DE1473273A1 - Messwertgeber eines Gesamtstrahlung-Stromverhaeltnis-Pyrometers - Google Patents

Messwertgeber eines Gesamtstrahlung-Stromverhaeltnis-Pyrometers

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DE1473273A1
DE1473273A1 DE19641473273 DE1473273A DE1473273A1 DE 1473273 A1 DE1473273 A1 DE 1473273A1 DE 19641473273 DE19641473273 DE 19641473273 DE 1473273 A DE1473273 A DE 1473273A DE 1473273 A1 DE1473273 A1 DE 1473273A1
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radiation
pyrometer
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receivers
parallel plate
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Swjet Darij J
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INST METALLURG IM A A BAIKOWA
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INST METALLURG IM A A BAIKOWA
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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

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)

Description

  • MESSWERTGKRER EINIS GESANTSTRAHLUNG-STROMVKRH@NTNIS-PYROMENTERS Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf SLrahlungapyrometer, welche die Temperatur ausstrahlender Körper nach dom Verhältnis der Gesamtstrahlströme messen, genauer gesprochen, auf Meßwertgebern von Strahlungspyrometern mit konzentrierender Befraktione-g Reflexions-und und verschiedener Art Lichtleitungaoptik.
  • Es sind Meßwertgeber für pyrometer zur Messung der Temp eratur von ausstrahlonden Körpern nach dem Intensitätsverhältnia der Gesamtßtrahletr3me bekannt,derenBauarteineVerteilung der beiden Strahlungsströme in der Zeit, mit Hilfe von Drehblande, und im Raume mit Hilfe verschiedenartiger optischer Systeme, die den Strahlungaatrom in zwei auf entsprechende Strahlungsempfanger einfallende Strömt teilt, vorsieht.
  • AU dieu Geräte aind jedoch aowohl in Heratellung al9 auch in Betrieb komplizert. Um aolchor Art Nachteile zu beseitigen, wurde vorgeschlagen, zur Entzweiung des Strablungsstroms einen halbtransparenten Spiegel zu nutzen. Der spektrale Durchlaßkenvwert des letzteren jedoch verändert dan Kmissionsspektrum des auf den Empfänger einfallenden Stroms, wodurch die Meßgenauigkeit in bedeutendem maße beeinträchtigt wird.
  • Wie bekannt, war keine einzige der bisher in Vorschlag gebrachten bautechniaschen Entwicklungen der Meßwertgeber von Gesawmtstrahlung-, Stromverhältnis-Pyrometer zur Ermittlung vom Tamperaturen ausstrahlender Körper auf Industrieebene verwirklicht.
  • Die vorliegende Erfindung bezweckt die Beseitigung der erwähnten Nacyhteile, d.h. Verbesserung der metrologischen und Betriebseigenschaften des MeSwertebers.
  • Der erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, die in der Entwiaklung sinon einfachen und dabei kompakten, untel sohwierigen Betriebsverhältnissen bei Hochtemperaturüberwachung völlig zuverlässigen Meßwertgebers bestcht.
  • Water Nutzung eines Meßwertgebers in einem die Temperatur ausstrahlender Körper nach dem Intensitätsverhältnis der Gesamtstrahlungsströmo messenden Pyrometer, der zwel *trahlP empfängor einschließt sowie ein Mittel zur Umwandlung dem Strahlungsstroms nacra vorgegebener OIntensitätsabhängigkeit des Durchflußstroms von Wellenlänge, wurde die obenerwähnte Aufgabe dadurch welbst,. daßdieStrahlungappfängerderBmJBmn hintereinander angeordnet sidn, daß die empfindloiche Fläche dos vorderom (im Sinne des Strahlengangs) Empfängers die semsible flache des hinteren Empfängers nicht völlig überschattet,wobei die Einrichtung zur Umwandlung des strahlstroms zwizchen den Strahlungsempfängern angeordnet ist.
  • Us die Möglichkeitamgewinnen,dmmmeJtMrtgmhmrhmmtM lich des Espfangstrahlungstroms zu justieren, ist es ainmevoll, die Expßänger mit Eingenfssungen zu verschen zwecke mäglicher Verschiebung in bezug aufeinander.
  • Als Binrichtung zur des nib des vorgegebenen Intensitatsabhangigkeit des Durchflußstroms von der Wellenlängs kann insbesondere ein als planparallele Platte ausgeführtes Lichtfilter dienen.
  • Starrheit der Meßwertgeberkonstruktion kann erzielt werden ducrch Befestigung der Strahlungsempfänger an die Strin-und Rückfläche der Lichtfilterplatte.
  • Lauft varließender Erfinuung können beliebige nichtsele ! B-tive Empfänger als Strahlungsempfänger dienen; Bequemlichkeit bieten, z.B. Bolometer, deren Sensibilitätaflächen aus gel oder teilweise transparentem Film gebildet sind ecm Druchlaß des Strahlungstroms zu dem Am Strahlenweg zuhinterst angeordneten Empfänger. Bequemlichkeit bieten auch Tehermobatterien, deren sensible Oberfläche in Scheibenform mit Segmentausschnitten gebildet ist, oder auch Bolometer, deren Sensibilitätsflächen so angeordnet sind, daß sie eine Kuve deaBlaehtoßplwendeltptbilden @ bdit dan für die Strahlen des sichtbaren Spektrums undurensichtige als p@nnparallele Platte ausgeführte Lichtfilter genatst wird, erweist es sich als zwecmäßig, in der Platte tu Durchgangsbobrung vorzusehen, um den Mewvorgang visuell verfolgen zu können. nachfolgened wird die Erfndung an hand einiger Verwirklichungsvarianten veranschaulicht unter Beigabe von Zeichmmgem, auf welchan es zeigt: Abb. 1 das bauliche Scheme eines Meßwertgeberz des Gesamtstrahlungspyrometers zur messung der Temperatur ausstrablender Körper nach dem Intensitätsverhältnis der Strahlungsz stxoduos Abbé 2 die Anordnungsskizze der Thermoelemente der Strahlungsempfänger, welche in Form von Scheiben mit segmene-MMehnittwn gebildet sind; Abb* 3 die Anordnung des vorderen und des hinteren Strahlungsempfängers, bezw. der Bolometer, dere Sensibilitätsflächen als Flachdoppelwendelkurve ausgebildet sind; Abb. 4 die Bauart eines Meßwertgebers mit zwei Bolowetern autre dunaen Schicht als Strahlung empfänger, von denen der vordere gelocht (gitterartig) ausgeführt ist; Abot5 den Schnitt eines meßwertgebers mit Bolometern als Strahlungsempfängern, deren Sensibilitätsflächen an der strin- und Ruckseite des Lichtfilters starr befestigt sind.
