DE19621505A1

DE19621505A1 - Portable black body radiator for calibrating radiation thermometers

Info

Publication number: DE19621505A1
Application number: DE19621505A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl Ing Mester
Original assignee: Individual
Current assignee: Heitronics Infrarot Messtechnik De GmbH
Priority date: 1996-05-29
Filing date: 1996-05-29
Publication date: 1997-12-04
Anticipated expiration: 2016-05-30
Also published as: DE19621505B4

Abstract

A portable black-body radiator for the calibration and standardisation of radiation thermometers, has an inner cylinder (3) with matt black surface and slanted base (9). The cylinder (3) is concentric with an outer cylinder (2) spaced by the endplates (1,17) to form an annular space in which a heated or cooled fluid is circulated, by a centrifugal pump (19) a motor (11) and associated pipes (6). An expansion reservoir (15) and cover (12) connects with the cylinder (2) via the flanged neck (10,16), and the whole arrangement is insulated by fibreglass (5). A helical heater element (4) promotes a uniform internal temperature distribution monitored by the thermometer tubes (7), which can also be used for contact thermometer calibration.

Description

Jeder Körper mit einer Temperatur oberhalb des absoluten Nullpunkts (0 K) sen det eine elektromagnetische Strahlung aus, die u. a. von der Temperatur des Kör pers, seinen physikalischen und chemischen Materialeigenschaften, der Oberflä chenstruktur und vom Austrittswinkel abhängt. Meßgeräte, die diese Strahlung in einem schmalen, breiteren oder großen Wellenlängenbereich messen und in ein elektrisches Signal umsetzen, werden Radiometer, Strahlungsthermometer (oder Strahlungspyrometer), Line-Scannern und Thermografiegeräte genannt.Any body with a temperature above absolute zero (0 K) det an electromagnetic radiation from u. a. from the temperature of the body pers, its physical and chemical material properties, the surface structure and depends on the exit angle. Measuring devices that this radiation in measure in a narrow, wide or large wavelength range and in one implement electrical signal, radiometers, radiation thermometers (or Radiation pyrometers), line scanners and thermography devices.

Bei den Radiometern wird die Strahldichte eines kleinen Meßfelds auf der Ober fläche des Meßgegenstands in W/m² und bei den Strahlungsthermometern in Temperatur (K, °C, °F) ausgegeben. Bei den Line-Scannern wird die Temperatur von vielen nebeneinander liegenden Meßfeldern entlang einer Linie auf dem Ob jekt als Temperaturprofil angezeigt und bei den Thermografiegeräten werden die Ausgangssignale auf einem Monitor als Temperaturbild bzw. als Temperaturver teilung dargestellt.With the radiometers, the radiance of a small measuring field on the top area of the measurement object in W / m² and in the case of the radiation thermometers in Temperature (K, ° C, ° F) output. With the line scanners the temperature of many adjacent measuring fields along a line on the Ob displayed as a temperature profile and the thermography devices display the Output signals on a monitor as a temperature image or as Temperaturver division shown.

Zur Eichung und Kalibrierung dieser Geräte ist ein Strahler mit bekanntem Emis sionsverhalten erforderlich. Als solcher dient vorzugsweise ein Schwarzer Strah ler - auch Schwarzer Körper oder Planckscher Strahler genannt.To calibrate and calibrate these devices, there is a radiator with a well-known Emis behavior required. A black jet preferably serves as such ler - also called black body or Planckian radiator.

Seine Strahldichte bzw. die ausgesandte Strahlung ist nur von seiner Temperatur und von der Wellenlänge bzw. dem Wellenlängenbereich abhängig, in dem die Strahlung erfaßt wird. Für die Abhängigkeit gilt das sog. "Plancksche Strahlungs gesetz". Its radiance or the radiation emitted is only dependent on its temperature and dependent on the wavelength or the wavelength range in which the Radiation is detected. The so-called "Planck radiation" applies to the dependency law".

