DE3150601C2

DE3150601C2 -

Info

Publication number: DE3150601C2
Application number: DE3150601A
Authority: DE
Inventors: Kazumi Tokio/Tokyo Jp Ishima
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1980-12-19
Filing date: 1981-12-21
Publication date: 1989-03-09
Also published as: DE3150601A1; US4467183A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung der Temperatur einer Flüssigkeit auf einen Soll-Wert nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Einrichtung zur Regelung der Temperatur einer Flüssigkeit ist aus der WO-80/02 352 bekannt. Diese bekannte Einrichtung weist eine Heizeinrichtung für die Erwärmung der Flüssigkeit, einen ersten Meßaufnehmer für den Ist-Wert der Temperatur der Flüssigkeit, ferner ein erstes Differenzglied für die Ermittlung der Differenz zwischen diesem Ist- Wert und einem Bezugswert, ein zweites Differenzglied für die Ermittlung der Differenz zwischen dem Ist-Wert der Temperatur der Heizeinrichtung und einem Bezugswert, sowie ein Stellglied für die Steuerung der Heizeinrichtung in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der beiden Differenzglieder auf.

Aus der US-PS 23 73 196 ist eine elektrische Heizeinrichtung bzw. Heizregeleinrichtung bekannt, um eine Flüssigkeit auf einen gewünschten Soll-Wert aufzuheizen. Bei dieser bekannten Regelung gelangt ein einstellbarer Zeitgeber zur Anwendung, durch den die Zeitdauer veränder werden kann, die von einem Heizelement benötigt wird, um einen Temperaturanstieg der Flüssigkeit um einen vorbestimmten Wert zu bewirken.

Aus der Zeitschrift "Bulletine SEV", Band 46 (1955), Nr. 23, Seiten 1124 bis 1126, ist eine spezifische Charakteristik der Belastungskurve von Heißwasserspeichern bekannt und unter anderem auch ein neuer Thermostat für Heißwasserspeicher, durch den die Heizleistung in Abhängigkeit der jeweils im Apparat verbliebenen Wärmemenge eingestellt werden kann. Dieser neuartige Thermostat ist rein aus mechanischen Teilen aufgebaut.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Einrichtung zur Regelung der Temperatur einer Flüssigkeit auf einen Soll-Wert der angegebenen Gattung zu schaffen, welche die Möglichkeit bietet, eine Flüssigkeit unabhängig von ihrer Anfangstemperatur bei sehr geringem Zeitaufwand und möglichst geringem Energieverbrauch auf eine gewünschte Soll-Temperatur zu bringen bzw. sie auf der Soll-Temperatur zu halten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Einrichtung zur Regelung der Temperatur einer Flüssigkeit auf einen Soll- Wert kann nicht nur eine bestimmte Regelkennlinie realisiert werden, die abhängig ist von der Regelgröße (Unterschied zwischen Ist-Wert und Soll-Wert), sondern es kann auch eine andere Kennlinie der Heizsteuerung realisiert werden, und zwar beispielsweise dann, wenn der Unterschied zwischen Ist-Wert und Soll-Wert besonders groß ist. In diesem Fall kann also dann das erste Differenzglied die Führung bei der Steuerung der Heizleistung übernehmen und es kann auch auf eine sehr viel steilere Kennlinie umge schaltet werden, so daß die Flüssigkeit in kürzestmöglicher Zeit von einem sehr niedrigen Temperaturwert auf den gewünschten Soll-Temperaturwert gebracht wird.

Wenn dagegen der Unterschied zwischen Ist-Wert und Soll- Wert relativ klein ist, kann das zweite Differenzglied die Führung der Steuerung übernehmen, so daß immer mit geringstmöglichem Zeitaufwand und auch bei geringst möglichem Energieverbrauch eine Flüssigkeit auf eine Soll- Temperatur gebracht und auf der Soll-Temperatur gehalten werden kann, und zwar unabhängig davon, von welcher Anfangstemperatur aus mit dem Heizvorgang begonnen wird.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 10.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild des Gesamtaufbaus einer herkömmlichen Flüssigkeitstemperatur- Regeleinrichtung;

Fig. 2a bis 2c Ausgangswellenform einer Energiequelle, eines Zeitgebers und einer Heizansteuereinrichtung in der herkömmlichen Einrichtung der Fig. 1;

Fig. 3 Kurven, welche die Arbeitsweisen der Einrichtung der Fig. 1 für verschiedene Flüssigkeitstemperaturen wiedergeben;

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zum Regeln der Temperatur mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 5a bis 5c, 6a bis 6c und 7a bis 7c Ausgangswellenformen einer Energiequelle, eines Zeitgebers und einer Heizansteuerschaltung in der Einrichtung der Fig. 4 für jeweils verschiedene Flüssigkeitstemperaturen;

Fig. 8 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 9 ein Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 10 ein Blockschaltbild einer vierten Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 11a bis 11c und 12a bis 12c Ausgangswellenformen einer Energiequelle, eines Zeitgebers und eines Heizerstroms der in Fig. 10 dargestellten Einrichtung jeweils für verschiedene Flüssigkeitstemperaturen;

Fig. 13 ein Blockschaltbild einer fünften Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 14 ein Blockschaltbild einer sechsten Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 15a bis 15c und 16a bis 16c Ausgangswellenformen einer Energiequelle, eines Zeitgebers, eines Heizerstroms und von ersten und zweiten Leistungs verstärkern in der Einrichtung der Fig. 14;

Fig. 17 ein Blockschaltbild einer siebten Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 18a bis 18d und 19a bis 19d Ausgangswellenformen einer Energiequelle, eines Zeitgebers, eines Leistungsverstärkers und der Heizerleistung der in Fig. 17 dargestellten Einrichtung jeweils für verschiedene Flüssigkeitstemperaturen;

Fig. 20 bis 22 Blockschaltbilder der achten bis zehnten Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 23 ein Blockschaltbild einer elften Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 24a bis 24d, 25a bis 25d, 26a bis 26d Ausgangswellenformen einer Energiequelle, eines Addierers, eines Zeitgebers, einer ersten Heizeransteuer schaltung der in Fig. 23 dargestellten Einrichtung jeweils für verschiedene Flüssigkeitstemperaturen;

Fig. 27 ein Blockschaltbild einer zwölften Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 28 ein Blockschaltbild einer dreizehnten Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 29a bis 29d und 30a bis 30d Ausgangswellenformen einer Energiequelle, eines Addierers, eines Zeitgebers und ersten Heizeransteuerschaltung der in Fig. 28 dargestellten Einrichtung jeweils für verschiedene Flüssigkeitstemperaturen;

Fig. 31 und 32 Blockschaltbilder einer vierzehnten und fünfzehnten Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 33 ein Blockschaltbild einer sechzehnten Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 34a bis 34e und 35a bis 35e Ausgangswellenform einer Energiequelle, eines Addierers, eines Zeitgebers, eines Leistungsverstärkers und der Heizerleistung der in Fig. 33 dargestellten Einrichtung jeweils für verschiedene Flüssigkeits temperaturen;

Fig. 36 und 37 Blockschaltbilder der siebzehnten und achtzehnten Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 38a und 38b Schaltungen von zwei Beispielen eines Meßaufnehmers;

Fig. 39 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Zeitgebers und

Fig. 40a bis 40e Ausgangswellenformen verschiedener Abschnitte des in Fig. 39 dargestellten Zeitgebers.

