DE3345500A1

DE3345500A1 - Air-conditioning measuring instrument

Info

Publication number: DE3345500A1
Application number: DE19833345500
Authority: DE
Inventors: Reinhold Dipl.-Ing. 5860 Iserlohn Brüggemann
Original assignee: GoGaS Goch GmbH and Co KG
Current assignee: GoGaS Goch GmbH and Co KG
Priority date: 1983-12-16
Filing date: 1983-12-16
Publication date: 1985-06-27
Anticipated expiration: 2003-12-17
Also published as: DE3345500C2

Abstract

The invention relates to an air-conditioning measuring instrument having a radiation detector of the type of a thermopile, as well as having an electrical sensor for determining the air temperature. Use is made, as electrical sensor for determining the air temperature, of a thermocouple which is situated in the radiation shadow of the radiation detector and whose hot junction is constructed with a low mass in such a way that it adapts to the air temperature in a manner practically as free from inertia as the cold junctions of the thermopile of the radiation detector. It is particularly advantageous in this regard, that there is no need for means for an additional air flow in order to bring about the adaptation to air temperature. By contrast, the instrument housing accommodates a thermally variable resistor which permits the respective measured values to be related to a specific temperature, in particular to 0 DEG C.

Description

BESCHREIBUNG:DESCRIPTION:

Die Erfindung bezieht sich auf ein klimatechnisches Meßgerät der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bezeichneten Art.The invention relates to an air conditioning measuring device im The preamble of claim 1 designated Art.

Ein derartiges klimatechnisches Meßgerät ist nach der DE-PS 15 73 189 bekannt. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß das Gerätegehäuse mit einem angesetzten Rohr versehen ist, welches den temperaturveränderlichen Widerstand einerseits sowie den Strahlungsempfänger andererseits aufnimmt. Im Gerätegehäuse befindet sich ein AnsaugGebläses welches durch das Rohr Luft ansaugt. Dadurch wird der temperaturveränderliche Widerstand auf die Lufttemperatur gebracht, welche unter dieser Voraussetzung mit der Gehäusetemperatur übereinstímmt.Such a climatic measuring device is according to DE-PS 15 73 189 known. The arrangement is made so that the device housing with a attached tube is provided, which the temperature-variable resistance on the one hand as well as the radiation receiver on the other hand. There is in the device housing a suction blower which sucks in air through the pipe. This makes the temperature changeable Resistance brought to the air temperature, which under this condition with corresponds to the housing temperature.

Gleichfalls auf Lufttemperatur befinden sich die Kaltlötstellen der Thermoelementenkette des therntoelektrischen Strahlungsempfängers. Da der temperaturveränderliche Widerstand bei entsprechender Einschaltung in eine Meßbrücke die Temperatur absolut anzugeben vermag, kann man einen von der Meßbrücke abgegriffenen Spannungswert verwenden, um die Kaltlötstellentemperatur des Strahlungsempfängers derart auszugleichen, daß der Strahlungsempfänger die auf eine auf einer gedachten Temperatur gehaltene Fläche einfallende Wärmestrahlung zur Anzeige bringen kann. Außerdem lassen sich mittels der Schaltung noch die Lufttemperatur, eine davon eventuell abweichende Gehäusetemperatur und die gegenüber der Lufttemperatur bestehende Strahlungstemperatur jeweils für sich zur Anzeige bringen. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß im Gehäuse notwendigerweise ein Ventilator untergebracht sein muß, der Antriebsenergie erfordert, um eine Luftströmung zu erzeugen welche den temperaturveränderlichen Widerstand beaufschlagt. Dessen zeitliche Ansprechempfindlichkeit ist aber naturgemäß erheblich geringer als diejenige des Strahlungsempfängers, dessen Kaltlötstellen lediglich der Lufttemperatur ausgesetzt sind. Somit benötigt das bekannt gewesene Gerät weiterhin eine längere Einstellzeit, bis der erforderliche Gleichgewichtszustand erreicht ist. Innerhalb dieser notwendigen Meßzeit können häufig Strahlungsereignisse liegen, die sich infolge der zu großen Trägheit qualitativ nicht mehr verwerten lassen.The cold soldering points of the are also at air temperature Thermocouple chain of the thermoelectric radiation receiver. Since the temperature changeable Resistance when switched on in a measuring bridge, the absolute temperature able to indicate, one can use a voltage value tapped from the measuring bridge, to compensate for the cold solder joint temperature of the radiation receiver in such a way that the radiation receiver is placed on a surface held at an imaginary temperature can bring incident thermal radiation to the display. You can also use the circuit nor the air temperature, a housing temperature that may differ from this and the radiation temperature in relation to the air temperature, in each case for bring yourself to the display. A disadvantage of this arrangement is that in the housing a fan must necessarily be accommodated, which requires drive energy, to create a flow of air which has the temperature-variable resistance applied. However, its sensitivity over time is of course considerable less than that of the radiation receiver, whose cold soldering points are only exposed to air temperature. This means that the known device continues to be required a longer settling time until the required equilibrium is reached is. Radiation events can often occur within this necessary measuring time, which is due to the excessive indolence no longer utilize qualitatively permit.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das klimatechnische Meßgerät dahingehend weiterzuentwickeln, daß es mit sehr geringer Trägheit die gemessenen Temperaturwerte zu verarbeiten gestattet, ohne daß zusätzliche Hilfsmittel zur Erzeugung einer besonderen, zwangsweisen Lüftungsströmung erforderlich sind.Proceeding from this, the invention is based on the object of the air conditioning To further develop the measuring device in such a way that it can process the measured values with very little inertia Allowing temperature values to be processed without the need for additional production aids a special, forced ventilation flow are required.

