DE2043016A1

DE2043016A1 - Fluid temperature sensor system

Info

Publication number: DE2043016A1
Application number: DE19702043016
Authority: DE
Inventors: Willis Anson Scotia N Y Phipps William Lewis Cincinnati Ohio Boothe, (V St A )
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1970-08-29
Filing date: 1970-08-29
Publication date: 1972-03-02

Description

Fluidisches Temperatur-Sensorsystem Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen von fluidischen Temperatur-Sensorsystemen.Fluidic temperature sensor system The invention relates to Improvements to fluidic temperature sensor systems.

In den vergangenen Jahren erfolgte eine schnelle Weiterentwicklung von fluidischen Geräten, die auf fluidische Drucksignab ansprechen und/oder fluidische Drucksignale erzeugen, um sowohl einfache als auch komplexe Regelfunktionen auszuführen.In the past few years there has been rapid further development of fluidic devices that respond to fluidic pressure signals and / or fluidic Generate pressure signals to perform both simple and complex control functions.

Fluidische Geräte sind in vielerlei Hinsicht vorteilhaft. Beispielsweise arbeiten sie gewöhnlich zuverlässig, da sie keine bewegten Teile aufweisen. Weiterhin sind sie auch in besonderen Umgebungsbedingungen, wie z. B. extremen Temperaturen, einsetzbar, die die Verwendung von elektronischen Regelungen unpraktikabel, wenn nicht sogar unmöglich machen.Fluidic devices are beneficial in many ways. For example they usually work reliably because they have no moving parts. Farther are they also in special environmental conditions, such as B. extreme temperatures, applicable, which make the use of electronic regulations impractical, if not impossible.

Eine angestrebte Verwendung von fluidischen Vorrichtungen besteht in der Überwachung bzw. Abtastung von Temperaturen, um eine analoge Anzeige zu erhalten oder um ein Steuersignal zu erzeugen, wie z. B. in einem Gasturbinentriebwerk, wo es erwünscht ist, die Brennstoff-Zufuhr zu beschränken, wenn die Temperatur des heißen Gasstrahles einen vorgegebenen Wert überschreitet. Es sind einige Vorschläge gemacht worden, die tatsächlich für ein Signal mit Druckänderungen sorgen, deren Frequenz eine Funktion der Temperatur ist. Die Anwendung derartiger Sensoren wurde jedoch durch zwei Faktoren eingeschränkt, nämlich durch das Fehlen eines genügend breiten Genauigkeitsbereiches und durch übermäßige Verzögerungen zwischen den Änderungen in der Fluid-Temperatur und einer entsprechenden Änderung im Sensorsignal.There is a desired use of fluidic devices in the monitoring or sampling of temperatures in order to obtain an analog display or to generate a control signal, e.g. B. in a gas turbine engine where it is desirable to restrict the fuel supply when the temperature of the hot gas jet exceeds a specified value. There are some suggestions which actually provide a signal with pressure changes, their Frequency is a function of temperature. The application of such sensors has been but limited by two factors, namely the lack of a sufficient one accuracy and excessive delays between changes in the fluid temperature and a corresponding change in the sensor signal.

Mit dem Vorschlag gemäß der Deutschen Patentanmeldung P 20 15 786.2 wurde zwar der Genauigkeitsbereich von mit der Frequenz arbeitenden fluidischen Temperatursensoren erweitert. Die verbesserten Charakteristiken dieses Sensors lassen sich jedoch nicht mit den herkömmlichen Techniken zur Verkürzung der Ansprechzeiten auf Temperaturänderungen vereinbaren.With the proposal according to German patent application P 20 15 786.2 became the accuracy range of fluidic working with frequency Extended temperature sensors. The improved characteristics of this sensor let however, it does not use conventional techniques to reduce response times agree on temperature changes.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, von fluidischen Temperatur-Sensorsystemen in einer minimalen Zat genaue Ausgangs signale zu erhalten, und insbesondere temperaturabhängige Ausgangssignale zu erzeugen, die von einem einzigen fluidischen Sensorelement nicht erhältlich sind.It is therefore an object of the present invention, of fluidic Temperature sensor systems to receive accurate output signals in a minimal amount of time, and in particular to generate temperature-dependent output signals from a single fluidic sensor element are not available.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Paar fluidischer Sensoren gelöst, die Jeweils ein Ausgangasignal erzeugen, das der überwachten Temperatur proportional ist. Die Ansprechzeit dieses Sensors auf eine stufenförmige Temperaturänderung ist durch eine Kurz zeigt und eine Langzeitkonstante bestimmt. Am Ende der Kurzzeitkonstanten besteht eine Differenz in der Größe der Anderung, die in den Signalen der zwei Sensoren aufgetreten ist. Dann verändern sich während des viel längeren Zeitraumes der Langzeitkonstante die Ausgangs signale weiterhin solange, bis ein Stabilitätspunkt erreicht ist, in dem die Werte jedes Sensors die gemessene Temperatur bei unterschiedlichen Werten genau wiedergeben.This object is achieved according to the invention by a pair of fluidic Detached sensors, each of which generates an output signal that corresponds to the monitored temperature is proportional. The response time of this sensor to a stepped Temperature change is determined by a short shows and a long-term constant. At the end of the short-term constant there is a difference in the amount of change that occurs in the signals from the two sensors occured. Then the long-term constant changes during the much longer period the output signals continue until a stability point is reached in where the values of each sensor reflect the measured temperature at different values reproduce exactly.