Der Schwarze Strahler wird verwirklicht durch einen allseitig geschlossenen Hohl raum, dessen innere Oberfläche strahlungsundurchlässig ist und die isotherm aufgeheizt bzw. gekühlt wird. Die als eigentliche Strahlungsquelle erforderliche Öffnung des Hohlraums muß gegenüber den Hohlraumabmessungen klein sein, damit der sog. Emissionsgrad der Öffnung nahezu I wird.The black spotlight is realized by a cavity that is closed on all sides space whose inner surface is radiopaque and isothermal is heated or cooled. The one required as the actual radiation source The opening of the cavity must be small compared to the cavity dimensions, so that the so-called emissivity of the opening becomes almost I.

Praktische Ausführungen werden durch annähernd zylindrische Bohrungen in ei nem gut wärmeleitenden Material realisiert. Die Bohrungswände werden für den wirksamen Spektralbereich geschwärzt.Practical designs are made by approximately cylindrical holes in egg made of a good heat-conducting material. The bore walls are for the effective spectral range blackened.

Beschreibungen der theoretischen Grundlagen und der verschiedenen techni schen Ausführungen werden in zahlreichen Veröffentlichungen und in den Kata logen und Datenblätter der für den industriellen Einsatz geeigneten Strahler be schrieben. (Siehe Literatur- und Herstelleranschiften am Ende dieses Kapitels).Descriptions of the theoretical basics and the various techni versions are published in numerous publications and in the Kata and data sheets of the spotlights suitable for industrial use wrote. (See literature and manufacturer addresses at the end of this chapter).

Dort wird beispielsweise gezeigt, daß ein Zylinder mit einem Verhältnis des Durchmessers d zu seiner Länge l von größer 5 (d/l < 5) und einem Emissions grad ∈ der inneren Wandoberfläche von ∈ < 0,9 mit einem Emissionsgrad von ∈ < 0,99 strahlt. Dabei wird vorausgesetzt, daß die Innenwände völlig gleichmäßig isotherm aufgeheizt (bzw. gekühlt) sind. Eine weitere Erhöhung des Emissions grads kann erreicht werden, wenn die Bohrung am Ende mit einem Kegel von beispielsweise 120° oder von einer um 30° gegen die Achse geneigten Boden versehen ist.There it is shown, for example, that a cylinder with a ratio of Diameter d to its length l of greater than 5 (d / l <5) and an emission degree ∈ of the inner wall surface of ∈ <0.9 with an emissivity of ∈ <0.99 radiates. It is assumed that the inner walls are completely even are isothermally heated (or cooled). Another increase in emissions grads can be achieved if the bore ends with a cone of for example 120 ° or from a floor inclined at 30 ° to the axis is provided.

Die praktische Realisierung der geometrischen Bedingungen und die Aufbringung einer Farbe mit einem Emissionsgrad größer 0,9 bereitet im allgemeinen keine Schwierigkeiten, wohl aber die geforderte Bedingung der homogenen Tempera turverteilung auf der Innenwand also die Realisierung der Isothermiebedingung.The practical realization of the geometric conditions and the application a color with an emissivity greater than 0.9 generally does not Difficulties, but the required condition of the homogeneous tempera door distribution on the inner wall means the realization of the isothermal condition.

Drei verschiedene Ausführungsformen sind bekannt:
Eine gleichmäßige Temperaturverteilung läßt sich annähernd dadurch er reichen, daß man bei hohen Temperaturen (< 250°C) ein gut wärmeleiten des Material - vorzugsweise ein Metall - verwendet wird, in das die Boh rung eingebracht wird. Mit Hilfe einer elektrischen Heizwicklung oder in duktiv wird der Körper auf der gewünschten Temperatur gehalten: Fest körperstrahler.Three different embodiments are known:
A uniform temperature distribution can be approximately achieved by using a good heat conductor of the material - preferably a metal - at high temperatures (<250 ° C), into which the hole is introduced. With the help of an electric heating coil or inductively, the body is kept at the desired temperature: fixed body heater.

Bei Temperaturen < 250°C und auch für Temperaturen unterhalb der Raumtemperatur kann der Zylinder aus dünnwandigem gut wärmeleitenden Material in ein Flüssigkeitsbad eingebaut werden, das mit Hilfe eines Thermostats auf der gewünschten Temperatur gehalten wird: Flüssig keitsstrahler.At temperatures <250 ° C and also for temperatures below the The cylinder can be made of thin-walled, highly heat-conductive room temperature Material can be installed in a liquid bath using a Thermostat is kept at the desired temperature: Liquid spotlights.