In Fig. 1 weist eine herkömmliche Flüssigkeitstemperatur- Regeleinrichtung einen Meßaufnehmer 10 zum Messen der sich ändernden Flüssigkeitstemperatur, einen Differenzverstärker 12, eine Bezugsspannungsquelle 14, die eine vorbestimmte Bezugsspannung erzeugt, einen Zeitgeber 16, der für eine vorbestimmte Zeitspanne betreibbar ist, eine Heizeransteuer schaltung 18 und einen Heizer 20 auf der zum Aufheizen der Flüssigkeit verwendet wird. Der Meßaufnehmer 10 und der Heizer 20 sind über die Flüssigkeit jeweils thermisch aneinander gekoppelt.

Die Arbeitsweise der Flüssigkeitstemperatur-Regeleinrichtung der vorbeschriebenen Ausführung ist in Fig. 2a bis 2c dargestellt. Wenn eine Energiequelle der Regeleinrichtung angeschaltet wird, wie in Fig. 2a dargestellt ist, wird der Zeitgeber 16 für eine vorbestimmte Zeitspanne betrieben, wie in Fig. 2b dargestellt ist, so daß eine höhere Spannung von der Heizeransteuerschaltung 18 für die Betriebszeitdauer des Zeitgebers 16 an den Heizer 20 angekoppelt wird, wie in Fig. 2c dargestellt ist. Mit einer solchen Regelung kann mit Erfolg verhindert werden, daß die Flüssigkeit thermisch zu weit aufgeheizt wird.

Wie vorstehend ausgeführt, ist die Betriebszeitspanne des Zeitgebers 16 im allgemeinen so gewählt, daß sich die Temperatur des Heizers 20 optimal aufbauen kann, wenn die Flüssigkeitstemperatur normal ist. Hierdurch wird dann eine Flüssigkeitstemperatur-Anstiegskurve A geschaffen, die in Fig. 3 dargestellt ist, in welcher auf die Ordinate die Temperatur T und auf der Abszisse die Zeit t aufgetragen ist. Jedoch kann sich die Umgebungstemperatur so ändern, daß die Flüssigkeitstemperatur auf einen Pegel angestiegen ist, der im wesentlichen gleich der Soll- oder Bezugstemperatur T _D ist. In diesem Fall ist das Anlegen einer Spannung an den Heizer 20, solange der Zeitgeber 16 betätigt wird, unnötig, und eine Energieverschwendung, da die Flüssigkeitstemperatur weit über die Bezugstemperatur T _D hinaus ansteigt, wie durch eine Aufbaukurve B in Fig. 3 dargestellt ist. Es ist dann eine ziemlich lange Zeitspanne erforderlich, bis sich eine solche hohe Flüssigkeitstemperatur durch normale Strahlung erniedrigt. Folglich ist die Betriebszeit des Zeitgebers 16 Ursache für einen erheblichen Zeit- und Energieaufwand, wenn sie nicht null ist. Wenn dagegen die Umgebungstemperatur verhältnismäßig niedrig ist, wird die Flüssigkeitstemperatur angehoben, wie durch eine Anstiegskurve C in Fig. 3 dargestellt ist, was wiederum wegen des vorstehend beschriebenen Aufbaus des Zeitgebers 16 eine sehr lange Zeit in Anspruch nimmt.

Die Einrichtung zum Regeln der Temperatur mit Merkmalen nach der Erfindung, bei welcher die vorstehend beschriebenen Schwierig keiten nicht auftreten, wird nunmehr anhand von verschiedenen Ausführungsformen beschrieben, die in Fig. 4 bis 37 dargestellt sind. In Fig. 4 weist die Einrichtung zum Regeln gemäß einer ersten Ausführungsform einen ersten und einen zweiten Meßaufnehmer 40 bzw. 42 auf. In der Einrichtung zum Regeln sind ferner ein erstes und ein zweites Differenzglied 44 bzw. 46, eine Bezugsspannungsquelle 48, ein Zeitgeber 50, eine Heizeransteuer schaltung 52 und ein Heizer 54 vorgesehen. Der erste Meßaufnehmer 40 spricht auf eine Flüssigkeitstemperatur vor einem Heizabschnitt an, während der zweite Meßaufnehmer 42 auf eine Flüssigkeitstemperatur nach dem Beginn einer Regelung anspricht. Die Temperatur des Heizers 54 wird so angesehen, daß sie im wesentlichen mit der der Flüssigkeit übereinstimmt. Der Heizer 54 und der zweite Meßaufnehmer 42 sind thermisch aneinander gekoppelt. Der Zeitgeber 50 ist so ausgelegt, daß er einen verhältnismäßig kurzen Impuls erzeugt, wenn seine Eingangsspannung verhältnis mäßig niedrig ist, einen verhältnismäßig langen Impuls erzeugt, wenn sie verhältnismäßig hoch ist und keinen Impuls erzeugt, wenn sie null oder negativ ist. Ein derart ausgelegter und bemessener Zeitgeber 50 kann ohne weiteres aus einem Integrator und einem Vergleicher aufgebaut werden. Bezugsspannungsquelle 48 wird dazu verwendet, die Flüssigkeitstemperatur über den Heizer 54 bei einem üblichen Regelbetrieb auf einen vorgegebenen Wert zu regeln.

