DE9309837U1 - Arrangement for measuring or detecting the wetting of a wall or plate which is permeable to a specific radiation - Google Patents

Description

Translated fromGerman

Anordnung zum Messen oder Erkennen der Benetzung einer für eine bestimmteStrahlung durchlässigen Wand oder PlatteArrangement for measuring or detecting the wetting of a wall or plate permeable to a certain radiation

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Messen oder Erkennen der Benetzung einerbenetzbaren Außenfläche einer für eine bestimmte Strahlung durchlässigen Platte oderWand.The invention relates to an arrangement for measuring or detecting the wetting of a wettable outer surface of a plate or wall that is permeable to a certain radiation.

In vielen Fällen besteht der Wunsch, eine bestimmte Benetzung einer Oberfläche zuerkennen, um daraus beispielsweise Steuerbefehle zum Schließen von Fenstern oderanderen Öffnungen oder zum Entfernen einer störenden Benetzung abzuleiten. Unterdem Begriff Benetzung einerIn many cases, there is a desire to detect a specific wetting of a surface in order to derive control commands for closing windows or other openings or for removing disturbing wetting. The term wetting of a surface

Oberfläche wird hier das Bedecken oder Berieseln der Oberfläche mit einzelnenFlüssigkeitstropfen oder das Auftreffen von Flüssigkeitstropfen auf diese Oberflächeverstanden, bis hin zu einem auf die Oberfläche aufgebrachten Flüssigkeitsfilm odereiner auf die Oberfläche aufgelaufenen oder auflaufenden Flüssigkeitsschicht einerbestimmten Schichtdicke.Surface is understood here as the covering or sprinkling of the surface with individualliquid drops or the impact of liquid drops on this surface, up to a liquid film applied to the surface ora liquid layer of a certain layer thickness that has run or is running onto the surface.

Durch ein Erkennen des Umfanges der Benetzung z.B. durch ein Messen der Menge derbenetzenden Flüssigkeit pro Flächeneinheit und / oder pro Zeiteinheit auf der benetztenOberfläche können gezieltere Steuerbefehle ageleitet werden, mit denen beispielsweisedie Benetzung geregelt werden kann, Schließvorgänge abhängig von der bestehendenoder zu erwartenden Flüssigkeitsmenge gesteuert oder ein Vorgang zur Beseitigung derBenetzung abhängig von der Vorgeschichte der Verursachung der Benetzung optimal gesteuert werden kann.By recognizing the extent of wetting, e.g. by measuring the amount of wetting liquid per unit area and/or per unit time on the wetted surface, more targeted control commands can be derived with which, for example, wetting can be regulated, closing processes can be controlled depending on the existing or expected amount of liquid, or a process for eliminating wetting can be optimally controlled depending on the history of the cause of the wetting.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der im Oberbegriff desAnspruches 1 angegebenen Art derart auszugestalten, daß eine zusätzliche, aus demUmfeld der Anordnung zum Messen oder Erkennen einer Benetzung in diese Anordnungeindringende und sich der Strahlung der Anordnung überlagernde Fremdstrahlung , dieMessung oder Erkennung der Benetzung selbst dann nicht wesentlich beeinflußt, störtund verfälscht, wenn die zusätzliche Fremd strahlung einen wesentlichen oder sogar weitüberwiegenden Anteil gegenüber der zum Messen oder Erkennen einer Benetzung abgestrahlten Strahlung ausmachtThe invention is based on the object of designing an arrangement of the type specified in the preamble of claim 1 in such a way that additional external radiation penetrating into the arrangement from the environment of the arrangement for measuring or detecting wetting and superimposing itself on the radiation of the arrangement does not significantly influence, disturb or distort the measurement or detection of wetting, even if the additional external radiation makes up a significant or even far predominant proportion compared to the radiation emitted for measuring or detecting wetting.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung für eine im Oberbegriff des Anspruches 1angegebene Anordnung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 dargestellte technische. Lehre in vorteilhafter Weise gelöst.This object is solved in an advantageous manner according to the invention for an arrangement specified in the preamble of claim 1 by the technical teaching presented in the characterizing part of claim 1.

Die Erfindung geht von einer Strahlung zum Messen oder Erkennen einer Benetzungeiner Außenfläche einer Platte oder Wand aus, die sowohl die Platte oder Wand alsauch die die Platte oder Wand benetzende Flüssigkeit ohne wesentliche Dämpfung durchdringtThe invention is based on a radiation for measuring or detecting wettingof an outer surface of a plate or wall, which penetrates both the plate or walland the liquid wetting the plate or wall without significant attenuation

und von der mit einem zur Senkrechten durch die Platte oder Wand zunehmendenAbstrahlungswinkel in die Platte oder Wand ein zunehmend größerer Anteil dieserStrahlung von der Grenzfläche der äußeren Oberfläche der Platte oder Wand reflektiertwird, bis hin zu einem Grenzwinkel des Einstrahlwinkels, ab dem an einer optischeinwandfreien Grenzfläche eine Totalreflexion der eingestrahlten Strahlung an dieserOberfläche auftritt.and from which, with an increasing radiation angle to the perpendicular through the plate or wall into the plate or wall, an increasingly larger proportion of this radiation is reflected from the interface of the outer surface of the plate or wall, up to a critical angle of the angle of incidence from which a total reflection of the radiated radiation occurs at this surface at an optically perfect interface.

So entsteht in einer die Platte oder Wand am Ort der Strahlungsquelle senkrechtdurchsetzenden Ebene abhängig von der Richtungscharakteristik der Strahlungsstärkeder anThus, in a plane that passes vertically through the plate or wall at the location of the radiation source, depending on the directional characteristics of the radiation intensity,

die Platte oder Wand angekoppelten Strahlungsquelle und der Dämpfung desStrahlungsflusses in der Platte oder Wand eine Kurve der Strahlungsstärke eines aus derinneren Oberfläche der Platte oder Wand, an die die Strahlungsquelle angekoppelt ist,austretenden Strahlungsflusses. Diese Strahlungsflußkurve weist zwischen dem Ankopplungsort der Strahlungsquelle und dem Ausstrahlungsbereich der unter demGrenzwinkel der total reflektierten Strahlung ein im allgemeinen breites Maximum auf,wie in Fig 1 der Zeichnung schematisch dargestellt ist An diesem Maximum ist diegrößte Änderung der Kurve der Strahlungsstärke zu erwarten, wenn die Reflexion derin der Platte oder Wand übertragenen Strahlung an der benetzbaren Oberfläche der Platteoder Wand in einem zwischen diesem Maximum und der Ankopplung der Strahlungsquelle an der inneren Oberfläche liegenden sensoraktiven Bereich der äußerenOberfläche der Platte oder Wand durch eine Benetzung verändert wird. Hierbei verändertthe radiation source coupled to the plate or wall and the attenuation of the radiation flux in the plate or wall, a curve of the radiation intensity of a radiation flux emerging from the inner surface of the plate or wall to which the radiation source is coupled. This radiation flux curve has a generally broad maximum between the coupling point of the radiation source and the radiation area of the radiation below the critical angle of the totally reflected radiation, as shown schematically in Fig. 1 of the drawing. The greatest change in the curve of the radiation intensity is to be expected at this maximum if the reflection of the radiation transmitted in the plate or wall on the wettable surface of the plate or wall in a sensor-active area of the outer surface of the plate or wall lying between this maximum and the coupling of the radiation source to the inner surface is changed by wetting.

sich sowohl die Lage als auch die Höheboth the location and the height

dieses Maximums je nach Art der Benetzung der äußeren Oberfläche der Platte oderWand im sensorakativen Bereich, der im unbenetzten Zustand im Wesentlichen zurBildung dieses Maximums der Strahlungsstärke an der inneren Oberfläche der Platte oderWand beiträgt. Als eine sowohl die benetzte Platte oder Wand als auch dieBenetzungsfliissigkeit durchfließende Strahlung kommt beispielsweise eineLichtstrahlung im sichtbaren, ultravioletten oder infraroten Bereich oder eine Ultraschallstrahlung infrage.This maximum depends on the type of wetting of the outer surface of the plate or wall in the sensor-active area, which in the unwetted state essentially contributes to the formation of this maximum of the radiation intensity on the inner surface of the plate or wall. Radiation flowing through both the wetted plate or wall and the wetting liquid can be, for example, light radiation in the visible, ultraviolet or infrared range or ultrasound radiation.

