DE2262737A1 - Verfahren und vorrichtung zum messen der oberflaechentemperatur eines metallgegenstands - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum messen der oberflaechentemperatur eines metallgegenstandsInfo
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Description
23 177
Nippon Kokan Kabushiki Kaisha, Tokyo / Japan
Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Oberflächentemperatur eines Metallgegenstands.
Die Erfindung bezieht sich auf ein.Verfahren und eine Vorrichtung
zum Messen der Oberflächentemperatur eines Metallgegenstands unter Verwendung eines Strahlungsthermometers und einer
Wärmeplatte als Strahlungsquelle, deren Emissionsvermögen nahe eins ist und die gegenüber der Oberfläche des zu messenden Metallgegenstands
angeordnet ist, insbesondere zum Messen der Oberflächentemperatur von mit Farbe überzogenem Eisenblech.
Im einzelnen betrifft die Erfindung ein verbessertes Verfahren
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zur Messung der Oberflächentemperatur mit Hilfe eines Strahlungsthermometers,
während gleichzeitig das Reflexionsvermögen der Oberfläche des Gegenstands erfaßt wird, um hierdurch das
Emissionsvermögen des Gegenstands zu bestimmen und einen Korrekturfaktor für die Messung der Oberflächentemperatur vorzusehen.
Allgemein sind bisher bekannte Strahlungsthermometer in weitem
Umfang zur kontaktfreien Messung von Oberflächentemperaturen verwendet worden. Eine Schwierigkeit bei diesen bekannten Meßmethoden
trat in der Berücksichtigung des Emissionsvermögens eines zu messenden Gegenstandes auf. Gebräuchliche Temperaturmeßverfahren,
welche von dem Emissionsvermögen eines zu messenden Gegenstands unabhängig sind, sind beispielsweise das Becherform-Oberflächentemperaturthermometerverfahren,
das Zweifarbenthermometerverfahren und das Wärmeplatten-Reflexionsvergleichsverfahren
(Kellsall-Verfahren, Toyota-Verfahren). In der Praxis
ist jedoch das Becherform-Oberflächentemperaturthermometerverfahren nicht für die Verwendung bei durchlaufendem Betrieh geeignet.
In jüngster Zeit hat sich allgemein die Meinung durchgesetzt, daß das Zweifarbenthermometer infolge der Schwierigkeiten
beim Erreichen der grauen Farbbedingungen unwirksam ist.
Während das Wärmeplatten-Reflexionsvergleichsverfahren bezüglich seinem Arbeitsprinzip recht bemerkenswert ist, ist dort die
Zeitkonstante für die Temperatursteuerung der Wärmeplatte groß und es sind daher Schwierigkeiten bei der Übernahme dieses Verfahrens
zur praktischen Verwendung in der Industrie aufgetreten.
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Oberflächentemperatur zu schaffen, bei welchen
selbst dann, wenn das Emissionsvermögen der zu messenden Gegenstände
beträchtliche Unterschiede aufweist, wie z.B. im Falle eines mit Farbe überzogenen Eisenblechs, das Emissionsvermögen
des Gegenstands automatisch gemessen und als Korrekturfaktor zum Erzielen einer besseren Temperaturmessung verwendet werden
kann.
-3t 309828/0352
Der hier verwendete Ausdruck "mit Farbe überzogenes Stahl oder Eisenblech" bezieht sich auf z.B. vorbeschichteten, vorbearbeiteten
oder vorlackierten Stahl, welcher durch kontinuierliches Lackieren einer Stahlspule und Einbrennen bei z.B.
bis 250° G während 90 bis 120 see hergestellt wird.