Wenn eine (nicht dargestellte) Energiequelle für die Regel einrichtung angeschaltet ist, messen die Meßaufnehmer 40 und 42 einzeln die Flüssigkeitstemperatur, und ihre Ausgangs spannungen werden an die Differenzglieder 44 bis 46 angelegt. Die Meßaufnehmerausgangsspannungen werden einzeln durch die entsprechenden Operationsverstärker mit einer Bezugsspannung verglichen, welche von der Bezugsspannungsquelle 48 an die Operationsverstärker angekoppelt ist und eine Solltemperatur darstellt. Der Ausgang des Differenzgliedes 44 wird dem Zeitgeber 50 zugeführt, während der Ausgang des Differenzgliedes 46 der Heizer ansteuerschaltung 52 zugeführt wird. Wenn die gemessene Temperatur etwas niedriger als die Solltemperatur ist, ist auch der Ausgangspegel des Meßaufnehmers 40 verhältnismäßig niedrig, so daß dann der Zeitgeber 50 einen Impuls verhältnis mäßig kurzer Dauer erzeugt, wie in Fig. 5b dargestellt ist. Dieser Zeitgeber-Ausgangsimpuls wird an die Heizeransteuer schaltung 52 angelegt, wodurch bei der genau festgelegten Impulsdauer eine vorbestimmte verhältnismäßig hohe Spannung von der Ansteuerschaltung 52 an den Heizer 54 angelegt wird, wie in Fig. 5c dargestellt ist. Nachdem der Impulsausgang des Zeitgebers 50 endet, wird zugelassen, daß die Ansteuerschaltung 52 den Heizer 54 mit einer gesteuerten Spannung entsprechend einem Ausgang des Differenz gliedes 46 versorgt. Wenn die mittels des Meßaufnehmers 40 gemessene Flüssigkeitstemperatur viel tiefer ist als die Solltemperatur, erzeugt zwischen das zugeordnete Differenzglied 44 eine weitaus höhere Ausgangsspannung, so daß der Zeitgeber 50 seinerseits einen Impuls mit der in Fig. 6b dargestellten Dauer erzeugt, welcher viel länger ist als der in Fig. 5b. Dann wird, wie in Fig. 6c dargestellt, während eines längeren Zeitabschnitts eine hohe Spannung von der Ansteuerschaltung 52 an den Heizer 54 angelegt. Wenn dagegen die von dem Meßaufnehmer 40 gemessene Flüssigkeitstemperatur im wesentlichen dieselbe wie die Solltemperatur oder sogar höher als diese ist, liegt kein Impuls von dem Zeitgeber 50 an, wie in Fig. 7b dargestellt ist, und folglich wird die Ausgangsspannung der Ansteuerschaltung 52 allein durch die Ausgangsspannung des zweiten Meßaufnehmers 42 vorgeschrieben, um dadurch den üblichen Regelbetrieb zu schaffen. Auf diese Weise ist bei der dargestellten Ausführungsform der Nachteil der herkömmlichen Einrichtung dadurch beseitigt, daß an den Heizer 54 eine Spannung veränderlicher oder steuerbarer Dauer in der Aufbaustufe des Heizerbetriebs angelegt wird.

In Fig. 8 ist eine zweite Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung dargestellt, welche im wesentlichen der der Fig. 4 entspricht, außer daß ein Strombegrenzer 56 zwischen der Ansteuerschaltung 52 und dem Heizer 54 vorgesehen ist. In Fig. 8 sind die Funktionsblöcke, die denen der Fig. 4 entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Durch den Strombegrenzer 56 ist wirksam eine Beschädigung an dem Heizer 54 verhindert, zu welcher es kommen würde, wenn die Differenz zwischen der Isttemperatur der Flüssigkeit und der Solltemperatur so groß war, daß die Ausgangsspannung des Differenzgliedes 46 übermäßig hoch würde, um die Energiezufuhr von der Ansteuerschaltung 52 an den Heizer 54 über eine vorgesehene, zulässige Leistung des Heizers hinaus zu erhöhen.

In Fig. 9 ist eine dritte Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung dargestellt, welche eine vereinfachte Schaltungsausführung aufweist. Die Blöcke in Fig. 9, welche denen in Fig. 4 entsprechen, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Wie dargestellt, ist ein einziger Meßaufnehmer 40 und ein einziges Differenzglied 44 vorgesehen, das mit dem Meßaufnehmer 40 verbunden ist. Der Zeitgeber 50 ist so ausgelegt, daß er für einen bestimmten Zeitabschnitt arbeitet, welcher durch eine Spannungsdifferenz festgelegt ist, die einer Differenz zwischen einer tatsächlichen Flüssigkeitstemperatur und der Solltemperatur entspricht. Nach einer Betätigung des Zeitgebers 50 führt die Regeleinrichtung in üblicher Weise Flüssigkeits temperaturregelung durch. Bei dieser Anordnung ist kein zweiter Meßaufnehmer 52 und auch kein zweites Differenzglied 46 erforderlich, so daß dadurch eine erheblich vereinfachte Schaltung geschaffen ist.

Wie bisher beschrieben, ist bei den ersten bis dritten, in Fig. 4, 8 und 9 dargestellten Ausführungsformen im allgemeinen ein Zeitgeber vorgesehen, dessen Betriebszeit entsprechend der Differenz zwischen einer Spannung, welche einer Flüssigkeitstemperatur entspricht, welche beim Anschalten der Energiequelle gemessen wird, und einer Sollspannung steuerbar festgelegt ist, die einer Solltemperatur entspricht. Hierdurch kann eine einer Regelung unterzogene Flüssigkeit in einer Aufbaustufe während eines Zeitabschnitts aufgeheizt werden, welcher der Temperatur der Flüssigkeit vor einem Regelvorgang angepaßt ist. Folglich wird nicht nur der Zeitabschnitt, der für die Aufbau- oder Anheizstufe erforderlich ist, wodurch ein unnötiger Zeitverbrauch verhindert ist, sondern es wird auch Energie gespart.

In Fig. 10 ist eine vierte Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung dargestellt, welche der Ausführungsform der Fig. 8 entspricht, und in welcher folglich entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. In dieser Ausführungsform ist die Heizeransteuerschaltung 52 durch einen Spannungs- Strom-Umsetzer 60 gebildet. Der Spannungs- Strom-Umsetzer 60 erzeugt einen Strom, welcher einer Ausgangsspannung des ersten Differenzgliedes 44 proportional ist, d. h. der Ausgangsstrom des Umsetzers 60 ist null, wenn die Ausgangsspannung des Differenzgliedes 44 null ist. Der Zeitgeber 50 versorgt den Umsetzer 60 mit einem Impuls vorbestimmter Dauer, sobald die Energiequelle angeschaltet wird. Der Ausgang eines Operationsverstärkers 46 ist über den Strombegrenzer 56 und eine einen Strom in umgekehrter Richtung verhindernde Diode 62 an den Heizer 54 angekoppelt.

Wenn eine Energiequelle angeschaltet wird, wie in Fig. 11a dargestellt, werden die Ausgangsspannungen der beiden Meßaufnehmer 40 und 42 durch die entsprechenden Differenzglieder 44 und 60 mit einer Bezugsspannung verglichen, welche von der Bezugsspannungsquelle 48 angelegt wird und welche eine Solltemperatur darstellt. Der Ausgang des Differenzgliedes 44 wird dem Umsetzer 60 zugeführt. Beim Anschalten der Energiequelle wird der Zeitgeber 50 für eine bestimmte Zeitspanne betätigt, wie in Fig. 11b dargestellt ist, um den Umsetzer 60 mit einem Impuls konstanter Dauer zu versorgen. Wenn die tatsächliche Flüssigkeitstemperatur niedriger als die Solltemperatur ist, erzeugt das Differenzglied 44 eine verhältnismäßig niedrige Spannung, so daß ein verhältnismäßig niedriger Aufbaustrom dem Heizer 54 für die Betriebszeitspanne des Zeitgebers 50 zugeführt wird, wie in Fig. 11c dargestellt ist. Der Heizer 54 wird auch von dem Strombegrenzer 56 über die Diode 52 mit einem Steuerstrom versorgt. Wenn die Flüssigkeits temperatur weiterhin niedriger als die Solltemperatur ist, wird die Ausgangsspannung des Differenzgliedes 44 erhöht, um dadurch den Ausgangsstrom des Umsetzers 60 zu erhöhen. Dieser erhöhte Ausgangsstrom des Umsetzers wird dem Strom des Strombegrenzers 56 überlagert, wie in Fig. 12c dargestellt ist, wodurch der Heizer 54 mit einem höheren Strom erregt wird. Wenn dann die Flüssigkeitstemperatur im wesentlichen gleich der Solltemperatur oder höher als diese ist, wird die Ausgangsspannung des Differenzgliedes 44 null, und folglich wird die Ausgangsspannung des Umsetzers 60 trotz eines Ausgangs von dem Zeitgeber 50 null. Somit kann dann nur der Steuerstrom durch den Heizer 54 fließen. Gleichzeitig mit dem auf diese Weise verhinderten, unwirtschaftlichen Stromfluß kann auch ein überstarkes Anheizen bzw. ein "thermisches Überschwingen" der Flüssigkeit ausgeschlossen werden.

