CH129624A - Radiation pyrometer. - Google Patents

Radiation pyrometer.

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CH129624A
CH129624A CH129624TA CH129624A CH 129624 A CH129624 A CH 129624A CH 129624T A CH129624T A CH 129624TA CH 129624 A CH129624 A CH 129624A
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Aktiengesellschaft Hartm Braun
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Hartmann & Braun Ag
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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.



      Radiation pyrometer. It has recently become common practice to stop using temperature measuring devices when measuring high temperatures. which are exposed to the high temperatures themselves and are therefore subject to rapid wear, but one uses the property that the heat radiation emitted by a body is dependent on its temperature, and measures this radiation and can infer its temperature from this.



  The measurement can be carried out in such a way that one collects the rays through some optical system and unites them on a blackened body. The energy of the emitted rays is then converted into heat, and the rise in temperature of the blackened body caused by this is measured in a suitable manner. The information provided by the instrument is independent of the distance as long as the image of the glowing body is larger than the blackened body and it is completely covered.

   There are different designs known as radiation pyrometers.



  An embodiment is shown in: the drawing voltage. The lens Ll projects an image of the glowing body onto the blackened plate. Provided soldering point of the thermocouple Th. In the middle of a galvanometer connected to the thermocouple, the following is measured: the temperature increase of the plate and thereby indirectly the temperature of the glowing body.



  The lens L and the focusing screen M are used to adjust the pyrometer. The lens L2 creates an image of the thermocouple and plate on the focusing screen 12, and the lenses L and L2 also make the glowing body upright and laterally on the screen M pictured.

   The condition for the correct temperature specification is that the image of the plate on the ground glass is completely covered by that of the glowing body.



  A disadvantage of these radiation pyrometers is that their information depends not only on the temperature of the radiating body, but also on the ambient temperature. This results in the following theoretical consideration: Let TZ be the absolute temperature of the glowing body T, that of the thermocouple, To be the ambient temperature.

    According to Stefan-Boltzmann's law, the energy radiated to the thermocouple is proportional to T '<I> -T </I> I. This energy is, apart from the low. Part of the electrical energy is converted from the thermocouple partly through heat conduction, partly abge through thermal radiation.

   The heat dissipation is proportional to the temperature difference T, -To, the radiation from again proportional Ti-T '. Meaning c ,, ef. c; Constants, so it is
EMI0002.0014
    There: the temperature of the thermocouple T, small compared to the temperature of the glowing one. Body T2, T '# can be neglected compared to T J.

   The equation is then simplified to the following form:
EMI0002.0024
    If the radiation pyrometer should be independent of the ambient temperature, then the overtemperature above the ambient temperature, ie T1 To, would only have to depend on T for any To. This would be the case if it were equal to zero, which means that the entire heat of the thermocouple would have to be dissipated by conduction.

    In practice this can never be achieved; it is only possible to reduce the error by artificially making the heat dissipation through conduction as large as possible, so that the first term e2 (T, -To) predominates over c3 (T, - TJ.

   However, this has the disadvantage that it reduces the sensitivity of the pyrometer. Then the attempt was made to avoid the error by adding a shunt resistor with the highest possible temperature coefficient to the thermocouple, which reduces the terminal voltage less at high temperature than at lower temperature. The disadvantage of this method, however, is that it reduces the clamping voltage by around 75%, which means that sensitive display instruments are required.

   In addition, its application is limited to thermocouples.



  In the present invention, this dependency of the display on the ambient temperature is avoided by changing the energy radiated from the glowing body to the blackened body depending on the ambient temperature, for example by "putting in the Strab- lenga.ng a The shutter switches on and if the room temperature changes, it is adjusted so that the amount of radiation falling on the thermocouple increases with the room temperature in the same way as the thermoelectric force, in the following way

       @that in the end the display of the radiation pyrometer is independent of the room temperature. It is expedient to have the diaphragm adjusted automatically by a temperature-sensitive organ, for example by a bimetal strip.



  In the illustrated embodiment, the bimetallic strip Bi is attached on the one hand to a column, on the other hand it carries a diaphragm B. When the temperature rises, the bimetallic strip bends upward, where it is enlarged by the effective lens opening.

 

Claims (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. PATENT CLAIM, radiation pyrometer, characterized in that, to avoid measurement errors due to different room temperatures, a device is provided for setting the opening of a diaphragm switched on in the beam path according to the respective room temperature, so that the display of the instrument for a certain temperature of the radiant Body becomes the same at all room temperatures. 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. SUBSTANTIAL CLAIMS 1. Radiation pyrometer according to patent claim, characterized in that the regulation: the diaphragm opening takes place automatically by an organ influenced by the room temperature. 2. Radiation pyrometer according to claim and dependent claim 1, characterized in that the organ influenced by the room tempera ture is a bimetallic strip which carries the screen at one end.
CH129624T 1927-12-09 1927-12-09 Radiation pyrometer. CH129624A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1189734B (en) * 1960-03-31 1965-03-25 Danfoss Ved Ing M Clausen Photoelectric sensor, especially for flame guard

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1189734B (en) * 1960-03-31 1965-03-25 Danfoss Ved Ing M Clausen Photoelectric sensor, especially for flame guard

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