Die Anordnung von wenigstens zwei Strahlungsquellen oder Gruppen vonStrahlungsquellen , die alle einem Strahlungsempfänger zugeordnet sind und die bezüglich des Strahlungsempfängers so angeordnet sind, daß der Strahlungsempfängerjeweils in der ZoneThe arrangement of at least two radiation sources or groups ofradiation sources, all of which are associated with a radiation receiver and which are arranged with respect to the radiation receiver such that the radiation receiveris in the zone

des ersten Maximums jeder aus der inneren Oberfläche der Platte oder Wandaustretenden Strahlungsflußverteilung der an die Platte oder Wand angekoppelten Strahlungsquellenof the first maximum of each radiation flux distribution emerging from the inner surface of the plate or wall of the radiation sources coupled to the plate or wall

angeordnet ist, das abwechselnde und aufeinanderfolgende Wirksamschalten derStrahlungsquellen oder Gruppen von Strahlungsquellen in einer bestimmten umlaufendenSchaltfolge, das Einstellen der Strahlungsleistung der Strahlungsquellen oder Gruppenvon Strahlungsquellen auf einen Wert, derart, daß das Detektionssignal am Ausgang desStrahlungsempfängers im unbenetzten Zustand der Platte oder Wand im Umlauf einerSchaltfolge zum Wirksamschalten der einzelnen Strahlungsquellen oder Gruppen vonStrahlungsquellen unverändert ist, und die Art des Verwertens des Unterschiedes derden einzelnen Strahlungsquellen oder Gruppen von Strahlungsquellen zugeordneten Abschnitten des Detektionssignals bei einer Benetzung der Platte oder Wand imsensoraktiven Bereich der Platte oder Wand bringt den Vorteil, daß die Anordnung einen sehr weiten Bereich einer Benetzung der Platte oder Wand detektiertund daß eine unmittelbare Fremdeinstrahlung auf den Strahlungsempfänger auch dannnahezu keine Wirkung auf die Auswertung der für die Messung oder Erkennung der Benetzung der Platte oder Wand ausgesendeten aktiven Strahlung hat, wenn dieIntensität der Fremdeinstrahlung um ein wesentliches Vielfaches größer ist als dieIntensität der aktiven Strahlung , und daß die Fremdstrahlung aufgrund deris arranged, the alternating and successive activation of the radiation sources or groups of radiation sources in a certain circulating switching sequence, the setting of the radiation power of the radiation sources or groups of radiation sources to a value such that the detection signal at the output of the radiation receiver in the unwetted state of the plate or wall is unchanged in the circulation of a switching sequence for activating the individual radiation sources or groups of radiation sources, and the way of evaluating the difference in the sections of the detection signal assigned to the individual radiation sources or groups of radiation sources when the plate or wall is wetted in the sensor-active area of the plate or wall brings the advantage that the arrangement detects a very wide area of wetting of the plate or wall and that direct external radiation on the radiation receiver has almost no effect on the evaluation of the active radiation emitted for the measurement or detection of the wetting of the plate or wall even if the intensity of the External radiation is several times greater than the intensity of the active radiation, and that the external radiation due to the

erfindungsgemäßen Ausbildung der Anordnung die durch die Änderungen der Benetzungverursachten Änderungen der aktiven Strahlung nicht beeinflußtthe inventive design of the arrangement does not affect the changes in the active radiation caused by the changes in the wetting

Die Sicherheit der Detektion der Benetzung einer Platte oder Wand wird dadurch nochgesteigert, daß eine Schaltfolgefrequenz der Schaltfolge zum abwechselnden Wirksamschalten der einem Strahlungsempfänger zugeordneten Strahlungsquellen oderGruppen vonThe reliability of the detection of the wetting of a plate or wall is further increased by the fact that a switching sequence frequency of the switching sequence for alternately activating the radiation sources or groups of radiation sources assigned to a radiation receiver

Strahlungsquellen gewählt wird, die ein wesentliches Vielfaches größer ist als dieschnellste zu erwartende Änderungsfolge einer auf den Strahlungsempfänger einwirkenden Fremdstrahlungradiation sources is selected which is a significant multiple of the fastest expected sequence of changes of an external radiation acting on the radiation receiver

, und daß nur ein Detektionssignal ausgewertet wird, dessen Änderungsfolge die gleicheFolgefrequenz wie die Schaltfolge aufweist, and that only one detection signal is evaluated whose change sequence has the same sequence frequency as the switching sequence

Je ausgeprägter das Maximium der Kurve der Strahlungsstärke des aus der innerenOberfläche der Platte oder Wand austretenden Strahlungsflußes einer Strahlungsquellegestaltet werden kann, desto genauer und sicherer kann eine Benetzung der Platte oderWand festgestellt und gemessen werden. Deshalb ist es in einer Ausbildung der Erfindung besonders vorteilhaft, die einem Strahlungsempfänger zugeordnetenStrahlungsquellen derart an die innere Oberfläche der Platte oder Wand anzukoppeln,daß der Einstrahlungswinkel des Strahles der maximalen Strahlungsstärke einerStrahlungsquelle in die Platte oder Wand etwa gleich dem Winkel ist, für den das ersteMaximum der Rückstrahlung aus der inneren Oberfläche der Platte oder Wand in einerdie Platte oder Wand am Ort der Strahlungsquelle und des Strahlungsempfängers senkrecht durchdringenden Ebene seinen größten Wert hatThe more pronounced the maximum of the curve of the radiation intensity of the radiation flux of a radiation source emerging from the inner surface of the plate or wall can be made, the more precisely and reliably wetting of the plate or wall can be determined and measured. Therefore, in one embodiment of the invention, it is particularly advantageous to couple the radiation sources assigned to a radiation receiver to the inner surface of the plate or wall in such a way that the angle of incidence of the beam of the maximum radiation intensity of a radiation source into the plate or wall is approximately equal to the angle for which the first maximum of the reflected radiation from the inner surface of the plate or wall in a plane that perpendicularly penetrates the plate or wall at the location of the radiation source and the radiation receiver has its greatest value.

Ebenfalls eine Erhöhung der Genauigkeit und Sicherheit des Erkennens und Messens derBenetzung einer Platte oder Wand wird durch die Anordnung zweier einem Strahlungsempfänger zugeordneter Strahlungsquellen oder Gruppen vonStrahlungsquellen in einer Entfernung von dem Strahlungsempfänger, derart, daß derStrahlungsempfänger einerseits auf der ihm zunächstliegenden Flanke des ersten Maximums der von der einen Strahlungsquelle oder den Strahlungsquellen der einenGruppe an der inneren Oberfläche der Platte oder Wand erzeugten Kurve der Strahlungsstärke liegt und andererseits auf der von ihm wegliegenden Flanke des erstenMaximums der von der anderen Strahlungsquelle oder den Strahlungsquellen der anderenGruppe in gleicher Weise erzeugten Kurve der Strahlungsstärke liegt Da sich bei einerBenetzung des sensoraktiven Bereiches der Platte oder Wand das erste Maximum nichtnur in der Höhe, sondern auch in der Entfernung von der zugehörigen Strahlungsquelleändert, werden durch die Lageveränderung des Maximus auch kleine Änderungen derBenetzung deutlicher detektiert.The accuracy and reliability of detecting and measuring the wetting of a plate or wall is also increased by arranging two radiation sources or groups of radiation sources assigned to a radiation receiver at a distance from the radiation receiver, such that the radiation receiver is located on the flank closest to it of the first maximum of the radiation intensity curve generated by one radiation source or the radiation sources of one group on the inner surface of the plate or wall, and on the flank farther away from it of the first maximum of the radiation intensity curve generated in the same way by the other radiation source or the radiation sources of the other group. Since when the sensor-active area of the plate or wall is wetted, the first maximum changes not only in height but also in distance from the associated radiation source, even small changes in wetting are detected more clearly by changing the position of the maximus.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist an den Detektionszweig nach dem Ausgang desStrahlungsempfängers eine Regelschaltung angeschlossen, deren Regelzeitkonstante umein wesentliches Vielfaches größer ist als eine Schwingungsperiode des Schaltfolgesignales, das die dem Strahlungsempfänger zugeordneten Strahlungsquellenoder Gruppen von Strahlungsquellen schaltet. Diese Regelschaltung erzeugt ein von derDifferenz der mittleren Amplituden der den einzelnen Strahlungsquellen oder Gruppenvon Strahlungsquellen zugeordneten Abschnitten des Detektionssignales abhängigesRegelsignal zur Einstellung der Strahlungsleistung der dem Strahlungsempfänger zugeordneten Strahlungsquellen oder Gruppen von Strahlungsquellen, derart, daß dieIn a further development of the invention, a control circuit is connected to the detection branch after the output of the radiation receiver, the control time constant of which is a significant multiple of an oscillation period of the switching sequence signal that switches the radiation sources or groups of radiation sources assigned to the radiation receiver. This control circuit generates a control signal that is dependent on the difference between the average amplitudes of the sections of the detection signal assigned to the individual radiation sources or groups of radiation sources for adjusting the radiation power of the radiation sources or groups of radiation sources assigned to the radiation receiver, such that the

Differenz der mittleren Amplituden der genannten Abschnitte des Detektionssignalsgegen Null geht Dadurch werden langsamere oder bleibende Änderungen imsensoraktiven Bereich der Platte oder Wand, die nicht von der Benetzung verursachtwurden oder die Benetzung nicht betreffen, beim Erkennen oder Messen der Benetzungnicht berücksichtigtDifference of the mean amplitudes of the above sections of the detection signalgoes towards zero. As a result, slower or permanent changes in the sensor-active area of the plate or wall, which were not caused by the wettingor do not affect the wetting, are not taken into account when detecting or measuring the wetting

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Unteransprüchenangegeben.Further advantageous embodiments of the invention are specified in further subclaims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand vorteilhafter Ausführungsbeispiele, auf die derSchutzgegenstand nicht beschränkt ist, näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungenzeigen:The invention is explained in more detail below using advantageous embodiments, to which the subject matter is not limited. In the accompanying drawings:

Fig 1 a einen senkrechten Schnitt durch eine strahlendurchlässige Platte oder Wand miteinerFig 1 a a vertical section through a radiolucent plate or wall witha

angekoppelten Schaltungsquelle,coupled circuit source,

Fig 1 b ein Diagramm mit einer die Strahlungsstärke der Rückstrahlung darstellendenKurveFig 1 b a diagram with a curve showing the intensity of the reflected radiation

der in Fig 1 a dargestellten Anordnung,the arrangement shown in Fig 1 a,

Fig 2 einen Ausschnitt einer benetzbaren Platte oder Wand in einer Ansicht aufderenFig 2 a section of a wettable plate or wall in a view on its

innere Oberfläche mit aufgebrachten Strahlungsquellen und einem Strahlungsempfänger,inner surface with applied radiation sources and a radiation receiver,

Fig 3 ein Blockschaltbild einer Anordnung zum Messen oder Feststellen einerBenetzungFig. 3 a block diagram of an arrangement for measuring or detecting wetting

mit einer in Fig 2 dargestellten Anordnung des sensoraktiven Bereiches einerPlattewith an arrangement of the sensor-active area of a plate as shown in Fig. 2

oder Wand,or wall,

Fig 4 Diagramme a) bis d) über den zeitlichen Verlauf der Ausgangssignale desStrahlungsempfängers und des Detektionssignales,Fig 4 Diagrams a) to d) of the time course of the output signals of theradiation receiver and the detection signal,

Fig 5 ein Blockschaltbild einer weiteren Anordnung zum Messen oder FeststelleneinerFig. 5 is a block diagram of another arrangement for measuring or detectinga

Benetzung einer Platte oder Wand mit zwei besonders angekoppelten Strahlungsquellen und einer Regelanordnung,Wetting a plate or wall with two specially coupled radiation sources and a control arrangement,

Fig 6 ein Diagramm des Verlaufes der Strahlungsstärkekurven der Rückstrahlung anderFig. 6 a diagram of the course of the radiation intensity curves of the reflected radiation at the

inneren Oberfläche der Platte oder Wand bei einer besonderen Ankoppelungzweierinner surface of the panel or wall with a special coupling oftwo

Strahlungsquellen an diese Oberfläche,Radiation sources to this surface,

In Figur la ist eine in einer nicht näher dargestellten Ebene geschnittene Platte oderWand 1 in einem Ausschnitt dargestellt. Die Ebene verläuft senkrecht zur Platte durchIn Figure la, a section of a plate or wall 1 cut in a plane not shown in detail is shown. The plane runs perpendicular to the plate through

eine an die Platte oder Wand angekoppelte Strahlungsquelle 2, deren Strahlung in diePlatte durch Linien 3 dargestellt ist. Die Strahlungsquelle ist an die innere Oberfläche 4der Platte 1 so angekoppelt, daß die von ihr erzeugte Strahlung 3 ohne wesentlicheVerluste einfließen kann. Diese Strahlung wird entsprechend den optischen Gesetzen ander der inneren Oberfläche 4 der Platte gegenüberliegenden äußeren Oberfläche 5 derPlatte 1 zu einem mit zunehmendem Einstrahlwinkel a zunehmenden Anteil von der äußeren Oberfläche reflektiert (reflektierte Strahlung 6) und tritt an der innerenOberfläche 4 der Platte oder Wand 1 teilweise wieder als rückstrahlende Strahlung 7aus. Der Verlauf der Strahlungsstärke I dieser Rückstrahlung 7 abhängig vom Abstand &khgr;von der Strahlungsquelle ist als Kurve 8 im Diagramm der Fig 1 b schematisch dargestellt. Diese Kurve weist im Abstandsbereich zwischen der Strahlungsquelle 2und dem Austritt 9 der Rückstrahlung der ersten Totalreflexion an der innerenOberfläche 4 der Platte ein erstes Maximum 10 auf, das im wesentlichen von der Abstrahlungscharakteristik der Strahlungsquelle 2 in die Platte 1 abhängt DieseAbstrahlungscharakteristik ist in Fig 1 a schematisch als Kurve 11 dargestellt undkennzeichnet schematisch die winkelabhängige Strahlungsstärke der Strahlungsquelle indie Platte.a radiation source 2 coupled to the plate or wall, the radiation of which is shown in the plate by lines 3. The radiation source is coupled to the inner surface 4 of the plate 1 in such a way that the radiation 3 it generates can flow in without significant losses. According to the laws of optics, this radiation is reflected from the outer surface 5 of the plate 1 opposite the inner surface 4 of the plate to a proportion that increases with increasing angle of incidence a (reflected radiation 6) and partially emerges again from the inner surface 4 of the plate or wall 1 as retroreflective radiation 7. The course of the radiation intensity I of this retroreflective radiation 7 depending on the distance &khgr; from the radiation source is shown schematically as curve 8 in the diagram in Fig. 1 b. This curve has a first maximum 10 in the distance range between the radiation source 2 and the exit 9 of the reflection of the first total reflection on the inner surface 4 of the plate, which depends essentially on the radiation characteristic of the radiation source 2 into the plate 1. This radiation characteristic is shown schematically in Fig. 1 a as curve 11 and schematically characterizes the angle-dependent radiation intensity of the radiation source into the plate.

