DE3205066A1 - Temperature transducer - Google Patents
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- G01K7/01—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using semiconducting elements having PN junctions
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Abstract
Description
Temperaturmeßgeber Temperature sensor
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung, Überwachung und Fernübertragung der Temperaturen bzw. an betriebsmitteln im untertägigen Berg- und Tunnelbau.The invention relates to a device for determining, monitoring and remote transmission of temperatures and equipment in underground mining and tunneling.
Zur Vermeidung der Überlastung von Maschinen und Aggregaten sowie zur Überwachung der Wetter- und Gesteinstemperaturen werden im untertägigen Bergbau verschiedene Meßeinrichtungen eingesetzt. Dabei werden die Temperaturen mit bekannten Temperaturmeßeinrichtungen ermittelt und dann je nach Bedarf kontinuierlich über Schreibgeräte notiert oder in gewissen Abständen abgelesen und in Listen eingetragen. Eine derartige Überwachung ist aufwendig und hat daruber hinaus den Nachteil, daß die ermittelten Daten erst mit großem Zeitabstand einer Zentrale übermittelt und dort ausgewertet werden können. Eine Reaktion auf auftretende Temperaturschwankungen ist somit erst mit einer entsprechend großen Zeitverzögerung möglich.To avoid overloading machines and units as well are used to monitor weather and rock temperatures in underground mining various measuring devices used. The temperatures are known with Determined temperature measuring devices and then continuously depending on requirements Writing implements noted or read at certain intervals and entered in lists. Monitoring of this type is complex and, moreover, has the disadvantage that the determined data only after a long time interval Headquarters can be transmitted and evaluated there. A reaction to temperature fluctuations that occur is therefore only possible with a correspondingly long time delay.
Eine Überwachung der Temperatur ist beispielsweise im untertägigen Berg- und Tunnelbau an Getrieben, Motoren, Kühlkreisläufen, beim Gefrierschachtabteufen und an den verschiedensten Arbeitsplätzen und Betriebspunkten unter Tage bezüglich der Wettertemperatur notwendig.A monitoring of the temperature is for example in the underground Mining and tunneling on gears, engines, cooling circuits, when sinking the freezer and at various workplaces and operating points underground the weather temperature necessary.
Bekannt ist es, Halbleiter für die Temperaturüberwachung einzusetzen. Derartige Halbleiter haben die Eigenschaft, ihren Widerstand mit steigender Temperatur bzw. mit steigender Belastung bedeutend zu verringern. Mit derartigen Halbleitern werden entweder die durch die Eigenerwärmung bei Belastung oder die durch die Fremderwärmung verursachten Widerstandsänderungen zur Messung ausgenutzt. Auch bei Einsatz derartiger Halbleiter ist eine schreibende oder visuelle Überwachung der Temperaturentwicklung notwendig.It is known to use semiconductors for temperature monitoring. Such semiconductors have the property of increasing their resistance with increasing temperature or to be reduced significantly with increasing load. With such semiconductors are either those caused by self-heating under load or those caused by external heating changes in resistance caused are used for the measurement. Even when using such Semiconductor is a writing or visual monitoring of the temperature development necessary.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen für den Einsatz im untertägigen Bergbau und für die Fernübertragung von Temperaturmeßdaten geeigneten Meßgeber zu schaffen.The invention is based on the object of a for use in underground mining and suitable for remote transmission of temperature measurement data To create transducers.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein mit einer vorgegebenen Betriebsspannung gespeistes, als Temperatursensor arbeitendes Halbleiterbauelement über einen Verstärker mit einem Spannungsfrequenzwandler geschaltet ist, dessen Ausgang schlagwettergeschützt mit einer Übertragungsanlage koppelbar ist.The object is achieved according to the invention in that a with a predetermined operating voltage fed, working as a temperature sensor semiconductor component is connected via an amplifier with a voltage frequency converter whose Output can be coupled with a transmission system protected against firedamp.
