DE2551217A1

DE2551217A1 - Melting point measuring instrument - simple design gives immediate indication of condensation mirror temp.

Info

Publication number: DE2551217A1
Application number: DE19752551217
Authority: DE
Inventors: Petr Bubenicek
Original assignee: Tesla AS
Current assignee: Tesla AS
Priority date: 1975-11-14
Filing date: 1975-11-14
Publication date: 1977-05-18

Abstract

The instrument has a mirror, a heating device, a cooling source and a housing with a temperature sensor. The housing (3) contains the temperature sensor (4), and has the heating device (5) on at least one side, e.g. the top, on which the mirror (9) and a set of electrical contacts (8) are mounted. The heating device may be a semiconductor plate (6) with a diode junction (7) or a layer of electrically resistant material (11) separated from the housing by an insulating layer (10). The instrument can be provided with a circuit to maintain constant condensation on the mirror, whereby light from a source (12) is reflected from the mirror and detected by a photocell (13) whose output signal controls the heating device.

Description

Fühler zum Messen der Temperatur Sensor for measuring the temperature

des Taupunktes Die Erfindung betrifft einen Fühler zum Messen der Temperatur des Taupunktes mit permanenter Kühlquelle, womit eine unverzögerte Temperaturwiedergabe der Kondensationsfläche während der Änderung des Flusses der Heizungsenergie durch Ausbildung einer Kondensationsfläche direkt auf einem Heizungsmaterial erreicht wird. of the dew point The invention relates to a sensor for measuring the Temperature of the dew point with permanent cooling source, with which an instant temperature display the condensation surface during the change in the flow of heating energy through Formation of a condensation surface achieved directly on a heating material will.

Die Eigenschaften der Meßgeräte zum Messen der Temperatur des Taupunktes nach bisher bekannten Lösungen werden durch Verzögerung der Temperaturwiedergabe der Kondensationsfläche während der Änderung des Flusses der Heizungs- oder Kühlungsenergie ungünstig beeinflußt. Die Meßgeräte dieser Vorrichtungen sind so konstruiert, daß von der Stelle der Quelle für die Kühlung oder Heizung die Heizungsenergie des Meßgerätes zur Kondensationsfläche überführt wird. Durch den Einfluß des Wärmewiderstandes und der Wärmekapazität des Materials des Meßgerätes zwischen der Quelle für die Heizungs- oder Kühlungsenergie und der Kondensationsfläche entsteht eine Verzögerung der Temperaturwiedergabe der Kondensationsfläche. The characteristics of the gauges for measuring the temperature of the dew point according to previously known solutions by delaying the temperature reproduction the condensation area during the change in the flow of heating or cooling energy adversely affected. The measuring devices of these devices are designed so that from the point of the source for cooling or heating the heating energy of the measuring device is transferred to the condensation surface. Due to the influence of the thermal resistance and the heat capacity of the material of the meter between the source for the Heating or cooling energy and the condensation surface creates a delay the Temperature reproduction of the condensation surface.

Dadurch wird die Stabilität der Regulationsvorgänge ungünstig beeinflußt, durch welche auf der Kondensationsfläche ein ständiger Zustand der Betauung beibehalten wird. Eine der Lösungen ist die Miniaturisierung des Fühlers zum Messen der Temperatur des Taupunktes. Infolgedessen ist es aber auch für das Erfassen der Temperatur notwendig, miniaturisierte Temperaturfühler wie Thermistoren oder Thermoelemente zu verwenden. Die Verwendung dieser Temperaturfühler ist jedoch dadurch unvorteilhaft, daß man jeden einzeln unabhängig eichen muß. Außerdem altern die Thermistoren, woraus sich die Notwendigkeit der von Zeit zu Zeit erfolgenden Nacheichung ergibt.This has an adverse effect on the stability of the regulatory processes, through which a constant state of condensation is maintained on the condensation surface will. One of the solutions is the miniaturization of the probe for measuring the temperature of the dew point. As a result, however, it is also necessary to record the temperature, to use miniaturized temperature sensors such as thermistors or thermocouples. However, the use of this temperature sensor is disadvantageous in that one must calibrate each one individually. In addition, the thermistors age, what turns out to be the need for recalibration from time to time.

