DE2320778A1

DE2320778A1 - Eisdetektorvorrichtung

Info

Publication number: DE2320778A1
Application number: DE2320778A
Authority: DE
Inventors: Michael Gordon Ellis Dean; Geoffrey Edgington; John Raymond Keen
Original assignee: Lucas Aerospace Ltd
Current assignee: Northrop Grumman Properties Ltd
Priority date: 1972-04-26
Filing date: 1973-04-25
Publication date: 1973-11-08
Also published as: DE2320778C2; US3838281A; CA984062A; SU569273A3; GB1431751A; JPS5063980A; IT980331B; FR2182246B1; FR2182246A1; NL7305884A

Description

PATENTANY/ÄLTC Dipl.-1ng. WERNER COHAUSZ · Dipl.-Ing. WlLHELM FLORACK · Dipl.-Ing. RUDOLF KNAUF

4 Düsseldorf, Sdiumannstrafle 97 2320779

Lucas Aerospace Limited
Well Street
.Birmingham / England 18. April 1973

Eisdetektorvorriohtung

Die Erfindung betrifft eine Eisdetektorvorrichtung und insbesondere eine Vorrichtung dieser Art zur Verwendung in Verbindung mit einer Vorrichtung zum Enteisen von Flugzeugflächen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Eisdetektorvorrichtung in zweckmäßiger Form zu schaffen.

Erfindungsgemäß ist eine Eisdetektorvorrichtung vorgesehen, die gekennzeichnet ist durch erste Mittel zum Bewirken einer Zählung einer Anzahl elektrischer Impulse, die im Betrieb durch einen Eisdetektor erzeugt werden, und zweite Mittel zum Modifizieren der Zählung je nach der Geschwindigkeit der Erzeugung der Impulse.

Vorzugsweise weisen die zweiten Mittel dritte Mittel zur Erzeugung einer Anzahlanzeige der in einem bestimmten Zeitintervall erzeugten Impulse und vierte Mittel zum Modifizieren der Zählung in den ersten Mitteln entsprechend der in den dritten Mitteln erzeugten Anzeige auf.

Vorzugsweise ist die Eis«detektorvorrichtung weiter gekennzeichnet durch Mittel zum Einleiten eines Enteisungszyklus dann, wenn die Zählung in den ersten Mitteln einen Sollwert erreicht.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, in der ein Blockschaltbild einer elektrischen Schaltung gezeigt ist, die ein Ausführungsbeispiel einer Eisdetektorvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt.

Die in der Zeichnung dargestellte Eisdetektorvorrichtung ist besonders 27 169

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zur Verwendung in Verbindung mit einer Vorrichtung zum Enteisen von Flugzeugfläehen vorgesehen, insbesondere zum Anbringen am Sumpf eines Hubschraubers und zum Feststellen einer Eis«bildung an den Hotorblättera des Hubschraubers· Sie Eisdetektorvorrichtung weist «i-zi filter 10 auf, das an seinem Eingang ein Signal empfängt, das den Aufbau einer bestimmten Eisdioke auf einem Wandler anzeigt. Bei dem Wandler handelt «β eich zweekmäßigerweise um eine radioaktive ,Quell®, die im Abstand su einer Geiger-MüUer-Zählerröhre derart angeordnet ist, daß von der radioaktiven Quelle ausgesendete Strahlung nahe as. der Oberfläche und in einer Richtung parallel zur Oberfläche einte Fliigelabschnitts des flugzeuge verläuft. Der Effekt des Vorhandenseins von Sis zwischen der radioaktiven Quelle und der Geigmr-MELlier-Sählerröhre besteht darin, daß die AusgangsSignalfrequenz von der Zähltsröhre verringert wird, und dieses Ausgangssignal wird durch einen Differenzfunktionsverstärker einem Frequenzdiskriminator zügeleiteig dessen Ausgang verwendet wird, um ein Heiais zu betätigen, wenn äae Signal derart ist, daß ein bestimmter Aufbau von Eis ("beispielsweise in einer Sicke von 0,38 bis 0,5 mm) zwischen der radioaktiven ijpaelie imd der Geiger-Küller-Zählerröhre angezeigt wird. Bei Betätigung I®s Relais erzeugt es einen Spannungsimpuls von einer Sauer von etwa S bis 12 Sekunden, und dieser Impuls wird dem Eingang des Filters 10 Eingeleitet_? und gleichzeitig wird ein Enteisen des Flügelabschnitts zwischen der radioaktiven Quelle und der Geigner-Müller-Zählerröhre be«dsktg und das dauert normalerweise 8 bis 12 Sekunden, je nach\den Umgebungstemperaturen.

