DE9420950U1 - Elektrisches Heißluftgerät - Google Patents

Description

Beschreibung

Elektrischer TestfSn

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Fön für schnelle Temperaturtests nach dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1.

Für schnelle Temperaturtests in den Labors verschiedenster Fachgebiete hat sich seit langer Zeit der elektrische Fön bewährt, und er behauptet seine Stellung trotz des Angebotes von Wärmebzw. Klimaschränken noch immer. So ist er in den Bereichen der Werkstoffkunde, der Elektronikentwicklung usw. anzutreffen.

Durch Anfönen der interessierenden Probe, des interessierenden Bereiches oder Bauelementes auf z.B. elektronischen Leiterplatten läßt sich die Temperaturempfindlichkeit bzgl. irgendwelcher Kriterien studieren.

Um nun die Temperatur an der Probe auf einen vorgegebenen Zielwert (z.B. der max. auftretenden Umgebungstemperatur bei Elektronikschaltungen) zu erhöhen und dann konstant zu halten, mußte bisher zusätzlich zu dem elektrischen Fön ein Temperaturmeßsensor mitsamt Anzeigegerät separat verwendet werden, und die Temperatur an der Probe mußte der Laborant mittels unterschiedlicher Abstände zwischen elektrischem Fön und Probe manuell "regeln".

Ziel der Erfindung ist es, derartige Temperaturtests zu vereinfachen und zu beschleunigen. Dies ist durch Anwendung eines elektrischen Föns nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen möglich.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß sowohl elektrischer Fön als auch Temperaturmeß-, Temperaturanzeige- und Temperaturregeleinrichtung in einem einzigen Gerät vereint sind. Dieses erfindungsgemäße Gerät wird im folgenden als "Testfön" bezeichnet. Der Testfön besteht in jedem Falle aus einem elektrischen Fön, einer elektronischen Steuerung der Heizertemperatur, einer vorzugsweise digitalen Temperaturanzeige im Föngehäuse, einem Temperatursensor und -je nach Ausstattung- einem nicht-mechanischen, also berührungslosen Abstandsmesser.

Zur Erläuterung des Testföns stellen die Zeichnungen dar:

Fig. 1 ein Ausfuhrungsbeispiel des Testföns in perspektivischer Darstellung Fig. 2 das Blockschaltbild der Funktionsgruppen eines Testföns, der zusätzlich mit einer berührungslosen Entfernungsmeßeinrichtung versehen ist.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Testföns in perspektivischer Darstellung. Im Föngehäuse (1) ist wie üblich ein Netzschalter (2) untergebracht, der es dem Laborant gestattet, die Netzspannung vom Fön über die Netzanschlußschnur (3) abzutrennen. Oberhalb der Luftaustrittsöfmung des Testföns ist der Temperatursensorstab (4) angebracht, der durch Federkraft aus dem Föngehäuse herausgedrückt wird. Mittels Schiebefeststeller (5) kann der Laborant den Sensorstab in einer gewünschten ausgefahrenen Länge arretieren. Wird der Sensorstab vollständig in das Föngehäuse gegen die Federkraft zurückgedrückt, sorgt eine "snap-in-Kerbe" am Sensorstab für die Arretierung des Sensorstabes im vollständig eingeschobenen Zustand, und der Sensorstab bleibt vollständig im Föngehäuse, solange er nicht durch Betätigen des Schiebefeststellers (5) wieder aus dem Föngehäuse herausschnellen kann. Um ein unkontrolliertes Herausschnellen des Sensorstabes bei Lösen der Arretierung zu vermeiden, sollte dieser pneumatisch gebremst werden.

Im hinteren Bereich des Föngehäuses (6) ist der Sensorstabaufroller untergebracht. Dieser Aufroller ist in Fig. 1 nicht dargestellt.

