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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung des Vorhandenseins von Regentropfen unter Einsatz einer schiefen Ebene, über die die Regentropfen herunterfließen, und mit einer Messvorrichtung zur Aufnahme der Regentropfen.
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Es sind Vorrichtungen mit einer schiefen Ebene bekannt, über die Regentropfen herabfließen und, wenn genügend Regentropfen vorhanden sind, eine Schwenkung einer um eine waagrechte Schwenkachse schwenkbaren Vorrichtung bewirken, so dass wenn jeweils ein bestimmtes Gewicht überschritten wird, die Vorrichtung gekippt wird. Diese Vorrichtungen sind zwar zum Zählen von Regentropfen geeignet, lassen sich aber nicht verwenden, um überhaupt das Vorhandensein von Regentropfen zu bestimmen.
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Andererseits ist aus
DE 10 2008 009 006 A1 ein optischer Wettersensor bekannt, der für die gleichzeitige Bestimmung eines Partikelspektrums und der optischen Dichte zur Bestimmung von Niederschlags- und Nebelereignissen mit einem Laser als Quelle für einen Lichtstrahl und einem Sensor zur Extinktionsmessung ausgestattet ist.
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DE 20 2010 008 422 U1 beschreibt einen Regensensor mit einem rundherum wasserdicht geschlossenen Gehäuse, das ein Gehäuseunterteil und ein Gehäuseoberteil zur Ausbildung eines Gehäuses umfasst. Das Gehäuseoberteil umfasst Sensor-Leiterelemente aus einem elektrisch leitfähigen Material als Teile eines Sensorelements zum Erfassen von Feuchtigkeit, insbesondere von Regen.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Regensensor zu schaffen, der geeignet ist, auch kleinste Mengen an Feuchtigkeit zu erfassen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Messvorrichtung einen Sensor umfasst, der durch das Vorhandensein wenigstens eines einzigen Regentropfens beeinflussbar ist und dass durch den Sensor bei Vorhandensein des wenigstens einen Regentropfens ein Signal erzeugbar ist.
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Damit ist die Messvorrichtung auch geeignet für den Einsatz in solchen Bereichen, in denen es darauf ankommt, zu erkennen, ob nur ein wenig Feuchtigkeit in Form eines einzigen Tropfens einen beginnenden Regen anzeigt. Bei der Veranstaltung von Autorennen kann es entscheidend für den Ausgang des Rennens sein, ob das Fahrzeug den Witterungsverhältnissen entsprechend rechtzeitig mit Regenreifen bereift wird.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
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Vorzugsweise ist die Vorrichtung mit einem optischen, einem elektrischen oder einem akustischen Sensor ausgestattet. Im Falle eines elektrischen Sensors ist dieser beispielsweise in einem elektrischen Schaltkreis angeordnet.
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Mit Vorteil ist die Vorrichtung mit einem die schiefe Ebene ausbildenden Trichter versehen, an dessen unterem ausflussseitigen Ende Regentropfen gesammelt werden.
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Von besonderem Vorteil ist es darüber hinaus, wenn die schiefe Ebene aus einem hydrophoben Material, insbesondere aus einem elektrisch leitenden Werkstoff, besteht. Durch den Einsatz eines wasserabstoßenden Materials wird sichergestellt, dass auch kleinste Mengen Wasser nach unten abfließen und nicht an der Oberfläche haften bleiben.
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Als eines der Materialien, die für die Ausbildung der schiefen Ebene eingesetzt werden können, kommt Kohlenfaserstoff (Carbonfaserstoff) in Betracht.
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Erfindungsgemäß wird in einer bevorzugten Ausführungsform gewährleistet, dass der wenigstens eine Regentropfen zwischen zwei elektrischen Kontakten hindurchfließt und dabei den Schaltkreis schließt.
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Vorzugsweise wird in einer Ausgestaltung des Schaltkreises vorgesehen, dass durch den wenigstens einen Regentropfen die Kapazität eines Kondensators veränderbar ist. Hierbei dringt der Regentropfen beispielsweise in den Bereich zwischen zwei Leiterplatten des Kondensators ein und verändert dabei die Dielektrizitätszahl des Dielektrikums zwischen den Leiterplatten.
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In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird mit Vorteil vorgesehen, dass durch ein erster elektrischer Kontakt an der eine elektrisch leitende Oberfläche aufweisenden schiefen Ebene und ein zweiter elektrischer Kontakt an der an die schiefe Ebene anschließenden und ebenfalls als schiefe Ebene ausgebildeten Abflussbereich angeordnet sind, die durch den wenigstens einen Wassertropfen in eine elektrisch leitende Verbindung gebracht werden, wodurch ein elektrischer Schaltkreis geschlossen wird.
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In einer weiteren vorteilhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung wird vorgesehen, dass der elektrische Kontakt durch einen in dem zylinderförmig ausgebildeten Abflussbereich nach oben ragenden Rohr oder einer Stange gebildet ist. Dies bedeutet, dass Regentropfen, die am unteren Ende eines Auffangtrichters zusammenfließen, in einem sich unterhalb des Trichters anschließenden, bevorzugt in senkrechter Richtung verlaufenden Abflussrohr eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Trichteroberfläche bzw. der Innenfläche des Abflussrohrs und einem innerhalb des Abflussrohrs angebrachten, in Rohrrichtung verlaufenden elektrischen Leiters, beispielsweise eines Drahtes oder eines Röhrchens, herstellen.