In Fig. 10 ist die einen Gegenstrom verhindernde Diode 62 unerläßlich, um zu verhindern, daß der Strombegrenzer 56 in der Aufbaustufe der Regelung eine Last an dem Umsetzer 60 darstellt. Sollte die Diode 62 fehlen, könnte der Strom begrenzer beschädigt werden oder die Aufbauregelung könnte praktisch ausfallen bzw. versagen.

In Fig. 13 ist eine fünfte Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung dargestellt, welche der Ausführungsform der Fig. 10 entspricht, außer daß der Umsetzer 60 durch einen Leistungsverstärker 70 ersetzt ist, und daß der Strombegrenzer 56 zwischen dem Leistungsverstärker 70 und dem Heizer 54 angeordnet ist. In Fig. 6 sind daher dieselben Schaltungsblöcke wie in Fig. 10 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In der dargestellten Anordnung wird der Ausgang des Differenzgliedes 44 durch den Leistungs verstärker 70 verstärkt, um eine für einen Aufbau ausreichende Leistung zu haben, d. h. er wird so verstärkt, daß nur der Strom erhöht wird, während die Spannung auf demselben Pegel gehalten wird. Der Ausgang des Leistungs verstärkers 70 wird für eine Zeitspanne, welche durch den Zeitgeber 50 festgelegt ist, an den Heizer 54 angekoppelt. Wenn der Spannungsunterschied über die vorgesehen, zulässige Leistung des Heizers 54 hinaus ansteigt, wird er dazu verwendet, den Strom zu begrenzen, der durch einen zweiten Strombegrenzer 56 a fließt. Hierdurch wird die Energie begrenzt, welche dem Heizer 54 während einer Aufbauphase zugeführt wird, wodurch eine wirksame Aufbauregelung gefördert wird, ohne daß ein Schaden an dem Heizer 54 oder ein ähnlicher Unglücksfalle zu befürchten ist.

In Fig. 14 ist eine sechste Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung dargestellt, welche im wesentlichen der Ausführungsform der Fig. 13 gleicht, und folglich sind auch die gleichen Blöcke wie die in Fig. 13 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Ein charakteristisches Merkmal der Anordnung der Fig. 14 besteht darin, daß eine erste einen Stromfluß in umgekehrter Richtung verhindernde Diode 72 zwischen einem ersten Leistungsverstärker 70 und dem Strombegrenzer 56 angeordnet ist, während der Ausgangsanschluß des zweiten Operationsverstärkers 46 über einen zweiten Leistungsverstärker 70 a und eine zweite einen Stromfluß in umgekehrte Richtung verhindernden Diode 74 mit dem Strombegrenzer 56 verbunden ist. Wenn eine Energiequelle angeschaltet wird, wie in Fig. 15a dargestellt, wird der Zeitgeber 50 für eine vorbestimmte Zeitspanne betrieben, wie in Fig. 15b dargestellt ist. Während dieser Zeitspanne verstärkt dann der erste Leistungsverstärker 70 die Ausgangsspannung des Differenzgliedes 44 auf eine Leistung, die für einen Aufbaubetrieb erforderlich ist, und dann wird dessen Ausgang über die Diode 72 und den Strombegrenzer 56 dem Heizer 54 zugeführt. Inzwischen verstärkt der zweite Leistungs verstärker 70 a den Ausgang des Differenzgliedes 46, und dessen Ausgang wird über die Diode 74 und den Strombegrenzer 56 dem Heizer 54 zugeführt. Der durch den Heizer 54 fließende Strom steigt folglich an, wie in Fig. 17c dargestellt ist.

In Fig. 14 verhindert die erste Diode 72, daß ein Strom während einer Aufbauphase in den zweiten Leistungsverstärker fließt, während die zweite Diode 74 verhindert, daß ein Strom während eines üblichen Regelvorgangs in den ersten Leistungsverstärker 70 fließt. Durch den Strombegrenzer 56 wird somit der Strom auf einen vorbestimmten Wert gedrückt, sobald dessen Eingangsspannung einen bestimmten Pegel erreicht. Wenn beispielsweise der erste oder zweite Leistungs verstärker 70 oder 70 a einen Kurzschluß bewirkt, wie in Fig. 16c dargestellt ist, schützt der Strombegrenzer 56 den Heizer 54 vor einem Überheizen oder Durchbrennen, wozu es sonst aufgrund eines übermäßig hohen Stromes kommen würde, der in den Heizer 54 fließt, wie in Fig. 12b dargestellt ist. Wenn ein ungewöhnlicher Strom durch den Heizer 54 fließt, kann der über den Strombegrenzer 56 fließende Strom null gemacht werden.

Eine siebte Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung ist in Fig. 17 dargestellt, in welcher dieselben Elemente wie in den verschiedenen vorherigen Ausführungsformen mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind. In Fig. 17 ist der Ausgang des ersten Differenzgliedes 74 sowohl an den Leistungs verstärker 70 als auch an den Zeitgeber 50 angekoppelt. Der Zeitgeber 50 erzeugt einen Impuls mit einer Dauer, welche einer Ausgangsspannung des ersten Differenzgliedes proportional ist. Der Ausgang des Zeitgebers wird zusammen mit dem Ausgang des Leistungsverstärkers an eine erste Ansteuerschaltung 52 angekoppelt, deren Ausgang dem Heizer 54 zugeführt wird. Der Ausgang des zweiten Differenzgliedes 56 wird über eine zweite Ansteuerschaltung 52 a und eine einen Stromfluß in umgekehrter Richtung verhindernde Diode 62 dem Heizer 54 zugeführt.

Wenn die Flüssigkeitstemperatur etwas niedriger als eine Solltemperatur ist, bleibt die Ausgangsspannung des ersten Meßaufnehmers 40 verhältnismäßig niedrig, was dazu führt, daß beim Anschalten der Energiequelle die Spannung von dem ersten Differenzglied 44 an den Zeitgeber 50 und den Leistungsverstärker 70 angelegt wird. Folglich ist, wie in Fig. 18b und 18c dargestellt, die Betriebszeit des Zeitgebers 50 verhältnismäßig kurz, die Ausgangsenergie des Leistungsverstärkers 70 verhältnismäßig klein, und auch die dem Heizer 54 zugeführte Energie verhältnismäßig gering, wie in Fig. 18c dargestellt ist. Wenn die Flüssigkeitstemperatur weitaus niedriger als der Sollwert ist, sind der Ausgang des ersten Meßaufnehmers 50 und folglich der des Differenzgliedes 44 verhältnismäßig hoch, so daß der Zeitgeber 50 über einen längeren Zeitabschnitt arbeitet. Hierdurch wird die Ausgangsenergie des Leistungsverstärkers 70 und dadurch die Energie erhöht, die dem Heizer 54 zugeführt wird, wie in Fig. 19d dargestellt ist.

Durch die in Fig. 17 dargestellte Einrichtung ist ein sogenanntes "thermisches Überschwingen" der Flüssigkeit verhindert, da die Energie während eines Aufbaubetriebs bzw. einer Anstiegsphase entsprechend der Beziehung zwischen der Ist-Flüssigkeitstemperatur und der Solltemperatur gesteuert wird. Wenn die Betriebszeit des Zeitgebers 50 und die Ausgangsenergie des Leistungsverstärkers 70 so vorgewählt sind, daß sie mit der niedrigsten Flüssigkeitstemperatur vor einem Regelvorgang im Einklang bzw. verträglich sind, wirkt der für einen Aufbau erforderliche Zeitabschnitt kürzer, wenn die Flüssigkeitstemperatur angehoben ist, wodurch der Nachteil der herkömmlichen Einrichtung beseitigt ist.

Wenn die Flüssigkeitstemperatur gleich oder höher als die Solltemperatur ist, weist der Zeitgeber 50 der Einrichtung in Fig. 17 eine Betriebszeit von null auf, und der Leistungsverstärker 70 erzeugt einen Nullausgang. Beim Anschalten der Energiequelle wird die Ausgangsspannung des zweiten Meßaufnehmers 72 durch das zweite Differenzglied 46 mit der von der Bezugspannungsquelle 48 angelegten Bezugsspannung verglichen. Die zweite Ansteuerschaltung 52 b führt dem Heizer 54 über die Diode 62 Energie zu. Auf diese Weise wird, selbst nachdem die Ist- Flüssigkeitstemperatur die Solltemperatur erreicht, wodurch die Ausgänge des Zeitgebers 50 und des Leistungs verstärkers 70 null gemacht werden, die Flüssigkeitstemperatur in üblicher Weise regelt. Die Funktion der Diode 62 besteht darin, zu verhindern, daß ein Strom von der ersten Heizeransteuerschaltung 52 in die zweite Heizeransteuer schaltung 52 a fließt, wenn deren Ausgangsspannung niedriger ist als die der Ansteuerschaltung 52.

In Fig. 20 ist eine achte Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung dargestellt, welche im wesentlichen der der Fig. 17 entspricht, und folglich sind die gleichen Blöcke mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Einrichtung zur Regelung der Temperatur in Fig. 20 weist den Strombegrenzer 56 auf, der mit dem Ausgangsanschluß der ersten Ansteuerschaltung 52 verbunden ist; bei ihr wird ein Ausgang des ersten Differenzgliedes 44 dem Zeitgeber 50, der ersten Ansteuerschaltung 52 und dem Strombegrenzer 56 zugeführt, während der Leistungsverstärker 70 weggelassen ist. Wie in den vorherigen Ausführungsformen wird der Zeitgeber 50 für eine Zeitdauer betrieben, welche durch eine Ausgangs spannung des ersten Differenzgliedes 44 festgelegt ist, welcher eine Differenz zwischen der Flüssigkeitstemperatur und der Solltemperatur anzeigt. Entsprechend dem Ausgang des Differenzgliedes 44 wird der Heizer auch mit Energie von der ersten Ansteuerschaltung 52 versorgt. Wenn die tatsächliche Flüssigkeitstemperatur viel niedriger als die Solltemperatur ist, muß dem Heizer 54 ein hoher Strom über eine entsprechend lange Zeitdauer zugeführt werden, um die Flüssigkeit auf die Solltemperatur aufzuheizen. Dies kann dann zu einem Durchbrennen des Heizers 54 und schlimmstenfalls zu einem Feuer führen. Um diese Schwierigkeit zu überwinden, wird der dem Heizer 54 zuzuführende Strom auf einen zulässigen Bereich beschränkt, indem die Betriebsspannung des Strom begrenzers 56 so gewählt wird, daß der Unterschied zwischen der Ausgangsspannung des Meßaufnehmers 50 und der Bezugsspannung etwas den zulässigen Grenzwert des Heizers 54 überschreitet. Hierdurch ist eine sichere Betriebsweise gewährleistet, obwohl etwas von der Aufbauzeit geopfert ist.

In Fig. 21 ist eine neunte Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung dargestellt, welche ebenfalls der der Fig. 17 entspricht, und folglich sind die gleichen Blöcke mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Ein wesentliches Merkmal dieser Ausführungsform besteht darin, daß der Spannungs-Strom- Umsetzer 60 zwischen dem ersten Differenzglied 44 und die erste Heizer-Ansteuerschaltung 52 geschaltet ist. Die Einrichtung zur Regelung der Temperatur der Fig. 21 wird im wesentlichen auf die gleiche Weise wie die der 17 beschrieben, und folglich wird sie nicht mehr im einzelnen beschrieben. Der Strombegrenzer 56 kann auch mit dem Eingangsanschluß des Heizers 54 verbunden sein.

In Fig. 22 ist eine zehnte Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung dargestellt, welche der Ausführungsform der Fig. 21 entspricht, weshalb die gleichen Blöcke auch mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Ein charakteristisches Merkmal dieser Ausführungsform besteht darin, daß der Ausgang des Umsetzers 60 durch die Ausgänge des ersten Differenzgliedes 44 und des Zeitgebers 50 gesteuert wird. Auch die Arbeitsweise dieser Einrichtung wird nicht im einzelnen beschrieben, da sie im wesentlichen dieselbe ist wie die der Fig. 17.

Jede der in Fig. 17 und 20 bis 22 dargestellten Einrichtungen ist so ausgelegt, daß der Heizer mit einer Energie für eine Zeitspanne erregt wird, welche durch eine Spannungs differenz zwischen der Spannung von dem ersten Meßaufnehmer 40 und der Bezugsspannung von der Energiequelle 48 festgelegt sind, wenn die Energiequelle für einen Aufbaubetrieb angeschaltet wird. Durch diese Einrichtung ist somit verhindert, daß die Flüssigkeit der Aufbaustufe "thermisch überschwingt". Auch ist verhindert, daß die Flüssigkeitstemperatur über den Sollwert hinaus schwingt bzw. ansteigt, wenn die Spannungsdifferenz zwischen dem ersten Meßaufnehmer und der Bezugsspannungsquelle null ist, da unter dieser Voraussetzung die angelegte Aufbau spannung null ist, um einen üblichen Regelbetrieb zu schaffen.

In Fig. 23 ist eine elfte Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung dargestellt, in welcher die gleichen Blöcke wie in den vorher gehenden Ausführungsformen mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Der Hauptunterschied dieser Ausführungsform gegenüber den vorher beschriebenen Ausführungsformen liegt darin, daß ein Addierer 100 zwischen den beiden Differenzgliedern 44 und 46 und den Zeitgeber 50 angeordnet ist. Der Addierer 100 summiert die Ausgänge der Differenz glieder 44 und 46 auf und legt die aufsummierte Spannung an den Zeitgeber 50 an.

Während des Betriebs messen die beiden Meßaufnehmer 40 und 42 einzeln Flüssigkeitstemperaturen, und ihre Ausgangs spannungen werden an die beiden Differenzglieder 44 bzw. 46 angelegt. Jedes Differenzglied 44 oder 60 vergleicht die Eingangsspannung mit einer Bezugsspannung, welche an ihn von der Bezugsspannungsquelle 48 aus angelegt worden ist. Die Ausgänge der Differenzglieder 44 und 46 werden an den Addierer 100 angelegt. Der Ausgang des Differenzgliedes 46 wird auch an die zweite Heizer- Ansteuerschaltung 52 a angelegt, deren Ausgang dann über die Diode 62 dem Heizer 54 zugeführt wird, um einen normalen Regelbetrieb zu bewirken.

Der Zeitgeber 50 in Fig. 23 wird durch einen Ausgang des Addierers 100 gesteuert. Wenn die Ist-Flüssigkeitstemperatur etwas niedriger ist als die Solltemperatur, ist, wenn die Energiequelle angeschaltet wird, wie in Fig. 24a dargestellt ist, ist die Ausgangsspannung des Addierers 100 verhältnismäßig niedrig, wie in Fig. 24b dargestellt ist. Unter dieser Voraussetzung hat dann der Ausgangsimpuls des Zeit gebers 50 eine verhältnismäßig kurze Dauer, wie in Fig. 24c dargestellt ist, so daß durch die Ansteuerschaltung 52 eine Aufbauenergie erzeugt wird, welche verhältnismäßig klein ist, wie in Fig. 24d dargestellt ist. Wenn die Ist- Flüssigkeitstemperatur viel niedriger ist als die Solltemperatur, ist die Ausgangsspannung des Addierers 100, die beim Anschalten der Energiequelle anliegt, verhältnismäßig hoch, wie in Fig. 25b dargestellt ist. Dann erzeugt der Zeitgeber 50 einen Impuls, dessen Dauer verhältnismäßig lang ist, wie in Fig. 25c dargestellt ist, wodurch die erste Ansteuerschaltung 52 den Heizer 54 mit einer verhältnismäßig großen Aufbauenergie versorgt. Wenn ferner die Flüssig keitstemperatur im wesentlichen gleich oder höher als die Solltemperatur ist, ist der Ausgang des Addierers 100, der beim Anschalten der Energiequelle anliegt, null, wie in Fig. 26b dargestellt ist, und folglich ist der Ausgang des Zeitgebers 50 ebenfalls null, so daß kein Ausgangsimpuls von dem Zeitgeber 54 anliegt, wie in Fig. 26c und 26d dargestellt ist. Der Heizer 54 wird in diesem Fall dann durch einen Ausgang der zweiten Ansteuerschaltung 52 erregt, um einen üblichen Regelbetrieb durchzuführen.

Die in Fig. 23 dargestellte Einrichtung zur Regelung der Temperatur ist auf die gleiche Weise betreibbar, wenn im Unterschied zu den dargestellten zwei Meßaufnehmer nur ein einziger Meßaufnehmer verwendet wird. Sollte jedoch der einzige Meßaufnehmer (weit) entfernt von dem Heizer 54 angeordnet sein, würde die Flüssigkeit "thermisch überschwingen" wenn die Energiequelle unmittelbar nachdem sie abgeschaltet wird, angeschaltet würde, um einen Heizzyklus zu beenden. Folglich ist, während der erste Meßaufnehmer 40 weit entfernt von dem Heizer 54 angeordnet ist, der zweite Meßaufnehmer 42 in der Nähe des Heizers 54 angeordnet. Die Diode 62, die zwischen den beiden Heizer-Ansteuerschaltungen 52 und 52 a angeordnet ist, dient dazu, zu verhindern, daß ein Strom von der ersten Ansteuerschaltung 52 in die zweite Ansteuerschaltung 52 a fließt, wenn die Ausgangs spannung der ersteren (52) hoch und die der letzteren (52 a) niedrig ist.

In Fig. 27 ist eine zwölfte Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung dargestellt, welche der Ausführungsform der Fig. 23 entspricht, so daß die gleichen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. In dieser Ausführungsform ist der Strombegrenzer 56 zwischen die beiden Heizer-Ansteuerschaltungen 52 und 52 a geschaltet. Wie der Beschreibung der vorstehenden Ausführungsform zu entnehmen ist, hat der Strombegrenzer 56 die Aufgabe, den Heizer 54 vor einer Beschädigung zu schützen, wenn der Unterschied zwischen der Ist-Flüssigkeits- und der Solltemperatur so hoch ist, daß die beiden Ansteuerschaltungen 52 und 52 a übermäßig hohe Ausgänge erzeugen, um die Heizer leistung über den vorgesehenen Wert hinaus erhöht.

Wie oben ausgeführt, sind die Fig. 23 und 27 dargestellten Ausführungsformen im allgemeinen dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber durch einen aufsummierten Ausgang des Addierers betrieben wird, welcher die Spannungs unterschiede zwischen den beiden Meßaufnehmern und der Bezugsspannungsquelle aufsummiert. Durch ein entsprechendes Festsetzen der Anheizzeit unter Zugrundelegung einer Flüssigkeitstemperatur wird bei einer solchen Anordnung an Zeit eingespart, die für einen Aufbauvorgang erforderlich ist, und dadurch wird auch Energie eingespart. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß ein Fehler ausgeschlossen werden kann, wenn unterschiedliche Flüssig keitstemperaturen durch die beiden Meßaufnehmer einzeln gemessen werden.

Nunmehr wird anhand von Fig. 28 eine dreizehnte Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung beschrieben. In Fig. 28 sind die gleichen Blöcke wie die, welche in Fig. 23 und 27 dargestellt sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Meßaufnehmer 40 und 42, welche einzeln Ist- Flüssigkeitstemperaturen fühlen, geben ihre Ausgangsspannungen an die ihnen zugeordneten Differenzglieder 44 und 46 ab, durch die sie mit einer Bezugsspannung verglichen werden, welche von der Bezugsspannungsquelle 46 aus angelegt wird. Die Ausgänge der Differenzquelle 44 und 46 werden an den Addierer 100 angekoppelt, dessen Ausgang wiederum an die erste Ansteuerschaltung 52 angekoppelt wird. Der Ausgang des Differenzgliedes 46 wird auch an die zweite Ansteuerschaltung 52 a angekoppelt, deren Ausgang für einen normalen Regelbetrieb über die Diode 62, dem Heizer 54 zugeführt wird.

Der Ausgang des Addierers 100 in Fig. 28 wird zum Steuern des Ausgangs der ersten Ansteuerschaltung 52 verwendet. Wenn die Ist-Flüssigkeitstemperatur etwas niedriger als die Solltemperatur ist, erzeugt der Addierer 100 eine verhältnis mäßig niedrige Ausgangsspannung, wie in Fig. 29b dargestellte ist, wenn die Energiequelle angeschaltet wird, wie in Fig. 29a dargestellt ist. Die erste Ansteuerschaltung 52 erzeugt einen verhältnismäßig niedrigen Ausgang, wie in Fig. 29d dargestellt ist, während der Zeitgeber 50 für eine vorgegebene Zeitspanne betätigt wird, wie in Fig. 29c dargestellt ist, so daß für den Aufbauvorgang verhältnismäßig wenig Energie benötigt wird. Wenn die Ist-Temperatur viel niedriger als die Soll-Temperatur ist, erzeugt der Addierer 100 eine verhältnismäßig hohe Ausgangsspannung, wie in Fig. 30b dargestellt ist, wenn die Energiequelle angeschaltet wird, wie in Fig. 30a dargestellt ist. Unter dieser Voraussetzung ist dann der Ausgang der Ansteuerschaltung 52 während einer vorgegebenen Betriebszeit des Zeitgebers 50 verhältnismäßig groß, wie in Fig. 30d dargestellt ist, um dem Heizer eine verhältnismäßig hohe Energie zuzuführen. Wenn die Flüssigkeitstemperatur im wesentlichen dieselbe oder höher ist als die Solltemperatur, ist der Ausgang des Addierers 100, der beim Anschalten der Energiequelle anliegt, null, und somit ist der Ausgang der ersten Ansteuerschaltung 52, der beim Aufbau der Energiezufuhr an den Heizer 54 erhalten bleibt, null.

Eine vierzehnte Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung ist in Fig. 31 dargestellt, in welcher die gleichen Blöcke wie in Fig. 28 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Die Einrichtung in Fig. 31 hat einen Strombegrenzer 56, der mit dem Eingangsanschluß des Heizers 54 verbunden ist. Bei dieser Anordnung ist verhindert, daß ein übermäßiger Strom durch den Heizer 54 fließt, um ein Feuer oder einen Schaden an dem Heizer 54 zu vermeiden, wenn es einen Kurzschluß in der Heizer-Ansteuerschaltung 52 und/oder 52 a kommt.

Eine fünfzehnte Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung ist in Fig. 32 dargestellt, in welcher die gleichen Blöcke wie in Fig. 28 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Der Aufbau und die Arbeitsweise dieser Ausführungsform sind im wesentlichen dieselben wie bei der Ausführungsform der Fig. 28, außer daß die erste Ansteuerschaltung 52 durch den Spannungs-Strom-Umsetzer 60 ersetzt und die Arbeitsweise dadurch ein wenig abgewandelt ist. Der in der Ausführungsform der Fig. 31 verwendete Strombegrenzer 56 kann auch bei der Schaltung der Fig. 32 vorgesehen werden.

In Fig. 33 ist eine sechzehnte Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung dargestellt, wobei die Elemente, die in den vorherigen Ausführungsformen verwendet sind, auch mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Im Unterschied zu den vorherigen Ausführungsformen ist bei der Ausführungsform in Fig. 33 der Leistungsverstärker 70 zwischen dem Addierer 100 und der ersten Heizer-Ansteuerschaltung 52 angeordnet. Die Ausgänge der Meßaufnehmer 40 und 42, welche die Flüssigkeitstemperaturen anzeigen, sind mit den ihnen zugeordneten Differenzgliedern 44 und 46 verbunden, wodurch sie mit einer von der Bezugsspannungsquelle 48 angelegten Bezugsspannung verglichen werden. Die Spannungsunterschiede werden von den beiden Differenzgliedern 44 und 46 an den Addierer 100 angelegt. Der aufsummierte Ausgang des Addierers 100 wird dem Leistungsverstärker 70 zugeführt, so daß eine dem Addiererausgang entsprechende Energie an die erste Ansteuerschaltung 52 angekoppelt wird. Der Ausgang des Addierers 100 wird auch dem Zeitgeber 50 zugeführt, dessen Ausgang eine Dauer hat, die dem Addierer ausgang entspricht. Für die Betriebszeit des Zeitgebers 50 wird dann die Ausgangsenergie des Leistungsverstärkers 50 über die erste Ansteuerschaltung 52 dem Heizer 54 zugeführt. Die Ausgangsspannung des zweiten Differenzgliedes 46 wird an die zweite Ansteuerschaltung 52 a angekoppelt, deren Ausgang über die Diode 62 für einen üblichen Regelbetrieb dem Heizer 54 zugeführt wird.

Der Ausgang des Addierers 100 in Fig. 33 wird dazu verwendet, die Ausgangsenergie des Leistungsverstärkers 70 und die Betriebszeit des Zeitgebers 50 zu steuern. Wenn die Ist-Temperatur etwas niedriger als die Soll-Temperatur ist, erzeugt der Addierer 100 eine verhältnismäßig niedrige Ausgangsspannung, wie aus Fig. 34b zu ersehen ist, wenn die Energiequelle angeschaltet ist, wie aus Fig. 34a zu ersehen ist. Der Ausgangsimpuls des Zeit gebers 50 hat dann eine verhältnismäßig kurze Dauer, wie in Fig. 34c dargestellt ist, während der Leistungsverstärker 70 eine verhältnismäßig geringe Leistung erzeugt, so daß dem Heizer 54 verhältnismäßig wenig Energie zugeführt wird, wie in Fig. 34e dargestellt ist. Wenn die Flüssig keitstemperatur viel niedriger als die Solltemperatur ist, erzeugt der Addierer beim Anschalten der Energiequelle, was in Fig. 35a dargestellt ist, eine verhältnismäßig hohe Spannung, wie in Fig. 35b dargestellt ist. Unter dieser Voraussetzung hat dann der Ausgangsimpuls des Zeitgebers 50 eine verhältnismäßig lange Dauer, wie in Fig. 35c dargestellt ist, während der Leistungsverstärker 70 eine verhältnismäßig große Leistung erzeugt, wie in Fig. 35d dargestellt ist, so daß dem Heizer 54 während des Aufbaubetriebs eine hohe Energie zugeführt wird, wie in Fig. 35e dargestellt ist. Wenn jedoch die Flüssigkeits temperatur gleich oder höher ist als die Solltemperatur, ist der Ausgang des Addierers 100, der beim Anschalten der Energiequelle anliegt, null, wodurch die für die Aufbauphase notwendige Energie auf null gehalten wird.

In Fig. 36 ist eine siebzehnte Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung dargestellt, in welcher die gleichen Blöcke wie in Fig. 23 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. In dieser Ausführungsform wird der Ausgang des Leistungs verstärkers 70 durch den Ausgang des Zeitgebers 50 gesteuert. Der Strombegrenzer 56, welcher den der Fig. 23 entspricht, ist mit dem Eingangsanschluß des Heizers 54 verbunden, um einen in den Heizer 54 fließenden Strom zu begrenzen, wenn die Ausgangsspannung des Addierers 100 einen vorbestimmten Pegel überschreitet.