  • Der von den fokussierenden optischen Geräten 2 (linse, Spiegel, Lichtleiter0 des Pyrometers aufgenommene Strahlungsstrom 1 (s.Abb.1) wird auf den Strhalungsempfänger 3 reflektier@ ein Tell des Stromes fällt auf die den Strahlungsempfänger 3 bildnd Dermoelement 5-5) eine Suannung auslöst, die zum Gesamtstrahlungsstrom in proportionellem Verhaltnis steht, Die zwischen den Elementen 4 durobg Strahlungsenergie fließt durch das Lichtfilter 6, welches die Umwandlung des Strahlungsstroms nach vorgegebenar Intensitätsabhänggkeit zwischen Druchflußstron und Länge der die erforderliche spektralcharkateristik K (#) besitzenden Welle besorgt, einfällt auf das Thermoelement 7 des zweiten Stranlungsempfängers 8 und auf den Klemmen (9-9) desselben eine Spannung aumlöst., die nunmehr proportionell ist zu dem K (#) -fach veränderten Strahlungsstrom.
  • Oh eine derartige Tandem-Bauart des mit zwei Strahlungstotem ausgestatteten Meßwertgebers zu erzielen, sind die thermoelemente 4 and 7 relativ zueinander dermaßen verschoben, daß die Aufnahmeflächen der Tehermoelemente des Empfängers 3 die Arbeitaflachen der Thermolemente des Empfängers 8 nciht völlig überschattne. Sollte das Lichtfilter 6 einen fQr die Tisi ausreichenden Teil des sichtbaren spektrums durchlassen, so kann die visuelle Überwachung durch die im Gehäuse des Pyrometers vorgeschenen durch Visierfenster 10 abgedeckte Öffnung (in den Abbildunen nicht dargeatellt) 900-schchen. Läßt das Lichtfilter 6 das sichtbare Spektrum nicht durch, und dAs Auge hat seine Visierrolle auszuüben (üblicherwei* genügt eine Einstellung nach der Höchstspannung an den Klemmen der Strahlungsempfänger 3 oder 8), so besteht die Mqglichkeit, im Lichtfilter 6 eine kleine Öffnung 11 zu bidlen, welche durch die Sensibiliätsflächen der Strahlungsempfänger 3 und 8 nicht überschattet wird.
  • Ab.b 2 veranschaulicht de Meßwertgeber in einer ausführung, bei der als Strahlugnsempfänger in Form von Scheiben mit Segmentausschnitten gebildete Thermobatterien genutzt 8i* Hier wird sichtbar, daß die an der Vorderseite des Lichtfilters 6 (im Abb. 2 nicht dargeatellt) befindliche Thermoelemente 4 fdes Strahlempfängers 3 dio Thermoelemente 7 welche auf der R2ckseite des Lichtfilters angeordnet sind, nicht überschatten.
  • Bei der Einstellung können die Strahlungsempfänger 3 und 8 relative zueinander erschoben und in der auf rild 2 veranschaulichten Stellung fixiert werden.
  • Eine derartige Bauart kann auch bei@ Strahlungsempfängern in Anwendung gelangen, welche die Strahlungsenergie nicht nach dem thermoelektrischen Prinzip unwandeln.
  • Für Empfänger des bolometrischen Types ist die in Abb. 3 dargestellte Tandem-Bauart eines Bi-Strahlung-Enfpängers äußerst effektiv. Hier sind die Empfänger (in Abb.3 nicht dargestellt) an beidan titan des Lichtfilters (in Abb. 3 nicht geseigt) in Form einander nicht beschattander Doppelrendelm 4 und 7 angeordnete Abb. 4 ist eine schamatische Darstellung des Meßwertgebore eines Pyrometers mit folgenden Baueinheiten: vorderer (in Sinne des Strahlenwegs) Strahlungsempfänger 3 mit sensibler Fläche in Form eines geochten oder teilweilse transperentenFilmeeinenBolometermLichtfilter6watUhmeBdiNN< denStrahlungMtromenochdefvorgeaeenemIntenetttwet'j hängigkeit des Durchflußstromes von der Wellenlfänge sowie hinteren Strhalungsempfänger 8, dessen Sensibilitätskfläche . durch den vorderen strahlungsempfänger 3 nicht völig übert wird.
  • Tehcnologisch einfach und gümstig ist das in Abb. 5 dargestellte Schema. In diesem Falle werden die in Form eines Filmes gebildeten Strahlungsempfänger auf diese oder jene Art angeerdnet, so z.B. auf Zwischenlagen (zur Veringerung der Inertialeigenschaft und Günstigkeit des ZusammenbausA) an beiden Beiten (Frontal- und Fückseite0 des Lichtfilters entsprechend festgeklet.
  • Entsprechend dem Rennpunktabstand des optischen Systems 2. der Länge des "hinteren Abschntits" und der Starke des Lichtfilbers 6 können die Thermoelemente 4 und 7 mit einigermadem unterschiedlichen Ausmaßen gebildet sein, Aus Abb. 5 wird ernichtlich, daß hier im Me wwertgeber Ans ABb. 5 wird eraichtlich, daß hier im Meßwertgeber 4"our komzentrierende Optik anstelle von Spiegeln oder Linsen lichtkeiter 2 (ans Quern, Saphir u.dgl.nohr0 genutzt wrden.
  • Im solchen Falle sind die Ausmaße der Ringe der Thermoelemente unter Berücksichtigung des Abstandes von der Stirmseitenflache des lichtleiters und des Durchmessers des letzw