Das Ziel der Erfindung wird mit einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die
Wärmeplatte Wärme zu einem Bereich der Metalloberfläche ausstrahlt, welcher sich auf einer beträchtlich niedrigeren !Temperatur als
der Bereich der Metalloberfläche befindet, dessen Temperatur gemessen werden soll, die Temperatur der Wärmeplatte im wesentlichen
konstant und beträchtlich höher als die des von der Wärmeplatte bestrahlten Bereichs der Metalloberfläche gehalten wird,
die Wärmeplatte unter einem räumlichen Winkel θ gesehen von einem unbestrahlten Punkt auf der Metalloberfläche in einem
BereichTC < Q <
2 TT angeordnet wird, die durch die Metalloberfläche
von dem durch die Wärmeplatte unbestrahlten Bereich reflektierte Strahlungswärme gemessen wird, die von der Wärmeplatte
abgegebene Strahlungsenergie in Beziehung zu der reflektierten Strahlungswärme gesetzt wird, um das Emissionsvermögen der Metalloberfläche
zu bestimmen, die Temperatur der Metalloberfläche an einem Punkt wesentlich höherer Temperatur als der von der
Wärmeplatte unbestrahlte Bereich der Metalloberfläche gemessen wird, und diese Temperaturmessung mit dem bestimmten Wert des
Emissionsvermögens zum Erhalten der Oberflächentemperätur der
Metalloberfläche korrigiert wird.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt gemäß der Erfindung ein Strahlungsthermometer
zum Messen der Temperatur des Metallgegenstands, eine Wärmeplatte als Strahlungsquelle mit einem Emissionsvermögen £ nahe eins,
welche gegenüber der zu messenden Oberfläche des Metallgegenstands angeordnet ist und Wärme zu einem Bereich der Oberfläche
des Metallgegenstands abstrahlt, der sich auf einer Temperatur
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beträchtlich niedriger als der durch das Strahlungsthermometer in der Temperatur gemessene Bereich der Oberfläche des Metallgegenstands
befindet, eine Einrichtung zum Halten der Temperatur der Wärmeplatte im wesentlichen konstant und beträchtlich wärmer
als der Bereich der Oberfläche, welche von der Wärm-eplatte bestrahlt
wird, eine Einrichtung zum Messen der durch die Oberfläche des Metallgegenstands von dem durch die Wärmeplatte bestrahlten
Bereich reflektierten Strahlungswärme, eine Korrelationseinriß htung zum Setzen der von der Wärmeplatte abgegebenen Strahlungsenergie
in Beziehung mit der reflektierten Strahlungswärme und zum Bestimmen des Emissionsvermögens E der Oberfläche als Punktion
der abgegebenen Strahlungsenergie und der reflektierten Strahlungswärme, und eine auf das bestimmte Emissionsvermögen € der
Oberfläche und den Ausgang des Strah lungsthermometers zum Erzeugen
eines korrigierten Wertes der Temperatur derart ansprechende Einrichtung, daß der korrigierte Temperaturwert der Oberflächentemperatur
des Metallgegenstands in dem Bereich hoher Temperatur entspricht.
Weiterbildungen und zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen.
Nach der Erfindung wird die Oberflächentemperatur eines Metallgegenstands
von einer Temperaturmeßeinrichtung an einem Punkt oder in einem Bereich des Metallgegenstands gemessen, welcher
eine relativ hohe Temperatur aufweist. Ein anderer Punkt oder Bereich des Metallgegenstands, welcher sich auf einer wesentlich
geringeren Temperatur als der Punkt befindet, an dem die direkte Temperaturmessung erfolgt, wird durch eine Wärmeplatte
als Strahlungsquelle, welche ein Emissionsvermögen nahe eins hat und auf einer im wesentlichen konstanten und höheren Temperatur
als die von ihr bestrahlte Metalloberfläche gehalten wird, mit Wärme bestrahlt. Die Wärmeplatte ist derart angeordnet, daß ein
räumlicher Winkel θ gesehen von einem Strahlungspunkt auf der Metalloberfläche in einem Bereich von "/äT<
Q K 2 'TF
liegt. Die von der Metalloberflache reflektierte
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Strahlungswärme wird zu der von der Wärmeplatte abgegebenen Strahlungsenergie in Beziehung gesetzt, um das Emissionsvermögen
der Metalloberfläche zu bestimmen. Der bestimmte Wert des Emissionsvermögens wird dann als Korrekturfaktor für die in
dem Bereich hoher Temperatur des Metallgegenstands gemessene
Temperatur benutzt, um die tatsächliche Oberflächentemperatur des Metallgegenstands zu bestimmen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im folgenden näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen
Pig. 1 eine schematische Darstellung eines Systems entsprechend einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,.
Mg· 2 eine schematische Darstellung einer anderen Ausfuhr ungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche insbesondere
eine bevorzugte Lage der Wärmeplatte als Strahlungsquelle relativ zu einem zu messenden Gegenstand zeigt, und
Pig. 3 und 4 Kurvendarstellungen, welche die Beziehung zwischen
dem räumlichen Winkel θ und dem Reflexionsvermögen / zeigen.