Ein anderer Typ des Fühlers zum Messen der Temperatur des Taupunktes mit einer permanenten Kühlungsquelle nützt die Induktionserwärmung durch Wirkung des hochfrequenten magnetischen Feldes aus. Durch Änderung der Intensität dieses Feldes ändert sich die Intensität der Erwärmung. Die Temperaturwiedergabe der Kondensationsfläche eines solchen Fühlers zum Messen der Temperatur des Taupunktes ist unverzögert, die Konstruktion ist jedoch, besonders mit Rücksicht auf den Verbrauch des Leistungshochfrequenzgenerators für die Induktionserwärmung, kompliziert. Another type of probe for measuring the temperature of the dew point with a permanent source of cooling, induction heating is effective of the high-frequency magnetic field. By changing the intensity of this Field changes the intensity of the warming. The temperature reproduction of the condensation surface such a probe for measuring the temperature of the dew point is instantaneous, the construction is, however, especially with regard to the consumption of the high-frequency generator for induction heating, complicated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fühler zum Messen der Temperatur des Taupunktes zu entwickeln, der bei möglichst einfachem Aufbau und geringem Leistungsbedarf eine weitgehend unverzögerte Temperaturwiedergabe der Kondensationsfläche ohne zeitaufwendige Ei chungs vorgänge ermöglicht. The invention is based on the object of a sensor for measuring the temperature of the dew point with the simplest possible structure and low power consumption, a largely instantaneous temperature reproduction of the Allows condensation surface without time-consuming calibration processes.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ein Fühler zum Messen der Temperatur des Taupunktes, der eine Dauerkühlungsquelle und ein Gehäuse mit einem Temperaturfühler enthält, mit dem Kennzeichen, daß das Gehäuse mit dem Temperaturfühler auf mindestens einer Seite mit einem Heizelement versehen ist, auf dessen Oberfläche direkt eine Kondensationsfläche und elektrische Kontakte ausgebildet sind. The invention, with which this object is achieved, is a Sensor for measuring the temperature of the dew point, which is a permanent cooling source and contains a housing with a temperature sensor, with the indication that the housing with the temperature sensor provided with a heating element on at least one side is, on its surface directly a condensation surface and electrical contacts are trained.

Nach einer vorzugsweisen Ausführungsart der Erfindung wird das Heizelement durch eine Halbleiterplatte mit einem Diodenübergang gebildet, die am Gehäuse befestigt ist, und nach einer anderen vorteilhaften Ausführungsart wird das Heizelement durch eine Widerstandsschicht gebildet, die am Gehäuse über eine elektrisch nichtleitfähige Schicht befestigt ist. According to a preferred embodiment of the invention, the heating element formed by a semiconductor plate with a diode junction, which is attached to the housing is, and according to another advantageous embodiment, the heating element is through a resistive layer is formed on the housing via an electrically non-conductive Layer is attached.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen: Fig. 1 schematisch den prinzipiellen Aufbau des Fühlers; Fig. 2 schematisch den Aufbau des Fühlers mit einer Halbleiterplatte als Heizmaterial; Fig. 3 schematisch den Aufbau des Fühlers mit einer Widerstandsschicht als Heizmaterial; und Fig. 4 eine Schaltungsanordnung des Fühlers mit dem zugehörigen Regelkreis. The invention is illustrated with reference to the in the drawing Embodiments explained in more detail; therein show: Fig. 1 schematically the basic one Structure of the sensor; Fig. 2 schematically shows the structure of the sensor with a semiconductor plate as heating material; 3 schematically shows the structure of the sensor with a resistance layer as heating material; and 4 shows a circuit arrangement of the sensor with the associated control loop.

Der Fühler zum Messen der Temperatur des Taupunktes gemäß der Erfindung enthält das Gehäuse 3 des Temperaturfühlers 4, der dauernd durch die Künlungsquelle 1 gekühlt wird, und das Heizelement 5, das durch eine Halbleiterplatte 6 (Fig. 2) gebildet werden kann, die auf der Wärmeausgleichsfläche 2 des Gehäuses 3 z. B. durch Anlöten oder Anglasen befestigt werden kann. In der Halbleiterplatte 6 befindet sich der Diodenübergang 7, der in der Schließrichtung die obere Schicht von der unteren Schicht elektrisch isoliert. Durch die elektrischen Kontakte 8 wird der elektrische Strom der oberen Schicht zugeführt. The probe for measuring the temperature of the dew point according to the invention contains the housing 3 of the temperature sensor 4, which is constantly through the Künlungsquelle 1 is cooled, and the heating element 5, which is through a semiconductor plate 6 (Fig. 2) can be formed on the heat compensation surface 2 of the housing 3 z. B. by Can be soldered or attached to glass. In the semiconductor plate 6 is located the diode junction 7, which in the closing direction, the upper layer of the lower layer electrically insulated. Through the electrical contacts 8 is the electric current is supplied to the upper layer.

Ein Teil der Oberfläche der oberen Schicht der Halbleiterplatte 6 bildet direkt die Kondensationsfläche 9. Dadurch wird die unverzögerte Temperaturwiedergabe der Kondensationsfläche 9 bei den Änderungen der Intensität des durchfließenden Stromes erreicht. Die Temperatur der Kondensationsfläcne 9 wird durch den Temperaturfühler 4 abgenommen. Die Quelle der elektrischen Erwärmung kann auch durch eine Halbleiterplatte 6 gebildet werden, die als eine Zenerdiode ausgeführt ist. Dann sind die elektrischen Kontakte 8 an die obere und untere Fläche dieser Halbleiterplatte 6 angeschlossen. Der elektrische Gleichstrom zur Erwärmung wird den elektrischen Kontakten 8 so zugeführt, daß die Zenerdiode in der Schließrichtung polarisiert wird.Part of the surface of the upper layer of the semiconductor board 6 directly forms the condensation surface 9. This results in the instantaneous temperature reproduction the condensation surface 9 with the changes in the intensity of the flowing through Stromes reached. The temperature of the condensation surface 9 is determined by the temperature sensor 4 removed. The source of electrical heating can also be through a semiconductor plate 6 are formed, which is designed as a Zener diode. Then the electric ones Contacts 8 are connected to the upper and lower surfaces of this semiconductor plate 6. The electrical direct current for heating is supplied to the electrical contacts 8 in such a way that that the Zener diode is polarized in the closing direction.

