DE2749232C2

DE2749232C2 - Lichtmeßgeber

Info

Publication number: DE2749232C2
Application number: DE19772749232
Authority: DE
Inventors: Johannes Dipl.-Ing. Kohaut; Rolf Dipl.-Ing. Lehmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-11-03
Filing date: 1977-11-03
Publication date: 1979-10-11
Also published as: JPS5472091A; DE2749232B1

Description

Die Erfindung betrifft einen photoelektrischcn Meßwertgeber nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem derartigen, aus der CH-PS 5 34 Z'Sl bekannten Lichtmeßgeber ist das Innengehäuse nahezu vollständig lichtdurchlässig und das Außengehäuse als nach oben offener Schirm ausgebildet. Infolgedessen lassen sich die Temperaturschwankungen im Innengehäuse als Folge der jahreszeitlichen Temperaturänderungen und Veränderungen der Sonneneinstrahlung nicht in so engen Grenzen halten, wie dies bei einem Lichtmeßgeber mit sehr großem Meßbereich von beispielsweise 1 : 100 000 erforderlich ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Meßgenauigkeit eines Lichtmeßgebers so weit zu erhöhen, daß die Lichtstärke an einem wolkenlosen Sommertag ebenso wie die bei Sonnenuntergang an einem Wintertag einwandfrei meßbar ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Untcransprüehc,

Durch die Erfindung wird vor allem der Einfluß der Sonnenstrahlung auf die Temperatur in dem die empfindlichen Halbleiterbauelemente enthaltenden Innengehäusc praktisch ausgeschaltet, insbesondere, wenn das Außengehäuse eine die Sonnenstrahlung reflektierende Oberfläche hat. Da ferner das Außengehause völlig geschlossen ist, ist das Innengehäiisc Schwankungen der Lufttemperatur nicht unmittelbar ausgesetzt; infolgedessen läßt sich die Temperatur im Innengehäuse in äußerst engen Grenzen halten (ca. VC).

Als Stellglieder für die Temperaturregelung dienen Heizwiderstände, die vorzugsweise innerhalb des Innengehäuses untergebracht sind, die aber auch in einem Zwischenraum zwischen Innen- und Außengehäuse angeordnet sein können.

Um Schnee- und Eisablagerungen auf dem Streukörper zu vermeiden, ist dieser über ein den Lichtleiter umgebendes Metallrohr thermisch an das Innengehäuse angekoppelt und in der Durchführung durch das Außengehäuse thermisch isoliert.

Aus Gründen der Betriebssicherheit soll ein derartiger Lichtmeßgeber mindestens zwei, vorzugsweise drei Kanäle mit je einem lichtelektrischen Wandler und einem nachgeschalteten Verstärker enthalten. Unter der dem Innengehäuse zugewandten Ausgangsfläche des Lichtleiters sind daher vorzugsweise sechs lichtelektrische Wandler, insbesondere Fotoelemente, in zwei Reihen zu je drei Wandlern angeordnet, von denen jeweils drei bzw. zwei zur Speisung eines Kanals parallel geschaltet sind. Um hierbei Änderungen der Ausgangsgröße bei Rotation einer Lichtquelle in einer Horizontalebene mit konstantem Abstand von dem Streukörper möglichst gering zu halten, wird jeweils ein Fotoelement der einen Reine mit mindestens einem nicht hinter diesem liegenden Fotoelement der anderen Reihe zusammengeschaltet. Im einfachsten Fall sind Fotoelemente mit Abstand unter der Ausgangsfläche des Lichtleiters angeordnet; die größte Empfindlichkeit läßt sich dabei erreichen, wenn zwischen dem Lichtleiter und den einzelnen Fotoelementen im Querschnitt an diese angepaßte optische Querschnittswandler angeordnet werden.