Eine gleichmäßige Temperaturverteilung in einem Zylinder kann auch mit einem Wärmerohr realisiert werden: Wärmerohrstrahler.A uniform temperature distribution in a cylinder can also be used a heat pipe can be realized: heat pipe radiators.

Die beste Temperaturhomogenität besitzen die Wärmerohrstrahler. Sie können aber nur mit einem hohen technischen Aufwand realisiert werden. Die Rohre müssen eine hohe Druckfestigkeit von mehreren bar aufweisen. Der Tempera tureinstellbereich ist - bedingt durch die verschiedenen chemischen Wärmeträger - stark eingeschränkt.The heat pipe radiators have the best temperature homogeneity. You can but can only be realized with a high level of technical effort. The pipes must have a high pressure resistance of several bar. The tempera door setting range is - due to the different chemical heat transfer media - highly limited.

Die bekannten Flüssigkeitsstrahler haben gegenüber den Festkörperstrahlern eine gleichmäßigere Temperaturverteilung. An der Innenwand des Hohlraum strahlers. Sie genügt aber immer noch nicht den Anforderungen einer Homogeni tät der Innenwand von < 0,2 K, die für sehr genaue Eichungen und Kalibrierungen benötigt wird, da die Wärmequelle zur Aufheizung dem Bades an einer Stelle kon zentriert ist und deshalb immer ein Temperaturabfall von Stellen des Hohlraum strahlers, die näher an der Wärmequelle liegen gegenüber den weiter entfernt liegenden auftritt. Um diesen Mangel zu beheben, benutzt man ein großes Badvolumen, und kräftige Umwälzpumpen, durch die die Strahler aber nur einge schränkt transportabel sind und die Stabilisierung auf eine neue Temperaturein stellung sehr lange dauert. Auch gibt es für Temperaturen < 250°C keine Flüs sigkeiten, die an offener Luft betrieben werden können.The known liquid emitters have compared to the solid-state emitters a more even temperature distribution. On the inner wall of the cavity spotlights. However, it still does not meet the requirements of homogeneity inner wall of <0.2 K, for very precise calibrations and calibrations is needed because the heat source for heating the bath at one point is centered and therefore always a temperature drop in places of the cavity radiators that are closer to the heat source compared to the further away lying occurs. A large one is used to remedy this deficiency Bath volume, and powerful circulation pumps, through which the emitters only turned on are transportable and the stabilization to a new temperature position takes a long time. There are also no rivers for temperatures <250 ° C liquids that can be operated in open air.

