DE2834389A1 - Temperaturfuehler - Google Patents

Description

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- 4 - 3. Aug. 1978

GRAVINER LIMITED, Buckinghamshire, England

Temperaturfühler

Die Erfindung betrifft einen Temperaturfühler zum Peststellen von überhitzung und offenem Feuer.

In gewissen Anwendungsfällen, beispielsweise im Flugverkehr, ist es erforderlich, die überhitzung und offene Feuer in einer Anzahl von verschiedenen Flächen festzustellen. Für diesen Zweck ist es bekannt, Detektoranordnungen zu verwenden, die langgestreckte Detektoren umfassen, die um eine Fläche oder Struktur oder um Punkte gelegt werden, in denen eine Überhitzung oder eventuell auftretende offene Feuer festgestellt werden sollen. Eine bekannte Ausführungsform eines derartigen Detektors besteht aus einem elektrischen Draht, dessen Widerstand sich mit der Temperatur ändert. Bei einer anderen Ausführungsform ist eine Vielzahl von elektrischen Leitern Seite an Seite angeordnet und erstreckt sich über oder rings um die zu überwachende Fläche und ist so angeordnet, daß.die elektrische Kapazität zwischen den Leitern sich mit der Temperatur ändert.

Derartige bekannte Anordnungen sind unter Umständen mit dem Nachteil behaftet, daß sie in erster Linie elektrisch arbeiten, so daß sie gegenüber einer elektrischen Interferenz von anderen Quellen, die elektrische Energie abstrahlen, empfindlich sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Temperaturfühler zu schaffen, der gegenüber eingestrahlter elektrischer Energie von anderen Strahlungsquellen unempfindlich ist.

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Diese Aufgabe wird durch einen Temperaturfühler er— findungsgemäß dadurch gelöst, daß er einen länglichen übertrager für elektromagnetische Strahlung umfaßt, dessen Kennlinie derart ist, daß die längs des Übertragers übertragene Strahlung sich mit seiner Temperatur .oder mit der Temperatur eines Teils des Übertragers ändert, und daß ein die Strahlung in ein .elektrisches Signal umsetzender Umwandler die Strahlung nach der Übertragung längs des Übertragers empfängt und ein elektrisches Signal, abhängig von den Veränderungen in der empfangenen Strahlung infolge der Temperaturanderungen erzeugt.

Die weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den Patentansprüchen 2 bis 12.

Im folgenden werden Temperaturfühler und Temperaturmeßsysteme, die derartige Temperaturfühler umfassen, anhand von in den schematischen Zeichnungen exemplarisch dargestellten Ausführungsbexspielen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 - ein Blockschaltbild eines Temperaturfühlers und den zugehörigen Stromkreis für ein Temperaturfühlsystem,

Figuren 2, 3 und 4 - Kurvenverlaufe, die mögliche Änderungen bestimmter Parameter des Fühlers und des Systems nach Figur 1 wiedergeben,

Figuren 5 und 6 - Blockschaltbilder von weiteren Temperaturfühlern mit ihren zugehörigen Stromkreisen für Temperaturfühlsysteme, und

Figur 7 - eine graphische Darstellung .von möglichen Veränderungen bestimmter Parameter dieser Sensoren und Systeme nach den Figuren 5 und 6.

Wie Figur 1 zeigt, besteht der Temperaturfühler aus einer glasfaseroptischen Anordnung bzw. einem glasfaseroptischen Kabel 10, das längs einer Linie angeordnet ist, längs der die Temperatur abgetastet werden soll. Das glasfaseroptische Kabel to ist aus einem Material hergestellt, das für die

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Übertragung von Strahlung im optischen Bereich des elektromagnetischen Spektrums geeignet ist/ wobei, der optische Bereich die Infrarot-, die sichtbare und die ultraviolette Strahlung, umfaßt, und dessen Übertragungseigenschaften, das sind die spektralen, Polarisations- oder AmplitudenÜbertragungseigenschaften, mit der Temperatur, sich ändern.. So können beispielsweise die Übertragungseigenschaften eine wesentliche Änderung mit der Temperatur erfahren, oder es kann eine Änderung bei einer spezifischen Wellenlänge oder einem Wellenlängenbereich auftreten. Solche Änderungen können abrupt auftreten oder stufenweise mit der Änderung der Temperatur sich einstellen.