Das Heizelement 5 kann auch durch eine Widerstandsschicht 11 (Fig. 3) gebildet werden, welche af die Wärmeausgleichs fläche 2 des Gehäuses 3 über eine elektrische nicntleitfähige Schicht 10 aufgetragen ist. Durch die elektrischen Kontakte 8 wird der Strom der Widerstandsscnicht 11 zugeführt, wie in Fig. 3 veranschaulicht ist. The heating element 5 can also be provided with a resistance layer 11 (Fig. 3) are formed, which af the heat equalization area 2 of the Housing 3 is applied via an electrical non-conductive layer 10. By the electrical contacts 8, the current is not fed to the resistor 11, as illustrated in FIG. 3.

Fig. 4 zeigt eine gesamte Schaltungsanordnung des Fühlers zum Messen der Temperatur des Taupunktes mit einem Regelkreis für eine Konstantnaltung des Betauungszustands der Kondensationsfläche 9 mit dem Gehäuse 3 des Temperaturfühlers 4 und einer dauernden Künlungsquelle 1. Auf die Kondensationsfläche 9 fällt ein Lichtstrahl von der Lichtquelle 12 ein, wobei das reflektierte Licht mit einem lichtempfindlichen Fühler 13 aufgenommen wird. Das Ausgangssignal dieses Fühlers wird mit dem Regulationsverstärker 14 gesteuert, an dessen Ausgangsklemme das Heizelement 5 über die elektrischen Kontakte 8 angeschlossen ist.Fig. 4 shows an entire circuit arrangement of the sensor for measuring the temperature of the dew point with a control circuit for keeping the Condensation condition of the condensation surface 9 with the housing 3 of the temperature sensor 4 and a permanent Künlungsquelle 1. The condensation surface 9 falls Light beam from the light source 12, wherein the reflected light with a light-sensitive Sensor 13 is recorded. The output signal of this sensor is transmitted to the regulation amplifier 14 controlled, at the output terminal of which the heating element 5 via the electrical contacts 8 is connected.

Nacn der Einschaltung der Vorrichtung sinkt die Temperatur des Fühlers durch die Wirkung des Kühlungseffektes der Kühlmaschine als Kühlungsquelle 1. Bei der Erreichung der Temperatur des Taupunktes der umgebenden Luft beginnt auf der Kondensationsfläche oder -platte 9 das Wasser zu kondensieren. In Abhängigkeit vom Betauungsgrad sinkt auch die Intensität des reflektierten Lichts, die mit dem lichtempfindlichen Fühler 13 erfaßt wird. When the device is switched on, the temperature of the sensor drops by the action of the cooling effect of the cooling machine as a cooling source 1. At the reaching of the temperature of the dew point of the surrounding air begins on the Condensation surface or plate 9 to condense the water. Depending on the The level of condensation also decreases the intensity of the reflected light with the light sensitive Sensor 13 is detected.

Der Regulationskreis ist so eingestellt, daß nach Erreichen des erwünschten Betauungsgrades der Strom durch das Heizelement 5 zu fließen beginnt, die weitere Abkühlung unterbrochen wird und sich zuletzt ein bestimmter Betauungsgrad auf der Kondensationsfläche 9 einstellt.The regulation circuit is set so that after reaching the desired Degree of condensation the current begins to flow through the heating element 5, the further Cooling is interrupted and finally a certain degree of condensation on the Adjusts condensation surface 9.

Während dieses Zustandes entspricht die Temperatur des Fühlers zum Messen des Taupunktes, die durch den Temperaturfünler 4 erfaßt wird, der Temperatur des Taupunktes der umgebenden Luft.During this state, the temperature corresponds to the Feeler for measuring the dew point, which is detected by the temperature sensor 4, the temperature the dew point of the surrounding air.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims 1. Sensor for measuring the temperature of the dew point, which contains a permanent cooling source and a housing with a temperature sensor characterized in that the housing (3) with the temperature sensor (4) is at least strand one side with a heating element (5), directly on its surface a condensation surface (9) and electrical contacts (8) are formed.

2. Sensor according to claim 1, characterized in that the heating element (5) is formed by a semiconductor plate (6) with a diode junction (7), which is attached to the housing (3).

3. Sensor according to claim 1, characterized in that the heating element (5) is formed by a resistance layer (11) which is attached to the housing (3) an electrically non-conductive layer (10) is attached.