DE20012060U1 - Vorrichtung zum Bestimmen der Taupunkttemperatur - Google Patents

Vorrichtung zum Bestimmen der Taupunkttemperatur

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Claims (38)

1. Vorrichtung zum Bestimmen der Taupunkttemperatur eines Messgases, mit
  • - mindestens einem Kondensationsbereich (36, 38, 50),
  • - mindestens einer Lichtquelle (10) zum Aussenden von Licht auf den Kondensationsbereich (36, 38, 50), wobei das Reflexionsvermögen des Kondensationsbereiches (36, 38, 50) von der Kondensation des Messgases abhängt,
  • - mindestens einem Lichtsensor (18) zum Ermitteln der von dem Kondensationsbereich (36, 38, 50) reflektierten Lichtintensität und
  • - Mitteln (22) zum Einstellen der Temperatur des Kondensa­ tionsbereiches (36, 38, 50),
dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtweg von der Lichtquelle (10) zum Lichtsensor (18) im wesentlichen durch ein Medium verläuft, welches von dem Messgas verschieden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensationsbereich (36, 38, 50) eine sensitive Schicht (50) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die sensitive Schicht (50) auswechselbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kondensationsbereich (36, 38, 50) ein Tempera­ turfühler (34, 52) vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturfühler (34, 52) eine temperatursensitive Schicht (52) umfasst.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die temperatursensitive Schicht (52) wenigstens teil­ weise von einer Passivierungsschicht (54) bedeckt ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine dem ausgesendeten Licht ausgesetzte Seite des Temperaturfühlers (34) absorbierend ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regelung vorgesehen ist, welche die Temperatur des Kondensationsbereiches (36, 38, 50) auf die Taupunkt­ temperatur regelt.
9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einstellen der Temperatur ein Heiz-/Kühlelement (22) vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Heiz-/Kühlelement (22) ein Peltierelement, ein kaskadiertes Peltierelement, eine elektrische Hei­ zung/Kühlung über Luft/Wasser, ein Elektronikgehäuse (24) einer Auswerteschaltung (20) oder Kombinationen derselben vorgesehen sind.
11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtweg durch einen Lichtleiter (12) verläuft.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (12) als mikrooptisches ausgelegt ist.
13. Vorrichtung nach Ansprüch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das mikrooptische Element (12) Linseneigenschaften hat.
14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (10) und/oder der Lichtsensor (18) auf einem Substrat (62) angeordnet sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das mikrooptische Element (12) als Modul ausgebildet ist, welches aus einem einzigen Spritzgussteil besteht.
16. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
  • - dass das Reflexionsvermögen des Kondensationsbereiches (36, 38, 50) durch einen Grenzwinkel αG beschreibbar ist, wobei bei einem Reflexionswinkel oberhalb des Grenzwin­ kels αG eine Totalreflexion stattfindet und bei einem Re­ flexionswinkel unterhalb des Grenzwinkels αG eine Teilre­ flexion stattfindet, und
  • - dass der Grenzwinkels αG durch Verschieben von Lichtquel­ le (10) und/oder Lichtsensor (18) einstellbar ist.
17. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtweg zumindest teilweise durch Lichtleitfasern (136) verläuft.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlengang in dem Lichtleiter (12) an zwei Re­ flexionsstellen reflektiert wird, wobei an mindestens einer der Reflexionsstellen der Kondensationsbereich (36, 38, 50) angeordnet ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsstellen am Ende eines länglichen Licht­ leiters (12) angeordnet sind.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende des länglichen Lichtleiters (12) halbkugel­ förmig, prismatisch oder kegelförmig ausgebildet ist.
21. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Messraum (28) zur Aufnahme des Messgases vorgese­ hen ist, welcher zumindest teilweise von einem Filter (26) für das Messgas begrenzt ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Messraum (28) zugewandte Seite des Filters (26) absorbierend ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (26) temperierbar ist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Messraum (28) abgewandte Seite des Filters (26) thermisch isolierend ist.
25. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichtquelle (10) für infrarotes, nahes infrarotes oder sichtbares Licht vorgesehen ist.
26. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichtquelle (10) zum Aussenden von moduliertem Licht vorgesehen ist.
27. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtsensor (18) mit einem Lichtfilter ausgestat­ tet ist.
28. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Bereiche außerhalb des Kondensationsbereiches (36, 38, 50) zumindest teilweise hydrophob sind.
29. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Anschlüsse wenigstens teilweise durch fle­ xible Anschlusstechnik realisiert sind.
30. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sensorspezifische Kenndaten in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind.
31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher in einem Stecker des Sensors lokalisiert ist.
32. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Lichtquellen (10) und/oder Lichtsensoren (18) mit unterschiedlichen Wellenlängen und/oder Filtern vorge­ sehen sind.
33. Vorrichtung nach Ansprüch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen gleichzeitig oder sequentiell ansteu­ erbar und/oder modulierbar sind.
34. Vorrichtung nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (10) und die Lichtsensoren (18) auf einem Kreisumfang paarweise diametral zueinander angeordnet sind.
35. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
  • - dass eine Lichtquelle (10) Signale über einen Modulator (110) erhält.
  • - dass ein Empfänger (18) Signale an einen Demodulator (112) übermittelt und
  • - dass der Modulator (110) und der Demodulator (112) syn­ chronisiert sind.
36. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mikroprozessor (122) vorgesehen ist, welcher von einem Analog-Digital-Wandler (120) gewandelte Messsignale erhält und die Messung steuert.
37. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Steuer- und Messdaten über einen Bus (132) übertragbar sind.
38. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Steuer- und Messdaten über eine optische Datenübertra­ gung (138, 136) übertragbar sind.
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