Die glasfaseroptische Anordnung 10 kann aus einem Bündel von einzelnen Glasfasern oder aus einer einzelnen Glasfaser bestehen, wobei sie jedoch in jedem Fall vorteilhafterweise aus einem Material mit thermochromischen Eigenschaften besteht. Die Wahl eines geeigneten Materials hängt von dem Temperaturbereich ab, über welchen der Fühler arbeiten soll, die erwartete Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs, die Umgebungstemperatur und dergleichen. Faktoren. Beispiele für derartige Materialien umfassen Gläser, die Kadmiumsulfid, Silberbromid, gewisse Schwermetallhalogenide oder Schwermetalloxide enthalten und ebenso Uran-, Sulfid- und Selenid-Gläser, ferner Tonerde und Silika, dotiert mit Kupferoxid, Chromerde, Phosphorpentoxid, Kobaltoxid, Nickeloxid, Eisenoxide, Zeriterde und dergleichen, wobei diese Liste keineswegs den Anspruch auf Vollständigkeit in bezug auf alle möglichen und geeigneten Materialien erhebt.

Der Durchmesser des glasfaseroptischen Kabels 10 hängt von der geforderten Flexibilität ab, die natürlicherweise von der bestimmten Anwendung abhängt und davon, wieviele Biegungen und Kurven vorhanden sind; wobei es selbstverständlich ist, daß ein glasfaseroptisches Kabel mit dünnerem Durchmesser aus einem bestimmten Material einen kleineren minimalen Biegungsradius besitzt als ein glasfas.eroptisch.es

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Kabel größeren Durchmessers- Der Durchmesser kann ebenso auch die Weiterleitungsexgenschaften für die Strahlung der Glasfaser beeinflussen.

Wenn das glasfaseroptische Kabel aus einer einzigen Glasfaser besteht, so ergibt ein Bruch den Totalverlust an Lichtübertragungsmöglichkeiten/.falls nicht die Bruchfläche dazu verwandt wird, die Strahlung längs ihres Pfades zurück zu einem Empfänger zu reflektieren, der neben dem Strahlungs— emitter angeordnet ist.

Falls das glasfaseroptische Kabel 10 eine Vielzahl von Glasfasern umfaßt, so kann das Beschichten jeder Glasfaser mit einem dielektrischen Material.von niedrigerem Brechungsindex, als der der Glasfaser für .die übertragene Licht— wellenlänge die Übertragungsverluste der einzelnen Glasfaser verhindern oder reduzieren. Das glasfaseroptische Kabel kann · mit einer Schutzhülle versehen sein.

Wie in Figur 1 zu erkennen ist, ist das glasfaseroptische Kabel mit einer Strahlungsquelle 12 verbunden, die von einer Stromquelle 14 versorgt wird. Die Strahlungsquelle 12' kann eine lichtemittierende Diode, eine Glühfadenlampe, eine Entladungsröhre oder jeder sonstige geeignete Emitter für die Erzeugung einer Strahlung in dem entsprechenden Teil des elektromagnetischen.Spektrums sein. Die Strahlungsquelle 12 ist optisch mit dem Ende der glasfaseroptischen Anordnung 10 durch ein geeignetes, nicht dargestelltes optisches Verbindungsstück verbunden, und dieses Ende der glasfaseroptischen Anordnung ist bevorzugt poliert.

Am anderen Ende, das gleichfalls poliert ist, des glasfaseroptischen Kabels 10 befindet sich ein Strahlungsempfänger 16. Dieser umfaßt eine Einrichtung, die geeignet ist für die längs des Kabels 10 übertragene Strahlung bestimmter Wellenlänge eine oder mehrere Eigenschaften der Strahlung, beispielsweise spektrale und/oder Amplitudenänderungen, in

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elektrische Signale umzusetzen. Derartige Empfangseinrichtungen können Fotowiderstände, fotoelektrische Elemente oder Fototransistoren umfassen.

Der Ausgang des Empfängers 16 wird nach geeigneter Verstärkung, falls dies erforderlich ist, einer Signal-Abtastschalturig 18 zugeleitet. Die Abtastschaltung 18 kann einen Stromkreis für den Vergleich des elektrischen Ausgangs des Empfängers 16 mit einer vorgegebenen Referenz- oder mehreren Referenzspannungen enthalten.