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Der Sensorstab besteht aus einem gewölbten Federstahlblech, wie von verstellbaren Bandmaßen bekannt, und dem eigentlichen Sensor am der Spitze des Stabes. Beim Zurückdrücken des Sensorstabes in das Föngehäuse wird der Sensorstab vom Sensorstabaufroller aufgenommen, dessen Drehrichtung und Umdrehungszahl damit ein Abbild für die Ausfahrlänge des Sensorstabes ist. Über ein Mehrgangpotentiometer, das mit der Achse des Sensorstabaufrollers gekoppelt ist, läßt sich eine elektrische Spannung proportional zur Ausfahrlänge des Sensorstabes und damit gleichbedeutend des Abstandes." Fön-Probe erzeugen.

Auch kann der Sensorstabaufroller zusätzlich zum Aufrollen einer elektrischen Meßleitung dienen, die an ihrem vorderen Ende ebenfalls einen Temperatursensor haben muß. Mittels solch einer ausziehbaren flexiblen Meßleitung -vergleichbar dem herausziehbarenen Netzkabel aus einem Bodenstaubsauger mit Netzkabelaufroller- kann der Laborant die Testtemperatur an der Probe unmittelbar und exakt messen. Die Austrittsstelle dieser Temperatursensorleitung ist mit (7) gekennzeichnet.

Deutlich lesbar ist im Föngehäuse eine Temperaturanzeige (8) angebracht. Ein Wippschalter (9) ermöglicht dem Laborant ein bequemes Einscroilen der gewünschten Testtemperatur, weitere Schalter (10), z. B. Schiebeschalter, dienen zur Festlegung der jeweiligen Betriebsart.

Oberhalb der Luftaustrittsöfihung des Testföns ist weiterhin die berührungslose Entfernungsmeßeinrichtung (11) dargestellt, die als Infrarot-Entfernungsmesser ausgeführt werden kann.

Fig. 2 zeigt die einzelnen Funktionsgruppen des TestfÖns als Blockschaltbild. Ein Netzteil (20) mit Netzschalter (2) erzeugt die Betriebsspannungen für die elektronischen Bauteile und schaltet zugleich die Netzspannung an das Stellglied der Heizwendel (21) und an das Stellglied des Gebläsemotors (22) durch.

Der Temperatursensor, einmal mit flexibler Meßleitung (7) und auch als Sensorstab (4) mit Aufroller dargestellt, dient zur Temperaturmessung (ß) an der Probe und zur Entfernungsmessung (d) des Abstandes: Fön-Probe.
Der Microcontroller (23) erledigt u.a. folgende Aufgaben:

• Abfrage der Einstelltasten (9, 10) zur Festlegung der Betriebsart

• Anzeige-Scrolling über die optische Anzeigeeinheit (8) für die Eingabe der Testtemperatur durch den Nutzer

• ADC-Wandlung der analogen Temperatur- und Entfernungsmeßgröße vom Sensorstab

• Calibrierung der Testtemperaturregelung auf die Geometrie und das Reflexionsverhalten der verwendeten Probe (bei Anwendung der berührungslosen Entfernungsmessung)

• Abfrage und Auswertung der digitalen Entfernungsmeßwerte des berührungslosen Abstandsmessers (11)

• Korrektur der Regelgröße mit im E²PROM (24) abgelegten Eichwerten

• Interpolation zwischen den Meß- und Eichwerten

• Steuerung der Stellglieder zur Heizungs- und Gebläsemotorregelung

• Anzeigen zur Information für den Nutzer über die optische Anzeigeeinheit (8) und diverse Leuchtdioden

• Abgabe eines Warnsignals über Piezotongeber (25) bei Nicht-Erreichen der vorgegebenen Zieltemperatur durch zu großen Abstand zwischen TestfÖn und Probe.

