DE60303426T2 - Thermischer Sensor zur Erkennung von Vereisungsbedingungen - Google Patents

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    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
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    • GPHYSICS
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    • G01K13/02Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow
    • G01K13/028Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow for use in total air temperature [TAT] probes

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Detektoren zur Erfassung von Vereisungsbedingungen oder Sensoren, welche temperaturempfindliche Messfühler verwenden, die mit einer Messschaltkreisanordnung verbunden sind und derart angeordnet sind, dass eine Messspannung oder eine Stromkennlinie Informationen zur Erfassung von Feuchtigkeit in einer Fluidströmung liefert, und kombiniert mit einer Messung der Umgebungsluft zur Erfassung von Vereisungsbedingungen in der Atmospähre dienen.
  • Zunehmende Durchführungsvorschriften beim Betrieb von Luftfahrzeugen bei Vereisungsbedingungen werden so ausgelegt, dass vorsichtigere Einschätzungen bei Messungen von Vereisungsbedingungen erforderlich sind, als bei existierenden Eisdetektoren vorgesehen sind. Anwendungsspezifische Bedingungen, welche herkömmliche, auf das Ansetzen von Eis basierende Detektoren aufgrund des Ludlam-Grenzeffekts nicht erfassen können, müssen angesprochen werden, damit sie die neuen Anforderungen erfüllen. Die Fähigkeit zur Erfassung des Vorhandenseins von Vereisungsbedingungen und nicht der tatsächlichen Ansetzung von Eis mag daher notwendig sein. "Vereisungsbedingungen" erfordern das Vorhandensein von kondensierter Feuchtigkeit in der Luftströmung, sowie eine Lufttemperatur unter einer gewissen gewählten Schwellentemperatur, die für gewöhnlich so spezifiziert ist, dass sie geringfügig über dem Gefrierpunkt liegt.
  • US-Patent Nr. 3,236,093 beschreibt eine Vorrichtung, die zusammen mit einem Eisdetektor verwendet werden kann, welche Hagelkörner und groben Sand aus einem Luftstrom entfernt, welcher den Eisdetektor ansonsten streifen könnte. Der restliche Luftstrom, einschließlich mitgeführter Wassertropfen, streift über den Eisdetektor hinweg.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung schafft einen Sensor zur Erfassung von Vereisungsbedingungen nach Anspruch 1.
  • Die Fähigkeit zum Erhalt von Informationen, um das Vorhandensein von Vereisungszuständen anzuzeigen, kann erreicht werden, indem zwei identische erwärmte Temperatursensoren oder -messfühler an unterschiedlichen Stellen in dem im Wesentlichen selben Massenluftstrom bereitgestellt werden, wobei jedoch Flüssigwasser aus der Luftströmung an einer Stelle entfernt wird. Wie es in 1 gezeigt ist, ist ein gegabelter Strömungskanal vorgesehen. Ein Abzweigkanal ist aufgrund der Trägheitsabscheidung im wesentlichen frei von kondensierter Feuchtigkeit, und der andere Zweigkanal führt die kondensierte Feuchtigkeit in den Luftstrom.
  • Wie gezeigt ist, kann ein Strömungsgehäuse, welches dem ähnelt, das bei manchen Gesamtlufttemperatursensoren verwendet wird, eingesetzt werden, um eine Trägheitsabscheidung zwischen den Abzweig-Strömungskanälen bereitzustellen. Ein erwärmter oder sich selbst erwärmender Temperaturmessfühler, welcher sich in der Feuchtigkeit führenden Kanalabzweigung befindet, spricht anders als ein ähnlich erwärmter Temperaturmessfühler in dem Kanal an, der frei von Feuchtigkeit ist, wenn man davon ausgeht, dass Feuchtigkeit in der Luftströmung im Freistrom vorhanden ist. Wenn man davon ausgeht, dass die Messfühler auf einer festgelegten Temperatur gehalten werden, treten in einer nicht feuchten oder trockenen Luftströmung zunehmende Wärmemengen auf, welche von jedem Messfühler beseitigt werden, wenn sich die Strömungsrate erhöht, wobei die jeweils entfernte Wärmemenge jedoch im Wesentlichen identisch ist.
