DE2514489C3 - Schnee- und Eiswarngerät - Google Patents
Schnee- und EiswarngerätInfo
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Description
Die F.rfindung betrifft ein Schnee- und Eiswarngerät,
welches die Bildung von Schnee- oder Eisbelag auf freiliegenden Stellen, wie Fahrbahnen, Bürgersteigen.
Brücken, Dachrinnen β. dgl. feststellt und ggf. durch Einschalten von Heizeinrichtungen verhindert oder
beseitigt.
Derartige Geräte bestehen im wesentlichen aus einem Feuchtefühler, welcher die Luftfeuchte überwacht,
einem Temperaturfühler, welcher die Umgebungstemperatur z. B. des Bodens oder dergleichen
mißt Und einem Steuergerät, welches die gewonnenen Meßergebnisse verarbeitet und bei bestimmten Meßwerten
eine Warnanzeige und/oder eine Beheizung in Gang setzt.
Die Beheizung des Objektes wird meist nur dann in Gang gesetzt, wenn die Luftfeuchte über einen Wert
von z. B. 70% angestiegen ist und dis Umgebungstemperatur
unter einen Wert von z. B. 1 —2"C abgesunken
ist.
Der Feuchtefühler besteht in der Regel aus zwei
nebeneinander angeordneten, nach oben hin freiliegenden Metallelektroden aus Kupfer, die im Innern einen
Heizwiderstand aufweisen, der sie beheizt, wenn ihre Temperatur z, B. unter 2—2°C absinkt, wobei die
Elektroden in einen Suomkreis gelegt sind. Auf die Elektroden auftreffender Schnee schmilzt und das
Schmelzwasser beeinflußt die Leitfähigkeit des zwischen den Elektroden befindlichen Bereiches und
verändert damit den Widerstand des angelegten Stromkreises.
Der Temperaturfühler besteht meist aus einem wasserdicht vergossenen NTC-Widerstand oder einem Thermoelement.
Der Temperaturfühler besteht meist aus einem wasserdicht vergossenen NTC-Widerstand oder einem Thermoelement.
Beide Fühler stehen mit dem Steuergerät in getrennten Meßkreisen in Verbindung, wobei das
Steuergerät außerdem den Feuchtefühler auf einer konstanten Temperatur von z. B. 1 — 20C hält
Die Nachteile der bekannten Geräte bestehen darin, daß für die Verbindung der Fühler mit dem Steuergerät
eine große Anzahl von Leitungen erforderlich ist, die zu vieladrigen, z. B. bis zu 7adrigen Anschlußkabeln führen.
Diese Anordnung ist sehr aufwendig und im Einsatz sehr umständlich. Hinzu kommt noch der Umstand, daß sich
längere Kabel auf die Meßwerie selbst nachteilig auswirken können.
So ist z. B. durch die US-PS 36 13 063 ein Schnee- und
Eiswarngerät bekannt, bei dem inmitten eines ringförmig gestalteten, mit Heizelementen versehenen Feuchtefühlers
ein Thermofühler angeordnet ist, mit dessen Hilfe die Temperatur der nach oben freiliegenden
Metallelektroden des Fühlers gemessen wird, wobei die Meßwerte an ein Steuer- und Schabgerät weitergegeben
werden, von dem aus die Elektroden durch Ein- and Ausschalten der Heizelemente auf einer Temperatur
von z.B. 20C gehalten werden. Ferner sind noch unbeheizte Fühler zur Messung der Temperatur der
Umgebungsluft an das Steuer- und Schaltgerät angeschlossen.
Die Meßwerte des Feuchtefühlers werden in Form von fünf Signalen über insgesamt sechs Leitungen dem
Steuer- und Schaltgerät übermittelt, wo sie in fünf Komparatoren verarbeitet werden, welche an zwei
Logikapparate angeschlossen sind.
Dieses Gerät ist im ganzen sehr aufwendig und kompliziert.