Gegenstand der Erfindung ist ein Flüssigkeitsstrahler, der dies Mängel nicht mehr aufweist, der also eine gleichmäßigere Temperaturverteilung an der Innenwand besitzt, der nur ein geringes Volumen der Badflüssigkeit aufweist, und bei dem die heiße Badoberfläche nicht mit dem Sauerstoff der Luft in Berührung kommt. Die Temperaturverteilung am strahlenden Innenrohr kann jederzeit an allen wich tigen Stellen nachgeprüft werden. Der Strahler ist leicht transportabel, da bei der erfindungsgemäßen Ausbildung das Bad nur ein Volumen von < 3 l besitzt. Die ses kann schnell auf neue Temperaturen eingestellt werden. Dies wird erfin dungsgemäß dadurch erreicht, daß der strahlende Zylinder mit einem Boden der um 30° gegenüber der Achse geneigt ist, in ein Rohr mit nur geringfügig größe rem Durchmesser eingebaut wird und daß dieses äußere Rohr mit einer ringför mig angeordneten elektrischen Heizwicklung und einem ringförmig angeordneten Kühlrohr versehen ist. Das Kühlrohr - bzw. mehrere Kühlrohre - kann (können) auch in den Zwischenraum der beiden Rohre eingebaut werden. Die Flüssigkeit wird von einer Pumpe aus dem hinteren Teil des Strahlers über mehrere dünne Rohre nach vorn gepumpt und fließt in dem verbleibenden Zwischenraum wieder zurück. Ober ein dünnes Rohr bzw. schmalen Zwischenraum (Kapillare) wird die Badflüssigkeit, die sich bei Erwärmung ausdehnt, in ein Ausgleichsgefäß geleitet Die dort befindliche anteilige Flüssigkeit wird also nicht umgewälzt und kann durch Kühlung unterhalb des Flammpunkts der Flüssigkeit gehalten werden, so daß auch Temperaturen mit dem Strahler erreicht werden, die bei offenem Betrieb an Luft nicht möglich sind.The invention relates to a liquid jet, which no longer has these shortcomings has a more uniform temperature distribution on the inner wall has, which has only a small volume of the bath liquid, and in which the hot bath surface does not come into contact with the oxygen in the air. The temperature distribution on the radiating inner tube can change at all times positions are checked. The spotlight is easy to transport because the training according to the invention, the bath only has a volume of <3 l. The It can be quickly set to new temperatures. This is invented achieved according to the fact that the radiating cylinder with a bottom of is inclined by 30 ° with respect to the axis, in a tube of only a small size Rem diameter is installed and that this outer tube with a ringför mig arranged electrical heating winding and a ring-shaped arrangement Cooling pipe is provided. The cooling pipe - or several cooling pipes - can can also be installed in the space between the two pipes. The liquid is pumped from the rear of the radiator over several thin ones Pipes pumped forward and flow again in the remaining space back. The is placed over a thin tube or narrow space (capillary) Bath liquid, which expands when heated, is led into an expansion tank The proportionate liquid located there is therefore not circulated and can be kept below the flash point of the liquid by cooling, so that temperatures can also be reached with the radiator when operating open are not possible in air.

Ein erfindungsgemäßer Schwarzer Strahler weist verschiedene Vorteile auf. Auf grund des nur geringen Volumens der Badflüssigkeit können sehr schnell ver schiedene Temperaturen erreicht werden. Die gewählte Umwälzung der Badflüs sigkeit mit einer Zentrifugalpumpe mit zwei Zuführungen in Verbindung mit der symmetrisch ringförmig angeordneten Heizung bzw. Kühlung ergibt eine gleich mäßigere Temperatur an der Innenwand des strahlenden Zylinders als die mit den bisher bekannten Anordnungen, bei denen die Heizung bzw. Kühlung nur an einer Stelle des Bades konzentriert ist. Das Ausgleichsgefäß, das mit dem Bad durch einen dünnen ringförmigen Spalt verbunden ist, wird auf einer niedrigeren Temperatur gehalten. Dadurch kann die Badflüssigkeit im Hohlraum mit einer Temperatur betrieben werden, die oberhalb des Flammpunkts liegt, denn die Badflüssigkeit hat keine Berührung mit der Umgebung. Für einen Transport braucht lediglich das Ausgleichsgefäß mit einem kleinen Deckel verschlossen werden. Das Gesamtgewicht des Schwarzen Strahlers ist so gering, daß er ohne Mühe von einer Person getragen werden kann. Die am Innenrohr angebrachten Rohre sind von außen zugänglich. Daher kann die Temperatur an allen Stellen des strahlenden Zylinders kontrolliert werden. Die Rohre können aber auch zur Kalibrierung von Berührungsthermometern genutzt werden. Der Schwarze Strah ler ist also gleichzeitig auch Kalibrator für Berührungsthermometer.A black heater according to the invention has various advantages. On due to the small volume of the bath liquid, it can ver very quickly different temperatures can be reached. The selected circulation of the bath rivers liquid with a centrifugal pump with two feeds in connection with the Heating or cooling arranged symmetrically in a ring results in the same more moderate temperature on the inside wall of the radiating cylinder than with the previously known arrangements in which the heating or cooling only a spot of the bath is concentrated. The expansion tank that comes with the bath connected by a thin annular gap, is on a lower one Temperature maintained. This allows the bath liquid in the cavity with a Operating temperature that is above the flash point, because the Bath liquid has no contact with the environment. For transportation only needs to close the expansion tank with a small lid will. The total weight of the black heater is so low that it is without Effort can be carried by one person. The attached to the inner tube Pipes are accessible from the outside. Therefore, the temperature at all points of the radiating cylinder can be checked. The tubes can also be used Calibration of touch thermometers can be used. The black beam ler is also a calibrator for touch thermometers.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispiels und mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert, wobei Fig. 1 die Seitenansicht als Längsschnitt einen erfindungsgemäßen Schwarzen Strahlers zeigt, Fig. 2 die Vorderansicht, Fig. 3 einen Schnitt und Fig. 4 die Rückansicht.The invention is explained in more detail below with the aid of an example and with reference to the accompanying drawings, in which FIG. 1 shows the side view as a longitudinal section of a black heater according to the invention, FIG. 2 shows the front view, FIG. 3 shows a section and FIG. 4 shows the rear view.