Wenn in einem Körper der Zustand thermischen Gleichgewichts
herrscht, ist die Beziehung zwischen dem Emissionsvermögen und dem Reflexionsvermögen seiner Oberfläche wie folgt-gegeben:
Ε +/ = 1,0 (1)
wobei € = das Emissionsvermögen und
/ = das Reflexionsvermögen der Oberfläche ist.
Es ist bekannt, daß die obige Gleichung selbst dann näherungsweise
gilt, wenn sich der Körper nicht in einem thermischen Gleichgewicht befindet. Ein besonderes Merkmal: des verbesserten Meß-
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verfahrensgemäß der Erfindung besteht darin, daß das Reflexionsvermögen
ν der Oberfläche eines Körpers erst gemessen und dann das Emissionsvermögen S der Oberfläche aus der obigen Gleichung
(1) erhalten wird. Das Emissionsvermögen £. der Oberfläche wird
dann dazu verwendet, um die Messung eines Strahlungsthermometers
automatisch zu korrigieren. In einem solchen Fall wäre, während das Emissionsvermögen und das Reflexionsvermögen selbst dann
Punktionen der Temperatur sind, wenn sie als im wesentlichen feste Werte betrachtet werden, der resultierende Fehler kleiner
als die zulässige Grenze für die Temperaturmessung unter einigen hundert 0C.
In Fig. 1 ist schematisch eine Anordnung eines Meßsystems gemäß der Erfindung zur Verwendung in einer kontinuierlichen Bearbeitungsstraße
gezeigt. In Fig. 1 soll die Temperatur einer Oberfläche 1 an einem Punkt oder Bereich 8b des Gegenstands 20 gemessen
werden. Der Gegenstand 20 kann z.B. ein mit Farbe überzogenes Eisenblech sein, bei welchem sich das Emissionsvermögen
des Gegenstands 20 beträchtlich ändert. Es sollte jedoch klar sein, daß die Erfindung auf gleiche Weise bei Jedem zu messenden
Gegenstand mit einem irn wesentlichen konstanten Emissionsvermögen angewendet werden kann.
Eine Wärmeplatte 2 als Strahlungsquelle aus einem Material mit einem stabilen Emissionsvermögen nahe eins, um eine Mehrfachreflexion
zu vermeiden, ist benachbart der Oberfläche 1 des zu messenden Gegenstands angeordnet. Die Wärmeplatte 2 enthält ein
Heizelement 3 und ein Thermoelement 4 zum Messen der Oberflächentemperatur
der Wärmeplatte 2. Ein Temperatursteuerelement 5 ist mit dem Heizelement j5 und dem Thermoelement 4 verbunden, um die
Temperatur T- derWärmeplatte 2 als Strahlungsquelle im wesentlichen
konstant zu halten. Bei der Durchführung der Steuerung ist es nötig, daß die Oberflächentemperatur des zu messenden
Gegenstands 20 genügend niedrig relativ zu dem Wert von T, ist,
so daß der Betrag der Strahlung von dem Gegenstand 20 vollständig
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■- φ -
vernachlässigt werden kann. Benachbart der Oberfläche 1 des Gegenstands ist ein Strahlungsdetektor 6 vorgesehen. Bei dem
oben erwähnten thermischen Gleichgewicht stehen das Emissions vermögen E und das Reflexionsvermögen / des Gegenstands 20
und die Strahlungsenergie V- im Ausgang der Wärmeplatte 2 als
Strahlungsquelle und die von der Oberfläche 1 des Gegenstands 20 reflektierte Strahlungsenergie 7 in folgenden Beziehungen
zueinander:
1 (2)
Wenn man also das Reflexionsvermögen Jf erhalten will, wird
erst die Strahlungsenergie Y^ im Ausgang der Wärmeplatte 2 als
Strahlungsquelle direkt von dem Strahlungsdetektor 6 erfaßt, und dieser erfaßte Wert wird in einer Rechenvorrichtung 7 zum
Berechnen von Reflexions- und Emissionsvermögen gespeichert. So ist es für eine On-Line- oder Direktmessung nur nötig, daß
die von der Oberfläche 1 des Gegenstands reflektierte Strahlungsenergie Y durch den Strahlungsdetektor 6 erfaßt wird. Die reflektierte
Strahlungsenergie Y entlang einer Sichtlinie 6a wird gemessen und dann der Reehenvorrichtung 7 zum Berechnen von Reflexions-
und Emissionsvermögen zugeführt, welche das Emissionsvermögen entsprechend den Gleichungen (2) und (2) berechnet.
