DE19615244B4 - Sensor for radiation pyrometric measurement at high ambient temperature - Google Patents

Sensor for radiation pyrometric measurement at high ambient temperature Download PDF

Info

Publication number
DE19615244B4
DE19615244B4 DE19615244A DE19615244A DE19615244B4 DE 19615244 B4 DE19615244 B4 DE 19615244B4 DE 19615244 A DE19615244 A DE 19615244A DE 19615244 A DE19615244 A DE 19615244A DE 19615244 B4 DE19615244 B4 DE 19615244B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sensor
window
solder joints
temperature
radiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19615244A
Other languages
German (de)
Other versions
DE19615244A1 (en
Inventor
Ralf Dr. Pleva
Herry Dipl.-Ing. Pleva
Wilfried Dipl.-Phys. Löbel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PLEVA GmbH
Original Assignee
PLEVA GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PLEVA GmbH filed Critical PLEVA GmbH
Priority to DE19615244A priority Critical patent/DE19615244B4/en
Publication of DE19615244A1 publication Critical patent/DE19615244A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19615244B4 publication Critical patent/DE19615244B4/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • G01J5/10Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
    • G01J5/12Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
    • G01J5/14Electrical features thereof
    • G01J5/16Arrangements with respect to the cold junction; Compensating influence of ambient temperature or other variables
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06FLAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F34/00Details of control systems for washing machines, washer-dryers or laundry dryers
    • D06F34/14Arrangements for detecting or measuring specific parameters
    • D06F34/18Condition of the laundry, e.g. nature or weight
    • 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
    • G01J5/02Constructional details
    • G01J5/06Arrangements for eliminating effects of disturbing radiation; Arrangements for compensating changes in sensitivity
    • G01J5/064Ambient temperature sensor; Housing temperature sensor; Constructional details thereof
    • 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
    • G01J5/10Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
    • G01J5/12Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06FLAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F2103/00Parameters monitored or detected for the control of domestic laundry washing machines, washer-dryers or laundry dryers
    • D06F2103/02Characteristics of laundry or load
    • D06F2103/12Temperature
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06FLAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F2103/00Parameters monitored or detected for the control of domestic laundry washing machines, washer-dryers or laundry dryers
    • D06F2103/64Radiation, e.g. microwaves

Abstract

Sensor zur strahlungspyrometrischen Messung der Temperatur eines Meßobjektes, insbesondere unter Bedingungen hoher Umgebungstemperaturen am Sensor im Innenraum eines Heißlufttrockners oder einer Wärmebehandlungsanlage, bestehend aus einem wärmeleitenden Gehäuse (1) mit einem im langwelligen Infrarotbereich strahlungsdurchlässigen Fenster (2), hinter dem gegenpolar in Reihe geschaltete Thermosäulen (3, 4) liegen, deren Drahtelemente (5) aus gegenseitig thermoelektrisch aktiven Materialien bestehen, wobei die Drahtelemente (5) etwa achsparallel in einem etwa zylindrischen Körper (6) aus einem schlecht wärmeleitenden temperaturbeständigen Material symmetrisch zueinander angeordnet sind und die Lötstellen (7, 71, 72) auf den Grundflächen (61, 62) des Körpers (6) liegen, wobei einige der hinter dem Fenster (2) liegenden Lötstellen (71, 72) durch einen strahlungsundurchlässigen Schild (8) abgedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß am Fenster (2) ein Thermoelement (9) zur Erfassung der Eigentemperatur des Sensors am Schild (8) angeordnet ist.sensor for the radiation pyrometric measurement of the temperature of a test object, especially under conditions of high ambient temperatures at the sensor in the interior of a hot air dryer or a heat treatment plant, consisting of a thermally conductive casing (1) with a radiation-permeable window in the long-wave infrared range (2), behind the opposite polarity in series thermopiles (3, 4), the wire elements (5) of mutually thermoelectric consist of active materials, wherein the wire elements (5) approximately axially parallel in a roughly cylindrical body (6) from a poorly heat-conducting temperature resistant Material are arranged symmetrically to each other and the solder joints (7, 71, 72) on the bases (61, 62) of the body (6), with some of the behind the window (2) lying solder joints (71, 72) covered by a radiopaque plate (8) are characterized in that at the window (2) a thermocouple (9) arranged to detect the temperature of the sensor on the shield (8) is.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft einen Sensor zur strahlungspyrometrischen Messung der Temperatur eines Meßobjektes nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und dem Oberbegriff des Anspruchs 2.The The invention relates to a sensor for radiation pyrometric measurement the temperature of a test object according to the preamble of claim 1 and the preamble of the claim Second