Tritt eine Benetzung der äußeren Oberfläche 5 der Platte oder Wand in einem besondersempfindlichen Bereich der äußeren Oberfläche zwischen einer Senkrechten 12 zur Platteam Ort der Strahlungsquelle und einer Senkrechten 12 m durch die Platte am Ort xm desersten Maximums auf, nämlich in dem sensoraktiven Bereich 14 der Platte oder Wand,in dem von der äußeren Oberfläche die Rückstrahlung für das erste Maximum 10reflektiert wird, was in Fig 1 durch einen Tropfen 13 in diesem sensoraktiven Bereich14If wetting of the outer surface 5 of the plate or wall occurs in a particularly sensitive area of the outer surface between a perpendicular 12 to the plate at the location of the radiation source and a perpendicular 12 m through the plate at the location xm of the first maximum, namely in the sensor-active area 14 of the plate or wall, in which the back radiation for the first maximum 10 is reflected from the outer surface, which is shown in Fig. 1 by a drop 13 in this sensor-active area 14

schematisch dargestellt ist, wird das optische Reflexionssystem an der äußerenOberfläche im Auflagebereich 15 des Tropfens 13 derart verändert, daß sich durch dieveränderte Reflexion die Form der Kurve 8 der Strahlungsstärke der Rückstrahlung 7 indie durch die Benetzung geänderte Kurve 8^V und sich die Lage xm des Maximums 10^v indie neue Lage xm^v des Maximums 10^v der geänderten Kurve 8^V verändert.As shown schematically, the optical reflection system on the outer surface in the support area 15 of the drop 13 is changed in such a way that the changed reflection changes the shape of the curve 8 of the radiation intensity of the reflected radiation 7 into the curve 8^V changed by the wetting and the position xm of the maximum 10^v changes into the new position xm^v of the maximum 10^v of the changed curve 8^V.

Ist im Bereich des ersten Maximums 10 der Strahlungsstärke der Rückstrahlung 7,beispielsweise im Abstand xe von der Ankoppelstelle der Strahlungsquelle 2 ein Strahlungsempfänger 16, der in Fig 1 a gestrichelt dargestellt ist, an die innereOberfläche 4 der Platte oder Wand 1 angekoppelt, empfängt er im unbenetzten Zustanddes sensoraktiven Bereiches 14 der Platte eine durch die Kurve 8 gegebene Strahlungsstärke Il der Rückstrahlung 7, im Falle des benetzten Zustandes dessensoraktiven Bereiches der Platte eine Strahlungsstärke 12 der Strahlungskurve 8^V derdurch die Benetzung veränderten Rückstrahlung der Platte. Die Änderung der Strahlungsstärke von 11 zu I 2 kennzeichnet die Benetzung des sensoraktiven Bereiches14 der Platte oder Wand 1.If a radiation receiver 16, which is shown in dashed lines in Fig. 1 a, is coupled to the inner surface 4 of the plate or wall 1 in the area of the first maximum 10 of the radiation intensity of the reflected radiation 7, for example at a distance xe from the coupling point of the radiation source 2, it receives a radiation intensity Il of the reflected radiation 7 given by the curve 8 in the unwetted state of the sensor-active area 14 of the plate, and a radiation intensity 12 of the radiation curve 8^V of the reflected radiation of the plate changed by the wetting in the case of the wetted state of the sensor-active area of the plate. The change in the radiation intensity from I1 to I 2 indicates the wetting of the sensor-active area 14 of the plate or wall 1.

In Fig 2 ist ein Ausschnitt einer benetzbaren Platte oder Wand 1 in einer Ansicht auf dieinnere Oberfläche 4 der Platte mit drei Gruppen 17,18 und 19 zu je zwei jeweils an dieinnere Oberfläche angekoppelten Strahlungsquellen dargestellt, nämlich den Strahlungsquellen 2.1 (17), 2.2 (17) der ersten Gruppe 17 , den Strahlungsquellen 2.1(18), 2.2(18) der zweiten Gruppe 18 und der Strahlungsquellen 2.1 (19), 2.2 (19) derdritten Gruppe 19 , die alle einem gemeinsamen Strahlungsempfänger 16 zugeordnet sindund die kreisförmig so um den gemeinsamen Strahlungsempfänger 16 angeordnet sind,In Fig. 2, a section of a wettable plate or wall 1 is shown in a view of the inner surface 4 of the plate with three groups 17, 18 and 19, each with two radiation sources coupled to the inner surface, namely the radiation sources 2.1 (17), 2.2 (17) of the first group 17, the radiation sources 2.1 (18), 2.2 (18) of the second group 18 and the radiation sources 2.1 (19), 2.2 (19) of the third group 19, all of which are assigned to a common radiation receiver 16 and which are arranged in a circle around the common radiation receiver 16,

daß der Strahlungsempfänger auf der etwa ringförmigen Zone 20 des ersten Maximums10 der Strahlungsstärke der Rückstrahlung der einzelnen Strahlungsquellen 2.1(17) bis2.2(19) Hegt.that the radiation receiver is located on the approximately ring-shaped zone 20 of the first maximum10 of the radiation intensity of the reflected radiation of the individual radiation sources 2.1(17) to2.2(19).

Im dargestellten Ausführungsbeispiel bilden jeweils zwei sich bezüglich demStrahlungsempfänger gegenüberliegende Strahlungsquellen eine Gruppe von zwei Strahlungsquellen.In the illustrated embodiment, two radiation sources opposite each other with respect to the radiation receiver form a group of two radiation sources.

Die Wirkungsweise der in Fig 2 dargestellten Anordnung von drei Gruppen vonStrahlungsquellen um einen zugehörigen Strahlungsempfänger wird anhand einer in Fig3 als Ausführungsbeispiel dargestellten Schaltungsanordnung näher erläutert. In Fig 3 istein senkrechter Schnitt eines Ausschnittes aus einer benetzbaren Platte 1 oder Wand mitden sechs in Fig 2 schematisch dargestellten, an die innere Oberfläche 4 der Platte 1angekoppelten Strahlungsquellen 2.1(17) bis 2.2(19) und dem zugehörigen, ebenfalls andie innere Oberfläche angekoppelten Strahlungsempfänger 16 schematisch dargestelltDie Strahlungsquellen sind im dargestellten Ausführungsbeispiel lichtemitierendeDioden, deren einer Anschluß mit dem einen Pol einer Stromquelle 21 verbunden ist. Derandere Pol der Stromquelle ist mit dem Eingang 22 eines dreistelligen Folgeschalters 23verbunden, der den Signaleingang 22 nach jedem Steuerimpuls 24 an seinem Steuereingang 25 mit dem nächstfolgenden Signalausgang 26.1,26.2 oder 26.3verbindet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel, in dem der Signaleingang mit demSignalausgang 26.1 verbunden ist, wird der Signaleingang durch den nächstenSteuerimpuls mit dem darauffolgenden Signalausgang 26.2 verbunden. Dadurch werdenmit der Schaltfolge der Schaltfolgefrequenz fa des an den Steuereingang 25 des Folgeschalters 23 angeschlossenen Taktgenerators 30 die Strahlungsquellengruppen 17,18 und 19 abwechselnd nacheinander an die Stromquelle 21 angeschaltet, so daß dieStrahlungsquellengruppen 17, 18 und 19 abwechselnd nacheinander bis zum Einschaltender folgenden Gruppe wirksam geschaltet sind.The operation of the arrangement shown in Fig. 2 of three groups of radiation sources around an associated radiation receiver is explained in more detail using a circuit arrangement shown as an exemplary embodiment in Fig. 3. In Fig. 3, a vertical section of a section of a wettable plate 1 or wall with the six radiation sources 2.1(17) to 2.2(19) shown schematically in Fig. 2 and coupled to the inner surface 4 of the plate 1 and the associated radiation receiver 16, which is also coupled to the inner surface, is shown schematically. In the exemplary embodiment shown, the radiation sources are light-emitting diodes, one connection of which is connected to one pole of a current source 21. The other pole of the power source is connected to the input 22 of a three-position sequential switch 23, which connects the signal input 22 to the next signal output 26.1, 26.2 or 26.3 after each control pulse 24 at its control input 25. In the embodiment shown, in which the signal input is connected to the signal output 26.1, the signal input is connected to the next signal output 26.2 by the next control pulse. As a result, the radiation source groups 17, 18 and 19 are alternately connected to the power source 21 one after the other with the switching sequence of the switching sequence frequency fa of the clock generator 30 connected to the control input 25 of the sequential switch 23, so that the radiation source groups 17, 18 and 19 are switched on one after the other until the next group is switched on.

