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Fühler zum Messen der Temperatur
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des Taupunktes Die Erfindung betrifft einen Fühler zum Messen der
Temperatur des Taupunktes mit permanenter Kühlquelle, womit eine unverzögerte Temperaturwiedergabe
der Kondensationsfläche während der Änderung des Flusses der Heizungsenergie durch
Ausbildung einer Kondensationsfläche direkt auf einem Heizungsmaterial erreicht
wird.
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Die Eigenschaften der Meßgeräte zum Messen der Temperatur des Taupunktes
nach bisher bekannten Lösungen werden durch Verzögerung der Temperaturwiedergabe
der Kondensationsfläche während der Änderung des Flusses der Heizungs- oder Kühlungsenergie
ungünstig beeinflußt. Die Meßgeräte dieser Vorrichtungen sind so konstruiert, daß
von der Stelle der Quelle für die Kühlung oder Heizung die Heizungsenergie des Meßgerätes
zur Kondensationsfläche überführt wird. Durch den Einfluß des Wärmewiderstandes
und der Wärmekapazität des Materials des Meßgerätes zwischen der Quelle für die
Heizungs- oder Kühlungsenergie und der Kondensationsfläche entsteht eine Verzögerung
der
Temperaturwiedergabe der Kondensationsfläche.
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Dadurch wird die Stabilität der Regulationsvorgänge ungünstig beeinflußt,
durch welche auf der Kondensationsfläche ein ständiger Zustand der Betauung beibehalten
wird. Eine der Lösungen ist die Miniaturisierung des Fühlers zum Messen der Temperatur
des Taupunktes. Infolgedessen ist es aber auch für das Erfassen der Temperatur notwendig,
miniaturisierte Temperaturfühler wie Thermistoren oder Thermoelemente zu verwenden.
Die Verwendung dieser Temperaturfühler ist jedoch dadurch unvorteilhaft, daß man
jeden einzeln unabhängig eichen muß. Außerdem altern die Thermistoren, woraus sich
die Notwendigkeit der von Zeit zu Zeit erfolgenden Nacheichung ergibt.
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Ein anderer Typ des Fühlers zum Messen der Temperatur des Taupunktes
mit einer permanenten Kühlungsquelle nützt die Induktionserwärmung durch Wirkung
des hochfrequenten magnetischen Feldes aus. Durch Änderung der Intensität dieses
Feldes ändert sich die Intensität der Erwärmung. Die Temperaturwiedergabe der Kondensationsfläche
eines solchen Fühlers zum Messen der Temperatur des Taupunktes ist unverzögert,
die Konstruktion ist jedoch, besonders mit Rücksicht auf den Verbrauch des Leistungshochfrequenzgenerators
für die Induktionserwärmung, kompliziert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fühler zum Messen
der Temperatur des Taupunktes zu entwickeln, der bei möglichst einfachem Aufbau
und geringem Leistungsbedarf eine weitgehend unverzögerte Temperaturwiedergabe der
Kondensationsfläche ohne zeitaufwendige Ei chungs vorgänge ermöglicht.
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Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ein
Fühler zum Messen der Temperatur des Taupunktes, der eine Dauerkühlungsquelle und
ein Gehäuse mit einem Temperaturfühler enthält, mit dem Kennzeichen, daß das Gehäuse
mit dem Temperaturfühler auf mindestens einer Seite mit einem Heizelement versehen
ist, auf dessen Oberfläche direkt eine Kondensationsfläche und elektrische Kontakte
ausgebildet sind.
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Nach einer vorzugsweisen Ausführungsart der Erfindung wird das Heizelement
durch eine Halbleiterplatte mit einem Diodenübergang gebildet, die am Gehäuse befestigt
ist, und nach einer anderen vorteilhaften Ausführungsart wird das Heizelement durch
eine Widerstandsschicht gebildet, die am Gehäuse über eine elektrisch nichtleitfähige
Schicht befestigt ist.
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Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten
Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen: Fig. 1 schematisch den prinzipiellen
Aufbau des Fühlers; Fig. 2 schematisch den Aufbau des Fühlers mit einer Halbleiterplatte
als Heizmaterial; Fig. 3 schematisch den Aufbau des Fühlers mit einer Widerstandsschicht
als Heizmaterial; und
Fig. 4 eine Schaltungsanordnung des Fühlers
mit dem zugehörigen Regelkreis.
