Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос :  ea201390728a*\id

больше ...
Термины запроса в документе


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

Изобретение относится к панельному нагревателю по меньшей мере с одной плоскостной подложкой и электропроводным покрытием, которое проходит по меньшей мере по части поверхности подложки и соединено по меньшей мере с двумя соединительными электродами, предусмотренными для электрического соединения с обоими полюсами источника напряжения, таким образом, что посредством приложения питающего напряжения ток нагрева протекает в поле нагрева, которое снабжено одной или несколькими дорожками тока нагрева, сформированными в проводящем покрытии. Панельный нагреватель имеет одну или несколько дорожек измерительного тока, которые сформированы в проводящем покрытии, которые по меньшей мере на некоторых участках отличаются от дорожек тока нагрева, и причем каждая дорожка измерительного тока термически связана, по меньшей мере, с частичной областью поля нагрева и имеет по меньшей мере два соединительных участка для подключения измерительного устройства для определения ее электрического сопротивления. Дорожки тока нагрева и измерительного тока сформированы в проводящем покрытии посредством свободных от покрытия разделительных участков, например разделительных линий, и образованы проводящим покрытием. Изобретение также относится к способу эксплуатации и к применению такого панельного нагревателя.


Евразийское (21) 201390728 (13) Al
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки (51) Int. Cl. H05B 3/26 (1970.01)
2013.09.30 H05B 3/84 (1970.01)
(22) Дата подачи заявки 2011.11.18
(54) ПАНЕЛЬНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ С КОНТРОЛЕМ ТЕМПЕРАТУРЫ
(31) 10191723.5
(32) 2010.11.18
(33) EP
(86) PCT/EP2011/070426
(87) WO 2012/066112 2012.05.24
(71) Заявитель:
СЭН-ГОБЭН ГЛАСС ФРАНС (FR)
(72) Изобретатель:
Деген Кристоф, Пхан Данг Куонг, Ратейчак Митя, Шларб Андреас, Дросте Штефан, Дрезе Роберт, Фортмайер Гунтер, Вебер Патрик, Эккельт Олаф, Шрайбер Вальтер, Сома Джордано (DE)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU)
(57) Изобретение относится к панельному нагревателю по меньшей мере с одной плоскостной подложкой и электропроводным покрытием, которое проходит по меньшей мере по части поверхности подложки и соединено по меньшей мере с двумя соединительными электродами, предусмотренными для электрического соединения с обоими полюсами источника напряжения, таким образом, что посредством приложения питающего напряжения ток нагрева протекает в поле нагрева, которое снабжено одной или несколькими дорожками тока нагрева, сформированными в проводящем покрытии. Панельный нагреватель имеет одну или несколько дорожек измерительного тока, которые сформированы в проводящем покрытии, которые по меньшей мере на некоторых участках отличаются от дорожек тока нагрева, и причем каждая дорожка измерительного тока термически связана, по меньшей мере, с частичной областью поля нагрева и имеет по меньшей мере два соединительных участка для подключения измерительного устройства для определения ее электрического сопротивления. Дорожки тока нагрева и измерительного тока сформированы в проводящем покрытии посредством свободных от покрытия разделительных участков, например разделительных линий, и образованы проводящим покрытием. Изобретение также относится к способу эксплуатации и к применению такого панельного нагревателя.
ПАНЕЛЬНЫЙ
2420-195669ЕА/062 НАГРЕВАТЕЛЬ С КОНТРОЛЕМ ТЕМПЕРАТУРЫ
Изобретение относится к технической области панельных нагревателей и касается панельного нагревателя с контролем температуры.
Уровень техники
Панельные нагреватели с электрическим нагревательным слоем используются различным образом. Они как таковые хорошо известны и уже многократно были описаны в патентной литературе. Только для примера в этой связи можно сослаться на публикации DE 102008018147 Al, DE 102008029986 Al, DE 10259110 ВЗ и DE 102004018109 ВЗ. Так, например, прозрачные панельные нагреватели используются в транспортных средствах в качестве ветровых стекол, так как поле зрения ветровых стекол, ввиду нормативных предписаний, не должно иметь ограничений видимости. За счет тепла, генерируемого нагревательным слоем, за короткое время сконденсированная влага, лед и снег могут быть удалены. В жилых помещениях они могут служить вместо обычных нагревателей для обогрева жилого помещения, и для этой цели они монтируются на стенах или как отдельно стоящие конструкции. Панельные нагреватели могут одновременно использоваться как нагреваемые зеркала или как прозрачные детали декора.
В случае панельных нагревателей на практике может возникнуть проблема, состоящая в том, что из-за находящихся на нагревательном слое предметов генерируемое тепло не может в достаточной степени отводиться в окружающую среду. Как следствие, может возникать локальный перегрев ("горячая точка"). Это может произойти, например, при использовании панельных нагревателей для обогрева помещения из-за неумышленно положенных сверху предметов одежды. Из-за локального перегрева нагревательный слой испытывает негативное воздействие и при известных условиях может даже быть поврежден.
В соответствии с этим задача настоящего изобретения
Постановка задачи
заключается в том, чтобы обычные панельные нагреватели дополнительно усовершенствовать таким образом, чтобы, в частности, для прозрачных панельных нагревателей контроль температуры был возможен простым и надежным образом. Эти и другие задачи согласно изобретению решаются посредством панельного нагревателя и устройства с таким панельным нагревателем в соответствии с признаками независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения раскрываются в зависимых пунктах формулы изобретения.
В соответствии с изобретением раскрыт панельный нагреватель с по меньшей мере одной плоскостной подложкой и электропроводным, нагреваемым, предпочтительно прозрачным покрытием. Нагреваемое покрытие выполнено таким образом, что его электрическое сопротивление изменяется с изменением температуры. Нагреваемое покрытие расположено по меньшей мере на части поверхности подложки упомянутой плоскостной подложки. Панельный нагреватель, кроме того, снабжен по меньшей мере двумя соединительными электродами, предусмотренными для электрического соединения с обоими полюсами источника напряжения, которые электрически соединены с проводящим покрытием таким образом, что за счет приложения питающего напряжения в поле нагрева, образованном проводящим покрытием, протекает ток нагрева. Поле нагрева имеет для этой цели одну или несколько дорожек тока нагрева для подвода тока нагрева, вводимого через оба соединительных электрода, которые сформированы в проводящем покрытии с помощью свободных от проводящего покрытия, то есть не имеющих покрытия (электрически изолированных) разделительных участков, например, линейных разделительных участков (разделительных линий). Дорожки тока нагрева, таким образом, образованы из проводящего покрытия. В случае прозрачного покрытия дорожки тока нагрева являются, соответственно, прозрачными.
Соответствующий изобретению панельный нагреватель может выполняться различным образом и служить, например, в качестве плоскостного нагревателя для отопления жилых помещений, в
качестве обогреваемого зеркала, обогреваемой детали декора или обогреваемого стекла, в частности, ветрового стекла или заднего стекла транспортного средства, причем данный перечень является только примерным и не должен ограничивать объем охраны изобретения.
Согласно предложенному изобретению, панельный нагреватель имеет одну или несколько сформированных в проводящем покрытии в виде проводящих путей дорожек измерительного тока, которые по меньшей мере на некоторых участках отличаются от дорожек тока нагрева. Дорожки измерительного тока сформированы в проводящем покрытии с помощью свободных от проводящего покрытия, то есть не имеющих покрытия (электрически изолированных) разделительных участков, например, линейных разделительных участков (разделительных линий). Дорожки измерительного тока, таким образом, образованы из проводящего покрытия. В случае прозрачного покрытия дорожки измерительного тока являются, соответственно, прозрачными. При этом каждая дорожка измерительного тока термически связана с по меньшей мере частичным участком поля нагрева и имеет по меньшей мере два соединительных участка для подключения измерительного устройства для определения своего электрического сопротивления. В отличие от дорожек тока нагрева, которые служат для подвода тока нагрева, вводимого через соединительные электроды, дорожки измерительного тока предусмотрены для подвода измерительного тока, введенного через соединительные участки, для измерения электрического сопротивления. При этом дорожки измерительного тока могут иметь более высокое электрическое сопротивление на единицу длины, чем дорожки тока нагрева, которое получается из-за меньшей ширины дорожек измерительного тока перпендикулярно направлению прохождения.
Таким образом, соответствующий изобретению панельный
нагреватель обеспечивает возможность определения
предпочтительным образом температуры дорожек измерительного тока, термически связанных с по меньшей мере частичным участком поля нагрева, за счет того, что определяется электрическое сопротивление дорожек измерительного тока. Таким способом
можно, в частности, надежно и достоверно определять локальные перегревы в области поля нагрева.
В соответствующем изобретению панельном нагревателе
дорожки измерительного тока могут изготавливаться простым
способом путем структурирования проводящего покрытия, причем
дорожки измерительного тока в случае прозрачного проводящего
покрытия являются прозрачными, так что особенно
предпочтительным образом может контролироваться также температура поля нагрева в прозрачных панельных нагревателях.
В предпочтительном варианте выполнения соответствующего изобретению панельного нагревателя дорожки измерительного тока по меньшей мере на некоторых участках, в частности, полностью выполнены в окружающей поле нагрева краевой полосе, электрически отделенной от поля нагрева. За счет этого обеспечивается возможность особенно простого контактирования соединительных участков дорожек измерительного тока в краевой полосе. К тому же дорожки измерительного тока для регистрации близких к краю горячих точек имеют траекторию, проходящую вдоль края подложки. При этом дорожки измерительного тока могут быть выполнены, в частности, по меньшей мере на некоторых участках, в отличающихся друг от друга частичных участках краевой полосы, за счет чего возможно определение с пространственным разрешением горячих точек в поле нагрева.
В другом предпочтительном варианте выполнения соответствующего изобретению панельного нагревателя одна или несколько дорожек измерительного тока выполнены соответственно таким образом, что они в пространственно ограниченной зоне краевой полосы, далее упоминаемой как "зона измерений", многократно изменяют свое направление дорожки. Дорожки измерительного тока могут в зонах измерения иметь траекторию, например, в форме меандра, причем равным образом может быть предусмотрена любая другая траектория с попеременным или соответственно с изменением направления дорожки на противоположное. Иными словами, каждая дорожка измерительного тока имеет множество противоположно изогнутых участков токовых дорожек. В зонах измерений содержится, соответственно,
относительно большая часть проводящего пути дорожки
измерительного тока, что сопровождается соответственно большим
падением измерительного напряжения, приложенного к
соединительным участкам. Тем самым зоны измерений обеспечивают возможность определения горячих точек с высокой чувствительностью и особенно хорошим пространственным разрешением. При этом дополнительным преимуществом может быть, если зоны измерений пространственно распределены по меньшей мере по частичной области краевой полосы, в частности, расположены с равномерным пространственным распределением, за счет чего обеспечивается возможность особенно хорошего пространственного разрешения при определении горячих точек зоны нагрева.
В другом предпочтительном варианте выполнения соответствующего изобретению панельного нагревателя дорожки измерительного тока электрически отделены от поля нагрева. Это может достигаться, например, тем, что дорожки измерительного тока полностью находятся внутри краевой полосы, электрически изолированной от поля нагрева. За счет этой меры ток нагрева и измерительный ток электрически разделены, так что определение электрического сопротивления дорожек измерительного тока выполняется особенно просто.
В другом предпочтительном варианте выполнения соответствующего изобретению панельного нагревателя одна или несколько дорожек измерительного тока имеют, соответственно, участок дорожки измерительного тока, который является частью дорожки тока нагрева или образован полной дорожкой тока нагрева. В этом случае соединительный электрод, соединенный с дорожкой тока нагрева, в частности, может служить в качестве соединительного участка дорожки измерительного тока. Электрическое сопротивление участка дорожки измерительного тока, не образованного дорожкой тока нагрева, может быть, в частности, больше, чем сопротивление в остальной дорожке измерительного тока, что может быть реализовано простым способом посредством соответственно меньшей ширины проводящей дорожки. За счет этой меры можно предпочтительным образом
добиться упрощенного изготовления дорожки измерительного тока. К тому же, например, в случае дорожек измерительного тока, частично проходящих в краевой полосе, занимаемая площадь в краевой полосе снижается, так что больше дорожек измерительного тока при заданных размерах краевой полосы может быть сформировано в проводящем покрытии. С другой стороны, выполнение зон измерения в краевой полосе облегчается.
В другом предпочтительном варианте выполнения
соответствующего изобретению панельного нагревателя
соединительные электроды соединены с двумя параллельно друг другу подключенными рядами дорожек измерительного тока, в которых соответствующие две дорожки измерительного тока включены последовательно, причем каждый ряд дорожек измерительного тока имеет соединительный участок, расположенный между обеими последовательно включенными дорожками измерительного тока, для подключения измерительного устройства, предназначенного для определения электрического сопротивления. За счет этой меры дорожки измерительного тока могут соединяться в мостовую схему Уитстона, известную как таковую специалистам в данной области техники, что обеспечивает возможность особенно точной регистрации изменений электрического сопротивления дорожек измерительного тока.
В другом предпочтительном варианте выполнения соответствующего изобретению панельного нагревателя по меньшей мере одна дорожка измерительного тока служит в качестве дорожки опорного тока для определения опорного сопротивления для других дорожек измерительного тока. Это обеспечивает возможность особенно надежного определения горячих точек в поле нагрева, так как могут определяться обусловленные температурой изменения сопротивления дорожек измерительного тока на основе изменений температуры окружающей среды или теплоотдачи поля нагрева согласно назначению.
Изобретение также относится к устройству с вышеописанным панельным нагревателем, которое имеет по меньшей мере одно измерительное устройство, подключенное к соединительным участкам дорожек измерительного тока, для определения
электрических сопротивлений, а также устройство управления и контроля, информационно-технически соединенное с измерительным устройством. При этом устройство управления и контроля программно-технически выполнено таким образом, что питающее напряжение, приложенное к соединительным электродам, отключается или по меньшей мере снижается, если электрическое сопротивление дорожки измерительного тока превышает предопределенное (выбираемое) пороговое значение. За счет этой меры может предпочтительным образом автоматически устраняться локальный перегрев поля нагрева. С этой целью устройство управления и контроля электрически соединено с устройством, связанным с источником напряжения для предоставления питающего напряжения, посредством которого питающее напряжение может снижаться или отключаться.
В предпочтительном варианте выполнения соответствующего изобретению устройства устройство управления и контроля информационно-технически соединено с оптическим и/или акустическим устройством вывода для выдачи оптических и/или акустических сигналов, причем устройство управления и контроля выполнено таким образом, что выдается оптический и/или акустический сигнал, если электрическое сопротивление дорожки измерительного тока превышает упомянутое или иное предопределенное пороговое значение. За счет этой меры пользователю может предпочтительным образом сигнализироваться, если имеет место перегрев, так что могут быть приняты соответствующие меры. В частности, пользователь может уведомляться уже перед отключением питающего напряжения.
Изобретение также относится к способу для эксплуатации
панельного нагревателя с по меньшей мере одной плоскостной
подложкой и электропроводящим покрытием, которое проходит по
меньшей мере по части поверхности подложки и соединено с по
меньшей мере двумя соединительными электродами,
предусмотренными для электрического соединения с обоими полюсами источника напряжения, таким образом, что за счет приложения питающего напряжения в поле нагрева протекает ток нагрева. Панельный нагреватель может, в частности, представлять
собой вышеописанный панельный нагреватель. В соответствующем изобретению способе определяется электрическое сопротивление одной или нескольких дорожек измерительного тока, термически связанных с полем нагрева, причем дорожки измерительного тока сформированы в проводящем покрытии и образованы проводящим покрытием посредством свободных от покрытия разделительных участков, например разделительных линий.
В предпочтительном варианте выполнения соответствующего изобретению способа питающее напряжение снижается или отключается, если электрическое сопротивление дорожки измерительного тока превышает предопределенное пороговое значение.
В другом предпочтительном варианте выполнения соответствующего изобретению способа выдается оптический и/или акустический сигнал, если электрическое сопротивление дорожки измерительного тока превышает упомянутое или другое предопределенное пороговое значение.
Изобретение также относится к применению описанного выше панельного нагревателя в качестве функционального и/или декоративного отдельного элемента и в качестве встроенного элемента в мебели, приборах или зданиях, в частности, в качестве нагревателей в жилых помещениях, например, в качестве монтируемых на стене или отдельно стоящих нагревателей, а также в средствах передвижения, предназначенных для передвижения по земле, по воздуху или по воде, в частности в транспортных средствах, в качестве ветрового стекла, заднего стекла, бокового стекла и/или стеклянной крыши.
Понятно, что упомянутые выше и поясняемые далее признаки могут быть использованы не только в приведенных комбинациях, но и в других комбинациях или по отдельности, без превышения объема охраны изобретения.
Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется более подробно ниже на примерах выполнения со ссылками на приложенные чертежи, на которых в упрощенном представлении не в масштабе показано:
фиг. 1 - схематичный вид сверху первого примера выполнения
соответствующего изобретению панельного нагревателя с дорожкой измерительного тока, проходящей в краевой полосе;
фиг.2-4 - схематичные виды сверху различных вариантов панельного нагревателя согласно фиг.1 с несколькими дорожками измерительного тока, проходящими в краевой полосе;
фиг. 5 - схематичный вид сверху другого примера выполнения соответствующего изобретению панельного нагревателя, в котором дорожки измерительного тока проходят частично в поле нагрева и частично в краевой полосе;
фиг.б - схематичный вид сверху варианта панельного нагревателя согласно фиг.5;
фиг.7А-7С - схематичный вид сверху (фиг.7А) другого примера выполнения соответствующего изобретению панельного нагревателя с дорожками измерительного тока (фиг.7В) в поле нагрева, которые подключены как мост Уитстона (фиг.7С);
фиг. 8 - диаграмма для наглядного представления зависимого от температуры изменения электрического сопротивления нагреваемого покрытия панельного нагревателя.
Подробное описание чертежей
Далее указания на положение и направление, такие как "вверху", "внизу" "слева" и "справа", относятся к представленному на чертежах панельному нагревателю и служат исключительно в целях более простого описания изобретения. Понятно, что панельный нагреватель также может быть ориентирован иным образом, так что эти указания не должны пониматься в ограничивающем смысле.
На фиг.1 в качестве первого примера выполнения изобретения показан панельный нагреватель, обозначенный в целом ссылочной позицией 1, или соответственно устройство 39, содержащее панельный нагреватель 1. Панельный нагреватель 1 служит для плоскостной генерации тепла и может использоваться, например, вместо обычных нагревателей для обогрева жилого помещения. С этой целью он может, например, крепиться на стене или встраиваться в нее, причем также возможна его отдельная установка. Также возможно панельный нагреватель 1 выполнить как зеркало или элемент декора. Другое примерное применение
панельного нагревателя 1 - это использование в качестве стекла транспортного средства, в частности ветрового стекла автомобиля.
Панельный нагреватель 1 содержит по меньшей мере одну плоскостную подложку 2 из электрически изолирующего материала, причем панельный нагреватель 1 в виде однослойного стекла содержит единственную подложку 2, а в виде многослойного стекла содержит две подложки 2, жестко соединенные между собой с помощью термопластичного клеевого слоя. Подложка 2 может состоять из стеклянного материала, например, термополированного стекла, литого стекла или керамического стекла или из нестеклянного материала, например, пластика, в частности, полистирола (PS), полиамида (РА), полиэстера (РЕ), поливинилхлорида (PVC), поликарбоната (PC), полиметилакрилата (РМА) или полиэтилентерефталата (PET). В общем случае может применяться любой материал с достаточной химической стойкостью, стабильностью по форме и размерам, а также, если желательно, с достаточной оптической прозрачностью. В качестве клеевого слоя для соединения обеих подложек 2 в многослойном стекле может использоваться, например, пластик, в частности, на основе поливинилбутирала (PVB), этилен-винил-ацетата (EVA) и полиуретана (PU).
В показанном на фиг.1 примере выполнения панельный нагреватель 1 содержит прямоугольную подложку 2 с окружным краем 4 подложки, который состоит из двух коротких краев 5 и двух длинных краев б. Понятно, что изобретение не ограничено этим, и что подложка 2 также может иметь любую другую подходящую для практического применения форму, например, квадратную, круглую или овальную форму. В зависимости от применения панельного нагревателя 1 подложка 2 может быть жесткой или гибкой. Соответствующее справедливо для ее толщины, которая может варьироваться в широких пределах и для стеклянной подложки 2 лежит, например, в диапазоне от 1 до 2 4 мм.
Для плоскостной генерации тепла панельный нагреватель 1 содержит электропроводное нагреваемое покрытие, которое в данном случае нанесено, например, на (основную) поверхность или
соответственно поверхность 42 подложки 2. Например, покрытие 3 занимает более 50%, предпочтительно более 70%, в особенности предпочтительно более 80% и еще более предпочтительно более 90% поверхности 42 подложки 2. Покрытие 3 может, в частности, наноситься на всю поверхность 42 подложки. Поверхность, на которую нанесено покрытие 3, может, в зависимости от применения, достигать, например, от 100 см2 до 25 м2. Также было бы возможным наносить покрытие 3 не на подложку 2, а вместо этого на плоскостной носитель, который затем склеивается с подложкой 2. Такой носитель может представлять собой, в частности, пластиковую пленку, которая состоит, например, из полиамида (РА), полиуретана (PU), поливинилхлорида (PVC), поликарбоната (PC), полиэстера (РЕ) или поливинилбутираля (PVB). В качестве альтернативы такой носитель может также соединяться с клейкой пленкой (например, PVB-пленкой) и как трехслойная слоистая структура склеиваться с обеими подложками 2 многослойного стекла.
Покрытие 3 содержит или состоит из электропроводящего материала. Примерами этого являются металлы с высокой электропроводностью, такие как серебро, медь, золото, алюминий или молибден, металлические сплавы, такие как легированное палладием серебро, а также прозрачные проводящие оксиды (ТСО = прозрачные проводящие оксиды). ТСО предпочтительно представляют собой оксид индия-олова, легированный фтором диоксид олова, легированный алюминием диоксид олова, легированный галлием диоксид олова, легированный бором диоксид олова, оксид олова-цинка или легированный сурьмой оксид олова. При этом покрытие 3 может состоять из проводящего единственного слоя или слоистой структуры, которая содержит по меньшей мере один проводящий частичный слой. Например, такая слоистая структура состоит из по меньшей мере одного проводящего частичного слоя, предпочтительно серебра (Ад), и других частичных слоев, таких как просветляющие и блокирующие слои. Толщина покрытия 3 может варьироваться в широких пределах, в зависимости от применения, причем толщина в каждом месте может лежать, например, в диапазоне от 3 0 нм до 100 мкм. В случае ТСО толщина лежит,
например, в диапазоне от 100 нм до 1,5 мкм, предпочтительно в
диапазоне от 150 нм до 1 мкм и более предпочтительно в
диапазоне от 200 нм до 500 нм. Предпочтительным образом
покрытие 3 является термически высоконагружаемым, так что оно
выдерживает температуры, требуемые для изгиба (предварительного
напряжения) применяемого в качестве подложки 2 стекла, и
составляющие обычно более 60 0°С без ухудшения функционирования.
Но равным образом также может предусматриваться термически
менее нагружаемое покрытие 3, которое наносится после
предварительного напряжения стекла. Также покрытие 3 может
наноситься на подложку 2, которая не подвергается
предварительному напряжению. Удельное поверхностное
сопротивление покрытия 3 предпочтительно меньше, чем 2 0 Ом на единицу площади и лежит, например, в диапазоне от 0,25 до 20 Ом на единицу площади. В показанном примере выполнения удельное поверхностное сопротивление проводящего покрытия составляет несколько Ом на единицу площади и составляет, например, 1-2 Ом на единицу площади.
Покрытие 3 осаждается, например, из газовой фазы, с этой целью могут применяться сами по себе известные способы, такие как химическое осаждение из газовой фазы (CVD) или физическое осаждение из газовой фазы (PVD). Предпочтительным образом покрытие 3 может также наноситься на подложку 2 распылением (магнетронно-катодное распыление).
В случае показанного на фиг.1 панельного нагревателя 1 для его практического применения, например, как свободно стоящих нагревателей или ветровых стекол транспортного средства, может быть предпочтительным, если он является прозрачным для видимого света в диапазоне длин волн от 350 нм до 800 нм, причем под термином "прозрачный" понимается пропускание света более 50%, предпочтительно более 70% и особенно предпочтительно более 80%. Это может достигаться, например, с помощью прозрачной подложки 2 из стекла и прозрачного покрытия 3 на основе серебра (Ад).
В панельном нагревателе 1 проводящее покрытие 3 вдоль края 4 подложки снабжено окружной электроизолирующей первой разделительной линией 7, которая в данном примере выполнения,
например, имеет расстояние в несколько см, в частности от 1 до 2 см от края 4 подложки. С помощью первой разделительной линии 7 внешняя краевая полоса 8 проводящего покрытия 3 электрически отделяется от расположенной внутри остальной части проводящего покрытия 3, которое служит в качестве поля 9 нагрева. Краевая полоса 8 обуславливает электрическую изоляцию поля 9 наружу и защищает ее от коррозии, распространяющейся от края 4 подложки. Дополнительно покрытие 3 для улучшения краевой изоляции в части краевой полосы 8, обладающей шириной, например, несколько миллиметров, может быть удалено по периферии, что на фиг.1 не показано детально.
В панельном нагревателе 1 только поле 9 нагрева служит для плоскостной генерации тепла. С этой целью предусмотрены два соединительных электрода 10, 11, электро-гальванически соединенных с полем 9 нагрева, который в данном случае размещен, например, у нижнего длинного края б вблизи правого короткого края 5. Соединительные электроды 10, 11 служат для приложения подаваемого извне питающего напряжения к полю 9 нагрева, причем посредством введенного тока нагрева тепло по плоскости отводится от поля 9 нагрева. Оба соединительных электрода 10, 11 могут с этой целью быть связаны с обоими полюсами источника напряжения (не показан). Показанные в данном примере выполнения соединительные электроды 10, 11, выполненные в качестве примера в форме четвертей диска, изготовлены, например, из металлической печатной пасты способом печати, в частности, способом трафаретной печати. В качестве альтернативы также было бы возможно оба соединительных электрода 10, 11 предварительно изготовить из металлической фольги и затем соединить с полем 9 нагрева, в частности путем пайки. При этом не имеет значения, осаждается ли сначала покрытие 3 на подложку 2 и затем изготавливаются соединительные электроды 10, 11, или сначала изготавливаются соединительные электроды 10, 11, а потом осаждается покрытие 3. Удельное электрическое сопротивление для соединительных электродов 10, 11, изготовленных, в частности, способом трафаретной печати, лежит,
к примеру, в диапазоне от 2 до 4 мкОм-см.
Как представлено на фиг.1, поле 9 нагрева посредством семейства электрически изолированных вторых разделительных линий 3 0 разделено на множество электрически параллельно включенных дорожек 12 тока нагрева. Дорожки 12 тока нагрева начинаются, соответственно, у одного, первого соединительного электрода 10 и заканчиваются у другого, второго соединительного электрода 11, причем часть поля 9 нагрева, непосредственно прилегающая к обоим соединительным электродам 10, 11, свободна от вторых разделительных линий 30. Тем самым может быть реализована определенная траектория прохождения тока нагрева, вводимого через оба соединительных электрода 10, 11, в поле 9 нагрева вдоль дорожек 12 тока нагрева, определенных вторыми разделительными линиями 30. Посредством ширины или площади поперечного сечения и длины дорожек 12 тока нагрева может целенаправленно устанавливаться электрическое сопротивление для желательной мощности нагрева. Разделение поля 9 нагрева с помощью разделительных линий для получения параллельных дорожек 12 тока нагрева само по себе известно, например, из цитированных выше патентных публикаций, так что в данном случае это не раскрывается более подробно. Разделительные линии 7, 30, в которых проводящее покрытие 3 соответственно полностью удалено, могут вводиться в проводящее покрытие 3, например, посредством лазерной резки с помощью робота для лазерной резки. Следует отметить, что показанная на фиг.1 топология вторых разделительных линий 3 0 приведена только для примера и в панельном нагревателе 1 могут быть также предусмотрены дорожки 12 тока нагрева, проходящие иным образом.
Как, кроме того, показано на фиг.1, в пределах краевой полосы 8 в проводящем покрытии 3 сформирована дорожка 13 измерительного тока в форме токоведущего пути, электрически изолированная от поля 9 нагрева. Дорожка 13 измерительного тока образована проводящим материалом покрытия 3, причем с этой целью в краевую полосу 8, например, посредством лазерной обработки введена разделительная линия, описывающая дорожку 13
измерительного тока, которая на фиг.1 в целях наглядности не показана. За счет этой разделительной линии, в которой проводящее покрытие 3 полностью удалено, дорожка 13 измерительного тока электрически отделена от остальной краевой полосы 8. Исходя от первого соединительного участка 14 на высоте обоих соединительных электродов 10, 11, дорожка 13 измерительного тока проходит некоторое расстояние вдоль нижнего длинного края б, примыкающего к нему правого короткого края 5 и примыкающего к нему верхнего длинного края б примерно до высоты левого угла 20 поля нагрева и на обратном пути вновь назад к второму соединительному участку 15 на высоте обоих соединительных электродов 10, 11, благодаря чему образуется проводящий контур. Оба соединительных участка 14, 15 дорожки 13 измерительного тока электрически соединены с линиями 34 подключения электрического измерительного устройства 16. С этой целью они могут быть снабжены электро-гальванически связанными электродами, что на фиг.1 детально не показано. Посредством обеих соединительных линий 14, 15 дорожка 13 измерительного тока с промежуточным измерительным устройством 16 замыкается накоротко в измерительную цепь для измерения электрического напряжения или электрического тока для определения электрического сопротивления дорожки 13 измерительного тока. Расположение обоих соединительных участков 14, 15 на краю 4 подложки обеспечивает возможность особенно простого контактирования. Понятно, что точная траектория дорожки 13 измерительного тока внутри краевой полосы 8 может выполняться по выбору, так что изобретение не ограничивается показанной на фиг.1 траекторией.
Дорожка 13 измерительного тока имеет в данном случае, например, однородную площадь поперечного сечения, которая получается из постоянной толщины (соответствующей постоянной толщине покрытия 3, нанесенного на подложку 2) и ширины проводящей дорожки поперек ее протяженности. В соответствии с этим дорожка 13 измерительного тока имеет по существу одинаковое электрическое сопротивление, так что измерительное напряжение, приложенное к обоим соединительным участкам 14, 15,
понижается примерно равномерно вдоль дорожки 13 измерительного тока. В данном примере выполнения толщина проводящей дорожки, измеряемая перпендикулярно к подложке 2 или соответственно поверхности 42 подложки и поперек направления протяженности дорожки 13 измерительного тока, лежит, например, в диапазоне от 50 до 100 нанометров (нм) . Ширина проводящей дорожки, измеряемая параллельно к подложке 2 или соответственно поверхности 42 подложки и поперек к протяженности дорожки 13 измерительного тока, лежит, например, в диапазоне от более чем 100 микрометров (мкм) до менее чем 5 миллиметров (мм) . Ввиду относительно малой ширины дорожки 13 измерительного тока ее электрическое сопротивление существенно больше, чем электрическое сопротивление каждой дорожки 12 тока нагрева в поле 9 нагрева. Ширина дорожек 12 тока нагрева составляет, например, более чем 10 мм и, в частности, составляет 30 мм.
В качестве дополнения следует рассмотреть фиг.8, на которой для панельного нагревателя 1 со стеклянной подложкой 2 и прозрачным покрытием 3 на основе проводящего материала серебра (Ад) для примера показано изменение сопротивления покрытия 3, сопровождаемое изменением температуры. На показанной диаграмме нанесено электрическое сопротивление R (Ом) покрытия 3 в зависимости от его температуры Т (°С) . Как показано, между электрическим сопротивлением R и температурой Т существует по меньшей мере приближенно линейная зависимость, так что повышение температуры покрытия 3 сопровождается повышением электрического сопротивления. Повышение температуры на 50°С повышает электрическое сопротивление в данном случае примерно на 10 Ом, так что локальное или глобальное повышение температуры может надежно и безопасно распознаваться.
Со ссылкой на фиг.1 предположим, что в поле 9 нагрева вблизи верхнего длинного края б возникает перегрев (горячая точка). Это может происходить, например, из-за того, что полотенце или деталь одежды повешены на верхний длинный край б, что препятствует отводу тепла, генерируемого в поле 9 нагрева, в окружающую среду. Локальное повышение температуры в поле 9
нагрева приводит к повышению температуры на участке дорожки 13
измерительного тока, смежном с горячей точкой. Причиной этого
является термическая связь между полем 9 нагрева и дорожкой 13
измерительного тока, которая преимущественно основана на
теплопроводности подложки 2, а также в незначительной степени
на теплоте излучения. Поэтому дорожка 13 измерительного тока
нагревается, так что ее электрическое сопротивление
увеличивается. Это изменение сопротивления может
регистрироваться измерительным устройством 16, причем даже относительно малые изменения сопротивления в дорожке 13 измерительного тока могут измеряться надежно с хорошим отношением сигнал/шум. Так как дорожка 13 измерительного тока электрически изолирована от поля 9 нагрева, измерение электрического сопротивления дорожки 13 измерительного тока происходит независимо от тока нагрева. Правда, в случае, например, стеклянной подложки 2 речь идет о плохом проводнике тепла, так что термическая связь между полем 9 нагрева и дорожкой 13 измерительного тока относительно низка, однако на практике и в этом случае может наблюдаться значительное повышение сопротивления дорожки 13 измерительного тока по меньшей мере за счет смежных с ней горячих точек. Также было бы возможно предусмотреть дополнительную термическую связь между полем 9 нагрева и дорожкой 13 измерительного тока в краевой полосе 8. Например, поле 9 нагрева и краевая полоса 8 могли бы соединяться посредством слоя из электроизолирующего материала с хорошей теплопроводностью, который наносится на подложку 2 и не удаляется при выполнении первой разделительной линии 7.