In der Recheneinrichtung 7 war bereits der Wert V. gespeichert
worden, und es wird zunächst die Gleichung (2) zum Bestimmen von tf und dann die Gleichung (3) zum Bestimmen von E benutzt.
Schaltungen zum Durchführen solcher Rechenoperationen entsprechend
den oben dargestellten Gleichungen sind dem Fachmann geläufig.
Die als Ergebnis von Messungen im Zusammenhang mit verschiedenen
Versuchen erhaltenen Daten haben gezeigt, daß bei einem Winkel θ , welcher der erhaltene räumliche Winkel ist, wenn die Wärmeplatte
2 als Strahlungsquelle von einem Erfassungspunkt oder Bereich 1a für das Reflexionsvermögen auf der Oberfläche 1 des
" - 8 309828/0352
nachgere/chf
Gegenstands 2 gesehen wird, die Genauigkeit der Messung des
Rcflexionsvcrmögens / verbessert werden kann.., sofern der Wert
des Winkels θ in dem folgenden Bereicli liegt:
Tl < O < 2 T (4)
Die Genauigkeit dos Reflexionsvermögons Y ninist zu, v.'omi sich
der Wert von O 2 7/Γ nähert. J)er Zusammenhang zwischen den
räumlichen'Winkel O und dem Reflexionsvermögen V wird im folgenden
im Zusammenhang mit den Fig. 3 und 4 erläutert werden.
Die Darstellungen in den Pig. 5 und 4 sind das Ergebnis von Untersuchungen
durchgeführt mit einein .Strahlungsdetektor aus PbS und
mit farbbeschichteten J-Ietallbelchen als Meßobjckten mit eins r
Temperatur der Wärmeplatte T- = 250° C. Es hat sich geneigt,
daß bei Q = 1 ,5 1i (siehe Fig. 3) eine ließ—Genauigkeit von ^h 100C
bei T- = 25O0O zu. erv/arton war, wenn das Emissionsvermögen <f
von dem Reflexionsvermögen y abgeleitet und der erforderlichen
Korrektur unterworfen wird. Fig. 4 zeigt den Zusammenhang zwischen
S und J bei Q «« 0,1 7Γ..
Die automatische Korrekturschaltung der Erfindung ist einfach nit
dem oben beschriebenen Meßsystem für das Reflexionsvermögen integriert.
Das grundlegende Moßsystem für das Reflexions verwiegen
umfaßt die Wärmeplatte 2 als Strahlungsquelle, das Temperatur-Steuerelement 5 j den Strahlungsdetektor 6 und die Rechenvorrich-'tung
7 RLm Berechnen von Reflexions·- und Ernissionsvemojen. Ein
typisches automatisches Korrigsrcysteia enthält weiter ein Strah~
lungsthormometer 8 zuia Durchführen ej.ner Temiseratui'iaessung, Di'.s
Strahlungstheriaouieter 8 v/eist einen .Strahlungsdetektor derselben
allgemeinen Art wie der Strahlungsdetektor 6 auf, und mißt ate
Temperatur eines Bereiches 8b entlang einer Sichtlinie Ca, welcher
eine höhere Temperatur als der Bereich 1a für das Reflexionsvermögen hat. Eine Korrekturschaltung 9 für das Emissionsvermögen
ist mit dem Ausgang der Rechenvorrichtung 7 und des Strahlungsthermometers
8 verbunden, und ein Aufzeichengerät 10 für die Temperaturanzeige ist mit dem Ausgang der Korrekturschaltung 9
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für das. Emissionsvermögen verbunden. Mit den Bezugszeichen
11, 12, 13, 14, 15 und 16 sind elektrische Signalleitungen bezeichnet. Durch das Zuführen des in der Rechnvorrichtung 7
zum Berechnen von Reflexions- und Emissionsvermögen berechneten Wertes des Emissionsvermögens zu der Korrekturschaltung 9 für
das Emissionsvermögen kann d?r Ausgang des die Temperatur messenden
Strahlungsthermometers 8 korrigiert v/erden, um hierdurch automatisch
die Oberflächentemperatur des Gegenstands 20 auf der kontinuierlichen Bearbeitungsstraße aufzuzeichnen. Wenn z.B.