Die Erfindung geht aus von einem Schnee- und Eiswarngerät nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Schnee- und Eiswarngerät zu schaffen, bei dem diese Nachteile vermieden werden, wobei die Fühler für die
Feuchte und die Umgebungstemperatur sowie das Steuergerät weitgehend zusammengefaßt sind, so daß
die Verbindungskabel sehr einfach ausfallen, ihre Länge keinen besonderen Kostenfaktor mehr darstellt und
auch eine Einflußnahme der Kabel auf das Meßergebnis Vollständig ausgeschaltet ist. Das Gerät soll auch
ermöglichen, daß zur Erfassung einer größeren Fläche eine entsprechend große Anzahl gleicher Fühler in
Anwendung kommen kann.
Es soll ferner auch in einer besonderen Ausgestaltung
Es soll ferner auch in einer besonderen Ausgestaltung
für sehr niedrige Temperaturen geeignet sein.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der wesentliche Teil der Steuereinrichtung im Fühlergehäuse
angeordnet ist, und zwar ein mit dem Thermofühler (Sensor) verbundener in den Heizstromkreis gelegter
Thermostat und ein in den Widerstandsstromkreis zwischen den Elektroden eingeschalteter Spannungsverstärker,
wobei beim Einschalten der Heizwiderstände und beim Fließen eines Stromes in der Meßstrecke
zwischen den Elektroden Strom- bzw. Spannungsimpulse über drei Verbindungsleitungen an das Schaltgerät
weitergegeben werden, wo die Stromimpulse des Heizkreises als Indiz für dtn Abfall der Umgebungstemperatur
an den Elektroden unter z.B. 2°C gewertet werden.
Bei der Erfindung dient der Feuchtefühler gleichzeitig als Temperaturfühler, wobei der Grad der Beheizung
seiner Elektroden gleichzeitig als Maßstab für die herrschende Außentemperatur (Umgebungstemperatur)
benutzt wird. Damit erübrigt sich der sonst noch übliche besondere Temperaturfühler.
Durch die Verlegung der Steuerung für die Beheizung der Elektroden des Feuchtefühlers in das Fühlergehäuse
selbst ist nur noch ein Heizstromkreis zum Beheizen der Elektroden und ein Widerstandsstromkreis zum Anzeigen
von Schmelzwasser zwischen den Elektroden notwendig, deren Werte als Strom- bzw. Spannungsimpulse
über drei Leitungen an das Schaltgerät übertragen werden. Da es dabei lediglich auf zwej Zustandsgrößen
(Ein — Aus) ankommt, macht diese Übertragung auch bei längeren Verbindungslestungen keine Schwierigkeiten.
Die Verarbeitung der an das Schaltgerät weitergeleiteten Impulse des Fühlers erfolgt dort vorteilhaft in
einem UND-Gatter, an dessen Ausgang ein zum Schaltrelais führendes Zeit-Verzögerungsglied angeschlossen
ist
Das Schaltgerät ist in seinem Aufbau einfach und ermöglicht "uch die Anwendung mehrerer Fühler, um
z. B. eine größere Fläche zu erfassen, wobei die Fühler in Parallelschaltung an das Schaltgerät angeschlossen
werden. Wenn jedoch die Anzahl der Fühler sehr groß ist und die Unterbringung einer entsprechend großen
Stromquelle im Schaltgerät zu Schwierigkeiten führt, besteht eino weitere Ausgestaltung ei ir Erfindung darin,
daß die Fühler zunächst an ein Sammelgerät mit separater Stromversorgung angeschlossen sind, welches
seinerseits mit dem Schaltgerät verbunden ist. In diesem Fall braucht das Schaltge.-It nicht verstärkt werden.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung bezieht sich auf den Einsatz dss Gerätes in Gegenden, wo besonders
häufig niedrige Temperaturen. z.B. unter —10°C
auftreten können. In diesem Fall erfolgt eine starke Abkühlung der Motallelektroden und die Oberfläche
derselben erreicht Temperaturen von unter Q0C, also
einen Wert, bei dem bereits die Eisbildung eintritt, obwohl durch die Beheizung die Temperatur im Bereich
des Thermofühlers auf 2° C gehalten wird. Mangels Bildung von Eiswasser ist dann eine Funktion des
Fühlers nicht mehr möglich.
