DE3854331T2 - Eisnachweisschaltung. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Eisdetektorschal tung zur Erfassung einer Eisablagerung auf einer Erfassungsoberfläche des Eisdetektorfühlers aus einer sich relativ zu diesem bewegenden Luftmasse.
• Die Veröffentlichung der IEEE 1982 National Aerospace and Electronics Conference, NAECON 1982, Dayton, 18. - 20. Mai 1982, Band 1, Seiten 100 - 104, IEEE, New York, US; B. Schwartz et al: "Design of an aircraft ice detector using microcomputer electronics to enhance system availability" offenbart einen Eisdetektor, der ein Erfassungselement mit einem mechanisch schwingenden Fühler aufweist. Wenn sich auf dem Erfassungsfühler Eis ablagert, verringert sich die Eigenfrequenz des Fühlers aufgrund der zusätzlichen Masse.
• Das US-Patent 4,327,286 offenbart einen Eisdetektor, der mit Kühl- und Heizelementen versehene Erfassungsoberflächen aufweist. Bei einem Dauerbetrieb werden die Heizelemente und die Kühlelemente ständig betrieben, wodurch zwischen Eis und Wasser eine optisch erfaßte Grenzschicht ausgebildet wird. Die Kühlleistung wird so eingestellt, daß die Grenzschicht auf derselben Stelle bleibt. Die Änderungen der verbrauchten Kühl leistung werden zur Vorhersage der Eisbildungsgeschwindigkeit verwendet. Bei einer intermittierenden Betriebsart werden zwei Erfassungsoberflächen zur künstlichen Erzeugung von Eis gekühlt. Die zur Bildung derselben Eisstärke auf den beiden Erfassungsoberflächen benötigte Zeit wird gemessen. Indem auch die Temperatur der Außenhaut des Luftfahrzeugs gemessen wird, wird eine Extrapolation der Eisbildungsgeschwindigkeit auf der Außenhaut des Luftfahrzeugs bestimmt.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Eisdetektorschaltung zur Erfassung einer Eisablagerung auf einer Erfassungsoberfläche eines Eisdetektorfühlers aus einer sich relativ zu diesem bewegenden Luftmasse vorgesehen, wobei der Fühler eine Heizvorrichtung zum Erwärmen der Erfassungsoberfläche und eine Erfassungsvorrichtung zur Erzeugung eines Sensor-Ausgangssignals mit einem Pegel aufweist, der sich als eine Funktion eines Parameters der Erfassungsoberfläche ändert, wobei die Schaltung dadurch gekennzeichnet ist, daß der Parameter die Temperatur ist,
• wobei die Schaltung weiterhin gekennzeichnet ist durch: eine Steuervorrichtung zur zyklischen Einschaltung der Heizvorrichtung für die Erwärmung der Erfassungsoberfläche;
• eine mit dem Sensorausgang verbundene Zeitmeßvorrichtung zur Erzeugung eines Zeitmeß-Ausgangssignals, das mindestens ein zwischen ausgewählten Temperatursensor-Ausgangssignalpegeln verstrichenes Zeitintervall wiedergibt; und
• eine mit dem Zeitmeßausgang verbundene Berechnungsvorrichtung mit einem Umwandlungswert, der ein vorher festgelegtes Verhältnis zwischen der Ablagerung von Luftfeuchtigkeit auf der Erfassungsoberfläche und dem Zeitmeß-Ausgangssignal zur Erzeugung eines Ausgangssignals wiedergibt, das eine Ablagerung von Luftfeuchtigkeit auf der Erfassungsoberfläche wiedergibt.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Heizvorrichtung wahlweise eingeschaltet, um der Erfassungsoberfläche zum Schmelzen der Eisablagerung mit einer gesteuerten Rate Wärme zu liefern, so daß sich das Zeitmeß-Ausgangssignal als eine Funktion einer Eisablagerungsmenge ändert. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Sensorausgang zur Erzeugung einer Rückkopplung mit der Steuervorrichtung verbunden, so daß die wahlweise Einschaltung der Heizvorrichtung durch die Steuervorrichtung eine Funktion der Temperatur der Erfassungsoberfläche ist. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Zeitmeß-Ausgangssignal ein erstes Zeitmeß- Ausgangssignal, das ein erstes Zeitintervall wiedergibt, während dessen sich Eis auf der Erfassungsoberfläche ablagern kann, und ein zweites Zeitmeß-Ausgangssignal auf, das ein zweites Zeitintervall wiedergibt, während dessen die Heizvorrichtung die Eisablagerung schmilzt Die Berechnungsvorrichtung berechnet ein Ausgangssignal, das eine Eisablagerungsgeschwindigkeit als eine Funktion des ersten und zweiten Zeitintervalls wiedergibt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Es zeigt:
• Fig. 1 eine Blockdiagrammdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer mit einem erfindungsgemäßen Eisdetektorfühler verbundenen Eisdetektorschaltung;
• Fig. 2 eine graphische Darstellung von Eisdetektor-Temperatursignalen als eine Funktion der Zeit für die Schaltung gemäß Fig. 1 unter drei verschiedenen Bedingungen; und
• Fig. 3 eine teilweise Block-, teilweise schematische Diagrammdarstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer Eisdetektorschaltung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
• In Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eisdetektorschaltung im allgemeinen bei 10 gezeigt. Die Eisdetektorschaltung 10 ist mit einem im allgemeinen bei 12 gezeigten Eisdetektorfühler verbunden. Der Fühler 12 weist eine Erfassungsoberfläche 14 auf, die einer sich relativ zu dieser bewegenden Luftmasse ausgesetzt ist, wie es durch den Pfeil A gezeigt ist. Die Luftmasse kann Luftfeuchtigkeit in einem gasförmigen, flüssigen oder festen Zustand enthalten, der Eis auf der Erfassungsoberfläche 14 ablagern kann. Der Fühler 12 weist auch eine Vorrichtung zur Lagerung des Fühlers auf jeder sich bewegenden oder ortsfesten Anordnung auf, auf der die Erfassung der Eisbildung gewünscht ist. Eine Heizvorrichtung 16 im Fühler 12 liefert der Erfassungsoberfläche 14 zum Schmelzen der Eisablagerung eine Wärme Q. Die Wärme Q erhöht die Temperatur der Erfassungsoberfläche über die Zeit als eine Funktion einer Luftfeuchtigkeitsablagerung auf dieser. Eine Erfassungsvorrichtung 18 im Fühler 12 erfaßt eine Temperatur T, die die Temperatur der Erfassungsoberfläche 14 während des Erwärmens wiedergibt, und liefert der Schaltung 10 ein Sensor-Ausgangssignal. Der Sensor-Ausgangssignalpegel ändert sich als eine Funktion der erfaßten Temperatur T. Die Schaltung 10 berechnet und liefert ein Ausgangssignal, das eine Eisablagerung als eine Funktion der Zeit-Änderungsgeschwindigkeit der Temperatur der Erfassungsoberfläche wiedergibt, auf einer Leitung 20 einer Ablesevorrichtung 22.
