DE10343258A1

DE10343258A1 - Device for non-contact temperature measurement

Info

Publication number: DE10343258A1
Application number: DE10343258A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr.-Ing. Kienitz
Original assignee: Optris GmbH
Current assignee: Optris GmbH
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2003-09-17
Publication date: 2005-03-03
Also published as: CN1853092A; DE502004010680D1; CN1853092B

Abstract

Eine Vorrichtung zur berührungslosen Temperaturmessung, mit einem Detektor (2), auf den von einem Messfleck auf einem Messobjekt ausgehende elektromagnetische Strahlung mittels einer Abbildungsoptik abbildbar ist, und mit einer Visiereinrichtung zur Kennzeichnung der Position und/oder der Größe des Messflecks auf dem Messobjekt, wobei die Visiereinrichtung eine Lichtquelle zur Bereitstellung von mindestens zwei Visierstrahlen aufweist, ist im Hinblick auf eine kostengünstige und störungsarme Ausgestaltung dadurch gekennzeichnet, dass zur Bereitstellung jedes Visierstrahls jeweils eine unabhängige Lichtquelle vorgesehen ist.A device for non-contact temperature measurement, comprising a detector (2) on which emanates from a measuring spot on a measuring object electromagnetic radiation by means of imaging optics, and with a sighting device for identifying the position and / or the size of the measuring spot on the measuring object, wherein the sighting device has a light source for providing at least two sighting jets, characterized in that in order to provide a low-cost and low-interference design, in each case an independent light source is provided for the provision of each sighting beam.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur berührungslosen Temperaturmessung, mit einem Detektor, auf den von einem Messfleck auf einem Messobjekt ausgehende elektromagnetische Strahlung mittels einer Abbildungsoptik abbildbar ist, und mit einer Visiereinrichtung zur Kennzeichnung der Position und/oder der Größe des Messflecks auf dem Messobjekt, wobei die Visiereinrichtung eine Lichtquelle zur Bereitstellung von mindestens zwei Visierstrahlen aufweist.The Invention relates to a device for non-contact temperature measurement, with a detector pointed at by a measuring spot on a measuring object outgoing electromagnetic radiation by means of an imaging optics is mapped, and with a sighting device for identification the position and / or the size of the measuring spot on the measuring object, wherein the sighting device is a light source for Provision of at least two sight rays.

Vorrichtungen zur berührungslosen Temperaturmessung der in Rede stehenden Art sind seit vielen Jahren aus der Praxis bekannt und werden eingesetzt, um die Temperatur einer Oberfläche eines entfernten Objektes zu messen. Bei diesen Messungen macht man sich das physikalische Phänomen zunutze, dass alle Oberflächen mit einer Temperatur über dem absoluten Nullpunkt aufgrund von Molekularbewegungen elektromagnetische Wellen abstrahlen. Diese von einem Objekt ausgehende Wärmestrahlung liegt in ganz überwiegendem Maße im Infrarotbereich und kann über eine infrarotsensitive Abbildungsoptik auf einen oder mehrere Infrarot-Detektoren gelenkt werden. Dort wird die Strahlungsenergie in elektrische Signale umgewandelt, die dann auf Grundlage der Kalibrierung des Detektors in Temperaturwerte umgerechnet werden können. Die gemessenen Temperaturwerte können sodann auf einem Display angezeigt, als analoges Signal ausgegeben oder über einen digitalen Ausgang auf einem Computer-Terminal dargestellt werden.devices for contactless Temperature measurement of the type in question have been for many years known from the practice and are used to the temperature a surface to measure a distant object. With these measurements makes you look at the physical phenomenon take advantage of all surfaces with a temperature above absolute zero due to molecular motion electromagnetic Radiate waves. This heat radiation emanating from an object is in the most prevalent Measurements in the infrared range and can over an infrared-sensitive imaging optics on one or more infrared detectors be steered. There, the radiation energy is converted into electrical signals then converted based on the calibration of the detector can be converted into temperature values. The measured temperature values can then displayed on a display, as an analog signal output or over a digital output shown on a computer terminal become.

Der Bereich des Objekts, dessen Strahlung vom Detektor erfasst wird, wird im Allgemeinen als (Strahlungs-)Messfleck des Temperaturmessgeräts bezeichnet. Im praktischen Gebrauch ist die Kenntnis des Orts und der Größe des Messflecks für die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Temperaturmessung von größter Wichtigkeit. Ort und Größe des Messflecks sind dabei vom Aufbau und Messstrahlengang des Detektors sowie von den speziellen Eigenschaften der Abbildungsoptik abhängig. Von der Ausgestaltung der Abbildungsoptik hängt auch der Verlauf der Abhängigkeit der Messfleckgröße von der Messentfernung ab.Of the Area of the object whose radiation is detected by the detector, is generally referred to as the (radiation) measuring spot of the temperature measuring device. In practical use is knowledge of the location and size of the measuring spot for the Accuracy and reliability the temperature measurement of the utmost importance. Location and size of the measuring spot are of the structure and measuring beam path of the detector and of depending on the special properties of the imaging optics. From The development of the imaging optics also depends on the course of the dependence the spot size of the measuring distance from.