  • Durch die Verbindung der beiden Widerstands-Messfühler in einer Brücke bleibt die Brücken-Ausgangsspannung nahe Null und unabhängig von der Strömungsrate oder Luftgeschwindigkeit in trockener Luft, wenn jedoch kondensierte Feuchtigkeit vorhanden ist, dann verursacht die von einem der Messfühler beseitigte Wärme dort, wo die Beseitigung von Wärme durch Verdampfung und/oder Abblasen von erwärmtem Wasser gefördert wird, eine Temperaturveränderung an diesem Messfühler, und daher eine Widerstandsveränderung, falls der Messfühler ein Widerstands-Temperatursensor ist. Man würde erwarten, dass der Spannungs-Offset mit einem zunehmenden Flüssigwassergehalt zunehmen würde. Wenn eine Temperaturmessung der Umgebungsluft, welche die Temperatur der frei fließenden Luftströmung hat, von einer separaten Quelle bereitgestellt wird, kann eine Bestimmung von Vereisungsbedingungen durchgeführt werden. Alternativ kann ein Temperaturmessfühler in einem der Strömungskanäle angeordnet sein, vorzugsweise in dem, von welchem die Feuchtigkeit entfernt wurde, um die Temperatur der frei fließenden Luft anzunähern.
  • Falls ein Widerstands-Temperaturmessfühler verwendet wird, kann dieser Ansatz verändert werden, indem dieser Messfühler in einen Brückenschaltkreis eingebaut wird. Bei diesem modifizierten Ansatz ist es nicht erforderlich, dass der Massen-Luftstrom durch jeden Kanal im Wesentlichen identisch ist. Durch Messen geeigneter Kombinationen aus Spannungen, kann das Vorhandensein von Feuchtigkeit in der Abzweigung, welche kondensierte Feuchtigkeit aus dem frei fließenden Luftstrom führt, bestimmt werden, da sich die Beziehungen zwischen den Messungen im Vergleich zu Bedingungen, wenn der Luftstrom im Freistrom trocken ist, unterscheiden. Eine Temperatur kann bestimmt werden, indem der Spannungsabfall an dem Temperatursensor gemessen wird.
  • Erneut ist das Vorhandensein von kondensierter Flüssigkeit und einer Lufttemperatur unter einem Schwellenwert, welcher für gewöhnlich geringfügig über dem Gefrierpunkt liegt, für Vereisungsbedingungen erforderlich, und diese Parameter können mit Hilfe des Instruments der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden.
  • Weiter Einzelheiten, Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Kurzbeschreibung der Erfindung anhand der Zeichnungen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Seitenschnittansicht durch ein Strömungsgehäuse, das auf einem Luftfahrzeug befestigt werden kann und einen Einlass bereitstellt, der zu zwei Abzweig-Strömungskanälen führt, wobei einer davon kondensierte Flüssigkeit aufweist, die durch Trägheitsabscheidung entfernt wird, und eine erste Form der Erfindung veranschaulicht;
  • 2 ein schematischer Brückenschaltkreis, welcher den Betrieb der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
  • 3 eine Schnittansicht durch ein Strömungsgehäuse, welches Abzweig-Strömungskanäle aufweist, welche Messfühler einer zweiten alternativen erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigen; und
  • 4 einen schematischer Brückenschaltkreis, welcher die in 3 gezeigte Messfühleranordnung verwendet.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • In 1 stützt eine Außenhaut 10 des Luftfahrzeugs ein Strömungsgehäuse 12, welches gemäß Darstellung eine Hohlstrebe 14 und ein nach vorne und hinten gerichtetes Strömungsrohr 16 aufweist, das auf der Strebe 14 befestigt ist. Das Strömungsrohr 16 kann jede beliebige gewünschte Querschnittsform aufweisen, und ist im Allgemeinen rechteckig oder ähnlich einem flachgedrückten Kreis geformt, und weist zudem einen Strömungskanal 18 am Einlassende auf, durch welchen ein Luftstrom im Freistrom, welcher durch den Pfeil 20 angezeigt ist, eingebracht wird. Die Strömung durch das Strömungsrohr 16 wird durch Bereitstellung einer Auslassöffnung 22 am hinteren Ende des Strömungsrohrs gesteuert. Es ist eine Öffnung 24 zwischen dem Strömungskanal 18 und einem hinteren Abwzeig-Strömungskanal 27 vorhanden, welche zu der Hohlstrebe hin öffnet, wobei diese einen Abzweig-Strömungskanal 26 bildet.