die Abstufungen des AufZeichengeräts 10 für die Temperaturanzeige
dem Pail, des Emissionsvermögens gleich eins entsprechen
wird z.B., wenn ein Wert des Emissionsvermögens S = 0,5 von
der Rechenvorrichtung 7 über die Signalleitung 14 übertragen wird, die von dem Strahlungsthermometer 8 erfaßte emittierte
Energie mit Hilfe der Korrekturschaltung 9 verdoppelt. So werden hierdurch die richtigen Temperaturen von dem Aufzeichengerät 10
zur Temperaturanzeige angezeigt. Die Korrekturschaltung 9 enthält z.B. einen Verstärker wie einen Linearverstärker, dessen Verstärkungsfaktor
umgekehrt proportional den Werten des Emissionsvermögens von der Rechenvorrichtung 7 variiert wird, oder eine
potentiometerartige Vorrichtung, deren Übertragungseigenschaft·
als Punktion der Werte des Emissionsvermögens von der Rechenvorrichtung 7 variiert wird.
In einem typischen Anwendungsfall ist die Temperatur T1 der
Oberfläche der Wärmeplatte etwa 25O0C, die Temperatur im Bereich
8b ist etwa 2500G und die Temperatur im Bereich 1a ist Umgebungstemperatur.
In dieser Hinsicht isx darauf hinzuweisen, daß die Bereiche 1a und 8b allgemein weit voneinander entfernt sind.
In bezug auf die Darstellung der Orte für die Bereiche 1a und 8b
ist Pig. 1 nicht maßgeblich.
Pig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung,welche
eine bevorzugte Lage der yärmeplatte 2 als Strahlungsquelle relativ zu der Oberfläche 1 des zu messenden Gegenstands 20 zeigt.
7/ie in Pig. 2 gezeigt, können, wenn die Messung durch den ;£itrah-
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lungsdetektor 6 durch eine in der Wärmeplatte 2 als Strahlungsquelle
ausgebildete öffnung 2a erfolgt, die Oberfläche des Gegenstands
und die Wärmeplatte 2 als Strahlungsquelle im wesentlichen parallel zueinander angeordnet werden, wodurch die physikalische
Anordnung des gesamten Systems vereinfacht wird.
Es ist so zu erkennen, daß die Erfindung ein verbessertes Verfahren
zum Messen der Oberflächentemperatur von Metallen durch ein Strahlun-gsthermometer umfaßt, bei welchem eine Wärmeplatte
2 als Strahlungsquelle mit einer Oberfläche, deren Temperatur im wesentlichen konstant gehalten wird und deren Emissionsvermögen
der Oberfläche nahe eins ist, gegenüber dem Bereich la eines zu messenden Gegenstands 20 angeordnet ist. Die Oberflächentemperatur
der Wärmeplatte 2 wird höher gehalten als die des Bereichs la des Gegenstands, und die Temperatur des Bereichs
la ist beträchtlich niedriger als die Temperatur des Bereichs 8b. Die Wärmeplatte 2 als Strahlungsquelle ist so angeordnet,
daß der räumliche Winkel θ gesehen von dem Bereich la der Reflexion auf dem zu messenden Gegenstand in dem
Bereich J£ <C θ <£ 2 ^"liegt, wobei die reflektierte Strahlungsenergie
V vom Ausgang der Wärmeplatte als Strahlungsquelle zuerst und dann die Strahlungsenergie V. der Wärmeplatte als Strahlungsquelle
gemessen werden, und das Emissionsvermögen des Gegenstands dann aus den Gleichungen (1) bis (3) erhalten und einer
Korrekturschaltung zugeführt wird, um hierdurch den Ausgang eines Strahlungsthermotneters automatisch zu korrigieren. So kann das verbesserte
Verfahren gemäß der Erfindung aufgrund der Korrektur des Emissionsvermögens immer sehr vorteilhaft bei der Messung
der Oberflächentemperatur von Metallprodukten wie mit Farbe überzogenem Eisenblech auf einer kontinuierlichen Bearbeitungsstraße
angewendet werden, wc sich die Eigenschaften des zu messenden Gegenstands und daher das Emissionsvermögen beträchtlich
ändern.
Die Erfindung schafft ein verbessertes Verfahren zum Messen der Oberflächentemperatur von Gegenständen, wie Metallen, z.B. mit
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Farbe überzogenem Eisenblech, auf einer Fertigungsstraße mit
Hilfe eines 3trahlungsthermometers, bei welchem eine Wärmeplatte
als Strahlungsquelle mit einer Oberfläche, deren Temperatur im v«res ent liehen konstant ist und deren Emissionsvermögen nahezu
gleich eins ist, gegenüber einem zu messenden Gegenstand und über dem zu messenden Teil des Gegenstands angeordnet ist. Die
Temperatur des Teils des Gegenstands unter der Wärmeplatte ist beträchtlich niedriger als die des Teils des Gegenstands, an
welchem die direkte Temperaturmessung durch das Strahlungsthe'rmometer
erfolgt. Das Emissionsvermögen der Metalloberfläche wird erhalten aus einer Messung der reflektierten Strahlung
der Wärmeplatte als Strahlungsquelle van der Oberfläche des Gegenstands, und der Wert des Emissionsvermögens der Oberfläche wird
dazu verwendet, um automatisch den Ausgang des Strahlungsthermometers zu !korrigieren und genauere Temperaturmessungen zu erzielen.
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Claims (14)
1. Verfahren zum Messen der Oberflächentemperatur eines Metallgegenstandes unter Verwendung einesStrahlungsthermometers
und einer Wärmeplatte als Strahlungsquelle, deren Emissionsvermögen nahe eins ist und die gegenüber der Oberfläche
des zu messenden Metallgegenstandes angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeplatte
Wärme zu einem Bereich der Metalloberfläche ausstrahlt, v/elcher sich auf einer beträchtlich niedrigeren Temperatur als der
Bereich der Metalloberfläche befindet, dessen Temperatur gemessen werden soll, dieTemperatur der Wärmeplatte Im wesentlichen
konstant und beträchtlich höher als die des von der Wärmeplatte bestrahlten Bereichs derMetalloberfläche gehalten
wird, die Wärmeplatte unter einem räumlichen Winkel θ gesehen von einem unbestiahlten Punkt auf der Metalloberfläche in einem
Bereich ^" < θ < 2 /Γ angeordnet wird, die durch die Metalloberfläche
von dem durch die Wärmeplatte unbestrahlten Bereich reflektierte Strahlungswärme gemessen wird, die von der Wärmeplatte
abgegebene Strahlungsenergie in Beziehung zu der reflektierten Strahlungswärme gesetzt wird, um das Emissionsvermögen
der Metalloberfläche zu bestimmen, die Temperatur der Metalloberfläche an einem Punkt wesentlich höherer Temperatur als der
von der Wärmeplatte unbestrahlte Bereich der Metalloberfläche gemessen wird, und diese Temperaturmessung mit dem bestimmten
Wert des Emissionsvermögens zum Erhalten der Oberflächentemperatur der Metalloberfläche korrigiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Setzen der von der Wärmeplatte abgegebenen
Strahlungsenergie in Beziehung zu der reflektierten Strahlungswärme das Reflexionsvermögen \ der Metalloberfläche an
dem von der Wärmeplatte bestrahlten Bereich bestimmt und hierauf das Emissionsvermögen £ entsprechend der Gleichung£ = 1,0 - >>
bestimmt wird.
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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reflexionsvermögen /" der Metalloberfläche
entsprechend der Gleichung/" = V/V., bestimmt wird,
wobei V die von der Metalloberfläche reflektierte Strahlungswärme und V., die von der Wärmeplatte abgegebene- Strahlungsenergie
ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Korrigierens
der Temperaturmessung in einer Korrektur der Temperaturmessung
besteht, bei welcher die Korrekturgröße eine Punktion des bestimmten Wertes des Emissionsvermögens £ ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur der Temperatur eine Funktion
des bestimmten Wertes des Emissionsvermögens £ ist.
