DE1289665B - Thermometer mit Strahlungsschutz, vorzugsweise Thermometer mit Strahlungsschutz gegen Sonnenstrahlen - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Thermometer mit Strahlungsschutz, vorzugsweise ein Thermometer mit Strahlungsschutz gegen die Sonneneinstrahlung zur Verwendung in Verbindung mit einem sonnenstrahlungsempfindlichen Thermometer in differenzbildenden Meßschaltungen zur Einführung des Sonnenstrahlungseinflusses in Heizungsregelanlagen.
• Bei der Regelung von Heizungs- bzw. Klimaanlagen in großen Gebäuden muß die Sonneneinstrahlung berücksichtigt werden. Hierzu ist eine Meßschaltung bekannt, in der die Differenz der Anzeigen eines Thermometerpaares gebildet wird, wobei das eine Thermometer eine strahlungsabsorbierende, vorzugsweise schwarze Oberfläche, das andere Thermometer eine die Strahlung reflektierende blanke Oberfläche aufweist. Werden elektrische Widerstandsthermometer mit metallischen oder Halbleitermeßelementen verwendet, so werden die beiden Thermometer zur Differenzbildung gegeneinandergeschaltet.
• Thermometer mit blanken reflektierenden Oberflächen, die hauptsächlich in derartigen Meßschaltungen zur Ermittlung des Einflusses der Sonneneinstrahlung verwendet werden, haben jedoch den großen Nachteil, daß die blanke Oberfläche im Laufe der Zeit verschmutzt oder von der Atmosphäre angegriffen wird, so daß die Anzeigedifferenz des Thermometerpaares immer geringer wird. Nach einer bestimmten Betriebszeit treten daher erhebliche Fehlanzeigen auf, wenn nicht das Thermometer mit blanker Oberfläche in bestimmten Zeitabständen gereinigt wird. Dies ist jedoch bei Thermometern, die an schlecht zugänglichen Stellen, z. B. an der Außenwand von hohen Gebäuden angeordnet sind, nur schwierig zu bewerkstelligen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Thermometer anzugeben, das gegen Strahlung, insbesondere Sonneneinstrahlung unempfindlich ist und dessen Anzeigegenauigkeit sich praktisch nicht ändert, auch wenn die Oberfläche des Thermometers infolge von atmosphärischen Einflüssen verschmutzt oder durch Korrosionserscheinungen ihr Reflexionsvermögen vermindert wird. Das neue Thermometer ist vorzugsweise dafür geeignet, mit einem zweiten strahlungsempfindlichen Thermometer in einer Meßschaltung zusammenzuwirken, welche den Einfluß der Sonneneinstrahlung in Heizungsregelanlagen einführt.
• Als Lösung der Aufgabe ist ein Thermometer vorgesehen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Strahlungsschutz durch die in an sich bekannter Weise reflektierend ausgeführte Oberfläche des Temperaturfühlers des Thermometers in Verbindung mit einem Strahlungsschutzschirm gebildet ist, dessen dem Temperaturfühler zugekehrte Innenfläche ebenfalls reflektierend, dessen dem Temperaturfühler abgekehrte Außenfläche hingegen nichtreflektierend, vorzugsweise geschwärzt ist.
• Bei besonders hohen Ansprüchen an die Meßgenauigkeit können zwischen dem Temperaturfühler und dem die nichtreflektierende Außenfläche aufweisenden äußeren Schirm weitere Schirme angeordnet werden, deren beide Oberflächen hochreflektierend ausgeführt sind. Der dem Temperaturfühler benachbarte Schirm sowie etwa vorhandene weitere Schirme sind gegeneinander und gegen den Temperaturfühler luftdicht abgeschlossen. Der Abstand der Flächen der Schirme voneinander wird so gewählt, daß sich innerhalb der Schirme und zwischen Temperaturfühler und Schirm keine Konvektionsströmungen ausbilden können.
