DE3329821A1 - Detector for determining water vapour concentration - Google Patents

Detector for determining water vapour concentration

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Josef L. Dr.Rer.Nat. Jostan
Anton 7900 Ulm Knoll
Anita 7906 Blaustein Marten
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Abstract

The invention relates to a detector for determining water vapour concentration, particularly for measuring the relative humidity of the air in domestic appliances, e.g. clothes dryers. The detector contains as an essential component an optical fibre bundle which is severed at a measurement point in such a way that the water vapour concentration to be measured can reach the end faces produced.

Description

Beschreibungdescription

Detektor zur Bestimmung einer Dampfkonzentration Die Erfindung betrifft einen Detektor zur Bestimmung einer Dampfkonzentration nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs t.Detector for determining a vapor concentration The invention relates to a detector for determining a vapor concentration according to the preamble of Claim t.

Ein derartiger Detektor ist bekannt aus der DE-OS 32 32 059. Bei dem dort angegebenen Detektor wird eine optische Glasfaser mit einem Kern und einem Mantel benutzt. Im Bereich der eigentlichen Meßstelle ist der Mantel entfernt, so daß dort aus der Glasfaser Licht ausgekoppelt werden kann. Dieses ist abhängig von dem Brechungsindex der Umgebung der Meßstelle. Ist die Umgebung, z.B. Luft, mit Verunreinigungen und/oder Schadstoffen belastet, so ändert sich der Brechungsindex und als Folge davon das in der Glasfaser transmittierte Licht, das gemessen wird und aus dem die Konzentration der Verunreinigungen und/oder Schadstoffe berechenbar ist. Zum Schutz des freiliegenden Kerns der Glasfaser ist die Meßstelle mit einem Gehäuse umgeben, das eine Verbindungsöffnung zur Umgebung besitzt.Such a detector is known from DE-OS 32 32 059. In the There specified detector is an optical fiber with a core and a Coat used. The jacket has been removed in the area of the actual measuring point, see above that there light can be coupled out of the glass fiber. This is dependent on the refractive index of the area around the measuring point. Is the environment, e.g. air, with Contaminants and / or pollutants loaded, the refractive index changes and as As a result, the light transmitted in the glass fiber that is measured and from which the concentration of impurities and / or pollutants is predictable. The measuring point is used to protect the exposed core of the glass fiber surrounded by a housing which has a connection opening to the environment.

Ein derartiger Detektor ist in nachteiliger Weise störanfällig, denn bei starken mechanischen Beschleunigungen und/oder bei einer Reinigung des Detektors ist es möglich, daß die lediglich aus dem Kern bestehende Glasfaser zerstört wird.Such a detector is disadvantageously prone to failure because with strong mechanical accelerations and / or when cleaning the detector it is possible that the glass fiber consisting only of the core is destroyed.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen gattungsgemäßen Detektor anzugeben, der kostengünstig herstellbar ist, der mechanisch robust ist und der insbesondere in Haushaltsgeräten, z.B. Wäschetrocknern, einsetzbar ist.The object of the invention is therefore to provide a detector of the generic type specify which can be produced inexpensively, which is mechanically robust and which can be used in particular in household appliances, e.g. tumble dryers.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale. Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.This object is achieved by the characterizing part of the claim 1 specified features. Refinements and developments are the subclaims removable.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf amine schematische Zeichnung näher erläutert.The invention is illustrated below using an exemplary embodiment explained in more detail with reference to amine schematic drawing.

