气体传感器三维鼓包式无附面层隔道进气道的制作方法

1.本发明属于气体传感器的技术领域，特别是涉及一种气体传感器三维鼓包式无附面层隔道进气道。


背景技术：

2.进气道是气体传感器最重要的结构，为保证布置在传感器进气道中的各传感元件对气流相关参数检测的精准性，需要保证各传感元件的感知气氛处于同一状态，因此需要对进入到进气道的气流进行整流。
3.现有技术中，气体传感器进气道所采用的装配式整流结构不仅结构较复杂，而且整流效果不理想。在进气道这种狭小空间内安装整流结构，对于加工和安装精度要求很高、难度大，也增加了开模难度。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种气体传感器三维鼓包式无附面层隔道进气道，简化气体传感器进气道结构，能够在进气道的检测段获得稳定、气氛均一的气流。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种气体传感器三维鼓包式无附面层隔道进气道，包括气道壁，所述气道壁内部设有气道空腔，所述气道空腔包括依次相互连通的进气段、转向过渡段、三维鼓包工作气道段和出气段，所述三维鼓包工作气道段的轴向和出气段的轴向方向一致且与进气段的轴向相垂直，所述进气段与三维鼓包工作气道段之间通过转向过渡段形成平滑的弧形过渡连接，所述三维鼓包工作气道段的顶部成型有三维鼓包。
6.于本发明的一实施例中，所述三维鼓包迎风面的最顶端与转向过渡段之间沿三维鼓包工作气道段的轴向存在预留距离。
7.于本发明的一实施例中，所述预留距离的长度为3.00mm～5.00mm。
8.于本发明的一实施例中，所述三维鼓包为流体力学曲面壁且水平截面近水滴形
9.于本发明的一实施例中，所述气道壁内部位于三维鼓包工作气道段的底部设有若干传感元件安装孔，所述若干传感元件安装孔沿三维鼓包工作气道段的轴向排列。
10.于本发明的一实施例中，所述若干传感元件安装孔位于三维鼓包的正下方。
11.如上所述，本发明的一种气体传感器三维鼓包式无附面层隔道进气道，具有以下有益效果：
12.第一，本发明将三维鼓包式无附面层隔道进气道结构结合到气体传感器中，垂直进气的不稳定进气流经过转向过渡段整流后转变为水平气流，水平气流通过三维鼓包工作气道段，由于三维鼓包存在，对气流进行侧向压缩和向下压缩，并通过三维鼓包侧缘和下缘使气流平稳，能够在三维鼓包工作气道段中获得稳定、均一气氛，保证气道中各传感元件的工作气氛是统一的，从而获得稳定、精准的气流工况数据。
13.第二，本发明将三维鼓包式无附面层隔道进气道结构结合到气体传感器中，避免了需要在进气道这种狭小空间内安装整流结构，除了进气道本身的三维形态外没有任何多余的零部件，简化了气体传感器的整流结构。本发明无需再考虑部件之间装配的高精度要求，降低了开模难度，而且固定式三维鼓包能够有效避免装配式整流结构因零部件加工精度误差和装配精度误差累积导致的对整流效果的影响。
附图说明
14.图1为本发明实施例的立体结构示意图。
15.图2为本发明实施例xoz面的剖视轴侧结构示意图。
16.图3为本发明实施例xoz面的剖面结构示意图。
17.图4为本发明实施例yoz面的剖视轴侧结构示意图。
18.图5为本发明实施例yoz面的剖面结构示意图。
19.图6为本发明实施例xoy面的剖视轴侧结构示意图。
20.图7为本发明实施例xoy面的剖面结构示意图。
21.图8为本发明实施例气道空腔内xoy面的工作流场示意图。
22.图9为本发明实施例气道空腔内xoz面的工作流场示意图。
23.图10为本发明实施例气道空腔内yoz面的压力场示意图。
具体实施方式
24.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
25.请参阅图1至图10。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
26.请参阅图1，本发明提供一种气体传感器三维鼓包式无附面层隔道进气道，包括气道壁1，气道壁1内部设有气道空腔2。
27.参见图2和图3，气道空腔2包括依次相互连通的进气段2-1、转向过渡段2-2、三维鼓包工作气道段2-3和出气段2-4。进气段2-1的轴向垂直向下，在此定义为z轴向。三维鼓包工作气道段2-3的轴向和出气段2-4的轴向方向一致，在此定义为x轴向，与进气段2-1的轴向相垂直。进气段2-1与三维鼓包工作气道段2-3之间通过转向过渡段2-2形成平滑的弧形过渡连接，能够对垂直进气流进行平滑过渡转变为水平气流。
28.三维鼓包工作气道段2-3的顶部成型有三维鼓包3。如图6和图7所示，三维鼓包3为流体力学曲面壁，且水平截面近水滴形。
29.参考图3，三维鼓包3迎风面的最顶端与转向过渡段2-2之间沿三维鼓包工作气道段2-3的轴向存在预留距离d，该预留距离d通过精确模拟确定长度范围优选在3.00mm～
5.00mm之间，既能够保证经过转向过渡段2-2的转向气流达到水平平稳状态后再进入三维鼓包区域进行整流，又能够有效优化三维鼓包工作气道段2-3的长度。
30.气道壁1内部位于三维鼓包工作气道段2-3的底部设有三个传感元件安装孔4，三个传感元件安装孔4沿三维鼓包工作气道段2-3的轴向(即x轴向)排列。如图4和图5所示，传感元件安装孔4沿y轴向位于三维鼓包工作气道段2-3的中间位置，且位于三维鼓包3的正下方。
31.该气体传感器三维鼓包式无附面层隔道进气道在建模设计时，对气道空腔2的形态和气道内流场进行了精确模拟，并通过对计算得到的流场图谱的观察，参见图8、图9和图10，对气道空腔2的形态的进行优化。
32.该气体传感器三维鼓包式无附面层隔道进气道在使用时，不稳定气流通过垂直的进气段2-1进入气道内，进气段2-1下缘弧形的转向过渡段2-2进行气流整型，将垂直气流转变成水平气流；水平气流通过三维鼓包工作气道段2-3，由于三维鼓包3的存在，对气流进行侧向压缩和向下压缩，并通过三维鼓包3侧缘和下缘使气流平稳，能够在三维鼓包工作气道段2-3中形成稳定、均一气氛；传感元件s1、s2和s3依次安装在三个传感元件安装孔4中，各传感元件工作在均一气氛中，稳定获得气氛值、温湿度、压力、流量等工况数据；三维鼓包3后缘的出气段2-4对气流出口进行平滑，从而进一步保障三维鼓包工作气道段2-3中的气流均一和稳定。
33.综上所述，本发明能够简化气体传感器进气道结构，能够在进气道的检测段获得稳定、气氛均一的气流。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
34.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。