  • Flüssigwasser ist durch die gestrichelten Linien 28 dargestellt, und das Strömungsgehäuse 12 stellt eine Trägheitsabscheidung der kondensierten Feuchtigkeit bereit, so dass nur ein geringer Teil des Flüssigwassers in den Abzweig-Strömungskanal 26 gelangt. Der Abzweig-Strömungskanal 26 weist eine Auslassöffnung 30 an seiner hinteren oder stromabwärts liegenden Seite auf. Diese Art von Strömungsgehäuse wird in verschiedenen Temperatursensoren verwendet, und ist beispielsweise von der Art, wie sie in dem US-Patent Nr. 2,970,475 für einen Gas-Temperaturmessfühler gezeigt ist.
  • In der vorliegenden Erfindung sind am Strömungsgehäuse 12 Temperatur-Messfühler zur Bestimmung des Vorhandenseins von Vereisungsbedingungen befestigt, und in dieser Ausführungsform der Erfindung ist ein bei 34 angezeigter Messfühler in dem Abzweig-Strömungskanal 27 des Strömungsrohrs 16 befestigt, so dass die mit kondensierter Feuchtigkeit geladene Luft im Freistrom auf den Messfühler 34 trifft. Die gesamte kondensierte Feuechtigkeit, die auf den Messfühler 34 trifft, beeinflusst die Energie, die zur Erwärmung oder Selbsterwärmung des Messfühlers erforderlich ist, wenn man davon ausgeht, dass es erwünscht ist, den Messfühler auf einer konstanten Temperatur zu halten.
  • Ein zweiter Temperatur-Messfühler 38 ist in dem Abzweig-Strömungskanal 26 befestigt, wobei die Strömung in dem Abzweig-Strömungskanal im Wesentlichen kein Flüssigwasser aufweist, so dass die Luftströmung am Messfühler 38 in Form von trockener, kein Flüssigwasser führender Luft, im Wesentlichen gleich ist und auch so bleibt.
  • Da der Detektor in Vereisungsumgebungen arbeiten muss, ist das Detektorgehäuse mit Heizvorrichtungen 35, vorzugsweise elektrisch betrieben, ausgestattet, um die Bildung von Eis zu verhindern. Heizvorrichtungen 35 können beispielsweise im Inneren der Wände des Gehäuses 12 verlegt sein oder sie können als Matte in einer Weise angewendet werden, die der ähnelt, wie sie augenblicklich bei vielen Vorrichtungen, welche vor Eis geschützt werden müssen, wie z.B. Temperaturmessfühler, Druckmessfühler und Antennen, angewendet wird.
  • Um zu verhindern, dass Enteisungswärme die Messfühler innerhalb des Gehäuses 12 erheblich beeinflusst, ist das Strömungsgehäuse 16 mit einer Reihe von kleinen Löchern oder Perforationen 26 versehen, um die erwärmte Grenzschicht, welche sich an den Inenwänden bildet, abzuleiten. Dieses Verfahren wird augenblicklich in einigen Sensoren zur Messung der Gesamttemperatur bei Luftfahrzeugen für den gleichen Zweck eingesetzt.
  • Ein Ablenkblech oder Hitzeschild 37 ist in dem Strömungskanal 26 zur weiteren Reduzierung des Einflusses von Enteisungs-Heizvorrichtungen, die in den vorderen Wänden der Strebe 14 oder dem oder den im Strömungskanal 26 angeordneten Messfühler/n angeordnet ist, positioniert. Eine Öffnung 39 stellt eine Entlüftung zwischen dem Ablenkblech 37 und den Innenflächen der vorderen Wand der Strebe bereit, um einen übermäßigen Temperaturanstieg der Wand des Ablenkblechs zu verhindern.