Die Differenz in den Werten der Ausgangssignale der zwei Sensoren hat am Ende der Kurzzeitkonstanten eine vorbestimmte Beziehung zu den eingeschwungenen Differenzwerten der Sensorausgangssignale am Ende der Langzeitkonstanten. Durch die Ableitung eines Ausgangssignales, welches die Differenz zwischen den zwei Sensorsignalen wiedergibt, wird in einer minimalen Zeit ein verwendbares Temperaturfunktions-Ausgangssignal geliefert. Wo das Differenzsignal am Ende der Kurzzeitkonstanten das gleiche ist, wie am Ende der Langzeitkonstanten, wird ein genaues Temperatursignal in einer viel kürzeren Zeit erhalten als dies durch einen der beiden Sensoren einzeln möglich wäre. Wo die Kurzzeitkonstanten-Differenz größer ist, wird eine Ausgangsfunktion mit Voreilung geliefert. Auf Wunsch können auc,h andere Ausgangsfunktionen erzeugt werden.The difference in the values of the output signals from the two sensors at the end of the short-term constant has a predetermined relationship to the steady-state Difference values of the sensor output signals at the end of the long-term constants. By the derivation of an output signal which is the difference between the two sensor signals represents a usable temperature function output in a minimal time delivered. Where the difference signal at the end of the short-term constant is the same, as at the end of the long term constant, an accurate temperature signal will be in a lot received a shorter time than this is possible by one of the two sensors individually were. Where the short-term constant difference is greater, it becomes an output function delivered with lead. If required, other output functions can also be generated will.

Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention will now be understood from the following description and the accompanying drawings Drawings of an embodiment explained in more detail.

Fig. 1 ist eine Darstellung, wobei einige Teile aufgeschnitten gezeigt sind, von zwei fluidischen Temperatursensoren und einem Gasturbinentriebwerk mit einer schematischen Darstellung eines die Erfindung verkörpernden Temperatur-Sensorsys tems.Fig. 1 is an illustration with some parts shown in cutaway are, of two fluidic temperature sensors and a gas turbine engine with a schematic representation of a temperature sensor system embodying the invention tems.

Fig. 2 ist eine rein schematische Darstellung eines die Erfindung verkörpernden Temperatur-Sensorsystems.Fig. 2 is a purely schematic representation of the invention embodied temperature sensor system.

Fig. 3 ist eine Ansicht von oben auf eine Art eines fluidischen Schwebungsdetektors, der bei der Ausführung des Erfindungsgegenstandes verwendbar ist.3 is a top view of one type of fluidic beat detector; which can be used in the execution of the subject matter of the invention.

Fig. 4 ist eine Kurvendarstellung der Frequenz über der Zeit für die Ausgangssignale der fluidischen Temperatursensoren gemäß einem Merkmal der Erfindung.Fig. 4 is a graph of frequency versus time for the Output signals of the fluidic temperature sensors according to a feature of the invention.

Fig. 5 ist eine Kurvendarstellung der Frequenz über der Zeit für das Differenzsignal der in Fig. 4 gezeigten Signale.Figure 5 is a graph of frequency versus time for the Difference signal of the signals shown in FIG.

Fig. 6 ist eine Kurvendarstellung der Frequenz über der Zeit für die Ausgangssignale der fluidischen Temperatursensoren gemäß einem zweiten Merkmal der Erfindung.Fig. 6 is a graph of frequency versus time for the Output signals of the fluidic temperature sensors according to a second feature of FIG Invention.