Der Verlauf der Strahlung der einzelnen Strahlungsquellengruppen in derstrahlungsdurchlässigen Platte 1 ist in Fig 3 durch die unterschiedlich strukturiertenLinienThe course of the radiation of the individual radiation source groups in the radiation-permeable plate 1 is shown in Fig. 3 by the differently structured lines.

27,28 und 29 schematisch angedeutet. Der an der äußeren Oberfläche 5 der Plattereflektierte Anteil tritt an der inneren Oberfläche 4 der Platte teilweise wieder alsRückstrahlung 7 aus. Der in der Zone des ersten Maximums der Strahlungsstärke derRückstrahlung an die innere Oberfläche der Platte 1 angekoppelte Strahlungsempfänger16, im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Fotoelement, wandelt den empfangenenStrahlungsfluß in ein'elektrisches Ausgangssignal S 16 um, dessen zeitlicher Verlauf 31über einer Zeitachse t27, 28 and 29 are indicated schematically. The portion reflected on the outer surface 5 of the plate partially re-emerges on the inner surface 4 of the plate as back radiation 7. The radiation receiver 16, a photo element in the illustrated embodiment, which is coupled to the inner surface of the plate 1 in the zone of the first maximum of the radiation intensity of the back radiation, converts the received radiation flux into an electrical output signal S 16, the temporal progression 31 of which is plotted on a time axis t

schematisch im Diagramm a) der Fig 4 dargestellt ist und das aus sich wiederholendaneinandergereihten Signalabschnitten 37, 38,39 gebildet ist. Diese Signalabschnitteentstehen aus der Schaltfolge, mit denen die einzelnen Gruppen 17,18 und 19 derStrahlungsquellen zur Abstrahlung einer Lichtstrahlung für einen kurzen ZeitabschnittTa, der gleich der Periodenzeit der Taktfrequenz f a des den Folgeschalter 23steuernden Taktgenerators 30 ist, ein- und wieder ausgeschaltet werden.is shown schematically in diagram a) of Fig. 4 and is formed from repeatingsignal sections 37, 38, 39 arranged one after the other. These signal sectionsarise from the switching sequence with which the individual groups 17, 18 and 19 of theradiation sources for emitting light radiation are switched on and off again for a short period of time Ta, which is equal to the period of the clock frequency f a of the clock generator 30 controlling the sequential switch 23.

An Stellgliedern 32 der Ausgänge 26.1 bis 26.3 des Folgeschaltens 23 wird dieStrahlungsleistung der einzelnen Gruppen 17,18 und 19 der Strahlungsquellen soeingestellt, daß jede Gruppe von Strahlungsquellen bei unbenetzter und ungestörterPlatte oder Wand 1 für sich den selben Abgleichwert 10 des Ausgangssignales S16 desThe radiation power of the individual groups 17, 18 and 19 of the radiation sources is adjusted at actuators 32 of the outputs 26.1 to 26.3 of the sequential circuit 23 in such a way that each group of radiation sources, when the plate or wall 1 is not wetted and undisturbed, has the same adjustment value 10 of the output signal S16 of the

Strahlungsempfängers erzeugt, wie im Diagramm b) der Fig 4 an einem zeitlichenVerlauf 33 des ungestörten und abgeglichenen Ausgangssignales S 16 des Strahlungsempfängers 16 schematisch dargestellt ist. Wird der sensoraktive Bereich 14der Platte 1 beispielsweise durch einen Tropfen 13 benetzt, wie in Fig 3 schematischdargestellt ist, wird die Strahlführung 27,28 29 durch diese Benetzung derart verändert,daß die Strahlungsflußanteile der einzelnen Strahlungsquellengruppen 17,18 und 19ihren Anteil an dem abgeglichenen Verlauf 33 des Ausgangssignales S 16 so verschieben,daß beispielsweise ein im Diagramm c) der Fig 4 dargestellter zeitlich ebener Verlauf 34des Ausgangssignals S 16 des Strahlungsempfängers 16 entsteht Dieses AusgangssignalS 16 gelangt über einen Verstärker 35 und ein Hochpaßfilter 36 als Detektionssignal SDan den Signaleingang 40 einer Auswertanordnung 41. Die Grenzfrequenz fp des Hochpaßfilters 36 ist so bemessen, daß einerseits der Verlauf 34 des aus den einzelnenAbschnitten 37,38 und 39 des bei einer zu erkennenden oder zu messenden Benetzungdes sensoraktiven Bereiches der Platte oder Wand 1 gebildeten Ausgangssignales S 16vom Filter noch annähernd übertragen wird und daß andererseits Schwankungen von Fremdstrahlungen auf den Strahlungsempfänger 16, die dieser ebenfalls in elektrischeSignale umsetzt, nicht mehr im Detektionssignal SD wirksam werden. Dieser zeitlicheVerlauf des am Ausgang des Hochpaßfilters 36 gebildete Detektionssignales SD ist imDiagramm d) der Fig 4 in einer dick ausgezogenen Kurve 42 schematisch dargestellt. Imdargestellten Ausführungsbeispiel enthält die Auswertanordnung 4 eine nicht näherdargestellte Schwellwertschaltung, die ein Steuersignal S 41 am Ausgang 41.2 derAuswertanordnung 41 erzeugt, wenn der Verlauf 42 des Detektionssignals SD einen bestimmten Schwellwert SW überragt. Dieses nicht näher dargestellte Steuersignal S 41zeigt eine Benetzung der benetzten Platte 1 oder Wand im sensoraktiven Bereich 14 derPlatte an und kann zur Steuerung von der Benetzung abhängiger Vorgänge verwendetwerden.Radiation receiver is generated, as is schematically shown in diagram b) of Fig. 4 in a time course 33 of the undisturbed and adjusted output signal S 16 of the radiation receiver 16. If the sensor-active area 14 of the plate 1 is wetted, for example, by a drop 13, as shown schematically in Fig. 3, the beam guide 27, 28 29 is changed by this wetting in such a way that the radiation flux components of the individual radiation source groups 17, 18 and 19 shift their share in the adjusted course 33 of the output signal S 16 in such a way that, for example, a temporally flat course 34 of the output signal S 16 of the radiation receiver 16 is created, as shown in diagram c) of Fig. 4. This output signal S 16 is passed via an amplifier 35 and a high-pass filter 36 as a detection signal SD to the signal input 40 of an evaluation arrangement 41. The cut-off frequency fp of the high-pass filter 36 is dimensioned such that, on the one hand, the course 34 of the individual sections 37, 38 and 39 of the or to be measured wetting of the sensor-active area of the plate or wall 1 is still approximately transmitted by the filter and that, on the other hand, fluctuations in external radiation on the radiation receiver 16, which the latter also converts into electrical signals, are no longer effective in the detection signal SD. This temporal course of the detection signal SD formed at the output of the high-pass filter 36 is shown schematically in the diagram d) of Fig. 4 in a thick curve 42. In the illustrated embodiment, the evaluation arrangement 4 contains a threshold circuit (not shown in detail) which generates a control signal S 41 at the output 41.2 of the evaluation arrangement 41 when the course 42 of the detection signal SD exceeds a certain threshold value SW. This control signal S 41, not shown in detail, indicates wetting of the wetted plate 1 or wall in the sensor-active area 14 of the plate and can be used to control processes dependent on the wetting.