• Während die Heizvorrichtung 16 von der Erfassungsvorrichtung 18 räumlich getrennt sein kann, weist der Fühler 12 vorzugsweise einen selbstheizenden Temperatursensor auf, d.h., einen Sensor, der die Doppelfunktionen des Heizens und der Temperaturerfassung aufweist, wie z.B. ein Dünnfilm-Widerstandselement, das auf einem Substrat mit einer Erfassungsoberfläche angeordnet ist, wodurch eine verbesserte thermische Kopplung zwischen der Erfassungsoberfläche 14 und der Heiz- und Erfassungsvorrichtung geschaffen wird. Ein Beispiel für einen derartigen Fühler 12, der hierfür verwendet werden kann, und dessen Betriebsweise ist vollständig in meinem US-Patent US-A- 5,003,295 mit dem Titel: "Ice Detektor Probe" beschrieben, das am selben Tag wie das vorliegende Patent eingereicht und demselben Rechtsnachfolger abgetreten wurde. Die Schaltung 10 kann auch zur Verwendung zum Beispiel mit einem Fühler, der Mehrdraht-Widerstandselemente aufweist, wie z.B. dem im US-Patent Nr. 4,333,004 beschriebenen Fühler, angepaßt werden, und in diesem Fall kann der Sensordraht des Fühlers mit der vorliegenden Schaltung 10 zur Ausführung der Doppelfunktionen des Heizens des Drahts zum Schmelzen der darauf ausgebildeten Eisablagerungen und zum Erzeugen eines Sensor-Ausgangssignals verbunden werden, das die Drahttemperatur wiedergibt, ohne daß die Verwendung des Bezugsdrahts des Fühlers nötig ist.
• Die Schaltung 10 weist eine Steuervorrichtung 24, eine Zeitmeßvorrichtung 26 und eine Berechnungsvorrichtung 28 auf. Die Steuervorrichtung 24 liefert zum wahlweisen Einschalten der Heizvorrichtung 16 entlang einer Leitung 30 ein Steuersignal. Das Steuersignal kann gewünschtenfalls zum Beispiel bei festen Zykluszeiten eingeschaltet werden. Die Heizvorrichtung 16 ist thermisch mit der Erfassungsoberfläche 14 verbunden und liefert der Erfassungsoberfläche, wenn sie eingeschaltet ist, die Wärme Q, die die Temperatur der Erfassungsoberfläche über die Zeit als eine Funktion der Wärmeübertragung von der erwärmten Erfassungsoberfläche auf eine Eisablagerung auf der Erfassungsoberfläche 14 erhöht. Die Erfassungsvorrichtung 18 ist zum Erfassen einer Temperatur T, die die Temperatur der Erfassungsoberfläche 14 wiedergibt, thermisch mit der Erfassungsoberfläche 14 verbunden. Die Erfassungsvorrichtung 18 liefert der Zeitmeßvorrichtung 26 entlang einer Leitung 32 ein Sensor- Ausgangssignal mit einem Pegel, der sich als eine Funktion der erfaßten Temperatur T ändert. Die Zeitmeßvorrichtung 26 liefert der Berechnungsvorrichtung 28 entlang einer Leitung 34 ein Zeitmeß-Ausgangssignal, das mindestens ein zwischen ausgewählten Sensor-Ausgangssignalpegeln verstrichenes Zeitintervall wiedergibt. Die Berechnungsvorrichtung 28 weist einen Umwandlungswert 29 auf, der ein vorher festgelegtes Verhältnis zwischen der Eisablagerung und dem Zeitmeß-Ausgangssignal wiedergibt. Die Berechnungsvorrichtung 28 berechnet und liefert der Ablesevorrichtung 22 auf der Leitung 20 ein Ausgangssignal, das eine Eisablagerung als eine Funktion des Zeitmeß- Ausgangssignals und des Umwandlungswerts wiedergibt. Zum Beispiel kann die gemessene, zur Erwärmung der Erfassungsoberfläche 14 zwischen einem Bereich ausgewählter Erfassungsoberflächen-Temperaturen benötigte Zeit einfach mit einem gespeicherten Umwandlungswert verglichen werden, der ein vorher festgelegtes Zeitintervall wiedergibt, das zur Erwärmung der Erfassungsoberfläche 14 zwischen dem ausgewählten Temperaturbereich beim Vorhandensein einer Eisablagerung auf der Erfassungsoberfläche benötigt wird. Dieser Eisablagerungs-Erfassungszyklus kann zur Überwachung von Veränderungen der Vereisungsbedingungen, denen der Fühler 12 ausgesetzt ist, periodisch wiederholt werden, und das Ausgangssignal aus der Schaltung 10 kann gewünschtenfalls auch eine Steuereinheit 23, wie z.B. für eine Enteisungsvorrichtung, zugeführt werden.
• Jeder Eisablagerungs-Erfassungszyklus weist einen Ablagerungs- Zeitabschnitt auf, während dessen die Erfassungsoberfläche 14 nicht erwärmt wird und sich Luftfeuchtigkeit auf der Erfassungsoberfläche 14 ablagern kann, gefolgt von einem Erwärmungs-Zeitabschnitt, während dessen die Erfassungsoberfläche 14 zur Erfassung und Entfernung der Luftfeuchtigkeitsablagerung auf dieser erwärmt wird. Wenn auf der Erfassungsoberfläche 14 eine Luftfeuchtigkeitsablagerung vorhanden ist, wird Wärmeenergie von der Erfassungsoberfläche, die erwärmt wird, von der Erfassungsoberfläche auf die Ablagerung auf dieser übertragen. Als Folge der Wärmeübertragung ist die Änderungsgeschwindigkeit der Temperatur der Erfassungsoberfläche während des Erwärmungs-Zeitabschnitts geringer als diejenige, die man ansonsten bei Nichtvorhandensein einer Ablagerung auf der Erfassungsoberfläche 14 erhält. Wenn auf der Erfassungsoberfläche 14 zum Beispiel während eines Erwärmungs-Zeitabschnitts eine Eisablagerung vorhanden ist, führt dies hauptsächlich aufgrund der Auswirkung, die die Schmelzwärme von Eis verursacht, wenn die Eisablagerung geschmolzen wird, zu einer Verzögerung des Temperaturanstiegs der Erfassungsoberfläche. Diese Änderung der Anstiegsgeschwindigkeit der Temperatur der Erfassungsoberfläche, die mit der Schmelzwärme von Eis zusammenhängt, wird durch die Schaltung 10 zur Erfassung einer Eisablagerung auf der Erfassungsoberfläche 14 verwendet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Schaltung 10 wird die Heizvorrichtung wahlweise durch die Schaltung 10 eingeschaltet, um der Erfassungsoberfläche 14 mit einer gesteuerten Rate Wärme zuzuführen, so daß sich die Dauer des Erwärmungs-Zeitabschnitts als eine Funktion einer während des vorangehenden Ablagerungs-Zeitabschnitts auf der Erfassungsoberfläche abgelagerten Menge an Luftfeuchtigkeit ändert.
• Fig. 2 zeigt die Auswirkung, die eine Ablagerung von Luftfeuchtigkeit auf der Erfassungsoberfläche 14 im Hinblick auf die Geschwindigkeit, mit der die Temperatur der Erfassungsoberfläche während eines Erwärmungs-Zeitabschnitts erhöht werden kann, verursacht. Die horizontalen Achsen geben die Zeit t, z.B. t&sub0; bis t&sub3;, wieder, während derer die Erfassungsoberfläche 14 erwärmt wird. Die obere vertikale Achse gibt eine erfaßte Temperatur T der Erfassungsoberfläche 14, z.B. T&sub0; bis T&sub3;, wieder, die man durch Einschalten der Heizvorrichtung 16 erreicht, und die untere vertikale Achse gibt das wahlweise Einschalten der Heizvorrichtung 16 wieder. T&sub0; gibt eine erfaßte Gleichgewichtstemperatur wieder, auf die die die Erfassungsoberfläche 14 am Ende des Ablagerungs-Zeitabschnitts und unmittelbar vor dem Einschalten der Heizvorrichtung 16 abgekühlt ist. T&sub3; gibt eine erfaßte vorher ausgewählte Temperatur wieder, auf die die Erfassungsoberfläche 14 während des Erwärmungs-Zeitabschnitts erwärmt wird und bei der die Heizvorrichtung 16 abgeschaltet wird. T&sub3; ist vorzugsweise ausreichend groß, um die Erfassungsoberfläche 14 vor einem hierauf folgenden Ablagerungs-Zeitabschnitt des Zyklus' im wesentlichen von der gesamten auf dieser abgelagerten Luftfeuchtigkeit zu befreien. Die obere Erwärmungs-Schwellentemperatur T&sub3; kann vorzugsweise so ausgewählt werden, daß das Schmelzen einer Eisablagerung selbst unter strengen Vereisungsbedingungen gewährleistet ist, während T&sub3; auch eine Temperatur darstellt, die niedrig genug ist, um eine Überhitzung des Fühlers zu vermeiden, was auf vorteilhafte Weise Energieeinsparungen und eine längere Lebensdauer der Temperaturerfassungs- und Heizvorrichtung des Fühlers unterstützt. Das wahlweise Einschalten der Heizvorrichtung 16 während eines Erwärmungs-Zeitabschnitts ist bei der Linie 45 entlang der unteren horizontalen Achse aus Fig. 2 gezeigt.