In Fig. 37 ist eine achtzehnte Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung dargestellt, in welcher die gleichen Blöcke wie in Fig. 33 auch mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Die Ausführungsform der Fig. 37 unterscheidet sich von der der Fig. 33 dadurch, daß der Leistungsverstärker 70 durch den Spannungs-Strom-Umsetzer 60 ersetzt ist. Folglich wird der Ausgang des Addierers 100 durch den Umsetzer 60 in einen entsprechenden Strom umgesetzt. Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform ist folglich genau dieselbe wie die der Einrichtung in Fig. 33 und braucht daher nicht weiter beschrieben zu werden. Der Strombegrenzer 56, der in der Ausführungsform der Fig. 36 verwendet ist, kann auch mit dem Ausgangsanschluß des Umsetzers 60 der in Fig. 37 dargestellten Ausführungsform verbunden werden.

Schließlich sind in Fig. 38a und 38b, 39 und 40a bis 40e einige Beispiele der Meßaufnehmer und von Zeitgebern beschrieben. In Fig. 38a und 38b weisen die Meßaufnehmer 40 und 42 wärmeempfindliche Elemente 80 auf, deren Widerstand sich mit der Umgebungstemperatur ändert, z. B. Thermistoren oder temperaturempfindliche Widerstände. Das wärmeempfindliche Element 80 in Fig. 38a ist in Reihe mit einem Widerstand 82 geschaltet. Wenn die Eingangsspannung V ist, der Widerstandswert des Widerstandes 82 R₁ und der Widerstandswert des wärmeempfindlichen Elements 80 R₂ ist, läßt sich die Spannung V₀, die an der Verbindung zwischen dem wärmeempfindlichen Element 80 und dem Widerstand 82 anliegt, ausdrücken durch:

Aus dieser Gleichung ist zu ersehen, daß sich die Spannung V₀ an dem Verbindungspunkt ändert, wenn der Widerstandswert des wärmeempfindlichen Elements 80 entsprechend der Temperatur geändert wird, d. h. eine Temperaturänderung kann als eine Spannungsänderung abgenommen werden. In Fig. 38b ist das wärmeempfindliche Element 80 mit dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 84 verbunden, dessen nichtinvertierender Eingang geerdet ist. Ein Widerstand 86 ist zwischen den invertierenden und den nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 84 geschaltet. Wenn die Eingangsspannung W auf einem konstanten Pegel gehalten ist, ändert sich der Stromeingang an dem Operationsverstärker 84 entsprechend einer Widerstands änderung in dem wärmeempfindlichen Element 80. Dieser Strom wird in eine Spannung V₀ umgesetzt, welche sich ausdrücken läßt durch:

wobei R₃ der Widerstandswert des Widerstands 86 ist. Bei einer Beziehung von R₁ < R₃ wird dann nach einer Verstärkung die Spannung V₀ zugeführt.

In Fig. 39 und 40a bis 40e weist der Zeitgeber 50 eine Schaltung auf, mit welcher ein Impuls erzeugt wird, dessen Dauer proportional einer Eingangsspannung ist. Wie in Fig. 39 dargestellt, ist der Zeitgeber 50 aus einer Abfragehalte schaltung 90, einem Vergleicher 92, einem Differenzierer 94 und einem Flip-Flop 96 gebildet. Wenn dem Zeitgeber 50 Energie zugeführt wird, wie in Fig. 40a dargestellt ist, erzeugen die Halteschaltungen 90, der Vergleicher 92 und der Differenzierer 94 nacheinander Ausgänge, wie in Fig. 40b bis 40d dargestellt ist. Das Flip-Flop 96 erzeugt dann einen Ausgangsimpuls, dessen Dauer der Eingangsspannung entspricht. Die Haltecharakteristik der Halteschaltung 90 wird dadurch auf einem gewünschten Wert gesteuert.

Claims

1. Einrichtung zur Regelung der Temperatur einer Flüssigkeit auf einen Soll-Wert

a) mit einer Heizeinrichtung für die Erwärmung der Flüssigkeit,
b) mit einem ersten Meßaufnehmer für den Ist-Wert der Temperatur der Flüssigkeit,
c) mit einem ersten Differenzglied für die Ermittlung der Differenz zwischen dem ersten Ist-Wert und einem Sollwert,
d) mit einem zweiten Meßaufnehmer für den Ist-Wert der Heizeinrichtung,
e) mit einem zweiten Differenzglied für die Ermittlung der Differenz zwischen dem Ist-Wert der Temperatur der Heiz einrichtung und einem Sollwert, und
f) mit einem Stellglied für die Steuerung der Heiz einrichtung in Abhängigkeit von den beiden Differenzen,

dadurch gekennzeichnet, daß

g) zwischen dem ersten Differenzglied (44) und einem Steuer eingang des Stellgliedes (52) ein Zeitgeber (60) in Form eines Spannungs/Impulswandlers angeordnet ist,
- g1) der bei Eingang eines hohen Spannungssignals einen langen Impuls erzeugt,
- g2) bei Eingang eines niedrigen Spannungssignals einen kurzen Impuls erzeugt, und
- g3) bei Eingang eines Spannungssignals von Null kleinere Impulse erzeugt, und
h) das zweite Differenzglied (46) das Stellglied (52) über einen zweiten Steuereingang direkt ansteuert.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizer-Ansteuerschaltung einen Spannungs-Strom-Umsetzer (60) zum Erzeugen eines Stroms aufweist, der dem Spannungsausgang des Differenzgliedes proportional ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizer-Ansteuerschaltung ferner einen Strombegrenzer (56) aufweist, der zwischen den Heizer und die Heizer-Ansteuerschaltung (52) geschaltet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizer-Ansteuerschaltung eine Reihenschaltung aus einem Strombegrenzer (56) und einer einen Gegenstromfluß verhindernden Einrichtung (62) aufweist, wobei die Reihenschaltung zwischen das zweite Differenz glied (46) und den Heizer (54) geschaltet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizer-Ansteuerschaltung eine erste Reihenschaltung aus einem Leistungsverstärker (70) und einem ersten Strombegrenzer (56) und eine zweite Reihen schaltung aus einem zweiten Strombegrenzer (56 a) und einer einen Gegenstromfluß verhindernden Einrichtung (62) aufweist, wobei die erste Reihenschaltung zwischen das erste Differenzglied (44) und den Heizer (54) und die zweite Reihenschaltung zwischen das zweite Differenzglied (46) und den Heizer (54) geschaltet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Reihenschaltung aus einem zweiten Leistungsverstärker (70 a) und einer zweiten, einen Gegenstromfluß verhindernden Einrichtung (74) besteht.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1, 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Addierer (100) zwischen das erste Differenzglied (44) und den Zeitgeber (50) geschaltet ist, zum Aufsummieren der beiden Differenzausgänge.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Addierer (100) zwischen das erste Differenzglied (44) und die Heizer-Ansteuerschaltung (52, 52 a, 62) geschaltet ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Reihenschaltung zwischen den Addierer (100) und den Heizer (54) und die zweite Reihenschaltung zwischen das erste Differenz glied (46) und den Strombegrenzer (56) geschaltet ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsstrom-Umsetzer (60) zwischen den Addierer (100) und den Heizer (54) geschaltet ist.