In Fig 5 ist ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Anordnungzum Messen oder Feststellen einer Benetzung einer Platte 1 oder Wand dargestellt, dassich von dem in Fig 3 dargestellten Ausführungsbeispiel im wesentlichen durch die Artder Anordnung der Strahlungsquellen im sensoraktiven Bereich 14 der Platte oder Wandund durch eine zusätzliche Regelanordnung zur Regelung des Abgleiches der Strahlungsleistung der Strahlungsquellen unterscheidetFig. 5 shows a block diagram of a further embodiment of an arrangementfor measuring or detecting wetting of a plate 1 or wall, whichdiffers from the embodiment shown in Fig. 3 essentially in the typeof arrangement of the radiation sources in the sensor-active area 14 of the plate or walland by an additional control arrangement for controlling the adjustment of the radiation power of the radiation sources

Die beiden Strahlungsquellen 2.1 und 2.2 sind so an die innere Oberfläche 4 der Platte 1angekoppelt, daß der Einstrahlungswinkel aE der maximalen Strahlungsstärke einerStrahlungsquelle 2.1 oder 2.2 in die Platte oder Wand etwa gleich dem Winkel ist, fürden das erste Maximum 10 er Rückstrahlung 7 aus der inneren Oberfläche 4 der Platteoder Wand in einer die Platte oder Wand am Ort der Strahlungsquelle und des zugehörigen, ebenfalls an die innere Oberfläche angekoppelten Strahlungsempfängers 16senkrecht durchdringenden Ebene seinen größten Wert erreicht. Dadurch wird einausgeprägteres erstes Maximum 10 der Kurve 8.1 oder 8.2 der Strahlungsstärke derRückstrahlung 7 der Strahlungsquellen aus der inneren Oberfläche 4 der Platte oderWand 1 erreicht, wie mittels der in Fig 6 dargestellten Kurven 8.1 und 8.2 der Strahlungsstärken Il für die Rückstrahlung der Strahlungsquellen 2.1 und 2.2schematisch veranschaulicht ist Darüber hinaus sind die beiden Strahlungsquellen 2.1und 2.2 mit unterschiedlichen Abständen xl und x2 von ihrem zugehörigenStrahlungsempfänger entfernt, nämlich derart, daß in abgeglichenem Zustand der beidenStrahlungsquellen und bei unbenetzter Platte oder Wand der Strahlungsempfänger 16The two radiation sources 2.1 and 2.2 are coupled to the inner surface 4 of the plate 1 in such a way that the angle of incidence aE of the maximum radiation intensity of a radiation source 2.1 or 2.2 into the plate or wall is approximately equal to the angle for which the first maximum 10 of the reflected radiation 7 from the inner surface 4 of the plate or wall reaches its greatest value in a plane penetrating vertically through the plate or wall at the location of the radiation source and the associated radiation receiver 16, which is also coupled to the inner surface. This results in a more pronounced first maximum 10 of the curve 8.1 or 8.2 of the radiation intensity of the reflected radiation 7 of the radiation sources from the inner surface 4 of the plate or wall 1, as is schematically illustrated by means of the curves 8.1 and 8.2 of the radiation intensities Il for the reflected radiation of the radiation sources 2.1 and 2.2 shown in Fig. 6. In addition, the two radiation sources 2.1 and 2.2 are at different distances xl and x2 from their associated radiation receiver, namely such that when the two radiation sources are balanced and the plate or wall is not wetted, the radiation receiver 16

auf der Rückflanke 43 des ersten Maximums der Kurve 8.1 der Rückstrahlung der erstenStrahlungsquelle 2.1 und gleichzeitig auf der Vorderflanke 44 des ersten Maximums derKurve 8.2 der von der zweiten Strahlungsquelle 2.2 verursachten Rückstrahlung aus derinneren Oberfläche 4 der Platte oder Wand 1 liegton the trailing edge 43 of the first maximum of the curve 8.1 of the reflection of the first radiation source 2.1 and at the same time on the leading edge 44 of the first maximum of the curve 8.2 of the reflection caused by the second radiation source 2.2 from the inner surface 4 of the plate or wall 1

Mit dieser Anordnung der Strahlungsquellen 2.1 und 2.2 wird es möglich, eineBenetzung in der Gestalt eines gleichbleibenden Flüssigkeitsfilms oder einer gleichbleibenden Flüssigkeitsschicht 45, wie sie schematisch auf der äußeren Oberfläche5 einer Platte oder Wand in Fig 5 dargestellt ist, festzustellen oder zu messen. Durch dieBenetzung werden die Flanken 43 und 44 der beiden Kurven 8.1 und 8.2 derStrahlungsstärke der Rückstrahlung für die unbenetzte Platte derart verformt undverlagert, daß der beiden Kurven gemeinsame Abgleichpunkt 46 für das AusgangssignalS16 des Strahlungsempfängers in zwei Kurvenpunkte 46. lund 46.2 mit zweiunterschiedlichen Amplitudenwerte 146.1 und 146.2 aufsplittet, wie Fig 6veranschaulicht, so daß daraus ein Signalunterschied des Detektionssignal SD abgeleitetwerden kann, zur Bildung eines Steuer- und/oder Meßsignales S 41.With this arrangement of the radiation sources 2.1 and 2.2 it is possible to detect or measure wetting in the form of a constant liquid film or a constant liquid layer 45, as shown schematically on the outer surface 5 of a plate or wall in Fig. 5. The wetting deforms and shifts the flanks 43 and 44 of the two curves 8.1 and 8.2 of the radiation intensity of the reflected radiation for the unwetted plate in such a way that the adjustment point 46 common to both curves for the output signal S16 of the radiation receiver is split into two curve points 46.1 and 46.2 with two different amplitude values 146.1 and 146.2, as shown in Fig. 6, so that a signal difference of the detection signal SD can be derived from this to form a control and/or measurement signal S 41.

Bei der in Fig 5 dargestellten Anordnung ist die Schalteranordnung zur Steuerung derbeiden Strahlungsquellen 2.1 und 2.2 ein Taktgenerator 30 der an einem nicht invertierenden Ausgang 30.0 und an einem invertierenden Ausgang 30.1 abwechselndeinen Stromimpuls jeweils zur Anregung der Ausstrahlung der an den Ausgang angeschlossenen Strahlungsquelle für die Dauer des Stromimpulses erzeugt. Der eineAusgang des Stromimpulsgenerators 30 enthält zur Einstellung des Stromwertes einStromstellglied 32, das durch ein Stellsignal Sr an seinem Stelleingang 47 verstellbar ist.Die Rückstrahlung dieser beiden Strahlungsquellen am Ankopplungsort XE (Fig 6) desStrahlungsempfängers 16 wird von diesem in ein elektrisches Ausgangssignal S 16 gewandelt, das entsprechend zu der in Fig 3 dargestellten Anordnung über einenVerstärker 35 und einen Hoch- oder Bandpaß 36 als Detektionssignal SD an den Ausgang der Filterschaltung 36 gelangt. An den Ausgang der Filterschaltung 36 ist eineSignalzentrierstufe 48 angeschlossen, die die Änderungen des Detektionssignales SD amAusgang der Filterschaltung 36 einer Mittenspannung Uz aufprägt. Im dargestelltenAusführungsbeispiel enthält die Signalzentrierstrufe 48 einen Synchrondemodulator 49mit zwei Demodulatorausgängen 49.1 und 49.2, die je einer Strahlungsquellezugeordnet sind. Die Zuordnung erfolgt über einen Steuertakt S 30.0 des Stromimpulsgenerators 30 , der auch die Abstrahlung der Strahlungsquellen steuert. DenDemodulatorausgängee 49.1 und 49.2 sind im dargestellten AusführungsbeispielDemodulationswertspeicher 50.1 und 50.2 nachgeschaltet, die den mittlerenAmplitudenwert der von dem Synchrondemodulator 49 abgetasteten , den beiden Strahlungsquellen zugeordneten Signalabschnitten des Demodulationssignals SDmomentan speichern und auf diese Weise einen Hüllkurvendemodulator bilden. Aus denmomentanen mittleren Amplitudenwerten der beiden Detektionswertspeicher wird in einem anschließenden Operationsverstärker 51 der Differenzwert gebildet undeinemIn the arrangement shown in Fig. 5, the switch arrangement for controlling the two radiation sources 2.1 and 2.2 is a clock generator 30 which alternately generates a current pulse at a non-inverting output 30.0 and an inverting output 30.1, each to stimulate the radiation of the radiation source connected to the output for the duration of the current pulse. One output of the current pulse generator 30 contains a current actuator 32 for setting the current value, which can be adjusted by an actuating signal Sr at its actuating input 47. The reflected radiation from these two radiation sources at the coupling point XE (Fig. 6) of the radiation receiver 16 is converted by the latter into an electrical output signal S 16, which, in accordance with the arrangement shown in Fig. 3, reaches the output of the filter circuit 36 as a detection signal SD via an amplifier 35 and a high-pass or band-pass filter 36. A signal centering stage 48 is connected to the output of the filter circuit 36, which applies the changes in the detection signal SD at the output of the filter circuit 36 to a center voltage Uz. In the embodiment shown, the signal centering stage 48 contains a synchronous demodulator 49 with two demodulator outputs 49.1 and 49.2, each of which is assigned to a radiation source. The assignment is made via a control clock S 30.0 of the current pulse generator 30, which also controls the radiation of the radiation sources. In the embodiment shown, the demodulator outputs 49.1 and 49.2 are followed by demodulation value memories 50.1 and 50.2, which momentarily store the mean amplitude value of the signal sections of the demodulation signal SD sampled by the synchronous demodulator 49 and assigned to the two radiation sources, thus forming an envelope demodulator. From thecurrent mean amplitude values of the two detection value memories, the difference value is formed in a subsequent operational amplifier 51 anda

Mittenwert aufgeprägt Dieses so gebildete geglättete Detektionssignal SD m, dasgegenüber dem Detektionssignal SD am Ausgang der Filterschaltung 36 wesentlich vonStörungen befreit ist, wird sowohl einer Auswertanordnung 41 als auch einerRegelschaltung 52 mit einer hohen Regelzeitkonstanten Tv zugeführt Im dargestelltenAusführungsbeispiel enthält die Regelschaltung ein Zeitkonstantenglied 53 und einenVergleicher 54, der aus dem Vergleich mit einem Referenzsignal Sref ein Stellsignal SrCenter value impressed This smoothed detection signal SD m formed in this way, which is significantly free of interference compared to the detection signal SD at the output of the filter circuit 36, is fed to both an evaluation arrangement 41 and a control circuit 52 with a high control time constant Tv In the illustrated embodiment, the control circuit contains a time constant element 53 and a comparator 54, which generates a control signal Sr from the comparison with a reference signal Sref

fur den Stelleingang 47 des Stromstellgliedes 32 derart erzeugt, daß dieStrahlungsleistung der mit dem Stromstellglied geregelten Strahlungsquelle 2.1 soverändert wird, daß der Unterschied der Detektionsamplitudenwerte am Ausgang derSignalzentrierstufe 48 gegen Null geht. Die Regelgeschwindigkeit, d.h. dieRegelzeitkonstante Tv der Regelschaltung 52 ist hierbei so bemessen, daß sie um einwesentliches Vielfaches größer ist als die langsamsten noch zu erfassenden Änderungeneines Benetzungsvorganges. Die Auswertanordnung 41 kann eingangsseitig auch unmittelbar mit dem Ausgang der beiden Detektionwertspeicher 50.1 und 50.2verbunden werden, insbesondere dann, wenn mittels der Auswertanordnung die Benetzung gemessen werden soll.for the control input 47 of the current control element 32 is generated in such a way that the radiation power of the radiation source 2.1 controlled by the current control element is changed in such a way that the difference in the detection amplitude values at the output of the signal centering stage 48 approaches zero. The control speed, i.e. the control time constant Tv of the control circuit 52 is dimensioned in such a way that it is a significant multiple greater than the slowest changes in a wetting process that can still be detected. The evaluation arrangement 41 can also be connected directly on the input side to the output of the two detection value memories 50.1 and 50.2, in particular if the wetting is to be measured using the evaluation arrangement.

Claims (6)