Zur weiteren Erläuterung der Funktion des Testföns wird dieser im folgenden in seinen möglichen Betriebsarten beschrieben:
"normal":

Hierbei wird beim Anfönen der Probe -vorausgesetzt, einer der beschriebenen Temperatursensoren berührt die Probe- die Temperatur an der Probe exakt gemessen und angezeigt. Durch Abstandsvariation zwischen Testfön und Probe läßt sich die gewünschte Temperatur einstellen. "geregelt":

Zunächst muß durch den Laboranten die gewünschte Testtemperatur "eingescrollt" werden. Dann kann auf Regelbetrieb umgeschaltet werden. Regelbetrieb ist möglich, wenn einer der beschriebenen Temperatursensoren die Probe berührt. Während des Erwärmens der Probe wird am Fön zur Kontrolle durch den Laboranten die momentan auftretende Temperatur angezeigt. Falls bei der vom Laboranten gewählten Entfernung: Fön-Probe die gewünschte Testtemperatur nicht erreicht werden kann, gibt der Testfön ein Warnsignal ab.

Ansonsten stellt sich nach kurzer Zeit des Fönens an der Probe die gewünschte Testtemperatur ein und wird durch Regelung konstant gehalten, auch wenn der Laborant den Abstand: Fön-Probe während des Fönens verändert.
"geregelt mit berührungsloser Entfernungsmessung":

Diese Betriebsart ist dann optimal, wenn der Temperatursensor die Probe z.B. aus hochfrequenztechnischen Gründen nicht berühren soll.

Zunächst gilt auch hier das unter Betriebsart: "geregelt" Gesagte. Das erstmalige Anfönen muß jetzt mit ausgefahrenem Temperatursensorstab erfolgen, der die Probe berühren muß. Da durch den ausgefahrenen Temperatursensorstab dem Testfön zugleich der Abstand: Fön-Probe bekannt ist, kann jetzt durch diese Eingangsgröße die ebenfalls im Testfön enthaltene berührungslose Entfernungseinrichtung für die benutzte Probe geeicht und ab jetzt in Funktion gebracht werden. Durch Betätigen einer "Calibrate-Taste" wird der Bezug zwischen Temperatur an der Probe bei einer bestimmten Föndistanz und Heizleistung fixiert. Fortan kann der Temperatursensorstab wieder in den Testfön eingeschoben werden, und der Testfön ist nun in der Lage, aufgrund seiner berührungslosen Entfernungsmeßeinrichtung auch bei schwankenden Abständen: Fön-Probe die Temperatur an der Probe konstant zu halten.

Die Temperaturanzeige des Testföns ist bevorzugt digital als Display ausgeführt. Diese Anzeige dient, je nach Stellung der Betriebsartenschalter, lediglich zur Anzeige der an der Probe herrschenden Temperatur oder zur Anzeige bei der Eingabe der Testtemperatur durch den Benutzer. Durch Betätigen einer up- oder down-Taste (9) kann der Wert der Zieltemperatur eingescrollt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Schutzansprüche Elektrischer Testfön

1. Elektrischer Fön für Temperaturtests, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl Fön als auch Temperaturmeß-, Temperaturanzeige-, Temperaturregeleinrichtung und die zugehörige Steuerelektronik in einem einzigen Gerät vereint sind.

2. Elektrischer Fön nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor am Ende einer flexiblen Meßleitung angeordnet ist, die mittels eines Leitungsaufrollers im Föngehäuse untergebracht ist und manuell aus dem Föngehäuse herausgezogen werden kann.

3. Elektrischer Fön nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor an der Spitze eines in Achsrichtung zum Föngebläse in seiner Länge veränderbaren aufrollbaren Stabes angeordnet ist, der unter nach außen gerichteter Federkraft steht, in beliebig ausgefahrener Länge arretierbar ist, zum Schutz gegen unkontrolliertes Herausschnellen pneumatisch gedämpft geführt ist und zugleich zur mechanischen Entfernungsmessung: Fön-Probe dient.

4. Elektrischer Fön nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich zu den in den Ansprüchen 1 und 3 benannten Einrichtungen noch eine nicht-mechanische, also berührungslose Entfemungsmeßeinrichtung zur Messung des Abstandes: Fön-Probe enthält.