  • Wie es in dem Schemadiagramm von 2 dargestellt ist, sind die als P1 angezeigten Widerstände des Messfühlers 34 und der als P2 bezeichnete Messfühler 38 in den Leitungszweigen einer Brückenschaltung 40 angeschlossen. Die Widerstände R1, die ebenfalls bei 42 angezeigt sind, und R2, die ebenfalls bei 43 angezeigt sind, sind in die Brücke gekoppelt, und wenn die Luft in beiden Abzweig-Strömungskanälen 26 und 27 im Wesentlichen trocken ist, und ausgeglichen ist, um im Wesentlichen gleiche Strömungsraten aufzuweisen, reagieren die Widerstände der Messfühler P1 und P2 (34 und 38) im Wesentlichen identisch und die Brücke bleibt ausgeglichen. Dies wird durch das Verhältnis P1/P2 = R1/R2 angezeigt.
  • Die Spannungsquelle 46, welche als VVersorgung bezeichnet wird, erregt die Brückenschaltung. Der Ausgang der Brückenschaltung liegt an den gegenüberliegenden Anschlüssen vom Eingang, und ist in 2 als Vb bezeichnet. Dieses Ausgangssignal wird an einen Luftdatencomputer 50 geliefert. Es versteht sich, dass die Brückenwiderstände und R2 so gewählt werden, dass sie im Wesentlichen größer als die Widerstände von P1 und P2 sind, um eine Erwärmung von R1 und R2 zu reduzieren. Der Computer 50 erhält ein Lufttemperatursignal von einem bei 54 angezeigten Temperatursensor oder einer Quelle und diese Temperatursignalquelle kann ein separater Sensor sein, der auf dem Luftfahrzeug befestigt ist, oder sie kann ein zusätzlicher Messfühler sein, der in dem Strömungsgehäuse 12 befestigt ist, wie in Verbindung mit den 3 und 4 erklärt wird. Der Sensor oder die Quelle 54 liefert eine Temperatur der Umgebungsluft im Freistrom.
  • Wenn Feuchtigkeit, wie beispielsweise die durch die Linien 28 in den Strömungskanälen 18 und 27 in 1 angezeigte Feuchtigkeit, in dem Luftstrom im Freistrom vorhanden ist, erfolgt ein Auftreffen von kondensierter Feuchtigkeit am Messfühler 34 (P1), wohingegegen nur wenig oder keine kondensierte Feuchtigkeit auf den Messfühler 38 (P2) trifft. Messfühler 34 und 38 werden elektrisch auf eine Temperatur im Bereich von 50 bis 100°C über der Umgebungsluft erwärmt.
  • Als Alternative zur Selbsterwärmung können separate Heizbauelemente einstückig mit, oder in unmittelbarer Nähe zu den Temperatur-Messbauelementen in den Messfühlern 34 und 38 verwendet werden. Die Massenstromrate der Durchflussströmung in den Abzweigkanälen 26 und 27 wird durch Regelung der Größe der Auslässe 22 und 30 sowie der Größe der Öffnung 24 gesteuert, so dass der Massenstrom im Wesentlich an beiden Messfühlern 34 und 38 identisch ist.
  • In einer Situation, in der keine Feuchtigkeit vorhanden ist, nimmt die von jedem Messfühler beseitigte Wärme mit Zunahme der Strömungsrate zu, wobei die Menge der jeweils beseitigten Wärme im Wesentlichen identisch ist. Die Brücke 40 bleibt im Wesentlichen ausgeglichen. Somit ist die mit Vb bezeichnete Ausgangsspannung von der Strömungsrate oder Luftgeschwindigkeit unabhängig.
  • Wenn allerdings kondensierte Feuchtigkeit in dem frei strömenden Luftstrom in dem Abzweigkanal 27 vorhanden ist, wird die vom Messfühler 34 (P1) beseitigte Wärme durch Verdunstung und/oder Ausstoß von warmem Wasser verbessert, da die Messfühler auf einer Temperatur gehalten werden, die bedeutend über der Temperatur der Umgebungsluft liegt. Dies führt zu einer Messfühler-Temperaturveränderung am Messfühler 34 und einer Widerstandsveränderung in dem Messfühler, und folglich einem Offset oder einer Veränderung der Spannung Vb des Ausgangssignals. Der Offset von Vb nimmt mit steigendem Flüssigwassergehalt bei gleichem Massenluftstrom zu. Es besteht eine Empfindlichkeit gegenüber gefrorenem Niederschlag, wie beispielsweise Schnee- und Eiskristallen, wobei diese Empfindlichkeit jedoch relativ niedrig ist, und tritt in Form von Ausgangsspannungs-Spitzen auf, die mit Hilfe von Messwertaufbereitung gefiltert werden können, bevor das Ausgangssignal an den Computer 50 geliefert wird, oder das Filtern kann im Computer 50 durchgeführt werden.
  • Die Temperaturmessung vom Temperatursensor oder der Signalquelle 54 wird mit dem Ausgangssignal der Brückenschaltung 40 kombiniert, so dass der Computer ein Ausgangssignal liefert, welches die Vereisungsbedingungen anzeigt. Vereisungsbedingungen werden angezeigt, wenn die Temperatur T geringfügig über dem Gefrierpunkt liegt oder niedriger ist, und wenn ein Spannungsausgang von der Brückenschaltung 40 dadurch verursacht wird, dass kondensierte Feuchtigkeit in einem Abzweigkanal 27 vorhanden ist und auf den Messfühler 34 trifft.
  • In den 3 und 4 ist eine alternative Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Die Messfühler 34 (P1) und 38 (P2) sind identisch wie in 1 positioniert, wobei jedoch ein optionaler Temperatur-Messfühler 60 in dem Abzweig-Strömungskanal 26 bereitgestellt ist. Der Messfühler 60 ist vorzugsweise stromaufwärts zum Messfühler 38 (P2) angeordnet, um Erwärmungseinflüsse vom Messfühler 38 zu vermeiden, wobei der Messfühler, wie bereits dargelegt wurde, über der Umgebungstemperatur gehalten wird. Der Widerstand des Messfühlers 60 (P3) und ein Widerstand 62, der in eine alternative Brücke geschaltet gezeigt ist, werden so gewählt, dass sie mindestens eine Größenordnung größer als die Widerstände der Messfühler 34 und 38 (P1 und P2) sind. Diese Auswahl oder Widerstände schränken die Selbsterwärmungseinflüsse erheblich ein.
  • Das Widerstandselement im Messfühler P3 ist in dem Leitungszweig einer Brückenschaltung 64 angeordnet, den sich die erwärmten Messfühler P1 und P2 teilen, wie es in 4 gezeigt ist. Diese Brückenanordnung liefert zwei Brücken-Spannungsausgangssignale, welche in 4 mit V1 und V2 bezeichnet sind. Das Ausgangssignal V1 zeigt die Widerstandsveränderung an, die bei Feuchtigkeit oder Wasser führender Luft in dem Abzweig-Strömungskanal 27 auftritt, und V2 ist ein Ausgangssignal, das den Widerstand des Messfühlers in dem Abzweig-Strömungskanal 26 anzeigt, in dem die Feuchtigkeit abgeschieden worden ist.
  • Die Anordnung in den 3 und 4 verringert die Abhängigkeit davon, die Massenstromrate zu bestimmen, oder dass die Massenstromraten an den Messfühlern 34 und 38 identisch sein müssen, wie es in 1 gezeigt ist, da es eine unabhängige Messung des Wärmeverlustes von Messfühlern, die in den Abzweig-Strömungskanälen 27 und 26 angeordnet sind, gibt. Es besteht eine bekannte Beziehung zwischen V1 und V2 als Funktion einer trockenen Luftstromrate. Des Weiteren kann eine Trockenluft-Massenstromrate von der Spannung V4 am erwärmten Messfühler 38 in dem Trockenluftkanal 26, sowie von V3, dem Spannungsabfall am Temperaturmessfühler 60, welcher ebenfalls im Trockenluftkanal 26 angeordnet ist, unterschieden werden. Bei Vorhandensein von Feuchtigkeit tragender Luft in dem Kanal 18 ist die Beziehung zwischen V1 und V2 aufgrund zusätzlicher Wärmeverluste am Messfühler 34 (P1) durch Verdunstung und/oder Luftablassung anders, da der Abzweigkanal 27 die kondensierte Feuchtigkeit führt, während der Abzweigkanal 26 Luft mit nur wenig oder gar keiner kondensierten Feuchtigkeit führt. Aus diesem Grund wird, falls sich die Spannungsbeziehung zwischen V1 und V2 verändert, von der erwarteten Beziehung zu Trockenluft in beiden Abzweig-Strömungskanälen das Vorhandensein von kondensierter Feuchtigkeit in dem Abzweig-Strömungskanal 27 angezeigt.
  • Die in 4 gezeigte Spannungsquelle VVersorgung und die Spannung V3 können gemessen und an einen Computer 70 geliefert werden, um die Temperatur der Umgebungsluft zu bestimmen. Informationen über Temperatur und Feuchtigkeit stehen somit zur Bestimmung des Vorhandenseins von Vereisungsbedingungen als Ausgangssignal 72 vom Computer 70 zur Verfügung. Der Computer weist ein Sollwertsignal auf, so dass bei Messung des Vorhandenseins von kondensierter Feuchtigkeit und bei Bestimmung der gemessenen Lufttemperatur unter dem festgelegten Punkt Vereisungsbedingungen angezeigt werden.
  • Es versteht sich, dass jede beliebige Art von Strömungspfad mit Trägheitsabscheidung verwendet werden kann, und der hier gezeigte Aufbau lediglich ein Beispiel für die Art ist, welche verwendet werden könnte. Die Richtungsänderung einer Strömung kann durch Ablenkbleche, Hindernisse wie beispielsweise Pfosten, welche eine Ablenkung von Teilchen bewirken, und verschiedene andere Gestalten und Formen von Kanälen mit Strömungspfaden, welche sich in einem ausreichenden Winkel abzweigen, so dass die schwereren Teilchen ihre Strömungsrichtung unter Trägheitskräften fortsetzen und der Abzweig- oder Ablasspfad einen Luftstrom führt, der im Wesentlichen frei von jeglichen kondensierten Feuchtigkeitsteilchen ist, verursacht werden.
  • Die Fähigkeit zur Bereitstellung von Öffnungen oder anderen Strömungs-Steuereinrichtungen, wie z.B. die Auslässe 22 und 30 in 1 für den Ausstoß von Fluiden, ist eine Möglichkeit, sicherzustellen, das die Massenstromraten in den getrennten Kanälen im Wesentlichen identisch sind, und doch bewirkt eine Trägheitsabscheidung, dass sich die Flüssigteilchen in diesel be Richtung in dem geraden Strömungspfad durch den Abzweigkanal 27 bewegen.
  • In 4 entspricht die Größe R1/P1 in etwa der Größe R3/P3 und ist etwa identisch mit R2/P2. Zudem ist R3 im Wesentlichen größer als R1 und R1 ist im Wesentlichen gleich R2, um eine zufriedenstellende Leistung der Brückenschaltung zu erreichen.
  • Die Wirkung von Wasserdampf, d.h. Feuchtigkeit, in der Luftströmung hat nur einen geringen Einfluss auf die Leistung des Detektors der vorliegenden Erfindung. Die Detektoren sind jedoch sehr empfindlich gegenüber dem Vorhandensein von Wassertropfen, d.h. Flüssigwasser in der Luft. Es versteht sich auch, dass die Wärmetransferfähigkeit von Luft nicht nur eine Funktion der Massenstromrate ist, sondern auch der Temperatur. Die Kompensation einer Temperatur kann, falls nötig, mit Hilfe von geeigneten analytischen Verfahren erfolgen, welche Informationen an einen Steuercomputer liefern, oder durch eine direkte Kompensation in der Schaltkreisanordnung, indem temperaturabhängige Schaltkreiselemente vorgesehen sind. Die Fähigkeit zur Schaffung dieser Kompensationsverfahren wird augenblicklich in bestehenden Massenstrom-Messungsprodukten eingesetzt.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, werden Fachleute in der Technik erkennen, dass Veränderungen hinsichtlich Form und Detail vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung gemäß Definition durch die Ansprüche abzuweichen.

Claims (7)

  1. Sensor zur Erfassung von Vereisungsbedingungen in einer Luftströmung (20), welche durch das Vorhandensein von kondensierter Feuchtigkeit (28) in einer derartigen Luftströmung (20) verursacht werden, wobei der Sensor Folgendes aufweist ein Strömungsgehäuse (12), welches einen ersten Strömungskanal (27) bereitstellt, der zur Lieferung eines bekannten Massendurchsatzes mit relativen Luftströmungsgeschwindigkeiten konfiguriert ist; einen ersten Messfühler (34), der in dem ersten Strömungskanal derart befestigt ist, dass die Luftströmung und die kondensierte Feuchtigkeit auf den ersten Messfühler aufprallen können, wobei der erste Messfühler betriebsbereit ist, um ein erstes Temperatur-Ausgangssignal (P1) zu liefern, das sich aufgrund des Aufpralls verändert, wobei der erste Messfühler so konfiguriert ist, dass er von einer Energiequelle (46; 68) erwärmt wird; und einen Messschaltkreis (40; 64), der so konfiguriert ist, dass er Veränderungen in einer Funktion bestimmt, wobei der Messschaltkreis betriebsbereit ist, um ein Vereisungsbedingungs-Ausgangssignal (72) zu liefern, das vom Vorhandensein der auf den ersten Messfühler aufprallenden kondensierten Feuchtigkeit abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor einen zweiten Messfühler (38) aufweist, der so konfiguriert ist, dass er von einer Energiequelle erwärmt wird, wobei der zweite Messfühler in einem Abzweig-Strömungskanal (26) des Strömungsgehäuses angeordnet ist, in welchem die kondensierte Feuchtigkeit einer Trägheitsabscheidung unterzogen wird, wobei der zweite Messfühler betriebsbereit ist, um ein zweites Temperatur-Ausgangssignal (P2) an den Messschaltkreis zu liefern.
  2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftströmung in dem Abzweig-Strömungskanal einen zweiten Massendurchsatz aufweist, der im Wesentlichen identisch mit dem bekannten Massendurchsatz durch den ersten Strömungskanal ist.
  3. Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der bekannte Massendurchsatz und der zweite Massendurchsatz mit Hilfe von Auslässen (22, 30) gesteuert werden.
  4. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welcher weiter einen dritten in dem Abzweig-Strömungskanal angeordneten Messfühler (60) aufweist, der ein drittes Temperatur-Ausgangssignal (P3) an den Messschaltkreis liefert.
  5. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Messschaltkreis zusammen mit dem ersten und zweiten Messfühler einen Brückenschaltkreis (40; 64) bildet, und dass der erste und zweite Messfühler eine bekannte Widerstandsbeziehung zur Temperatur aufweisen, und dass der Brückenschaltkreis so angeordnet ist, dass er Temperaturen zwischen dem ersten und dem zweiten Messfühler vergleicht.
  6. Sensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal aus dem Brückenschaltkreis so konfiguriert ist, dass es an einen Computer (50; 70) geliefert wird.
  7. Sensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Computer betriebsbereit ist, um ein Vereisungsbedingungs-Ausgangssignal (72) zu liefern, das Vereisungsbedingungen anzeigt, wenn gemessen wird, dass kondensierte Feuchtigkeit auf dem ersten Messfühler vorhanden ist, und gemessen wird, dass die Lufttemperatur nahe dem Gefrierpunkt liegt.
DE60303426T 2002-11-19 2003-11-19 Thermischer Sensor zur Erkennung von Vereisungsbedingungen Expired - Lifetime DE60303426T2 (de)

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