Grundsätzlich kann zwischen einer Fernfokussierung und einer Nahfokussierung unterschieden werden. Bei der Fernfokussierung wird der Detektor ins Unendliche und bei der Nahfokussierung auf eine Fokusebene in einer endlichen Entfernung vom Detektor abgebildet. Für beide Systeme sind unterschiedliche Visiereinrichtungen zur Visualisierung des Messflecks bekannt. Dabei werden optische Markierun gen im Zentrum des Messflecks zur Markierung der genauen Messfleckposition bzw. – zusätzlich oder alternativ – entlang des äußeren Umfangs des Messflecks zur Kennzeichnung der Messfleckgröße erzeugt.Basically a distinction between a remote focus and a close focus become. In far-focus, the detector becomes infinity and in the near focus on a focal plane in a finite Distance from the detector shown. For both systems are different Sighting devices for visualization of the measuring spot known. there Optical Markierun gene in the center of the measuring spot for marking the exact measuring spot position or - additionally or alternatively - along the outer circumference of the measuring spot for marking the spot size generated.

Aus der DE 196 54 276 A1 ist eine Vorrichtung zur berührungslosen Temperaturmessung mit einer ins Endliche abbildenden Optik bekannt. Dort sind mehrere Visierstrahlen vorgesehen, die derart windschief zur optischen Achse und zueinander ausgerichtet sind, dass jeder Visierstrahl sowohl vor als auch nach einem Scharfpunktmessfleck zur Kennzeichnung der Größe des Messflecks verwendbar ist. Die Visierstrahlen werden von einer Lichtquelle und einer hinter der Lichtquelle angeordneten diffraktiven Optik, beispielsweise in Form eines Hologramms, erzeugt. Hierbei ist nachteilig, dass zur Erzeugung der Vielzahl von Visierstrahlen eine aufwendige diffraktive Optik notwendig ist. Der Wirkungsgrad derartiger diffraktiver Komponenten sowie deren Abbildungsqualität ist begrenzt.From the DE 196 54 276 A1 is a device for non-contact temperature measurement with a finite-imaging optics known. There, a plurality of sighting jets are provided, which are so skewed to the optical axis and aligned with each other that each sighting beam is usable both before and after a Scharfpunktmessfleck to identify the size of the measuring spot. The sighting beams are generated by a light source and a diffractive optic arranged behind the light source, for example in the form of a hologram. A disadvantage here is that a complex diffractive optics is necessary to produce the plurality of sight beams. The efficiency of such diffractive components and their imaging quality is limited.

Es ist auch bekannt, den Messfleck mit einer Markierung zu visualisieren, die als durchgehende Umrandungslinie des Messflecks wahrnehmbar ist. Eine kontinuierliche Umrandung wird beispielsweise dann wahrgenommen, wenn ein Laserstrahl mit einem schnell rotierenden Spiegel um den Messfleck geführt wird, wie dies beispielsweise in der US 5,368,392 offenbart ist. Aufgrund ihres Energieverbrauchs und einer erhöhten Störanfälligkeit sind bewegliche mechanische Bauteile im Rahmen der berührungslosen Temperaturmessung, insbesondere beim Einsatz in mobilen Infrarot-Temperaturmessgeräten, nachteilig.It is also known to visualize the measuring spot with a marking which is perceptible as a continuous border line of the measuring spot. A continuous border is perceived, for example, when a laser beam is guided around the measuring spot with a rapidly rotating mirror, as shown for example in US Pat US 5,368,392 is disclosed. Due to their energy consumption and an increased susceptibility to interference are moving mechanical components in the context of non-contact temperature measurement, especially when used in mobile infrared temperature measuring devices, disadvantageous.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur berührungslosen Temperaturmessung der gattungsbildenden Art so auszugestalten und weiterzubilden, dass mit einfachen Mitteln eine kostengünstige und störungsarme Visualisierung der Position und/oder der Größe des Messflecks auf dem Messobjekt ermöglicht ist.Of the present invention is based on the object, a device for contactless Temperature measurement of the generic type so and educate that with simple means a cost-effective and low-noise Visualization of the position and / or the size of the measuring spot on the measuring object allows is.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur berührungslosen Temperaturmessung löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Danach ist die gattungsbildende Vorrichtung derart ausgestaltet und weitergebildet, dass zur Bereitstellung jedes Visierstrahls jeweils eine unabhängige Lichtquelle vorgesehen ist.The inventive device for contactless Temperature measurement triggers the above object by the features of claim 1. Thereafter, the generic device is configured and further developed to provide each sighting beam each one independent Light source is provided.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass Vorrichtungen zur berührungslosen Temperaturmessung der hier in Rede stehenden Art stets das Problem mit sich bringen, dass zur deutlich sichtbaren und zuverlässigen Markierung des Messflecks mehrere Visierstrahlen erzeugt werden müssen. Dieses Problem ist in eleganter Weise dadurch gelöst, dass zur Bereitstellung jedes Visierstrahls jeweils eine unabhängige Lichtquelle vorgesehen ist. Dabei ist erkannt worden, dass Lichtquellen, beispielsweise in Form von Laserdioden, als Massenprodukte kostengünstig erhältlich und einfach einsetzbar sind. Auf aufwendige Strahlteilereinrichtungen oder komplizierte rotierende Bauteile kann dabei vollständig verzichtet werden, so dass das Problem der Störanfälligkeit wirksam gelöst ist. Zudem ist die Vorrichtung auch bei Ausfall einer der Lichtquellen weiterhin – zumindest eingeschränkt – einsetzbar.According to the invention it has been recognized that devices for non-contact temperature measurement of the type in question always bring the problem that for highly visible and reliable marking of the measuring spot several sighting beams must be generated. This problem is solved in an elegant manner by providing an independent light source for providing each sighting beam. It has been recognized that light sources, for example in Form of laser diodes, as mass products available inexpensively and are easy to use. In complex beam splitter devices or complicated rotating components can be completely dispensed with, so that the problem of susceptibility is effectively solved. In addition, the device is also in case of failure of one of the light sources continue - at least limited - used.