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Der Fühler zum Messen der Temperatur des Taupunktes gemäß der Erfindung
enthält das Gehäuse 3 des Temperaturfühlers 4, der dauernd durch die Künlungsquelle
1 gekühlt wird, und das Heizelement 5, das durch eine Halbleiterplatte 6 (Fig. 2)
gebildet werden kann, die auf der Wärmeausgleichsfläche 2 des Gehäuses 3 z. B. durch
Anlöten oder Anglasen befestigt werden kann. In der Halbleiterplatte 6 befindet
sich der Diodenübergang 7, der in der Schließrichtung die obere Schicht von der
unteren Schicht elektrisch isoliert. Durch die elektrischen Kontakte 8 wird der
elektrische Strom der oberen Schicht zugeführt.
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Ein Teil der Oberfläche der oberen Schicht der Halbleiterplatte 6
bildet direkt die Kondensationsfläche 9. Dadurch wird die unverzögerte Temperaturwiedergabe
der Kondensationsfläche 9 bei den Änderungen der Intensität des durchfließenden
Stromes erreicht. Die Temperatur der Kondensationsfläcne 9 wird durch den Temperaturfühler
4 abgenommen. Die Quelle der elektrischen Erwärmung kann auch durch eine Halbleiterplatte
6 gebildet werden, die als eine Zenerdiode ausgeführt ist. Dann sind die elektrischen
Kontakte 8 an die obere und untere Fläche dieser Halbleiterplatte 6 angeschlossen.
Der elektrische Gleichstrom zur Erwärmung wird den elektrischen Kontakten 8 so zugeführt,
daß die Zenerdiode in der Schließrichtung polarisiert wird.
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Das Heizelement 5 kann auch durch eine Widerstandsschicht 11 (Fig.
3) gebildet werden, welche af die Wärmeausgleichs
fläche 2 des
Gehäuses 3 über eine elektrische nicntleitfähige Schicht 10 aufgetragen ist. Durch
die elektrischen Kontakte 8 wird der Strom der Widerstandsscnicht 11 zugeführt,
wie in Fig. 3 veranschaulicht ist.
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Fig. 4 zeigt eine gesamte Schaltungsanordnung des Fühlers zum Messen
der Temperatur des Taupunktes mit einem Regelkreis für eine Konstantnaltung des
Betauungszustands der Kondensationsfläche 9 mit dem Gehäuse 3 des Temperaturfühlers
4 und einer dauernden Künlungsquelle 1. Auf die Kondensationsfläche 9 fällt ein
Lichtstrahl von der Lichtquelle 12 ein, wobei das reflektierte Licht mit einem lichtempfindlichen
Fühler 13 aufgenommen wird. Das Ausgangssignal dieses Fühlers wird mit dem Regulationsverstärker
14 gesteuert, an dessen Ausgangsklemme das Heizelement 5 über die elektrischen Kontakte
8 angeschlossen ist.
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Nacn der Einschaltung der Vorrichtung sinkt die Temperatur des Fühlers
durch die Wirkung des Kühlungseffektes der Kühlmaschine als Kühlungsquelle 1. Bei
der Erreichung der Temperatur des Taupunktes der umgebenden Luft beginnt auf der
Kondensationsfläche oder -platte 9 das Wasser zu kondensieren. In Abhängigkeit vom
Betauungsgrad sinkt auch die Intensität des reflektierten Lichts, die mit dem lichtempfindlichen
Fühler 13 erfaßt wird.
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Der Regulationskreis ist so eingestellt, daß nach Erreichen des erwünschten
Betauungsgrades der Strom durch das Heizelement 5 zu fließen beginnt, die weitere
Abkühlung unterbrochen wird und sich zuletzt ein bestimmter Betauungsgrad auf der
Kondensationsfläche 9 einstellt.
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Während dieses Zustandes entspricht die Temperatur des
Fühlers
zum Messen des Taupunktes, die durch den Temperaturfünler 4 erfaßt wird, der Temperatur
des Taupunktes der umgebenden Luft.
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L e e r s e i t e