DE1473293C

DE1473293C - Device for measuring the temperature of a moving thread-like structure

Info

Publication number: DE1473293C
Authority: DE
Inventors: Ronald Pensacola Fla Hörne (V St A )
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Publication date: 1972-04-06

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung Temperatur gemessen wird, indem eine Thermoele-The invention relates to a device temperature is measured by a thermocouple

zum Messen der Temperatur eines sich bewegenden mentverbindungsstelle zur Anwendung gelangt undis used to measure the temperature of a moving element joint and

fadenartigen Gebildes mit einer Spannungserzeugen- in Eingriff oder in Berührung mit dem sich bewe-thread-like structure with a tension generator engaging or in contact with the moving

den Thermoelementeinrichtung, mit einer mit dem genden Fadengebilde angeordnet wird, wobei einthe thermocouple device, with a with the lowing thread structure is arranged, wherein a

Thermoelement gekoppelten Spannungsmeßeinrich- 5 Widsrstandserhiizer für die Erwärmung der Thermo-Thermocouple coupled voltage measuring device- 5 resistance heater for heating the thermo-

tung und mit einer Widerstandsheizeinrichtung zum elementverbindungsstelle auf die gewünschte Garn-device and with a resistance heating device to the element connection point to the desired yarn

Erhitzen des Thermoelements. temperatur vorhanden ist.Heating the thermocouple. temperature is available.

Bei der Herstellung von synthetischen Fäden oder Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung zumIn the manufacture of synthetic threads or According to the invention, a device is used for

Fasern ist es gewöhnlich wesentlich, die Fäden oder Messen der Temperatur eines sich bewegenden faden-For fibers it is usually essential to track the filaments or measure the temperature of a moving filament-

Fasern in einer oder mehreren Stufen des Herstel- io atigen Gebildes mit einer SpannungserzeugendenFibers in one or more stages of the manufacturing process with a tension generator

lungsvorganges wärmezubehandeln. Fäden oder Thermoelementeinrichtung mit einer mit dem Ther-heat treatment process. Threads or thermocouple device with a thermocouple

Garne werden zwecks Tempern, Strecken, Entspan- , ., rrioelement gekoppelten SpannungsmeßeinrichtungYarns are for the purpose of tempering, stretching, relaxation,., Rrioelement coupled tension measuring device

nen, Texturieren od. dgl. erhitzt. Für die Herstellung und "mit einer Widerstandsheizeinrichtung zum Er-NEN, texturing or the like. Heated. For the production and "with a resistance heating device for

eines brauchbaren Garnes sind gewöhnlich ein oder hitzen des Thermoelements geschaffen, die dadurchOf a usable yarn are usually a or heat the thermocouple created thereby

mehrere dieser Behandlungen erforderlich. Das Er- 15 gekennzeichnet ist, daß das Thermoelement eine ein-several of these treatments are required. The fact that the thermocouple has a single

wärmen oder Erhitzen kann nicht bei irgendeiner zige Verbindungsstelle aufweist, die das sich bewe-warming or heating cannot be exhibited at any number of joints that the moving

Temperatur ausgeführt werden. Für,'die'-Erzielung gende fadenartigen Gebilde direkt berührt und mitTemperature. For 'the' achievement, thread-like structures are directly touched and with

von optimalen Ergebnissen muß. der Faden oder das der Spannungsmeßeinrichtung, mit welcher keineof optimal results. the thread or that of the tension measuring device, with which none

Garn auf eine Temperatur innerhalb eines engen Be- weitere Thermoelementverbindungsstelle verbundenYarn connected to a temperature within a narrow range of another thermocouple junction

¹ reiches, der von der zu behandelnden, besonderen 20 ist, durch die Thermoelementschenkel unmittelbar ¹ rich that is of the particular 20 to be treated, through the thermocouple legs directly

synthetischen Faser abhängt, erhitzt werden. Die ge- verbunden ist, die so gestaltet sind, daß sie eine V-för-synthetic fiber depends on being heated. Which is connected, which are designed in such a way that they form a V-shape

wünschten Gareneigenschaften können nicht erhalten mige Führung für das sich bewegende fadenartige ·Desired cooking properties cannot be maintained.