Claims (1)

  1. A'rLHrSU.
    1. Moßwertgeber eines Pyrometers zur Messung der Temperatur ausstranlender Körpor nach dem Intensitätsverhältnis der Gesamtotra@lungsströme, der zwei Strahlungsmepfänger und eine Eirichtung zur Umwandiung des Strahlungestroms nach der vorgegebenen Abhangigkeit der Intensität des durchgeflossenen Stroms von der Wellenlänge, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß die Strahlungsempfinger hintereinander so angeordnet sind, daß die Sensibilitätsfläche des am strahlonweg zuvorderst gelegenen Empfangers die sensible Fläche der zuhinteMt angeordneten Empfängers nicht beschatten wurde, wobei dia Einrichtung zur Ummwandung des Strahlungestroms zwischen den Strahlungsampfangern angeordnet ist, 2* gabier elles Py etZpruch 1* d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Strahlungsempfanger die @@glichkeit ihrer wechselseitigen Verschiebung besitzen.
    3. Meßwertgober eines Pyrometers anch Anspruch 1, d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t, daß zur Strhalungsstrommuwandlung ein als eine planparallele Platte aussebildeteß Lichtfilter gentzt wi-rdo 4¢ Meößwertgeber eines Pyrometers nach Anspruch 3, d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t, daß die Strahlungsempfinger an der Strin-bezw. R@ckseite der planparallelen Platte starr befestigt sind.
    5. Meßertgeber eines Pyrometers mach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als vorderer Empfünger (im Sinne des ; 3tratZe) ein ooiomoter genutzt wird, dessen sensibles Element als gelochter oder teilweise transparenter Film gebildet ist zum Strahlungsstromdurchlaß zum hintaren Empfänger. d Meßwertgeber elnes Pyrometers nach Anspruch 2, dadurch g ok onaz o i c h n e t, daß beide Strablungsempfänger in Form von Scheiben mit Segementausschnitten @ s 7 Meßwertgeber eines Pyrometers nach Anspruch 1, d a d u r c h @ @ k e n n x o i a h n e t, daß als Strahlungsempf@nger Bolometer dienen, deren Sensisilitätsflächen veine Kurde des @lachdoppelwendelty es bilden. do Meßwertgeber eines Pyrometers nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die planparallele Platte eine Durchgangsöffnung besitzt zwecks visueller. Überwachung.
DE19641473273 1964-02-11 1964-02-11 Messwertgeber eines Gesamtstrahlung-Stromverhaeltnis-Pyrometers Pending DE1473273A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2831404A1 (de) * 1977-08-01 1979-02-15 United Technologies Corp Optisches pyrometer und technik zur temperaturmessung

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2831404A1 (de) * 1977-08-01 1979-02-15 United Technologies Corp Optisches pyrometer und technik zur temperaturmessung

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