Die Signal-Abtastschaltung 18 steuert eine Alarmoder Meßeinheit bzw. -system 20. Beispielsweise kann die Einheit oder das System 20 eine Warnschaltung für die Erzeugung einer Anzeige umfassen/ wenn ihr Eingangssignal anzeigt, daß die Temperatur des glasfaseroptischen Kabels .10 oder eines Teils des Kabels 10 einen oder mehrere vorgegebene Grenzwerte überschritten hat. Es ist auch möglich/ daß die Einheit oder das System 20 eine geeignete Meßschaltung für die Erzeugung einer Anzeige enthält/ die mit der Temperatur des glasfaseroptischen Kabels 10 oder eines Teils des Kabels tO sich ändert.

Der Empfänger 16 kann mit einem geeigneten optischen Filter kombiniert sein_# um beispielsweise einen Bandpaßeffekt oder einen scharfen Einschnitt oder eine abrupte Änderung in den Strahlungsübertragungseigenschaften bei einer ausgewählten Temperatur des Kabels 10 zu erhalten.

Die Strahlungsquelle 12 kann Elemente umfassen, die zwei oder mehrere spezifische Wellenlängenbereiche emittieren/ die in Kombination mit dem Empfänger 16 entweder für ein breites Band, das beide Bereiche umfaßt, oder gerade nur für die spezifischen Bereiche empfindlich sind/ wodurch'eine leichtere Feststellung von Temperaturänderungen ermöglicht wird/ die das Gleichgewicht zwischen.den beiden Bereichen verändern.

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Da die Übertragungseigenschaften des glasfaseroptischen Kabels 1Ö durch die Länge des Kabels, das einer erhöhten Temperatur ausgesetzt ist, ebenso beeinflußt werden wie durch die tatsächliche Temperatur, kann die Signalanalyse, die durch die Abtastschaltung 18 ausgeführt wird, komplex · werden.

So kann eine bestimmte Änderung im Brechungsindex des glasfaseroptischen Materials mit der Temperatur auftreten, die durch eine Änderung in den Absorptionseigenschaften des glasfaseroptischen Materials begleitet ist. Änderungen des Brechungsindex ändern die Richtung, In der die Strahlung sich ausbreitet und somit den Reflexionswinkel an den Wänden der Glasfaseroptik, woraus sich eine geänderte optische Weglänge ergibt und eine daraus folgende Änderung in der Strahlungsintensität, die auf den Empfänger am Ende der Glasfaseroptik auftrifft. Es ist möglich, für die Glasfaseroptik ein Material auszuwählen, das einer wesentlichen Änderung im Brechungsindex mit der Temperatur unterliegt, so daß eine erhebliche Änderung in der Strahlungsintensität auftritt, die auf den Empfänger auffällt, und die daher dafür benutzt werden kann, um die Temperaturänderung festzustellen.

Figur 2 zeigt in Kuryen A und B, wie sich beispielsweise die Lichtübertragungseigenschaften einer bestimmten Glasfaseroptik mit der Wellenlänge des übertragenen Lichtes bei unterschiedlichen Temperaturen ändern. In Kurve A sind solche Änderungen der Glasfaseroptik bei Umgebungstemperatur dargestellt. Die Kurve B zeigt die Änderungen, wenn die Glasfaseroptik einer erhöhten Temperatur von beispielsweise 200⁰C ausgesetzt ist. Die Kurve C gibt eine angenommene Empfindlichkeits-/Wellenlängenkennlinie für eine geeignete Lichtquelle 12 wieder. Die Kurve D zeigt eine mögliche Empfindlichkeits-/. Wellenlängenkennlinie für einen Lichtempfänger und eine Filterkombination .

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Figur 3 entspricht im wesentlichen Figur 2, zeigt jedoch den Effekt, wenn das glasfaseroptische Material von der Art ist, daß eine erhöhte Temperatur (Kurve B) einen Abfall in der übertragenen Strahlung eines bestimmten Wellenlängenbereichs erzeugt im Vergleich zu der übertragung bei Umgebungstemperatur (Kurve A) . In Fig.j.3gibt die Kurve D die Empfindlichkeits-ZWellenlängencharakteristik für einen Empfänger und eine Filterkombination wieder, die zwei Strahlungsempfänger umfaßt, von denen einer eine Minimalempfindlichkeit im Punkt X besitzt, in welchem die Kurve B ein Maximum aufweist und der andere Empfänger eine Maximalempfindlichkeit im Punkt Y zeigt, in welchem die Kurve B ein Minimum hat. Durch Vergleich der Ausgänge der beiden Empfänger kann eine gesteigerte Empfindlichkeit für die Feststellung der Temperatur entsprechend der Kurve B erhalten werden.