Ein derartiger Sensor ermöglicht die berührungslose Messung der Oberflächentemperatur von festen Werkstoffen, Materialien und Erzeugnissen insbesondere im Innern von Heißlufttrocknern und Wärmebehandlungsanlagen unter Bedingungen hoher Umgebungstemperaturen und an Stellen, die visuell von außen nicht zugängig sind. Die durch mehrere innerhalb der Anlage in unmittelbarer Nähe der zu messenden Oberfläche angeordnete Sensoren erhaltene Kenntnis des räumlichen und zeitlichen Temperaturprofils des zu behändelnden Materials ist neben anderen Prozeßparametern eine wichtige Voraussetzung zur optimierten Prozeßführung im Hinblick auf Wirtschaftlichkeit und Qualitätssicherung.One such sensor allows the non-contact Measurement of the surface temperature of solid materials, materials and products in particular inside hot air dryers and heat treatment plants under conditions of high ambient temperatures and in places that visually from the outside not accessible are. The by several within the plant in the immediate vicinity of the measuring surface arranged sensors obtained knowledge of the spatial and temporal temperature profile of the one to be handled Material is an important prerequisite in addition to other process parameters for optimized process control in the In terms of cost-effectiveness and quality assurance.

In der älteren Patentanmeldung P 44 41 257.6 ist ein Sensor zur strahlungspyrometrischen Messung von Temperaturen mittels Thermosäulen unter Anwendung von Werkstoffen und Bauelementen vorgeschlagen, die gegenüber Temperaturen bis zu 400°C und mehr beständig sind, so daß dies Messungen unter Bedingungen hoher Umgebungstemperaturen ermöglicht, ohne daß Maßnahmen zur Kühlung des Sensors erforderlich sind.In the older one Patent Application P 44 41 257.6 is a sensor for radiation pyrometric measurement of temperatures by means of thermopiles below Application of materials and devices proposed that are resistant to temperatures up to 400 ° C and more resistant are, so this Enables measurements under conditions of high ambient temperatures, without action for cooling of the sensor are required.

Das Prinzip dieses Sensors beruht darauf, daß die Lötstellen der Thermosäulen auf den Grundflächen eines zylindrischen Körpers aus hitzebeständigem, schlecht wärmeleitendem Material angeordnet sind, wobei die aus gegenseitig thermoelektrisch aktivem Material bestehenden Drahtelemente zwischen den Lötstellen achsparallel durch den Körper geführt werden. Eine Gruppe von Lötstellen liegt hinter einem strahlungsdurchlässigen Fenster, wobei eine andere Gruppe von Bezugslötstellen durch einen strahlungsundurchlässigen Schild gegenüber der Strahlung abgedeckt ist.The Principle of this sensor is based on the fact that the solder joints of the thermopile on the base areas a cylindrical body made of heat-resistant, poor heat-conducting Material are arranged, wherein the mutually thermoelectrically active Material existing wire elements between the solder joints parallelled through the body. A group of solder joints lies behind a radiation-permeable window, with a other group of reference solder joints by a radiopaque Shield opposite the Radiation is covered.

Die Kompensation nichtstrahlungsbedingter Temperaturunterschiede zwischen den Lötstellen wird dabei dadurch erreicht, daß die gleich aufgebauten Thermosäulen gegenpolar in Reihe geschaltet werden. Zur Verbesserung der Kompensation von durch inhomogene Temperaturverteilung im Sensor verursachten Störungen werden die Thermosäulen weiter aufgeteilt in nacheinander angeordnete, wechselweise gegenpolar in Reihe geschaltete Gruppen, wobei die dem Fenster zugewandten Gruppen der Lötstellen wechselweise abgedeckt sind.The Compensation of non-radiation-related temperature differences between the solder joints will thereby achieved by the identical thermopiles be connected in polarity in series. To improve the compensation caused by inhomogeneous temperature distribution in the sensor disorders the thermopiles will continue divided into successively arranged, alternately opposite polarity groups connected in series, those facing the window Groups of solder joints are covered alternately.

