DE19624472A1 - Infrarotstrahler - Google Patents
InfrarotstrahlerInfo
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- G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Infrarotstrahler gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein durch einen elektrischen Strom geheiztes Widerstandselement wird
im allgemeinen in Gasanalysatoren auf der Grundlage der Messung der
Infrarotabsorption in Absorptionsbanden verwendet, die für diese der
Messung unterliegenden Gase charakteristisch sind. Zu den Vorteilen
einer thermischen Strahlungsquelle dieser Art gehören ein niedriger
Preis, ein schneller Startvorgang und ein breitbandiger Strahlungsaus
gang in Übereinstimmung mit dem Planck′schen Gesetz.
Nach dem Planck′schen Gesetz ist der Strahlungsausgang eines thermi
schen Strahlers von der Temperatur der strahlenden Fläche stark ab
hängig. Wenn beispielsweise der Kohlenstoffdioxidgehalt in der Aus
atmungsluft eines anästhetisierten Patienten mit einer Wellenlänge von
4,27 µm gemessen wird, verstärkt sich der Ausgang der Strahlungsquelle
um 4%, wenn ihre Temperatur von 900°K bis auf 910°K ansteigt. Eine
derartige Temperaturänderung kann zum Beispiel auftreten, wenn sich
die Umgebungstemperatur des Gasanalysators um 10°C ändert.
Bekanntlich kann die Wirkung der Änderung des Strahlungsausganges
auf die Meßgenauigkeit des Analysators durch Verwendung einer Zwei
strahl-Optik in dem Analysator beseitigt werden. Dies erfordert jedoch
die Bewegung von mechanischen Teilen, was die Zuverlässigkeit und die
Lebensdauer des Analysators vermindert und seinen Preis erhöht.
Die Temperaturänderungen in der Infrarotquelle können durch periodi
sches Ausführen einer Nullpunkt-Einjustierung berücksichtigt werden,
wodurch jedoch der normale Betrieb des Analysators unterbrochen und
die Sicherheit des Patienten gefährdet wird. Während des Übergangs
nach dem Starten des Analysators kann die Ausführung von Null
punkt-Einjustierungen mit Intervallen von wenigen Minuten erforderlich sein.
Unter den Gesichtspunkten der Konstruktion sowie der Betriebs- und
Meßgenauigkeit des Gasanalysators würde es daher wünschenswert sein,
die Temperatur der Infrarotquelle so genau wie nur möglich zu stabili
sieren.
Es sind verschiedene Infrarotstrahler im Stand der Technik bekannt,
wobei einer von diesen in der PCT-Veröffentlichung WO 93/09412
dargestellt ist. Um die mittlere Temperatur des Heizelements zu messen,
verwendet diese Lösung einen Temperatursensor in Verbindung mit dem
als eine Infrarotquelle arbeitenden Heizelement, wobei der Sensor mit
der Infrarotquelle thermisch gekoppelt, jedoch von dieser elektrisch
isoliert ist. Zusätzlich wird ein Regler verwendet, der auf der Grundlage
der gemessenen Temperatur die Leistung einstellt, die dem Heizelement
zugeführt wird, so daß die Temperatur des Heizelements auf dem ge
wünschten Niveau verbleibt.
Auf der anderen Seite veranschaulicht das US-Patent 46 20 104 eine
Lösung, bei welcher die Fläche, die mittels eines elektrischen Stromes
zu erhitzen ist, auf einer plattenartigen Basis angeordnet ist, deren
gegenüberliegende Fläche mit einer Beschichtung versehen ist, die als
ein Temperatursensor wirkt. Auf der Grundlage der Rückkopplung, die
von der Beschichtung erhalten wird, wird die der Strahlungsquelle zu
geführte Leistung so einjustiert, um die Strahlungsquelle auf einer kon
stanten Temperatur zu halten.
Beide der oben erwähnten Lösungen weisen den Nachteil auf, daß eine
Messung der Temperatur der Strahlungsquelle einen separaten Tempera
tursensor zusammen mit den entsprechenden mechanischen Ausrüstun
gen, der elektrischen Isolation und den hierzu gehörigen Leitern erfor
dert. Wenn die Temperatur der Strahlungsquelle auf ein hohes Niveau
während des Betriebs ansteigt, werden der Temperatursensor und seine
elektrischen und mechanischen Ausrüstungen sowohl großen als auch
schnellen Temperaturänderungen unterworfen, welche deren zuver
lässige Realisierung beeinträchtigen und die Zuverlässigkeit der In
frarotquelle reduzieren.