In besonders vorteilhafter Weise könnte vorgesehen sein, dass der Abstand des Messfleckscharfpunktes vom Detektor von einer Nahposition in eine Fernposition und umgekehrt änderbar ist. Dies könnte unter Beibehaltung der Abbildungsoptik in einfacher Weise dadurch geschehen, dass der Detektor entlang des optischen Kanals präzise und reproduzierbar verschiebbar ist. Eine derartige Ausgestaltung würde den praktischen Anforderungen Rechnung tragen, wonach es häufig erwünscht ist, mit demselben Temperaturmessgerät sowohl kleine Objekte in geringer Entfernung als auch größere Objekte in größerer Entfernung zu erfassen. Im Falle der Fernfokussierung – d.h. der Messfleckscharfpunkt befindet sich in der Fernposition – könnte der Detektor über die Abbildungsoptik beispielsweise ins Unendliche abgebildet werden, während für die Nahfokussierung – d.h. der Messfleckscharfpunkt befindet sich in der Nahposition – eine Entfernung des Messfleckscharfpunktes vom Messgerät von bspw. 10 cm vorgesehen sein könnte.In particularly advantageous way could be provided that the distance of the measuring spot sharp point of the Detector from a near position to a remote position and vice versa changeable is. this could while maintaining the imaging optics in a simple manner done that the detector along the optical channel precise and is reproducibly displaced. Such an embodiment would the take into account practical requirements, which it is often desirable to use same temperature gauge both small objects at close range and larger objects at a greater distance capture. In the case of remote focusing - i. the spot focus is located in the remote position - could the Detector over For example, the imaging optics are displayed at infinity. while for the Nahfokussierung - i. the spot focus is in the near position - a distance of the measuring spot sharp point provided by the measuring device of, for example, 10 cm could be.

Damit sowohl in der Nahposition als auch in der Fernposition die mittels der Visiereinrichtung erzeugte Markierung die Position und die Größe des Messflecks auf dem Messobjekt korrekt angibt, könnte auch die Visiereinrichtung entsprechend umschaltbar ausgeführt sein. Für ein Umschalten zwischen der Nahfokussierung und der Fernfokussierung könnte beispielsweise eine mechanische Einrichtung vorgesehen sein, mittels derer die Winkelstellung der Laser zueinander veränderbar ist. Dieses Kippen der Laser könnte sowohl manuell als auch motorisch durchführbar sein. Im Hinblick auf eine gute Reproduzierbarkeit der Laserstellungen könnte äußere und innere Anschläge vorgesehen sein, die die Winkelstellung der Laser begrenzen. Der äußere Anschlag könnte dabei derart ausgeführt sein, dass der Laser in der Anschlagstellung für die Fernfokussierung justiert ist. Entsprechendes gilt für den inneren Anschlag und die Justierung des Lasers für die Nahfokussierung.In order to both in the near position and in the remote position the means the sighting device generated the position and size of the measuring spot indicating correctly on the measuring object could also be the sighting device executed switchable accordingly be. For switching between the near focus and the far focus could be for example a mechanical device be provided by means of which the Angular position of the laser is changeable to each other. This tilting the laser could be both manually and motor feasible. With regard Good reproducibility of the laser positions could be external and internal attacks be provided, which limit the angular position of the laser. The outer stop could be executed in such a way be that the laser is adjusted in the stop position for the remote focusing is. The same applies to the inner stop and the adjustment of the laser for the near focus.

