DE1473340C - Vorrichtung zum kontinuierlichen Messen der Temperatur laufender Metallbänder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Messen der Temperatur laufender Metallbänder, mit einem die von dem laufenden Metallband abgestrahlte Wärme sammelnden Wärmereflexionskörper, der einen Konkavspiegel enthält, mit einem temperaturempfindlichen Teil, der ein Thermoelement enthält, und mit einem laufenden Karren, der auf der Oberfläche des laufenden Metallbandes angeordnet ist. <

Zur Messung der Temperaturen an bewegten Oberflächen, beispielsweise der Oberflächentemperatureh von rotierenden Walzen, Trockenzylindern von Papiermaschinen oder von laufenden Bahnen wird ein Thermoelement mit seitlichen Führungsrollen, die in gabelförmigen Enden eines U-förmigen Bügels drehbar gelagert sind, über die zu messende Oberfläche in ihrer gesamten Länge unter einem konstanten Abstand von der Oberfläche geführt.

Diese Vorrichtung ist in Form eines tragbaren Geräts mit kleinen Abmessungen hergestellt und ist lediglich für die intermittierende Messung geeignet.

Zur Temperaturmessung von strahlenden Oberflächen verwendet man weiterhin die bekannten Pyrometer. Ein derartiges Pyrometer kann mit die Wärmestrahlung konzentrierenden Spiegeln und einer aus einzelnen Thermoelementen bestehenden Thermosäule, die als Empfänger dient, versehen sein. Weiterhin wird bekanntermaßen die von einem Gegenstand abgestrahlte Wärme durch mehrere konfokale einachsige Konkavspiegel mit zunehmenden Abmessungen konzentriert, um die Genauigkeit einer Temperaturmessung zu steigern. " '.

Trotz dieser bekannten Vorrichtungen und Maßnahmen ist es bisher nicht möglich, die Temperatur eines durch ein Walzwerk laufenden Metallbandes kontinuierlich zu messen, da die auf Grund der absorbierten Strahlung bestimmte Temperatur nie die wirkliche Bandtemperatur ist und deshalb entsprechend korrigiert werden muß. Die Festlegung der Korrekturfaktoren führt insbesondere dann, wenn die Bandoberfläche einen Überzug aufweist,, beispielsweise Oxyd, zu kaum überwindbaren Schwierigkeiten.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Messen der wirklichen- Temperaturen laufender Metallbänder zu schaffen, bei der die Meßempfindlichkeit groß ist, der Wärmereflexionskörper stabil bleibt, Meßfehler durch Störungen wie Konvektionsströmungen und Wärmeableitung ausgeschaltet sind und Korrekturfaktoren nicht berücksichtigt zu werden brauchen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Brennpunkt des Konkavspiegels, der ~ von" einer hitzebeständigen Abschirmhaube umgeben ist, so angeordnet, ist, daß er mit dem spitzen Ende des Thermoelements, das durch den Wärmereflexionskörper führt und'auf und ab bewegbar ist, zusammenfällt, und daß, der Wärmereflexionskörper und der temperaturempfindliche Teil am; laufenden Karren befestigt sind und daß der Karren aus einem Vorderradteil und zwei rückwärtigen Rädern besteht und sich der Vorderradteil frei um eine vertikale Achse drehen kann. . _v

Da die erfindungsgemäße Vorrichtung aus einem Karren besteht, der auf das Metallband aufgesetzt ist und sich beim Laufen des Metallbandes frei bewegen kann, tritt kein Meßfehler auf, der durch Wellenbewegung des bewegten · Bandes verursacht sein könnte. Da sich außerdem das Vorderteil des Karrens frei um eine Stützachse drehen kann, kann es, indem es dem Lauf des Metallbandes folgt, ständig eine hierzu parallele Stellung beibehalten. Deswegen ist eine Übertragung der Schwingung des Metallbandes auf den Wärmereflexionskörper weitgehend verhindert, d. h., der Wärmereflexionskörper bleibt stabil. Der größte Teil der Strahlungswärme des zu messenden Metallbandes kann dadurch erfaßt werden, daß das Thermoelement auf und ab bewegbar ist und das

ίο spitze Ende so eingestellt werden kann, daß es mit : dem Brennpunkt des Konkavspiegels zusammenfällt. Dies dient ebenso zur Verbesserung der Meßgenauigkeit wie die Abschirmhaube, durch die Luft- bzw. Gasströmungen um den Wärmereflexionskörper vermieden werden.