• Da bei dem Thermometer gemäß der Erfindung die Außenfläche bereits nichtreflektierend ausgebildet ist, kann sich das Reflexionsvermögen auch bei Verschmutzung und Korrosion nicht mehr wesentlich ändern, und die Anzeige bleibt bei Sonneneinstrahlung völlig unabhängig von der Betriebszeit. Die Strahlung führt zwar zu einer Erwärmung des äußeren Schutzschirms, diese wirkt jedoch um so weniger auf den Temperaturfühler ein, je mehr blanke Oberflächen mit sehr gutem Reflexionsvermögen dazwischenliegen. Da diese Flächen luftdicht gegeneinander und gegen den Temperaturfühler abgeschlossen sind, kann sich ihre Oberflächenbeschaffenheit im Innern des Thermometers auch mit der Betriebszeit nicht ändern. Wird beispielsweise in einer Heizungsregelung ein gegen Sonneneinstrahlung empfindliches Thermometer mit geschwärzter Oberfläche in der bekannten Differenzschaltung mit einem gegen Sonnenstrahlung unempfindlichen Thermometer gemäß der Erfindung betrieben, bei dem nur ein einziger Strahlungsschutzschirm mit blanker, hochglanzpolierter Innenfläche und nach außen schwarz wirkender Oberfläche in einer Entfernung von 1 bis 2 mm von dem mit polierter Oberfläche versehenen Temperaturfühler angeordnet ist, so tritt gegenüber einer Meßanordnung mit einem bekannten Thermometer mit blanker Oberfläche, das mit einem schwarzen Thermometer die übliche differenzbildende Meßschaltung bildet, nur eine Empfindlichkeitsverringerung von etwa 30 °/o auf. Die Empfindlichkeit einer Meßanordnung, bei der das gegen Sonnenstrahlung geschützte Thermometer, wie bisher üblich, nur eine blanke Oberfläche oder einen offenen Strahlungsschutzschirm besitzt, sinkt jedoch im Laufe der Betriebszeit um mehr als 80 O/o ab.
• Für Messungen zur Ermittlung des Einflusses der Sonneneinstrahlung genügt deshalb bereits ein einziger Strahlungsschutzschirm, um für die Praxis zeitlich unveränderte Differenzwerte bei gleicher Sonneneinstrahlung zu erhalten. Soll das neue Thermometer dagegen für sich zur Bestimmung der Umgebungstemperatur, insbesondere der Lufttemperatur, unabhängig von der Sonneneinstrahlung benutzt werden, so sind zweckmäßig mehrere Strahlungsschutzschirme vorzusehen, wobei die Oberfläche des äußeren Schutzschirms in erwähnter Weise geschwärzt ist.
• Ausführungsbeispiele für das neue Thermometer sind in der Zeichnung dargestellt.
• F i g. 1 zeigt dabei ein Widerstandsthermometer an sich bekannter Ausführung mit geschwärzter Oberfläche, das z. B. mit einem Widerstandsthermometer entsprechend F i g. 2 in Differenz zu schalten ist. Das Thermometer nach F i g. 2 besteht, wie das nach F i g. 1, aus einem Gehäuse 1, das von einem Widerstandsthermometer 2 in Form einer flachen Scheibe abgeschlossen wird. Die äußere Oberfläche 3 dieses Thermometers ist blank, z. B. hochglanzpoliert. Am äußeren Rand des Gehäuses 1 ist ein Kragen 4 aufgesetzt, der einen Strahlungsschutzschirm 5 in Form eines flachen Bechers festhält. Der Schirm hat von der Oberfläche 3 des Thermometers 2 einen Abstand von emigen Millimetern und ist auf der Innenfläche blank, z. B. poliert, während die Außenfläche geschwärzt ist. Es ist dabei nicht notwendig, die Fläche absolut schwarz zu machen, es reicht aus, wenn die Fläche nur wenig Strahlung reflektiert. Man kann deshalb auch die Oberfläche mit Farbanstrichen versehen, die denen der Umgebung angepaßt sind.
• Fig.3 zeigt die gleiche Anordnung wie F i g. 2, es wird lediglich an Stelle des Widerstandsthermometers ein Halbleiterthermometer verwendet. Das Halbleiterthermometer ist mit 6 bezeichnet und mit einem plattenförmigen, am Rand abgewinkelten Metallkörper 7 verbunden.