Fig. 7 ist eine Kurvendarstellung der Differenzfrequenz über der Zeit für die in Fig. 6 gezeigten Signale.Figure 7 is a graph of the difference frequency versus time for the signals shown in FIG.

In Fig. 1 ist die bevorzugte Aus führungs form eines Temperatur-Sensorsystems gemäß der Erfindung gezeigt. Ein fluidisches Temperatur-Sensorsystem ist besonders nutzbringend bei der Überwachung hoher Temperaturen eines Fluidstromes. Ein spezielles Beispiel, wo ein derartiges System wirksam eingesetzt werden kann, liegt in der Erlangung einer analogen Anzeige der Temperatur des heißen Gasstromes, wenn dieser in die Turbine 10 eines Gasturbinentriebwerkes 12 eintritt.In Fig. 1, the preferred embodiment is a temperature sensor system shown according to the invention. A fluidic temperature sensor system is special useful in monitoring high temperatures of a fluid stream. A special one An example of where such a system can be effectively used is in the Obtaining an analog display of the temperature of the hot gas flow when it enters the turbine 10 of a gas turbine engine 12.

Die Temperatur des Gasstromes ist an diesem Punkt extrem hoch und in vielen Fällen ein Regelparameter des Triebwerkbetriebes.The temperature of the gas stream is extremely high at this point and in many cases a control parameter for engine operation.

Ein Teil der durch den Bereich nahe der ersten Stufe von Turbinenrotorblättern hindurchströmenden Gasströmung wird durch eine Rohrleitung 14 abgeleitet, die sich in zwei Zwigleitungen 16a, 16b teilt und zu den Eingängen von zwei fluidischen Temperatursensoren 16a, 16b geleitet ist.Part of the through the area near the first stage of turbine rotor blades gas flow flowing through it derived through a pipe 14, which divides into two branch lines 16a, 16b and to the inputs of two fluidic Temperature sensors 16a, 16b is conducted.

Das Druckausgangssignal, das von jedem Sensor 18a, 183erhalten wird, wird über Rohrleitungen 20a bzw. 20b zu einem Dirferenz-Summiergerät in Form eines Schwebungsfrequenzdetektors 22 geleitet. Das Druckausgangssignal von dem Schwebungsfrequenzdetektor 22 wird dann über eine Rohrleitung 26 einem fluidischen/mechanischen Wandler 24 zugeführt.The pressure output obtained from each sensor 18a, 183 is via pipelines 20a and 20b to a direct summing device in the form of a Beat frequency detector 22 passed. The pressure output from the beat frequency detector 22 is then fed to a fluidic / mechanical converter 24 via a pipeline 26 fed.

Der mechanische Ausgang des Wandlers 24 kann dann mit einer Meßuhr 28 verbunden sein, um ein analoges Ausgangssignal zu liefern, das die Temperatur des heißen Gasstromes in dem Triebwerk 12 anzeigt.The mechanical output of the transducer 24 can then be measured with a dial gauge 28 may be connected to provide an analog output signal representing the temperature of the hot gas flow in the engine 12 indicates.

Eine Darstellung des Funktionsflusses in dem erfindungsgemäßen Temperatursensorsystem ist in Fig. 2 gezeigt und ist besonders für den Aufbau gemäß Fig. 1 anwendbar.A representation of the functional flow in the temperature sensor system according to the invention is shown in FIG. 2 and is particularly applicable to the structure according to FIG.