Die Zeichnungen sind maßstäblich bis auf die Ausnahme, daß die Durchmesser der Thermometerrohre 7 und der Pumpenrohre 6 etwas geringer gezeichnet sind und daß diese Rohre bei der Darstellung in Fig. 1 in die Zeichenebene gedreht sind.The drawings are to scale with the exception that the diameters of the thermometer tubes 7 and the pump tubes 6 are drawn somewhat smaller and that these tubes are rotated in the drawing plane in the illustration in FIG. 1.

Der Schwarze Strahler besteht im wesentlichen aus einem Innenrohr 3 das mit einer Bodenplatte 9 durch Hartlötung abgeschlossen ist. Dieses Rohr ist in ein Außenrohr 2 über eine Frontplatte 1 und Rückplatte 17 eingebaut. Die wichtigsten Abmessungen sind: Innendurchmesser des Innenrohres 60 mm, Länge 300 mm, Wandstärke 2 mm; Innendurchmesser des Außenrohres 103 mm, Wandstärke 2,5 mm, Länge ca. 500 mm.The black radiator essentially consists of an inner tube 3 which is closed with a base plate 9 by brazing. This tube is installed in an outer tube 2 via a front plate 1 and rear plate 17 . The most important dimensions are: inner diameter of the inner tube 60 mm, length 300 mm, wall thickness 2 mm; Inner diameter of the outer tube 103 mm, wall thickness 2.5 mm, length approx. 500 mm.

Der bestehende Hohlraum hat ein Volumen von < 3 l. Er ist über einen demon tierbaren Flansch 10 und eine rohrförmige spaltförmige Verbindung 16 mit einem Ausdehnungs- bzw. Ausgleichsgefäß 15 verbunden, dessen Volumen < 0,5 l be trägt. Der Hohlraum wird mit einer Flüssigkeit gefüllt, die je nach Temperaturbe reich verschieden ist, um jeweils eine möglichst niedrige Viskosität zu nutzen: Wasser, Glykol, Methanol, Alkohol, synthetische Öle, Mineralöle usw. The existing cavity has a volume of <3 l. It is connected via a demonable flange 10 and a tubular gap-shaped connection 16 to an expansion or expansion tank 15 , the volume of which is <0.5 l. The cavity is filled with a liquid that varies depending on the temperature in order to use the lowest possible viscosity: water, glycol, methanol, alcohol, synthetic oils, mineral oils, etc.

Die Flüssigkeit wird von einer Zentrifugalpumpe 19, dessen Rotor 21 über eine Achse 13 von einem Motor 11 angetrieben wird durch zwei Öffnungen 20 ange saugt und in mehrere ringförmige angeordnete Rohre 6 bis in die Nähe der Frontplatte gepumpt. Die Flüssigkeit tritt aus und fließt in dem Zwischenraum von äußerem und inneren Rohr zurück. Es wird also sowohl das Innenrohr wie das Außenrohr umspült. Auf dem Außenrohr befindet sich eine ringförmig ange brachte elektrische Heizwicklung 4, die das äußere Rohr 2 gleichmäßig erwärmt. Wegen der größeren Wärmeverluste am vorderen und hinteren Ende liegen die Heizdrahtwindungen dort etwas enger. Die Wärme wird demnach sehr gleichmä ßig über die volle Länge des Bades an die Flüssigkeit übertragen. Dies ist ein besonderer Vorteil gegenüber den der bekannten Strahler. Die Temperatur ist schon an der Innenwand des Außenrohres sehr gleichmäßig. Die Flüssigkeit wird innerhalb weniger Sekunden vollständig umgewälzt. Dadurch wird eine besondere Homogenisierung der Temperaturverteilung am strahlenden Innenrohr erreicht.The liquid is sucked in by a centrifugal pump 19 , the rotor 21 of which is driven via an axis 13 by a motor 11 through two openings 20 and pumped into a plurality of annular tubes 6 up to the vicinity of the front plate. The liquid emerges and flows back in the space between the outer and inner tube. So it is washed around both the inner tube and the outer tube. On the outer tube is a ring-shaped electrical heating coil 4 , which heats the outer tube 2 evenly. Because of the greater heat losses at the front and rear ends, the heating wire windings are somewhat narrower there. The heat is therefore transferred to the liquid very evenly over the full length of the bath. This is a particular advantage over that of the known spotlights. The temperature is very even on the inner wall of the outer tube. The liquid is completely circulated within a few seconds. A special homogenization of the temperature distribution on the radiating inner tube is thereby achieved.

Für Temperaturen unterhalb der Raumtemperatur wird ein Kühlrohr auf dem äu ßeren Rohr parallel zur Heizwicklung angebracht, durch das von außen eine ge kühlte Flüssigkeit geleitet wird. Dieses Rohr ist den Abbildungen nicht gezeichnet. Dafür aber eine Alternative, mit der man den gleichen Effekt mit geringerem Auf wand erreichen kann: Parallel zu den Pumprohren 6 sind Kühlrohre 18 indem dem Bad so angebracht, daß wiederum eine von außen durch diese Rohre geleitete gekühlte Flüssigkeit das Bad über die volle Länge gleichmäßig abkühlt. Die Tem peraturregelung auf einen gewünschten Wert geschieht dann durch Gegenheizen mit der Heizwicklung. Um die Wärmeverluste möglichst gering zu halten ist der gesamte Strahler an der Oberfläche mit einer Wärmeisolation 5 versehen - bei spielsweise mit Glasfasermatten. Um die Temperatur des Innenrohres an mög lichst vielen Stellen kontrollieren zu können sind mehrere dünne Rohre 7 (Innendurchmesser 6 bzw. 8 mm) so auf die Außenwand des Innenrohres gelötet, daß man sowohl von vorn wie von hinten Temperaturfühler - vorzugsweise Pt 100 - an die gewünschte Meßstelle schieben kann. Jeweils zwei Rohre sind dicht nebeneinander angebracht. Dadurch wird zusätzlich erreicht, daß zwei Tempera turfühler miteinander verglichen werden können. Eine Kalibrierung bzw. Eichung von Berührungsthermometern ist also auch möglich, ohne daß ein zusätzlicher Kalibrator benötigt wird. For temperatures below room temperature, a cooling tube is attached to the outer tube parallel to the heating coil, through which a cooled liquid is passed from the outside. This tube is not shown in the pictures. But an alternative with which you can achieve the same effect with less on wall: In parallel to the pump tubes 6 , cooling tubes 18 are attached by the bath so that, in turn, a cooled liquid passed through these tubes from outside the bath evenly over the entire length cools down. The temperature control to a desired value is then done by heating the heating coil. In order to keep the heat losses as low as possible, the entire radiator is provided on the surface with thermal insulation 5 - for example with glass fiber mats. In order to be able to control the temperature of the inner tube at as many points as possible, several thin tubes 7 (inner diameter 6 or 8 mm) are soldered to the outer wall of the inner tube in such a way that temperature sensors - preferably Pt 100 - are attached to the front and rear can push the desired measuring point. Two pipes are attached close to each other. This also ensures that two temperature sensors can be compared with each other. Calibration or calibration of touch thermometers is also possible without the need for an additional calibrator.

Das Ausgleichsgefäß 15 übernimmt zwei wichtige Funktionen: Einmal sorgt es dafür, daß die aufgrund der Aufheizung erfolgte Volumenvergrößerung des Bades (bis zu 20%) ohne Druckzunahme möglich ist, zum andern nimmt dieses Volu men nicht mehr am Umlauf der Flüssigkeit teil und kann deshalb auf einer niedri gen Temperatur, die sich im gefahrlosen Bereich unterhalb des Flammpunktes des verwendeten Öls befindet, gehalten werden.The expansion tank 15 performs two important functions: First, it ensures that the increase in volume of the bath due to heating (up to 20%) is possible without increasing pressure, and secondly, this volume no longer takes part in the circulation of the liquid and can therefore take up a low temperature, which is located in the safe area below the flash point of the oil used.

Die Temperaturregelung erfolgt mit einem Fühler, der am Außenrohr angebracht wird und der dann mit einem Regler verbunden wird. Bei Abweichung vom Soll wert wird das Außenrohr geheizt bzw. gekühlt.The temperature is controlled using a sensor attached to the outer tube and which is then connected to a controller. In the event of a deviation from the target the outer tube is heated or cooled.

Die Leerung des Bades erfolgt über einen Schraubverschluß 23 an der Rück platte. Die Füllung erfolgt über das Ausgleichsgefäß 15 wobei der Spalt 16 zum schnelleren Befüllen durch einfache Maßnahmen - beispielsweise durch ein de montierbares zweites Rohr vergrößert werden kann. Für einen gefahrlosen Transport wird das Ausgleichsgefäß mit einem anschraubbaren Deckel 12 verse hen.The bath is emptied via a screw cap 23 on the rear plate. The filling takes place via the compensating vessel 15 , the gap 16 being able to be filled more quickly by simple measures, for example by means of a second tube which can be dismantled. For a safe transport, the expansion tank is hen with a screw-on lid 12 verses.

Das innere Rohr wird mit einem Mattlack geschwärzt, dessen Emissionsgrad < 0,94 beträgt. Die Öffnung strahlt dann mit einem Emissionsgrad von < 0,995.The inner tube is blackened with a matt varnish, its emissivity Is <0.94. The opening then emits with an emissivity of <0.995.

Mit den zur Zeit erhältlichen oben genannten Flüssigkeiten ist ein Temperaturbe reich von -50°C bis 350°C möglich. Noch höhere Temperaturen können dadurch erreicht werden, indem der Innenraum anstelle mit Öl mit einem Salz z. B. Salpe tersalz gefüllt wird Wegen der gleichmäßigen Erwärmung über das Außenrohr wird der gesamte Salzbestand gleichmäßig erwärmt. Bei einer Temperatur von beispielsweise 200°C schmilzt das Salz. Es kann problemlos bis 550°C aufge heizt werden. In diesem Fall muß das Ausgleichsgefäß mit einer zusätzlichen Heizung versehen werden, um sicherzustellen, daß das Salz in diesem Gefäß auch immer flüssig ist.With the currently available liquids mentioned above is a temperature range from -50 ° C to 350 ° C possible. This can result in even higher temperatures can be achieved by using a salt in the interior instead of oil. B. Salpe tersalz is filled because of the uniform heating via the outer tube the entire salt stock is heated evenly. At a temperature of for example 200 ° C the salt melts. It can easily be heated up to 550 ° C be heated. In this case, the expansion tank must be equipped with an additional one Heating should be provided to ensure that the salt is in this vessel is always fluid.

literature

De Witt, D.P.; Nutter, G. D. (Hrsg): "Theorie and Practice of Radiation Ther mometry", 1988, John Wiley & Son, New York, ISBN 0-471-61018-6
VDI/VDE-Gesellschaft Meß- und Automatisierungstechnik, Fachausschuß 2.6 Technische Temperaturmessung (Hrsg): VDI/VDE-Richtlinien 3511, Blatt 4, "Strahlungsthermometrie", 1993
DIN 5496 Temperaturstrahlung, 1973, Beuth-Vertrieb GmbH, Berlin 30, Köln
DIN 16 160, Bl. 6, Thermometer - Begriffe für Strahlungsthermometer, 1970, Beuth-Vertrieb GmbH, Berlin 30, Köln
ASTM Commitee E-20, Subcommiuee E-20.02: "ASTM Designation: E 1256-88, Standard Test Methods for Radiation Thermometers (Single Waveband Type)", June 24,1988. Published September 1988, Seiten: 1-5, American Society for Testing and Materials, 1916 Race St., Philadelphia, Pa 19 103, Reprinted from the Annual Book of ASTM StandardsDe Witt, DP; Nutter, GD (ed.): "Theory and Practice of Radiation Thermometry", 1988, John Wiley & Son, New York, ISBN 0-471-61018-6
VDI / VDE Society for Measurement and Automation Technology, Technical Committee 2.6 Technical Temperature Measurement (Ed.): VDI / VDE Guidelines 3511, Sheet 4, "Radiation Thermometry", 1993
DIN 5496 thermal radiation, 1973, Beuth-Vertrieb GmbH, Berlin 30, Cologne
DIN 16 160, p. 6, thermometer - terms for radiation thermometer, 1970, Beuth-Vertrieb GmbH, Berlin 30, Cologne
ASTM Committee E-20, Subcommiuee E-20.02: "ASTM Designation: E 1256-88, Standard Test Methods for Radiation Thermometers (Single Waveband Type)", June 24,1988. Published September 1988, pages: 1-5, American Society for Testing and Materials, 1916 Race St., Philadelphia, Pa 19 103, Reprinted from the Annual Book of ASTM Standards

Manufacturer or supplier of black emitters

Micron, USA,
Land, Großbritannien
Isotech, Großbritannien
Heitronics, DeutschlandMicron, usa,
Country, UK
Isotech, UK
Heitronics, Germany

Claims

1. Black radiator for the calibration and calibration of radiometers, radiation thermometers, line scanners and thermography devices consisting of an internally blackened tube ( 3 ), which is provided at one end with a base plate ( 9 ), and in a second tube ( 2 ) is attached so that a closed cavity is formed which is filled with a liquid which is heated or cooled and which is circulated within the cavity, characterized in that the heating or cooling by an annularly mounted on the outer tube electrical Heating winding ( 4 ) or through a cooling tube attached to the outer tube and the liquid is circulated by a centrifugal pump ( 19 ) mounted in the cavity with two opposite suction openings ( 20 ) and several symmetrical tubes ( 6 ).

2. Black radiator according to claim 1, characterized in that in place of the cooling tubes on the outer tube cooling tubes ( 8 ) within the hollow space between the inner (3) and outer tube ( 2 ) are attached and whose openings protrude from the cavity.

3. Black radiator according to claim 1, characterized in that a compensating vessel ( 15 ) is connected via a thin tube or a gap ( 16 ) to the cavity, into which the additional liquid that arises when heated due to expansion.

4. Black radiator according to claim 1, characterized in that as Liquid methanol, alcohol, water, oil or a mixture of the pre called types of liquid, or a salt that ver when heated fluid, is used.

5. Black radiator according to claim 1, characterized in that on the inner tube a plurality of thin tubes ( 7 ) are arranged side by side, in which one or more temperature sensors can be pushed from the front or from the back to the radiator temperature at various positions To determine or control the inner tube, which can also be used for the calibration and calibration of the sensors themselves.

6. Black radiator according to claim 1, characterized in that the inner tube is provided with a base plate inclined by 30 ° to the axis ( 9 ).

7. Black radiator according to claim 1, characterized in that a temperature sensor is attached to the outer tube ( 2 ), the output signal of which is used as an actual value for a controller, which compares this value with a setpoint adjustable on the controller and the heating or cooling for so long switches on until the actual value and the setpoint match.

8. Black radiator according to claim 1, characterized in that Expansion tank at a temperature above the salt melting point will hold when the cavity is filled with salt.

9. Black radiator according to claim 1, characterized in that for operation at temperatures below the dew point in the Inner tube a dry gas z. B. nitrogen is passed, the feed a longer distance within the bath - so that the gas assumes its temperature. The introduction takes place on the base plate or in the rear part of the inner tube.