Bei einer schnellen Änderung der Umgebungstemperatur initiiert das sich dabei temporär aufbauende Temperaturgefälle zwischen dem Bereich des Fensters mit dem Schild und den der Strahlung ausgesetzten Lötstellen einen Strahlungsaustausch, der in der Kompensationssäule eine Störung des Signals bedingt, bis sich ein neuer stationärer Zustand eingestellt hat.at a quick change The ambient temperature initiates this temporarily building temperature gradient between the area of the window with the shield and that of the radiation exposed solder joints a radiation exchange, in the compensation column a Disruption of the Conditionally conditional until a new steady state has set.

Bekannte andere Sensoren zur strahlungspyrometrischen Temperaturmessung gemäß den Druckschriften GB 867,712, GB 2 090 418 A , und US 5,059,543 haben einen anderen Grundaufbau und sind mit dem gattungsgemäßen Sensor nicht vergleichbar.Known other sensors for radiation pyrometric temperature measurement according to the publications GB 867,712, GB 2 090 418 A , and US 5,059,543 have a different basic structure and are not comparable to the generic sensor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Sensor derart weiterzubilden, daß auch im instationären Fall während der durch Umgebungstemperaturschwankungen bedingten Änderung der Eigentemperatur eine zuverlässige Funktion gewährleistet ist.Of the Invention is based on the object, a generic sensor in such a way that also in the transient Case during the change due to ambient temperature fluctuations the self-temperature is a reliable function guaranteed is.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.The The object is achieved by the Characteristics of claim 1 solved.

In einer vereinfachten Ausbildung des Sensors gemäß Anspruch 2 wird auf eine Kompensations-Thermosäule verzichtet, und sowohl die strahlungssensitiven als auch die Vergleichslötstellen einer einzigen, den Sensor bildenden Thermosäule werden auf der vorderen, dem Meßobjekt zugewandten Grundfläche des Körpers angeordnet, wobei die Verbindungsdrähte zwischen den Lötstellen durch achsparallele Bohrungen über die hintere Grundfläche geführt sind.In a simplified embodiment of the sensor according to claim 2 is a Compensation thermopile omitted, and both the radiation-sensitive and the Vergleichlötstellen a single thermopile forming the sensor is placed on the front, the test object facing base of the body arranged, with the connecting wires between the solder joints through axially parallel holes over the rear base guided are.

Zweckmäßig ist der Schild aus einem Material mit einer guten Temperaturleitfähigkeit gefertigt und steht in wärmeleitender Verbindung mit dem Fenster, wodurch eine gleichmäßige Temperatur gewährleistet ist. Für eine Annäherung an einen schwarzen Strahler ist die der Thermosäule zugewandte Seite des Schildes mit einem Pigment geschwärzt.Is appropriate the shield made of a material with a good thermal conductivity manufactured and stands in thermally conductive Connection with the window, ensuring a uniform temperature is. For an approach to a black spotlight is the thermopile side facing the shield blackened with a pigment.

Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung.embodiments The invention will become apparent from the description and the drawings.

Es zeigen:It demonstrate:

1 in schematischer Darstellung den Aufbau eines Sensors gemäß der Erfindung, 1 a schematic representation of the structure of a sensor according to the invention,

2 eine Draufsicht auf eine stirnseitige Grundfläche des Tragkörpers mit der Verteilung der Lötstellen der Thermosäulen des Sensors nach 1, 2 a plan view of an end face of the base body with the distribution of the solder joints of the thermopile of the sensor according to 1 .