Jeder der Sensoren 18a, 18b weist gegenüber dem anderen einen ähnlichen Aufbau und eine ähnliche Wirkungsweise auf und ist in den Zeichnungen durch gleiche Bezugszahlen bezeichnet und durch die zusätzlichen Buchstaben a bzw. b unterschieden. Jeder Sensor wird hauptsächlich von einem Grundteil 30 mit einer Abdeckplatte 32 gebildet, die beispielsweise mit Schrauben 34 an dem Grundteil 30 befestigt sein kann. Jede der Einlaßleitungen 16a, 16b ist mit einer Eingangskammer 36 verbunden. Jede Kammer 36 weist eine Düse 38 auf, welche einen Fluidstrahl in Richtung eines fluchtenden, symmetrisch V-förmigen Vorsprung 44 lenkt. Auf gegenüberliegenden Seiten dieses Vorsprunges sind Kammern 40, 42 angeordnet. Ein Auftreffen des Fluidstrahles aus der Düse 38 auf den Vorsprung 44 führt zu einem von Natur aus instabilen Zustand. Dies hat zur Folge, daß der Strahl zunächst in Richtung des einen der Hohlräume 40 oder 42 abgelenkt wird, bis sich ein genügend hoher Druck aufgebaut hat, so daß der Strahl dann in den anderen Wohlraum 42 gelenkt wird. Die Hohlräume 40, 42 jedes Sensors weisen vorzugsweise relativ zueinander und zur Düse 38 die gleichen Abmessungen auf. Die somit erzeugten Druckänderungen liefern Drucksignale, welche durch die Auslaßöffnungen 46 hindurch und die entsprechende Rohrleitung 20a, 20b abgeleitet werden. Die Frequenz jedes Signales ist im wesentlichen linear proportional zur Quadratwurzel der absoluten Temperatur des vom Triebwerk 12 abgeleiteten Gasstromes.Each of the sensors 18a, 18b has a similar one to the other Construction and a similar mode of operation and is in the drawings by the same Designated reference numbers and distinguished by the additional letters a and b. Each sensor is mainly supported by a base 30 with a cover plate 32 which are fastened to the base part 30 with screws 34, for example can. Each of the inlet lines 16a, 16b is connected to an inlet chamber 36. Each chamber 36 has a nozzle 38, which a jet of fluid in the direction of a aligned, symmetrically V-shaped projection 44 directs. On opposite sides Chambers 40, 42 are arranged in this projection. An impingement of the fluid jet from the nozzle 38 onto the projection 44 results in an inherently unstable condition. This has the consequence that the beam initially in the direction of one of the cavities 40 or 42 is deflected until a sufficiently high pressure has built up so that the beam is then directed into the other well-being space 42. The cavities 40, 42 each Sensors preferably have the same dimensions relative to one another and to the nozzle 38 on. The pressure changes thus generated provide pressure signals which are generated by the Outlet openings 46 therethrough and the corresponding pipeline 20a, 20b derived will. The frequency of each signal is essentially linearly proportional to the Square root of the absolute temperature of the gas flow derived from the engine 12.

Für jede gegebene Temperatur sind die Ausgangs signale der Sensoren 18a, 18b unterschiedlich, was durch Verwendung von Kammern 40, 42 mit unterschiedlichen Längen für die zwei Sensoren festgelegt werden kann. Um ferner die lineare Beziehung zwischen der Signalfrequenz und der Quadratwurzel der Temperatur über einen breiten Bereich der Einlaßdrucke aufrecht zu erhalten, ist es vorzuziehen, daß die durch die Sensoren hindurchtretende Fluidströmung gemäß den Lehren der oben. bereits erwähnten Deutschen Patentanmeldung P 20 15 786.2 geregelt wird, auf die hinsichtlich der Einzelheiten der hier verwendeten Sensoren Bezug genommen werden kann. Insbesondere sollte die Fläche der Düse 38 doppelt so groß sein wie die Auslaßfläche, die durch eine Signalauslaßöffnung 46 und öffnungen 48, 50 erzeugt wird.For any given temperature are the output signals from the sensors 18a, 18b different, what by using chambers 40, 42 with different Lengths for the two sensors can be specified. To further the linear relationship between the signal frequency and the square root of the temperature over a wide To maintain the range of inlet pressures, it is preferable that the through fluid flow passing through the sensors according to the teachings of the above. already mentioned German patent application P 20 15 786.2 is regulated on the terms of Details of the sensors used here can be referenced. In particular the area of the nozzle 38 should be twice as large as the outlet area that passes through a signal outlet port 46 and ports 48, 50 is generated.

Die Druckausgangssignale der Sensoren werden über Rohrleitungen 20a bzw. 20b zu dem Schwebungsfrequenzdetektor 22 geleitet, um eine Einrichtung zur Feststellung der Differenz in den Frequenzen der Sensor-Ausgangssignale zu liefern. Der Schwebungsfrequenzdetektor ist genauer in Fig. 3 dargestellt. Er umfaßt hauptsächlich einen fluidischen Proportionalverstärker 52, der mit einem fluidischen Gleichrichter 54 in Reihe geschaltet ist. Dieser Schwebungsfrequenzdetektor erzeugt am Ausgang des Gleichrichters ein sinusförmiges Ausgangssignal, dessen Frequenz gleich der Differenz zwischen den Frequenzen der zwei sinusförmigen Eingangssignale ist.The pressure output signals of the sensors are via pipes 20a or 20b passed to the beat frequency detector 22 to a device for Finding the difference in the frequencies of the sensor output signals. The beat frequency detector is shown in more detail in FIG. It mainly covers a fluidic proportional amplifier 52, which is connected to a fluidic rectifier 54 is connected in series. This beat frequency detector generates at the output of the rectifier a sinusoidal output signal, the frequency of which is equal to Is the difference between the frequencies of the two sinusoidal input signals.

Das Ausgangssignal des Schwebungsfrequenzdetektors wird über eine Rohrleitung 26 dem Wandler 24 zugeführt, der die Drucksignale in ein mechanisches Signal umwand,elt, welches einer Meßuhr 28 zugeführt werden kann, die für eine direkte Anzeige der Temperatur geeicht ist.The output signal of the beat frequency detector is via a Pipeline 26 fed to the transducer 24, which converts the pressure signals into a mechanical Signal umwand, elt, which can be fed to a dial gauge 28 for a direct Display of the temperature is calibrated.

Zum besseren Verständnis, wie ein gewünschtes Ansprechen auf eine Temperaturänderung durch das erfindungsgemäße Sensorsystem erhalten wird, sei auf die in Fig. 4 und 5 gezeigten Kurvendarstellungen verwiesen, welche die Wirkungen eines stufenförmigen Anstieges der Temperatur des in die Sensoren 18a, 18b eintretenden heißen Wertstrahles zeigen. Fig. 4 zeigt, daß die Ausgangssignalfrequenz (an den Leitungen 20a, 20b) während einer relativ kurzen Zeit relativ schnell ansteigt und dann über einen längeren Zeitraum langsamer ansteigt, bis beide Sensoren einen stabilen Zustand erreichen, in dem ihre Signalfrequenzen beide die Quadratwurzel der Temperatur der hindurchtretenden Fluidströmung genau wiedergeben.To better understand how a desired response to a Temperature change is obtained by the sensor system according to the invention, be on referenced the graphs shown in Figs. 4 and 5, which the effects a step-like increase in the temperature of the entering the sensors 18a, 18b show the hot value ray. Fig. 4 shows that the output signal frequency (at the Lines 20a, 20b) rises and relatively quickly for a relatively short time then increases more slowly over a longer period of time until both sensors show a stable one Reach state in which their signal frequencies are both the square root of temperature accurately reproduce the fluid flow passing through.

Diejenige Zeit, die für die erste relativ schnelle Frequenzänderung erforderlich ist, wird als die Kurzzeitkonstante bezeichnet (siehe die Bezeichnungen C1 und C2 für die Ausgänge 20a, 20b). Die für die zweite, relativ langsame Frequenzänderung erforderliche Zeit wird als die Langzeitkonstante bezeichnet (siehe die Bezeichnungen C3 und C4 für die Ausgänge 20a, 20b).The time it takes for the first relatively rapid change in frequency required is called the short-term constant (see the designations C1 and C2 for the outputs 20a, 20b). The one for the second, relatively slow frequency change required time is referred to as the long-term constant (see the designations C3 and C4 for the outputs 20a, 20b).

Es sei darauf hingewiesen, daß zu jeder stufenförmigen Temperaturänderung eine gegebene Änderung in der Ausgangssignalfrequenz am Ende der Langzeitkonstante gehört. Von der Gesamtänderung gibt es einen festen prozentualen Anteil, der im Verlaufe der Kurzzeitkonstante auftritt, die ein Charakteristikum einer gegebenen Sensorkonfiguration ist.It should be noted that for every step change in temperature a given change in the output signal frequency at the end of the long term constant heard. There is a fixed percentage of the total change that is included in the The course of the short-term constant occurs, which is a characteristic of a given Sensor configuration is.

Fig. 4 zeigt, daß die Differenz der Frequenz (f1) zwischen den Signalen bei 20a und 20b am Ende der Kurzzeitkonstanten größer ist als ihre anfängliche Differenz ( afp). Das gleiche gilt für die Differenz (auf2) am Ende der Langzeitkonstanten.Fig. 4 shows that the difference in frequency (f1) between the signals at 20a and 20b at the end of the short-term constant is greater than their initial difference (afp). The same applies to the difference (auf2) at the end of the long-term constant.

Dies ist auch in Fig. 5 gezeigt, die eine Darstellung der Ausgangssignalfrequenz 26 des Schwebungsdetektors ist und die Differenzsignale bei 20a, 20b zeigt. Das Ausgangssignal bei 26 ist somit ein Temperaturfunktionssignal, das, am Ende der Kurzzeitkonstanten, eine genaue Anzeige der stufenförmigen Temperaturänderung liefert und während des Zeitraumes der Langzeitkonstanten konstant bleibt. Um die Bedeutung dieses Ausgangssignales richtig zu erkennen, sei darauf hingewiesen, daß eine typische Kurzzeitkonstante 0,02 sek. beträgt, während die Langzeitkonstante in der Größenordnung von 100 sek. liegen könnte. Somit ist es möglich, von dem erfindungsgemäßen System ein genaues, die Temperatur bestimmendes Signal in etwa 1/5000 der Zeit zu erhalten, die für jeden der beiden Sensoren erforderlich wäre, um einzeln ein derartiges Signal zu liefern.This is also shown in Fig. 5 which is an illustration of the output signal frequency 26 of the beat detector showing the difference signals at 20a, 20b. That The output signal at 26 is thus a temperature function signal which, at the end of the Short-term constants that provide an accurate indication of the step-like temperature change and remains constant during the period of the long-term constants. To the meaning To recognize this output signal correctly, it should be noted that a typical Short-term constant 0.02 sec. is, while the long-term constant is in the order of magnitude from 100 sec. could be. It is thus possible from the system according to the invention get an accurate temperature-determining signal in about 1/5000 of the time, which would be required for each of the two sensors to individually generate such a signal to deliver.

Aus den Fig. 4 und 5 wird deutlich, daß die Kurzzeitkonstanten cl, C2 gleich sein sollten, um dieses angestrebte Ergebnis zu erhalten. Desgleichen sollten auch die Langzeitkonstanten gleich sein. Die Änderungsgeschwindigkeit des einen Sensorausganges sollte während der Kurzzeitkonstanten gegenüber demjenigen des anderen Sensors unterschiedlich sein und ihre Änderungsgeschwindigkeiten während der Langzeitkonstanten sollten gleich sein.It is clear from FIGS. 4 and 5 that the short-term constants cl, C2 should be the same to get this desired result. Likewise the long-term constants should also be the same. The rate of change of the a sensor output should be compared to that during the short-term constant of the other sensor may be different and their rates of change during the long-term constants should be the same.

Die Zeitkonstanten und der prozentuale Anteil der Signaländerung während der Kurzzeitkonstante kann durch den Fachmann festgelegt werden, um die oben beschriebenen neuartigen Resultate zu erhalten. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Zeitkonstanten und der prozentuale Anteil der Signaländerung während der Kurz- und Langzeitkonstanten eine in Wechselbeziehung zueinander stehende Funktion von zwei Hauptparametern ist, nämlich der Strömungsgeschwindigkeit und der thermischen Masse. Die Kurzzeitkonstanten und der prozentuale Anteil der Signaländerung ändern sich dabei mehr als eine Funktion der Strömungsgeschwindigkeit, während die Langzeitkonstanten eine Funktion sowohl der thermischen Masse als auch der Strömungsgeschwindigkeit sind.The time constants and the percentage of the signal change during the short-term constant can be determined by the person skilled in the art to the ones described above to obtain novel results. It should be noted, however, that the time constants and the percentage of the signal change during the short and long term constants is a correlated function of two main parameters, namely the flow velocity and the thermal mass. The short-term constants and the percentage of Signal changes change in the process more than a function of the flow rate, while the long-term constants a function of both thermal mass and flow velocity are.

Hier wird deutlich,daß die Langzeitkonstante und die Kurzzeitkonstante derartiger Sensoren verändert werden kann, wie es oben beschrieben wurde, so daß auch die Erzeugung anderer Temperaturfunktionssignale ermöglicht wird, die von einem einzelnen Sensor nicht erhältlich sind. Eine wichtige Ausgangsfunktion ist in den Figuren 6 und 7 dargestellt, in der die gleichen Bezugszahlen verwendet sind, um ähnliche Parameter zu bezeichnen. Die Sensoren 18a, 18b seien hinsichtlich der Strömungsgeschwindigkeiten und der thermischen Masse modifiziert, um die nun zu beschreibenden Charakteristiken zu erhalten.Here it becomes clear that the long-term constant and the short-term constant such sensors can be changed, as described above, so that also enables other temperature function signals to be generated by a individual sensor are not available. An important output function is in the Figures 6 and 7, in which the same reference numerals are used to to designate similar parameters. The sensors 18a, 18b are with regard to the flow velocities and the thermal mass modified to the characteristics now to be described to obtain.

Am Ende der Kurzzeitkonstanten ist die Differenz (f1) der Frequenz zwischen den Ausgängen 20a, 20b größer als ihre Differenz (f2) in der Frequenz am Ende der Langzeitkonstanten bei einem eingeschwungenen Zustand. Die Differenzfrequenz 26 (Fig. 7), die durch den Ausgang des Schwebungsdetektors 22 geliefert wird, sorgt somit für ein Signal am Ende der Kurzzeitkonstanten, welches einen Temperaturanstieg anzeigt, der größer als der tatsächlich auftretende ist. Wenn jedoch die Langzeitkonstanten auslaufen, reflektiert die Differenzfrequenz wieder genau die tatsächliche überwachte Temperatur, Das zuletzt beschriebene Ausgangssignal gibt eine Voreilung, die einen Kompensationseffekt für Komponenten liefern kann, die auf das Ausgangs signal ansprechen. Beispielsweise würde normalerweise zu erwarten sein, daß zwischen einer Änderung im Signal für den Wandler 24 und einer entsprechenden Änderung in der Anzeige des Anziggerätes 28 eine Nacheilung oder eine Zeitverzögerung aurbeten würde. Durch eine Voreilung am Ausgang des Schwebungsdetektors 22 kann diese Nacheilung oder Verzögerung kompensiert und somit auf ein Minimum herabgesetzt werden.At the end of the short-term constant, the difference (f1) is the frequency between the outputs 20a, 20b greater than their difference (f2) in frequency am End of long-term constants in a steady state. The difference frequency 26 (Fig. 7) provided by the output of the beat detector 22 provides thus for a signal at the end of the short-term constant, which indicates a temperature rise which is greater than what actually occurs. However, if the long-term constants run out, the difference frequency reflects exactly the actual monitored Temperature, the output signal described last gives a lead, the one Can provide compensation effect for components that respond to the output signal. For example, one would normally expect between a change in the signal for the converter 24 and a corresponding change in the display of the Anzig device 28 would cause a lag or a time delay. By a lead at the output of the beat detector 22 can this lag or Delay compensated and thus reduced to a minimum.

Es sei bemerkt, daß die in den Fig. 4 bis 7 gezeigten Darstellungen für eine klare Beschreibung geradlinige Näherungen für die tatsächlichen Exponentialkurven sind. Ferner bezieht sich die Beschreibung auf eine anfängliche stufenförmige Temperaturänderung des Strömungsmittels, das über die Leitungen 16a, 16b in die Sensoren 18a, 18b eingeleitet wird. Die beschriebenen Vorteile, die Ansprechzeiten möglichst klein zu machen und/oder andere Temperaturfunktionssignale zu erzeugen, sind in gleicher Weise auf sich verändernde Geschwindigkeiten der Temperaturänderungen und auf Temperaturabfälle und desgleichen Temperaturanstiege anwendbar.It should be noted that the representations shown in FIGS for a clear description, straight line approximations for the actual exponential curves are. Furthermore, the description relates to an initial step-like temperature change of the fluid, which is introduced into the sensors 18a, 18b via the lines 16a, 16b will. The described advantages of making the response times as short as possible and / or Generating other temperature function signals are in the same way on changing Rates of temperature changes and temperature drops and the like Temperature rises applicable.

Obwohl die beschriebene Relation der Konstanten und die kurzzeitigen Signaländerungen für eine Erlangung eines genauen Temperatursignales in einer minimalen Zeit oder eines Temperaturfunktionssignales mit Voreilung bevorzugt sind, können darüber hinaus in gewissen Fällen auch andere Beziehungen vorteilhaft genutzt werden. Beispielsweise müssen weder die Kurzzeitkonstanten noch die Langzeitkonstanten notwendigerweise gleich sein. Es ist jedoch vorzuziehen, daß diese etwa gleich sind.Although the described relation of the constants and the short-term Signal changes for obtaining an accurate temperature signal in a minimum Time or a temperature function signal with lead are preferred in addition, other relationships can also be used to advantage in certain cases. For example, neither the short-term constants nor the long-term constants need necessarily be equal. However, it is preferable that these are about the same.