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Alternativ kann in einem Trichter mit einem rechteckigen Grundriss und einem ebenfalls rechteckigen Abflussbereich ein waagrecht liegendes Rohr oder ein waagrecht liegender Draht zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den schiefen Ebenen des Trichters einerseits und dem Draht andererseits vorgesehen werden, wobei der Draht und die schiefen Ebenen jeweils mit einem der Pole einer Spannungsquelle in einem elektrischen Schaltkreis verbunden sind.
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Von Vorteil ist auch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, gemäß der sich das Signal über elektromagnetische Wellen, insbesondere über Funk, fernübertragen lässt.
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Nachstehend wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Schnittansicht durch einen Trichter und ein Abflussrohr zur Detektion wenigstens eines Regentropfens,
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2 eine Draufsicht auf einen rechteckigen Trichter und
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3 eine Schnittansicht einer schiefen Ebene mit elektrisch voneinander getrennten leitfähigen Streifen.
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Ein kegelförmiger Trichter 1 (1) besteht aus einem elektrisch leitfähigen Material oder weist wenigstens eine obere Oberfläche aus einem elektrisch leitfähigen Material auf, beispielsweise aus einem Metall wie Edelstahl oder aus einem Kohlenfaserstoff (Carbonfaserstoff) oder aus einem Kunststoff, der durch den Zusatz von Graphit- oder Kohlepartikeln elektrisch leitfähig gemacht worden ist. Außerdem ist die Oberfläche des Trichters 1 aus einem wasserabweisenden Material hergestellt, so dass Regentropfen oder andere Feuchtigkeitspartikel an ihm abperlen und durch ein Abflussrohr 2 aus dem Trichter 1 abfließen. Die Oberfläche des Trichters 1 und/oder das Abflussrohr 2 sind mit dem einem Pol einer Spannungsquelle 6, beispielsweise einer Batterie, in einem elektrischen Schaltkreis 5 verbunden.
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Innerhalb des Abflussrohrs 2 ist ein Röhrchen 3 oder ein Draht angeordnet. Wenn nun wenigstens ein Regentropfen 4 in das Abflussrohr 2 hineingelangt, überbrückt er den Abstand zwischen der Innenfläche des Abflussrohrs 2 und der Außenfläche des Röhrchens 3, so dass eine elektrische Verbindung zwischen beiden hergestellt wird. Dadurch wird der elektrische Schaltkreis 5 mit der Spannungsquelle 6 und mit einer Anzeigeeinrichtung 7 geschlossen, so dass die Anzeigeeinrichtung 7, beispielsweise eine Glühbirne, ein Signal abgibt.
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Vorzugsweise ist der Schaltkreis 5 mit einer Sendeeinheit 8 verbunden, in der das von dem Regentropfen 3 erzeugte elektrische Signal verstärkt und so aufbereitet, beispielsweise auf eine Trägerfrequenz aufmoduliert, wird, dass es beispielsweise über Funk übertragen werden kann. Alternativ kann die Übertragung auch leitungsgebunden erfolgen.
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In einem anderen Ausführungsbeispiel umfasst ein Trichter 9 (2) anstelle einer kegelförmigen Ausgestaltung vier trapezförmige Flächen 10 bis 13, die an den Seitenkanten ihrer Schenkel jeweils miteinander verbunden sind, um einen in der Draufsicht rechtwinkligen Trichter zu bilden, der einen Schlitz 14 für das Ablaufen der Tropfen aufweist. In den Schlitz 14 ist ein waagrechtes Rohr 15 eingebracht, so dass eine elektrische Verbindung zwischen den trapezförmigen Flächen 10 bis 13 im Bereich ihrer unteren Kanten einerseits und dem Rohr 15 andererseits hergestellt wird, wenn ein Regentropfen zwischen den auslaufseitigen Kanten der Flächen 10 bis 13 und dem Rohr 15 hindurchtropft.
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In einem anderen Ausführungsbeispiel (3) weist die Messvorrichtung lediglich eine einzige schiefe Ebene 16 auf, über die Regentropfen abrollen können. Die schiefe Ebene 16 umfasst wenigstens zwei Bereiche 17, 18, die jeweils mit verschiedenen Polen der Spannungsquelle 6 eines elektrischen Schaltkreises 19 verbunden sind. Die Bereiche 17, 18 sind durch einen elektrisch nicht-leitenden Bereich 20 miteinander verbunden. Der Bereich 20 ist ausreichend schmal, so dass er durch einen einzigen Regentropfen überbrückt werden kann und während des Überfließens des Bereichs 20 ein elektrischer Kontakt zwischen den Bereichen 17 und 18 hergestellt wird und der Schaltkreis 19 leitend wird. Dies kann in derselben Weise durch die Anzeigeeinrichtung 7 signalisiert werden wie durch den in 1 dargestellten Schaltkreis 5.
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In allen Fällen werden die Signale, die einen Hinweis auf einen einsetzenden Niederschlag geben, vorzugsweise über ein Funknetz fernübertragen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Trichter
- 2
- Abflussrohr
- 3
- Röhrchen
- 4
- Regentropfen
- 5
- Schaltkreis
- 6
- Spannungsquelle
- 7
- Anzeigeeinrichtung
- 8
- Sendeeinheit
- 9
- Trichter
- 10
- trapezförmige Fläche
- 11
- trapezförmige Fläche
- 12
- trapezförmige Fläche
- 13
- trapezförmige Fläche
- 14
- Schlitz
- 15
- Rohr
- 16
- schiefe Ebene
- 17
- Bereich
- 18
- Bereich
- 19
- Schaltkreis
- 20
- Bereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008009006 A1 [0003]
- DE 202010008422 U1 [0004]