Figur 4 entspricht der Figur 2, zeigt jedoch den Fall, in welchem der Effekt des glasfaseroptischen Materials derart ist, daß eine erhöhte Temperatur (Kurve B) einen erheblichen Abfall in der übertragenen Strahlung im Vergleich mit der bei niedriger Temperatur (Kurve A) übertragenen Strahlung erzeugt.

Durch das Auftragen derartiger Kurven für eine Vielzahl von verschiedenen Materialien, Lichtquellen und Lichtempfängern und Filtern ist es möglich, eine derartige Kombination auszuwählen, die einen scharfen Einschnitt in den Lichtübertragungseigenschaften des glasfaseroptischen Kabels 10 bei einer bestimmten Temperatur ergibt, so daß die Gesamtempfindlichkeit des Systems gesteigert werden kann und dieses insbesondere für die Feuerüberwachung geeignet wird.

Durch die Auswahl eines geeigneten Materials für das glasfaseroptische Kabel kann es ermöglicht werden, den Empfänger 16 wegzulassen und eine Spektral- oder Amplitudenänderung zu erhalten, in Abhängigkeit von der Temperatur, die für einen Beobachter direkt als eine Anzeige einer Temperaturänderung sichtbar ist.

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Anstelle von Glasfasern können andere längliche Übertrager elektromagnetischer Strahlung verwendet werden, beispielsweise eine mit einem geeigneten; Fluid (Flüssigkeit oder Gas) gefüllte Röhre. Derartige Fluids können die Eigenschaften der elektromagnetischen Strahlung in Abhängigkeit von der Temperatur abändern, und zwar, auf vielerlei Arten, wie dies voranstehend erörtert wurde, beispielsweise infolge einer Änderung in ihren spektralen oder Amplitudenübertragungseigenschaften, die auch eine Änderung im Brechungsindex einschließen.

Bei einer weiteren Abwandlung kann das glasfaseroptische Material oder das Material.von anderen länglichen Übertragern für die elektromagnetische. Strahlung, von der Art sein, daß es die Polarisationsebene der: Strahlung uni einen Betrag dreht, der von der Temperaturänderung abhängt, wodurch es möglich wird, die Temperaturänderung festzustellen oder zu messen. Beispielsweise kann bei dem Einsatz eines derartigen Materials ein Polarisationsfilter am Ende.des länglichen Übertragers, unmittelbar vor dem Strahlungsempfänger angeordnet werden und so in bezug.auf das Glasfasermaterial oder einem sonstigen Übertrager und auf die Polarisationsebene der Strahlung orientiert sein, daß die durch den Filter.hindurchtretende . Strahlung ein Maximum bei der festzustellenden Temperatur besitzt. Jedoch sind auch andere Anordnungen möglich.

Die in den Figuren 5 und 6 gezeigten Aüsführungsbeispiele unterscheiden sich von demjenigen in Figur 1 in der Weise, daß die Strahlungsquelle .12 weggelassen ist. In den Fällen der Figuren 5 und 6 ist die glasfaseroptische Anordnung 10 rings um die zu beobachtende Fläche gelegt und derart angeordnet, daß sie auf die erhöhte Temperatur, beispielsweise infolge eines Feuers, selbst anspricht und eine Strahlung emittiert, die dann in einer noch näher zu beschreibenden Art und Weise durch einen geeigneten.Empfänger 30 empfangen wird, der an einem Ende der glasfaseroptischen Anord-

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nung tO angeordnet ist. Die glasfaseroptische Anordnung 10 kann auf diese Weise eine erhebliche Temperaturänderung feststellen, die über einen wesentlichen Teil ihrer Länge, beispielsweise 3m, auftritt oder kann größere Temperatur feststellen, die über einen kurzen Bereich ihrer Gesamtlänge aufscheinen -

Bei dem in Figur 5 dargestellten System wird d.ie ein einem Ende der Glasfaseroptik 10 infolge einer erhöhten. Temperatur emittierte Strahlung einer Modulation mit Hilfe eines Modulators 32 ausgesetzt. Der Modulator 32 kann von jeder geeigneten Bauform sein. Beispielsweise kann es sich um einen mechanischen Modulator.handeln, wie eine mechanisch betätigte Blende, die.zwischen dem Ende der Glasfaseroptik 10 und dem Empfänger 30 eingeschaltet ist. Eine andere mögliche Ausführungsform, eines mechanischen Modulators kann aus einer piezoelektrischen Einrichtung bestehen, die mechanisch mit dem Ende der Glasfaseroptik 10 verbunden ist und elektrisch so erregt wird, daß sie bei ihrer Resonanzfrequenz schwingt und dadurch die von der Glasfaseroptik emittierte Strahlung einer Modulation aussetzt. Anstelle dieser erwähnten Modulatoren ist auch ein Modulator 32 verwendbar, der eine elektrooptische Modulationseinrichtung enthält, oder jede geeignete Anordnung, die Strahlung bei den relevanten Wellenlängen überträgt und die übertragene Strahlung entsprechend eines an die Einrichtung angelegten elektrischen Signals moduliert.

Der Empfänger 30 spricht auf die modulierte Strahlung, die über dem Modulator 32 empfangen wurde, an, indem, er ein entsprechendes elektrisches Signal erzeugt, das dann durch einen Verstärker 34 verstärkt wird. Der Verstärker 34 ist auf die Modulationsfrequenz abgestimmt und auf diese Weise werden Signaländerungen infolge Driftens und Rauschens gesperrt.

Das verstärkte Ausgangssignal des Verstärkers 34 wird mit einem vorgegebenen Schwellwertpegel in einer Schwell-

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wert-Einrichtung 36 verglichen, die eine Alarmeinheit 38 in dem Fall auslöst, wenn die festgestellte Strahlung einen vorgegebenen Pegel entsprechend einer vorgegebenen Schwellwerttemperatur der Glasfaseroptik TO überschreitet.

Bei dem System nach Figur 6 wird die durch die Glasfaseroptik 10 emittierte Strahlung direkt dem Empfänger 30 in einem nicht modulierten Zustand zugeleitet. Wie zuvor beschrieben wurde, erzeugt der Detektor ein entsprechendes elektrisches Ausgangssignal und dieses wird einem Gleichstrom-Verstärker 40 zugeleitet. Der Verstärker hat eine.negative Rückkopplungsschleife über einer Schaltung 42 mit kleinem Übertragungsverhältnis, deren Wirkungsweise derart ist, daß sie den Eingang des Verstärkers in einem Sinne und um einen Betrag so ändert, daß das Ausgangssignal des Verstärkers konstant gehalten und durch langsame Änderungen seines Eingangssignals unbeeinflußt bleibt. Auf diese Weise werden. Änderungen infolge von Driften oder ähnlichen Ursachen eliminiert.

Wenn jedoch eine relativ plötzliche Änderung in der durch die glasfaseroptische Anordnung 10 emittierten Strahlung und in dem durch den Empfänger 30 deswegen weitergeleiteten Signals auftritt, beispielsweise als ein Ergebnis eines Feuerausbruchs, ist die Schaltung 42 mit der langsamen Ansprech-Charakteristik nicht imstande, entsprechend rasch darauf anzusprechen, um die sich ergebende Änderung im Verstärkerausgang auszugleichen und diese wird durch die Schwellwert-Einrichtung 36 empfangen und mit einem vorgegebenen Schwellwertpegel verglichen. Falls der Verstärkerausgang diesen Schwellwertpegel überschreitet, wird die Alarmeinheit eingeschaltet.

Wie schon erwähnt, kann die Glasfaseroptik 10 für . die in den Figuren 5 und 6 gezeigten Systeme aus jedem geeigneten Material bestehen. Beispielsweise kann sie aus hochschmelzenden, Strahlungsübertragenden Materialien wie Silika oder Silika-Germaniumoxid-Binärglas oder Germaniumoxid diffundiert in Silika, bestehen, um eine abgestufte Änderung im

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Brechungsindex zu erhalten, oder aus Tonerde, Magnesia oder Beryllerde, oder Mischungen dieser Materialien.oder Mischungen dieser Materialien mit Silika. Derartige Materialien sind für die Feststellung von Temperaturen bis in den Bereich von 1100⁰C geeignet.

Für niedrigere Temperaturen können Borsilikat oder andere Gläser als Material für die Glasfaseroptik 10 verwendet werden.

Die Glasfaseroptik 10 kann röhrenförmigen oder vollen Querschnitt besitzen. Beispielsweise kann sie eine Vielzahl von stabähnlichen Fasern oder eine Vielzahl von röhrenähnlichen Fasern umfassen, wobei jede Faser beispielsweise einen Durchmesser in der Größenordnung von 125 μΐη besitzen kann. Eine praktische Anordnung verwendet sieben röhrenförmige Fasern. Ein anderes Ausführungsbeispiel wurde unter Verwendung von vierzig stabähnlichen Fasern konstruiert.

Aus Schutzgründen kann die Glasfaseroptik 10 in einer röhrenförmigen Hülle aus rostfreiem Stahl eingeschlossen sein, die einen Außendurchmesser von beispielsweise 3 mm besitzt. Stattdessen oder auch zusätzlich hierzu kann jede Glasfaser einen metallischen überzug aufweisen.

Der Empfänger 30 in den Systemen nach den Figuren 5 und 6 kann jede geeignete Form besitzen. Beispielsweise kann er einen bleiselenid-fotoelektrischen Detektor umfassen. Andere Ausführungsformen geeigneter Detektoren sind fotoelektrische Detektoren auf Silikon- und Bleisulfidbasis. Ebenso können pyroelektrische Detektoren oder Thermosäulen als Detektoren verwendet werden.

In Figur 7 ist in den Kurven A, B, C und D dargestellt, wie sich die am Ende einer Glasfaseroptik 10 aus Silika, die in der Anordnung nach Figur 5 oder 6 eingesetzt ist, die emittierte Strahlung mit der Temperatur ändert. Die

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Kurve A zeigt/ wie sich die emittierte Strahlung mit der Temperatur ändert, wenn die Strahlung über alle Wellenlängen gemessen wird. Die Kurve B gibt die Änderung der Strahlung mit der Temperatur wieder,.wenn nur die Strahlung mit einer Wellenlänge unter 4 μ betrachtet wird. Die Kurve C zeigt die Änderung der Strahlung mit einer Wellenlänge kleiner als 2,5 μ mit der Temperatur. Zuletzt ist noch in Kurve D die Änderung der Strahlung mit der Temperatur für eine Wellenlänge unterhalb von 1 μ dargestellt.

Für Vergleichszwecke zeigen die Kurven D, E, F und G die entsprechenden Erfassungskurven für einen Bleisulfid (Kurve E), einen Bleiselenid (Kurve F) und einen pyroelektrischen Detektor oder eine Thermosäule als Detektor (Kurve G) in Abhängigkeit von der Temperaturänderung zusammen mit der entsprechenden Kurve für einen Silikondetektor (Kurve D) und geben relative Maßeinheiten für die Detektorempfindlichkeiten in bezug auf die am Ende der.Glasfaseroptik emittierten Strahlung als Funktion der Temperatur der Glasfaseroptik-an. Die Vertikalachse ist logarithmisch unterteilt.

Falls es erwünscht ist, kann die von dem Ende der Glasfaseroptik 10 emittierte Strahlung bei jeder der beschriebenen Ausführungsformen mittels einer.weiteren Glasfaseroptik, deren Kennlinien derart, sind, daß sie im wesentlichen durch die Temperaturen unbeeinflußt bleiben, auf die die Glasfaseroptik 10 anspricht, zu einer Fernstelle übertragen werden., an der der Strahlungsempfänger und die restliche Schaltung plaziert ist und die sich in einer weniger gefährdeten Umgebung befindet.

Verschiedene Faktoren bestimmen die Auswahl des Materials für das glasfaseroptische Kabel 10, zusätzlich zu den voranstehend erwähnten Faktoren. Beispielsweise ist es von Vorteil, wenn der thermische Effekt auf die optischen übertragungseigenschaften des glasfaseroptischen Kabels 10 reversibel ist, um zu ermöglichen, daß der Temperaturfühler

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neuerlich verwendet werden kann, obgleich dies nicht unbedingt erforderlich ist. Falls die Eigenschaften reversibel sind, dann sollten sie üblicherweise mit minimaler Hysteresis umkehrbar sein.

ι Das Material für das glasfaseroptische Kabel 10 sollte des weiteren so ausgewählt werden in bezug auf die zu erwartende Betriebstemperatur, daß diese die optischen und mechanischen Eigenschaften nicht nachteilig beeinflußt.

Das Material des glasfaseroptischen Kabels 10 sollte vorteilhafterweise einem hohen thermischen Schock widerstehen und das Material und jede äußere Schutzhülle sollten ähnliche Temperaturausdehnungskoeffizienten besitzen, um eventuelle Zerstörungen einer der beiden Materialien zu vermeiden.

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Claims (9)

Patentanwalt» OQO/ ο ο α Dr.-lng. Wilhelm Beichel * 8 « 4 B ¥ Bipi.-Ing. Wöiigang McM _ , „ Frankfurt a. M. 1 13 3. Aug. 1978 GRAVTNER LIMITED, Buckinghamshire, England Patentansprüche

1. Temperaturfühler zum Feststellen von Überhitzung und offenem Feuer,

dadurch gekennzeichnet, daß er einen länglichen übertrager (10) für elektromagnetische Strahlung umfaßt, dessen Kennlinie derart ist, daß die längs des Übertragers übertragene Strahlung sich mit seiner Temperatur oder mit der Temperatur eines Teils des Übertragers ändert, und daß ein die Strahlung in ein elektrisches Signal umsetzender umwandler (16, 30) die Strahlung nach der Übertragung längs des Übertragers .(10) empfängt und ein elektrisches Signal, abhängig von den. Veränderungen in der empfangenen Strahlung infolge der Temperaturänderungen erzeugt.

2. Temperaturfühler nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der übertrager eine glasfaseroptische Anordnung (10) enthält.

3. Temperaturfühler nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die glasfaseroptische Anordnung (10) geeignet ist, den optischen Anteil des elektromagnetischen Spektrums zu übertragen, so daß längs der Anordnung (10) die optische Strahlung sich fortpflanzt, die als Ergebnis und in Abhängigkeit von dem Wert einer ansteigenden Temperatur in der Anordnung oder unmittelbar benachbart dazu in zumindest einem Teil der glasfaseroptischen Anordnung (10) auftritt.

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4. Temperaturfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die glasfaseroptische Anordnung (10) geeignet ist, den optischen Anteil des elektromagnetischen Spektrums zu übertragen, und daß eine Strahlungsquelle (7 2) in Gestalt einer lichtemittierenden Diode vorgesehen ist, die die optische Strahlung an einem der Enden der glasfaseroptischen Anordnung (10) in diese einleitet.

5. Temperaturfühler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Modulator (32) die optische Strahlung bei einer vorgegebenen Frequenz moduliert,- bevor sie von dem Umwandler (30) erfaßt wird, wodurch das elektrische Signal dementsprechend auch moduliert ist, und daß eine Filterschaltung jedes elektrische Signal sperrt, das eine von der vorgegebenen Frequenz wesentlich abweichende Frequenz aufweist.

6. Temperaturfühler nach jedem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dämpfungsglied (42) die langsamen Änderungen in der Größe des elektrischen Signals im Vergleich zu den schnellen Änderungen dämpft.

7. Temperaturfühler nach jedem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die glasfaseroptische Anordnung (10) eine einzige Glasfaser oder ein Bündel von Glasfasern umfaßt und daß die oder jede Glasfaser röhrchenförmig oder stabförmig ausgebildet ist

8. Temperaturfühler nach jedem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der glasfaseroptischen Anordnung (10) thermochromisch ist.

9. Temperaturfühler nach jedem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

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daß das Material der glasfaseroptischen Anordnung (10) Silika enthält.

tO. Temperaturfühler nach jedem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Material, der glasfaseroptischen Anordnung .(TO-) Silika und Germaniumoxid enthält.

lt.· Temperaturfühler nach jedem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch g e k e η η ζ. e i c h η e t _T daß das Material der glasfaseroptischen Anordnung (10) Borsilikatglas ■ enthält .

12» Temperaturfühler nach jedem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekenn z. eichnet, daß das Material der glasfaseroptischen Anordnung .(10). Tonerde, Magnesia.oder Beryllerde oder Mischungen dieser Materialien allein oder mit Silika enthält.

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