DE1293477B - Verfahren zum Messen oder Anzeigen einer Strahlung - Google Patents

Verfahren zum Messen oder Anzeigen einer Strahlung

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DE1293477B
DE1293477B DE1958N0015823 DEN0015823A DE1293477B DE 1293477 B DE1293477 B DE 1293477B DE 1958N0015823 DE1958N0015823 DE 1958N0015823 DE N0015823 A DEN0015823 A DE N0015823A DE 1293477 B DE1293477 B DE 1293477B
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DE
Germany
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radiation
measured
spectrum
bundle
detectors
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Pending
Application number
DE1958N0015823
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English (en)
Inventor
Loy Fernand
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/60Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using determination of colour temperature
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/60Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using determination of colour temperature
    • G01J5/602Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using determination of colour temperature using selective, monochromatic or bandpass filtering

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  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Messen oder Anzeigen einer Strahlung, welche von einem Körper mit einer relativ niedrigen Temperatur, z. B. niedriger als 2000 C, stammt und welche von einer Störstrahlung überlagert ist, deren Spektrum breiter ist als das Spektrum der zu messenden Strahlung.
  • Das Verfahren nach der Erfindung dient insbesondere zum Anzeigen einer unveränderlichen oder einer veränderlichen Strahlung, die von einer unveränderlichen oder einer veränderlichen Streustrahlung überlagert ist, deren spektrale Energieverteilung konstant oder nahezu konstant ist.
  • Die Erfindung bezweckt, ein Verfahren anzugeben, bei dem der Einfluß der Streustrahlung ganz oder teilweise beseitigt wird.
  • Die Erfindung besteht darin, daß bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art ein die zu messende und die Störstrahlung enthaltendes Strahlenbündel in zwei Teilbündel aufgespalten wird, deren spektrale Verteilung durch Filter so begrenzt wird, daß das eine Bündel ausschließlich den Bereich der zu messenden Strahlung, das andere Bündel ausschließlich mindestens einen daran angrenzenden Bereich umfaßt, die Teilbündel jedes für sich einem Detektor zugeführt werden, und die von jedem Detektor erzeugten elektrischen Signale auf eine Kompensationsschaltung gegeben werden, die so eingestellt wird, daß sie bei Abwesenheit der zu messenden Strahlung keine Anzeige liefert.
  • Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, die insbesondere dazu dient, den Einfluß der Sonnenstrahlung zu beseitigen, wenn die Infrarotstrahlung eines Körpers betrachtet werden soll, dessen Temperatur niedriger als 2000 C ist, kann als Detektoren zwei Photozellen mit Bleisulfid enthalten.
  • Als Filtermittel sind Einkristalle oder Polykristalle aus Germanium vorgesehen, die derart angeordnet sind, daß auf einen Detektor der Teil der Strahlung geworfen wird, der dem spektralen Band der zu ermittelnden Strahlung entspricht, und auf den anderen Detektor nach Filterung der Teil der Strahlung fällt, der den benachbarten spektralen Bändern entspricht.
  • Die Erfindung eignet sich insbesondere vorteilhaft zum Anzeigen der Überhitzung der Lagerblöcke der Achsen von Zügen.
  • Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.
  • F i g. 1 zeigt eine Anzahl von Kurven, welche die Empfindlichkeit eines Anzeigeelementes oder Detektors und die spektrale Energieverteilung in Abhängigkeit von der Wellenlänge angeben; Fig. 2 zeigt das Prinzipschaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung.
  • In Fig. 1 bezeichnet S die Kurve, welche die Empfindlichkeit der die Strahlung aufnehmenden Detektoren als Funktion der Wellenlänge ohne Filterung darstellt, wobei einfachheitshalber vorausgesetzt wird, daß die Detektoren gleiche Empfindlichkeitskurven haben; I bezeichnet die Spektralverteilung der Energie der Streustrahlung. Mit V ist die Spektralverteilung der anzuzeigenden Strahlung nach Filterung bezeichnet.
  • Es wird zunächst angenommen, daß die zu beobachtende oder zu ermittelnde Strahlung ganz inner- halb des mit A 63, bezeichneten Bandes liegt, z. B. in der Nähe des Empfindlichkeitsmaximums der Detektoren. In Fig. 1 ist angegeben, daß es in der Nähe des Bandes d A, zwei BänderSA2 und A % gibt. Das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip besteht darin, daß die in dem Bandes, ausgesandte Streustrahlung durch die Strahlung kompensiert wird, die in einem oder in mehreren anderen Bändern der Streustrahlung ausgesandt wird, z. B. in den Bändern A A2 und A Ä3.
  • In F i g. 2, die ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht, bezeichnet P eine Streustrahlungsquelle, deren Spektrum die Bänder JAJ, SA2, AA3 enthält; R bezeichnet die zu beobachtende Strahlungsquelle, die durch P gestört wird. Ein FilterelementL>, das aus einem Ganzen oder aus einer Anzahl von Teilen bestehen kann, trennt das Band A zßA1 von dem Band Z1 A2 und a A3. D 1 bezeichnet einen Detektor, der der Strahlung des Bandes dA,, aber nicht der Strahlung der Bänder A A2 und d A3 ausgesetzt ist. D 2 bezeichnet einen Detektor, auf welchen die Strahlung der Bänder A 22 und 3 A3, aber nicht die des Bandes A A1 fällt.
  • Die Gesamtstrahlung, von der nur Querschnitte der in die Vorrichtung fallenden Bündel und P benötigt werden, braucht nicht kontinuierlich zu sein.
  • Die Vorrichtung muß derart ausgebildet sein, daß tatsächlich jedes der Elemente innerhalb des Querschnitts des Bündels liegt.
  • In der Vorrichtung M werden die Ausgangsspannungen der Detektoren D 1 und D 2 derart kombiniert, daß eine Spannung gleich Null entsteht, wenn die Vorrichtung lediglich der Streustrahlung unterworfen ist, und zwar unabhängig von der Intensität der Streustrahlung. Mit A ist ein Verstärker bezeichnet, der die Spannung dermaßen verstärkt, daß sie ein Meßwerk oder eine Signalvorrichtung steuern kann. Durch richtige Einstellung der Elemente der Vorrichtung M kann gesichert werden, daß die Ausgangsspannung des Verstärkers A in Abwesenheit der zu messenden Strahlung gleich Null ist.
  • Wenn die beobachtete Strahlung auf die Streustrahlung überlagert wird und wenn die Kennlinien der Detektoren und der Vorrichtungen M und A linear sind, wird die Ausgangsspannung des VerstärkersA proportional der Spannung sein, welche die zu beobachtende Strahlung in Abwesenheit von Streustrahlung hervorruft. In dem beobachteten Fall kann somit der Einfluß der Streustrahlung vollkommen beseitigt werden, so daß die zu messende Strahlung genau gemessen werden kann.
  • Es wird an zweiter Stelle der Fall betrachtet, in dem das Spektrum der zu messenden Strahlung sich über die Bänder d A,, AA2 und A Ä3 erstreckt.
  • In dem Empfindlichkeitsbereich der Detektoren ist dieses Spektrum im allgemeinen verschieden von dem der Streustrahlung, obgleich es sich über dieselben Bänder erstreckt, so daß die Überlagerung der zu messenden Strahlung im allgemeinen eine Ausgangsspannung im Verstärker A erzeugt. Falls die Spektren der Streustrahlung und der zu ermittelnden Strahlung gleichzeitig die Kompensationsbedingungen der Bänder A A2 und A A3 und des Bandes zí A1 erfüllen, lassen sich leicht ein Absorptionsfiltersystem und eine Vorrichtung M finden, die den Strahlungen des Bandes dA, und der Bänder, und A d12, verschiedene Wirkungen erteilen, in der Weise, daß eine Kompensation entsteht, die sich nur auf die Streustrahlung bezieht.
  • Auf optischem Wege kann man eine Kompensation durch die Detektoren D 1 und D 2 mit verschiedenen Empfindlichkeitsbereichen erzielen. Bei Anwendung verhältnismäßig enger, benachbarter Bänder nach Fig. 1 sind die für die BänderSil, áA2 und dil, geltenden Spannungen stets proportional, sogar wenn die Spektralverteilung der Streustrahlung sich während der Messung ändert.
  • Die Anwendungen beziehen sich auf Vorrichtungen, die zum Beseitigen des Einflusses der Sonnenstrahlen beim Messen der Infrarotstrahlung zwischen 2 und 3 u bestimmt sind, die durch einen heißen Körper mit einer Temperatur unterhalb 2000 C ausgesandt wird. Sowohl die direkte als auch die an der Oberfläche des beobachteten Körpers zurückgestrahlte Strahlung sind als hinderliche Streustrahlung zu betrachten.
  • Infolge der selektiven Absorption der Atmosphäre und infolge der selektiven Zurückstrahlung weist diese selektive Strahlung keine unveränderliche, spektrale Energieverteilung auf. Wenn man jedoch zwei benachbarte, enge Bänder betrachtet, läßt sich der Einfluß der Streustrahlung nahezu vollkommen beseitigen.
  • Wenn verschiedene Streustrahlungen vorhanden sind wobei einige bei der Messung verschwinden oder sich unabhängig von den anderen ändern können, kann im allgemeinen ein Ausgleich jeder der Gruppen der sich gleichzeitig ändernden Streustrahlungen durch Anwendung eines Filterelementes mit einer hinreichenden Spektrumbreite in Kombination mit einer hinreichenden Anzahl von Detektoren erzielt werden. Die Anzahl von Detektoren ist stets mindestens ein Element mehr als die Anzahl der sich nicht gleichzeitig ändernden Streustrahlungen. Die einzigen, dabei kombinierbaren Streustrahlungen sind diejenigen, deren Spektrum teilweise mit dem Spektrum der zu ermittelnden Strahlung oder mit dem Spektrum einer bereits ausgeglichenen Streustrahlung zusammenfällt.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Messen oder Anzeigen einer Strahlung, welche von einem Körper mit einer relativ niedrigen Temperatur, z. B. niedriger als 2000 C, stammt und welche von einer Störstrahlung überlagert ist, deren Spektrum breiter ist als das Spektrum der zu messenden Strahlung, dadurch gekennzeichnet, daß ein die zu messende und die Störstrahlung enthaltendes Strahlenbündel in zwei Teilbündel aufgespalten wird, deren spektrale Verteilung durch Filter so begrenzt wird, daß das eine Bündel ausschließlich den Bereich der zu messenden Strahlung, das andere Bündel ausschließlich mindestens einen daran angrenzenden Bereich umfaßt, die Teilbündel jedes für sich einem Detektor zugeführt werden und die von jedem Detektor erzeugten elektrischen Signale auf eine Kompensationsschaltung gegeben werden, die so eingestellt wird, daß sie bei Abwesenheit der zu messenden Strahlung keine Anzeige liefert.
  2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Detektoren photoelektrische Bleisulfidzellen vorgesehen sind.
DE1958N0015823 1957-11-06 1958-11-05 Verfahren zum Messen oder Anzeigen einer Strahlung Pending DE1293477B (de)

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