まってしまうポンプ４８の吐出を、このような流体の充填により保証することができる。
【００３９】
流れ配置および配管は、まず最初に分岐部４４において迂回管路２６から、テスラポンプ４８の入口部６０まで繋がっている第１のバイパス管路一部区間１６．１が、１１°の角度で下向きに分岐するように行われる。このバイパス管路一部区間１６．１はボディ６６内に設けられており、このボディ６６内には迂回管路２６の一部区間も設けられている。ボディ６６にはフルボディ６８が固定されており、このフルボディ６８内に、テスラポンプ４８の入口部６０とテスラポンプ４８の流れチャンバ５８とが形成されている。さらに、このフルボディ６８内において流れチャンバ５８から、ポンプ４８の出口流路６４も分岐している。この出口流路６４は、バイパス管路の、ほぼ水平方向に延在する別の一部区間１６．２において合流し、この別の一部区間１６．２は、バイパス管路の、センサ５０まで繋がっている接続管の形態の一部区間１６．３に接続している。この一部区間１６．３は、入口部７０が位置的にセンサ５０の下方に来るように、下方に向かって曲げられている。その次のバイパス管路一部区間１６．４がセンサ内をほぼ垂直方向に通って、当該センサの上部分に配置された出口部７２まで繋がっている。この出口部７２からバイパス管路一部区間１６．５が延在しており、このバイパス管路一部区間１６．５は、まず最初に曲管７４によって形成され、曲管７４の管継手７６は位置的に流れチャンバ５８より下方においてフルボディ６８に固定されており、かつ、曲管７４は更にフルボディ６８の内部とボディ６６の内部とにおいて延在して合流部４６まで続いている。よってこの合流部４６は、分岐部より位置的に下方に配置されている。
【００４０】
ここで、迂回管路２６の管路一部区間１８をバイパス管路１６が迂回しており、特に、理想的にはギアポンプ２２がピストン３２における差圧を完全に相殺する。これにより、迂回管路２６には理想的には流れが生じないので、テスラポンプ４８による吐出時には、バイパス管路１６の合流部４６からこの管路一部区間１８を介して分岐部４４まで循環流が生じることが分かる。
【００４１】
よって、テスラポンプ４８のロータ５４の回転によってバイパス管路１６内にて生成される流れは、上述のバイパス管路の区間１６．１〜１６．５と、管路一部区間１８と、センサ５０とにおいて生じ、センサ５０の測定値は処理制御ユニットへ伝送される。このことにより流量計は、時間分解能が高い流動プロセスを高精度で連続的に計算することができ、かつ、公知の実施態様とは対照的に、システムを制御するための、または、測定結果をとりわけ流体の密度もしくは粘性率の物理量に関して解析するための追加的なデータが得られる。このようにして、密度センサの機能を保証するのに十分な流れが得られ、かつ、流量計に及ぼされる反動も回避される。というのも、過度に多い流量と、脈動の発生とが無くなるからである。かかるシステムは非常にコンパクトな構成であり、かつ、最大２０バールの高い耐圧性と、最大１５０℃の高い耐温度性とを有する。その上、外乱となる気泡の排出により、ポンプの機能を保証するための予防措置を講じることもできた。密度センサおよびポンプは、連続的に動作してそのデータを処理制御ユニットへ伝送することも、また、規定の時間間隔をおいて動作してかかるデータ伝送を行うこともできる。
【００４２】
本発明は上述の実施例に限定されることはなく、独立請求項の保護範囲内において種々の変更を行うことが可能であることは明らかであるはずである。原則的には、連続動作する他の流量計を使用すること、または、バイパス管路が流量計の他の位置において、これに対応する管路一部区間を迂回することも可能である。
【図１】
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【図２】
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