Der von dem Halbleitertemperaturfühler erzeugte Spannungswert wird gemäß der Erfindung einem Verstärker zugeführt, dessen Ausgang unmittelbar an einen Präzisionsspannungsfrequenzwandler gegeben wird und der seinem am Ausgang ein Signal von 5 bis 5 Hz liefert. Diese gewonnene Ausgangsfrequenz kann jeder bergbau-üblichen Übertragungsanlage zugeführt und automatisch der Grubenwarte oder einer anderen Zentrale zugeführt werden. Damit ist es in vorteilhafter Weise möglich, alle wichtigen Anlagen und Betriebspunkte unter Tage kontinuierlich zu überwachen und bei eventuell auftretenden Temperaturgrenzüberschreitungen sofort einzugreifen. Mit dem Einsatz derartiger, zur Fernübertragung geeigneter, Temperaturmeßgeber ist somit bei erheblicher Reduzierung des personellen und maschinellen Aufwandes eine eindeutige Verbesserung der Betriebsüberwachung und der Betriebssicherheit gegeben.The voltage value generated by the semiconductor temperature sensor is according to the invention fed to an amplifier, the output of which is directly connected to a Precision voltage frequency converter is given and its output a signal supplies from 5 to 5 Hz. Anyone customary in mining can use this output frequency Transmission system fed and automatically to the mine control room or another Central to be supplied. This makes it possible in an advantageous manner to all important To continuously monitor systems and operating points underground and if necessary intervene immediately if the temperature limit is exceeded. With the commitment such, suitable for remote transmission, temperature sensor is therefore with considerable Reduction of the personnel and machine effort a clear improvement operational monitoring and operational safety.
Nach einer Ausbildung der Erfindung ist der Temperatursensor ein integrierter Halbleiter-Schaltkreis mit Serienwiderstand. Ein derartiger Sensor weist vorteilhaft kleine Baumaße auf und kann somit ohne den Lauf von Maschinen, Motoren oder sonstigen Aggregaten zu behindern eingesetzt werden.According to one embodiment of the invention, the temperature sensor is an integrated one Semiconductor circuit with series resistance. Such a sensor has advantageous small dimensions and can therefore without the running of machines, motors or other To hinder aggregates are used.
Eventuelle Herstellungstoleranzen können ohne weiteres beim Einbau des jeweiligen Sensors ausgeglichen werden, da in den Halbleiter-Schaltkreis ein externer Einstellregler geschaltet ist.Any manufacturing tolerances can easily be avoided during installation of the respective sensor are compensated because in the semiconductor circuit external adjuster is switched.
Das gewonnene Ausgangssignal ist somit normiert, d. h. beim Austausch des Sensors bei der Wartung oder bei Ausfall braucht an der Wandlerelektronik selbst eine Veränderung nicht vorgenommen zu werden.The output signal obtained is thus normalized, i. H. when exchanging of the sensor during maintenance or failure, needs on the converter electronics itself a change not to be made.
Ein für den Einsatz im Bergbau besonders geeigneter Temperaturmeßgeber ist gemäß der Erfindung darin zu sehen, daß der Temperetursensor am Boden eines Schaftrohres angeordnet ist, das mit dem abgekehrten Ende mit der Bodenplatte des den Verstärker und Spannungswandler aufnehmenden Gehäuses verbunden ist.A temperature sensor particularly suitable for use in mining is to be seen according to the invention that the temperature sensor at the The bottom of a shaft tube is arranged, the end facing away from the base plate of the housing receiving the amplifier and voltage converter.
Ein so ausgebildeter Temperaturmeßgeber mit Temperatursensor weist damit einen Temperaturfühler auf, der jeweils genau in den zu überwachenden Bereich geführt werden kann, ohne daß die Wandlerelektronik durch Temperatur und ähnliches beeinflußt werden kann. So kann ein derartiger Temperaturmeßgeber auch beispielsweise bei Untertagelokomotiven, Einschienenhängebahnanlagen oder ähnlichen Betriebsmitteln zum Einsatz kommen. Die Länge des Temperaturfühlers ist dabei praktisch unbegrenzt, wobei vorteilhaft gemäß der Erfindung der Temperatursensor über Silikonkabel mit den Bauelementen im Gehäuse verbunden ist. Eine Verlängerung des Temperaturfühlers ist dadurch erleichtert, daß das Schaftrohr aus zwei Teilen zusammensetzbar ist, die dann über einen geschützten Schraubverschluß oder bleibendem Verschluß miteinander verbunden sind.A temperature sensor designed in this way with a temperature sensor has thus a temperature sensor, which is exactly in the area to be monitored can be performed without the converter electronics by temperature and the like can be influenced. Such a temperature sensor can also, for example for underground locomotives, monorail systems or similar equipment come into use. The length of the temperature sensor is practically unlimited, wherein advantageously according to the invention, the temperature sensor via silicone cable with is connected to the components in the housing. An extension of the temperature sensor is made easier by the fact that the shaft tube can be assembled from two parts, which are then connected to one another via a protected screw cap or permanent cap are connected.