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform leitet die Erfassungsvorrichtung 18 das Sensor-Ausgangssignal entlang der Leitung 36 zur Steuervorrichtung 24, um zur wahlweisen Abschaltung der Heizvorrichtung 16 durch die Steuervorrichtung 24 eine Rückkopplung zu schaffen, so daß der Erwärmungs-Zeitabschnitt als eine Funktion des Sensor-Ausgangssignals gesteuert wird. Die Heizvorrichtung 16 und die Steuervorrichtung 24 arbeiten somit in einem geschlossenen Regelkreisverhältnis, so daß die Erfassungsoberfläche 14 des Fühlers nicht über eine der gewünschten oberen Erwärmungs-Schwellentemperatur T&sub3; entsprechende Temperatur erwärmt wird. Gewünschtenfalls kann die Erfassungsvorrichtung 18 das Sensor-Ausgangssignal entlang einer Leitung 38 zur Berechnungsvorrichtung 28 leiten. Eine Schwellentemperatur zur Erfassung des Versagens, z.B. T&sub4;, kann bei einer Temperatur oberhalb derjenigen der gewünschten oberen Erwärmungs- Schwellentemperatur T&sub3; vorher ausgewählt werden, so daß eine unerwünschte Überhitzung oder Beschädigung des Fühlersensors durch die Berechnungsvorrichtung 28 erfaßt und der Ablesevorrichtung 22 ein geeignetes Ausgangssignal, das ein derartiges Versagen oder Beschädigung wiedergibt, zugeführt werden kann.
• Die relativen Temperaturänderungs-Geschwindigkeiten für drei verschiedene Zustände der Erfassungsoberfläche, nämlich "trockene", "nasse" und "vereiste" Zustände sind im allgemeinen in Fig. 2 gezeigt. Ein "trockener" Zustand, was im wesentlichen bedeutet, daß während eines Teils des Erwärmungs-Zeitabschnitts keine Luftfeuchtigkeit mit der Erfassungsoberfläche 14 in Berührung steht, ist durch eine strichpunktierte Kurve bei 40 gezeigt. Ein "nasser" Zustand, was bedeutet, daß Luftfeuchtigkeit im wesentlichen in Form von flüssigem Wasser während eines Teils des Erwärmungs-Zeitabschnitts auf der Erfassungsoberfläche 14 abgelagert wird, ist durch eine gestrichelte Kurve bei 42 gezeigt. Ein "vereister" Zustand, was bedeutet, daß während eines Teils des Erwärmungs-Zeitabschnitts Luftfeuchtigkeit im wesentlichen in Form von Eis auf der Erfassungsoberfläche 14 abgelagert ist, ist durch eine durchgehende Kurve bei 44 gezeigt.
• Ein Vergleich der drei Kurven 40, 42, und 44 zeigt, daß hauptsächlich aufgrund der Auswirkung, die die Schmelzwärme von Eis verursacht, wenn die Eisablagerung geschmolzen wird, die Erwärmung der Erfassungsoberfläche 14 auf die erfaßte Temperatur T&sub3; von der erfaßten Temperatur T&sub0; bei einem vereisten Zustand ein im wesentlichen längeres Zeitintervall, z.B. das gesamte Zeitintervall des Erwärmungs-Zeitabschnitts = t&sub2; - t&sub0;, erfordert, als für einen "trockenen" oder "nassen" Zustand benötigt wird. Durch die Heizvorrichtung 16 während des Erwärmungs- Zeitabschnitts bei einem "vereisten" Zustand gelieferte Wärme wird zum Erwärmen, Schmelzen und Entfernen der Eisablagerung, wie es durch das Kurvensegment 44A-44D gezeigt ist, von der Erfassungsoberfläche 14 übertragen. Das Kurvensegment 44A-44B gibt die erfaßte Temperatur T der Erfassungsoberfläche 14 während eines ersten Teils des Erwärmungs-Zeitabschnitts wieder, während dessen die Erfassungsoberfläche 14 und ein Teil der an diese angrenzenden Eisablagerung von einer erfaßten Gleichgewichtstemperatur T&sub0; auf eine erfaßte Schmelzpunkt-Temperatur Tm erwärmt werden, die die Schmelztemperatur von Eis wiedergibt, die bei einer Atmosphäre etwa 0ºC beträgt Die während dieses ersten Teils des Erwärmungs-Zeitabschnitts beobachtete relativ hohe Erwärmungsgeschwindigkeit ist eine Funktion der relativ geringen Wärmeenergiemenge, die zur Erwärmung von Eis benötigt wird, d.h., die spezifische Wärmekapazität von Eis beträgt etwa 0,5 Kalorien/Gramm/0ºC, und wärmeisolierender Auswirkungen, die die Eisablagerung verursacht, wodurch die Erfassungsoberfläche 14 die konvektive Wärmeübertragung auf die Luftströmung verringert. Sobald jedoch die Schmelztemperatur der Eisablagerung erreicht wird, muß zum Schmelzen der Eisablagerung eine im wesentlichen größere Wärmeenergiemenge von der Erfassungsoberfläche 14 übertragen werden. Die Schmelzwärme von Eis beträgt bei 0ºC und einer Atmosphäre etwa 80 Kalorien/Gramm. Dementsprechend gibt das Kurvensegment 44B- 44C die erfaßte Temperatur T der Erfassungsoberfläche 14 während eines zweiten Teils des Erwärmungs-Zeitabschnitts wieder, während dessen die Eisablagerung geschmolzen wird, und die relativ stabile Schmelztemperatur, auf der die Erfassungsoberfläche 14 und die Eisablagerung während dieses Schmelzwärmeübergangs verbleibt, erzeugt eine im allgemeinen flache Erwärmungsrate, wobei dieser Übergang allgemein als Plateau HF gezeigt ist. Das Kurvensegment 44C-44D gibt die erfaßte Temperatur T der Erfassungsoberfläche 14 während eines dritten Teils des Erwärmungs-Zeitabschnitts wieder, während dessen ein Wasserrückstand von der geschmolzenen Eisablagerung erwärmt wird, und entspricht im wesentlichen der Temperatur-Änderungsgeschwindigkeit der Erfassungsoberfläche 14 in einem "nassen" Zustand. Am Ende des vorliegenden Erwärmungs-Zeitabschnitts ist die Erfassungsoberfläche 14 im wesentlichen frei von Luftfeuchtigkeit, die sich während des vorliegenden Eisablagerungs-Erfassungszyklus' abgelagert hat, und die Heizvorrichtung 16 wird abgeschaltet, wodurch die Erfassungsoberfläche abkühlen und der Ablagerungs-Zeitabschnitt eines anderen Zyklus' folgen kann, z.B. Kurvensegment 44D-44E.