An Hand der Zeichnung wird eine beispielsweise Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansieht der erfindungsgemäßen Meß vorrichtung;
F i g. 2 ist eine Vorderansicht der Vorrichtung;
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch einen Wärmereflexionskörper der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Karren 11, der] von Platten 12 und 13 gebildet wird, an denen über, vordere und hintere Radbefestigungen 14 und 15 ein Vorderrad 27 und zwei Hinterräder 28 befestigt sind. Zwischen diesen Rädern hängt an der Platte 11 von Klemmeinrichtungen 5 und 6 gehalten ein Hohlzylinder 4, an dem der Wärmefeflexiönskörper 1 so angebracht ist, daß dessen paraboloidförmiger Konkavspiegel 2 der laufenden Metallbahn 30 gegenüberliegt.

Der Höhlzylinder 4 besteht aus einem oberen Halterungsteil 4" zum Halten des in den Hohlzylinder 4 eingeführten Thermoelementes 8 sowie aus einem unteren Befestigungsteil 4', mit dem der Zylinder über die Klemmeinrichtungen 5 und 6 an der Platte 13 gehalten ist.'Die Lage des in die Bohrung 3 des . Zylinders 4 eingeführten Thermoelementes wird mittels einer Einstellschraube 9 festgelegt. Um den Wärmereflexionskörper 1 herum ist mittels Schrauben 7 und Muttern 29 eine Abschirmhaube 10 so angeordnet, daß die Bewegungsfreiheit der Räder 27 und 28 sowie des Bandes 30 nicht behindert wird.\ Die Haube ist zweckmäßigerweise kegelstumpfförmig ausgeführt, wobei das größere Ende nach unten ge-» ϊ gen das Metallband 30 offen; ist und in dem oberen

Endteil Bohrungen für die hindurchgehenden Schrauben 7 und den Zylinder 4 vorgesehen sind. Die Haube besteht aus einem hitzebeständigen Material,

beispielsweise aus Asbest; "

, .. Der Konkayspiegel 2, ist_; zweckmäßigerweise mit

Metall plattiert, hat somit einen hohen Reflexionsfaktor und ist so konstruiert; daß der Brennpunkt, wie in Fig. 3 gezeigt ist, rotationssymmetrisch in der Ebene seines Außenendes liegt. Das Thermoelement 8, das abhängig von der zu messenden Tempe-

ratur von der Paarung Alumel-Chromel oder Eisen-Konstantan gebildet wird, ist durch die Einstellschraube 9 so gehalten, daß die Lötperle im Brennpunkt des Konkavspiegels 2 liegt. Die Anzeige der von dem Thermoelement gemessenen Temperatur erfolgt über ein Temperaturanzeigegerät oder einen Schreiber 31.

Die Achse 25 des Vorderrades 27 ist in einem Stützteil 18 gelagert,' an dessen oberer Platte ein An-

satz 19 angebracht ist, aus dem eine Schraube 22 durch eine entsprechende Bohrung in der Platte 12 hindurchgehend vorsteht. Die Schraube 22 ist jeweils auf der Ober- und Unterseite durch eine Mutter 21 bzw. 20 gehalten. Die untere Mutter 20 hat ebenfalls einen Ansatz, der dem Ansatz 19 gegenüberliegt und mit diesem zusammen mit Kugeln 23 ein Axiallager bildet. Dadurch kann sich das Rad 27 in horizontaler Richtung frei um den von der Schraube 22 gebildeten Drehpunkt drehen. "

Am hinteren Ende der Platte 13 des Karrens 11 sind zu beiden Seiten die Hinterräder 28 über die an der Platte 12 befestigten Halteteile 16 und die darin aufgenommenen Achsen 26 drehbar gelagert.