3 in schematischer Darstellung den Aufbau eines anderen Sensors gemäß der Erfindung, 3 a schematic representation of the structure of another sensor according to the invention,

4 eine Draufsicht auf eine stirnseitige Grundfläche des Tragkörpers mit der Verteilung der Lötstellen der Thermosäule des Sensors nach 3. 4 a plan view of an end face of the base body with the distribution of the solder joints of the thermopile of the sensor according to 3 ,

Auf einem zylindrischen Tragkörper 6 (1, 2) aus einem zementgebundenen leichten Silikat-Schaummaterial von 30 mm Höhe und 30 mm Durchmesser sind vier Thermosäulen 31, 41, 32 und 42 aus je sechs Thermopaaren NiCr/Ni angeordnet, deren 0,2 mm dicke Drahtelemente 5 in achsparallelen Bohrungen in diesem Körper 6 geführt werden. über den einander gegenüberliegenden Grundflächen 61 und 62 des Körpers 6 befinden sich je vierundzwanzig in vier Quadranten der Kreisfläche symmetrisch angeordnete Lötstellen 7, deren Verteilung aus 2 ersichtlich ist. Die Thermosäulen 31, 41, 32, 42 sind wechselweise gegenpolar in Reihe geschaltet, so daß sich an den Verbindungsstellen zweier benachbarter Säulen jeweils Drahtelemente aus gleichem Material treffen. In 1 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit schematisch nur zwei benachbarte Thermosäulen 3 und 4 dargestellt. Die strahlungssensitiven Lötstellen 71 und die Bezugslötstellen 72 befinden sich auf der dem Meßobjekt zugewandten Fläche des Körpers 6 hinter einem infrarotdurchlässigen Fenster 2 aus Bariumfluorid-Einkristall von 30 mm Durchmesser und 3 mm Dicke, wobei die Lötstellen 72 der zur Kompensation dienenden gleichgepolten Thermosäulen durch einen strahlungsundurchlässigen Schild 8 gegenüber der äußeren Strahlung abgedeckt sind. Dieser Schild 8 ist an der Innenseite mit einem Pigment geschwärzt, besteht aus 0,2-mm-Kupferblech und befindet sich in wärmeleitendem Kontakt mit dem Fenster 2. Erfindungsgemäß ist an diesem Schild ein Thermoelement 9 montiert, dessen Meßwert in Verbindung mit dem Signal der Thermosäulen 31, 41, 32, 42 zur Bestimmung der Temperatur des Meßobjektes dient. Die Meßvorrichtung ist in einem zylindrischen Gehäuse 1 aus Aluminium mit einer Wandstärke von 2 mm untergebracht.On a cylindrical supporting body 6 ( 1 . 2 ) of a cement-bonded lightweight silicate foam material 30 mm high and 30 mm in diameter are four thermopile 31 . 41 . 32 and 42 each of six thermocouples NiCr / Ni arranged, their 0.2 mm thick wire elements 5 in axis-parallel holes in this body 6 be guided. over the opposite ground surfaces 61 and 62 of the body 6 there are twenty-four solder joints symmetrically arranged in four quadrants of the circular area 7 whose distribution out 2 is apparent. The thermopiles 31 . 41 . 32 . 42 are alternately connected in series in opposition, so that meet at the junctions of two adjacent columns each wire elements made of the same material. In 1 For reasons of clarity, only two adjacent thermopiles are shown schematically 3 and 4 shown. The radiation-sensitive solder joints 71 and the reference solder joints 72 are located on the surface of the body facing the object to be measured 6 behind an infrared-transparent window 2 from barium fluoride single crystal of 30 mm diameter and 3 mm thickness, with the solder joints 72 the compensated polarity reversed thermopile by a radiopaque shield 8th are covered against the external radiation. This sign 8th is blackened on the inside with a pigment, consists of 0.2 mm copper sheet and is in heat-conducting contact with the window 2 , According to the invention, this plate is a thermocouple 9 mounted, the measured value in connection with the signal of the thermopile 31 . 41 . 32 . 42 for determining the temperature of the measurement object is used. The measuring device is in a cylindrical housing 1 made of aluminum with a wall thickness of 2 mm.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß den 3 und 4 besteht der Sensor aus einer einzigen Thermosäule mit sechzehn Thermopaaren, deren insgesamt zweiunddreißig Lötstellen auf der vorderen, dem Meßobjekt zugewandten Grundfläche des Körpers 6 symmetrisch in acht Sektoren der Kreisfläche gemäß 4 angeordnet sind. Die Drahtelemente 5 aus NiCr bzw. Ni von 0,2 mm Durchmesser sind zwischen den Lötstellen achsparallel durch Bohrungen im zylinderförmigen Körper 6 aus einem zementgebundenen leichten Silikat-Schaummaterial über dessen rückwärtige Grundfläche geführt. Die Abmessungen des Körpers 6 betragen 30 mm Durchmesser und 30 mm Höhe. Die Lötstellen 7, deren Verteilung auf der Grundfläche des Körpers 6 in 4 dargestellt ist, befinden sich hinter einem strahlungsdurchlässigen Fenster 2 aus Bariumfluorid-Einkristall von 30 mm Durchmesser und 3 mm Dicke. In wärmeleitendem Kontakt mit diesem Fenster 2 befindet sich an dessen Innenseite ein malteserkreuzförmig ausgebildeter Schild 8 aus 0,2-mm-Kupferblech, der innen mit einem Pigment geschwärzt ist, und an dem ein Thermoelement 9 montiert ist, dessen Ausgangssignal in Verbindung mit dem Signal der Thermosäule zur Bestimmung der Temperatur des Meßobjektes dient. Dieser Schild bedeckt die Vergleichslötstellen gegenüber der Strahlung. Der gesamte Sensor ist in einem zylindrischen Gehäuse aus Aluminium von 2 mm Wandstärke entsprechend dem Gehäuse 1 in 1 angeordnet.In a second embodiment according to the 3 and 4 The sensor consists of a single thermopile with sixteen thermocouples, with a total of thirty-two solder joints on the front surface of the body facing the target 6 symmetric in eight sectors of the circular area according to 4 are arranged. The wire elements 5 made of NiCr or Ni of 0.2 mm diameter are axially parallel between the solder joints through holes in the cylindrical body 6 out of a cement-bound lightweight silicate foam material over its rear base. The dimensions of the body 6 are 30 mm in diameter and 30 mm in height. The solder joints 7 , their distribution on the base of the body 6 in 4 are shown behind a radiation-transmissive window 2 from barium fluoride single crystal of 30 mm diameter and 3 mm thickness. In thermally conductive contact with this window 2 is located on the inside of a Maltese cross shaped shield 8th made of 0.2 mm copper sheet, which is blackened on the inside with a pigment, and on which a thermocouple 9 is mounted, the output signal used in conjunction with the signal of the thermopile to determine the temperature of the measurement object. This shield covers the comparative solder joints against the radiation. The entire sensor is in a cylindrical aluminum housing of 2 mm wall thickness corresponding to the housing 1 in 1 arranged.