Zusätzlich oder alternativ zu der oben beschriebenen mechanischen Änderung der Laserstellung könnte die Ausrichtung der Visierstrahlen mittels einer optischen Einrichtung veränderbar sein. Bei der optischen Einrichtung könnte es sich beispielsweise um ein Prisma handeln, mit dem der Visierstrahl in die gewünschte Richtung gebrochen wird. Dabei könnte die Fernfokussierung ohne Prisma realisiert sein und zum Umschalten auf die Nahfokussierung ein Prisma in den Strahlengang des Visierstrahls einbringbar sein. Ebenso ist es denkbar, sowohl für die Nahfokussierung als auch für die Fernfokussierung ein Prisma im Strahlengang vorzusehen, wobei in diesem Fall durch Drehung des Prismas eine Veränderung des Brechungswinkels des Visierstrahls und damit eine Umschaltbarkeit zwischen Nahfokussierung und Fernfokussierung möglich ist. Die mit der Nah- und der Fernfokussierung korrespondierende Winkelstellung des Prismas könnte dabei wieder durch mechanische Anschläge begrenzt sein.Additionally or alternatively to the mechanical change described above the laser position could the alignment of the sighting beams by means of an optical device variable be. For example, the optical device could be act a prism, with which the sighting beam in the desired direction is broken. It could the remote focusing without prism be realized and to switch on the near focus a prism in the beam path of the sighting beam be einbringbar. Likewise it is conceivable, both for the Nahfokussierung as well as for the Fernfokussierung provide a prism in the beam path, wherein in this case a change by rotation of the prism the refractive angle of the sighting beam and thus a switchability between close focus and distant focus is possible. The with the Nah- and the far-focus corresponding angular position of the prism could be limited again by mechanical stops.

In besonders vorteilhafter Weise könnte vorgesehen sein, das nicht einzelne Laser bzw. einzelne Visierstrahlen verändert werden, um von der Nahfokussierung in die Fernfokussierung und umgekehrt umzuschalten, sondern das bestimmte Laser – dauerhaft – für die Nahfokussierung und andere Laser für die Fernfokussierung justiert sind. Beispielsweise könnten zwei der Visierstrahlen den Messfleck in der Nahposition kennzeichnen, während die übrigen Visierstrahlen zur Markierung des Messflecks in der Fernposition eingesetzt werden. Ein Fokuswechsel könnte dann besonders einfach über das Ein- bzw. Ausschalten der entsprechenden Laser erfolgen.In particularly advantageous way could be provided, not the individual laser or single sighting changed to switch from near focus to far focus and vice versa, but the particular laser - permanently - for the near focus and other lasers for the Remote Focusing are adjusted. For example, two of the sighting beams mark the measuring spot in the near position, while the remaining sighting rays mark the mark of the measuring spot in the remote position. A change of focus could then especially easy about the switching on and off of the corresponding laser done.

In konstruktiver Hinsicht könnte die Visiereinrichtung beispielsweise insgesamt acht Laser aufweisen, die kreisförmig um den optischen Kanal herum angeordnet sind. Die beiden Laser zur Nahfokussierung, d.h. zur Markierung der Nahposition des Messfleckscharfpunkts, könnten dabei windschief zur optischen Achse verlaufen und derart ausgerichtet sein, dass die beiden Visierstrahlen den Detektorstrahlen gang nachbilden und sich im Messfleckscharfpunkt auf der optischen Achse schneiden. Aufgrund der geringen, nahezu punktförmigen Ausdehnung des Messflecks in der Nahposition stimmt der sich ergebende Schnittpunkt der beiden Visierstrahlen in guter Näherung mit der tatsächlichen Messfleckgröße überein.In could be constructive the sighting device has, for example, a total of eight lasers, the circular are arranged around the optical channel. The two lasers for Nahfokussierung, i. for marking the near position of the spot focal point, could while skewed to the optical axis and aligned be that the two sighting rays emulate the detector beams gear and intersect at the spot focus on the optical axis. Due to the small, almost punctiform extent of the measuring spot in the near position, the resulting intersection of the two is correct Visor beams in good approximation with the actual Spot size match.

Die verbleibenden sechs Laser könnten nun allesamt zur Visualisierung des Messflecks in der Fernposition eingesetzt werden, indem sie nämlich parallel zum optischen Kanal des Detektors ausgerichtet werden. Für entfernte Objekte bilden die sechs Visierstrahlen aufgrund der kreisförmigen Anordnung der Laser um den optischen Kanal des Detektors einen auf dem Objekt sichtbaren Kreis aus sechs Leuchtpunkten, der die Position und die Größe des Messflecks auf dem Messobjekt markiert.The remaining six lasers could now all for the visualization of the measuring spot in the remote position be used, namely, in parallel be aligned to the optical channel of the detector. For remote Objects form the six sighting rays due to the circular arrangement of the Laser around the optical channel of the detector one on the object visible circle of six luminous points, the position and the Size of the measuring spot marked on the measuring object.

Es sei angemerkt, dass der Messfleck in der Fernposition prinzipiell natürlich auch durch eine größere oder kleinere Anzahl von Lasern markiert werden könnte, so z.B. durch vier oder acht Laser. Beim Einsatz von vier Lasern ergibt sich jedoch nur ein ungenügender optischer Eindruck eines Kreises, während der Einsatz von acht Lasern die Messvorrichtung aufwendiger und teurer in der Herstellung macht, ohne dabei allerdings zu einer wesentlichen Verbesserung hinsichtlich der Deutlichkeit der Messfleckmarkierung beizutragen.It should be noted that the measuring spot in the remote position could, of course, also be marked by a larger or smaller number of lasers, for example by four or eight lasers. When using four lasers, however, there is only an insufficient visual impression of a circle, currency The use of eight lasers makes the measuring device more expensive and more expensive to manufacture, without, however, contributing to a substantial improvement in terms of the clarity of the measuring spot mark.