werden, wenn das Garn auf eine Temperatur außer- Gebilde bilder! und dieses in direkter Berührung mitwhen the yarn reaches a temperature outside of the structure! and this in direct contact with

halb des besonderen Bereiches erhitzt wird. der an der Spitze der V-förmigen Führung angeord-half of the special area is heated. which is arranged at the top of the V-shaped guide

Eine genaue Messung der Temperatur eines sich 25 neten Thermoelementverbindungsstelle halten,
bewegenden Garnes ist jedoch sehr schwierig. Aus Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird ein diesem Grund war das Erhitzen von Garn weitgehend mit der Thermoelementverbindungsstelle oder -perle eine empirische Angelegenheit. punktverschweißter Chromnickeldraht, der mit einer Es ist ein Verfahren zum Messen der Temperatur Batterie verbunden ist, für die Erwärmung der Thervon Schweißstellen während des Schweiß Vorganges 30 moelementverbindungsstelle auf eine Temperatur bekannt, wobei lediglich eine Anzeige erhalten wer- entsprechend der gewünschten Garntemperatur beden soll, wenn eine Schweißelektrode eine ausge- - nützt: -Die durch·-das Thermoelement erzeugten Anwählte Temperatur erreicht. Dabei ist ein Thermoele- derungen des EMK-Wertes zeigen die Temperaturment mit einer Elektrode einer Schweißvorrichtung- . Schwankungen in dem sich bewegenden Garn an.
in Berührung und kann nicht mit dem zu verschwei- 35 ■ Die Erfindung wird nachstehend an Hand der ßenden Gegenstand in Berührung gebracht werden, Zeichnung näher erläutert, die in schematischer Dardessen Temperatur letzten Endes gemessen werden soll. stellung einen Stromkreis zeigt.Keeping an accurate measurement of the temperature of any thermocouple junction
however, moving yarn is very difficult. In the device according to the invention, for one reason, the heating of yarn with the thermocouple junction or bead has been largely an empirical matter. spot-welded chromium-nickel wire, which is connected to a. It is a method for measuring the temperature of the battery, for heating the thermofusion points to a temperature during the welding process A welding electrode is used: -The selected temperature generated by · the thermocouple is reached. A thermocouple shows the EMF value with an electrode of a welding device. Fluctuations in the moving yarn.
in contact and cannot be welded to the 35 ■ The invention will be brought into contact below with reference to the ßenden object, drawing explained in more detail, which is ultimately to be measured in schematic Dardessen temperature. position shows a circuit.