Der erfindungsgemäße Sensor kann physikalisch wie folgt erklärt werden:
Im stationären Zustand, d. h. im Falle gleicher Temperaturverhältnisse TF im gesamten Bereich der Frontfläche des Sensors, ist das von den in Reihe geschalteten Thermosäulen 3 und 4 erzeugte Signal UO direkt der zwischen den nicht abgedeckten sensitiven Lötstellen 71 und dem zu messenden Objekt mit der Temperatur TO übertragenen Strahlungsmenge φO proportional, d. h. entsprechend dem Strahlungsgesetz gilt (T in °K): UO ~ φO ~ T4O – T4F
The sensor according to the invention can be explained physically as follows:
In the stationary state, ie in the case of equal temperature ratios T F in the entire region of the front surface of the sensor, that is of the series-connected thermopile 3 and 4 generated signal U O directly between the uncovered sensitive solder joints 71 and the transferred object to be measured with the temperature T O O φ radiation amount proportional, ie corresponding to the radiation law is valid (T in ° K): U O ~ φ O ~ T 4 O - T 4 F

Hat jedoch der mit dem Fenster 2 in wärmeleitendem Kontakt befindliche Schild 8 eine Temperatur TS, die von der Temperatur TF der sensitiven Lötstellen abweicht, so hat dies einen Strahlungsübergang φS zwischen dem Schild und den unter dem Schild befindlichen Lötstellen 72 zur Folge. Es gilt: φS ~ T4S – T4F However, the one with the window 2 in thermally conductive contact located sign 8th a temperature T S , which differs from the temperature T F of the sensitive solder joints, this has a radiation transition φ S between the shield and the solder joints located below the shield 72 result. The following applies: φ S ~ T 4 S - T 4 F

Die dadurch verursachte Signalstörung US ~ φS wird dem Signal UO aufgrund der gegenpolaren Reihenschaltung beider Thermoketten mit umgekehrtem Vorzeichen überlagert. Das verbleibende Signal beträgt: U = UO – US bzw. U ~ φO – φS The resulting signal disturbance U S ~ φ S is superimposed on the signal U O due to the anti-polar series connection of both thermal chains with the opposite sign. The remaining signal is: U = U O - U S or U ~ φ O - φ S

Daraus ergibt sich U ~ T4O – T4F – (T4S – T4F ) = T4O – T4S This results in U ~ T 4 O - T 4 F - (T. 4 S - T 4 F ) = T 4 O - T 4 S

Hieraus ist ersichtlich, daß das Sensorsignal U hinsichtlich der aus diesem zu ermittelnden Objekttemperatur TO auf die Temperatur TS des Schildes zu beziehen ist. Voraussetzung ist allerdings ein Strahlungsübergang entsprechend dem Strahlungsgesetz für den schwarzen Strahler.It can be seen that the sensor signal U with respect to the object temperature T O to be determined from this is to refer to the temperature T S of the shield. However, a prerequisite is a radiation transition in accordance with the law of radiation for the blackbody.

Claims (4)

Sensor zur strahlungspyrometrischen Messung der Temperatur eines Meßobjektes, insbesondere unter Bedingungen hoher Umgebungstemperaturen am Sensor im Innenraum eines Heißlufttrockners oder einer Wärmebehandlungsanlage, bestehend aus einem wärmeleitenden Gehäuse (1) mit einem im langwelligen Infrarotbereich strahlungsdurchlässigen Fenster (2), hinter dem gegenpolar in Reihe geschaltete Thermosäulen (3, 4) liegen, deren Drahtelemente (5) aus gegenseitig thermoelektrisch aktiven Materialien bestehen, wobei die Drahtelemente (5) etwa achsparallel in einem etwa zylindrischen Körper (6) aus einem schlecht wärmeleitenden temperaturbeständigen Material symmetrisch zueinander angeordnet sind und die Lötstellen (7, 71, 72) auf den Grundflächen (61, 62) des Körpers (6) liegen, wobei einige der hinter dem Fenster (2) liegenden Lötstellen (71, 72) durch einen strahlungsundurchlässigen Schild (8) abgedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß am Fenster (2) ein Thermoelement (9) zur Erfassung der Eigentemperatur des Sensors am Schild (8) angeordnet ist.Sensor for radiation pyrometric measurement of the temperature of a test object, in particular under conditions of high ambient temperatures at the sensor in the interior of a hot air dryer or a heat treatment system, consisting of a heat-conducting housing ( 1 ) with a radiation-transmissive window in the long-wave infrared range ( 2 ) behind the counterpolar series thermopiles ( 3 . 4 ) whose wire elements ( 5 ) consist of mutually thermoelectrically active materials, wherein the wire elements ( 5 ) approximately paraxial in an approximately cylindrical body ( 6 ) are arranged symmetrically to each other from a thermally conductive temperature-resistant material and the solder joints ( 7 . 71 . 72 ) on the bases ( 61 . 62 ) of the body ( 6 ), with some of them behind the window ( 2 ) lying solder joints ( 71 . 72 ) by a radiopaque shield ( 8th ) are covered, characterized in that at the window ( 2 ) a thermocouple ( 9 ) for detecting the temperature of the sensor on the shield ( 8th ) is arranged. Sensor zur strahlungspyrometrischen Messung der Temperatur eines Meßobjektes, insbesondere unter Bedingungen hoher Umgebungstemperaturen am Sensor im Innenraum eines Heißlufttrockners oder einer Wärmebehandlungsanlage, bestehend aus einem wärmeleitenden Gehäuse (1) mit einem im langwelligen Infrarotbereich strahlungsdurchlässigen Fenster (2), hinter dem eine Thermosäule (3, 4) liegt, deren Drahtelemente (5) aus gegenseitig thermoelektrisch aktiven Materialien bestehen, wobei die Drahtelemente (5) etwa achsparallel in einem etwa zylindrischen Körper (6) aus schlecht wärmeleitendem temperaturbeständigem Material symmetrisch zueinander angeordnet sind und die Lötstellen (7) auf einer Grundfläche des Körpers liegen, wobei einige der hinter dem Fenster (2) liegenden Lötstellen (7) durch einen strahlungsundurchlässigen Schild (8) abgedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß alle Lötstellen (7) auf der dem Fenster (2) zugewandten Grundfläche des Körpers (6) liegen und die Drahtelemente (5) zwischen den Lötstellen (7) durch achsparallele Bohrungen über die dem Fenster (2) abgewandte Grundfläche des Körpers (6) geführt sind, und daß am Fenster (2) ein Thermoelement (9) zur Erfassung der Eigentemperatur des Sensors am Schild (8) angeordnet ist.Sensor for radiation pyrometric measurement of the temperature of a test object, in particular under conditions of high ambient temperatures at the sensor in the interior of a hot air dryer or a heat treatment system, consisting of a heat-conducting housing ( 1 ) with a radiation-transmissive window in the long-wave infrared range ( 2 ) behind which a thermopile ( 3 . 4 ) whose wire elements ( 5 ) consist of mutually thermoelectrically active materials, wherein the wire elements ( 5 ) approximately paraxial in an approximately cylindrical body ( 6 ) are arranged symmetrically to each other from poorly thermally conductive temperature-resistant material and the solder joints ( 7 ) lie on a base of the body, with some of the ones behind the window ( 2 ) lying solder joints ( 7 ) by a radiopaque shield ( 8th ) are covered, characterized in that all solder joints ( 7 ) on the window ( 2 ) facing base of the body ( 6 ) and the wire elements ( 5 ) between the solder joints ( 7 ) through axially parallel holes over the window ( 2 ) remote base of the body ( 6 ) and that at the window ( 2 ) a thermocouple ( 9 ) for detecting the temperature of the sensor on the shield ( 8th ) is arranged. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schild (8) aus einem Material guter Wärmeleitfähigkeit besteht und in gut wärmeleitender Verbindung mit dem Fenster (2) steht.Sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the shield ( 8th ) consists of a material of good thermal conductivity and in good heat-conducting connection with the window ( 2 ) stands. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schild (8) auf seiner Innenseite mit einem Pigment geschwärzt ist.Sensor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the shield ( 8th ) is blackened on its inside with a pigment.
DE19615244A 1996-04-18 1996-04-18 Sensor for radiation pyrometric measurement at high ambient temperature Expired - Fee Related DE19615244B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19615244A DE19615244B4 (en) 1996-04-18 1996-04-18 Sensor for radiation pyrometric measurement at high ambient temperature

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19615244A DE19615244B4 (en) 1996-04-18 1996-04-18 Sensor for radiation pyrometric measurement at high ambient temperature

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19615244A1 DE19615244A1 (en) 1997-10-23
DE19615244B4 true DE19615244B4 (en) 2005-06-16

Family

ID=7791587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19615244A Expired - Fee Related DE19615244B4 (en) 1996-04-18 1996-04-18 Sensor for radiation pyrometric measurement at high ambient temperature

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19615244B4 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2141468A1 (en) 2008-07-02 2010-01-06 Mahlo GmbH & Co. KG Sensor device for pyrometric measurement of the temperature of a measuring object
CN106017061A (en) * 2016-07-07 2016-10-12 无锡市昂益达机械有限公司 Intelligent hot air dryer for textile fabric
WO2023180812A1 (en) * 2022-03-24 2023-09-28 Excelitas Technologies Singapore Pte. Ltd. Correction for non-radiation heat-flows in infrared temperature sensor