Im Hinblick auf eine einfache Bauweise könnten alle Laser äquidistant zueinander um den optischen Kanal herum angeordnet sein. Im Hinblick auf eine übersichtliche und klare Messfleckmarkierung ist es jedoch vorzuziehen, die sechs Laser zur Visualisierung des Messflecks in der Fernposition äquidistant zueinander um den optischen Kanal herum anzuordnen, so dass benachbarte Laser jeweils einen Winkel von 60° miteinander einschließen. Die beiden Laser zur Kennzeichnung des Messflecks der Nahposition könnten dann an beliebigen Stellen zwischen den Lasern zur Kennzeichnung des Messflecks in der Fernposition angeordnet sein, wobei sie in vorteilhafter Weise bezüglich des optischen Kanals einander gegenüberliegend positioniert sind.in the In view of a simple design, all lasers could be equidistant be arranged to each other around the optical channel around. With regard a clear and clear spot mark, however, it is preferable to the six Laser for visualization of the measuring spot in the remote position equidistant to arrange each other around the optical channel, so that adjacent Each laser at an angle of 60 ° with each other lock in. The two lasers for marking the measuring spot of the near position could then at any point between the lasers for identification of the measuring spot in the remote position, wherein they are in advantageous manner of the optical channel are positioned opposite each other.

Im Hinblick auf eine benutzerfreundliche Bedienbarkeit und zur weitestgehenden Vermeidung benutzerseitiger Fehljustierungen könnte die Vorrichtung derart ausgestaltet sein, dass die Umschaltung der Visiereinrichtung in Abhängigkeit von der Detektorposition automatisch erfolgt. Befindet sich der Detektor – beispielsweise zur Messung der Temperatur eines kleinen Messflecks in geringer Entfernung – in der Stellung, die mit der Nahposition des Messfleckscharfpunktes korrespondiert, so könnten die sechs Laser zur Fernfokussierung automatisch inaktiv, d.h. ausgeschaltet sein. Diese würden automatisch aktiviert, d.h. eingeschaltet, sobald sich der Detektor in der anderen, d.h. mit der Fernposition des Messfleckscharfpunktes korrespondieren Stellung befindet.in the In terms of user-friendly operation and to the greatest possible extent Avoiding user misalignments, the device could be configured that the switching of the sighting device in dependence automatically from the detector position. Is the Detector - for example to measure the temperature of a small spot in low Distance - in the Position corresponding to the near position of the spot focus, so could the six far-focusing lasers automatically become inactive, i. switched off be. These would automatically activated, i. turned on as soon as the detector in the other, i. with the remote position of the spot focus corresponding position is located.

In einer besonders komfortablen und bedienerfreundlichen Ausgestaltung könnten die Laser mittels einer Elektronik einzeln ansteuerbar sein. Im Konkreten könnten die Laser dann in Umfangsrichtung des optischen Kanals jeweils mit geringer zeitlicher Verzögerung nacheinander angesteuert werden. Durch eine derartige Rotation entstünde der Eindruck einer sich drehenden Kreisanordnung. Der hervorgerufene optische Eindruck wäre entsprechend der eingestellten Verzögerungszeiten zwischen der Ansteuerung benachbarter Laser beliebig veränderbar.In a particularly comfortable and user-friendly design could the lasers can be controlled individually by means of an electronic system. In the concrete could the lasers then in the circumferential direction of the optical channel with each little time delay be controlled in succession. By such a rotation would arise the Impression of a spinning circle arrangement. The evoked visual impression would be according to the set delay times between the control adjacent laser can be changed as required.

Von ganz besonderem Vorteil ist es in diesem Zusammenhang, die Frequenz der Laseransteuerung proportional zur gemessenen Temperatur zu wählen. Beispielsweise könnte die Rotation umso schneller erfolgen, je höher die gemessene Temperatur ist. Eine andere Möglichkeit der Visualisierung des Messergebnisses besteht darin, die Farbe der Visierstrahlen in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur zu verändern. Dies könnte beispielsweise durch Mischung von grünem bzw. rotem Laserlicht erreicht werden, wobei die Verwendung von zusätzlichen andersfarbigen Lasern ebenso denkbar wäre. So könnte beim Überschreiten einer vorgebbaren Schwellentemperatur ein automatisches Umschalten von bspw. roten Lasern auf grüne Laser vorgesehen sein.From very particular advantage in this context is the frequency the laser control proportional to the measured temperature to choose. For example could the faster the rotation, the higher the measured temperature is. Another possibility the visualization of the measurement result is the color the sighting rays in dependence to change from the measured temperature. This could be, for example by mixing green or red laser light can be achieved, the use of additional different-colored lasers would also be conceivable. So could when exceeding a predetermined threshold temperature an automatic switching from, for example, red lasers to green lasers be provided.