Es ist ferner ein Temperaturmeßbügel nach In der Zeichung ist ein Temperaturanzeigeinstru-A. Zastera bekannt, wobei ein aus Wärmeschutz- ment 11 bekannter Art in Verbindung mittels stoff bestehender Bügel in einem Einschnitt das Ther- 40 Schenkeln 12 und 13 mit einer—Thermoelementvermoelement aufnimmt, das durch eine Bohrung von bindungssteile 16 gezeigt. Die Verbindungsstelle 16 oben zugeführt ist. Die Schenkel des Eisen-Konstan- wird durch Punktverschweißüng der Enden der tan-Elementes sind durch-einen Schutzlack elektrisch Schenkel 12 und 13 in üblicher Weise gebildet, wovoneinander getrennt und in einer Nut zunächst bei der Schenkel 12 aus einer Chromnickellegierung gleichlaufend zum messenden-Draht geführtyum eine 45 (Chromel) und der Schenkel 13. aus einer Nickelalu-Wärmeableitung aus der Heißlötstelle in die Schenkel rniniumlegierung (Alumel) besteht. Die Einrichtung zu vermeiden. Ein dünner Korkstreifen zwischen oder das Meßgerät 11 mißt die durch das Thermo-Thermoelement und Wärmeschutzstück soll eine element erzeugte EMK und ist auf die Angabe der Wärmeabgabe an den Bügel.verhindern. Der Bügel Temperatur der Verbindungsstelle 16 kalibriert,
ist mit einer Holzklappe durch zwei Zylinderkopf- 5° Ein Chromnickelwiderstandsdraht 20 ist mit der schrauben, die an ihren Enden mit rechtwinkligen Verbindungsstelle 16 punktverschweißt, wie in der Einschnitten zur Führung des Drahtes während der Zeichnung gezeigt. Eine Batterie 21 ist mit dem Draht ... Messung, versehen, sind, -verbunden,-Die -Tiefe dieser- 20 verbunden,- um- den Heizstrom-für-den WiderEinschnitte ist so auf die Lage des Thermoelementes standsdraht zur Erwärmung der Thermoelementverabgestimmt, daß zwischen der Heißlötstelle und der 55 bindungsstelle 16 zu liefern:There is also a temperature measuring bracket according to In the drawing is a temperature display instrument. Zastera is known, whereby a thermal protection element 11 of known type in connection by means of material brackets accommodates the thermocouple legs 12 and 13 with a thermocouple measuring element, which is shown through a bore in connection parts 16, in a cut. The junction 16 is fed above. The legs of the iron constant are formed by spot welding the ends of the tan elements are formed by-a protective lacquer electrical legs 12 and 13 in the usual way, separated from each other and in a groove initially at leg 12 made of a chrome-nickel alloy parallel to the measuring wire There is a 45 (Chromel) and the leg 13. consists of a nickel-aluminum heat dissipation from the hot soldering point in the leg rninium alloy (Alumel). Avoid the establishment. A thin cork strip between or the measuring device 11 measures the EMF generated by the thermo-thermocouple and heat protection piece and is on the indication of the heat dissipation to the temple. The bracket temperature of the connection point 16 is calibrated,
is with a wooden hatch through two cylinder head- 5 ° A chromium-nickel resistance wire 20 is spot-welded to the screws, which are spot-welded at their ends with right-angled connection point 16, as shown in the incisions for guiding the wire during the drawing. A battery 21 is with the wire ... measurement, provided, are, -connected, -the -depth of this-20 connected, -to -the heating current -for-the resistive incisions is matched to the position of the thermocouple stand wire for heating the thermocouple that between the hot soldering point and the connection point 16 to deliver:

Drahtoberfläche während des Versuchs·' ein Abstand Ein Potentiometer 22y welches mit der Batterie 21 von 0,5 bis lmm bestehenbleibt. Die Kaltlötstellen in Reihe geschaltet ist, dient zur Einstellung der auf des Elementes, von denen Verbindungsleitungen zum den Widerstandsdraht 20 angelegten Spannung, um Anzeigegerät führen, werden hierbei auf 0⁰C ge- dadurch den Strqmfluß in diesem Draht zu regeln, halten. 60 Die Einstellung des Stromflusses in dem Widerstands-Diese bekannte Vorrichtung ist jedoch nicht ge- draht 20 regelt die Temperatur, auf welche die Vereignet, um die Temperatur eines sich bewegenden bindungsstelle 16 erhitzt wird. Die Thermoelementfadenartigen Gebildes mit der gewünschten Genauig- schenkel 12 und 13 und der Widerstandsdraht 20 keit zu messen. sind in einem Rohr 25 untergebracht, wobei die verAufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung 65 schiedenen Drähte voneinander isoliert vorliegen,
einer neuen und verbesserten Vorrichtung zum Mes- Die Thermoelementschenkel 12 und 13 erstrecken sen der Temperatur eines sich bewegenden fadenar- sich von der Verbindungsstelle 16 und laufen auseintigen Gebildes, wobei kontinuierlich und genau die ander unter Bildung einer V-förmigen Garnführung,Wire surface during the experiment · 'a distance A potentiometer 22y which remains with the battery 21 of 0.5 to 1mm. The cold junction is connected in series, serves to set the hold on the element, of which connecting leads for the resistance wire 20 applied voltage, cause to display device are, in this case thereby to control overall the Strqmfluß in this wire to 0 ⁰ C. 60 The setting of the current flow in the resistor - this known device is not wired. Measure the thermocouple thread-like structure with the desired precision leg 12 and 13 and the resistance wire 20. are housed in a tube 25, the object of the invention is therefore to create 65 different wires are isolated from each other,
a new and improved device for measuring The thermocouple legs 12 and 13 extend the temperature of a moving filamentary from the junction 16 and run out of some structures, with the other continuously and precisely forming a V-shaped yarn guide,

wobei die Verbindungsstelle 16 im Scheitelpunkt der V-Form liegt, so daß ein Garn 26, welches durch die V-Form geht, in Eingriff oder in Berührung gelangt und sich über die Verbindungsstelle 16 bewegt. Chromnickellegierung und Nickelaluminiumlegierung (Chromel und Alumel) werden für das Thermoelement aus dem Grund verwendet, da diese Legierungen abnutzungsbeständiger sind als einige andere, üblicherweise bei Thermoelementen verwendete Legierungen. wherein the junction 16 is at the apex of the V-shape, so that a yarn 26, which through the V shape goes, engages or contacts and moves over joint 16. Chromium-nickel alloy and nickel-aluminum alloy (Chromel and Alumel) are used for the thermocouple used for the reason that these alloys are more wear-resistant than some others, alloys commonly used in thermocouples.

Im Betrieb der Vorrichtung wird das Potentiometer so eingeregelt, daß der Stromfluß in dem Chromnickel-Widerstandsdraht 20 die Thermoelementverbindungsstelle 16 auf eine Temperatur erwärmt, welche die Temperatur, auf welche die Fadenlinie oder das Garn 26 erhitzt werden soll, ist. Bei genauer Einstellung des Potentiometers 22 gibt das Anzeigegerät 11 die Temperatur an, auf welche das Garn er- ^ünschterweise erhitzt werden soll. Das sich bewegende Garn wird dann in der durch die Thermoelementschenkel 12 und 13 gebildeten V-Form gelagert.In operation of the device, the potentiometer is adjusted so that the current flow in the chromium-nickel resistance wire 20 heats the thermocouple junction 16 to a temperature which is the temperature to which the threadline or the yarn 26 is to be heated. If the potentiometer 22 is set precisely, the display device gives 11 indicates the temperature to which the yarn is to be heated in an undesired manner. The moving one Yarn is then stored in the V shape formed by thermocouple legs 12 and 13.

Die Temperatur des Garnes 26 gibt, falls sie von der gewünschten Temperatur abweicht, eine Änderung der von dem Meßgerät 11 angezeigten Ablesung. Wenn die Garntemperatur bei dem gewünschten Wert ist, befindet sich das Garn und die Thermoelementverbindungsstelle 16 bei derselben Temperatur, und die Ablesung auf dem Meßgerät 11 bleibt unverändert. The temperature of the yarn 26, if it deviates from the desired temperature, gives a change the reading displayed by the meter 11. When the yarn temperature is at the desired value the yarn and thermocouple junction 16 are at the same temperature, and the reading on the measuring device 11 remains unchanged.

Falls das Garn oberhalb des gewünschten Arbeitswertes ist, erhöht das Garn die Temperatur der Verbindungsstelle 16, wodurch bewirkt wird, daß das Meßgerät eine höhere Ablesung anzeigt; diese höhere Ablesung entspricht der tatsächlichen Temperatur des Garns. Falls die Garntemperatur unterhalb des gewünschten Arbeitswertes liegt, ist das Garn kühler als die Verbindungsstelle 16 und nimmt dadurch Wärme aus der Verbindungsstelle auf. Dadurch wird die Erzeugung einer geringeren EMK durch das Thermoelement hervorgerufen. Dies führt dazu, daß das Meßgerät 11 eine niedrigere Ablesung als die normale anzeigt, wobei diese Ablesung der tatsächlichen Garntemperatur entspricht.If the yarn is above the desired work value, the yarn will raise the temperature of the joint 16, causing the meter to display a higher reading; this higher Reading corresponds to the actual temperature of the yarn. If the yarn temperature is below the desired one Work value is, the yarn is cooler than the connection point 16 and thus takes Heat from the joint. This will cause a lower emf to be generated by the thermocouple evoked. This causes the meter 11 to have a lower reading than normal with this reading corresponding to the actual yarn temperature.

Kurz gesagt, besteht hier keine Wärmeübertragung aus dem Garn zu der Thermoelementverbindungsstelle 16 oder umgekehrt, wenn das Garn bei der gewünschten Temperatur vorliegt, da das Garn und die Verbindungsstelle sich bei gleicher Temperatur befinden. Wenn jedoch die Garntemperatur schwankt, findet ein geringer Wärmeübergang zu oder von der Thermoelementverbindungsstelle 16 statt. Dieser Wärmeübergang verändert die Ablesung des Meßgeräts 11, so daß es die tatsächliche Temperatur des Garnes angibt.In short, there is no heat transfer from the yarn to the thermocouple junction 16 or vice versa, when the yarn is at the desired temperature, since the yarn and the Connection point are at the same temperature. However, if the yarn temperature fluctuates, finds there is little heat transfer to or from the thermocouple junction 16. This heat transfer changes the reading on meter 11 to give the actual temperature of the yarn.

Bei einem gebräuchlichen System hängt die durch das Meßgerät angezeigte Temperaturablesung stets von einer Wärmeübertragung aus einem erhitzten Gegenstand zu dem Thermoelement ab. Wenn der Wärmeübergang nicht wirksam ist, ist die angezeigte Temperatur niedriger als die tatsächliche Temperatur des erhitzten Gegenstandes. Auch wenn der Gegenstand weit oberhalb Raumtemperatur erhitzt ist, muß eine hohe Geschwindigkeit des Wärmeübergangs vorhanden sein, um eine genaue Messung zu erhalten. Da für die Überführung der Wärmemenge eine lange Anlaufzeit erforderlich ist, um die Thermoelementverbindungsstelle auf die Temperatur des erhitzten Gegenstandes zu erhöhen, ist die gebräuchliche An-Ordnung in der Messung der Temperatur eines sich bewegenden Garnes nicht sehr genau. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist diesen Nachteilen nicht unterworfen.In a common system, the temperature reading displayed by the meter is always hanging on heat transfer from a heated object to the thermocouple. If the If heat transfer is not effective, the displayed temperature will be lower than the actual temperature of the heated object. Even if the object is heated well above room temperature, must there must be a high rate of heat transfer in order to obtain an accurate measurement. Since a long start-up time is required for the transfer of the amount of heat to the thermocouple connection point to raise the temperature of the heated object is the common order not very accurate in measuring the temperature of a moving yarn. The procedure according to the invention is not subject to these disadvantages.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist in seiner Genauigkeit nicht von einer hohen Geschwindigkeit der Wärmeübertragung abhängig. Tatsächlich wird unter normalen Bedingungen überhaupt kein Wärmeübergang zu oder aus dem Thermoelement erfordert, um eine genaue Angabe der Temperatur des sich bewegenden Garnes zu erhalten. Wenn die Garntemperatur von dem gewünschten Wert abweicht, ist nur ein leichter Wärmeübergang zu oder aus der Thermoelementverbindungsstelle erforderlich, um eine genaue Temperaturmessung zu schaffen. Hierdurch wird die Genauigkeit der Vorrichtung sichergestellt.The method according to the invention is not of high speed in its accuracy depends on the heat transfer. In fact, under normal conditions there is no heat transfer at all To or from the thermocouple requires an accurate indication of the temperature of the moving To get yarn. If the yarn temperature deviates from the desired value, is only slight heat transfer to or from the thermocouple junction is required to achieve an accurate To create temperature measurement. This ensures the accuracy of the device.

Claims

Claim:

Device for measuring the temperature of a moving thread-like structure with a Voltage-generating thermocouple device with one coupled to the thermocouple Voltage measuring device and with a resistance heating device for heating the Thermocouple, characterized in that the thermocouple has a single connection point (16) that touches the moving thread-like structure directly and with the voltage measuring device (11), with which no further thermocouple connection point is connected, is directly connected by the thermocouple legs (12,13), the are designed so that they provide a V-shaped guide for the moving thread-like structure (26) form and this in direct contact with the arranged at the top of the V-shaped guide Hold the thermocouple junction (16).

1 sheet of drawings