Das US-Patent 4 499 382 offenbart einen Infrarotstrahler, bei welchem
die Temperatur der Strahlungsquelle dadurch konstant gehalten wird, daß
die Infrarotquelle mit einem derartigen Leistungsniveau versorgt wird,
daß der von der Temperatur der Widerstandsdraht-Wendel abhängige
Widerstand konstant bleibt. Da der Temperaturkoeffizient des
Widerstandswertes des Widerstands-Drahts, der im allgemeinen verwen
det wird und der aus ChromNickel-Legierung hergestellt ist, sehr klein
ist, in typischer Weise unter 100 ppm/C, erfordert die Anwendung
dieser Methode eine sehr genaue Widerstandsmessung, die von der
Temperatur unabhängig ist.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird wie
folgt definiert: Die wie oben geschilderten Schwierigkeiten beim Stand
der Technik generell zu beseitigen, insbesondere eine neue und einfache
re Ausführung eines Infrarotstrahlers anzugeben, bei welchem die oben
erläuterten Probleme durch eine geeignete Konstruktionsweise des In
frarotstrahlers beseitigt werden, sowie insgesamt einen zuverlässigen
Infrarotstrahler zu schaffen, welcher eine sehr gute Fähigkeit aufweist,
schnellen Temperaturänderungen zu widerstehen.
Ausgehend von einem Infrarotstrahler gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 wird die wie vorstehend definierte Aufgabe erfin
dungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des An
spruchs 1 gelöst.
Jeweils vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Infrarot
strahlers ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Infrarotstrahler gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Heiz
element auf, das durch einen elektrischen Strom geheizt wird und das
eine temperaturabhängige Infrarotstrahlung emittiert, ferner weist dieser
Infrarotstrahler ein erstes Thermoelement auf, das mit dem Heizelement
zum Messen der Temperatur des Heizelements thermisch gekoppelt ist.
Gemäß der Erfindung ist das erste Thermoelement mit dem Heizelement
in der Weise elektrisch verbunden, daß der zum Erhitzen des Heiz
elements verwendete elektrische Strom durch das erste Thermoelement
fließt.
Die vorliegende Erfindung weist infolgedessen gegenüber den Lösungen
nach dem Stand der Technik insbesondere den Vorteil auf, daß eine
vereinfachte Konstruktionsweise eines Infrarotstrahlers geschaffen wird,
bei dem das Heizelement in der Weise ausgebildet ist, daß auf eine
gesonderte Verbindung verzichtet werden kann, weil das für die Elek
troden oder die Verbindungselemente, welche die elektrische Energie
zum Heizen des Heizelements zuführen, verwendete Material so gewählt
worden ist, daß das für die Messung der Temperatur des Heizelements
verwendete Thermoelement an der Verbindung der Elektroden oder der
Verbindungselemente und des Heizelements gebildet ist. Infolgedessen
erlaubt es die Erfindung, die Temperatur des Infrarotstrahlers ohne einen
separaten Temperatursensor und ohne entsprechende Meß-Leiter zu
messen, wodurch die damit verbundenen Schwierigkeiten vermieden
werden.
Darüber hinaus schafft die vorliegende Erfindung einen Infrarotstrahler
mit einer einfacheren und daher zuverlässigeren Ausbildungsweise.
Weiterhin sind die Herstellungskosten des Infrarotstrahlers gemäß der
Erfindung niedrig.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
weist der Infrarotstrahler ein zweites Thermoelement auf, welches die
Kompensation von Fehlern erlaubt, die bei der Temperaturmessung
durch das erste Thermoelement auftreten.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
weist das Thermoelement ein erstes Verbindungselement sowie ein
zweites Verbindungselement auf, die jeweils beispielsweise in Form
eines Verbindungsdrahtes, einer Elektrode oder dergleichen vorliegen.
Vorzugsweise sind die Verbindungselemente von einer langgestreckten
Gestalt und aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt. Wesent
lich ist, daß die Verbindungselemente aus demselben Material hergestellt
sind, welches wesentlich verschieden ist gegenüber dem Material des
Heizelements. Die Verbindungselemente sind vorzugsweise aus einer
Chrom-Nickel-Legierung, aus Nickel oder aus Kovar hergestellt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Heiz
element in der Form einer Heizfaden-Wendel ausgebildet, die mit einem
Kompensationselement verbunden ist, das aus dem gleichen Material
hergestellt ist, wobei mit dessen Hilfe das Heizfadenmaterial in einem
Abstand gegenüber dem Heizelement selbst gehalten ist und wobei dieses
Kompensationselement eine vorgegebene Länge aufweist. In bevorzugter
Weise weist das Kompensationselement eine Querschnittsfläche auf, die
größer als die Querschnittsfläche des Heizfadens ist. Weiterhin ist das
Kompensationselement oder Übergangselement ein langgestreckter Leiter
oder eine langgestreckte Elektrode, mit dessen bzw. mit deren Hilfe das
zweite Thermoelement, d. h. das Thermoelement zwischen dem
Kompensationselement und einem Verbindungselement, in einem
Abstand gegenüber dem Heizelement gehalten ist.
In bevorzugter Weise ist das erste Verbindungselement mit dem Heiz
element thermisch und elektrisch verbunden, wobei das erste Thermoele
ment zwischen dem ersten Verbindungselement und dem Heizelement
gebildet ist, so daß das erste Thermoelement sich im wesentlichen auf
derselben Temperatur wie das Heizelement befindet. Das erste Thermo
element kann an irgendeiner Stelle an der Heizfaden-Wendel angeordnet
sein, jedoch vorzugsweise an einem Ende der Wendel, so daß, wenn das
Kompensationselement mit dem entgegengesetzten Ende der Wendel
verbunden ist, relativ zu dem ersten Thermoelement gesehen, der
elektrische Strom, der über das Kompensationselement angeschlossen ist,
durch die gesamte Wendel fließt. Darüber hinaus ist vorzugsweise das
zweite Verbindungselement mit dem Kompensationselement thermisch
und elektrisch verbunden, so daß das zweite Thermoelement zwischen
dem zweiten Verbindungselement und dem Kompensationselement in
einer solchen Art und Weise gebildet ist, daß sich das zweite Thermo
element auf einer vorgegebenen Temperatur, beispielsweise auf
Raumtemperatur, befindet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Ausbil
dung der Heizfaden-Wendel in der Weise gewählt, daß das erste Ther
moelement in dem Raum innerhalb der Heizfaden-Wendel angeordnet
werden kann, wo aufgrund des Heizfaden-Materials die Temperatur in
starker Annäherung der Temperatur an der Außenseite der Heiz
faden-Wendel entspricht. Weil das erste Thermoelement durch die Heiz
faden-Wendel umgeben ist und sehr nahe an ihr liegt und weil das Thermoele
ment eine geringe thermische Masse aufweist, ist seine Temperatur in
kontinuierlicher Weise und sehr nahekommend dieselbe wie die Durch
schnittstemperatur an der Innenseite des Heizelements. Weil der Abstand
zwischen der Innenseite und der Außenseite des Heizelements lediglich
bis zu dem Heizfadendurchmesser groß ist und weil die Wärme auf den
gesamten Querschnitt des Heizfadens übertragen wird, befindet sich
jeder Punkt an der Innenseite der Heizfaden-Wendel in sehr nahe
kommender Weise auf der gleichen Temperatur wie der am nächsten
liegende Punkt an der Außenseite des Heizelements.
Vorzugsweise ist das Material des Heizelements und des ersten Ver
bindungselements sowie des zweiten Verbindungselements so gewählt,
daß eine temperaturabhängige Thermospannung in dem ersten Thermo
element sowie in dem zweiten Thermoelement aufgebaut wird. Derartige
bevorzugte Material-Paarungen könnten beispielsweise Kupfer-Konstan
tan, Nickel-Chromnickel, Eisen-Konstantan oder Platin-Platinrhodium
sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
weist der Infrarotstrahler eine Meßvorrichtung auf, die mit dem ersten
Verbindungselement sowie mit dem zweiten Verbindungselement
gekoppelt ist, um die Thermospannungsdifferenz zwischen dem ersten
Thermoelement und dem zweiten Thermoelement zu messen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
weist der Infrarotstrahler eine veränderliche Energiequelle auf, welche
mit dem ersten Verbindungselement und mit dem zweiten Verbindungs
element in Parallelschaltung mit der Meßvorrichtung elektrisch verbun
den ist, um die elektrische Energieversorgung für das Heizelement zu
ergeben. Die Energiequelle kann aus irgendeiner an sich bekannten,
variablen Energiequelle bestehen. Vorzugsweise wird die Energiequelle
kurzzeitig abgetrennt, während die Messung ausgeführt wird, was
üblicherweise einige Zehntelsekunden einnimmt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen
wird, in welchen zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Infrarotstrahlers gemäß
der Erfindung in Seitenansicht;
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines Infrarotstrahlers gemäß
der Erfindung in Seitenansicht;
Fig. 3 eine dritte Ausführungsform eines Infrarotstrahlers gemäß
der Erfindung in Seitenansicht;
Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild zur Veranschaulichung
des Energieregelungssystems, das bei dem Infrarotstrahler
gemäß Fig. 2 verwendet wird; und
Fig. 5 schematisch ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung
einer Meßschaltung, die bei dem Infrarotstrahler gemäß
Fig. 1 verwendet wird.
Eine in Fig. 1 gezeigte prinzipielle Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung weist eine Heizfaden-Wendel auf, welche aus einem Glühfa
den gewunden worden ist und als ein Heizelement 1 funktioniert, dessen
eines Ende in einen Raum 7 innerhalb der Wendel hineingebogen wor
den ist, ferner weist diese prinzipielle Ausführungsform ein langge
strecktes Verbindungselement 4 auf, das mit dem Heizfaden in dem
inneren Raum 7 gekoppelt ist. Gemäß der Erfindung wird die Tempera
tur des Heizelements 1 durch Messen der Thermospannung zwischen
dem Heizelement und dem Verbindungselement 4 gemessen.
Eine weitere Ausführungsform eines Infrarotstrahlers gemäß der Erfin
dung weist außer den bereits in Fig. 1 dargestellten Elementen ein lang
gestrecktes Kompensationselement 6 auf, das mit der Heizfaden-Wendel
1 mit Hilfe einer Verbindung 11 verbunden ist, und das eine Quer
schnittsfläche aufweist, die größer ist als diejenige des Heizfadens.
Darüber hinaus weist dieser Infrarotstrahler ein zweites Verbindungs
element 5 auf.
Gemäß Fig. 2 ist das erste Verbindungselement 4 mit der Heiz
faden-Wendel thermisch und elektrisch verbunden, um ein erstes Thermoele
ment 2 in dem inneren Raum 7 der Heizfaden-Wendel 1 zu bilden,
welches sich im wesentlichen auf der gleichen Temperatur wie die
Außenseite der Heizfaden-Wendel befindet, von welcher Wärme abge
strahlt wird. Das zweite Verbindungselement 5 ist mit dem Kompensa
tionselement 6 verbunden, um ein zweites Thermoelement 3 auf einer
vorgegebenen Temperatur zu bilden. Das erste Thermoelement 2 wird
als ein Meß-Thermoelement und das zweite Thermoelement wird als ein
Referenz-Thermoelement bezeichnet. Die Werkstoffe der Heiz
faden-Wendel 1 und der Kompensationselemente 4, 5 sind so gewählt, daß in
dem ersten Thermoelement 2 sowie in dem zweiten Thermoelement 3
temperaturabhängige Thermospannungen erzeugt werden.
Fig. 3 veranschaulicht eine dritte Ausführungsform eines Infrarotstrah
lers gemäß der Erfindung, wobei diese Ausführungsform zusätzlich eine
Meßelektrode 10 aufweist. In diesem Falle ist ein Thermoelement zum
Messen der Temperatur des Heizelements 1 zwischen der Meßelektrode
10 und dem Heizelement 1 gebildet. Die Temperatur wird durch Messen
der Thermospannung zwischen dem Heizelement 1 und der Meß
elektrode 10 gemessen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4 wird erläutert, daß die Temperatur des
Infrarotstrahlers gemäß Fig. 2 wie folgt geregelt wird: Die Strahlungs
quelle, d. h. die Heizfaden-Wendel 1, wird mit einer Energiequelle 9
elektrisch verbunden, ferner wird die Heizfaden-Wendel 1 mit Meß
leitern einer Meßvorrichtung 8 über die (in Fig. 4 nicht gezeigten) Ver
bindungselemente 4 bzw. 5 an Anschlüssen 12 bzw. 13 elektrisch ver
bunden.
Bei der durch die vorliegende Erfindung vorgesehenen Lösung wird die
Temperatur des Meß-Thermoelements 2 zwischen dem Heizelement 1
und dem Verbindungselement 4 dadurch gemessen, daß mit Hilfe eines
Schalters 14 der dem Heizelement 1 zugeführte Heizstrom unterbrochen
wird und daß die Spannung Vtemp zwischen den Stellen 12 und 13
gemessen wird, während der Heizstrom abgeschaltet ist.
Es wird nunmehr auf Fig. 5 Bezug genommen, welche die Meßschaltung
schematisch in Form eines Blockschaltbildes darstellt, wobei die ge
messene Spannung Vtemp die Spannung ist, welche durch die Meß
vorrichtung 8 wie folgt erfaßt wird:
Vtemp=V12+V3+V11+V13.
Weil an der Verbindung 11 die Heizfaden-Wendel 1 mit einem Kom
pensationselement 6 verbunden ist, das aus dem gleichen Werkstoff wie
die Wendel hergestellt ist, ist über die Verbindung keine Thermo
spannung vorhanden, so daß V11=0.
An dem Anschluß 12 bzw. 13 ist ein jeweiliger Meßleiter (wobei diese
Meßleiter im Material miteinander identisch sind) an ein jeweiliges
Verbindungselement 4 bzw. 5 gekoppelt (wobei diese Verbindungsele
mente im Material miteinander identisch sind). Da die Anschlüsse 12
und 13 auf der gleichen Temperatur gehalten werden, liegen über diesen
Anschlüssen Thermospannungen von der gleichen Größe und diese
Spannungen werden in der Meßschaltung im entgegengesetzten Sinne
addiert.
Daher ergibt sich: V12 = -V13
Infolgedessen wird das folgende Ergebnis erhalten:
Infolgedessen wird das folgende Ergebnis erhalten:
Vtemp=V2+V3+V11+V12+V13=V2+V3+0+V12-V12=V2+V3.
Weil an der Verbindung 2 das Verbindungselement 4 bzw. an der Ver
bindung 3 das Verbindungselement 5 (wobei diese Verbindungselemente
4 und 5 im Material miteinander identisch sind) in entgegengesetztem
Sinne mit der Heizfaden-Wendel 1 bzw. mit dem Kompensationselement
6 verbunden ist (wobei Heizfaden-Wendel 1 und Kompensationselement
6 wiederum im Material miteinander identisch sind) ergibt sich: V2 =
V3, wenn sich die Thermoelemente 2 und 3 auf derselben Temperatur
befinden. Vtemp wird sich ändern, wenn sich die Temperaturdifferenz
zwischen den Thermoelementen ändert. Daher kann die Temperaturdiffe
renz zwischen den Thermoelementen 2 und 3 durch Messen der
Spannung Vtemp mit Hilfe der Meßvorrichtung 8 festgestellt werden.
Die Temperaturdifferenz zwischen den Verbindungen bzw. Thermoele
menten 2 und 3 kann durch Einstellen der Energie, die durch die Ener
gieversorgungsschaltung 9 zu dem Heizelement 1 zugeführt wird,
konstant gehalten werden, so daß die Spannung Vtemp unverändert
gehalten wird.
Auf der anderen Seite kann die Verbindung bzw. das Thermoelement 2
auf einer gewünschten konstanten Temperatur dadurch gehalten werden,
daß die Temperatur des Referenz-Thermoelements 3 gemessen und die
Energie eingestellt wird, die durch die Energieversorgungsschaltung 9 zu
dem Heizelement 1 zugeführt wird, so daß die Spannung Vtemp der
Differenz zwischen der erwünschten konstanten Temperatur und der
Temperatur an der Verbindung bzw. dem Thermoelement 3 entspricht.