Neben den genannten indirekten Methoden zur Messwertvisualisierung könnte die gemessene Temperatur natürlich auch direkt sichtbar gemacht werden, beispielsweise auf einem separaten Display. Im praktischen Gebrauch hat sich eine Display-Anzeige jedoch als dahingehend nachteilig erwiesen, dass ein Benutzer zum Ablesen des Temperaturmesswertes auf dem Display den Blick von dem Messfleck abwenden muss. Mit dem Abwenden des Blickes ist häufig eine Veränderung der Ausrichtung des Messgerätes verbunden, was im Ergebnis eine fehlerhafte Temperaturanzeige zur Folge hat. Es könnte daher eine Einrichtung vorgesehen sein, mittels derer die gemessene Temperatur – oder aber auch beliebige andere Informationen – direkt auf den Messfleck oder zumindest in die unmittelbare Nähe des Messflecks projiziert wird. Ein Benutzer wäre somit in der Lage, anhand der mittels der Visiereinrichtung erzeugten optisch sichtbaren Markierung die korrekte Ausrichtung des Messgerätes zu überwachen und gleichzeitig die gemessene Temperatur abzulesen.Next The aforementioned indirect methods for measured value visualization could be the measured temperature of course also be made directly visible, for example, on a separate Display. In practical use, however, a display ad has as to the disadvantage that a user to read the Temperature reading on the display the view from the spot must turn away. With the turning away of the look is often one change the orientation of the meter connected, resulting in a faulty temperature indicator for Episode has. It could Therefore, a device may be provided by means of which the measured Temperature - or but also any other information - directly on the spot or at least projected in the immediate vicinity of the measuring spot becomes. A user would be thus able to be generated by means of the sighting device optically visible marking to monitor the correct orientation of the meter and at the same time read the measured temperature.

In besonders vorteilhafter Weise könnte zudem eine Kamera vorgesehen sein, mit der eine Aufnahme des Messobjekts einschließlich des Messflecks und der projizierten Temperaturanzeige erstellt werden kann. Hierdurch würde eine spätere Auswertung oder Dokumentation der Messergebnisse ganz erheblich erleichtert. Die Scharfstellung der Kamera könnte dabei insbesondere zusammen mit der Fokussierung der Visiereinrichtung erfolgen: Schaltet die Visiereinrichtung bspw. von der Fern- in die Nahfokussierung um, so könnte der Fokus der Kamera automatisch entsprechend verändert werden, und zwar beispielsweise unter Verwendung der oben genannten Verstellmechanismen für den Detektor und/oder die Visiereinrichtung oder durch Bereitstellung separater Mittel.In particularly advantageous way could In addition, a camera be provided, with a recording of the measurement object including of the measuring spot and the projected temperature display can. This would a later one Evaluation or documentation of the measurement results quite considerably facilitated. The focus of the camera could in particular together with the focusing of the sighting device: Turns the Sighting device, for example, from the distance to the near focus, so could the focus of the camera will be automatically changed accordingly namely, for example, using the above adjustment mechanisms for the Detector and / or the sighting device or by providing separate means.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigtIt are now different ways to design the teaching of the present invention in an advantageous manner and further education. On the one hand to the claim 1 subordinate claims and on the other hand to the following explanation of a preferred embodiment of the invention with reference to the drawing. Combined with the explanation of the preferred embodiment The invention with reference to the drawings are also generally preferred Embodiments and developments of the teaching explained. In the drawing shows

1 in einer schematischen Seitenansicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur berührungslosen Temperaturmessung und 1 in a schematic side view of an inventive device for non-contact temperature measurement and

2 in schematischer Darstellung die Vorrichtung aus 1 in einer Ansicht entlang des optischen Kanals. 2 in a schematic representation of the device 1 in a view along the optical channel.

1 zeigt in schematischer Seitenansicht eine prinzipielle Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur berührungslosen Temperaturmessung in Form ei nes Hand-Messgeräts 1. Das Messgerät 1 umfasst dabei einen IR-Detektor 2, auf dem von einem Objekt (nicht dargestellt) ausgehende Wärmestrahlung mittels eines optischen Systems abbildbar ist. In dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist das optische System als einfache Sammellinse 3 ausgeführt, welche die Wärmestrahlung auf den Detektor 2 fokussiert. 1 shows a schematic side view of a basic representation of a device according to the invention for non-contact temperature measurement in the form of a hand-held measuring device 1 , The measuring device 1 includes an IR detector 2 , on which thermal radiation emanating from an object (not shown) can be imaged by means of an optical system. In the embodiment according to 1 is the optical system as a simple converging lens 3 executed, which the heat radiation to the detector 2 focused.