Die Figur zeigt einen Detektor, der insbesondere zur Messung der relativen Luftfeuchte einsetzbar ist, z.B. in einem Wäschetrockner. Der Detektor enthält einen Lichtweg, bestehend aus einer Lichtquelle 10, z.B. einer lichtemittierenden Diode (LED), einer optischen Faser 20 sowie einem Lichtempfänger 30, z.B. einer Fotodiode oder einem Fototransistor. Die optische Faser 20 besitzt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Unterbrechung 50, die als Meßstelle 40 ausgebildet ist. Zumindest im Bereich der Meßstelle 40 ist die optische Faser 20 als Faserbündel 60 ausgebildet, das aus einer Vielzahl von optischen Einzelfasern besteht. Beispielsweise besteht das Faserbündel 60 aus ungefähr tausend optischen Alkalibleisilicatglas-Fasern, die jeweils einen Durchmesser von ungefähr O,lmm besitzen und die entlang eines Durchmessers im wesentlichen den gleichen optischen Brechungsindex besitzen. Die einzelnen Fasern sind unlackiert, d.h., es ist kein Kunststoffmantel vorhanden. Das Faserbündel 60 wird durch einen schraffiert dargestellten Kunststoffschlauch derart zusammengehalten, daß sich die Einzelfasern entlang ihrer Mantellinien berühren. Ein derartiges Faserbündel 60 wird im wesentlichen senkrecht zu seiner Längsachse durchgetrennt, so daß eine Lichtaustrittsfläche 51 und eine Lichteintrittsfläche 52 entsteht. Diese beiden Flächen werden in axialer Richtung auf einen Abstand von ungefähr 10 mm entfernt. Eine derartige Unterbrechung des Licht wegs bewirkt, daß lediglich ein Bruchteil des von der Lichtquelle 10 ausgesandten Lichts an den Lichtempfänger 30 gelangt. Wird nun die Meßstelle 40 und damit die Lichtein- und Lichtaustrittsflächen 51,52 einer sich ändernden Luftfeuchte ausgesetzt, so ändert sich der Bruchteil des transmittierten Lichts. Am Lichtempfänger 30 ist eine Änderung der Lichtintensität meßbar, die von der zu messenden Luftfeuchte abhängig ist. Mit Hilfe einer entsprechenden Eichkurve ist ein derartiger Detektor geeignet, um z.B. die relative Luftfeuchte in einem weiten Bereich, z.B. O % bis 98 46 zu messen. Das elektrische Ausgangssignal ist in einer nicht dargestellten Auswerteeinheit, z.B. einem sogenannten Mikroprozessor, auswertbar und für Steuer- und/oder Regeleinrichtungen einsetzbar.The figure shows a detector that is used in particular to measure the relative Humidity can be used, e.g. in a tumble dryer. The detector contains one Light path, consisting of a light source 10, e.g. a light emitting one Diode (LED), an optical fiber 20 and a light receiver 30, e.g. Photodiode or a phototransistor. The optical fiber 20 has in the illustrated Embodiment an interruption 50, which is designed as a measuring point 40. At least in the area of the measuring point 40, the optical fiber 20 is a fiber bundle 60 formed, which consists of a plurality of individual optical fibers. For example the fiber bundle 60 consists of approximately one thousand alkali disilicate glass optical fibers, each having a diameter of about 0.1 mm and along one Diameter have essentially the same optical refractive index. the individual fibers are unpainted, i.e. there is no plastic coating. The fiber bundle 60 is passed through a plastic tube shown hatched held together in such a way that the individual fibers touch along their surface lines. Such a fiber bundle 60 becomes substantially perpendicular to its longitudinal axis severed so that a light exit surface 51 and a light entry surface 52 is created. These two surfaces are in the axial direction at a distance of about 10 mm away. Such an interruption of the light path causes only a fraction of the light emitted by the light source 10 to the light receiver 30 arrives. Now becomes the measuring point 40 and thus the light entry and light exit surfaces 51,52 exposed to changing humidity, the fraction changes of the transmitted light. There is a change in the light intensity at the light receiver 30 measurable, which depends on the humidity to be measured. With the help of an appropriate Such a detector is suitable for calibration curve e.g. the relative Measure humidity in a wide range, e.g. 0% to 98 46. The electric The output signal is in an evaluation unit (not shown), e.g. a so-called Microprocessor, evaluable and usable for control and / or regulating devices.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt sondern sinngemäß auf weitere anwendbar. Beispielsweise ist es möglich, die Lichtquelle und/oder den Lichtempfänger zunächst an eine einzige optische Faser anzukoppeln und diese lediglich an der Meßstelle als Faserbündel auszubilden. Außerdem ist es möglich, die Lichtaustrittsfläche bzw. die Lichteintrittsfläche unmittelbar als Lichtquelle bzw. Lichtempfänger auszubilden.The invention is not restricted to the exemplary embodiment described but can be used analogously for others. For example, it is possible to use the light source and / or to initially couple the light receiver to a single optical fiber and to train them only as a fiber bundle at the measuring point. Besides, it is possible, the light exit surface or the light entry surface directly as Form light source or light receiver.

Claims (4)

Patentansprüche .Claims. Detektor zur Bestimmung einer Dampfkonzentration, bestehend aus einem Lichtweg, der aus einer optischen Hintereinanderkopplung einer Lichtquelle, mindestens einer optischen Faser sowie einem Lichtempfänger besteht, und einer Meßstelle, die im Bereich des Lichtweges liegt, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Lichtweges mindestens eine als Meßstelle (40) ausgebildete Unterbrechung (50) vorhanden ist mit einer Lichtaustrittsfläche (51) und einer Lichteintrittsfläche (52) und daß die Lichtaustrittsfläche (51) und/oder die Lichteintrittsfläche (52) als Stirnfläche der optischen Faser (20) ausgebildet sind.Detector for determining a vapor concentration, consisting of a Light path consisting of an optical series coupling of a light source, at least an optical fiber and a light receiver, and a measuring point that lies in the area of the light path, characterized in that within the light path at least one interruption (50) designed as a measuring point (40) is present with a light exit surface (51) and a light entry surface (52) and that the light exit surface (51) and / or the light entry surface (52) as an end face the optical fiber (20) are formed. 2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Faser (20) zumindest im Bereich der Meßstelle (40) als optisches Faserbündel (60) ausgebildet ist.2. Detector according to claim 1, characterized in that the optical Fiber (20) at least in the area of the measuring point (40) as an optical fiber bundle (60) is trained. 3. Detektor nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Meßstelle (40) von Luft umgeben ist, in der zu messende Feuchtigkeit enthalten ist.3. Detector according to claim 1 or claim 2, characterized in that that at least the measuring point (40) is surrounded by air, in the moisture to be measured is included. 4. Detektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Faser (20) zumindest im Bereich der Meßstelle (40) als optisches Faserbündel (60) ausgebildet ist, das sich berührende Alkalibleisilicatglas-Fasern enthält, die entlang ihres'Durchmessers im wesentlichen denselben Brechungsindex besitzen.4. Detector according to one of the preceding claims, characterized in that that the optical fiber (20) at least in the area of the measuring point (40) as optical Fiber bundle (60) is formed, the touching alkali silicate glass fibers contains, which along their 'diameter essentially the same refractive index own.
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