В общем случае с дорожкой 13 измерительного тока может соотноситься зона 19 поля 9 нагрева, зависимая от конкретного выполнения панельного нагревателя 1, далее называемая "зоной детектирования", которая термически связана с дорожкой 13 измерительного тока таким образом, что изменение температуры обуславливает (значительное) изменение сопротивления в дорожке 13 измерительного тока. Соответствующая величина зоны 19 детектирования зависит от термической связи между полем 9 нагрева и дорожкой 13 измерительного тока, причем лучшая
термическая связь обуславливает большую зону 19 детектирования, и наоборот. Типичным образом, однако, не обязательно зона 19 детектирования проходит по частичной области поля 9 нагрева, примыкающей к дорожке 13 измерительного тока, причем зона 19 детектирования при соответственно хорошей термической связи также может проходить по всему полю 9 нагрева.
Например, показанный на фиг.1 панельный нагреватель 1 за счет специальной траектории прохождения дорожки 13 измерительного тока и зоны 19 детектирования, которая покрывает только частичную область поля 9 нагрева, выполнен таким образом, чтобы локальный съем температуры в поле 9 нагрева регистрировать преимущественно в ближайшем окружении верхнего длинного края б и правого короткого края 5 поля 9 нагрева. В практическом применении это могут быть, например, те области поля 9 нагрева, которые скорее всего возникают из-за неправильного обслуживания горячие точки.
В устройстве 39 измерительное устройство 16 связано с устройством 4 0 управления и контроля панельного нагревателя 1 таким образом, что питающее напряжение, приложенное к соединительным электродам 10, 11, отключается или по меньшей мере настолько снижается, что предотвращается дальнейший перегрев. Устройство 4 0 управления и контроля с этой целью программно-технически выполнено таким образом, что питающее напряжение отключается или по меньшей мере уменьшается на предварительно определенную или предварительно определяемую величину, если увеличение сопротивления в дорожке 13 измерительного тока превысило свободно выбираемое, предварительно определенное или предварительно определяемое пороговое значение. Также может предусматриваться ступенчатое уменьшение питающего напряжения на основе зарегистрированных значений сопротивления. Альтернативно или дополнительно устройство 4 0 управления и контроля может быть связано с оптическим и/или акустическим устройством 41 вывода таким образом, что локальный перегрев поля 9 нагрева может индицироваться оптически и/или акустически. Пользователь может в этом случае принять соответствующие меры, такие как ручное
отключение или снижение питающего напряжения панельного нагревателя 1.
Далее рассматривается фиг.2, на которой показан другой пример выполнения соответствующего изобретению панельного нагревателя 1. Для того чтобы избежать ненужных повторений, будут поясняться только различия от примера выполнения согласно фиг.1, а в остальном будут даваться ссылки на приведенные там сведения.
В соответствии с этим панельный нагреватель 1 содержит три дорожки 13, 13' , 13" измерительного тока, выполненные в форме проводящих путей внутри краевой полосы 8 в проводящем покрытии 3, которые соответственно электрически изолированы от поля 9 нагрева. Три проводящих шлейфа отличаются только по своей соответствующей траектории. Так первая дорожка 13 измерительного тока проходит, исходя от первого соединительного участка 14, на высоте обоих соединительных электродов 10, 11 примерно до высоты левого угла 2 0 поля нагрева и на обратном пути назад ко второму соединительному участку 15 на высоте соединительных электродов 10, 11. Вторая дорожка 13' измерительного тока проходит, исходя от первого соединительного участка 14', на высоте обоих соединительных электродов 10, 11 только вдоль малого участка верхнего длинного края б и на обратном пути вновь назад. При этом вторая дорожка 13' измерительного тока использует часть проводящего пути первой дорожки 13 измерительного тока, так что первая и вторая дорожки 13, 13' измерительного тока делят между собой, в частности, общий второй соединительный участок 15. Третья дорожка 13" измерительного тока продолжается, исходя из первого соединительного участка 14", на высоте обоих соединительных электродов 10, 11 вдоль нижнего длинного края б и на обратном пути вновь назад ко второму соединительному участку 15.
Дорожки 13, 13', 13" измерительного тока посредством соединительных линий 34 отдельного измерительного устройства 16 замкнуты в соответствующие измерительные цепи, которые на данной фигуре в этой последовательности обозначены как измерительные цепи А, В и С. В то время как обе измерительные
цепи А, В служат для регистрации зависимого от температуры изменения сопротивления для обнаружения горячих точек в поле 9 нагрева, измерительная цепь С используется только как опорная цепь. В случае, если зоны 19 детектирования дорожек 13, 13', 13" измерительного тока покрывают только частичную область поля 9 нагрева, с помощью обеих измерительных цепей А и В может осуществляться регистрация с пространственным разрешением горячих точек, причем может определяться пространственная близость горячей точки к измерительной цепи А или В. С другой стороны, с измерительной цепью С соотнесена зона 19 детектирования, в которой по меньшей мере в определенных применениях на практике (например, нагрев помещений) не должны возникать горячие точки. Тем самым, с помощью измерительной цепи С может генерироваться опорный сигнал, зависимый от мгновенной температуры поля 9 нагрева, который обеспечивает возможность надежного и достоверного определения горячих точек на основе изменения сопротивлений измерительных цепей А и В. Панельный нагреватель 1 согласно фиг.2 позволяет, таким образом, осуществлять особенно надежное, с пространственным разрешением, определение горячих точек. Понятно, что показанные на фиг.2 измерительные устройства 16 в равной степени могут быть реализованы посредством единственного измерительного устройства 16.
Далее рассматривается фиг.З, на которой показан другой пример выполнения соответствующего изобретению панельного нагревателя 1. Для того чтобы избежать ненужных повторений, будут поясняться только различия от примера выполнения согласно фиг.2, а в остальном будут даваться ссылки на приведенные выше сведения.
В соответствии с этим панельный нагреватель 1 содержит три дорожки 13, 13' , 13" измерительного тока, выполненные в форме проводящих путей внутри краевой полосы 8 в проводящем покрытии 3, которые соответственно электрически изолированы от поля 9 нагрева. Три дорожки 13, 13', 13" измерительного тока имеют другую траекторию, чем на фиг.2, и используются без опорной цепи, только для детектирования горячих точек 17, из которых
для примера показана одна. Первая дорожка 13 измерительного тока, которая относится к измерительной цепи А, проходит, аналогично фиг.2, исходя от первого соединительного участка 14, на высоте обоих соединительных электродов 10, 11 примерно до высоты левого угла 2 0 поля нагрева и на обратном пути вновь назад к второму соединительному участку 15 на высоте обоих соединительных электродов 10, 11. Вторая дорожка 13' измерительного тока, которая относится к измерительной цепи В, проходит, исходя от первого соединительного участка 14', на высоте обоих соединительных электродов 10, 11 примерно до середины верхнего длинного края б и на обратном пути вновь назад. При этом вторая дорожка 13' измерительного тока использует часть проводящего пути первой дорожки 13 измерительного тока, так что первая и вторая дорожки 13, 13' измерительного тока делят между собой, в частности, общий второй соединительный участок 15. Третья дорожка 13" измерительного тока продолжается, исходя от первого соединительного участка 14", на высоте обоих соединительных электродов 10, 11 вдоль правого короткого края 5 и на обратном пути вновь назад. При этом третья дорожка 13" измерительного тока использует часть общего проводящего пути первой и второй дорожек 13, 13' измерительного тока, так что первая, вторая и третья дорожки 13, 13', 13" измерительного тока делят между собой, в частности, общий второй соединительный участок 15. В случае если зоны 19 детектирования, соотнесенные с тремя дорожками 13, 13' , 13" измерительного тока, покрывают только частичную область поля 9 нагрева, измерительные цепи А, В, С обеспечивают определение с пространственным разрешением горячих точек 17, причем может детектироваться пространственная близость горячей точки 17 к измерительным цепям А, В, С. Показанная на фиг.3 для примера горячая точка 17 в области верхнего длинного края б имеет наибольшую пространственную близость к первой дорожке 13 измерительного тока или измерительной цепи А и поэтому обуславливает там наибольшее повышение температуры и, тем самым, наибольшее изменение электрического сопротивления. Так как горячая точка 17 не
вызывает в измерительных цепях В и С соответственно большого изменения сопротивления, то пространственное положение горячей точки 17 может быть однозначным образом соотнесено с зоной 19 детектирования измерительной цепи А.
Далее рассматривается фиг.4, на которой показан другой пример выполнения соответствующего изобретению панельного нагревателя 1. Для того чтобы избежать ненужных повторений, будут поясняться только различия от примера выполнения согласно фиг.З, а в остальном будут даваться ссылки на приведенные выше сведения.
В соответствии с этим панельный нагреватель 1 имеет множество детально не показанных дорожек измерительного тока внутри краевой полосы 8, которые соответственно изолированы от поля 9 нагрева и создают измерительные цепи А, В, С и т.д. В отличие от фиг.З каждая дорожка измерительного тока включает в себя пространственно ограниченную зону 18, далее называемую измерительной зоной, в которой проводящий путь многократно изменяет траекторию своего прохождения (то есть имеет множество противоположно изогнутых участков проводящего пути), причем участки проводящего пути внутри измерительной зоны 18 расположены близко друг к другу с малым промежуточным интервалом. Дорожки измерительного тока имеют в схематично показанных измерительных зонах 18, например, траекторию прохождения в виде меандра. Как представлено на фиг.4, соседние дорожки измерительного тока делят между собой общие участки пути, причем каждая дорожка измерительного тока соединена с соседней дорожкой измерительного тока (измерительной цепью). Измерительные зоны 18 различных измерительных цепей А, В, Си т.д. пространственно отделены друг от друга и расположены распределенным образом с пространственным отделением друг от друга и с примерно равным промежуточным интервалом вдоль верхнего длинного края б и правого короткого края 5. Так как измеряемое напряжение преимущественно понижается в области измерительных зон 18, зоны 19 детектирования измерительных цепей А, В, С и т.д. могут быть соотнесены с соответствующими измерительными зонами 18, так что возможно определение с
пространственным разрешением горячих точек, причем может определяться пространственная близость горячей точки к измерительной зоне 18 измерительной цепи А, В, С и т.д. На фиг. 4 в качестве примера показана горячая точка 17, которая находится вблизи обеих измерительных зон 18 измерительных цепей А и В. Тем самым горячая точка 17 вызывает наиболее сильное повышение температуры или повышение сопротивления в измерительной зоне 18 измерительной цепи А и во второстепенном порядке - в измерительной зоне 18 измерительной цепи В. Панельный нагреватель 1 согласно фиг.4 обеспечивает, таким образом, возможность высокочувствительного и особенно точного с пространственным разрешением определения горячих точек 17 посредством расположенных распределенным образом измерительных зон 18 различных измерительных цепей.
Далее рассматривается фиг.5, на которой показан другой пример выполнения соответствующего изобретению панельного нагревателя 1. Для того чтобы избежать ненужных повторений, будут поясняться только различия от примера выполнения согласно фиг.1-4, а в остальном будут даваться ссылки на приведенные выше сведения.
Панельный нагреватель 1 согласно фиг.5 отличается от предыдущих примеров выполнения частичным прохождением дорожки 13 измерительного тока внутри поля 9 нагрева, а также ее контактированием. При этом аналогично фиг.2 предусмотрены две измерительные цепи А и В, а также опорная цепь С. Так первая дорожка 13 измерительного тока использует участок дорожки 12 тока нагрева, которая может в данном случае представлять собой, например, дорожку 12 тока нагрева, примыкающую к первой разделительной линии 7. При этом первая дорожка 13 измерительного тока проходит внутри поля 9 нагрева от первого соединительного электрода 10 (на фиг.5 левый соединительный электрод), который на данной фигуре служит в качестве первого соединительного участка 14, вдоль нижнего короткого края 5 и примыкающего к нему левого длинного края б. Затем дорожка 12 тока нагрева при своем прохождении вдоль левого длинного края б многократно изменяет свое направление прохождения на
противоположное. В области верхнего левого угла 2 0 поля нагрева первая дорожка 13 измерительного тока покидает поле 9 нагрева, переходит в краевую полосу 8 и проходит затем полностью внутри краевой полосы 8. Первая разделительная линия 7, посредством которой краевая полоса 8 электрически отделена от поля 9 нагрева, с этой целью там не выполняется. В краевой полосе 8 первая дорожка 13 измерительного тока в виде проводящего пути, сформированного в покрытии 3, проходит вдоль верхнего длинного края б и примыкающего к нему короткого края 5, а также короткого участка вдоль нижнего длинного края б, где она на высоте второго соединительного электрода 11 (на фиг.5 правый соединительный электрод) заканчивается во втором соединительном участке 15. Обе соединительные линии 34 с промежуточно включенным измерительным устройством 16 контактируют с первым соединительным электродом 10 и вторым соединительным участком 15 первой дорожки 13 измерительного тока для образования измерительной цепи А. Первая дорожка 13 измерительного тока охватывает, таким образом, участок 22 поля нагрева, находящийся в поле 9 нагрева, и участок 23 краевой полосы, находящийся в краевой полосе 8.
Вторая дорожка 13' измерительного тока проходит также частично в поле 9 нагрева и использует при этом другой участок той же дорожки 12 тока нагрева, что и первая дорожка 13 измерительного тока. При этом вторая дорожка 13' измерительного тока продолжается от второго соединительного электрода 11 (на фиг.5 правый соединительный электрод) в дорожке 12 тока нагрева вдоль короткого участка нижнего длинного края б и примыкающего к нему правого короткого края 5. В области верхнего правого угла 21 поля нагрева вторая дорожка 13' измерительного тока покидает поле 9 нагрева, переходит в краевую полосу 8 и проходит затем полностью внутри краевой полосы 8. Вторая разделительная линия 7, посредством которой краевая полоса 8 электрически отделена от поля 9 нагрева, с этой целью там не выполняется. В краевой полосе 8 вторая дорожка 13' измерительного тока в виде сформированного в покрытии 3 проводящего пути, продолжается вдоль правого короткого края 5,
а также вдоль короткого участка нижнего длинного карая б, где она на высоте второго соединительного электрода 11 заканчивается во втором соединительном участке 15' . Обе соединительные линии 34 с промежуточно включенным измерительным устройством 16 контактируют со вторым соединительным электродом 11 и вторым соединительным участком 15' второй дорожки 13' измерительного тока для образования измерительной цепи В. Тем самым вторая дорожка 13' измерительного тока охватывает, аналогичным образом, участок 22 поля нагрева, находящийся в поле 9 нагрева, и участок 23 краевой полосы, находящийся в краевой полосе 8.
Так как ширина или соответственно поперечное сечение участка 22 поля нагрева обеих дорожек 13, 13' измерительного тока существенно больше, чем таковая на участке 23 краевой полосы, то электрическое сопротивление внутри поля 9 нагрева существенно меньше, чем в краевой полосе 8. В показанном примере выполнения ширина или поперечное сечение первой или второй дорожки 13, 13' измерительного тока внутри поля 9 нагрева составляет, например, от 2-кратного до 100-кратного, в частности, 85-кратного значения ширины или соответственно поперечного сечения в краевой полосе. Понятно, что ширина внутри поля 9 нагрева зависит от топологии дорожек 12 тока нагрева и может варьироваться в широких пределах. Таким образом, измерительное напряжение для измерения изменений сопротивления снижается по существу на участках 23 краевой полосы. Зоны 19 детектирования обеих дорожек 13, 13' измерительного тока могут, таким образом, соотноситься с участками 23 краевой полосы. Для случая, когда зоны 19 детектирования перекрывают, соответственно, только часть поля 9 нагрева, возможно определение с пространственным разрешением горячих точек в поле 9 нагрева посредством участков 23 краевой полосы обеих дорожек 13, 13' измерительного тока. Особое преимущество этой формы выполнения заключается в том, что для проводящих путей измерительных цепей А и В необходимо лишь относительно малое пространство в краевой полосе 8, так что измерительные цепи А, В могут выполняться и при узких краевых
полосах 8. Измерение электрического сопротивления в измерительных цепях А, В может одновременно осуществляться для ввода тока нагрева за счет разности потенциалов между измерительным и питающими напряжением.
Аналогично фиг.2 третья дорожка 13" измерительного тока служит для формирования измерительной цепи С. Так третья дорожка 13" измерительного тока проходит, исходя от первого соединительного участка 14", на высоте обоих соединительных электродов 10, 11 в форме созданного в покрытии 3 проводящего пути вдоль нижнего длинного края б и примыкающего к нему верхнего длинного края б и проходит на обратном пути вновь назад, и с этой целью сформированный в покрытии 3 проводящий путь в области левого угла 20 поля нагрева переходит в участок 2 3 краевой полосы первой дорожки 13 измерительного тока. Одна соединительная линия 34 измерительного устройства 16 контактирует с первым соединительным участком 14" третьей дорожки 13" измерительного тока, другая соединительная линия 34 - с соединительной линией 34 измерительной цепи А, соединенной с первым соединительным электродом 10. Измерительная цепь С используется только как опорная цепь и обеспечивает определение горячих точек на основе опорного сигнала, зависимого от мгновенной температуры поля 9 нагрева, так что возможно особенно надежное и достоверное определение горячих точек.
Далее рассматривается фиг.б, на которой показан другой пример выполнения соответствующего изобретению панельного нагревателя 1. Для того чтобы избежать ненужных повторений, будут поясняться только различия от примера выполнения согласно фиг.5, а в остальном будут даваться ссылки на приведенные выше сведения.
Панельный нагреватель 1 согласно фиг.б отличается от
панельного нагревателя согласно фиг.5 только тем, что участок
2 3 краевой полосы первой дорожки 13 измерительного тока в
области верхнего длинного края б многократно изменяет
направление своего прохождения на противоположное
(противоположно изогнутые участки дорожки измерительного тока) и на данной фигуре в качестве примера имеет траекторию в форме
меандра. За счет такого выполнения может быть достигнуто то, что измерительное напряжение в основном понижается на участке 2 3 краевой полосы, примыкающем к верхнему длинному краю, так что чувствительность пространственного разрешения для определения горячих точек в этой области повышается.
Далее рассматриваются фиг.7А-7С, на которых поясняется другой пример выполнения соответствующего изобретению панельного нагревателя 1. Панельный нагреватель 1 отличается от показанных на фиг.1-6 панельных нагревателей 1 практически полным прохождением дорожек измерительного тока внутри поля 9 нагрева, а также контактированием дорожек измерительного тока. При этом образуются четыре измерительные цепи А, В, Си D, как поясняется далее более подробно.
Рассмотрим сначала фиг.7А, на которой представлена топология панельного нагревателя 1. В соответствии с этим панельный нагреватель 1 имеет зеркально-симметричную структуру относительно оси 27 симметрии, которая на данной Фигуре проходит посередине обоих коротких краев 5. К тому же оба соединительных электрода 10, 11 разделены, соответственно, на три электрически изолированных друг от друга с первого по третий участка 24-2 6 электродов, причем три участка 24-2 6 электродов одного и того же соединительного электрода 10, 11 электрически соединены между собой в плоскости, отличающейся от покрытия 3 (что детально не показано). Оба соединительных электрода 10, 11 на фиг.7А показаны в увеличенном масштабе.
Выполнены четыре дорожки 13, 13', 13", 13'" измерительного тока, которые составляются, соответственно, из участка дорожки 12, 12' тока нагрева и существенно более узкого проводящего пути, сформированного в проводящем покрытии 3 поля 9 нагрева, далее называемого "путь измерительного тока". Как показано на фиг.7А, панельный нагреватель 1 с этой целью на каждой стороне оси 27 симметрии имеет, соответственно, два пути измерительного тока, а именно первый путь 2 8 измерительного тока и второй путь 2 9 измерительного тока, а также третий путь 35 измерительного тока и четвертый путь 36 измерительного тока, которые, соответственно, посредством третьих разделительных линий
сформированы в проводящем покрытии 3, например, посредством лазерной обработки. Пути 28, 29, 35, 36 измерительного тока имеют по сравнению с дорожками 12 тока нагрева (например, существенно) меньшую ширину или площадь поперечного сечения, что влечет за собой соответственно большее электрическое сопротивление, так что в дорожках 13, 13', 13", 13'" измерительного тока измерительное напряжение по существу понижается на путях 28, 29, 35, 36 измерительного тока. При этом первый путь 2 8 измерительного тока и третий путь 35 измерительного тока проходят, соответственно, в поле 9 нагрева между первой дорожкой 12 тока нагрева, которая примыкает к первой разделительной линии 7, и примыкающей к ней, расположенной внутри второй дорожкой 12' тока нагрева до (общего) первого конца 3 8 пути измерительного тока примерно на средней высоте левого короткого края 5 подложки. Первый путь 2 8 измерительного тока проходит в области второго соединительного электрода 11 во втором электродном промежуточном пространстве 32 между первым электродным участком 2 4 и вторым электродным участком 25 второго соединительного электрода 11 и переходит затем в первое электродное промежуточное пространство 31 между обоими соединительными электродами 10, 11, пока он не закончится в отдельной первой контактной площадке 44. На первом конце 3 8 пути измерительного тока первый путь 2 8 измерительного тока электрически подключен к находящейся ниже оси 2 7 симметрии части первой дорожки 12 тока нагрева. Третий путь 35 измерительного тока продолжается в области первого соединительного электрода 10 во втором электродном промежуточном пространстве 32 между первым электродным участком 24 и вторым электродным участком 25 первого соединительного электрода 10 и переходит затем в первое электродное промежуточное пространство 31 между обоими соединительными электродами 10, 11, пока он не закончится в третьей контактной площадке 46. На первом конце 3 8 пути измерительного тока третий путь 35 измерительного тока электрически подключен к находящейся выше оси 2 7 симметрии части первой дорожки 12 тока нагрева. В остальном первый путь 2 8 измерительного тока и
третий путь 35 измерительного тока электрически отделены от первой и второй дорожки 12, 12' тока нагрева.
Второй путь 2 9 измерительного тока и четвертый путь 3 6 измерительного тока, которые, соответственно, лежат дальше внутри, проходят в поле 9 нагрева между второй дорожкой 12' тока нагрева и примыкающей к ней третьей дорожкой 12" тока нагрева до соответствующего второго конца 43 пути измерительного тока. Второй путь 2 9 измерительного тока проходит в области второго соединительного электрода 11 в третьем электродном промежуточном пространстве 33 между вторым электродным участком 2 5 и третьим электродным участком 2 6 второго соединительного электрода 11 и переходит затем в первое электродное промежуточное пространство 31 между обоими соединительными электродами 10, 11, где он заканчивается во второй контактной площадке 45. На соответствующем втором конце 43 пути измерительного тока второй путь 29 измерительного тока электрически подключен ко второй дорожке 12' тока нагрева. Четвертый путь 3 6 измерительного тока проходит в области первого соединительного электрода 10 в третьем электродном промежуточном пространстве 33 между вторым электродным участком 25 и третьим электродным участком 2 6 первого соединительного электрода 10 и переходит затем в первое электродное промежуточное пространство 31 между обоими соединительными электродами 10, 11, где он заканчивается в четвертой контактной площадке 47. На соответствующем втором конце 4 3 пути измерительного тока четвертый путь 3 6 измерительного тока электрически подключен ко второй дорожке 12' тока нагрева. В остальном второй путь 2 9 измерительного тока и четвертый путь 3 6 измерительного тока электрически отделены от первой и второй дорожки 12, 12' тока нагрева.
Рассмотрим фиг.7В, на которой схематично представлены различные измерительные цепи. При этом первая дорожка 13 измерительного тока, соответствующая измерительной цепи А, последовательно включена с второй дорожкой 13' измерительного тока, соответствующей измерительной цепи В. Первая дорожка 13 измерительного тока проходит, исходя от первого электродного
участка 24 второго соединительного электрода 11, в первой дорожке 12 тока нагрева до первого конца 38 пути измерительного тока, где она переходит в третий путь 35 измерительного тока. Третий путь 35 измерительного тока замкнут накоротко со вторым путем 2 9 измерительного тока, который является частью второй дорожки 13' измерительного тока. С этой целью третья контактная площадка 4 6 и вторая контактная площадка 45 электрически соединены друг с другом (что не показано детально) . Эти обе контактные площадки 45, 4 6 образуют совместно первый соединительный участок 14. Вторая дорожка 13' измерительного тока переходит в соответствующем втором конце 43 пути измерительного тока во вторую дорожку 12' тока нагрева, которая электрически соединена со вторым электродным участком 2 5 первого соединительного электрода 10. С другой стороны, третья дорожка 13" измерительного тока, соответствующая измерительной цепи С, последовательно соединена с четвертой дорожкой 13'" измерительного тока, соответствующей измерительной цепи D. Третья дорожка 13" измерительного тока проходит, исходя от второго электродного участка 25 второго соединительного электрода 11, во второй дорожке 12' тока нагрева до соответствующего второго конца 43 пути измерительного тока, где она переходит в четвертый путь 3 6 измерительного тока. Четвертый путь 3 6 измерительного тока замкнут накоротко с первым путем 2 8 измерительного тока, который является частью четвертой дорожки 13'" измерительного тока. С этой целью четвертая контактная площадка 47 и первая контактная площадка 44 электрически соединены друг с другом. Эти обе контактные площадки 44, 4 7 образуют совместно второй соединительный участок 15. Четвертая дорожка 13'" измерительного тока переходит в первую дорожку 12 тока нагрева, которая электрически соединена с первым электродным участком 2 4 первого соединительного электрода 10. Таким образом, с одной стороны, измерительные цепи А и В, ас другой стороны, измерительные цепи С и D соединены последовательно.
На фиг.7С показана эквивалентная схема панельного нагревателя 1. При этом сопротивление R1 соответствует
измерительной цепи А, сопротивление R2 - измерительной цепи В, сопротивление R3 - измерительной цепи С и сопротивление R4 -измерительной цепи D. Первый электрод 10 соединен, например, с отрицательным полюсом источника напряжения, а второй электрод 11 - с положительным полюсом источника напряжения. Измерительное устройство 16 для определения электрических изменений напряжения соединено с узлом между обоими сопротивлениями R1 и R2 и другим узлом между обоими сопротивлениями R3 и R4, так что получается мостовая схема Уитстона. Эти оба узла соответствуют обоим соединительным участкам 14, 15, которые получаются из электрического соединения второй и третьей контактных площадок 45, 4 6 или первой и второй контактных площадок 44, 47.
Полученная при этом мостовая схема Уитстона обеспечивает возможность особенно простого и высокочувствительного определения изменения сопротивлений R1-R4. Это может осуществляться по следующей формуле:
U/U0=l/4(AR2/R-AR1/R-AR4/R+AR3/R)
где Uo - приложенное к обоим соединительным электродам 10, 11 питающее напряжение измерительного моста и U - напряжение моста. Посредством AR1...AR4 обозначены соответствующие изменения сопротивления на сопротивлениях R1...R4.
Перечень ссылочных обозначений
1 панельный нагреватель
2 подложка
3 покрытие
4 край подложки
5 короткий край
6 длинный край
7 первая разделительная линия
8 краевая полоса
9 поле нагрева
10 первый соединительный электрод
11 второй соединительный электрод
12, 12', 12" дорожки тока нагрева
13, 13', 13", 13'" дорожки измерительного тока
14 первый соединительный участок
15 второй соединительный участок
16 измерительное устройство
17 горячая точка
18 измерительная зона
19 зона детектирования
2 0 левый угол поля нагрева
21 правый угол поля нагрева
22 участок поля нагрева
2 3 участок краевой полосы 2 4 первый электродный участок 2 5 второй электродный участок 2 6 третий электродный участок 2 7 ось симметрии
2 8 первый путь измерительного тока 2 9 второй путь измерительного тока
30 вторая разделительная линия
31 первое электродное промежуточное пространство
32 второе электродное промежуточное пространство
33 третье электродное промежуточное пространство
34 соединительная линия
35 третий путь измерительного тока
3 6 четвертый путь измерительного тока
37 третья разделительная линия
3 8 первый конец пути измерительного тока
39 устройство
4 0 устройство управления и контроля
41 устройство вывода
42 поверхность подложки
43 второй конец пути измерительного тока
44 первая контактная площадка
45 вторая контактная площадка
4 6 третья контактная площадка
47 четвертая контактная площадка
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Панельный нагреватель (1) с по меньшей мере одной
плоскостной подложкой (2) и электропроводным покрытием (3),
которое проходит по меньшей мере по части поверхности (42)
подложки и соединено с по меньшей мере двумя соединительными
электродами (10, 11), предусмотренными для электрического
соединения с обоими полюсами источника напряжения, таким
образом, что посредством приложения питающего напряжения в поле
(9) нагрева протекает ток нагрева, причем панельный нагреватель
(1) снабжен одной или несколькими дорожками (12) тока нагрева и
одной или несколькими дорожками (13) измерительного тока,
которые сформированы в проводящем покрытии (3) соответственно с
помощью свободных от покрытия разделительных участков (30),
например, разделительных линий, и образованы проводящим
покрытием (3), при этом дорожки (13) измерительного тока по
меньшей мере на некоторых участках отличаются от дорожек (12)
тока нагрева, и причем дорожки (13) измерительного тока
термически связаны с по меньшей мере частичной областью поля
(9) нагрева и имеют по меньшей мере два соединительных участка
(14, 15) для подключения измерительного устройства (16) для
определения своего электрического сопротивления.
2. Панельный нагреватель (1) по п.1, в котором дорожки (13) измерительного тока по меньшей мере на некоторых участках, в частности полностью, сформированы в проводящем покрытии (3) в окружающей поле (9) нагрева краевой полосе (8), электрически отделенной от поля (9) нагрева.
3. Панельный нагреватель (1) по п. 2, в котором дорожки (13) измерительного тока по меньшей мере на некоторых участках выполнены в отличающихся друг от друга частичных областях краевой полосы (8).
4. Панельный нагреватель (1) по п. 2 или 3, в котором одна или несколько дорожек (13) измерительного тока, соответственно, выполнены таким образом, что они в пространственно ограниченной измерительной зоне (18) краевой полосы (8) многократно изменяют свое направление дорожки.
5. Панельный нагреватель (1) по п. 4, в котором
измерительные зоны (18) расположены пространственно распределенным образом по меньшей мере по частичной области краевой полосы (8).
6. Панельный нагреватель (1) по любому из п.п.1-5, в котором дорожки (13) измерительного тока электрически отделены от поля (9) нагрева.
7. Панельный нагреватель (1) по любому из п.п.1-5, в котором одна или несколько дорожек (13) измерительного тока имеют, соответственно, участок дорожки измерительного тока, который является частью дорожки (12) тока нагрева или образован дорожкой (12) тока нагрева.
8. Панельный нагреватель (1) по любому из п.п.1-7, в котором соединительные электроды (10, 11) электрически соединены с двумя параллельно друг другу подключенными рядами
(А-В, C-D) дорожек измерительного тока, в которых соответствующие две дорожки (13, 13'; 13", 13'") измерительного тока включены последовательно друг с другом, причем каждый ряд
(А-В, C-D) дорожек измерительного тока имеет соединительный участок (14, 15), расположенный между обеими последовательно включенными дорожками измерительного тока, для подключения измерительного устройства (16).
9. Панельный нагреватель (1) по любому из п.п.1-8, в котором по меньшей мере одна дорожка (13) измерительного тока служит в качестве дорожки опорного тока для определения опорного сопротивления для других дорожек (13) измерительного тока.
10. Устройство (39) с панельным нагревателем (1) по любому из п.п.1-9, которое имеет по меньшей мере одно измерительное устройство (16), подключенное к соединительным участкам (14, 15) дорожек (13) измерительного тока, для определения электрических сопротивлений, а также устройство (40) управления и контроля, информационно-технически соединенное с измерительным устройством (16), при этом устройство (40) управления и контроля выполнено таким образом, что питающее напряжение снижается или отключается, если электрическое сопротивление дорожки (13) измерительного тока превышает
9.
предопределенное пороговое значение.
11. Устройство (39) по п.10, в котором устройство (40) управления и контроля информационно-технически соединено с оптическим и/или акустическим устройством (41) вывода для выдачи оптических и/или акустических сигналов, причем устройство управления и контроля выполнено таким образом, что выдается оптический и/или акустический сигнал, если электрическое сопротивление дорожки измерительного тока превышает предопределенное пороговое значение.
12. Способ эксплуатации панельного нагревателя (1) с по меньшей мере одной плоскостной подложкой и электропроводным покрытием (3), которое проходит по меньшей мере по части поверхности подложки и снабжено по меньшей мере двумя соединительными электродами (10, 11), предусмотренными для электрического соединения с обоими полюсами источника напряжения, таким образом, что за счет приложения питающего напряжения в поле (9) нагрева протекает ток нагрева, при котором определяют электрическое сопротивление одной или нескольких дорожек (13) измерительного тока, термически связанных с полем (9) нагрева, причем дорожки измерительного тока посредством свободных от покрытия разделительных участков (30), например, разделительных линий, сформированы в проводящем покрытии и образованы проводящим покрытием.
13. Способ по п.12, в котором питающее напряжение снижают или отключают, если электрическое сопротивление дорожки (13) измерительного тока превышает предопределенное пороговое значение.
14. Способ по п.п.12 или 13, в котором выдают оптический и/или акустический сигнал, если электрическое сопротивление дорожки (13) измерительного тока превышает предопределенное пороговое значение.
15. Применение панельного нагревателя (1) по любому из п.п.1-9 в качестве функционального и/или декоративного отдельного элемента и в качестве встроенного элемента в мебели, приборах и зданиях, в частности, в качестве нагревателей в жилых помещениях, например, в качестве монтируемых на стене или
11.
отдельно стоящих нагревателей, а также в средствах передвижения, предназначенных для передвижения по земле, по воздуху или по воде, в частности в транспортных средствах, например, в качестве ветрового стекла, заднего стекла, бокового стекла и/или стеклянной крыши.
По доверенности
20-
24,5-
13,22
V///////X/////^
4,6
Фиг. 5
4,6
14" 10,14,1511,14'/ 15 <
34=; 13-
9/9