Um auch bei solchen extremen Verhältnissen ein einwandfreies Arbeiten des Gerätes zu gewährleisten,
besteht ein weiterer Gegenstand der Erfindung darin, daß neben den beheizbarert Metallelektroden eine dritte
unbeheizte Metallelektrode mit einem darin befindlichen Thermofühler zum Messen der Elektrodentemperatur
angeordnet ist, wobei dieser Thermofühler in den Meßkreis des Thermofühlrers zwischen den beheizbaren
Elektroden eingeschaltet ist und bei niedriger Elektrodentemperatur eine stärkere Beheizung der
Elektroden bewirkt, so daß die Oberflächentemperatur der beheizten Elektroden auch bei extrem niedrigen
Umgebungstemperaturen bei ca. 2° C liegt.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Schnee- und Eiswarngerätes schematisch
dargestellt, aus denen weitere Einzelheiten der Erfindung hervorgehen
F i g. 1 zeigt den Fühler in Draufsicht,
F i g. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Fühler mit der Steuereinrichtung,
F i g. 3 zeigt das Schaltgerät,
F i g. 4 zeigt eine andere Ausführung des Fühlers.
F i g. 3 zeigt das Schaltgerät,
F i g. 4 zeigt eine andere Ausführung des Fühlers.
Es Bezeichnet 1 das Fühlergehäuse, in dessen oberen Teil die beiden mit Abstand parallel zueinanderliegenden
Kupferelektroden 2 in einer elektrisch nicht leitenden Vergußmasse 3 angeordnet sind, wobei sie
oben etwas aus der Vergußmasse herausragen. Der Zwischenraum 4 zwischen den Lk-ktroden auf der
Vergußmasse stellt die Meßstrecke für dre Feuchte dar.
Die Elektroden 2 sind im Inneren mit Heizwiderständen 5 versehen.
In der Vergußmasse zwischen den Elektroden 2 ist der Thermofühler 6 eines darunterliegenden, zur
Steuereinrichtung 8 gehörenden Thermostaten 7 eingebettet, der die Temperatur der Elektroden ständig mißt.
Die Steuereinrichtung 8 weist ferner einen Spannungsverstärker 9 auf.
Die Elektroden 2 sind in einen Stromkreis mit dem Spannungsverstärker 9 gelegt, der durch die Leitungen
10/11 aus dem Gerät herausgeführt ist Die Heizwiderstände 5 der Elektroden 2 sind in einen Stromkreis mit
dem Thermostaten 7 gelegt, der durch die Leitungen 10/12 aus dem Gerät herausgeführt ist. Die drei
Leitungen 10—12, die zum Schaltgerät führen, sind zu einem dreiadrigen Verbindungskabel 13 zusammengefaßt.
Das Schaltgerät 14 wird von einer Stromquelle 15 mit ein^r niedrigen Spannung von z. B. 24 V versorgt. Die
Leitung 12 ist über einen niederohmigen Widerstand 16 mit einem Pol der Stromquelle und die Leitung 10 mit
dem anderen Pol derselben verbunden.
Im Schaltgerät 14 ist ein UND-Gatter 17 angeordnet, dessen Eingang 17a mit der Leitung 11 und dessen
Eingang 176 mit der Leitung 12 und dem Widerstand 16 über einen Spannungsverstärker 18 verbunden ist,
während an seinem Ausgang 17c ein Zeit-Verzögerungsglied 19 mit seinem Eingang 19a angeschlossen ist.
An den Ausgang 19£ des Verzögerungsgliedes 19 ist das
Schaltrelais 20 angeschlossen, welches den Schalter 2Cj
zum Einschalten einer Anzeige- und/oder Enteisungs-Keizung
für das betreffende Objekt betätigt.
In F i g. 4 ist neben den beheizbaren Metallelektroden 2 im gleichen Fühlergehäuse 1 eine weitere unbeheizte
Metallelektrode 2a angeordnet, die in der gleichen Weise wie die anderen aus der Vergußmasse 3
herausragt. In ihr h°findet sich, und zwar in unmittelbarer
Berührung, ein Thermofühler 6a, welcher in den Meßkreis des Thermofühlers 6 eingeschaltet ist und bei
niedriger Temperatur, z.B. —10°C an de'· Oberfläche der Elektrode 2a, eine stärkere Beheizung des Inneren
der Elektroden 2 auf Temperaturen über 2° C, z. B. 5° C,
bewirkt. Dadurch w'.rd ein Absinken der Oberflächen-
fi5 temperatur der Elektroden 2 unter 2° C und damit die
unerwünschte Eisbildung vermieden.
Die Arbeitsweise des Gerätes ist folgende:
Wenn die Oberflächentemoeratur der Elektroden 2.
Die Arbeitsweise des Gerätes ist folgende:
Wenn die Oberflächentemoeratur der Elektroden 2.
die mit der Umgebungstemperatur des Objektes identisch ist, unter ζ. B. 2°C absinkt, was durch den
Thermofühler 6 festgestellt wird, schließt der Thermostat 7 den Schalter Ta wodurch von der Stromquelle 15
über die Leitungen 10/12 eine Beheizung der Heizwiderstände 5 und damit eine Erwärmung der
Elektroden 2 auf z. B. 20C erfolgt. Bei Erreichen dieser
Temperatur schaltet der Thermostat 7 die Beheizung wieder ab. Der bei der Elektrobodenbeheizung in der
Leitung 12 entstehende Strom führt in dem Widerstand 16 zu einer Spannung entsprechender Größenordnung,
die von dem mit diesen in Verbindung stehenden Verstärker 18 auf ein für das UND-Gatter 17
notwendige Maß verstärkt wird. Die Einschaltung des Heizstromes führt am Eingang Mb des Gatters zu einem
Spannungssignal »Ein«. Dieses Signal wird zunächst nicht ohne weiteres an das Schaltrelais 20 weitergegeben.
Wird bei dicScJTi Betriebszustand gleichzeitig an den
Elektroden 2 durch auf die Oberfläche auftreffenden Schnee und das durch die Beheizung der Elektroden 2
auftretende Schmelzwasser der Zwischenraum 4 elektrisch leitend, so gelangt vom Verstärker 9 ein
Spannungssignal »Ein« über die Leitung 11 an den Eingang 17a des UND-Gatters 17. Erst beim Eintreffen
auch dieses Signals gibt das Gatter 17 ein Spannungssignal »Ein« an seinen Ausgang 17c und von dort an das
Zeit-Verzögerungsglied 19 weiter.
Da der Heizstrom der Elektroden 2 nur z. B. ca. 30 Sekunden eingeschaltet ist, bis die Elektroden der
Temperatur, z. B. 2° C, erreicht haben und dann für die
Dauer von ca. 3 min ausgeschaltet wird, was einesteils von der Umgebungstemperatur am Fühler und anderenteils
auch von der Wärmekapazität der Vergußmasse abhängt, Würde ein ständig wechselndes Ein- und
Ausschalten des Schaltrelais 20 eintreten. Dieser unerwünschte Vorgang wird durch das Zwischenschalten
des Zeit-Verzögerungsgliedes 19 vermieden, welches das an den Eingang 19a gelangende Spannungssignal
»Ein« zwar an seinen Ausgang 196 sofort weitergibt, dieses Signal aber dort für eine längere Zeit
als der Einschaltfolge der Elektrodenbeheizung entspricht — z. B. 4 min — aufrechterhält, d. h. also auch
dann, nachdem sein Eingang 19a bereits das Spannungssignal »Aus« erhalten hat Da der Eingang 19a des
Verzögerungsgiiedes das nächste Spannungssignal »Ein« aber bereits nach 3 min erhält — sofern die
gleichen Bedingungen am Fühler noch vorliegen —, wird dadurch ein zwischenzeitliches Abschauen des
Schaltrelais 20 unterdrückt
Das Spannungssignal »Ein« am Ausgang 196 des Verzögerungsgliedes bleibt demnach so lange erhalten,
bis infolge Änderung der Temperaturbedingungen am Fühler (Ansteigen der Umgebungstemperatur über 2° C)
kein Spannungssignal vom Heizstrom mehr an den Eingang YIb oder kein Spannungssignal vom Auftreten
von Schmelzwasser zwischen den Elektroden 2 mehr an den Eingang 17a des UND-Gatters 17 gelangt Erst
dann fällt das Schaltrelais 20 ab.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Schnee- und Eiswarngerät mit einem Feuchtefühler und einem Temperaturfühler sowie einem
Steuer- und Schalt- bzw. Anzeigegerät, bei dem im
Feuchtefühler nebeneinander zwei nach oben freiliegende, innen beheizbare, auf Schmelzwasser
reagierende Metallelekttroden angeordnet sind, wobei durch einen daneben oder zwischen den
