AT165961B - Optisches Pyrometer - Google Patents

Optisches Pyrometer

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AT165961B
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Austria
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filaments
optical pyrometer
filament
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different
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Inventor
Karl Dr Phil Siebertz
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Siemens & Halske Gessellschaft
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Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Optisches Pyrometer 
Die Erfindung bezweckt, bei optischen Pyro-   metern die Messgenauigkeit dadurch zu erhöhen, dass der Einfluss der Reizschwelle des Auges   bei der Beobachtung ausgeschaltet wird. Das Verschwinden des Farbbildes im Gesichtsfeld, das bei den genannten Pyrometern bei sonst einwandfreien Messbedingungen (exakte Eichung, Ausleuchtung des Gesichtsfeldes, Ausbildung des   Objektes usw. ) als Kriterium zur Bestimmung   der richtigen Temperatur dient, ist aus physiologischen Gründen nicht an einen ganz scharf umgrenzten Temperaturpunkt gebunden, sondern wie bei allen Nullmethoden mit physiologischer
Feststellung des Nullwertes über einen grösseren
Messbereich vorhanden. Soll z.

   B. eine Wechsel- strommessbrücke mit einem Telephon als Null- stellungsanzeiger abgeglichen werden, so ver- schwindet der Ton nicht an einer exakt gegebenen   punktförmigen   Stelle, sondern er setzt über einen   grösseren   Bereich aus, dessen Breite vom Gehör und der Übung des Beobachters abhängt. Das gleiche gilt für optische Messungen, bei denen   auf "vollkommene Dunkelheit" eingestellt   werden soll, z. B. für sacharimetrische Methoden mit dem Polarisationsapparat. Ton bzw. Licht ver- schwindet, sobald der Reiz unter der Reizschwelle versinkt. Eine genaue Messung ist in diesem
Fall nur möglich, wenn man von beiden Seiten her in das Minimum eindreht, die beiden Stellen des   Verscuwmdens   festhält und als Minimum den Mittelwert zwischen beiden Stellen nimmt. 



  Das setzt aber weiter voraus, dass die Charakteristik des Vorganges beim Eindrehen von beiden Seiten her symmetrisch ist, andernfalls liefert auch die Mittelwertbildung nicht das erwünschte richtige Ergebnis. Die genannten Erscheinungen treten bei optischen Pyrometern in verstärktem Mass auf, da hier auf das Verschwinden eines hellen Bildes in einem hellen Beleuchtungsfeld eingestellt werden muss und deshalb die Reizschwelle entsprechend gréer ist. Ausserdem ist der Zusammenhang zwischen Strom und Helligkeit des Glühfadens   im   allgemeinen nicht linear, so dass   die ReischwelieD-   endwerte nicht symmetrisch um den Nullwert liegen. 



   Die vorgenannten Nachteile beim Arbeiten mit optischen Pyrometern werden erfindunggemäss dadurch Überwunden, dass das Pyrometer 
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 zur Mittelwertbildung nötig war. 
 EMI1.2 
 gemäss der Erfindung auch für Messungen in weiten Temperaturbereichen geeignet zu machen, so dass das Instrument sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Temperaturen in völlig gleichartiger Weise arbeitet und nicht auf einen kleinen Temperaturbereich beschränkt ist. Zu diesem Zweck wird iur die Glühfäden solches Material gewählt, für das die Temperaturdifferenz der Fäden mit steigender Temperatur in solchem Mass zunimmt, dass für die verschiedenen Temperaturen der relative Helligkeitsunterschied der Fäden praktisch oder annähernd der jeweiligen Reizschwelle entspricht. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



   Unter Zugrundelegung der Forschungsergebnisse von Langmuir und Jones in General Electrical Review, Juni 1927, ergibt sich bei zwei Drähten aus Wolfram, die in Serie geschaltet und vom gleichen Strom durchflossen sind, folgendes : Durch Wahl einer gewissen kleinen Durchmesserdifferenz der zwei Drähte aus Wolfram kann erreicht werden, dass bei einer Temperatur von etwa 800  C der Unterschied der, Temperatur der Drähte rund 4  C beträgt. 



  Das entspricht gerade der Reizschwelle des Auges bzw. der Messgenauigkeit der besten optischen Pyrometer üblicher Ausführung, der Unterschied der Helligkeit ist also gut erkennbar. 



  Wird die Stromstärke gesteigert, so nimmt nicht nur die Temperatur und damit die Helligkeit der Drähte zu, sondern es wird auch zugleich die Temperaturdifferenz der beiden Drähte stetig grösser. Bei einer Temperatur von etwa
1800   0   ergibt   aich   beispielsweise eine Erhöhung der Temperaturdifferenz der Drähte auf 12  C. 



  Das entspricht aber eben wieder der Reizschwelle bzw. der Messsicherheit bei   1800  C   für übliche Pyrometer, die aus physiologischen Gründen bei der höheren Temperatur ebenfalls grösser geworden ist. Bei Wahl geeigneten Materials ergibt sich also der wesentliche Vorteil, dass die bei niedriger Temperatur gewählte günstige Temperaturdifferenz der Fäden mit steigender Temperatur von selbst grösser wird, u. zw. gerade in dem Mass, dass ihr auch bei den höheren Temperaturen der optimale Wert der
Reizschwelle entspricht. 



   Durch die Erfindung werden auf dem Gebiet der optischen Pyrometrie die gleichen Vorteile erzielt, durch die z. B. mit dem"Halbschatten"-
Verfahren bei Polarisationsapparaten die physiolo- gisch bedingten Schwierigkeiten der einfachen   DunkeI"-EinstelIung   überwunden werden. Es ist damit besonders unter Ausnutzung der vorgenannten Gesetzmässigkeit die Möglichkeit erschlossen, eine eindeutige Einstellung mittels gleichzeitig und nebeneinander erkennbaren
Helligkeitsunterschieden zu erhalten, also auch für   dieses ganz   anders geartete Messproblem die Vorteile zu erzielen, die einem Halbschatten- apparat gegenüber einem einfachen Dunkelfeld-
Polarisationsapparat eine so wesentlich grössere
Genauigkeit und messtechnische Bequemlichkeit 
 EMI2.1 
 



   Die beiden erfindungsgemäss verwendeten Glühfäden können praktisch aus Drähten von etwas verschiedenem Durchmesser bestehen, die in Serie geschaltet und vom gleichen Strom durchflossen sind. Eine andere Ausführungsmöglichkeit der Erfindung besteht darin, zwei Drähte in Parallelschaltung an   dieselbe Spannungs-   quelle anzuschliessen, die von etwas verschiedeneLänge sind. Als Mass für die   Temperatur ! ^a ;   in diesem Fall entweder die Summe der Ströme durch beide Drähte oder der Strom durch einen Draht genommen werden. Diese Ausführungsform hat erzeugungstechnisch den Vorzug, dass nur Draht derselben Sorte für beide Fäden verwendet werden kann.

   Ferner ist es möglich, in Stärke und Länge gleiche Drähte zu verwenden und den einen Draht mit einem Vorschaltwiderstand in Reihe zu schalten, wobei gegebenenfalls dieser Vorschaltwiderstand zur Einstellung der Temperatur bzw. Helligkeitsdifferenz verwendbar ist. 



   Es ist ferner nicht nötig, zwei Glühdrähte zu verwenden, sondern es können, im Sinne der Erfindung auch Teile eines und desselben Glühfadens miteinander verglichen werden, wenn dafür gesorgt ist, dass diese Teile verschiedene Helligkeit aufweisen. Vorzugsweise kann dadurch verschiedene Helligkeit der Fadenteile erzielt werden, dass die Teile verschiedenen Abkühlungsbedingungen ausgesetzt sind. 



   Die im Vorstehenden angegebenen Temperaturdifferenzen der Fäden   (4  C   bei 800  C bzw. 



  12  C bei 1800  C) entsprechen bei den besten Pyrometern der üblichen Bauart der Messgenauigkeit bei den genannten Temperaturen, die durch die Reizschwelle des Auges gegeben ist Eine Temperaturdifferenz dieser Grösse genügt bereits zur Unterscheidung von Hell und Dunkel auf einem in der Helligkeit dazwischenliegenden Beobachtungsfeld und es ist nicht nötig, die 
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 bei dieser Differenz voll ausgenützt wird. Anderseits kann die Temperaturdifferenz der Fäden oder Fadenteile auch auf den doppelten Wert (z. B.   80 C   bei   800  C)   und noch mehr gesteigert werden, ohne die Messgenauigkeit erheblich zu beeinträchtigen, da erfahrungsgemäss die Einstellung   auf "Mitte" zwischen   zwei gut markierten Stellen mit grosser Genauigkeit getroffen wird. 



  Eine grössere Helligkeitsdifferenz ermüdet auch den Beobachter weniger. Bei zu grosser Temperaturdifferenz können bei Eichung und Messung durch verschiedene Beobachter leicht Differenzen entstehen. Am vorteilhaftesten erweist sich eine Temperaturdifferenz der Glühfäden von   40 C   bis   60 C   bei mittlerer Temperatur von   800  C.   



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Optisches Pyrometer mit zwei durch die gleiche Stromquelle gespeisten, möglichst nahe nebeneinacder angeordneten Glühfäden oder Glühfadenteilen, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung der Glühfäden (oder der Glühfaden- 
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 dass ein Helligkeitsunterschied beider Fäden erhalten wird, der der Grössenordnung der Reizschwelle des Auges entspricht, vorzugsweise etwas grösser ist als diese, höchstens aber nur ein geringes Vielfaches derselben ausmacht.

Claims (1)

  1. 2. Optisches Pyrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die oder den <Desc/Clms Page number 3> Glühfaden solches Material gewählt ist, dass die Temperaturdifferenz der Fäden oder Fadenteile mit steigender Fadentemperatur in solchem Mass zunimmt, dass für verschiedene Temperaturen der relative Helligkeitsunterschied der Fäden praktisch oder annähernd der jeweiligen Reizschwelle entspricht.
    3. Optisches Pyrometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die oder der Glühfaden aus Wolfram bestehen.
    4. Optisches Pyrometer nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die hintereinander an dieselbe Stromquelle angeschlossenen Glühfäden im Durchmesser voneinander verschieden sind.
    5. Optisches Pyrometer nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel an dieselbe Stromquelle angeschlossenen Glühfäden in der Länge voneinander verschieden sind.
    6. Optisches Pyrometer nach einem der Ansprüche l, 2, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der parallelgeschalteten Glühfäden über einen Vorschaltwiderstand an die Stromquelle angeschlossen ist.
    7. Optisches Pyrometer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschaltwiderstand einstellbar ist.
    8. Optisches Pyrometer nach Anspruch 1, 2 oder 3 mit nur einem Glühfaden, dadurch gekennzeichnet, dass der Glühfaden miteinander zu vergleichende Teile verschiedener Helligkeit besitzt, vorzugsweise Teile, die verschiedenen Abkühlungsverhältnissen ausgesetzt sind.
AT165961D 1949-02-04 1949-02-04 Optisches Pyrometer AT165961B (de)

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