Wie durch den Doppelpfeil 4 angedeutet, ist der Detektor 2 entlang der Achse eines IR-optischen Kanals 5 präzise und reproduzierbar zwischen zwei Positionen verschiebbar. Im Konkreten handelt es sich dabei zum Einen um die mit durchgezogenen Linien gekennzeichnete Position 6, die mit der Fernposition des Messfleckscharfpunktes korrespondiert. Dabei ist der Detektor 2 im Brennpunkt der Sammellinse 3 angeordnet und wird durch die Sammellinse 3 folglich ins Unendliche abgebildet. Die zweite, gestrichelt gezeichnete Position 7 korrespondiert mit der Nahposition des Messfleckscharfpunktes. Befindet sich der Detektor 2 in dieser Stellung, so kommt der Messfleckscharfpunkt in endliche Entfernung von dem Messgerät 1 zu liegen. Im praktischen Gebrauch erlaubt das Messgerät 1 somit einerseits beispielsweise 2 mm große Objekte in 10 cm Entfernung zu messen (Nahfokussierung) und andererseits beispielsweise 5 m entfernte Objekte mit einem Durchmesser von 10 cm zu erfassen (Fernfokussierung).As by the double arrow 4 implied, is the detector 2 along the axis of an IR optical channel 5 precise and reproducible between two positions. Specifically, these are, on the one hand, the position marked by solid lines 6 , which corresponds to the remote position of the spot focus. Here is the detector 2 in the focal point of the condenser lens 3 arranged and is through the condenser lens 3 consequently depicted in the infinite. The second dashed line position 7 corresponds to the near position of the spot focus. Is the detector located? 2 in this position, the spot focus comes at a finite distance from the meter 1 to lie. In practical use, the meter allows 1 Thus, on the one hand, for example, to measure 2 mm objects in 10 cm distance (close focus) and on the other hand, for example, 5 m distant objects with a diameter of 10 cm to capture (telephoto).

Um den optischen Kanal 5 herum sind insgesamt acht Laserdioden 8, 9 kreisförmig angeordnet, wobei nur die obere und die untere Laserdiode 8 sowie die drei auf dem – bezüglich der Seitenansicht von 1 – vorderen Halbkreis angeordneten Laserdioden 9 zu erkennen sind. Die obere und die untere Laserdiode 8 sind windschief zur Achse des optischen Kanals 5 angeordnet und werden für die Nahfokussierung eingesetzt. Dazu sind die beiden Laserdioden 8 derart ausgerichtet, dass sie den Detektorstrahlengang 10 nachbilden, der sich ergibt, wenn der Detektor 2 in die Position 7 für die Nahfokussierung verschoben ist. Die Visierstrahlen der beiden Laserdioden 8 schneiden sich dann im Messfleck 11. Für einen Benutzer bedeutet dies, dass er die Entfernung des Messgeräts 1 vom Messobjekt solange verändern muss, bis die beiden Visierstrahlen auf dem Messobjekt deckungsgleich erscheinen.To the optical channel 5 There are a total of eight laser diodes around 8th . 9 arranged in a circle, with only the upper and the lower laser diode 8th as well as the three on the - regarding the side view of 1 - Front semicircle arranged laser diodes 9 can be seen. The upper and the lower laser diode 8th are skewed to the axis of the optical channel 5 arranged and are used for the Nahfokussierung. These are the two laser diodes 8th aligned so that they the detector beam path 10 emulate that results when the detector 2 in the position 7 is shifted for the near focus. The sighting beams of the two laser diodes 8th then intersect in the measurement spot 11 , For a user, this means that he is removing the meter 1 must change from the object to be measured until the two sight rays appear congruent on the measurement object.

Möchte der Benutzer weiter entfernte Objekte erfassen, so kann das Messgerät 1 umgeschaltet werden, indem der Detektor 2 in die Position 6 für die Fernfokussie rung verfahren wird. Sobald der Detektor 2 die Position 6 erreicht, wird auch die Visiereinrichtung umgeschaltet, indem die insgesamt sechs Laserdioden 9 automatisch aktiviert und die beiden Laserdioden 8 deaktiviert werden. Die Laserdioden 9 sind parallel zum optischen Kanal 5 ausgerichtet und derart auf die Abbildungsoptik abgestimmt, dass sie den Detektorstrahlengang 12 für die Fernfokussierung präzise nachbilden.If the user wants to capture more distant objects, the meter may 1 be switched by the detector 2 in the position 6 for the remote focus. As soon as the detector 2 the position 6 reached, the sighting device is switched by the total of six laser diodes 9 automatically activated and the two laser diodes 8th be deactivated. The laser diodes 9 are parallel to the optical channel 5 aligned and matched to the imaging optics that they the detector beam path 12 Precise reproduction for telephoto focusing.

Aus 2, die das Messgerät 1 in einer schematischen Darstellung entlang des optischen Kanals 5 zeigt, wird die genaue Anordnung der Laserdioden 8, 9 ersichtlich. Die Laser 8, 9 sind kreisförmig um den optischen Kanal 5 angeordnet, wobei die beiden Laser 8 zur Visualisierung des Messflecks 11 in der Nahposition einander in Bezug auf den optischen Kanal 5 gegenüber liegen. Die übrigen sechs Laser 9 für die Fernfokussierung sind äquidistant zueinander angeordnet, wobei zwei benachbarte Laserdioden 9 einen Winkel von jeweils 60° miteinander einschließen. Auf diese Weise wird ein symmetrisches kreisförmiges Beleuchtungsmuster erzeugt, welches den äußeren Umfang des Messflecks auf dem Messobjekt markiert.Out 2 that the meter 1 in a schematic representation along the optical channel 5 shows, the exact arrangement of the laser diodes 8th . 9 seen. The lasers 8th . 9 are circular around the optical channel 5 arranged, with the two lasers 8th for visualization of the measuring spot 11 in the near position each other with respect to the optical channel 5 lie opposite. The remaining six lasers 9 for the remote focusing are arranged equidistantly from each other, with two adjacent laser diodes 9 enclose an angle of 60 ° with each other. In this way, a symmetrical circular illumination pattern is generated, which marks the outer circumference of the measurement spot on the measurement object.

Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das voranstehend beschriebene Ausführungsbeispiel lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dient, diese jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel einschränkt.Finally, be expressly pointed out that the embodiment described above for discussion only the claimed teaching is, but not on the embodiment limits.

Claims

Device for non-contact temperature measurement, with a detector ( 2 ), can be imaged on the emanating from a measuring spot on a measuring object electromagnetic radiation by means of imaging optics, and with a sighting device for marking the position and / or the size of the measuring spot on the measuring object, wherein the sighting device has a light source for providing at least two sighting , characterized in that each one independent light source is provided to provide each sighting beam.

Apparatus according to claim 1, characterized in that as light sources laser ( 8th . 9 ), in particular laser diodes, are provided.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the distance of the focal point of the measuring spot from the detector ( 2 ) is reproducibly changeable from a near position to a remote position and vice versa.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the detector ( 2 ) an optical channel ( 5 ), the detector ( 2 ) along the optical channel ( 5 ) is displaceable.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized that the sighting device between a Nahfokussierung and a Fernfokussierung is switchable.

Device according to claim 5, characterized in that that the lasers change focus by means of a mechanical device are mutually changeable in their angular position.

Device according to claim 6, characterized in that that outer and provided internal stops which are the angular position of the laser in near-focus and at Limit remote focus.

Device according to one of claims 5 to 7, characterized that the orientation of the sighting rays to the focus change means an optical device changeable is.

Device according to claim 8, characterized in that that to change the orientations of the sighting prisms are provided.

Device according to claim 9, characterized in that that the prisms can be introduced into the beam path of the sighting beams are and / or are rotatable in the beam path of the sight beams.

Device according to claim 10, characterized in that that mechanical stops are provided, which are the angular position of the prisms for the close focus and limit the telephoto focus.

Device according to one of claims 3 to 11, characterized in that two of the sighting beams for visualizing the measuring spot ( 11 ) in the near position and the remaining sighting beams are provided for visualizing the measuring spot in the remote position.

Device according to one of claims 2 to 12, characterized in that the sighting device a total of eight laser ( 8th . 9 ) having.

Device according to one of claims 2 to 13, characterized in that the laser ( 8th . 9 ) circularly around the optical channel ( 5 ) are arranged around.

Device according to one of claims 2 to 14, characterized in that the laser ( 8th . 9 ) equidistant from each other about the optical channel ( 5 ) are arranged around.

Device according to one of claims 12 to 14, characterized in that the laser ( 8th . 9 ) for visualizing the measuring spot in the remote position equidistant from each other about the optical channel ( 5 ) are arranged around.

Device according to one of claims 12 to 16, characterized in that the two lasers ( 8th ) for the visualization of the measuring spot ( 11 ) are aligned in the near position so that the sighting rays intersect.

Device according to one of claims 12 to 17, characterized in that the two lasers ( 8th ) for the visualization of the measuring spot ( 11 ) in the near position with respect to the optical channel ( 5 ) face each other.

Device according to one of claims 12 to 18, characterized in that the laser ( 9 ) for visualizing the measuring spot in the remote position parallel to the optical channel ( 5 ) are aligned.

Device according to one of claims 12 to 19, characterized that the switching of the sighting device according to the detector position automatically done.

Device according to one of claims 2 to 20, characterized that the lasers can be controlled individually by means of an electronic system.

Device according to one of claims 12 to 21, characterized in that the laser ( 9 ) for visualizing the measuring spot in the remote position for generating a rotational action in the direction of the circumference of the optical channel ( 5 ) can be controlled one after the other.

Device according to claim 22, characterized in that that the frequency of the laser control is proportional to the temperature of the measuring spot on the measuring object.

Device according to one of claims 1 to 23, characterized that the color of the sight rays depending on the temperature of the measuring spot on the measuring object is changeable.

Device according to one of claims 1 to 24, characterized by a device for the projection of the measured temperature or other information on the spot or in the vicinity of the measuring spot.

Device according to one of claims 1 to 25, characterized by a camera for taking a picture of the measurement object including of the measuring spot.

Device according to claim 26, characterized in that that the focus of the camera along with the change the position of the focus of the measuring spot and / or with the focus change the sighting device takes place.