Die Erfindung löst diese Aufgabenstellung durch den Vorschlag gemäß dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1, zu welchem die Unteransprüche 2 und 3 vorteilhafte Weiterentwicklungen vorsehen.The invention solves this problem according to the proposal the characterizing part of claim 1, to which the dependent claims 2 and Provide 3 advantageous further developments.

Nach dem Vorschlag der Erfindung wird der temperaturveränderliche Widerstand an das Gerätegehäuse gebunden, während der Strahlungsschatten des Strahlungsempfängers dafür genutzt wird, um an dieser Stelle ein Thermoelement mit seiner Heißlötstelle anzuordnen. Die Kaltlötstelle liegt demgegenüber im Gehäuse, so daß die Temperatur der letzteren mittels des temperaturveränderl ichen Widerstandes elektrisch auskompensierbar ist. Im Gegensatz zu einem temperaturveränderlichen Widerstand läßt sich die Masse der Heißlötstelle eine Thermoelementes nahezu beliebig klein gestalten. Auf diese Weise ist es möglich, entsprechend der weiteren Bedingung des erfindungsgemäßen Vorschlages die zeitliche Ansprechempfindlichkeit von Strahlungsempfänger und Themoelement im wesentlichen derart gleich zu machen, daß das neue Meßgerät erheblich schneller auf Strahlungsveränderungen oder auch auf Lufttemperaturveränderungen anspricht. Die Anordnung der Heißlötstelle des Thermoelementes im Strahlungsschatten des Strahlungsempfängers gewährleistet eine enge räumliche Zuordnung der Kaltlötstellen des Strahlungsempfängers zur Heißlötstelle des Thermoelementes. Dank dieser engen räumlichen Zuordnung wirken sich Veränderungen der Lufttemperatur auf die Kaltlötstellen des Strahlungsempfängers in der gleichen Weise aus wie auf die Heißlötstelle des Thermoelementes.According to the proposal of the invention, the temperature-variable Resistance tied to the device housing, while the radiation shadow of the radiation receiver is used to put a thermocouple with its hot solder joint at this point to arrange. In contrast, the cold solder joint is in the housing, so that the temperature the latter can be electrically compensated for by means of the temperature-changeable resistor is. In contrast to a temperature-variable resistor, the mass make the hot solder joint of a thermocouple almost as small as you want. To this Way it is possible according to the further condition of the invention Proposal the temporal sensitivity of the radiation receiver and thermal element to make essentially the same in such a way that the new measuring device is considerably faster responds to changes in radiation or also to changes in air temperature. The arrangement of the hot solder joint of the thermocouple in the radiation shadow of the radiation receiver ensures a close spatial allocation of the cold soldering points of the radiation receiver to the hot solder joint of the thermocouple. Thanks to this close spatial allocation Changes in air temperature affect the cold soldering points of the radiation receiver in the same way as on the hot solder joint of the thermocouple.

Der thermische Fixpunkt liegt somit nicht mehr im eigentlichen Meßbereich, sondern innerhalb des Gerätegehäuses in Form des dort vorgesehenen temperaturveränderl ichen Widerstandes.The thermal fixed point is therefore no longer in the actual measuring range, but within the device housing in the form of the temperature variable provided there ichen resistance.

Die geometrische Anordnung ist bei dem neuen klimatechnischen Meßgerät besonders vorteilhaft dann verwirklicht, wenn der Strahlungsempfänger an der Stirnseite einer Rohrsonde vorgesehen ist, die einen die Wärmestrahlung reflektierenden sowie mit Ventilationsöffnungen versehenen Mantel aufweist. Innerhalb einer derartigen Rohrsonde läßt sich nach Maßgabe der Lage des Strahlungsschattens die Heißlötstelle des Thermoelementes vorsehen, welches dann praktisch trägheitsfrei auf Lufttemperaturänderungen anspricht, wobei die Ventilationsöffnungen des Mantels den Luftzutritt im Bereich des Strahlungsschattens des Strahlungsempfängers begünstigen.The geometrical arrangement is in the new air conditioning measuring device realized particularly advantageously when the radiation receiver is on the front side a tube probe is provided which reflects the thermal radiation as well Has jacket provided with ventilation openings. Within such a Pipe probe can be the hot soldering point according to the position of the radiation shadow of the thermocouple, which is then practically inert to changes in air temperature responds, the ventilation openings of the jacket providing air in the area favor the radiation shadow of the radiation receiver.

Eine weitere Verbesserung ermöglicht die Erfindung im Hinblick auf die Stabilität der zur Anzeige zu bringenden Meßwerte Während bei der bekannt gewesenen Ausführungsform ein Schalter fur die unterschiedlichen Meßstufen unmittelbar mit Kontaktanschlüssen des Strahlungsempfängers sowie des temperaturveränderlichen Widerstandes versehen war, sind diese genannten Elemente erfindungsgemäß über je einen Meßverstärker ständig an einen Summierverstärker und zusätzlich an je einen Kontakt eines Eingangswahischalters für ein Digitalvoltmeter angeschlossen. Dabei besteht für den Ausgang des Strahlungsempfängers noch ein Ausgangswiderstand zum Zwecke der AbgleSchung des Meßwertes.The invention enables a further improvement with regard to the stability of the measured values to be displayed while the known Embodiment a switch for the different measuring stages directly with Contact connections of the radiation receiver and the temperature-variable resistor was provided, these elements are according to the invention each via a measuring amplifier constantly to a summing amplifier and additionally to one contact each of an input selector switch connected for a digital voltmeter. There is for the output of the radiation receiver Another output resistance for the purpose of comparing the measured value.

Der genannte Eingangswahlschalter weist noch einen dritten Kontakt auf, an welchen der Ausgang des Summierverstärkers angeschlossen ist. Somit lassen sich jeweils voneinander getrennt die Lufttemperatur, die Strahlungsintensität und die Raumtemperatur einschalten und messen.The aforementioned input selector switch also has a third contact to which the output of the summing amplifier is connected. So leave the air temperature, the radiation intensity and Switch on the room temperature and measure.

Zur Messung der Lufttemperatur besteht die Verbindung direkt zum Meßverstärker des beschriebenen Thermoelementes. Die Strahlungsintensität wird dadurch gemessen, daß der Eingangswahlschalter auf den lteljverstärker des Strahlungsempfängers unmittelbar geschaltet wird. In diesem Falle ist die Messung eine Aussage über die Strahlungsbelastung einer Fläche, deren Temperatur mit der Lufttemperatur übereinstimmt. Schließlich läßt sich di Raumtemperatur zur Anzeige bringen, und zwar zweckmäßig in "C , indem der Eingangswahlschalter die Verbindung zum Summierverstärker herstellt. Dabei entspricht die Anzeige der Strahlungsbelastung einer Fläche, deren Temperatur auf einen bestimmten Wert vorgegeben werden kann, insbesondere auf O"C.There is a direct connection to the measuring amplifier to measure the air temperature of the described thermocouple. The radiation intensity is measured by that the input selector switch on the lteljeamplifier of the radiation receiver directly is switched. In this case the measurement is a statement about the radiation exposure an area whose temperature corresponds to the air temperature. In the end the room temperature can be displayed, expediently in "C" by the input selector switch establishes the connection to the summing amplifier. This corresponds to the display of the radiation exposure of a surface, the temperature of which is on a certain Value can be specified, in particular to O "C.

