DE4334508A1 - Anordnung zur Temperatur- und Luftgütemessung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Tempera­ tur- und Luftgütemessung, bei der Sensoren in einem Luftstrom eingebracht werden. Die Anordnung wird insbesondere zur Messung in Gesellschaftsräumen, wie Arbeits-, Verwaltungs-, Gaststättenräume und dergleichen, sowie in Wohnräumen eingesetzt.

Im Stand der Technik ist es bekannt, zur Erzeugung eines angenehmen Raumklimas die Temperatur und die Luftbeschaffenheit getrennt zu ermitteln und zur Temperaturregelung sowie zur Regelung der Frischluftzufuhr auszuwerten.

Dabei ist es zweckmäßig, die Raumtemperatur mit schnell reagierenden Fühlern im Bereich von 0-70°C bei einer Genauigkeit von 0,1°C zu ermitteln. Zur Gewährleistung einer hohen Genauigkeit und ei­ ner guten Meßdynamik kann durch geeignete konstruk­ tive Mittel eine günstige Wärmeleitung von der Au­ ßenhaut zum Sensor erreicht werden.

Nach dem Deutschen Gebrauchsmuster G 84 11 538 ist eine Vorrichtung zur Temperaturerfassung von Fahr­ zeuginnenräumen bekannt, bei der ein Kleingebläse für einen kontinuierlichen Luftstrom an den Fühler sorgt. Weiterhin ist nach dem Gebrauchsmuster G 80 15 314 ein Digitalthermometer für die augenblick­ liche Messung von Umgebungstemperaturen bekannt, bei dem ein Klappetui mit einem elektrischen Ther­ mometer versehen ist und ein kleiner Lüfter für die rasche Anpassung an die Umgebungstemperatur sorgt. Es ist im Stand der Technik auch bekannt, den Tem­ peraturfühler in Vibrationsschwingungen zu verset­ zen. Dadurch wird die Genauigkeit und Funktionssi­ cherheit des Temperaturmeßfühlers erhöht.

Allen diesen bekannten Einrichtungen haftet der Nachteil an, daß an einem bestimmten Meßort entwe­ der nur die Temperatur oder nur die Luftgüte ermit­ telt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Temperatur- und Luftgütemesser zu schaffen, bei dem eine schnelle Messung der Temperatur und der Luft­ güte erfolgt, wobei beide Meßgrößen an einem Meßort gemessen werden sollen, ohne daß die Meßsensoren sich gegenseitig beeinflussen und ein schneller Wärmeübergang ohne Hilfsenergie realisiert wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem einen Kamineffekt erzeugenden, gas- bzw. luftdurchströmten mehrteiligem Rohr, ein Tem­ peratursensor und ein Gassensor hintereinander an­ geordnet sind, wobei der Gassensor in Strömungs­ richtung nach dem Temperatursensor angeordnet ist.

Weitere Ausführungen der erfindungsgemäßen Anord­ nung sind in den Ansprüchen 2 bis 8 dargestellt.

Besondere Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung sind die gleichzeitige und schnelle Erfassung der Temperatur- und Luftgütewerte ohne zusätzliche Hilfsmittel, wie Lüfter und dergleichen. Die Er­ mittlung dieser Werte erfolgt dabei praktisch ohne Hilfsenergie. Lediglich zur Beheizung des Gassen­ sors wird eine geringe Menge Energie benötigt.

Die Erfindung soll anhand der nachfolgenden Ausfüh­ rungsbeispiele näher erläutert werden. In den zuge­ hörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines erfin­ dungsgemäßen Temperatur- und Luftgütefühlers,

Fig. 2 eine Variante des erfindungsgemäße Tem­ peratur- und Luftgütefühlers, bei dem das Strö­ mungsrohr unten einen Innenwulst aufweist,

Fig. 3 eine Ausführungsform mit unten ausge­ stellter Lasche und isoliert in das Rohr ragen­ dem Temperaturfühler,

Fig. 4 eine Ausführungsform mit Mittelwand im Strömungsrohr,

Fig. 5 eine erfindungsgemäße Anordnung mit Profilträgerelementen,

Fig. 6 eine Seitenansicht zur Anordnung nach Fig. 5,

Fig. 7 eine Draufsicht zur Anordnung nach den Fig. 5 und 6,

Fig. 8 eine Variante der Erfindung mit Boden­ einzug am oberen Rohrteil,

Fig. 9 eine Anordnung mit Doppelrohr.