6. Vorrichtung zum Messen der Oberflächentemperatur eines Metallgegenstands mit einem Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein Strahlungsthermometer
(8) zum Messen der Temperatur des Metallgegenstands (20) in einem Bereich (8b) hoher Temperatur des Metall-,
gegenstände, eine Wärmeplatte (2) als Strahlungsq.uelle mit einem
Emissionsvermögen 6 nahe eins, welche gegenüber der zu messenden Oberfläche (1) des Metallgegenstands (20) angeordnet ist
und Wärme zu einem Bereich (1a) der Oberfläche des Metallgegenstands abstrahlt, der sich auf einer Temperatur beträchtlich
niedriger als der durch das Strahlungs"thermometer (8) in der
Temperatur gemessene Bereich (1a) der Oberfläche (1) des Metallgegenstands (20) befindet, eine Einrichtung (3,4,5) zum Halten
der Temperatur der Wärmeplatte (2) im wesentlichen konstant und beträchtlich wärmer als der Bereich (1a) der Oberflache (1),
welche von der Wärmeplatte bestrahlt wird, eine Einrichtung (6) zum Messen der durch die Oberfläche (1) des Metallgegenstands
(20) von dem durch die wärmeplatte (2) bestrahlten Bereich (1a) reflektierten Strahlungswärme, eine Korrelationseinrichtung· (7)-
309828/0352 U
- H
zum Setzen der von der .lärmeplatte (2) abgegebenen Strahlungsenergie in Beziehung mit der reflektierten Strahlungswärme und
zum Bestimmen des Emissionsvermögens 6 der Oberfläche (ί) als Punktion der abgegebenen Strahlungsenergie und der reflektierten
Strahlungswärme, tin*-, eine auf das bestimmte Emissionsvermögen
£. der Oberfläche (1) und den Ausgang des Strahlungsthermometers
(8) zum Erzeugen eines korrigerten Wertes der Temperatur derart ansprechende Einrichtung (9)>
daß der korriegierte Temperaturwert der Oberflächenteiaperatur des Hetallgegenstands (20) in
dem Bereich (1a) hoher Temperatur entspricht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeplatte (2) derart rela.tiv zu der
Oberfläche (1) des Metallgegenstands (20) angeordnet ist, daß aer räumliche Winkel Q gesehen von einem Strahlungspunkt auf der
Oberfläche (1) in einem Bereich von^T<Q
< 2 7Γ liegt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch g e kennzeichnet,
daß die Korrelationseinrichtung (7) eine Einrichtung zum Bestimmen des Reflexionsvermögens y der
Oberfläche (1) in dem von der "wärmeplatte (2) bestrahlten Bereich (la) und eine Einrichtung zum Bestimmen des Emissionsvermögens £ entsprechend der Gleichung £ = 1,0 -^enthält.
9. Vorrichtung nach Anspruch ö, dadurch g e k e η η zeichnet,
daß die Einrichtung zum Bestimmen des Reflexionsvermögens ^ der Oberfläche (1) des Metallgegenstands (20) eine
Einrichtung zum Bestimmen des Verhältnisses V/V* enthält, wobei
V die von der Oberfläche (1) reflektierte Strahlungswärme und
VI die von der Wärmeplatte (2) abgegebene Strahlungsenergie ist
und das Reflexionsvermögen durch die Gleichung f = VA1 gegeben
ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einrichtung (9) zum Erzeugen
- 15 309828/03 5 2
eines korrigierten Temperaturwertes eine Einrichtung zum Verändern
der Temperaturmessung kommend von dem Strahlungsthermo-. meter (8) proportional dem von der Korrelationseinrichtung (7)
bestimmten Wert des Emissionsvermögens 8 ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k e η η ze
ie hne t, daß die Temperaturkorrekturgroße eine lineare
Funktion des bestimmten Wertes des Emissionsvermögens £ ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichne t, daß die Wärmeplatte (2) relativ
zu der Oberfläche (l) des Metallgegenstands (20) geneigt
ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch
gekennze i ohne t, daß die Wärmeplatte (2) im wesentlichen parallel zu der Oberfläche (l) des Metallgegenstands
(20) angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch Ij5, dadurch g ek e η η zeichnet
,daß die Wärmeplatte (2) eine öffnung (2a) aufweist,
durch welche die von der Oberfläche (l) des Metallgegenstands (20) reflektierte Strahlungswärme durch die Einrichtung
(6) zum Messen der reflektierten Strahlungswärme gemessen wird.
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP47001258A JPS5234230B2 (de) | 1971-12-27 | 1971-12-27 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
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