Der technische Fortschritt und die Vorteile der Erfindung sind insbesondere im einfachen Aufbau, den geringen Baumaßen und der großen Variabilität zu sehen. Der Temperaturmeßgeber kann genau dort eingesetzt werden, wo er die Temperatur am besten und genauesten überwachen kann, ohne daß die Meßdaten an dem Temperaturmeßgeber selbst abgelesen werden müssen. Vielmehr kann die Datensammlung und -auswertung an einem fernen, zentralen Ort liegen und für die gesamte Schachtanlage dort zusammengefaßt werden.The technical progress and advantages of the invention are particular to be seen in the simple structure, the small dimensions and the great variability. The temperature sensor can be used exactly where it measures the temperature can monitor best and most accurate, without the measurement data on the temperature sensor have to be read off by yourself. Rather, the data collection and evaluation lie in a distant, central location and summarized there for the entire mine will.
Die Erfindung wird anhand der Figuren in der Zeichnung nachfolgend weiter erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Übersichtsschaltbild, Fig. 2 einen Schnitt durch den Temperaturmeßgeber und Fig. 3 ein Blockschaltbild des Temperatursensors.The invention is explained below with reference to the figures in the drawing further explained. Show it: 1 shows an overview circuit diagram, FIG. 2 shows a section through the temperature sensor and FIG. 3 shows a block diagram of the Temperature sensor.
Fig. 1 zeigt in schematisierter Form ein Schaltbild mit der Anschlußbelegung des Temperaturmeßgebers. Mit 1 ist der Temperatursensor bezeichnet. Dieser ist mit der Wandlerelektronik verbunden, die ihrerseits mit dem Tonfrequenzsender 3 und Fernauskoppelgerät 4 geschaltet ist, deren Ausgang mit der Telefonleitung 5 zu verbinden ist. Die aus Tonfrequenzsender 3 und Fernauskoppelgerät 4 bestehende Übertragungsanlage entspricht den unter Tage zugelassenen und unter Tage eingesetzten Geräten.Fig. 1 shows in schematic form a circuit diagram with the pin assignment of the temperature sensor. The temperature sensor is denoted by 1. This one is with the converter electronics connected, which in turn with the audio frequency transmitter 3 and Remote decoupling device 4 is connected, the output of which is to be connected to the telephone line 5 is. The transmission system consisting of audio frequency transmitter 3 and remote decoupling device 4 corresponds to the devices approved underground and used underground.
Fig. 2 zeigt einen Temperaturmeßgeber im Schnitt, wobei der obere Teil aus dem im Gehäuse 9 angeordneten Spannungsfrequenzwandler 7 und dem Verstärker 8-besteht, und der untere Teil aus den Verbindungsleitungen und dem Temperatursensor 1.Fig. 2 shows a temperature sensor in section, the upper Part of the voltage frequency converter 7 arranged in the housing 9 and the amplifier 8-consists, and the lower part consists of the connecting lines and the temperature sensor 1.
Der Spannungsfrequenzwandler 7 und der Verstärker 8 sind auf eine Platte- 10 montiert, die wiederum auf die Bodenplatte 11 des Gehäuses 9 aufgeschraubt oder sonstwie aufmontiert ist.The voltage frequency converter 7 and the amplifier 8 are on one Plate 10 is mounted, which in turn is screwed onto the base plate 11 of the housing 9 or is otherwise mounted.
Die Bodenplatte 1 weist eine Bohrung auf, in die das Schaftrohr 12 eingeführt ist, das seinerseits aus zwei Teilen 14, 15 besteht, die beispielsweise über einen Schraubverschluß 13 miteinander verbunden werden.The base plate 1 has a bore into which the shaft tube 12 is introduced, which in turn consists of two parts 14, 15, for example be connected to one another via a screw cap 13.
Das Schaftrohr 12 dient als Schutz für das die Silikonkabel 17 aufnehmende Rohr 18, an dessen Boden 16 der Temperatursensor 1 angeordnet ist. Das Teil 15 des Schaftrohres 12 ist als Temperaturfühler 19 ausgebildet, d. h. als ein Rohr, das die Temperatur weitergibt, so daß diese insbesondere auf den Temperatursensor 1 einwirken kann. Das Rohr 18 ist am oberen Ende über ein Schraubteil 20 mit dem Schaftrohr 12 und der Bodenplatte 11 verbunden, so daß dieses Teil ohne Aufwand ausgewech-.The shaft tube 12 serves as protection for the silicone cable 17 receiving it Tube 18, at the bottom 16 of which the temperature sensor 1 is arranged. Part 15 of the Shaft tube 12 is as Temperature sensor 19 formed, d. H. as a tube that transmits the temperature, so that this in particular on the temperature sensor 1 can act. The tube 18 is at the upper end via a screw 20 with the Shaft tube 12 and the base plate 11 connected, so that this part without effort exchanged.
selt und durch ein anderes, ggfs. längeres oder kürzeres,. Rohr ausgewechselt werden kann.selt and by another, possibly longer or shorter one. Tube replaced can be.
Fig. 3 zeigt Blockschaltbild des Temperatursensors mit dem Halbleiter-Schaltkreis 23 und Einstellregler 22 und Serienwiderstand 24. Bei Anschluß an die Betriebsspannung VB liefert der integrierte Halbleiter-Schaltkreis 23 über den Serienwiderstand 24 eine Ausgangsspannung VA in Abhängigkeit von der Temperatur.Fig. 3 shows a block diagram of the temperature sensor with the semiconductor circuit 23 and adjusting regulator 22 and series resistor 24. When connected to the operating voltage VB is supplied by the integrated semiconductor circuit 23 via the series resistor 24 an output voltage VA as a function of the temperature.
Die Ausgangsspannung beträgt bei oO C 2,7316 V. Die Ausgangsspannung ändert sich temperaturabhängig, so daß beispielsweise bei 320 C die Ausgangsspannung 3,0516 V beträgt. Der Arbeitsbereich des Temperatursensors 1 erstreckt sich bei einer maximalen Nichtlinearität von 0,5 ° C zwischen -50° C und 1000 C. Der in Fig. 3 erkennbare externe Einstellregler 22 dient zum Ausgleich etwaiger Herstellungstoleranzen bezüglich der Genauigkeit der Ausgangsspannung VA, die dadurch normiert wird.The output voltage at oO C is 2.7316 V. The output voltage changes as a function of temperature, so that the output voltage at 320 C, for example 3.0516 V. The working range of the temperature sensor 1 extends at a maximum non-linearity of 0.5 ° C between -50 ° C and 1000 C. The in Fig. 3 recognizable external setting regulator 22 is used to compensate for any manufacturing tolerances with regard to the accuracy of the output voltage VA, which is thereby normalized.
1 Temperatursonsor 2 Wandlerelektronik 3 Tonfrequenzsender 4 Fernauskoppelgerät 5 Telefonleitung 7 Spannungsfrequenzwandler 8 Verstärker 9 Gehäuse 10 Platte 11 Bodenplatte 12 Schaftrohr 13 Schraubverschluß 14 Teil zu 12 15 Teil zu 12 16 Boden 17 Silikonkabel 18 Rohr 19 Temperatur fühler 20 Schraubteil 22 Einstellregler 23 Halbleiterschaltkreis 24 Serienwiderstand1 temperature sensor 2 converter electronics 3 audio frequency transmitter 4 remote decoupling device 5 Telephone line 7 Voltage to frequency converter 8 Amplifier 9 Housing 10 Plate 11 Base plate 12 shaft tube 13 screw cap 14 part for 12 15 part for 12 16 bottom 17 silicone cable 18 tube 19 temperature sensor 20 screw part 22 adjustment regulator 23 Semiconductor circuit 24 series resistance
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823205066 DE3205066A1 (en) | 1982-02-12 | 1982-02-12 | Temperature transducer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823205066 DE3205066A1 (en) | 1982-02-12 | 1982-02-12 | Temperature transducer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3205066A1 true DE3205066A1 (en) | 1983-08-25 |
Family
ID=6155573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19823205066 Ceased DE3205066A1 (en) | 1982-02-12 | 1982-02-12 | Temperature transducer |
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| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3205066A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2717261A1 (en) * | 1994-03-09 | 1995-09-15 | Datamax Electronique Sarl | Temperature detector for monitoring temperature inside nuclear fuel storage |
| CN105370319A (en) * | 2015-10-30 | 2016-03-02 | 苏州扬佛自动化设备有限公司 | Coal mine safety monitoring system |
-
1982
- 1982-02-12 DE DE19823205066 patent/DE3205066A1/en not_active Ceased
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2717261A1 (en) * | 1994-03-09 | 1995-09-15 | Datamax Electronique Sarl | Temperature detector for monitoring temperature inside nuclear fuel storage |
| CN105370319A (en) * | 2015-10-30 | 2016-03-02 | 苏州扬佛自动化设备有限公司 | Coal mine safety monitoring system |
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Legal Events
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| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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