Sas Filter 10 blendet eventuelles Fremdgeräeusch aus den !©pulsen. aus_p die in den Eingang des Filters eingespeist werden, und der Ausgang des Filters 10 ist einerseits mit einem Eingang einer ImpulsformgebungBschaltung 11 und andererseits mit einem Eingang eines legisterrüoksteilschalters 12 verbunden. Ser Ausgang der Impulsformgebungsschaltmsg 11 ist mit einem Eingang eines Speicherräumimpulsgenerators 13, einem Eingang eines Zähltransferimpulsgenerators 14, einen Eingang einer Impulsgenerator-Eückstellmonostabilsohaltung 15, einem Eingang eineer Registerbereitsschaftsverrieglung 16 und einem Eingang einer Torschaltung 33 verbunden. Ber Ausgang der Impulsgeneratorrückstell-Monostabilschaltung

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15 ist mit einem weiteren Eingang des Registerrückstellsohalters 12 verbunden, während ein weiterer Ausgang der Impulsgenerator-Bückstell-Monostabilsehaltung 15 mit dem Eingang eines Zeitgabeimpulsgenerators 18 verbunden iai· Der Ausgang des Zeitgabeimpulsgenerators 18 ist einerseits mit dem genannten Eingang der Impulsgenerator-Eüekstell-Monstabilschaltung 15 und andererseits mit einem Eingang einer Torschaltung 19 verbunden» deren Auegang mit einem Eingang eines Eisbelastungsregisters 20 verbunden ist, das dem Regieter-Eüoketeilschalter 12 zugeordnet ist. Der Ausgang des letzteren ist mit einem Eingang eines Register-Rücksteil-Impulsgeneratore 21 verbunden» dessen Ausgang einerseits mit einem weiteren Eingang des Bisbelastungsregisters 20 und andererseits mit einem Eingang eines Eisansatsregisters 22 verbunden ist· Sin Leistungsschalter 25 ist nit einem weiteren Eingang der Registerbereitschaft sverrieglung »verbunden, dessen Ausgang einerseits mit einem weiteren TaiT?ef^g des Eisbelastungsregisters 20 und andererseits mit einem Eingang einer Inhibitschaltung 24 verbunden iet. Der Ausgang der Inhibitschaltung ist Bit einer Anzeigelampe 25» einem weiteren Eingang der Torsohaltung 19 und einem Eingang eines Speioherentsohlüsselers 26 verbunden. Das Eisbelastungsregister 20 hat vier Ausgänge, von denen einer mit dem weiteren Eingang der Regleterbereitschaftsverriegtlung 16 verbunden ist, der »weite mit einem Eingang einer Transferlogikschaltung 27 verbunden itt» der dritte mit einem Eingang eines Komparatore 28 verbunden ist mnd ein vierter mit einem Eingang eines Entechlüsselers 29 verbunden igt. Der Ausgang der Transferlogikschaltung 27 ist mit einem Hiingwng eines Speichers 3© verbunden, von dem «in weiterer Eingang mit dem Ausgang des Speicherräumimpulsgeneratorl 13 verbunden ist. Der Ausgang des Speichers 30 ist Bit einem weiteren Eingang des Speieherentschlüseelers 26 verbunden» von dem ein Ausgang mit einem Eingang eines Eisbelaetungsanzeigers 31 und ein zweiter Ausgang mit einem zweiten T&vewng des Komparators 26 verbunden sind. Der Ausgang des Zählungstransferimpulegeneratore 14 ist mit eienem zweiten Eingang der Transferlogiksohalteng 27 verbunden» und der Ausgang des Komparators 28 ist mit einem Eingang einer ^NUpdating^H-Logikschaltung 52 verbunden» deren Ausgang mit einem weiteren Eingang der Impulsformgebungsschaltung 11 verbunden ist· Der Ausgang des Bntsohlüsselers 29 ist mit einem weiteren

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Eingang der Torschaltung 33 verbunden, deren Ausgang mit einem Eingangeiner Korrekturimpulsgeneratorsehaltung 17 verbunden ist. Der Ausgang derselben ist mit dem genannten Eingang des Eisansatzregisters 22 verbunden, dessen Ausgang mit einem Eingang eines Entεchlüsselers 33a verbunden ist· Dieser hat drei Ausgänge, von denen einer mit einem Eingang eines Eisaneatzanzeigers 34» ein anderer mit einem Eingang einer Impulsformgebunge-Monostabilschaltung 35 und der verbleibende mit einem Eingang einer "Verriegelung 36 verbunden sind. Der Ausgang der Impulsformgebungs-Monostabilschaltung 35 ist mit einem weiteren Eingang der Verriegelung 36 verbunden, deren Ausgang einerseits mit einem Eingang eines Beiais 37 und andererseits mit einem Eingang einer Registerrückstellung 38 verbunden ist, deren Ausgang mit einem weiteren Eingang des Eisansatzregisters 22 verbunden ist. Der Ausgang des Heiais 37 ist entweder zum Einschalten einer Enteisungsvorrichtung, die dem Flugzeug zugeordnet ist, oder alternativ zur Lieferung einer kumulativen Zählung des Eisea eingerichtet, das sich an der Flügelfläche des Flugzeugs ansetzt.

Die vorstehend beschriebene Eisdetektorvorrichtung übt zwei Funktionen aus, sie liefert nämlich eine Anzeige der Eisbelastung, d.h. sie mißt die Geschwindigkeit, mit der die Vereisung vonstattengeht, und sie liefert eine Anezeige des Gesamteisansatzes, oder wenn eine Enteisungsvorrichtung iü Verbindung mit der Eisdetektorvorrichtung verwendet wird, mißt sie die Eisansatzzahl seit dem letzten Snteisungszyklus. Allgemein arbeitet die Anzeige der Eisbelastung mit dem Prinzip des Messens der Zahl von Impulsen, die am Eingang des Fi%lters 10 in sieben gleichen Zeitintervall en erzeugt werden, die jeweils durch den Zeitgabeimpulsgenerator 18 bestimmt werden und die in der Größenordnung von 25 Sekunden liegen können, dieses Zeitintervall kann sich jedoch natürlich ändern, was unter anderem von der Flugzeugtype abhängt, bei der mit einer Enteisungevorrichtung gearbeitet wird. Ferner erfolgt die Messung des Gesamteisaiiiatzes dadurch, daß die Gesamtzahl der am Eingang des Filters 10 empfangenen Impuls modifiziert wird, wobei diese Modifizierung von der Belastung der Vereisung abhängt.

Insbesondere arbeitet die Enteisungsvorrichtung wie folgt·

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Während des normalen Plugs, d.h. dann, wenn keine Vereistung erfolgt« wird die Enteisungsvorrichtung durch die Hegisterbereitsohafteverriegiung in Bereitschaft gehalten. Diese Bereitschaftsverriegelung 16 wird durch zwei Zustände eingestellt. Zum einen kann die Verriegelung 16 durch Einschalten der Energie bei 23 eingestellt werden, zum anderen nach Al)BChIuB einer Vereieungsfeststellung (nämlich dann« wenn nach Empfang eines Yereistungssignals oder mehrerer solcher Signale eine bestimmte Zeitlang keine weiteren Signale empfangen worden sind) durch den erstgenannten Ausgang des Eisbelastungsregisters 20. Sie Bereitschafts verriegelung 16 hält dag Sisbelastungsregieter 20 auf einer Anzeige von UuIl und blockiert über die Inhibit schaltung 24 und die Torsohaltung 19 den Ausgang des Zeitgabeimpulsgenerators 18, während sie auch über die Inhibitschaltung 24 den Ausgang am Speicherenteehlusseler 26 zum Vereisungsbelastungsanzeiger 31 blockiert.

Bas Eisansatzregister 22-ist selbstnullend, wenn die Energie eingeschaltet wird. Haehdem die Energie bei 2J eingeschaltet worden ist, aber ehe am Eingang des Filters 10 ein Impuls empfangen worden ist, zeigt der Yereisungsbelastungeanzeiger 31 ferner eine ÜTullanseige an, die Anzeigelampe wird nicht eingeschaltet, und die Eisansatzkumulationszählung beträgt SuIl.

Wenn der erste Impuls am Eingang des Filters 10 empfangen wird, wird dieeer Impuls gefiltert und anschließend durch die Formgebungsschaltung 11 geformt. Der empfangene Impuls leitet dann die folgenden Effekte ein, die in einer folge auftreten,, welche durch eingebaute Yerzögerungefunktionen innerhalb der Enteisungsvorrichtung gesteuert werden kann. Zum einen triggert dieser Impuls die Impulsgenerator-Stickstell-Monostabilschaltung 15» die dazu dient, einen Zeitgabekondensator des Zeitgabeimpulsgenerators 18 zu entladen. Zum anderen unterbricht er die Segisterbereitichaftsverriegelung 16, die wiederum die Torschaltung 19 öffnet, die Blockierung des Speieherentsohlüeselers 26 aufhebt und das Eisbelastungsregister 20 zur Zählung freigibt. Zum Dritten kippt es den Speicherräumimpulsgenerator 13t ^äer äas Speicher 30 räumt. Zum Vierten kippt er den Transferimpulsgenerator 14i vas be-

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wirkt, daß die Transferlokgischaltung 27 die Zählung im Eisbelastungsregister 20 zum Speicher transferiert. Zum Fünften triggert er nach Abschluß einer Verzögerung, die durch die Impulsgenerator-Hückstell-Monostabilschal tung 15 auf den Register-Eückstellschalter 12 aufgelegt wird, den Segister-Rückstell-Impulsgenerator 21 und stellt das Eisbelastungsregister, das ein Drei-Bit-Segister ist, auf 001. Schließlich uhrt der Eegister-Bückstell-Impulsgenerator 21 einen Impul« in das Eisansatzregister 22.

Sie Anzeigelampe 25 wird über die Verriegelung 16 und die Inhibit schaltung 24 unter S^rom gesetzt, und außerdem zeigt der Yereieungsbelastungsanzeiger 3I eine geringste Anzeige an, während der Eisensatsanzeiger 34 eine Zählung von 1 zeigt. Das Sisbelastungsregieter 20 zählt- dann Zeitgabeimpulse, die vom Zeitgabeimpulsgenerator 18 erzeugt werden« Wenn am Eingang des filters 10 während sieben Zeitgabeimpulse kein weiterer Impuls empfangen wird, zählt es, da das Eisbelastungsregieter 20 nur ein Drei-Bit-Hegister ist, in einen Bereitschaftszustand hinein waü stellt die Eegisterbereitschaftsverriegelung 16 zurück, wie das Torrteilend beschrieben worden ist. Sie Anzeigelampe 25 wird dann ausgeschaltet, die Torschaltung 19 blockiert den Ausgang vom Zeitgabeimpulsgeneraetor 16, und der Ausgang des Speiescherentschlüsselers 26 zum Vereisungsbelastungsanzeiger 31 wird blockiert«

Wenn Jedoch ein weiterer Eisdetektorimpuls am Eingang des Filters 10 während der genannten sieben Zeitgabeimpulse empfangen wird, die durch den Zeitgabeimpulsgenerator 18 erzeugt werden, triggert dieser weitere Impuls die Impulsgenerator-Bückstell-MonostabilsQhalttmg 15s was bewirkt-, daß der genannte Zeitgabekondensator des Zeitgabeimpmisgeiier&tors 18 entladen wird. Dieser weitere Eisdetektorimpuls bewirkt weites« daß der Speicherräumimpulsgenerator 13 äas Speioher 30 räumt, und der ZEhlungstransferimpulegenerator 14 bewirkt, daß die Xransferlogiksch&Ltung 27 die Zählung in daa Eisbelastungsregieter 20 zum Speicher 3® transferiert. Nach Ende einer Verzögerung, die wie erwähnt durch die Impulsgenerator» Rückstell-Monostabilschaltung 15 auf den Register-Rüekstelleshaltsr 12 ausgeübt wird, erfolgt ein Triggern des Eegister-Hüekstell-Isipulsgenera»

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tors 21, und das Eisbelastungsregister, das ein Drei-Bit-Register ist, wird auf 001 gestellt. Schließlich uhrt der Register-Rückstell-Impulsgenerator 21 einen Impuls in das Eisansatzregister 22.

Wenn beispielsweise der Fall angenommen wird, bei dem der weitere Eisdetektorimpuls auftritt, nachdem nur ein Zeitgabeimpuls vom Zeitgabeimpulsgenerator 1Θ erzeugt worden ist, d.h. wenn das Eisbelastungsregister 010 liest, triggert nach Abschluß der Verzögerung, die von der Impulsgenerator-Rüekstell-Monostabilschaltung 15 dem Register-Rückstellschalter 12 auferlegt worden ist, der genannte weitere Impuls den Register-Rückstell-Impulsgenerator 15, um damit das Eisbelastungsregister 20 zurückzustellen. Die !Torschaltung 33? die vom Entschlüsseier 29 igeöffnet wird, ermöglicht das Fassieren eines Korrekturimpulses durch die Eorrekturimpulsgeneratorschaltung 17 zum Eisansatzregister 22, um damit dasselbe zu uhren. Die Registerbereitschaftsverriegelung 16 wird nicht zurückgestellt, und deshalb bleibt die Anzeigelampe 25 eingeschaltet. Der genannte Korrekturimpuls wird also durch die Torschaltung 33 dem Eisansatzregister zugeleitet, wenn beispielsweise ein weiterer Eisdetektorimpuls erscheint, während das Eisbelastungsregister 20 weniger als drei liest. Das zeigt an, daß die 7ereisungsrate hoch ist, und bei solchen Bedingungen einer starken Vereisung ist es klar, daß die Zeit, während der die Oberfläche des Flügelabsohnitts zwischen der radioaktiven Quelle und der Geiger-Müller-Zählerröhre enteist wird, eine ungenaue Anzeige des Gesamteisansatzes bewirkt. Unter den genannten starken Vereisungsbedingungen wird deshalb ein Korrekturimpuls dem Eisansatzregister 22 zugeleitet, so daß der genannte weitere Eisdetektorimpuls bewirkt, daß die kumulative Zählung des angesetzten Eisens um zwei Zählungen zunimmt. Indem die Zählung in dieser Weise modifiziert wird, läßt sich also eine genauere Erfassung des gesamten Eises erreichen, das sich an den Plugzeugflächen angesammelt hat. Wenn der gearm te weitere Sisdetektorimpuls saftritt, während das Sisbelastungsregister eine Zählung enthält, die gleich oder weniger als zwei ist, zeigt der Vereisgungsbelastungsanxeiger 31 an, daß die Vereisungsrate stark ist. Wenn der genannte weitere Impuls jedoch auftritt, während das Eisbelastungsregister eine Zählung von drei anzeigt, kann der Vereisungsbelastungsanzeiger

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anzeigen, daß die Vereisungsrate mittelstark ist, und wenn der weitere Impuls auftritt, während das Eisbelastungsregister 20 eine Zählung von vier, fünf, sechs oder sieben anzeigt, kann der Vereisungsbelastungsanzeiger 51 anzeigen, daß die Yereisungsrate gering ist.

Venn nun angenommen wird, daß der Yereisungsbelastungsanzeiger 31 starke Vereisung anzeigt und das Speicher beispielsweise eine Zählung 010 enthält, wird die !Forschaltung 33 geschlossen und ermöglicht keinen Durchegang eines Korrekturimpulses vom Korrekturimpulsgeneraotr 17 zum Eisansatzregister 22 dann, wenn das Eisbelastungsregister 20 eine Zählung von 011 aufnimmt, ehe am Eingang des Filters 10 ein weiterer Eisdetektorimpuls empfangen wird· Ferner wird der Komparator 28 wirksam, um die ^NUpdat«ing^N-Logikechaltung 32 zu schalten, die dann einen Impuls erzeugt. Dieser Impuls wird in die Impulsformgebungsschaltung 11 eingespeist, deren resultierender Ausgang den Speicherräum-Impulsgenerator 13 in Funktion setzt, um das Speicher 30 zu räumen· Ferner triggert der entstehende Ausgang der ImpulsformgebungsschaBung 11 den Zählungstransferimpulsgenerator 14 nach einer kurzen Verzögerung, und der Impulsgenerator 14 beiwkt, daß der Transferlogikkreis 27 die Zählung von dem Eisbelastungsregister 20 zum Speicher 30 transferiert. Beispielsweise wird die ⁿT7pdating^H-Lokgikschaltung 32 in Funktion gesezt, während das Register 20 auf 01\ weitergedreht wird und das Speicher sich bei 010 befindet. Deshalb gibt der Yereisungsabelastungsanzeiger 31 eine mittlere Anzeige.

Anstatt ein Signal einem kumulativen Zähler vom Ausgang des Relais 37 zuzuleiten, kann dieses Heiais verwendet werden, um die Erregung einer Heizvorrichtung für das Enteisen der Flächen des Flugzeugs einzuleiten. Wenn das Beiais 37 für diesen Zweck verwendet wird, wird die Entschlüsselunge einrichtung 33a so programmiert, daß die Verriegelung bei einer bestimmten Zählung im Eisaneatzregister 22 geschaltet wird. Die Dauer des Einleitungeimpulsee zum Relais 37 wird durch die Impuleformgebunge-Mono stabil «©haltung 35 bestimmt, und das Register 22 wird zurückgestellt, wenn die Verriegelung 36 geschaltet wird.

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Claims

.Ansprüche

1. Eisdetektorvorrichtung, gekennzeichnet durch erste Mittel zum Bewirken einer Zählung einer Anzahl elektrischer Impulse, dele in Betrieb durch einen Eisdetektor erzeugt werden, und zweite Mittel zum Modifizieren der Zählung je nach der Geschwindigkeit der Erzeugung der Impulse.

2. Sisdetektorrorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß. die zweiten Mittel dritte Mittel zur Erzeugung einer Anzahlanzeige der in eines testierten Zeitintervall erzeugten Impulse und vierte Mittel zum Modifizieren der Zählung in den ersten Mitteln entsprechend dex in den dritten Mitteln «erzeugten Anzeige aufweisen.

3· Sisdetektorrorrichtung nach'Anspruch 2, -dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Mittel ein Register aufweisen, das im Betrieb eine Anzeige für die Vereisungerate erzeugt.

4· Eisdetektorvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vierten Mittel einen Entschlüsseler mit Torschaltung zum lepfangen eines Signals τοη dem Register und zum Speisen eines Signal· is die ersten Mittel aufweisen.

5· Eisdetektorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 Ms 4» dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Einleiten eines Enteisungszyklu» Torgesehen sind, dann, wenn die Zählung in den ersten Mitteln einen Sollwert erreicht. .

6. Eisdetektorvorrichtung nach einem der Anspräche 1 Ms 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Eisdetektor eine radioaktive Quelle und eine Geiger-Müller-Röhre aufweist, wobei eine solche Anordnung vorgesehen ist, daß im Betrieb die Bildung von Eisen zwischen der Quelle und Aer !öhre eine Abnahme der Ausgangesignalefrequenz der Röhre bewirkt·

7· Eisdetektorvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeiinet, daß ein Frequenzdiskriminator auf das Ausgangssignal der Geiger-Mflller-Röhre derart anspricht, daß die Erzeugung der elektrischen Slmpulee ent-

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sprechend dem Vorhandensein von Eisen zwischen der radioaktiven Quelle und der Geiger-Hüller-Röhre bewirkt wird.

8. Eisdetektorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß sie am Rumpf eines Hubschraubers angeordnet ist und zum feststellen einer Eisbildung an den Sotorblättern des Hmbiehraubers dient·

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