Um Änderungen der Empfindlichkeit bei Bewegung eines Lichtpunktes in einer Vertikalebene um den Streukörper gering zu halten, ist es zweckmäßig, die Höhe des Streukörpers über der ningangsfläche des Lichtleiters größer als dessen Durchmesser zu wählen. Soll beispielsweise die vom Lichtmeßgeber gelieferte Ausgangsgröße nicht mehr als 25% absinken, wenn eine Lichtquelle konstanter Leuchtdichte bei unverändertem Abstand von einer Position senkrecht über der Eingangsfläche um 90° geschwenkt wird, so wird man hierzu die Höhe des Streukörpers zwei- bis dreimal so groß wie den Durchmesser der Eingangsfläche des Lichtleiters wähle¹.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figur erläutert: In dem mit 1 bezeichneten, geschlossenen Außengehäuse ist ein !nnengehäuse 3 angeordnet, das von dem Außengehäuse überall einen gewissen Mindestabstand aufweist. In dem Innengehäuse sind — nicht dargestellt — die den einzelnen Kanälen zugeordneten Verstärker — insbesondere logarithmische Verstärker — sowie Temperaturfühler und Temperaturregler untergebracht. Zum Innenraum gehört praktisch ajch noch ein Hohlraum 220 in einem Verbindungsstück 22, das über einem Loch in der Deckplatte 31 des Innengehäuses 3 angeordnet ist. In diesem Hohlraum sind auf einem Träger 32 sechs Fotoelemente 33 unterhalb der Ausgangsfläche 202 des Lichtleiters 2 angebracht, und zwar je drei Fotoelemente in zwei hintereinanderliegenden Reihen.

Das Außengehäuse ist im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet und weist einen zylindrischen Unterteil 12 und oben einen konischen Oberteil 11 auf, der an seiner Spitze eine öffnung für den Lichtleiter 2 aufweist; zur Abdeckung dient eine gegen das

Außengehäuse l thermisch isolierte Durchführung 13. Der Lichtleiter 2 besteht aus einem Glasstab 20 der von einem Metallrohr 21 umgeben ist, das seinerseits wärmeleitend in dem Verbindungsstück 22 steckt, das ebenfalls wärmeleitend mit der aus Metall bestehenden Deckplatte 31 des Innengehäuses 3 verbunden ist.

Über die Eingangsfläche 201 des Lichtleiters 2 ist ein rotationssymmtrischer Streukörper 4 mit abgerundeter Oberfläche gesteckt, der hierzu an seiner Unterseite eine auf den Lichtleiter passende Bohrung 41 aufweist; der Gesamtdurchmesser des Streukörpers ist daher nur geringfügig größer als der Außendurchmesser des Lichtleiters 2. Der Streukörper 4 besteht aus massivem. gleichförmig getrübtem, insbesondere; AciL' cingefärbtem, durchscheinendem Material, insbesondere aus Kunststoff.

Durch die firfindung läßt sich die Betriebstemperatur aller temperaturempfindlichen Bauelemente, insbesondere der Fotoelemente und der Verstärker im Innengehäuse 3 selbst bei extremer Veränderung der Außenbedingungen praktisch konstant halten. Durch die thermische Ankopplung des Streukörpers 4 über das Metallrohr 21 an das Innengehäuse 3 wird eine Schneeablagerung und eine Reifbildung auf dem Streukörper 4 verhindert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Photoelektrischer Meßwertgeber zur Erfassung der am Orte seiner Aufstellung herrschenden Beleuchtungsstärke mit einem Innengehäuse, in dem mindestens ein lichtelektrischer Wandler und ein Verstärker untergebracht sind, mit einem Temperaturregler zur Konstanthaltung der Temperatur im Innengehäuse und mit einem, das Innengehäuse umgebenden Außengehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß

a) das Außengehäuse (1) das Innengehäuse (3) allseits lichtdicht umschließt,

b) zur Übertragung von Licht zum Wandler (33) ein durch eine Durchführung (13) an der Oberseite des Außengehäuses (1) sowie die Wandung des Innengehäuses (3) geführter Lichtleiter (2) vorgesehen ist, und

c) auf der Lichteintriiisfiäche(2öi)des Lichtleiters (2) ein Streukörper (4) angeordnet ist.

2. Photoelektrischer Meßwertgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (2) von einem Metallrohr (21) umgeben ist, das wärmeleitend mit dem Innenjehäuse (3) verbunden ist.

3. Photoelektrischer Meßwertgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallrohr (2t) gegen die Durchführung (13) thermisch isoliert ist.

4. Photoelektrischpr Meßwertgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengehäuse (I) eine reflektierende Oberfläche hat.