DE1284659B

DE1284659B - Method for measuring the temperature distribution of a hot zone

Info

Publication number: DE1284659B
Application number: DEF36462A
Authority: DE
Inventors: Windischbauer; Dr Herbert
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1960-11-05
Filing date: 1960-11-05
Publication date: 1968-12-05

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Messen der Temperaturverteilung einer heißen Zone, wobei das Objekt zwecks Sichtbarmachung der von ihm ausgehenden Temperaturstrahlung mittels einer Fernsehkamera unter Verwendung entsprechend beschaffener und geeichter, fernsehtechnischer Mittel aufgenommen wird. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Messen der Temperaturverteilung, wie sie im Inneren eines Schmelzofens gegeben ist. The invention relates to a method for measuring the temperature distribution a hot zone, with the object in order to make the emanating from it visible Thermal radiation by means of a television camera using appropriately designed and calibrated, television technology means is included. In particular, relates the invention relates to a method for measuring the temperature distribution, as they is given inside a melting furnace.

Nach einem bekannten Verfahren kann das Innere eines Schmelzofens mit einer Fernsehkamera aufgenommen und ein Bild der Schmelze auf dem Bildschirm eines Fernsehempfängers wiedergegeben werden. In vielen Fällen - und insbesondere bei einer verhältnismäßig gleichmäßigen Temperaturverteilung - ist die Art dieses Temperaturfeldes nicht deutlich erkennbar, und es kann schwierig sein, ein bestimmtes Temperaturfeld zu charakterisieren und gegebenenfalls später wieder zu erkennen. According to a known method, the interior of a melting furnace taken with a television camera and a picture of the melt on the screen of a television receiver. In many cases - and in particular with a relatively even temperature distribution - this is the nature of this The temperature field is not clearly visible, and it can be difficult to identify a specific one To characterize the temperature field and, if necessary, to recognize it again later.

Die Erfindung bezweckt, eine Einrichtung anzugeben, mittels der die Nachteile des bekannten Verfahrens vermieden werden. The invention aims to provide a device by means of which the Disadvantages of the known method can be avoided.

Erfindungsgemäß ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Abtastung des Objektes gewonnene Videosignal einer zusätzlichen Schaltungsanordnung zugeführt und darin ein Signal erzeugt wird, das auf einem Fernsehbildschirm als Linienzug (Isotherme) erscheint, dem Objektpunkte gleicher Temperaturstrahlung zugeordnet sind. According to the invention, the method is characterized in that the Video signal of an additional circuit arrangement obtained when the object is scanned is supplied and a signal is generated therein, which is displayed on a television screen as Line (isotherm) appears, assigned to the object point of the same temperature radiation are.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Temperaturverteilung der aufgenommenen heißen Zone durch die Isothermendarstellung außerordentlich übersichtlich zu erkennen ist, so daß deren charakteristische Merkmale gegebenenfalls zu einem späteren Zeitpunkt leicht wiedererkannt werden können. Diesem Vorteil kommt insbesondere dann eine besondere Bedeutung zu, wenn die aufgenommene heiße Zone eine relativ gleichmäßige Temperaturverteilung aufweist. The invention has the advantage that the temperature distribution of the recorded The hot zone can be seen extremely clearly through the isothermal display is, so that their characteristic features may be available at a later date can be easily recognized. This advantage then comes in particular of particular importance when the captured hot zone is a relatively uniform one Has temperature distribution.

Die Strahlenverteilung und die Temperaturverteilung können mit an sich bekannten Mitteln des monochronen Fernsehens (z. B. in Grautönen) dargestellt werden. Um die Unterschiede hinsichtlich der Temperaturstrahlung bzw. hinsichtlich der Temperaturverteilung besonders hervorzuheben und augenfällig zu machen, können den einzelnen Objektbildpunkten in Abhängigkeit von deren Termperaturstrahlung jeweils bestimmte farbige Bildpunkte zugeordnet und unter Verwendung einer Farbfernsehwiedergabe-Einrichtung sichtbar gemacht werden. The radiation distribution and the temperature distribution can also be used known means of monochronous television (e.g. in shades of gray) will. To see the differences in terms of temperature radiation and in terms of to highlight the temperature distribution and make it obvious the individual object image points depending on their thermal radiation assigned specific colored pixels and using a color television display device be made visible.

Im folgenden werden die Erfindung und Ausführungsbeispiele derselben an Hand der Fig. 1 bis 6 erläutert, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Details schematisch dargestellt sind. In mehreren Figuren vorkommende gleiche Einrichtungen sind durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Es zeigt F i g. 1 eine Anordnung zur fernsehmäßigen Aufnahme und Darstellung der von einem Objekt ausgehenden Temperaturstrahlung, Fig. 2 Impulsfolgen zur Ableitung von Isothermen, F i g. 3 eine Schaltungsanordnung zur Sichtbarmachung von Isothermen auf dem Bildschirm eines Fernsehempfängers, F i g. 4 bis 6 weitere Impulsfolgen zur Gewinnung von Isothermen. The following are the invention and embodiments thereof explained with reference to FIGS. 1 to 6, only those for understanding the invention necessary details are shown schematically. Occurring in several figures the same devices are identified by the same reference symbols. It shows F i g. 1 shows an arrangement for the television recording and display of one Temperature radiation emanating from the object, Fig. 2 Pulse sequences for deriving isotherms, F i g. 3 shows a circuit arrangement for making isotherms visible on the screen a television receiver, FIG. 4 to 6 further pulse sequences to obtain isotherms.

Nach Fig. 1 wird das Objektl mit einer Fernsehkamera 2 aufgenommen und dabei einVideosignal gewonnen, welches unter Verwendung eines Betriebsgerätes 3 auf dem Bildschirm 4 eines Fernsehempfängers 5 sichtbar gemacht wird. Als Objekt 1 ist eine glühende Masse denkbar, deren Temperaturstrahlung sich hinsichtlich der BereicheBi, B2, B3, B unterscheidet. Entsprechend diesen Bereichen werden auf dem Bildschirm 4 die Bildbereiche7 bis 11 wiedergegeben. According to FIG. 1, the object is recorded with a television camera 2 and thereby obtained a video signal which is generated using an operating device 3 is made visible on the screen 4 of a television receiver 5. As an object 1 a glowing mass is conceivable, the temperature radiation of which differs in terms of the Areas Bi, B2, B3, B differentiate. According to these areas are on the Screen 4 shows image areas 7 to 11.

Innerhalb des Betriebsgerätes 3 ist ein Generator 12 zur Erzeugung der Betriebsspannungen und eine Farbstufel3 angeordnet, die in Verbindung mit einem Farbfernsehempfänger 5' betrieben werden soll, so daß den einzelnen Objektpunkten in Abhängigkeit von deren jeweiliger Temperaturstrahlung bestimmte farbige Bildpunkte zugeordnet und auf dem Bildschirm 4' sichtbar gemacht werden. Within the operating device 3 there is a generator 12 for generation of the operating voltages and a color step 3 arranged in connection with a Color television receiver 5 'is to be operated so that the individual object points certain colored pixels depending on their respective temperature radiation assigned and made visible on the screen 4 '.

In der Schaltungsanordnung 14 werden aus dem Videosignal, das unter Verwendung der Fernsehkamera 2 gewonnen wurde, Isothermensignale abgeleitet. In the circuit arrangement 14 are from the video signal, which under Using the television camera 2 was obtained, isothermal signals derived.

Eine Art der Ableitung von Isothermensignalen ist aus Fig. 2 zu ersehen. Zwecks einfacherer Darstellung ist nur ein bei der Abtastung entlang einer Zeile gewonnenes Videosignal 17 mit den Horizontalaustastlücken 18 und 19 dargestellt. Aus diesem Videosignal 17 wird in an sich bekannter Weise durch doppelseitige Begrenzung der Amplitudenbereich 21 herausgeschnitten und durchnachfolgendeÜbersteuerung das annähernd rechteckförmige Signal 22 gewonnen, woraus weiterhin die Signale 23 und 24 abgeleitet werden. Die kurzdauernden Impulse 25 und 26 treten zeitlich und damit auf dem Bildschirm eines Fernsehempfängers auch örtlich an jeweils denjenigen Stellen auf, an denen das Videosignal 17 eine bestimmte Amplitude erreicht und das Objekt eine entsprechende Temperaturstrahlung abstrahlt. Wenn derartig kurzdauernde Impulse vom gesamten Videosignal (und nicht nur von denjenigen einer einzigen Zeile) abgeleitet werden, dann entsteht ein Signal, das auf dem Bildschirm eines Fernsehempfängers einen geschlossenen Linienzug (Isotherme) ergibt. One way of deriving isothermal signals can be seen from FIG. For the sake of simplicity, only one is shown when scanning along a line obtained video signal 17 with the horizontal blanking gaps 18 and 19 shown. This video signal 17 becomes in a manner known per se by double-sided limitation the amplitude range 21 is cut out and the approximately square-wave signal 22 obtained, from which the signals 23 and 24 can be derived. The short pulses 25 and 26 occur in time and therefore also locally at those points on the screen of a television receiver at which the video signal 17 reaches a certain amplitude and the object emits a corresponding temperature radiation. If such short-lasting impulses derived from the entire video signal (and not just from those of a single line) then a signal is produced that appears on the screen of a television receiver results in a closed line (isotherm).

Auf diese Weise können bei dem bei der Abtastung des Objektes gewonnenen Videosignals mehrere Isothermen, beispielsweise entsprechend den Amplitudenbereichen 27 und 28 abgeleitet werden.In this way, the obtained when scanning the object Video signal several isotherms, for example corresponding to the amplitude ranges 27 and 28 can be derived.

Um eine dieser Isothermen besonders zu kennzeichnen, kann das Signal 24 mit dem Signal 29 gemischt werden, wodurch alle diejenigen Impulse 25 und 26, die gleichzeitig mit einem der Impulse 31 bis 35 auftreten, ausgetastet und damit unsichtbar gemacht werden. Im vorliegenden Fall wird nur der Impuls 25 ausgetastet, wogegen der Impuls26 bestehenbleibt. Es entsteht dadurch ein gestrichelter Linienzug 36, wie er in F i g. 3 dargestellt ist. Dabei wird das bei der Abtastung des Objektes gewonnene Videosignal der Schaltungsanordnung über Klemme 37 zugeführt und in den Stufen 38 bis 40 werden daraus die Signale mit kurzdauernden Impulsen nach Art des Signals 24 (Fig. 2) gewonnen. In Stufe 42 wird das Signal der Stufe 40 zum Signal 29 addiert. In order to identify one of these isotherms, the signal 24 are mixed with the signal 29, whereby all those pulses 25 and 26, which occur simultaneously with one of the pulses 31 to 35, blanked and thus be made invisible. In the present case, only pulse 25 is blanked, whereas the pulse26 persists. This creates a dashed line 36, as shown in FIG. 3 is shown. This is done when the object is scanned The video signal obtained is fed to the circuit arrangement via terminal 37 and into the Steps 38 to 40 are used to generate the signals with short-term impulses like the Signal 24 (Fig. 2) obtained. In step 42, the signal of step 40 becomes the signal 29 added.

Die Ausgänge der Stufen 38, 39 und 42 münden in die Addierstufe 43, in der ein Signal gewonnen wird, das auf dem Bildschirm 4 sichtbar gemacht wird und dort die Isothermen 36, 44 und 45 darstellt.The outputs of the stages 38, 39 and 42 lead to the adder stage 43, in which a signal is obtained which is made visible on the screen 4 and there represents the isotherms 36, 44 and 45.

Die Stellung der Begrenzer zur Abschneidung der Amplitudenbereiche 21, 27 und 28 (nach F i g. 2) wird derart eingestellt, daß in Abhängigkeit von der Temperatur 1 Videosignalübertragungscharakteristik die Isothermen 36, 44 45 derart dargestellt werden, daß deren Nennwertdifferenzen gleich sind und z. B. The position of the limiter to cut off the amplitude ranges 21, 27 and 28 (according to Fig. 2) is set in such a way that as a function of from the temperature 1 video signal transmission characteristic the isotherms 36, 44 45 are represented in such a way that their nominal value differences are equal and z. B.

500 C betragen. Der Bildgrund, von dem sich die Isothermen 36, 44 und 45 abheben, ist gleichmäßig getönt, also beispielsweise schwarz, oder hat einen gleichmäßigen Farbton.500 C. The picture base from which the isotherms 36, 44 and 45 take off, is evenly tinted, e.g. black, or has one uniform shade.

Die Signale zur Ableitung von Isothermen können jedoch auch nach F i g. 4 abgeleitet werden. Dabei wird also aus dem Videosignal 46 durch doppelseitige Begrenzung das Stufensignal 47 abgeleitet, durch welches allen Videosignalamplituden, die innerhalb der in der Figur dargestellten drei Bereiche liegen, je eine bestimmte Helligkeit oder Farbe zugeordnet wird. Ein derartiges Stufensignal 47 bewirkt also eine Art Quantisierung und entspricht einem Bild, wie es beispielsweise in Fig. 1 auf dem Bildschirm 4 bzw. 4' dargestellt ist. Dabei sind die Grenzlinien zwischen den einzelnen Bereichen 7 bis 11 ebenfalls Isothermen. Diese Isothermen heben sich nunmehr jedoch von einem verschieden getönten bzw. verschiedenfarbigen Bildgrund ab. The signals for deriving isotherms can, however, also according to F i g. 4 can be derived. In doing so, the video signal 46 becomes double-sided Limiting the step signal 47 derived through which all video signal amplitudes, which lie within the three areas shown in the figure, each one specific Brightness or color is assigned. Such a step signal 47 thus effects a kind of quantization and corresponds to an image as shown in Fig. 1 is shown on the screen 4 or 4 '. The border lines are between the individual areas 7 to 11 are also isotherms. These isotherms cancel each other out now, however, from a differently toned or differently colored background away.

Die F i g. 5 und 6 zeigen weitere Videosignale 51 bzw. 52, denen rechteckförmige Signale 53 bzw. 54 derart hinzugefügt sind, daß die sich ergebenden kombinierten Signale auf dem Bildschirm eines Fernsehempfängers sowohl die Helligkeit bzw. Farbe in Abhängigkeit von der Temperatur der aufgenommenen heißen Zone als auch gleichzeitig Isothermen durch schwarze oder weiße bzw. farbige Linienzüge darstellen. Auf diese Weise entsteht also ein Bild, das sich von dem des Bildschirmes 4 bzw. 4' nach F i g. 3 dadurch unterscheidet, daß an Stelle des gleichförmig schwarzen Bildgrundes ein von der Temperatur des Objektes abhängiger Bildgrund sichtbar ist. Von dem im allgemeinen verschieden getönten bzw. verschiedenfarbigen Bildgrund heben sich dann entweder schwarze oder weiße bzw. verschiedenfarbige Isothermen ab. The F i g. 5 and 6 show further video signals 51 and 52, respectively rectangular signals 53 and 54 are added such that the resulting combined signals on the screen of a television receiver both the brightness or color as a function of the temperature of the recorded hot zone also represent isotherms at the same time using black or white or colored lines. In this way, an image is created that differs from that of the screen 4 or 4 'according to FIG. 3 differs in that instead of the uniformly black Picture base, a picture base dependent on the temperature of the object is visible. Lift from the generally differently tinted or differently colored background then either black or white or different colored isotherms emerge.

Claims

Claims: 1. Method for measuring the temperature distribution a hot zone, with the object in order to make the emanating from it visible Thermal radiation by means of a television camera using appropriately designed and calibrated television equipment is taken, characterized by that the video signal obtained when scanning the object (1) is an additional Circuit arrangement (3, 38, 39, 40, 42, 43) is supplied and a signal (24, 47, 51, 52) is generated, which on a television screen (4 or 4 ') as a line (Isotherm 36, 44, 45) appears, the object point of the same temperature radiation assigned.

2. The method according to claim 1, characterized in that from the Video signal (46) a step signal (47) is generated by which all video signal amplitudes, which lie within a few defined areas (quantization), one each specific brightness and / or color is assigned.

3. The method according to claim 1, characterized in that the additional Circuit arrangement contains a double-sided cut-off stage (40), which the video signal is supplied, and that from the signal obtained during this clipping by overdriving and subsequent differentiation short-duration pulses (25, 26) are obtained, their temporal position both from the amplitude of the video signal (17) and from Cut-off potential depends, and that these short-duration pulses a television receiver (5 or 5 ') and on its screen (4 or 4') the images (isotherms) of object points with the same temperature radiation.

4. The method according to claim 3, characterized in that several Double-sided cut-off stages (38 to 40) are used, their cut-off potentials are set differently in such a way that the differences in the isotherms (36, 44, 45) are the same.

5. The method according to claim 1 and 2, characterized by a mixing stage, which both the video signal (51, 52) and the signal (24) is fed to which Lines (isotherms 36, 44, 45) correspond to the same temperature radiation and from the output of a combined signal (Fig. 5, 6) removed and a color television receiver (5 or 5 ') is supplied, on its screen (4 or 4') then both gray values and / or colors depending on the temperature of the recorded hot zone as well as isotherms can be seen at the same time.