DE1473258B2

DE1473258B2 - METHOD OF MEASURING THE TEMPERATURE DISTRIBUTION OF A HOT OBJECT

Info

Publication number: DE1473258B2
Application number: DE19601473258
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. 6102 Pfungstadt Ringer
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1960-11-05
Filing date: 1960-11-05
Publication date: 1972-04-20
Also published as: DE1473258A1

Description

Objekt 1 wie ein schwarzer Körper strahlt, wie es in vielen Fällen der Praxis zutrifft.Object 1 shines like a black body, as is true in many cases in practice.

Innerhalb des Betriebsgerätes 3 sind eine Farbstufe 3', ein Generator 3", eine Einrichtung 3'" zur Erzeugung der Betriebsspannungen und eine Gradationsänderungseinrichtung 3"" angeordnet. Die Farbstufe 3' stellt in Verbindung mit dem Farbfernsehempfänger 5 eine Wiedergabeeinrichtung dar, mit der den einzelnen Objektpunkten in Abhängigkeit von deren jeweiliger Temperaturstrahlung bestimmte farbige Bildpunkte zugeordnet und auf dem Bildschirm 4 sichtbar gemacht werden. Insbesondere sind die Bereiche 6 bis 10 erkennbar, die entsprechenden Bereichen des Objektes 1 zugeordnet sind. Zur Erzeugung des Vergleichssignals kann im Blickfeld der Fernsehkamera 2 ein Körper 11 angeordnet sein, dessen Temperatur bekannt ist und dessen Bild 12 auf dem Bildschirm 4 ersichtlich ist. Im vorliegenden Fall ist erkennbar, daß der dem Bereich 7 entsprechende Bereich des Objektes die gleiche Temperaturstrahlung ausstrahlt, wie der Körper 11, so daß die Temperatur dieses Bereiches geschätzt werden kann. Diese Methode ist jedoch nicht immer anwendbar.
» Die Gradationsänderungseinrichtung 3"" ist derart ausgelegt, daß die Bereiche B₁ und S₄ extremer Temperaturstrahlung durch extrem verschiedene Farbwerte, beispielsweise durch Komplementärfarben, auf dem Bildschirm 4 dargestellt werden. Die durch diese Gradationsänderungseinrichtung 3"" bewirkte Gradationsänderung ist wahlweise derart einstellbar, daß bestimmte Bereiche des Objektes, beispielsweise die Bereiche S₁ und B₂ mit extrem verschiedenen Farbwerten wiedergegeben werden. Dabei kann auch der Abbildungsmaßstab mit an sich bekannten Mitteln derart abgeändert werden, daß nur die interessierenden Bereiche B₁ und B₂ groß im Bild erscheinen. Durch die kombinatorische Anwendung dieser beiden Maßnahmen, nämlich einerseits die Änderung des Abbildungsmaßstabes und andererseits eine Farbtonänderung, derart, daß die jeweils betrachteten Bereiche mit extrem verschiedenen Farbwerten sichtbar gemacht werden, wird die erzielbare Genauigkeit wesentlich erhöht. ^A color stage 3 ', a generator 3 ", a device 3'" for generating the operating voltages and a gradation changing device 3 "" are arranged within the operating device 3. In connection with the color television receiver 5, the color level 3 ′ represents a display device with which certain colored image points are assigned to the individual object points depending on their respective temperature radiation and made visible on the screen 4. In particular, areas 6 to 10 can be seen which are assigned to corresponding areas of object 1. To generate the comparison signal, a body 11 can be arranged in the field of view of the television camera 2, the temperature of which is known and the image 12 of which can be seen on the screen 4. In the present case it can be seen that the area of the object corresponding to the area 7 emits the same thermal radiation as the body 11, so that the temperature of this area can be estimated. However, this method is not always applicable.
"The gradation changing device 3""is designed in such a way that the areas B ₁ and S _{4 of} extreme temperature radiation are represented on the screen 4 by extremely different color values, for example by complementary colors. The gradation change brought about by this gradation changing device 3 ″ ″ can optionally be set in such a way that certain areas of the object, for example areas S ₁ and B ₂ , are reproduced with extremely different color values. The image scale can also be modified by means known per se in such a way that only the areas of interest B ₁ and B _{2 appear} large in the image. Through the combined application of these two measures, namely on the one hand the change in the image scale and on the other hand a change in color tone, in such a way that the respectively observed areas are made visible with extremely different color values, the achievable accuracy is significantly increased. ^

In vielen Fällen ist es vorteilhaft, unter Verwendung des Generators 13, ein Signal zu erzeugen, dessen Bild als vorzugsweise rechteckförmige Fläche auf dem Bildschirm 4 erscheint und als Vergleichswert herangezogen werden kann. Da durch die Farbe dieser Fläche 14 eine eindeutige Zuordnung zu einer bestimmten Temperatur gegeben ist, kann die den Bereichen 6 bis 10 jeweils entsprechende Temperatur durch direkten Vergleich gemessen werden. Diese Fläche 14 liegt bei diesem Ausführungsbeispiel innerhalb des Bereiches 8. Durch ein Zusatzgerät 15 kann die Farbe dieser Fläche 14 wahlweise eingestellt werden und außerdem kann diese Fläche 14 an jede beliebige Stelle des Bildschirmes 4 verschoben werden. Auf diese Weise steht an jeder beliebigen Stelle ein entsprechend geeichter Temperaturvergleichswert zur Verfügung.In many cases it is advantageous to use the generator 13 to generate a signal whose Image appears as a preferably rectangular area on the screen 4 and as a comparison value can be used. Since the color of this area 14 a clear assignment to a Given a certain temperature, the temperature corresponding to the areas 6 to 10 can be used can be measured by direct comparison. This area 14 lies within in this exemplary embodiment of the area 8. The color of this area 14 can be optionally set by means of an additional device 15 and in addition, this area 14 can be moved to any point on the screen 4. In this way, there is a correspondingly calibrated temperature comparison value at any point to disposal.

Im Generator 3" wird ein Maßsignal erzeugt und in das Bild auf dem Bildschirm nach Fig. 2 derart eingeblendet, daß die Farbwerte 17 bis 21 als Vergleichswerte für die dargestellten Temperaturbereiche 6 bis 10 zur Verfügung stehen.
Wenn beispielsweise die dem Farbwert 18 zugeordnete Temperatur durch Eichung festgelegt ist, dann ist ersichtlich, daß der dem Bereich 9 entsprechende Bereich des Objektes die gleiche Temperatur hat. Es wäre auch denkbar, eine Skala mit einzelnen Farbtönen neben dem Bildschirm als VergleichsmaßstabA measurement signal is generated in generator 3 ″ and displayed in the image on the screen according to FIG. 2 in such a way that the color values 17 to 21 are available as comparison values for the temperature ranges 6 to 10 shown.
If, for example, the temperature assigned to the color value 18 is established by calibration, then it can be seen that the area of the object corresponding to the area 9 has the same temperature. It would also be conceivable to use a scale with individual color tones next to the screen as a benchmark

ίο aufzustellen. Die beschriebene Einblendung erscheint jedoch vorteilhafter, da dabei die Farbwerte 17 bis 21 unter den gleichen optischen Verhältnissen wie das Bild des Objektes betrachtet werden, und da ferner Schwankungen der Betriebswerte, die einen Einfluß auf die Farbtöne der Bereiche 6 bis 10 haben können, auch etwa in gleicher Weise auf die eingeblendeten Farbwerte 17 bis 21 haben werden.ίο set up. The display described appears but more advantageous, since the color values 17 to 21 are under the same optical conditions as the image of the object can be viewed, and there are also fluctuations in the operating values, which one Can have an influence on the color tones of the areas 6 to 10, also in roughly the same way on the faded in Will have color values 17 to 21.

Es kann jedoch auch ein derartiges treppenförmiges Meßsignal erzeugt werden, daß die Farbbalken 27However, such a stepped measurement signal can also be generated that the color bars 27

ao bis 31 horizontal im Bild nach Fig. 3 zu liegen kommen. Neben dem Bildschirm ist ein Streifen angebracht, der die entsprechenden Temperaturen (2000, 1900, 1800, 1700, 1600) angibt. Dem Bereich 33 ist z. B. eine Temperatur von 1800 Grad zugeordnet. ao to 31 come to lie horizontally in the image according to FIG. 3. There is a strip next to the screen, which gives the corresponding temperatures (2000, 1900, 1800, 1700, 1600). The area 33 is e.g. B. assigned a temperature of 1800 degrees.

Es soll nun angenommen werden, daß die Temperaturverteilung innerhalb des Bereiches 35 genauer untersucht werden soll. Deshalb wird der Abbildungsmaßstab — beispielsweise durch Vergrößerung der Brennweite des Aufnahmeobjektes — derart vergrößert, daß innerhalb der Grenzlinie 36 weitere Farbwerte 37 bis 40 nach Fi g. 4 erkennbar sind. Es wird somit eine derartige Änderung vorgenommen, daß den extremen Temperaturen des einzelnen Bereiches 35 extrem verschiedene Farbwerte zugeordnet werden.It should now be assumed that the temperature distribution within the area 35 is more accurate should be investigated. Therefore, the reproduction scale - for example by enlarging the Focal length of the subject - enlarged in such a way that 36 additional color values are within the boundary line 37 to 40 according to FIG. 4 are recognizable. It is thus made such a change that extremely different color values are assigned to the extreme temperatures of the individual area 35 will.

Die außerhalb der Grenzlinie 37 ersichtlichen Bereiche werden — sofern sie auf dem Bildschirm nach Fig. 4 noch sichtbar sind — ebenfalls mit Farbwerten wiedergegeben. Dabei wird das Meßsignal in Abhängigkeit von den vorgenommenen Farbwertänderungen, vorzugsweise automatisch, derart abgeändert, daß die Farbstufen 41 bis 45 auch nach dieser vorgenommenen Änderung wieder Vergleichswerte für die auszumessende Temperaturstrahlung , darstellen. Die diesen Vergleichswerten zugeordneten Temperaturen (2020, 2000, 1980, 1960) können wieder von dem neben dem Bildschirm angebrachten Streifen abgelesen werden. Es wäre grundsätzlich denkbar, diese Temperaturziffem und das Signal ent-The areas visible outside the border line 37 are - if they are still visible on the screen according to FIG. 4 - likewise with color values reproduced. The measurement signal is dependent on the color value changes made, preferably automatically, modified in such a way that the color levels 41 to 45 also after this change made again comparison values for the temperature radiation to be measured, represent. The temperatures assigned to these comparison values (2020, 2000, 1980, 1960) can again can be read from the strip next to the screen. It would be fundamental conceivable, these temperature digits and the signal

• sprechend den Farbstufen, unter Verwendung eines besonderen Generators, zu erzeugen und in die Bilder der einzelnen Farbstufen 41 bis 45 einzublenden. Der Aufwand für einen derartigen Generator (z. B. Diapositivabtaster) dürfte jedoch aus wirtschaftlichen Gründen in den meisten Fällen nicht tragbar sein. Man könnte jedoch neben dem Bildschirm eine die Temperaturwerte anzeigende Leuchtschrifttafel anordnen, wobei Änderungen dieser Temperaturwerte• Speaking of the color levels, using a special generator, to be generated and displayed in the images of the individual color levels 41 to 45. Of the However, the outlay for such a generator (e.g. slide scanner) is likely to be economical Reasons in most cases not be acceptable. However, you could have a die next to the screen Arrange neon signs showing temperature values, with changes in these temperature values

bei vorgenommenen Farbtonänderungen in relativ einfacher Weise auch automatisch realisiert werden könnten.can also be implemented automatically in a relatively simple manner when color changes have been made could.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

1 2 method can be avoided and on the other hand claims: offers a number of possibilities, which will be discussed in more detail below.

1. A method for measuring the temperature The invention is characterized in that from distribution of a hot object, which by means of a video signal in a color level a signal geeiner Black and white television camera is recorded, through which the individual objects and in which a video signal is diverted depending on its temperature is, characterized in that specific, colored pixels are assigned and Weil from this video signal in a color step (3 ') these pixels onto the screen of a color Signal is obtained through which the io television receiver can be made visible and that individual object points as a function of a temperature comparison signal is generated and that whose temperature is determined in each case, colored corresponding to the comparison signal and on the Assigned pixels and these pixels appearing on the screen of the color television receiver the screen (4) of a color television receiver image a comparison value for a certain tem- (5) can be made visible and that a represents temperature.

temperature comparison signal is generated and it is already known to use television cameras

Use comparison signal corresponding and on the observation of combustion chambers. Further

Screen of the color television receiver appear - facilities for converting black and white

nende image (12) a comparison value for a white television signals in color television signals known, represents a certain temperature. 20 whereby the different shades of gray of the black

2. The method according to claim 1, characterized in that white signals are assigned to any colors, indicates that the comparison signal through These facilities are, however, for measurement purposes a generator (13) is not suitable as an electrical variable. ,

is procreated. The advantage of the method according to the invention

3. The method according to claim 1, characterized in that by comparing between the indicates that the comparison signal is based on the colors of the image of the object to be measured and Screen of the color television receiver as the comparison signal an accurate ongoing measurement Bounded area (12) is reproduced, which temperature is possible.

at any point on the screen

is slidable. 3 ° gradation changing device to ensure that

4. The method according to claim 1, characterized by extreme temperature radiation by extreme indicates that the comparison signal consists of several different color values (e.g. complement one another Partial signals is formed, the colored tary colors) are displayed. These gradation pictures a calibration scale (17 to 21) at the edge of the picture changing device can be designed in such a way that represent for different temperatures. 35 that selectively adjustable certain sub-areas

5. The method according to claim 1, characterized in that the object has extremely different color values indicates that with a change the to- become visible on the screen. So if assignment of the color of the pixels and temperature, for example an object with a temperature distribution the corresponding object locations at the same time ment between 1000 and 2000 degrees is given, then the field of view of the camera (2) is changed. 40 can be a sub-area with a temperature distribution

from 1800 to 1900 degrees are viewed in such a way that

: · ..- · ■: - ·. · ::! ■ '.: ■■} ■ · - :.; -. · That the extreme temperature values of the sub-range

-. ches associated with complementary colors

will. In this way, the sub-area can be essential borrowed can be measured more precisely than would be possible taking into account the total area.

The invention relates to a method for the following the invention and execution

Measure the temperature distribution of a hot exercise example using the figures in more detail · project, which is explained by means of a black and white television, with only the understanding of the invented camera is recorded and the details required for a video 5 ° are shown schematically signal is derived. ' are. The same appearing in several figures

According to a known method, the components and symbols with the same reference

Thermal radiation emanating from an object. marked. It shows -

be determined by that the object is photographed F i g. 1 an arrangement for television viewing

phically recorded and the negative material would take photos and visualization of an object that is measured metrically round, so that the temperature radiation emanating from dimensions;
the generally different from place to place- Fig. 2 to 4 screens of _; Television receivers

thermal radiation can be obtained. This with representations of the temperature distribution and the process is relatively cumbersome and provides the equivalent values. Ζ '.''':'.'.'.'.'.' . ^ T-

Temperature and radiation distribution only with a 60. According to FIG. 1, the object to be recorded becomes 1 certain time delay, since the photographic was taken with a television camera 2 and thereby Raw material must be chemically treated. a video signal obtained using In addition, this method is practically suitable for an operating device 3 on the screen 4 of a Operational controls hardly need to be permanent, since the color television receiver 5 is made visible. as When the photographic raw material is removed from the object 1, for example, a glowing mass emerges most cases is unsustainable. into consideration, from which a temperature radiation emanates

The aim of the invention is to address a method which is noticeably different in areas B ₁ to B ₄ , in which, on the one hand, the disadvantages of the known method are to be distinguished. It is believed that the