Das neue Meßgerät läßt sich leicht handhaben und somit auch wirkungsvoll auf Strahlungsquellen ausrichten, indem seine Rohrsonde aufdie Strahlungsquelle ausgerichtet wird.The new measuring device is easy to use and therefore also effective Align it to radiation sources by placing its tubular probe at the radiation source is aligned.

Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung wird auf die sich auf ein Ausführungsbeispiel beziehenden Zeichnungen Bezug genommen. Darin zeigen: Figur 1 die Rohrsonde des Meßgerätes, Figur 2 eine isometrische Gesamtansicht des Gerätes und Figur 3 die schematische Schaltung des neuen Gerätes.To further illustrate the invention, reference is made to Reference is made to drawings relating to an exemplary embodiment. In it show: figure 1 the pipe probe of the measuring device, FIG. 2 an isometric overall view of the device and FIG. 3 shows the schematic circuit of the new device.

Figur 1 zeigt den vorderen Abschnitt der Rohrsonde 6. Man erkennt einen zylindrischen Mantel 8, der mit Ventilationsöffnungen 7 versehen ist. Stirnseitig trägt die Rohrsonde 6 den Strahlungsempfänger 1. Hierbei handelt es sich um eine nach dem Prinzip einer Thermoelementenkette getroffene Anordnung. Die zur Strahlungsabsorption geeignete Empfängerfläche 19 ist, gegebenenfalls durch ein Schutzfenster gesichert, nur geringfügig gegenüber der Vorderkante 20 der Rohrsonde 6 zurückgesetzt. Hiermit ergibt sich ein ausgeprägter Offnungskegel, der durch die gestrichelten Linien 21 begrenzt ist. Es gelingt daher leicht, die Rohrsonde 6 auf eine Strahlungsquelle auszurichten.Figure 1 shows the front section of the pipe probe 6. It can be seen a cylindrical jacket 8 which is provided with ventilation openings 7. Front side the tubular probe 6 carries the radiation receiver 1. This is a Arrangement based on the principle of a thermocouple chain. The one for radiation absorption suitable receiving surface 19 is secured, if necessary by a protective window, set back only slightly with respect to the front edge 20 of the tubular probe 6. Herewith the result is a pronounced opening cone, which is indicated by the dashed lines 21 is limited. It is therefore easy to direct the tube probe 6 to a radiation source align.

Die zur Strahlungsabsorption geeignete Fläche wird im wesentlichen von der Masse der Heißlötstellen der Thermoelementenkette gebildet, die unter dem Einfluß der Strahlung eine Erwärmung erfahren. Demgegenüber sind die Kaltlötstellen der Thermoelementenkette von der einfallenden Strahlung abgeschirmt, so daß sie sich auf die Lufttemperatur einstellen. Die qesamte Anordnung ist zweckmäßig als austauschbarer Block ausgeführt , so daß sich dahinter befindliche Gegenstände im Strahlungsschatten befinden. Dies trifft, wie Figur 1 zeigt, insbesondere für die Heißlötstelle 2 eines Thermoelementes 3 zu, welches sich, wie auch die Kaltlötstellen des Strahlungsempfängers, auf die Lufttemperatur praktisch trägheitsfrei einstellen kann. Dies wird durch die Ventilationsöffnungen 7 im Mantel 8 der Rohrsonde 6 begünstigt.The area suitable for radiation absorption becomes essentially formed by the mass of the hot soldering points of the thermocouple chain, which is below the The influence of radiation experience heating. In contrast, there are the cold soldering points the thermocouple chain shielded from the incident radiation, so that they adjust to the air temperature. The entire arrangement is expedient as Interchangeable block executed, so that there are objects behind in the Radiation shadows are located. As FIG. 1 shows, this applies in particular to the Hot solder joint 2 of a thermocouple 3, which, like the cold solder joints of the radiation receiver, adjust to the air temperature practically without inertia can. this will through the ventilation openings 7 in the jacket 8 of the Pipe probe 6 favored.

Die Verbindung mit dem Gerätegehäuse ergibt sich aus Figur 2. Die Rohrsonde 6 ist dabei ohne den in die Stirnseite 5 eingesetzten Strahlungsempfänger wiedergegeben. Das gegenüberliegende Ende der Rahrsonde 6 ist mit dem Gerätegehäuse 4 fest verbunden. Das Gerätegehäuse 4 ist noch mit einem Ein- und Ausschalter 22. sowie einer digitalen Meßanzeige 23 und insbesondere mit einem Eingangswahlschalter 17 versehen. Letzterer läßt sich in 3 Stellungen einstellen, wie an der Vorderseite des Gerätegehäuses 4 angedeutet.The connection with the device housing results from Figure 2. The The tubular probe 6 is without the radiation receiver inserted into the end face 5 reproduced. The opposite end of the Rahrsonde 6 is with the device housing 4 firmly connected. The device housing 4 is also provided with an on and off switch 22. as well as a digital measuring display 23 and in particular with an input selector switch 17 provided. The latter can be set in 3 positions, as on the front of the device housing 4 indicated.

Im einzelnen ist die Schaltung aus Figur 3 ersichtlith, Sowohl das Thermoelement 3 als auch der Strahlungsempfänger 1 führen zunächst zu Meßverstärkern 10 bzw. 11. Die am Ausgang dieser Meßverstärker verfügbaren Signale können unmittelbar auf das Digitalvoltmeter 18 geschaltet werden, ohne daß die Meßwertdarstellung Störungen durch Fremdeinflüsse unterliegt. Man kann auf diese Weise selektiv entweder die Lufttemperatur in Grad C oder die Strahlungsintensität in W/m2 wiedergeben. Weiterhin läßt sich der Ausgang des Meßverstärkers 10 des Strahlungsempfängers 1 auch über einen Widerstand 9 abgleichen und sodann gemeinsam mit dem Ausgang des Meßverstärkers 11 des Thermoelementes 3 auf einen Summierverstärker 13 schalten. Dessen Ausgang liegt am Kontakt 18 des Eingangswahlschalters 17, so daß man hierüber zur Anzeige der Raumtemperatur kommt, bei welcher die Strahlungstemperatur auf eine insbesondere 0°O kalte Fläche bezogen dargestellt werden kann.In detail, the circuit from Figure 3 can be seen, both Thermocouple 3 and radiation receiver 1 initially lead to measuring amplifiers 10 or 11. The signals available at the output of this measuring amplifier can be directly can be switched to the digital voltmeter 18 without disturbing the display of the measured values subject to external influences. In this way one can selectively either the Show the air temperature in degrees C or the radiation intensity in W / m2. Farther the output of the measuring amplifier 10 of the radiation receiver 1 can also be used balance a resistor 9 and then together with the output of the measuring amplifier 11 of the thermocouple 3 switch to a summing amplifier 13. Its exit is on contact 18 of the input selector switch 17, so that you can use this to display the room temperature comes at which the radiation temperature to a particular 0 ° O cold surface related can be represented.

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Claims

Air-conditioning measuring device PATENT CLAIMS: 1 Air-conditioning measuring device, at which a case temperature is shaped by an electrical probe a temperature-variable resistor located in the device housing is detected is, and a thermoel ectri cal radiation receiver with a thermal oil element chain is provided, the hot soldering points of the radiation and the cold soldering points of the Air temperature are exposed, the readings being a circuit for the optional common or separate measured value processing are supplied, characterized in that that in the radiation shadow of the radiation receiver (1) the solder joint (2) a thermocouple (3) is arranged, whose cold soldering point temperature in the device housing (4) can be electrically compensated by the temperature-variable resistor, and its The hot solder joint (2) has a sensitivity over time equal to that of of the radiation receiver (1) essentially coincides.

2. Air-conditioning measuring device according to claim 1, characterized in that that the radiation receiver (1) is provided on the end face (5) of a tubular probe (6) is, the one reflecting the heat radiation and with ventilation openings (7) provided jacket (8).

3. Air-conditioning measuring device according to claims 1 and 2, characterized characterized in that the radiation receiver which can be adjusted by means of an output resistor (9) (1) and the thermocouple (3) each via a measuring amplifier (10, 11) constantly to a summing amplifier (13) and additionally to one contact each (14, 15) connected to an input selector switch (17) of a digital voltmeter (18) are, while a third contact (16) of the input selector switch (17) with the output of the summing amplifier (13) is connected.