• F i g. 4 zeigt eine Meßanordnung, bei der praktisch die Thermometer nach F i g. 1 und 2 vereinigt sind, deren Anzeigedifferenz ein Maß für die Sonneneinstrahlung bildet. An Stelle des Schutzschirmes 5 der F i g. 2 ist ein Widerstandsthermometer 8 eingesetzt, das in gleicher Weise wie das Thermometer 2 ausgebildet werden kann. Die äußere Oberfläche des Thermometers 8 ist wieder schwarz, die Innenfläche, die dem Thermometer 2 zugewandt ist, dagegen blank ausgeführt. Die beiden Thermometer werden in Differenz geschaltet, und ihre Anzeige ist ein Maß für die Sonneneinstrahlung. Entsprechend der F i g. 3 können an Stelle der Widerstandsthermometer auch Halbleiterthermometer verwendet werden, welche mit entsprechend ausgebildeten metallischen Platten oder Scheiben verbunden sind.
• Wie bereits erwähnt, ist es möglich, an Stelle nur eines Schutzschirmes mehrere hintereinanderliegende Schirme vorzusehen. Um die I(onvektion zwischen dem Thermometer und dem benachbarten Schirm möglichst klein zu halten, beträgt der Abstand zwischen den einzelnen Flächen zweckmäßig nur 1 bis 2 mm.
• Um gleichzeitig neben dem Einfluß der Sonnenstrahlung die Raumtemperatur oder bei Witterungsfühlern die Wandtemperatur zu erfassen, können an der Scheibe oder Platte des unteren Thermometers zwei Temperaturfühler angebracht werden. Der zweite Fühler erfaßt die von der Strahlung nicht beeinflußte Wandtemperatur, die außer von der Außenlufttemperatur noch in gewünschter Weise von der Windgeschwindigkeit abhängig ist. Es kann aber auch der obere strahlungsempfindliche Schirm als Doppel thermometer ausgebildet werden. Durch diese Anordnungen werden Witterungsfühler erhalten, mit denen die von der Außentemperatur, der Windgeschwindigkeit und der Sonneneinstrahlung beeinflußte Wandtemperatur sowie durch Differenzmessung der Strahlungseinfluß der Sonne erfaßt werden kann.

Claims (7)

1. Patentansprüche: 1. Thermometer mit Strahlungsschutz, vorzugsweise Thermometer mit Strahlungsschutz gegen die Sonneneinstrahlung zur Verwendung in Verbindung mit einem sonnenstrahlungsempfindlichen Thermometer in differenzbildenden Meßschaltungen zur Einführung des Sonnenstrahlungseinflusses in Heizungsregelanlagen, d a -durch gekennzeichnet, daß der Strahlungsschutz durch die in an sich bekannter Weise reflektierend ausgeführte Oberfläche des Temperaturfühlers des Thermometers in Verbindung mit einem Strahlungsschutzschirm gebildet ist, dessen dem Temperaturfühler zugekehrte Innenfläche ebenfalls reflektierend, dessen dem Temperaturfühler abgekehrte Außenfläche hingegen nichtreflektierend, vorzugsweise geschwärzt ist.
2. 2. Thermometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Temperaturfühler und dem die nichtreflektierende Außenfläche aufweisenden äußeren Schirm mit ihren beiden Oberflächen reflektierende innere Schirme angeordnet sind.
3. 3. Thermometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schirme gegen den Temperaturfühler und gegeneinander luftdicht abgeschlossen sind.
4. 4. Thermometer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des dem Temperaturfühler benachbarten Schirmes gegen diesen und die Abstände zwischen aufeinanderfolgenden Schirmen etwa 1 bis 2 mm betragen.
5. 5. Thermometer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtreflektierende Außenfläche des äußeren Schirmes in Anpassung an das Thermometergehäuse oder dessen Umgebung gefärbt ist.
6. 6. Thermometer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Schirm einen als Widerstandsthermometer in Form einer flachen Scheibe oder Platte oder einen als Halbleiterthermometer an einer dünnen Scheibe oder Platte mit blanker Oberfläche ausgeführten Temperaturfühler becherförmig umgibt.
7. 7. Thermometer nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in Verbindung mit einem sonnenstrahlungsempfindlichen Thermometer, dadurch gekennzeichnet, daß das sonnenstrahlungsempfindliche Thermometer durch einen mit der Innenseite des äußeren Schirms wärmeleitend verbundenen Temperaturfühler gebildet ist.