In den beiden oben erläuterten Fällen kann die Einstellung durch be
kannte Methoden auf irgendeine Art und Weise ausgeführt werden.
Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß es als Kerngedanke der
vorliegenden Erfindung angesehen wird, eine Bauweise für einen In
frarotstrahler zu schaffen, bei welcher die Temperatur der Heiz
faden-Wendel, die als Rückführung in einer selbsttätigen Regelung verwendet
wird, unmittelbar mit Hilfe eines Thermoelements gemessen wird, das in
die Struktur der Heizfaden-Wendel leicht integriert werden kann, so daß
infolgedessen eine Messung erfolgt, ohne daß ein separater Temperatur
sensor verwendet wird, welcher mit der Heizfaden-Wendel thermisch
verbunden ist, oder ohne daß deren Widerstand gemessen wird.
Claims (14)
1. Infrarotstrahler mit einem Heizelement (1), das durch einen
elektrischen Strom geheizt wird, und mit einem ersten
Thermoelement (2), das mit dem Heizelement thermisch gekoppelt
ist, um seine Temperatur zu messen,
dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Thermoelement (2) mit dem Heizelement (1)
elektrisch derart verbunden ist, daß der zum Heizen des
Heizelements verwendete elektrische Strom durch dieses
Thermoelement fließt.
2. Infrarotstrahler nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Thermoelement (2) mit dem Heizelement (1) in Serie
geschaltet ist.
3. Infrarotstrahler nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Infrarotstrahler ein zweites Thermoelement (3) aufweist, das
mit dem ersten Thermoelement (2) elektrisch verbunden ist.
4. Infrarotstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Infrarotstrahler ein erstes Verbindungselement (4) und ein
zweites Verbindungselement (5) aufweist, wobei diese beiden
Verbindungselemente (4, 5) im Material im wesentlichen identisch
miteinander sind und wobei dieses Material gegenüber dem Material
des Heizelements (1) wesentlich verschieden ist.
5. Infrarotstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Infrarotstrahler eine Meßelektrode (10) aufweist, die mit
dem Heizelement (1) so verbunden ist, daß sie ein Thermoelement
bilden und daß ihre Verbindung im wesentlichen auf derselben
Temperatur wie das Heizelement ist.
6. Infrarotstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Heizelement (1) eine Heizfaden-Wendel ist, die mit einem
Kompensationselement (6) elektrisch verbunden ist, das aus
demselben Material wie das Heizelement hergestellt ist, wobei die
Heizfaden-Wendel eine vorgegebene Länge aufweist.
7. Infrarotstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Querschnittsfläche des Kompensationselements größer als
die Querschnittsfläche des Heizfadens ist.
8. Infrarotstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Verbindungselement (4) mit dem Heizelement (1) ther
misch und elektrisch verbunden ist, wobei das erste Thermoelement
(2) zwischen dem ersten Verbindungselement und dem Heizelement
gebildet ist; und daß das zweite Verbindungselement (5) mit dem
Kompensationselement (6) thermisch und elektrisch verbunden ist,
wobei das zweite Thermoelement (3) zwischen dem ersten
Verbindungselement und dem Kompensationselement gebildet ist.
9. Infrarotstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Thermoelement (2) auf im wesentlichen derselben
Temperatur wie das Heizelement (1) gehalten ist.
10. Infrarotstrahler nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Thermoelement (2) in dem Raum (7) innerhalb der
Heizfaden-Wendel (1) angeordnet ist.
11. Infrarotstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Material des Heizelements (1) und des ersten
Verbindungselements (4) sowie des zweiten Verbindungselements
(5) so gewählt ist, daß eine temperaturabhängige Thermospannung
in dem ersten Thermoelement (2) sowie in dem zweiten
Thermoelement (3) erzeugt wird.
12. Infrarotstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Infrarotstrahler eine Meßvorrichtung (8) aufweist, die mit
dem ersten Verbindungselement (4) und mit dem zweiten
Verbindungselement (5) verbunden ist, um die
Thermospannungsdifferenz zwischen dem ersten Thermoelement (2)
und dem zweiten Thermoelement (3) zu messen.
13. Infrarotstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Infrarotstrahler eine variable Energiequelle (9) aufweist,
welche mit der Meßvorrichtung (8) elektrisch parallel geschaltet ist,
um elektrische Energie für das Heizelement (1) zu liefern.
14. Infrarotstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Heizelement (1) aus einem Material eines Kanthal A-Typs
hergestellt ist und daß das erste Verbindungselement (4) sowie das
zweite Verbindungselement (5) aus Nickel, Chrom-Nickel oder
Kovar® hergestellt sind.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI953062A FI107963B (fi) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | Infrapunasäteilijä |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19624472A1 true DE19624472A1 (de) | 1997-01-09 |
Family
ID=8543646
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19624472A Withdrawn DE19624472A1 (de) | 1995-06-20 | 1996-06-19 | Infrarotstrahler |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6034360A (de) |
DE (1) | DE19624472A1 (de) |
FI (1) | FI107963B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022117782A1 (de) | 2022-07-15 | 2024-01-18 | Otto Junker Gesellschaft mit beschränkter Haftung | System und Verwendung eines Thermoelements zur Überwachung der Temperatur eines Heizelements |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE60219708T2 (de) * | 2001-02-09 | 2007-12-27 | Technology Investments Ltd. | Hydropneumatisches Aufhängungssystem |
US7280749B2 (en) * | 2001-02-12 | 2007-10-09 | Ion Optics, Inc. | Filament for radiation source |
US6726357B2 (en) * | 2002-05-20 | 2004-04-27 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Media identification system |
US10728956B2 (en) | 2015-05-29 | 2020-07-28 | Watlow Electric Manufacturing Company | Resistive heater with temperature sensing power pins |
US11540358B2 (en) | 2015-05-29 | 2022-12-27 | Watlow Electric Manufacturing Company | Modular heater assembly with interchangeable auxiliary sensing junctions |
KR20210007986A (ko) * | 2018-04-11 | 2021-01-20 | 와틀로 일렉트릭 매뉴팩츄어링 컴파니 | 온도 감지 전력 핀 및 보조 감지 접합부를 갖는 저항성 히터 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1543341A (en) * | 1976-05-14 | 1979-04-04 | Steinmetz M | Infrared radiator |
US4039778A (en) * | 1976-07-01 | 1977-08-02 | Rama Corporation | Electric cartridge heater with a multiple thermocouple assembly |
NO149679C (no) * | 1982-02-22 | 1984-05-30 | Nordal Per Erik | Anordning ved infraroed straalingskilde |
US4499382A (en) * | 1982-10-18 | 1985-02-12 | Hewlett-Packard Company | Infrared source element |
GB8321028D0 (en) * | 1983-08-04 | 1983-09-07 | Atomic Energy Authority Uk | Resistance heaters |
US4546485A (en) * | 1983-12-01 | 1985-10-08 | Ppg Industries, Inc. | Method and apparatus for producing uniform strands from a split fiber glass bushing |
US4738700A (en) * | 1986-12-12 | 1988-04-19 | Ppg Industries, Inc. | Method and apparatus for controlling temperature in a fiber glass forming bushing |
US5247185A (en) * | 1991-10-28 | 1993-09-21 | Critikon, Inc. | Regulated infrared source |
US5436457A (en) * | 1993-06-10 | 1995-07-25 | Horiba, Ltd. | Infrared gas analyzer |
-
1995
- 1995-06-20 FI FI953062A patent/FI107963B/fi active
-
1996
- 1996-06-19 DE DE19624472A patent/DE19624472A1/de not_active Withdrawn
- 1996-06-19 US US08/667,126 patent/US6034360A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022117782A1 (de) | 2022-07-15 | 2024-01-18 | Otto Junker Gesellschaft mit beschränkter Haftung | System und Verwendung eines Thermoelements zur Überwachung der Temperatur eines Heizelements |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI953062A0 (fi) | 1995-06-20 |
US6034360A (en) | 2000-03-07 |
FI107963B (fi) | 2001-10-31 |
FI953062A (fi) | 1996-12-21 |
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