• Die Schaltung 10 mißt eine Temperatur-Änderungsgeschwindigkeit der Erfassungsoberfläche während eines Erwärmungs-Zeitabschnitts durch Messen eines verstrichenen Zeitintervalls, z.B. des gemessenen Zeitintervalls = t&sub2; - t&sub1;, während sie die Erfassungsoberfläche 14 von einer erfaßten, vorher ausgewählten niedrigeren Zeitmeß-Schwellentemperatur T&sub1; auf eine erfaßte, vorher ausgewählte höhere Zeitmeß-Schwellentemperatur T&sub2; erwärmt. T&sub1; wird vorzugsweise so ausgewählt, daß es im wesentlichen der erfaßten Schmelzpunkttemperatur Tm entspricht oder etwas darunter liegt und T&sub2; wird vorzugsweise so ausgewählt, daß es im wesentlichen einer Temperatur entspricht, die etwas oberhalb der erfaßten Schmelzpunkttemperatur Tm liegt, so daß zumindest ein Teil des Schmelzwärmeübergangs HF innerhalb des zwischen T&sub1; und T&sub2; definierten Temperaturbereichs liegt.
• Es ist jedoch bekannt, daß die Schmelztemperatur einer Eisablagerung, zum Beispiel als eine Funktion von Veränderungen der Reinheit der Luftfeuchtigkeit, aus der die Eisablagerung des Fühlers gebildet wird, variieren kann. Zum Beispiel weist eine Eisablagerung, die aus Luftfeuchtigkeit gebildet wird, in der Verunreinigungen, wie z.B. Salz oder andere Fremdstoffe gelöst sind, eine verringerte Schmelztemperatur auf, die sogar um 2ºC bis 3ºC unter der normalen Schmelztemperatur von Eis liegt. Dementsprechend ist es auch wünschenswert, daß die Schwellentemperaturen T&sub1; und T&sub2; so ausgewählt werden, daß der Temperaturbereich dazwischen ausreichend breit ist, um einen Bereich von Schmelztemperaturen zu umfassen, die einem Bereich variierender atmosphärischer Zustände entsprechen, in dem erwartet werden kann, daß der Fühler 12 und die Schaltung 10 funktionieren.
• Es ist festzustellen, daß, abhängig von den Wärmeübertragungseigenschaften zwischen der Erfassungsoberfläche 14 und der Erfassungsvorrichtung 18, zwischen der Temperatur der Erfassungsoberfläche und der durch die Erfassungsvorrichtung 18 erfaßten Temperatur T ein Temperaturgefälle vorliegen kann. Bei einer Ausführungsform erhält man zum Beispiel eine verbesserte Wärmeleitung zwischen der Erfassungsoberfläche 14 und der Heizvorrichtung 16 und der Erfassungsvorrichtung 18, die mit dieser verbunden sind, wobei die Doppelfunktion des Erwärmens und der Temperaturerfassung der Erfassungsoberfläche durch ein Dünnfilm-Platinwiderstandsthermometer ausgeführt wird, wie es in dem US-Patent US-A-5,003,295 mit dem Titel "Ice Detector Probe" beschrieben ist. Die Verwendung eines aus Saphir ausgebildeten Substrats, das zum Beispiel eine Dicke von etwa 0,3 Millimeter aufweist, wobei ein dünner Platinfilm auf einer Seite abgelagert ist und die gegenüberliegende Seite der Luftströmung ausgesetzt ist, um die Erfassungsoberfläche des Fühlers zu bilden, erzeugt ein Temperaturgefälle von etwa 3ºC zwischen den gegenüberliegenden Substratseiten. Deshalb ist es notwendig, daß die Temperaturschwellen T&sub1;, T&sub2;, T&sub3; und T&sub4; so ausgewählt werden, daß ein derartiges Temperaturgefälle zwischen der Erfassungsoberfläche 14 und der Erfassungsvorrichtung 18 angepaßt wird.
• Während des Schmelzens einer Eisablagerung wird auch in eine Wasserschicht, die sich zwischen der Erfassungsoberfläche 14 und einem Teil der an diese angrenzenden Eisablagerung ausbildet, ein Temperaturgefälle eingebracht, was ebenfalls die Auswahl der Temperaturschwellen beeinflußt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Erfassungsoberfläche 14 des Fühlers durch die Heizvorrichtung 16 die Wärme Q mit einer relativ konstanten Strömungsgeschwindigkeit zugeführt. Eine Übertragung der Wärme Q von der Erfassungsoberfläche 14 auf eine Eisablagerung auf der Erfassungsoberfläche erhöht die Temperatur der Eisablagerung. Sobald jedoch der an die Erfassungsoberfläche 14 angrenzende Teil der Eisablagerung die Schmelztemperatur erreicht, beginnt die Eisablagerung zu schmelzen und bildet zwischen der Erfassungsoberfläche 14 und dem angrenzenden Teil des Eises eine Wasserschicht. Wenn der Fühler keine Vorrichtung zum Entfernen der Wasserschicht während des Schmelzens der Eisablagerung aufweist, nimmt die Dicke der Wasserschicht zu, wodurch eine Bewegung der Schmelz-Zwischenfläche zwischen der Wasserschicht und dem Eis weg von der Erfassungsoberfläche 14 verursacht wird. Da die Temperatur an der Schmelz-Zwischenfläche die Schmelztemperatur von Eis aufweist und die Wärmezufuhr Q relativ konstant ist, findet mit der Zunahme der Dicke der Wasserschicht eine entsprechende Temperaturerhöhung der Erfassungsoberfläche 14 statt. Folglich nimmt mit der zunehmenden Dicke der Wasserschicht während des Schmelzens einer Eisablagerung die erfaßte Temperatur T der Erfassungsoberfläche 14 während des Schmelzwärmeübergangs zu, was die Auswahl entsprechend höherer Temperaturschwellen erfordert und unerwünschterweise die Energieeffizienz und Lebensdauer des Fühlers verringert. Deshalb ist es wünschenswert, daß der Fühler eine Vorrichtung zur Entfernung der Wasserschicht oder zumindest zum Halten der Wasserschicht auf einer relativ konstanten Dicke aufweist, so daß die Temperatur der Erfassungsoberfläche während des Schmelzens der Eisablagerung im allgemeinen stabil bleibt. Das Beibehalten einer relativ flachen Temperatur-Änderungsgeschwindigkeit während des Schmelzwärmeübergangs HF erhöht somit die Empfindlichkeit des Eisdetektorfühlers für eine Eisablagerung, dadurch, daß die zwischen Temperatur-Änderungsgeschwindigkeiten bei einem vereisten und einem nicht-vereisten Zustand beobachtete Differenz größer ist. Ein Beispiel für einen derartigen Fühler, der eine Vorrichtung zur Entfernung einer Wasserschicht aufweist, ist in der parallel anhängigen US-Patentanmeldung mit dem Titel "Ice Detector Probe" vollständig erklärt.
• Ein nach der in der anhängigen US-Patentanmeldung mit dem Titel "Ice Detector Probe" beschriebenen Art gebauter Fühler 12, der mit der vorliegenden Schaltung 10 getestet wurde, ist zum Beispiel bei der Darstellung eines Bereichs von Schwellentemperaturen, die ausgewählt werden können, nützlich. Bei einer Testbedingung wurde der Fühler einer Luftströmung mit einer Geschwindigkeit von etwa 648 km/h (350 Knoten) ausgesetzt und die Schmelztemperatur von Eis betrug etwa 0ºC. Die Heizvorrichtung 16 und die Erfassungsvorrichtung 18 des Fühlers wiesen einen Sensor mit einem auf einer Seite eines Saphirsubstrats mit einer Dicke von etwa 0,3 mm abgelagerten Dünnfilm- Platinwiderstandselement auf, wobei die gegenüberliegende Seite des Substrats zur Ausbildung der Erfassungsoberfläche 14 des Fühlers der Luftströmung ausgesetzt war. Der kühler lieferte eine Leistungsdichte zur Erwärmung der Erfassungsoberfläche 14 von etwa 0,25 Watt/mm². Der Fühler 12 wies eine aerodynamische Vorrichtung zur Entfernung der während des Schmelzens der Eisablagerung gebildeten Wasserschicht auf, so daß die Dicke der Wasserschicht 0,02 mm nicht wesentlich überstieg, und die erfaßte Schmelzpunkttemperatur Tm des Fühlers von etwa 10ºC blieb während des Schmelzwärmeübergangs HF im wesentlichen konstant. Etwa 3ºC des 10ºC Temperaturgefälles, das zwischen dem Temperaturerfassungs-Widerstandselement und der zwischen den angrenzenden Oberflächen der Wasserschicht und der Eisablagerung ausgebildeten Schmelz-Zwischenfläche erzeugt wird, können dem Wärmewiderstand des Substrats zugeschrieben werden und die restlichen 7ºC können dem Wärmewiderstand der Wasserschicht zugeschrieben werden. Deshalb kann eine Auswahl der niedrigeren Zeitmeß-Schwellentemperatur T&sub1; eine von 0ºC bis 20ºC unter die erfaßte Schmelzpunkttemperatur Tm von 10ºC reichende Temperatur, d.h., zwischen -10ºC und 10ºC, aufweisen. Eine Auswahl der oberen Zeitsteuerungs-Schwellentemperatur T&sub2; kann zum Beispiel eine von 0,5 ºC bis 20,5ºC über die erfaßte Schmelzpunkttemperatur Tm von 10ºC reichende Temperatur, d.h., zwischen 10,5ºC und 30,5ºC aufweisen. Da der Fühler jedoch während des Schmelzwärmeübergangs HF eine relativ konstante Schmelzpunkttemperatur aufweist, sind die für T&sub1; und T&sub2; ausgewählten Bereiche vorzugsweise enger, wie z.B., T&sub1; das zwischen 0ºC und 5ºC unter Tm reicht, und T&sub2;, das zwischen 0,5ºC und 5,5ºC über Tm reicht. Die ausgewählten Temperaturen für die Temperaturschwellen hängen jedoch von thermodynamischen Eigenschaften des mit der Schaltung 10 verwendeten Fühlers 12 ab, wie z.B. zwischen dem Sensor und der schmelzenden Eisablagerung eingebrachten Temperaturgefällen sowie der Weise, in der der Fühler aerodynamisch die Luftströmung aufnimmt sowie der Entfernung der Wasserschicht während des Schmelzens der Eisablagerung.
• Fig. 3 zeigt teils ein Block- teils ein schematisches Diagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform einer Eisdetektorschaltung 110 zeigt, die mit einem Eisdetektorfühler 12 verbunden ist, der einen selbstheizenden Widerstands-Temperatursensor Rv aufweist, der eine Erfassungsoberfläche 14 aufweist, die zur Aufnahme einer Strömung, Pfeil A, der Luftmasse ausgesetzt ist.
• Die Eisdetektorschaltung 110 weist eine Logikschaltung 110A, eine Vergleichsschaltung 110B und eine Temperaturerfassungsschaltung 110C auf. Die Logikschaltung 110A weist eine Steuervorrichtung 124, eine Zeitmeßvorrichtung 126 und eine Berechnungsvorrichtung 128 auf. Die Temperaturerfassungschaltung 110C erzeugt am Ausgangsanschluß Ov ein Ausgangssignal mit einem Pegel, der sich als eine Funktion der erfaßten Temperatur T der Erfassungsoberfläche 14 ändert. Die Temperaturerfassungsschaltung 110C weist vorzugsweise eine Widerstands-Brükkenschaltung mit den Widerständen R&sub1;, R&sub2;, R&sub3;, R&sub4;, R&sub5; und R&sub6; auf, in der der Temperatursensor Rv verbunden ist. Der Temperatursensor Rv kann eine selbstheizendes Dünnfilm-Platinwiderstandsthermometer aufweisen. Die Widerstände R&sub1;, R&sub2;, R&sub3;, R&sub4;, R&sub5; und R&sub6; weisen vorzugsweise einen niedrigen Temperatur-Widerstandskoeffizienten auf und werden nicht wesentlich von Wärme beeinflußt, die durch den Temperatursensor Rv oder durch die auf dem Fühler 12 auftreffende Luftströmung, Pfeil A, erzeugt wird. Die Vergleichsschaltung 110B weist eine Vielzahl von Vergleichsvorrichtungen C&sub1;, C&sub2;, C&sub3; und C&sub4; auf, die je mit dem Ausgangsanschluß Ov und den jeweiligen Ausgangsanschlüssen O&sub1;, O&sub2;, O&sub3; und O&sub4; der Temperaturerfassungsschaltung 110C verbunden sind. Die Temperaturerfassungsschaltung 110C und die Vergleichsschaltung 110B sind somit so ausgewählt und angeordnet, daß sie gewünschte Erfassungsschwellen bilden, die vorher ausgewählte Temperaturschwellen für die Erfassungsoberfläche 14 des Fühlers, z.B. T&sub1;, T&sub2;, T&sub3; und T&sub4;, wiedergeben. Die Vergleichsschaltung 110B ist mit der Logikschaltung 110A verbunden und erzeugt Ausgangssignale, die die erfaßte Temperatur T der Erfassungsoberfläche 14 wiedergeben, die während des Erwärmungs-Zeitabschnitts die vorher ausgewählten Temperaturschwellen erreicht hat. Die Vergleichsvorrichtungen C&sub1;, C&sub2;, C&sub3; und C&sub4; weisen vorzugsweise Vergleichsvorrichtungen der Schmitt-Trigger-Art auf, die im Hinblick auf die ausgewählten Widerstände der Temperaturerfassungsschaltung 110C und die gewünschten Temperaturschwellen geeignete Vorspannungen und Schalthysteresen aufweisen, so daß ein digitales Ausgangssignal erzeugt wird, das das Auftreten derartiger Temperaturschwellen während der Erwärmung wiedergibt.
• Während des Betriebs leitet die Steuervorrichtung 124 einen Erwärmungs-Zeitabschnitt ein, indem sie auf einer Leitung 130 ein Steuersignal liefert, um einen Stromversorgungsschalter 146 einzuschalten, der wahlweise die Temperaturerfassungsschaltung 110C einschaltet, wodurch der Temperatursensor Rv dazu veranlaßt wird, die Erwärmung der Erfassungsoberfläche 14 zu beginnen. Wenn das Potential am Ausgangsanschluß Ov das am Ausgangsanschluß O&sub1; eingestellte Potential als eine Funktion der Zunahme der erfaßten Temperatur T zum Beispiel aufgrund einer derartigen Erwärmung übersteigt, wird die Vergleichsvorrichtung C&sub1; getriggert und führt der Zeitmeßvorrichtung 126 entlang einer Leitung 132A ein Ausgangssignal zu, das die erfaßte Temperatur T wiedergibt, die eine niedrigere Zeitmeß-Schwellentemperatur T&sub1; erreicht hat. Das Ausgangssignal von der Vergleichsvorrichtung C&sub2;, das die erfaßte Temperatur T der Erfassungsoberfläche 14 wiedergibt, die eine obere Zeitmeß-Schwellentemperatur T&sub2; erreicht hat, wird entlang einer Leitung 132B zur Zeitmeßvorrichtung 126 geleitet Die Zeitmeßvorrichtung 126 führt entlang einer Leitung 134 der Berechnungsvorrichtung 128 ein Zeitmeß-Ausgangssignal zu, das mindestens ein verstrichenes Zeitintervall wiedergibt, z.B. das gemessene Zeitintervall = t&sub2; - t&sub1;, zwischen ausgewählten erfaßten Temperaturschwellen, z.B. T&sub1; und T&sub2;. Die Berechnungsvorrichtung 128 weist einen Umwandlungswert 129 auf, der ein vorher ausgewähltes Verhältnis zwischen einer Luftfeuchtigkeitsablagerung auf der Erfassungsoberfläche 14 und dem Zeitmeß-Ausgangssignal wiedergibt. Ein derartiger Umwandlungswert 129 kann zum Beispiel eine geeignete Verweistabelle aufweisen, wie z.B. eine programmierte Nurlese-Speichervorrichtung mit Umwandlungsdaten, die auf aufgezeichneten Testergebnissen, theoretisch bestimmten Daten und anderen derartigen Informationen beruhen, die variierende Längen eines ausgewählten Zeitmeßintervalls, wie z.B. t&sub2; - t&sub1;, mit vorher festgelegten Luftfeuchtigkeitsablagerungen, z .B. Eisablagerungen auf der Erfassungsoberfläche, korrelieren. Der Umwandlungswert kann auch einen Algorithmus aufweisen, der ein zwischen dem Zeitmeß-Ausgangssignal und der Luftfeuchtigkeitsablagerung auf der Erfassungsoberfläche 14 des Fühlers festgelegtes Verhältnis wiedergibt. Die Berechnungsvorrichtung 128 berechnet und erzeugt dann zum Zwecke der direkten Ablesung oder Steuerung entlang einer Leitung 120 ein Ausgangssignal als eine Funktion des Umwandlungswerts und des Zeitmeß-Ausgangssignals.