Translated fromGerman

1. Anordnung zum Messen oder Erkennen einer Benetzung einer benetzbaren äußerenOberfläche (5) einer für eine bestimmte Strahlung durchlässigen Platte oder Wand (1),1. Arrangement for measuring or detecting wetting of a wettable outer surface (5) of a plate or wall (1) permeable to a certain radiation,gekennzeichnetmarked- durch einen sensoraktiven Bereich (14) in der Platte oder Wand(l), in der wenigstenszwei Strahlungsquellen (2.1,2.2) oder Gruppen (17,18,19) von Strahlungsquellen zumEinstrahlen der bestimmten Strahlung (3) in die strahlungsdurchlässige Platte oder Wandan die der benetzbaren äußeren Oberfläche (5) gegenüberliegende innere Oberfläche (4)der Platte oder Wand angekoppelt sind,- by a sensor-active area (14) in the plate or wall (1), in which at leasttwo radiation sources (2.1, 2.2) or groups (17, 18, 19) of radiation sources forradiating the specific radiation (3) into the radiation-permeable plate or wallare coupled to the inner surface (4) of the plate or wall opposite the wettable outer surface (5),- durch eine Schalteranordnung (23,30) zu einem zeitabschnittsweisen Wirksamschaltenjeder der einzelnen Strahlungsquellen oder Gruppen von Strahlungsquellen in eineraufeinanderfolgenden, sich wiederholenden Schaltfolge einer bestimmten Schaltfolgefrequenz (fa),- by means of a switch arrangement (23, 30) for periodically activatingeach of the individual radiation sources or groups of radiation sources in asuccessive, repeating switching sequence of a specific switching sequence frequency (fa),- durch wenigstens einen Strahlungsempfänger (16), der im Überlappungsbereich (Fig 2)der Zonen (20) eines ersten Maximums (10) des Strahlungsstärkeverlaufs (8) des beiunbenetztem sensoraktivem Bereich aus der inneren Oberfläche der Platte oder Wandaustretenden Rückstrahlung (7) der dem Strahlungsempfänger zugeordneten Strahlungsquellen an der- by at least one radiation receiver (16) which is arranged in the overlapping area (Fig. 2) of the zones (20) of a first maximum (10) of the radiation intensity profile (8) of the back radiation (7) of the radiation sources assigned to the radiation receiver, which emerges from the inner surface of the plate or wall when the sensor-active area is not wetted.inneren Oberfläche angekoppelt ist, zur Erzeugung eines der empfangenen Strahlungentsprechenden Detektionssignales (SD)inner surface to generate a detection signal (SD) corresponding to the received radiation- durch eine Einstellanordnung (32) zur Einstellung einer derart bemessenenStrahlungsleistung der einzelnen Strahlungsquellen oder Gruppen von Strahlungsquellen,daß bei unbenetztem sensoraktivem Bereich jede der dem Strahlungsempfänger zugeordnete Strahlungsquelle oder Gruppe von Strahlungsquellen einen Abschnitt (37)des Detektionssignales erzeugt, dessen mittlerer Amplitudenwert gleich dem mittleren- by an adjustment arrangement (32) for adjusting a radiation output of the individual radiation sources or groups of radiation sources, which is dimensioned in such a way that, when the sensor-active area is not wetted, each of the radiation sources or groups of radiation sources assigned to the radiation receiver generates a section (37) of the detection signal, the average amplitude value of which is equal to the averageAmplitudenwert der den anderen Strahlungsquellen oder Gruppen von Strahlungsquellenzugeordneten Abschnitten (38,39) des Detektionssignales ist.Amplitude value of the sections (38,39) of the detection signal assigned to the other radiation sources or groups of radiation sources.- und durch eine dem (den) Strahlungsempfänger(n) nachgeschaltete Filterschaltung (36)zur Übertragung des auf eine Schwingung der Schaltfolgefrequenz moduliertenDetektionssignales (SD) an eine Auswertanordnung (41) zur Erzeugung eines Steuer-und/oder Meßwertsignales (S 41) aus dem in der Auswertanordnung gemessenen oderfestgestellten Unterschied der den einzelnen Strahlungsquellen oder Gruppen von Strahlungsquellen zugeordneten Abschnitten- and by a filter circuit (36) connected downstream of the radiation receiver(s)for transmitting the detection signal (SD) modulated to an oscillation of the switching sequence frequency to an evaluation arrangement (41) for generating a control and/or measured value signal (S 41) from the difference measured or determined in the evaluation arrangement between the sections assigned to the individual radiation sources or groups of radiation sourcesdes Detektionssignales.of the detection signal.2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteranordnung einStromimpulsgenerator (30) mit einem nichtinvertierenden Ausgang (30.0) und eineminvertierenden Ausgang (30.1) ist und daß in wenigstens einem (30.1) der Ausgänge einStromstellglied (32) zum Einstellen einer bestimmten Strahlungsleistung der zugehörigen, von dem Ausgang (30.1) geschalteten Strahlungsquelle (2.1) oder Gruppevon Strahlungsquellen angeordnet ist2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the switch arrangement is acurrent pulse generator (30) with a non-inverting output (30.0) and aninverting output (30.1) and that in at least one (30.1) of the outputs acurrent actuator (32) is arranged for setting a specific radiation power of the associated radiation source (2.1) or group of radiation sources switched by the output (30.1)3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterschaltung einHochpaß (36) ist.3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the filter circuit is ahigh-pass filter (36).4. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei an die der benetzbarenäußeren Oberfläche (5) gegenüberliegende innere Oberfläche (4) der Platte oder Wand(1) angekoppelte Strahlungsquellen (2.1,2.2), von denen die erste Strahlungsquelle (2.1)soweit vom zugehörigen gemeinsamen Strahlungsempfänger (16) entfernt ist, daß derStrahlungsempfänger auf der von der Strahlungsquelle abliegenden Flanke (43) desersten Maximums (10.1) der bei unbenetztem sensoraktivem Bereich (14) von der erstenStrahlungsquelle an der inneren Oberfläche der Platte oder Wand erzeugten Strahlungsstärkekurve (8.1) und die zweite Strahlungsquelle (2.2) soweit von demgemeinsamen Strahlungsempfänger entfernt ist, daß der Strahlungsempfänger auf der derzweiten Strahlungsquelle zunächst liegenden Flanke (44) des ersten Maximums (10.2)der bei unbenetztem sensoraktiven Bereich von der zweiten Strahlungsquelle an derinneren Oberfläche der Platte oder Wand erzeugten Strahlungsstärkekurve (8.2) liegt.4. Arrangement according to claim 1, characterized by two radiation sources (2.1, 2.2) coupled to the inner surface (4) of the plate or wall (1) opposite the wettable outer surface (5), of which the first radiation source (2.1) is far enough away from the associated common radiation receiver (16) that the radiation receiver is located on the flank (43) of the first maximum (10.1) of the radiation intensity curve (8.1) generated by the first radiation source on the inner surface of the plate or wall when the sensor-active area (14) is not wetted, and the second radiation source (2.2) is far enough away from the common radiation receiver that the radiation receiver is located on the flank (44) of the first maximum (10.2) of the radiation intensity curve (8.1) generated by the second radiation source on the inner surface of the plate or wall when the sensor-active area (14) is not wetted. generated radiant intensity curve (8.2).5. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine dem Ausgang derFilterschaltung (36) nachgeschaltete, eine Signalzentrierstufe (48) und einen Regelsignalgenerator (52) enthaltende Regelanordnung5. Arrangement according to claim 1, characterized by a control arrangement connected downstream of the output of the filter circuit (36) and containing a signal centering stage (48) and a control signal generator (52)- in der die Signalzentrierstufe (48) für jede einem Strahlungsempfänger (16)zugeordnete Strahlungsquelle (2.1,2.2) oder Gruppe von Strahlungsquellen einen Detektionswertspeicher (50.1,50.2) zum speichern des mittleren Amplitudenwertesjeweils des der Strahlungsquelle (z.B. 2.1) zugeordneten Signalabschnittes (z.B. 37) desDetektionssignales (SD) enthält,- in which the signal centering stage (48) contains a detection value memory (50.1, 50.2) for each radiation source (2.1, 2.2) or group of radiation sources assigned to a radiation receiver (16) for storing the average amplitude value of the signal section (e.g. 37) of the detection signal (SD) assigned to the radiation source (e.g. 2.1),- in der die Signalzentrierstufe außerdem eine Tastschaltung (49) zum Abtasten desAmplitudenwertes der der wirksam geschalteten Strahlungsquelle zugeordnetenSignalabschnitte des Detektionssignales und zum Einspeichern des mittleren Amplitudenwertes dieser Signalabschnitte in den zugehörigen Detektionswertspeicherund eine Vergleicheranordnung (51) zur Erzeugung eines Differenzwertes aus dengespeicherten Amplitudenwerten zweier Detektionswertspeicher enthält- in which the signal centering stage also contains a sampling circuit (49) for sampling theamplitude value of the signal sections of the detection signal assigned to the activated radiation source and for storing the average amplitude value of these signal sections in the associated detection value memoryand a comparator arrangement (51) for generating a difference value from thestored amplitude values of two detection value memories- und in der der Regelsignalgenerator (52) der Signalzentrierstufe nachgeschaltet ist undeine gegenüber der Schwingungsperiode der bestimmten Schaltfolgefrequenz (fa) um einwesentliches Vielfaches größere Regelzeitkonstante (Tr) für ein im Regelsignalgeneratoraus der Differenz der mittleren Amplitudenwerten der den einzelnen Strahlungsquellenoder Gruppen von Strahlungsquellen zugeordneten Signalabschnitten des Detektionssignales erzeugtes Regelsignal (Sr) zur Einstellung des (der) Stromstellgliedes(glieder) (32) enthält, welche Einstellung durch das Regelsignal derart geführt ist, daßdie Differenz der mittleren Amplitudenwerte der Signalabschnitte des Detektionssignalesgegen Null geht- and in which the control signal generator (52) is connected downstream of the signal centering stage and contains a control time constant (Tr) that is a significant multiple of the oscillation period of the specific switching sequence frequency (fa) for a control signal (Sr) generated in the control signal generator from the difference between the average amplitude values of the signal sections of the detection signal assigned to the individual radiation sources or groups of radiation sources for setting the current control element(s) (32), which setting is guided by the control signal in such a way that the difference between the average amplitude values of the signal sections of the detection signal approaches zero6. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Ankopplung der einemStrahlungsempfänger (16) zugeordneten Strahlungsquellen (2.1,2.2) an die innere Oberfläche (4) einer Platte oder Wand (1) derart, daß der Einstrahlungswinkel (aE) desStrahles der maximalen Strahlungsstärke (I) einer Strahlungsquelle (2.1) in die Platteoder Wand etwa gleich dem Winkel ist, für den das erste Maximum (10) der Rückstrahlung (7) aus der inneren Oberfläche (4) der Platte oder Wand (1) in einer diePlatte oder Wand am Ort der Strahlungsquelle (2.1) und des zugehörigen Strahlungsempfängers (16) senkrecht durchdringenden Ebene seinen größten Werterreicht6. Arrangement according to claim 1, characterized by a coupling of the radiation sources (2.1, 2.2) assigned to a radiation receiver (16) to the inner surface (4) of a plate or wall (1) in such a way that the angle of incidence (aE) of the beam of maximum radiation intensity (I) of a radiation source (2.1) into the plate or wall is approximately equal to the angle for which the first maximum (10) of the reflected radiation (7) from the inner surface (4) of the plate or wall (1) reaches its greatest value in a plane perpendicularly penetrating the plate or wall at the location of the radiation source (2.1) and the associated radiation receiver (16).