In jedem Fall sorgt die Verwendung von Sensoren mit einer bekannten Beziehung zwischen ihren Ausgangssignalen am Ende ihrer Kurzzeitkonstanten und ihrer Differenz am Ende ihrer Langzeitkonstanten in einer viel kürzeren Zeit ftlr ein nutzbares Ausgangssignal, das auch seiner Natur nach unterschiedlich gegenüber demjenigen ist, das mit einem einzelnen Sensor allein erhalten werden könnte. Ein derartiges Ausgangssignal kann als ein Regel- bzw. Steuersignal und desgleichen für eine analoge Anzeige verwendet werden.In any case, the use of sensors ensures a known one Relationship between their output signals at the end of their short-term constant and theirs Difference at the end of their long-term constants in a much shorter time for a usable output signal, which also differs in its nature from the one that could be obtained with a single sensor alone. Such a thing The output signal can be used as a regulating or control signal and the same for an analog Display can be used.

Es wurde eine bestimmte Art eines Sensors beschrieben, der aufgrund der hindurchtretenden geregelten Strömung nicht nur eine große Genauigkeit über einen weiten Eingangsdruckbereich aufweist sondern auch eine minimale Ansprechzeit haben kann.A certain type of sensor has been described which, due to the regulated flow passing through not only has a high degree of accuracy has a wide inlet pressure range but also a minimal response time may have.

Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß im Rahmen der Erfindung auch ähnliche Vorteile für Systeme gegeben sind, die andere fluidische Sensoren und desgleichen andere Einrichtungen verwenden, um ein Differenzsignal zwischen den Ausgängen der zwei Sensoren abzuleiten. Die Temperatursensoren brauchen auch kein Signal zu erzeugen, dessen Frequenz proportional zur Temperatur ist, sondern sie könnten auch auf einen anderen Parameter, wie z. B. den Druck, gerichtet und der überwachten Temperatur proportional sein.It should be noted, however, that within the scope of the invention even There are similar advantages for systems that use other fluidic sensors and the like use other devices to generate a differential signal between the outputs of the derive two sensors. The temperature sensors also do not need to generate a signal, whose frequency is proportional to temperature, but they could also apply to one other parameters, such as B. the pressure, directed and the monitored temperature be proportional.

Claims

Expectations

Fluid temperature sensor system, d u r c h g e k e n n z E i c h e t that a first and a further fluidic sensor (18a, 18b) are provided whose output signals are a function of the monitored temperature and with different speeds are changeable with temperature changes, with the first and the second sensor each for a step change in the monitored Temperature towards a short-term constant in which a given percentage the total change in the value of the output signal occurs in a relatively short time, and has a long term constant in which the remaining change in the value of the Output signal occurs over a much longer period of time, the second sensor (18b) a change in the value of its output signal at the end of its short-term constant which leads to the change in the value of the signal from the first sensor (18a) at the end whose short-term constant is different, and the difference between the sensor signals at the end of the short-term constant a given relationship relative to the difference between the signals at the end of the long-term constants, a device (22) is specified for deriving an output signal of the system, that of the difference is proportional between the sensor signals.

2. Fluidic temperature sensor system according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n n e i c h n e t that the first and second sensors (18a, 18b) respectively Have short-term and long-term constants of about the same value and that the sensors the same percentage change in the value of theirs during their short term constants Have output signals relative to the total change in the signal caused by the stepped temperature change is caused, so that the difference between equal to the output signals of the two sensors at the end of the short-term constant the Difference between these at the end of the lay constant is and the output signal the system provides an accurate temperature display for the duration of the long-term constants supplies.

3. Fluidic temperature sensor system according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n n n e i n e t that the first and the second sensor short-term and have long-term constants of approximately the same duration and that the sensor with the higher signal value, a larger percentage change relative to their total change, caused by the step change in temperature than the Sensor with the smaller value, so that at the end of the short-term constant a there is a greater difference between the output signals than at the end of the long-term constants and the output of the system thus provides a temperature function with lead.

4. Fluidic temperature sensor system according to claim 1, d a d u r It is noted that every temperature measuring unit is a sensor element contains, which is traversed by a fluid stream with the temperature to be measured and means for generating an output signal having a frequency of the change in pressure which is proportional to the temperature of the fluid flow passing therethrough.

5. Fluidic temperature sensor system according to claim 4, d a d u r it is noted that each sensor (18a, 18b) has an inlet nozzle (38), through which the fluid flow exits, a pair of resonant, longitudinally tubular Cavities (40, 42) on opposite sides of the outlet of the nozzle (38) Divider element (44) between the cavities (40, 42), which is at a distance from the inlet nozzle and is arranged symmetrically to this, so that the hot gas jet to generate of the signal ending with the pressure alternately first one and then pressurized the other cavity (40, 42), and vent openings (46, 48, 50), the area of which is significantly smaller than the area of the inlet nozzle (38) is. Blank page