• Bei der bevorzugten Ausführungsform gemäß Fig. 3 wirken die Temperaturerfassungsschaltung 110C und die Vergleichsschaltung 110B zusammen, um entlang von Leitungen 136 und 138 der Logikschal tung 110A Ausgangssignale zuzuführen, die das Auftreten von Temperaturschwellen T&sub3; und T wiedergeben, die eine Rückkopplung aufweisen, so daß das wahlweise Einschalten zum Erwärmen der Erfassungsoberfläche 14 eine Funktion der Temperatur der Erfassungsoberfläche ist. Die Vergleichsvorrichtung C&sub3; leitet entlang der Leitung 136 ein Ausgangssignal zur Steuervorrichtung 124, das die erfaßte Temperatur T der Erfassungsoberfläche 14 wiedergibt, die eine obere Erwärmungs-Schwellentemperatur T erreicht hat, und es wird ein Steuersignal von der Steuervorrichtung 124 zum Stromversorgungsschalter 146 erzeugt, um die Brücke 110C und den Temperatursensor Rv auszuschalten. Die Vergleichsvorrichtung C&sub4; leitet entlang der Leitung 138 ein Ausgangssignal zur Berechnungsvorrichtung 128, das die erfaßte Temperatur T der Erfassungsoberfläche 14 wiedergibt, die eine Fehlererfassungs-Schwellentemperatur T&sub4; erreicht hat, die eine unerwünschte Überhitzung der Erfassungsoberfläche 14 oder einen beschädigten Temperatursensor Rv anzeigt. Bei einem derartigen Fall kann der Ablesevorrichtung 22 durch die Berechnungsvorrichtung 128 entlang der Leitung 120 ein geeignetes Ausgangssignal zugeführt werden, das ein derartiges erfaßtes Versagen wiedergibt.
• Während des Betriebs wird die Temperaturerfassungsschaltung 110C vorzugsweise wahlweise durch die Logikschaltung 110A eingeschaltet, so daß der Temperatursensor Rv der Erfassungsoberfläche 14 des Fühlers mit einer gesteuerten Rate Wärme zuführt, wobei sich das Zeitmeß-Ausgangssignal als eine Funktion einer Eisablagerungsmenge ändert. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird eine Eisablagerungsgeschwindigkeit auf der Erfassungsoberfläche 14 weiter berechnet. In solch einem Fall erzeugt die Zeitmeßvorrichtung 126 ein erstes Zeitmeß-Ausgangssignal, das ein erstes Zeitintervall wiedergibt, während dessen sich Eis auf der Erfassungsoberfläche 14 ablagern kann, und ein zweites Zeitmeß-Ausgangssignal, das ein zweites Zeitintervall wiedergibt, während dessen die Eisablagerung geschmolzen wird, so daß die Berechnungsvorrichtung 128 weiter ein Ausgangssignal berechnet und erzeugt, das eine Eisablagerunggeschwindigkeit als eine Funktion der ersten und zweiten Zeitintervalle wiedergibt. Das erste Zeitintervall kann zum Beispiel einen Zeitabschnitt aufweisen, der sich im allgemeinen vom Ende des Erwärmungs-Zeitabschnitts des vorausgehenden Eisablagerungs-Erfassungszyklus bis zum Beginn des im gegenwärtigen Zyklus enthaltenen Erwärmungs-Zeitabschnitts erstreckt, für den die Geschwindigkeit bestimmt wird. Zum Beispiel gibt das in Fig. 2 gezeigte Kurvensegment 44D-44E einen Ablagerungs-Zeitabschnitt wieder, der das erste Zeitintervall für einen Eisablagerungs-Erfassungszyklus aufweisen kann, der den unmittelbar folgenden Erwärmungs-Zeitabschnitt aufweist, der als das sich nach oben neigende, bei Punkt 44E beginnende, Kurvensegment teilweise dargestellt ist. Das zweite Zeitintervall kann zum Beispiel einen Zeitabschnitt aufweisen, der im allgemeinen den Schmelzwärmeübergang, z.B. das Plateau HF aus Fig. 2, umfaßt, der während des in dem gegenwärtigen Zyklus enthaltenen Erwärmungs-Zeitabschnitts angetroffen wird, für den die Geschwindigkeit bestimmt wird. Das zweite Zeitintervall kann zum Beispiel eine gemessene Zeit aufweisen, die zur Erhöhung der erfaßten Temperatur T von T&sub1; auf T&sub2;, d.h., t&sub2; - t&sub1;, benötigt wird.
• Die Logikschaltung 110A kann Eisablagerungs-Erfassungszyklen wie gewünscht zu festen oder variablen Zeitintervallen wiederholen. Die Steuervorrichtung 124 kann zur interaktiven Steuerung der Zyklen entlang einer Leitung 135 zum Beispiel mit der Berechnungsvorrichtung 128 verbunden sein. Die Logikschaltung 110A kann ein herkömmliches Microcomputersystem aufweisen, das so programmiert ist, daß es die gewünschten logischen Funktionen, wie z.B. Zeitmessungs-, Steuerungs-, Berechnungs- und Speicherfunktionen, ausführt. Alternativ kann das Zeitmeß- Ausgangssignal einem bordinternen Luftdatenrechner des Luftfahrzeugs zugeführt werden, der gewünschtenfalls die Berechnungs- und Speicherfunktionen ausführt.
• Die vorliegende Eiserfassungsschaltung bietet bedeutende Vorteile. Da die Schaltung die Geschwindigkeit der Temperaturänderung der Erfassungsoberfläche durch einfache Messung der zwischen vorher ausgewählten Erfassungsoberflächen-Temperaturen verstrichenen Zeitintervalle berechnet, kann eine relativ einfache, preisgünstige Zeitmeßschaltung herkömmlicher Bauweise verwendet werden, und es wird nur ein einziger Temperatursensor benötigt. Die Schaltung ist in erster Linie digital und wird deshalb unter Verwendung von für die Halbleiterindustrie üblichen Verfahren, die vorteilhafterweise die gewünschte Größen- und Gewichtsreduzierungen zur Verwendung in der Luftund Raumfahrt liefern, ohne weiteres als eine nach Kundenwunsch angefertigte integrierte Schaltung hergestellt. Die Schaltung kann sich automatisch an eine Verwendung mit Fühlern anpassen, die unterschiedlichen Wärmeübertragungseigenschaften aufweisen, und kann deshalb in einem großen Anwendungsbereich eingesetzt werden.
• Obgleich die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, erkennen Fachleute, daß Form und Details verändert werden können, ohne vom Umfang der Erfindung, wie er in den unabhängigen Ansprüche definiert ist, abzuweichen.

Claims (8)

1. Eisdetektorschaltung (10, 110) zur Erfassung einer Ablagerung von Eis aus einer sich relativ zu einem Eisdetektorfühler (12) bewegenden Luftmasse auf einer Erfassungsoberfläche (14) des Eisdetektorfühlers (12), wobei der Fühler (12) eine Heizvorrichtung (16) zum Erwärmen der Erfassungsoberfläche (14) und eine Erfassungsvorrichtung (18) zur Erzeugung eines Sensor-Ausgangssignals mit einem Pegel aufweist, der sich als eine Funktion eines Parameters der Erfassungsoberfläche (14) ändert, wobei die Schaltung (10, 110) dadurch gekennzeichnet ist, daß der Parameter die Temperatur ist;

wobei die Schaltung (10, 110) weiterhin gekennzeichnet ist durch: eine Steuervorrichtung (24, 124) zur zyklischen Einschaltung der Heizvorrichtung (16) für die Erwärmung der Erfassungsoberfläche (14);

eine mit dem Sensorausgang verbundene Zeitmeßvorrichtung (26, 126) zur Erzeugung eines Zeitmeß-Ausgangssignals, das mindestens ein zwischen ausgewählten Temperatursensor-Ausgangssignalpegeln verstrichenes Zeitintervall wiedergibt; und

eine mit dem Zeitmeßausgang verbundene Berechnungsvorrichtung (28, 128) mit einem Umwandlungswert (29, 129), der ein vorher festgelegtes Verhältnis zwischen der Ablagerung von Luftfeuchtigkeit auf der Erfassungsoberfläche (14) und dem Zeitmeß-Ausgangssignal zur Erzeugung eines Ausgangssignals wiedergibt, das eine Ablagerung von Luftfeuchtigkeit auf der Erfassungsoberfläche (14) wiedergibt.

2. Schaltung (10, 110) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltung der Heizvorrichtung (16) zum Schmelzen jeglicher Eisablagerung Wärme mit einer gesteuerten Rate erzeugt, so daß sich das Zeitmeß-Ausgangssignal als eine Funktion jeglicher Eisablagerungsmenge ändert.

3. Schaltung (10, 110) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitmeß-Ausgangssignal mindestens ein erstes Zeitmeß-Ausgangssignal, das ein erstes Zeitintervall wiedergibt, während dessen sich Eis auf der Erfassungsoberfläche ablagern kann, und ein zweites Zeitmeß-Ausgangssignal aufweist, das ein zweites Zeitintervall wiedergibt, während dessen die Heizvorrichtung (16) jegliche Eisablagerung schmilzt.

4. Schaltung (10, 110) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungsvorrichtung (28, 128) weiterhin ein Ausgangssignal berechnet, das eine Eisablagerungsgeschwindigkeit als eine Funktion des ersten und zweiten Zeitintervalls wiedergibt.

5. Schaltung (10, 110) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensor-Ausgangssignalpegel einen ersten Sensor- Ausgangssignalpegel, der eine untere Zeitmeß-Schwellentemperatur wiedergibt, und einen zweiten Sensor-Ausgangssignalpegel aufweisen, der eine obere Zeitmeß-Schwellentemperatur wiedergibt.

6. Schaltung (10, 110) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Zeitmeß-Schwellentemperatur nicht höher als die Schmelztemperatur von Eis ist und die obere Zeitmeß- Schwellentemperatur höher als die Schmelztemperatur von Eis ist, so daß sich das Zeitmeß-Ausgangssignal als eine Funktion des Schmelzens einer Eisablagerung auf der Erfassungsoberfläche ändert.

7. Schaltung (10, 110) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (24, 124) zur Erzeugung einer Rückkopplung weiterhin mit dem Sensorausgang verbunden ist, so daß die Abschaltung der Heizvorrichtung (16) eine Funktion der Temperatur der Erfassungsoberfläche (14) ist.

8. Eisdetektor (10, 110) zur Erzeugung eines Ausgangssignals, das eine Ablagerung von Eis aus einer sich relativ zu diesem bewegenden Luftmasse wiedergibt, wobei der Eisdetektor folgendes aufweist:

einen Eisdetektorfühler (12), der eine Erfassungsoberfläche (14) und eine Heizvorrichtung (16) zum Erwärmen der Erfassungsoberfläche (14) und eine Erfassungsvorrichtung (18) zur Erzeugung eines Sensor-Ausgangssignals mit einem Pegel aufweist, der sich als eine Funktion eines Parameters der Erfassungsoberfläche (14) ändert;

eine mit der Heizvorrichtung (16) verbundene Steuervorrichtung (24, 124);

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (24, 124) zur zyklischen Einschaltung der Heizvorrichtung (16) für die Erwärmung der Erfassungsoberfläche (14) angeordnet ist;

daß der Parameter die Temperatur ist;

und daß der Eisdetektor weiterhin folgendes aufweist:

eine mit der Erfassungsvorrichtung verbundene Zeitmeßvorrichtung (26, 126) zur Erzeugung eines Zeitmeß-Ausgangssignals, das mindestens ein zwischen ausgewählten Temperatursensor-Ausgangssignalpegeln verstrichenes Zeitintervall wiedergibt; wobei das Zeitmeß-Ausgangssignal eine Ablagerung von Luftfeuchtigkeit auf der Erfassungsoberfläche (14) wiedergibt.