Elektroden angeordneten Thermofühler (Sensor) die Temperatur der Elektroden gemessen und durch
Ein- und Ausschalten der in den Elektroden befindlichen Heizwiderstände auf einer Temperatur
von z. B. 2° C gehalten wird und die Meßwerte an ein Steuer- und Schaltgerät weitergeleitet werden,
dadurch gekennzeichnet, daß der wesentliche Teil (8) der Steuereinrichtung im Fühlergehäuse
angeordnet ist, und zwar ein mit dem Thermofühler (Sensor> (6) verbundener in den Heizstromkreis
(10/12) gelegter Thermostat (7) und ein in den Widerstandsstromkreis (10/11) zwischen den Elektroden
(2) eingeschalteter Spannungsverstärker (9), wobei beim Einschalten der Heizwiderstände (5) und
beim Fließen eines Stromes in der Meßstrecke (4) zwischen den Elektroden (2) Strom- bzw. Spannungsimpulse
über die drei Verbindungsleitungen (10, 11, 12) an das Schaltgerät (14) weitergegeben
werden, wo die Stromimpulse des Heizkreises als Indiz für den Abfall der Umgebungstemperatur an
den Elektroden unter z. B. 2° C gewertet werden.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Vei irbeitu .g der Impulse des
Fühlers (1) im Schaitgerä*. (14) ein UND-Gatter (17) angeordnet ist, an dessen usgang ein zum
Schaltrelais (20) führendes Zeit-Verzögerungsglied (19) angeschlossen ist.
3. Gerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle einer größeren
Anzahl von angeschlossenen Fühlern die Fühler (1) zunächst an ein Sammelgerät mit separater
Stromversorgung angeschlossen sind, welches seinerseits mit dem Schaltgerät (14) verbunden ist.
4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß neben den beheizbaren
Metallelektroden (2) eine dritte unbeheizte Metallelektrode (2a) mit einem darin befindlichen
Thermofühler (6a) zum Messen der Elektrodentemperatur angeordnet ist, wobei dieser Thermofühler
in den Meßkreis des Thermofühlers (6) der beheizbaren Elektroden (2) eingeschaltet ist und bei
niedriger Elektrodentemperatur eine stärkere Beheizung der Elektroden (2) bewirkt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752514489 DE2514489C3 (de) | 1975-04-03 | 1975-04-03 | Schnee- und Eiswarngerät |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752514489 DE2514489C3 (de) | 1975-04-03 | 1975-04-03 | Schnee- und Eiswarngerät |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2514489A1 DE2514489A1 (de) | 1976-10-21 |
DE2514489B2 DE2514489B2 (de) | 1980-04-30 |
DE2514489C3 true DE2514489C3 (de) | 1980-12-18 |
Family
ID=5942979
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19752514489 Expired DE2514489C3 (de) | 1975-04-03 | 1975-04-03 | Schnee- und Eiswarngerät |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2514489C3 (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3444171A1 (de) * | 1984-12-04 | 1986-06-05 | Fritz Eichenauer GmbH & Co KG, 6744 Kandel | Fuehlereinrichtung zum erkennen von reifniederschlaegen |
DE4032734C1 (de) * | 1990-10-15 | 1992-01-30 | Tekmar Angewandte Elektronik Gmbh, 4300 Essen, De | |
US5897802A (en) * | 1996-12-10 | 1999-04-27 | Jones; Robert C. | Heated debris shield |
DE19711371C1 (de) * | 1997-03-19 | 1998-08-27 | Tekmar Elektronik Gmbh & Co | Einrichtung und Verfahren zur Schnee- und Eismeldung |
-
1975
- 1975-04-03 DE DE19752514489 patent/DE2514489C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2514489B2 (de) | 1980-04-30 |
DE2514489A1 (de) | 1976-10-21 |
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