CH129624A - Strahlungspyrometer. - Google Patents

Description

      Strahlnngspyrometer.       Es ist in der letzten Zeit bei der Messung  hoher Temperaturen üblich geworden, nicht  mehr     Temperaturmessgeräte    zu     vei-venden,.     die den hohen Temperaturen selbst ausgesetzt  werden und dadurch einem     .raschen    Ver  schleiss unterliegen, sondern man benutzt die  Eigenschaft,     dass    die ausgesandte Wärme  strahlung eines     Körpers    von seiner Tempera  tur abhängig ist, und misst diese Strahlung  und kann daraus auf seine Temperatur  schliessen.  



  Die Messung kann in der Weise ausge  führt werden,     -dass    man     durch    irgend ein op  tisches System die Strahlen sammelt und  auf einen geschwärzten Körper vereinigt. Es  setzt sich dann die Energie .der ausgesandten  Strahlen in Wärme um, und der durch diese  bewirkte Temperaturanstieg des geschwärz  ten Körpers wird auf geeignete Weise ge  messen. Die Angaben des Instrumentes sind  unabhängig von der Entfernung, solange  das Bild des glühenden Körpers grösser ist als  der geschwärzte     Körper        und    diesen vollkom  men bedeckt.

   Es gibt verschiedene Ausfüh-         rungen,    die unter dem Namen     Strahlungs-          pyrometer    bekannt     sind.     



  Ein Ausführungsbeispiel ist in :der Zeich  nung dargestellt. Die Linse     Ll    entwirft ein  Bild des glühenden     Körpers    auf die mit einem  geschwärzten Plättchen. versehene Lötstelle  des     Thermoelementes        Th.        Mittelst    eines an  das     Thermoelement    angeschlossenen Galvano  meters wird :die Temperaturerhöhung des  Plättchens und     dadurch        indiTekt    die Tem  peratur .des glühenden     Körpers    gemessen.  



  Zum Einstellen des     P'yrometers    dient die  Linse     L,    und die     Mattscheibe    M. Die Linse       L2        entwirft    ein Bild des     Thermoelementes     und     Plättchens    auf die     Mattscheibe        12,    ebenso  wird     durch    die Linsen     L,    und     L2    der glü  hende     Körper        aufrecht    und     seitenrecht    auf  der Mattscheibe M abgebildet.

   Bedingung für  richtige Temperaturangabe ist,     dass    auf .der       Mattscheibe    das     Bild    des     Plättchens    durch  .das des     glühenden    Körpers vollkommen be  deckt     wird.     



  Ein Nachteil dieser     Strahlungspyrometer     ist, dass ihre Angaben nicht nur von der Tem  peratur des     strahlenden        Körpers,    sondern      auch von der Umgebungstemperatur abhängig  ist. Dies ergibt folgende theoretische Über  legung: Es sei     TZ    die absolute Temperatur  des glühenden Körpers T, die des     Thermo-          elementes,    To die Umgebungstemperatur.

    Nachdem     rStefan-Boltzmannschen    Gesetz ist  dann die dem     Thermoelement        zugestrahlte     Energie proportional     T'   <I>-T</I>     I.    Diese Ener  gie wird, abgesehen von dem geringen. Teil  der in elektrische Energie umgesetzt wird,  von dem     Thermoelement    teils durch Wärme  leitung, teils durch Wärmestrahlung abge  geben.

   Die Wärmeableitung ist proportional  der     Temperaturdifferenz        T,-To,    die Ab  strahlung wieder proportional     Ti-T'.    Be  deuten c,,     ef.    c; Konstanten, so ist also  
EMI0002.0014     
    Da :die     Temperatur    des     Thermoelementes    T,  klein     gegenüber,der    Temperatur des     glühen-          den.    Körpers     T2    ist,     kann    man     T'#    gegenüber  T     J    vernachlässigen.

   Die Gleichung verein  facht sich dann auf folgende Form:  
EMI0002.0024     
    Sollte das     Strahlungspyrometer    von der     Um-          gebungstemperatur    unabhängig sein, dann  müsste für jedes beliebige To die     Übertempe-          ratur    über die Umgebungstemperatur, also       T1    To, nur von     T,    abhängig sein. Dies wäre  der Fall, wenn es gleich Null wäre, das heisst  es müsste die gesamte Wärme des     Thermo-          elementes    durch Leitung abgeführt werden.

    Praktisch ist dies niemals zu erreichen; es ist  nur möglich, den Fehler zu verkleinern, in  dem man künstlich die Wärmeabgabe     Jurch     Leitung möglichst gross macht, so     dass    das  erste Glied e2     (T,-To)    gegenüber     c3        (T,--        TJ     überwiegt.

   Dies hat jedoch den Nachteil, dass  dadurch die Empfindlichkeit des     Pyrometers     herabgesetzt wird.     Dann    hat man den Fehler       dadurch    zu vermeiden gesucht, dass man zu  dem     Thermoelement    einen Nebenwiderstand  mit möglichst hohem Temperaturkoeffizien  ten legt, der bei hoher Temperatur .die Klem  menspannung weniger herabsetzt als bei nie  driger. Der Nachteil dieses Verfahrens ist  jedoch, dass dadurch die     Klemmspannung    um       etw4        75    %     herabgesetzt        wird        und    hierdurch    empfindliche Anzeigeinstrumente erforderlich  werden.

   Ausserdem ist seine Anwendung auf       Thermoelementebeschränkt.     



  Bei der vorliegenden Erfindung wird  diese Abhängigkeit der Anzeige von der Um  gebungstemperatur dadurch vermieden, dass  man je nach der Umgebungstemperatur die  von dem glühenden Körper dem geschwärz  ten Körper     zugestrahlte    Energie verändert,  zum     Beispiel,dadurch"dass    man in den     Strab-          lenga.ng    eine Blende einschaltet und diese bei  Änderung der Raumtemperatur so verstellt,  dass in gleichem Masse wie die     Thermokraft     mit der     Raumtemperatur    abnimmt, die auf  .das     Thermoelement    fallende Strahlungsmenge  vermehrt wird, und zwar so,

       @dass    im End  resultat die Anzeige des     Strahlungs.pyro-          meters    unabhängig     von,der        Raumtemperatur     wird.     Zweckmässig    ist es, die Verstellung  der Blende automatisch bewirken zu lassen  durch ein     temperaturempfindliches    Organ,  zum Beispiel durch einen     Bimetallstreifen.     



  Beim gezeichneten Ausführungsbeispiel  ist der     Bimetallstreifen        Bi    einerseits an einer  Säule befestigt, anderseits trägt er eine  Blende     B.    Bei Temperaturanstieg biegt sieh  der     Bimetallstreifen    nach oben durch, wo  durch die wirksame     Objektivöffnung    vergrö  ssert wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH ,Stra_hlungspyrometer, dadurch gekenn zeichnet, dass zur Vermeidung von Messfehlern infolge verschiedener Raumtemperatur eine Vorrichtung zum Einstellen der Öffnung einer in den .Strahlengang eingeschalteten Blende entsprechend der jeweiligen Raum temperatur vorgesehen ist, so dass die Anzeige des Instrumentes für eine bestimmte Tem peratur des strahlenden Körpers bei allen Raumtemperaturen die gleiche wird.

   UNTERANSPRü CHE 1. Strahlungspyrometer nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Regulie rung :der Blendenöffnung automatisch durch ein von der Raumtemperatur beeiu- flusstes Organ erfolgt. 2. Strahlungspyrometer nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass das von der Raumtempera tur beeinflusste Organ ein Bimetallstreifen ist, der an seinem einen Ende die Blende trägt.