Fig. 10 eine Anordnung zum Einstecken.

Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung eines erfin­ dungsgemäßen Temperatur- und Luftgütefühlers im Längsschnitt. Die Gesamtanordnung besteht aus einem oberen Rohr 1 und einem unteren Rohr 2, einem im oberen Rohr 1 angeordneten Gassensor 3 und einem im unteren Rohr 2 angeordneten Temperatursensor 4. Das obere Rohr 1 besteht aus einem gut wärmeleitenden Material und weist einen Außenwulstring 5 auf, der gleichzeitig zur Befestigung des oberen Rohres 1 mit dem unteren Rohr 2 dient. Das untere Rohr 2 ist aus einem nicht wärmeleitenden Material, vorzugs­ weise aus Keramik gefertigt.

Beim Einsatz der erfindungsgemäßen Anordnung wird die Kaminwirkung genutzt. Hierbei wird die unten einströmende Luft nach oben gesaugt. Im unteren Rohr 2 wird dabei der Temperatursensor 4 von der Luft umströmt, so daß eine unverfälschte Tempera­ turmessung ermöglicht wird. Im oberen Rohr 1 um­ spült die Luftströmung den Gassensor 3, dessen Mes­ sung durch den Temperaturmeßprozeß unbeeinflußt bleibt, so daß hier wiederum eine exakte Luftgüte­ messung möglich ist.

In Fig. 2 ist eine erfindungsgemäßen Variante des Temperatur- und Luftgütefühlers dargestellt, bei dem sich etwa im mittleren Bereich des oberen Roh­ res 1 ein Innenwulstring 6 befindet, dessen Innen­ durchmesser so gewählt ist, daß eine Wärmestrahlung vom Gassensor 3 auf den Temperatursensor 4 vermie­ den wird, aber der Luftstrom möglichst wenig behin­ dert wird.

Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung eine weitere Variante des Temperatur- und Luftgütefüh­ lers, bei dem das Strömungsrohr am unteren Ende eingeschnitten und eine Lasche 8 nach außen gebogen ist. Dadurch werden ebenfalls Auswirkungen der Wär­ mestrahlung des Gassensors 3 vom Temperatursensor 4 ferngehalten. Das Rohr ist einstückig ausgebildet und bildet einen durchgehenden Zylinder. Unterhalb der Lasche 8 ist der Temperatursensor isoliert auf einem in den Rohrraum hineinragenden Isolierstrei­ fen aufgebracht.

In Fig. 4 ist eine erfindungsgemäße Variante dar­ gestellt, bei der im Strömungsrohr eine Mittelwand angebracht ist. Das Rohr stellt im wesentlichen eine Hülse dar, die aus gut wärmeleitenden Material besteht. Im Rohr ist der Strahlenschutz 7 befe­ stigt, der aus keramischem Material besteht. Auf dem Strahlenschutz 7 ist an der unteren Innenseite, die dem Gassensor abgewandt liegt, der Temperatur­ sensor 4 und an der Rohrwand der Gassensor 3 befe­ stigt. Durch diese Anordnung wird sowohl eine Wär­ mestrahlung als auch eine Wärmeübertragung vom Gas­ sensor 3 auf den Temperatursensor 4 vermieden. Der für den vorgesehenen Anwendungsfall verwendete Meß­ bereich von 0°C bis 70°C des Temperatursensors 4 wird durch den auf etwa 300°C aufgeheizten Gassen­ sor 3 nicht beeinflußt. Das Rohr 2 ist im darge­ stelltem Beispiel zylindrisch ausgebildet. Es sind jedoch auch quadratische, rechteckige, ovale oder andere Querschnittformen möglich.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen drei Ansichten einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anord­ nung, bei der Profilelemente verwendet werden. Die Anordnung besteht aus einem Profilteil 10 mit Kühl­ rippen 11 und Innenschacht 12, der im Innenschacht 12 aufgenommenen Halteplatte 13, der Aufnahmeplatte 9 und der Abdeckkappe 14.

Auf der Aufnahmeplatte 9 ist sowohl das Profilteil 10 als auch die Abdeckkappe 14 befestigt. Die Ab­ deckkappe 14 ist in Form eines U-Profils ausgebil­ det. Das Profilteil 10 besteht aus Aluminium, wäh­ rend die Halteplatte 13 aus einem nicht wärmelei­ tenden keramischen Werkstoff angefertigt wird.

Aus Fig. 6 ist ersichtlich, daß im Innenschacht 12 des Profilteiles 10 die Halteplatte 13 befestigt ist. Die Rückwand des Innenschachtes 12 besitzt einen Durchbruch zur Durchführung des Gassensors 3. Der Temperatursensor 4 ist unterhalb der Haft­ platte 13 befestigt.

In Fig. 7 ist die zugehörige Draufsicht darge­ stellt. Die Anordnung wird durch die Abdeckkappe 14 abgeschlossen. Die Kühlrippen 11 dienen der ver­ stärkten Wärmeabfuhr am Gassensor 3.

In Fig. 8 ist eine Ausgestaltung der Erfindung ge­ zeigt, bei der die Abschirmung der Wärmestrahlung des Gassensors 3 durch einen am unteren Ende des oberen Rohres 1 angebrachten Bodeneinzug 15 er­ reicht wird. Im Rohr 2 befindet sich der Tempera­ tursensor 4. Der im Bodenbereich des oberen Rohres 1 angebrachte Bodeneinzug 15 erzeugt einen Luft­ zugskegel. In der sich durch den Bodeneinzug 15 bildenden Abdecknische ist der Temperatursensor 4 angebracht und am unteren Rohr 2 befestigt. Die Strömungsrichtung des Luftzuges ist mit den Pfeilen symbolisiert.

In Fig. 9 ist eine Ausgestaltung der erfindungsge­ mäßen Anordnung dargestellt, bei der eine Doppel­ rohranordnung verwendet wird. Im oberen Bereich des Meßrohres 16 ist der Gassensor 3 und im unteren Be­ reich der Temperatursensor 4 angeordnet. Am Meßrohr 16 ist ein unteres U-Rohr 17 mit seitlichen Luft­ eintrittsöffnungen 18 und ein oberes U-Rohr 19 mit seitlichen Luftaustrittsöffnungen 20 angebracht. In der Krümmung des unteren U-Rohres 19 ist der Tempe­ ratursensor 4 mit der nach oben führenden Tempera­ tursensorleitung 21 befestigt. In einem Durchbruch des Meßrohres 16 befindet sich oberhalb des Tempe­ ratursensors 4 der Gassensor 3. Die Temperatursen­ sorleitung 21 und die Gassensorleitung 22 sind beide mit der Kontaktleiste 23 verbunden. Die Befe­ stigungsplatte 24 dient als zentrales Trageelement und nimmt das Meßrohr 16, das untere U-Rohr 17, das obere U-Rohr 19, die Kontaktleiste 23, das Modul 25, die Anzeige 26 und die Deckplatte 27 auf. Von der Kontaktleiste 23 führt eine Leitung zum Modul 25, in dem die Verarbeitung der Meßwerte erfolgt und eine Umwandlung erfolgt.

In Fig. 10 ist eine Einstecksonde dargestellt. Im unteren Rohrteil 2 sind in äquidistantem Abstand mehrere Temperatursensoren (4) angeordnet.

Weiterhin besitzt dieser Rohrabschnitt mehrere Durchbrüche, die den Gaseintritt ermöglichen, sowie eine Einsteckspitze (28). Am oberen Ende der Anord­ nung ist ein Griff (29) angeschweißt. Im Rohrinne­ rem ist der Gassensor isoliert angebracht.

Bezugszeichenliste

1 oberes Rohr
2 unteres Rohr
3 Gassensor
4 Temperatursensor
5 Außenwulstring
6 Innenwulstring
7 Strahlenschutz
8 Lasche
9 Aufnahmeplatte
10 Profilteil
11 Kühlrippen
12 Innenschacht
13 isolierende Haftplatte
14 Abdeckkappe
15 Bodeneinzug
16 Meßrohr
17 unteres U-Rohr
18 Lufteintrittsöffnung
19 oberes U-Rohr
20 Luftaustrittsöffnung
21 Temperatursensorleitung
22 Gassensorleitung
23 Kontaktleiste
24 Befestigungsplatte
25 Modul
26 Anzeige
27 Deckplatte
28 Spitze
29 Griff

Claims (8)

1. Anordnung zur Temperatur- und Luftgütemessung, bei der sich Sensoren in einem Luftstrom befinden, dadurch gekennzeichnet, daß in einem einen Kaminef­ fekt erzeugenden, gas- bzw. luftdurchströmten mehr­ teiligem Rohr (1, 2), ein Temperatursensor (4) und ein Gassensor (3) hintereinander angeordnet sind, wobei der Gassensor (3) in Strömungsrichtung nach dem Temperatursensor (4) angeordnet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Gassensor (3) im oberen Rohr (1) und der Temperatursensor (4) im dazu thermisch isoliert angebrachtem unteren Rohr (2) angeordnet ist und daß am unteren Rohr (2) eine Halterung angebracht ist, an der der Temperatursensor (3) strahlenge­ schützt angeordnet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das obere Rohr (1) aus Aluminium und das untere Rohr (2) aus Keramik besteht.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das obere Rohr (1) einen Innenwulstring (6) und einen zur Abstützung auf dem unteren Rohr dienenden Außenwulstring (5) aufweist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß

• - im unterem Rohr (2) mehrere Temperatursensoren (4) angeordnet sind,
• - das untere Rohr (2) mehrere Durchbrüche für den Gaseintritt und eine Einsteckspitze (28) aufweist
• - im oberen Innenraum des unteren Rohres (2) das obere Rohr (1) mit dem Gassensor (3) angeordnet ist und
• - am oberen Ende der Anordnung ein Griff (29) befe­ stigt ist.

6. Anordnung zur Temperatur- und Luftgütemessung, bei sich Sensoren in einem Luftstrom befinden, da­ durch gekennzeichnet, daß in einer aus Aluminium bestehenden Hülse eine Trageplatte aus Keramik ein­ geklebt ist, an deren Unterseite der Temperatursen­ sor (3) und entgegengesetzt an der Oberseite der Gassensor (4) angeordnet ist.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Hülse aus einer Aufnahmeplatte (9), einem darauf befestigten Profilteil (10) mit Kühl­ rippen (11) und einer Abdeckkappe (14) besteht, wo­ bei die Kühlrippen (11) so gestaltet sind, daß sie einen Innenschacht (12) bilden.

8. Anordnung zur Temperatur- und Luftgütemessung, bei der sich Sensoren in einem Luftstrom befinden, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Meßrohr (16) ein Durchbruch zur Aufnahme des Gassensors (3) angeordnet ist,

• - daß sich am unteren Teil des Meßrohres (16) ein unteres U-Rohr (17) mit Lufteintrittsöffnungen (18) befindet, in dem im Bereich der Krümmung der Tempe­ ratursensor (4) angeordnet ist,
• - daß sich am oberen Teil des Meßrohres (16) ein oberes U-Rohr (19) mit Luftaustrittsöffnungen (20) befindet.