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19643221B4 (en) * 1996-10-19 2005-12-29 Pleva Gmbh Sensor for radiation pyrometric temperature measurement under conditions of high ambient temperatures
GB0230043D0 (en) * 2002-12-23 2003-01-29 Bae Systems Plc An apparatus for curing a composite laminate
EP3483575B1 (en) * 2017-11-09 2023-01-04 IDT Europe GmbH Temperature sensor module with integrated lid structure for spurious ir-cancellation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB867712A (en) * 1958-07-01 1961-05-10 Gen Electric Co Ltd Improvements in or relating to thermoelectric devices for measuring thermal radiation
GB2090418A (en) * 1980-12-30 1982-07-07 Horiba Ltd Thermopile detector
US5059543A (en) * 1990-09-21 1991-10-22 The Board Of Regents Acting For And On Behalf Of The University Of Michigan Method of manufacturing thermopile infrared detector
DE4441257A1 (en) * 1994-11-19 1996-05-23 Pleva Gmbh Sensor for radiation pyrometic temperature measurement under conditions of high ambient temperatures

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB867712A (en) * 1958-07-01 1961-05-10 Gen Electric Co Ltd Improvements in or relating to thermoelectric devices for measuring thermal radiation
GB2090418A (en) * 1980-12-30 1982-07-07 Horiba Ltd Thermopile detector
US5059543A (en) * 1990-09-21 1991-10-22 The Board Of Regents Acting For And On Behalf Of The University Of Michigan Method of manufacturing thermopile infrared detector
DE4441257A1 (en) * 1994-11-19 1996-05-23 Pleva Gmbh Sensor for radiation pyrometic temperature measurement under conditions of high ambient temperatures

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2141468A1 (en) 2008-07-02 2010-01-06 Mahlo GmbH & Co. KG Sensor device for pyrometric measurement of the temperature of a measuring object
DE102008031285A1 (en) 2008-07-02 2010-01-07 Mahlo Gmbh + Co. Kg Sensor arrangement for the pyrometric measurement of the temperature of a measurement object
CN106017061A (en) * 2016-07-07 2016-10-12 无锡市昂益达机械有限公司 Intelligent hot air dryer for textile fabric
WO2023180812A1 (en) * 2022-03-24 2023-09-28 Excelitas Technologies Singapore Pte. Ltd. Correction for non-radiation heat-flows in infrared temperature sensor

Also Published As

Publication number Publication date
DE19615244A1 (en) 1997-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0972175B1 (en) Measuring tip for a radiation thermometer
DE69926102T2 (en) differential scanning calorimeter
WO1998041828A1 (en) Thermopile sensor and radiation thermometer with a thermopile sensor
DE1698293A1 (en) Surface temperature measuring device
DE3438764A1 (en) THERMOELECTRIC DETECTOR
DE10147358B4 (en) Probe for use in an infrared thermometer
DE19615244B4 (en) Sensor for radiation pyrometric measurement at high ambient temperature
EP0775897A1 (en) Temperature sensing arrangement
DE2530897C3 (en) Device for measuring and monitoring the mean temperature of a specific area
DE3235062C2 (en)
EP0792443B1 (en) Sensor for radiation-pyrometric temperature measurement at high ambient temperatures
DE2064292C3 (en) Radiant heat flow meters
DE4134313C2 (en) Infrared measuring method and measuring arrangement
DE1573098B1 (en) Device for measuring weak gas flows, preferably in a gas analyzer
DE19643221B4 (en) Sensor for radiation pyrometric temperature measurement under conditions of high ambient temperatures
DE4208135A1 (en) Arrangement for measuring gas or liquid flow - contains four temp. dependent resistances forming two sensors in Wheatstone bridge
DD147872A1 (en) RADIATION DETECTOR FOR ABSOLUTE MEASUREMENTS
CH607001A5 (en) Mass transfer measuring appts. for heat fluid flow
DE4409185A1 (en) Electric calorimeter for measuring heat energy radiated from radiator
DE855628C (en) Temperature radiation measuring device
DE19919961B4 (en) Pyrometer with compensation heater
DE102020204501A1 (en) Heat flow sensor, heat flow detection device and temperature monitoring device
DE19854649A1 (en) Differential thermal analysis device with bridge measurement circuit
DE1648325C (en) Vacuum thermal transducer for use in a protective circuit for its heater
DE7626465U1 (en) DEVICE FOR MEASURING HIGH TEMPERATURES

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee