AT132916B - Optisches Pyrometer mit zwei durch dieselbe Stromquelle geheizten Glühfäden von verschiedener Strom-Temperatur-Charakteristik, welche auf gleiche Helligkeit eingestellt werden. - Google Patents

Description

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  Optisches Pyrometer mit zwei durch dieselbe Stromquelle geheizten Glühfäden von verschiedener
Strom-Temperatur-Charakteristik, welche auf gleiche Helligkeit eingestellt werden. 



   Es ist bei optischen Pyrometern bereits vorgeschlagen worden, in die   Vergipichsgliihlampe   eine zusätzliche Drahtschleife von anderer Strom-Temperatur-Charakteristik einzubauen, als sie der für die Temperaturmessung benutzte   Glühfaden aufweist.   Der eigentliche   Glühfaden und   die zusätzliche Drahtschleife sind bei der bekannten Einrichtung in je einen Zweig einer Wheatstoneschen Brückenschaltung eingeschaltet, die in den beiden anderen Zweigen unveränderliche Widerstände und im Diagonalzweig ein Strommessgerät enthält.

   Die zusätzliche   Drahtschleife   hat dabei lediglich den Zweck, etwaige durch ungleichmässige Erwärmung des Vergleichsglühfadens auftretende Verzögerungen im   Wärmegleich-   gewicht und ausserdem den Einfluss einer   veränderlichen   Umgebungstemperatur möglichst auszugleichen. 



  Es ist auch ein optisches Pyrometer mit zwei in Reihe geschalteten   Glühlampen   bekanntgeworden. 



  Die Glühfäden dieser Lampen werden durch Regelung des Heizstroms so eingestellt, dass sie gleich hell 
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 das Licht beider Glühlampen auf einen durchscheinenden   Photometersehirm   auffallen lässt und, nachdem die   gewünschte Heizstromstärke   bzw. Glühfadentemperatur mit Hilfe der von beiden Lampen auf dem Schirm erzeugten Lichtflecke eingestellt ist, die eine Lampe mit dem   Schirm   aus dem Strahlengang der andern Lampe entfernt, um nunmehr die eigentliche Temperaturmessung vorzunehmen. 



   Die Erfindung bezweckt, ein optisches Pyrometer mit zwei durch dieselbe Stromquelle geheizten 
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 werden, zu sehaffen, welches sich von beiden bekannten optischen Pyrometern in mehrfacher Hinsicht vorteilhaft unterscheidet. Gemäss der Erfindung werden die beiden   Glühfäden   in der gleichen Birne so nahe beieinander angeordnet.   zweckmässig   gekreuzt. dass   ihre He1ligkeiten   beim Hindurchblicken durch das Okular miteinander verglichen werden   können. Ma. n   verwendet zweckmässig einen   bandförmigen   und einen als Runddraht ausgebildeten   Glühfaden.   Der bandförmige Glühfaden kann aus Kohle oder 
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 aus Rhenium, Tantal oder einer Platinlegierung, insbesondere   Platinrhodium,   hergestellt sein.

   Die genannten Baustoffe gewährleisten. wie Versuche ergeben haben, eine gleichmässige Helligkeit bei gleichbleibender Strombelastung und sind deswegen für das neue optische Pyrometer besonders gut brauchbar. 



   Gegenüber der an erster Stelle erwähnten bekannten Einrichtung weist die neue Einrichtung insbesondere insofern einen erheblichen Vorteil auf. als bei ihr sowohl ein elektrisches Strommessgerät als auch zusätzliche   Brütkensehaltungen   u. dgl., welche Schaltungselemente für die bekannte Einrichtung wesentliche Bestandteile sind,   vollkommen entbehrliel sind. Die neue Einrichtung ist   daher viel ein-   facher im Aufbau und   in der Handhabung. Im Vergleich zu der an zweiter Stelle betrachteten bekannten Einrichtung besteht der Vorteil. dass die Bauart der   neuen Einrichtung wesentlich gedrängter   ist und dass die Bedienung der neuen Einrichtung erheblich einfacher ist.

   Ausserdem wird der Nachteil der 

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 bekannten Einrichtung. dass während der Temperaturmessung auftretende   Schwankungen   der Spannung der Betriebsstromquelle nicht   Überwacht   werden und damit das   Messergebnis   fälschen   können, mit   Sicherheit dadurch vermieden, dass bei der neuen Einrichtung während der Temperaturmessung die beiden Glühfäden ständig beobachtet werden, so dass etwa auftretende Helligkeitsschwankungen ohne weiteres beseitigt werden können. 



   Die beiden   Glühfäden   können bei der neuen Einrichtung entweder in Reihe oder parallel geschaltet sein. Im ersteren Falle ist die Festtemperatur durch den Schnittpunkt der   Strom-Temperatur-   Charakteristiken der beiden   Glühfäden   bestimmt, während im zweiten Falle die Spannungstemperaturcharakteristiken für die Bestimmung der Festtemperatur   massgeblich sind. Zur Veränderung   der Charakteristiken der beiden   Glühfäden   bzw. zur Veränderung des   Kreuzungspunktes   im Strom-HeIligkeitsschaubild empfiehlt es sich. vorzugsweise   temperaturunabhängige   Widerstände vorzusehen und gegebenenfalls die Wärmeableitung an den Enden der   Glühfäden     verschieden gross   zu machen. 



   Auf der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine Ausführungsform der Erfindung in Ansicht, Fig. 2 im Längs- 
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 beiden Glühfäden sowie ihrer Schaltung veranschaulicht. Fig. 5 ist ein   Kurvenbild   zur Erläuterung von Fig. 4. Die Fig. 6 und 7 zeigen die Reihen-und die Parallelschaltung der beiden Glühfäden. In Fig. 8 ist eine Möglichkeit für die Anordnung der optischen Teile des Pyrometers schematisch veranschaulicht. 



   Nach den Fig. 1-4 sind in einem aus Pressstoff hergestellten Gehäuse 1 alle Teile des Pyrometers eingebaut. Das Objektiv 2 ist mittels einer aus Pressstoff bestehenden   Führung 5 eingesetzt, und auch   
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 ein Runddraht ist, der an der Kreuzungsstelle der beiden Drähte eine, zweckmässig durch Walzen hergestellte Verbreiterung 9 aufweist. Auf der Okularseite ist ein   nierenförmiger   Ausschnitt 10 (Fig. 3) in der Gehäusewand vorgesehen, hinter welchem unter Zwischenlage einer Glasplatte die nahezu 360  umfassende kreisringförmige Temperaturteilung 11 sichtbar ist. Als Zeiger dient eine   feste Marke 18.   Die Glühlampe 6 ist bequem   zugänglich,   da das   Okular 4   an einem Deckel 13 angeordnet ist, der nach Lösen einer Schraube 14 abnehmbar ist. 



   Vor der Glühlampe 6 ist ein kreisförmiger Graukeil   15   drehbar angeordnet. Seitlich neben dem   Graukeil la ist   ein   Regelwiderstand   16 angeordnet, über welchem zwei Schleifkontakte 17 gleiten. Der   Graukeil lo und   die Teilung 11 werden mittels eines auf der Aussenseite des Gehäuses 1 angebrachten Einstellringes 18 verstellt, während ein zweckmässig breiterer Einstellring 19 zur Verstellung der Schleifkontakte 17 dient.

   Der Widerstand 16 ist in den Stromkreis der   Glühfäden   7 und 8 eingeschaltet (Fig.   4).   Zur Begrenzung des Einstellbereiches des Ringes 19 ist an diesem ein Stift 20 befestigt, der an der Grenze des Einstellbereiehes gegen einen Anschlag 21 an einem mit dem Gehäuse fest verbundenen Zwischenring 22   stösst.   auf welchem die Ringe 18 und 19. getrennt durch einen wulstartigen Vorsprung 2. 3 des Ringes   22,   für sieh verstellbar sind. 



   In den in der vorderen Hälfte des Gehäuses 1 vorgesehenen Raum 24 wird die Batterie eingelegt. 



  Zu diesem Zweck wird zunächst die Schraube   25   gelöst und die Abschlusskappe 26, die ebenfalls aus Pressstoff besteht, abgenommen. Darauf werden die freien Enden von zwei winklig gebogenen, oberhalb des Raumes 24 gelagerten Blattfedern 27, von denen in Fig. 2 nur die eine sichtbar ist, nach oben gebogen. 



  Nunmehr kann die Batterie in den Raum 24   eingesehoben   werden, wobei ihre beiden Kontaktbänder nach aussen gekehrt sind. Zwei rechtwinklig an den freien Enden der Blattfedern 27 befestigte Kontaktstücke 28 haben einen Schlitz 29, in welchen die Kontaktbänder der Batterie eingelegt werden. Durch Verstellen einer Kontaktschraube 30 werden die Batteriebänder in dem Schlitz 29 angepresst und damit ein sicherer Kontakt geschaffen. Darauf wird die Verschlusskappe 26 wieder aufgesetzt und die Schraube   2o   festgedreht. Zum Ein-und Ausschalten der Batterie ist an der Unterseite des Gehäuses ein Druckknopf 31 vorgesehen. 



   Bei der beschriebenen   Einrichtung   ist die Anwendung eines bandförmigen   Glühfadens   7 aus dem Grunde besonders   zweckmässig,   weil man dessen breite Seite bequem anvisieren kann. Die schon früher beschriebene Ausbildung beider   Glühfäden   stellt, wie Versuche ergeben haben, eine besonders zweckmässige Ausführungsform der Erfindung dar, wie an Hand von Fig. 5 erläutert sei. In dieser stellt die Kurve 32 den Temperaturverlauf an einem etwa 1 ein langen Stück aus der Mitte eines Glühfadens ohne Verbreiterung dar. Wie aus Versuchen mit einem Faden mit der Verbreiterung 9 hervorgeht, entsteht bei der Anwendung eines solchen   Glühfadens   die Kurve   33,   die oben eine wesentliche Abflachung aufweist.

   Die Temperatur und somit auch die Helligkeit bleiben also   über ein erheblich   grösseres Stück des Fadens gleich, wodurch der Vergleich mit der Helligkeit des bandförmigen   Glühfadens   7 bedeutend erleichtert und auch eine wesentlich höhere Genauigkeit der Einstellung der Festtemperatur und der zu messenden Temperatur erreicht wird. Weiter werden durch die Anwendung eines verhältnismässig kurzen Runddrahtes und eines längeren bandförmigen   Glühfadens   auch besonders günstige Verhältnisse hinsichtlich der   Wärmeableitung   an den Enden der   Glühfäden   erreicht.

   Durch die Haltedähte, an welchen 

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 die   Glühfäden   befestigt sind, lässt sich   gewünschtenfalls eine verschieden starke Kühlung derselben   erreichen. Man kann eine verschieden starke Kühlung auch durch Anwendung besonderer Leiter erster Klasse, die in der Nähe der   Glühfäden   angeordnet werden, erreichen. Man hat die Haltedrähte oder die zusätzlichen Leiter erster Klasse z. B. so anzuordnen, dass sie unter sich verschiedene Wärmeleitfähigkeit haben. Dann wird der dem Draht mit der   grössten   Wärmeableitung benachbarte Glühfaden stärker gekühlt als derjenige, welcher dem Draht mit   der geringeren Wärmeleitableitung benachbart   ist.

   Die Breitseite des bandförmigen   Glühfadens   liegt zweckmässig quer. zur optischen Achse des Pyrometers. 



  Es empfiehlt sich eine solche Bemessung der beiden   Glühfäden   und der etwa vorgesehenen Einstellwiderstände (z.   B..     34   in Fig.   4).   dass der Schnittpunkt der Strom-Temperaturcharakteristik der Glühfäden im Temperaturgebiet grösster   Einstellgellauigkeit   liegt, vorzugsweise zwischen 1000 und   13000 C.   



   Es empfiehlt sich, das Verhältnis von Länge zum Querschnitt des an der Kreuzungsstelle mit dem 
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 zum Querschnitt des bandförmigen   Glühfadens   7 wird vorzugsweise grösser gewählt als dasjenige des an der Kreuzungsstelle verbreiterten   Glühfadens   8. 



   In Fig. 6 und 7 sind Schaltungsmöglichkeiten für die   Glühfäden   7, 8 dargestellt. Nach Fig. 6 sind die beiden Fäden in Reihe an die Batterie 35   angeschlossen. Ausser   dem für beide Fäden gemein- samen Regelwiderstand 16 ist für den Faden 7 der Einstellwiderstand 34 vorgesehen. Nach Fig. 7 sind 
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 ist hier in Reihe zu dem Faden 8'gelegt. 16'ist der gemeinsame Regelwiderstand für beide Fäden. 



   Fig. 8 erläutert schematisch die Benutzung der Einrichtung nach Fig. 1-4. Das vom Strahler 36, dessen Temperatur gemessen werden soll, ausgesandte Licht wird durch die Objektivlinse 2 gesammelt und gelangt durch den Graukeil15 in das aus einer Linse 37 und einem Farbfilter 38 bestehende Okular. 



  Das von der Glühlampe 6 ausgesandte Licht wird mittels einer Linse 39 und zweier Prismen 40 und   41   mit dem von dem Strahler 36 ausgesandten Licht vereinigt und durch das Okular 37, 38   hindurchgesandt.   



  Die an die Glühfäden der Lampe gelegte Spannung wird durch Verstellen des Regelwiderstandes 16, 17 so eingestellt, dass beide Glühfäden gleiche Helligkeit haben. Durch Verstellen des Graukeiles   15   wird die Intensität des vom Strahler 36 kommenden Lichtes so stark geschwächt, dass die   Glühfäden   der Lampe 6 in diesem Licht für den durch die Objektivlinse 37 hindurchblickenden Beobachter verschwinden. 



  Treten geringe Spannungsänderungen während der Messung auf, so werden diese sofort wahrgenommen, und sie können durch Veränderung des Widerstandes 16 ausgeglichen werden. Das Farbfilter 38 dient dazu, um die Messung für einen bestimmten Spektralbereich vornehmen zu können. Das Grauglas 42 wird je nach Bedarf in den Strahlengang eingeschaltet. Liegt die Temperatur des Strahlers 36 über der Festtemperatur, so befindet sich das Grauglas 42 ausserhalb des Strahlenganges in der in Fig. 8 voll ausgezogen gezeichneten Stellung. Liegt dagegen die zu messende Temperatur niedriger als diejenige der Vergleichslichtquelle, so wird die Intensität der letzteren durch Einschalten des Grauglases 42 (gestrichelte Stellung) abgeschwächt. Das Farbfilter 38 kann z. B. gut   durchlässig   sein für grünes oder rotes Licht.

   Da beim Messen der niedrigen Temperaturen die Intensität des langwelligen Lichtes im Spektrum überwiegt, so wird beim Einschalten des Grauglases 42 in den Strahlengang zweckmässig gleichzeitig ein nur für den roten Teil des Spektrums   durchlässiges   Filter 43 vor das Farbfilter 38 eingeschaltet. Das Grauglas 42 und das Filter 43 können mechanisch miteinander so verbunden sein, dass beim Einschalten des einen Teiles gleichzeitig auch der andere Teil miteingeschaltet wird. 



   PATENT-ANSPRÜCHE : 
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 Strom-Temperatur-Charakteristik, welche auf gleiche Helligkeit eingestellt werden, dadurch   gekenn-   zeichnet, dass die beiden   Glühfäden   in der gleichen Birne so nahe beieinander angeordnet sind, dass ihre Helligkeiten beim Hindurehblicken durch das Okular miteinander verglichen werden können.

Claims (1)

1. 2. Pyrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Glühfäden gekreuzt sind.

   3. Pyrometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den Stromkreis der Glüh- fäden vorzugsweise temperaturunabhängige Widerstände zur Veränderung der Strom-Temperaturcharakteristik der Glühfäden oder zur Veränderung des Kreuzungspunktes im Strom-Helligkeitsdiagramm eingeschaltet sind.

   4. Pyrometer nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch zwei gekreuzte Glühfäden von unter sieh verschiedener Form, insbesondere ein Band und ein Runddraht.

   5. Pyrometer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der bandförmige Glühfaden aus Wolfram, Rhenium, Tantal oder einer Platinlegierung hergestellt ist.

   6. Pyrometer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der bandförmige Glühfaden so angeordnet ist, dass die Breitseite des Querschnittes quer zur optischen Achse des Pyrometers liegt.

   7. Pyrometer nach einem der Ansprache l bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden aus gleichem oder verschiedenem Werkstoff bestehenden Glühfäden dnrch Leiter erster Klasse, vorzugs- weise durch ihre Haltedrähte, verschieden stark gekühlt werden. <Desc/Clms Page number 4> EMI4.1 der beiden Glühfäden oder etwa vorgesehener Einstellwiderstände, dass der Schnittpunkt der StromTemperatur-Charakteristik der Glühfäden im Temperaturgebiet grösster Einstellgenauigkeit liegt. vorzugsweise zwischen 1000 und 1300 Q C.

   9. Pyrometer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung der Glühfäden auf gleiche Helligkeit ein gemeinsamer Regelwiderstand in die Stromkreise der Glüh- fäden eingeschaltet ist.

   10. Pyrometer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der gemeinsame Regelwiderstand als auch ein in dem Weg der Lichtstrahlen drehbar gelagerter Graukeil, der mit einem mechanischen Temperaturzeiger in Verbindung steht, mittels zweier nebeneinander angeordneter, verschieden breiter und das Pyrometergehäuse umfassender Einstellring unabhängig voneinander einstellbar sind.

   11. Pyrometer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der als Runddraht ausgebildete Glühfaden an der Kreuzungsstelle mit dem anderen Glühfaden stark verbreitert ist.

   12. Pyrometer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Gliihfaden ein unter 20.000 : 1 liegendes Verhältnis von Länge zu Querschnitt hat.

   13. Pyrometer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Länge zu Querschnitt des bandförmigen Glühfadens grösser ist als dasjenige des als Runddraht ausgeführten Glüh- fadens.

   14. Pyrometer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ausser dem Regelwiderstand, mit welchem die beiden Glühfäden auf gleiche Helligkeit eingestellt werden, noch für mindestens einen der Glühfäden ein zusätzlicher Einstellwiderstand vorgesehen ist. EMI4.2