Der Durchmesser der Hinterräder 28 ist so bemessen, daß sie größer sind als das Vorderrad 27. Am vorderen Ende der Platte 12 des Karrens 11 ist ein Haken 24 angebracht, mit dem das Ende einer Schnur oder einer Feder verbunden werden kann, um den Karren 11" in Lage zu halten.

Der Wärmereflexionskörper 1 ist über die Klemmeinrichtungen 5 und 6 so daran befestigt, daß der zwischen dem laufenden Metallband 30 und der unteren Fläche des Wärmereflexionskörpers 1 gebildete Abstand so klein ist, daß die Temperaturmessung durch äußere Störungen wie kalte oder heiße Luftströmungen nicht beeinflußt werden kann. Die Höhe der Abschirmhaube 10 wird so eingestellt, daß ihre untere Öffnung mit der unteren Oberfläche des Wärmereflexionskörpers 1 nahezu auf gleicher Höhe oder etwas darüber liegt. Wenn die Vorrichtung mit einer Schnur am Haken 24 gehalten ist, kann sie auf die Oberfläche des laufenden Metallbandes gesetzt werden, wobei sich das Vorderrad vorn, gesehen in der durch den Pfeil in F i g. 1 gezeigten Laufrichtung des Metallbandes 30, befindet. Die auf das Metallband 30 aufgesetzte Vorrichtung bleibt durch die Schnur am Haken 24 in Lage gehalten, während sich ihre Räder. 27 und 28 frei drehen. Da zwischen dem Wärmereflexionskörper 1 und dem laufenden Band 30 ein kleiner Zwischenraum besteht, kann durch eine eventuelle Wellenbewegung des Bandes kein Fehler verursacht werden. Da das Vorderrad 27 frei um die Schraube 22 drehen kann, werden kaum Schwingungen vom Band 30 auf die Platten 12 bzw. übertragen, so. daß sich der Wärmereflexionskörper 1 mit der Haube 10 und dem Thermoelement 8 ständig in ruhiger Lage befindet, d. h., er ist stabil. Die vom laufenden Metallband 30 emittierte Wärmestrahlung wird vom Konkavspiegel 2 reflektiert und in dessen Brennpunkt, in dem die Lötperle des Thermoelementes 8 liegt, gesammelt. Dadurch können bis 95% der emittierten Strahlung konzentriert werden, so daß die vom Thermoelement 8 gemessene Temperatur sehr genau ist. Die auf Grund des sich bewegenden Metallbandes 30 verursachten Luftströmungen werden durch die Haube 10 von dem Wärmereflexionskörper 1 und der Lötperle des Thermoelementes 8 abgehalten.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum kontinuierlichen Messen der Temperatur laufender Metallbänder, mit einem die von dem laufenden Metallband abgestrahlte Wärme sammelnden Wärmereflexionskörper, der einen Konkavspiegel enthält, mit einem temperaturempfindlichen Teil, der ein Thermoelement enthält, und mit einem laufenden Karren, der auf der Oberfläche des laufenden Metallbandes angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennpunkt des Konkavspiegels (2), der von einer hitzebeständigen Abschirmhaube (10) umgeben ist, so angeordnet ist, daß er mit dem spitzen Ende des Thermoelementes (8), das durch^l den Wärmereflexionskörper (1) führt und auf und ab bewegbar ist, zusammenfällt, und daß der Wärmereflexionskörper (1) und der temperaturempfindliche Teil (8) am laufenden Karren (11) befestigt sind und daß der Karren (11) aus einem Vorderradteil (18, 27) und zwei rückwärtigen Rädern (28) besteht und sich der Vorderradteil (18, 27) frei um eine vertikale Achse (22) drehen kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen