DE2551965C3

DE2551965C3 - Meßanordnung

Info

Publication number: DE2551965C3
Application number: DE2551965A
Authority: DE
Inventors: Holger Marcus; Lennart Nordstroem; Ragnar Schoeldstroem
Original assignee: AGA AB
Current assignee: Geotronics AB
Priority date: 1974-11-20
Filing date: 1975-11-19
Publication date: 1979-04-12
Also published as: JPS5730228B2; DE2551965A1; FR2292214A1; SE7414531L; GB1516336A; US4227802A; FR2292214B1; DE2551965B2; JPS5173461A; SE414347B

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßanordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art

Solche beispielsweise in der Stahlindustrie verwendeten Frischöfen sind auf der Innenseite eines Stahlmantels mit feuerfestem Material ausgekleidet, dessen Dicke im Verlaufe des Frischprozesses durch Materialverbrauch abnimmt Um min rechtzeitig Vöf einer für die Haltbarkeit des äußeren Stahlmantels gefährlich großen Schwächung der Auskleidungsdicke eine Neuauskleidung der öfen vornehmen zu können, bedarf es einer Überwachung der jeweils noch vorhandenen Auskleidungsdicke, wobei eine nicht nur rasch sondern zugleich auch genau arbeitende Dickenmeßmethode wünschenswert ist, damit einerseits jede Gefährdung der öfen ausgeschlossen und anderseits trotzdem jede Auskleidung möglichst weitgehend ausgenutzt werden kann, um mit hohen Kosten verbundene Neuauskleidungen so selten wie möglich vornehmen zu müssen.

Keine der bisher bei solchen öfen angewandten Methoden der Dickenmessung für die Ofenauskleidung vermag nun diese beiden zuwiderlaufenden Forderungen gleichzeitig in befriedigendem Maße zu erfüllen. Die Methode der visuellen Beobachtung arbeitet zwar schnell, aber ungenau, während der Einsatz der Stereophotogrammetrie oder radioaktiver Isotope zwar genaue Ergebnisse liefert, aber eine lange

is Auswertungszeit benötigt, bis die Dickenmeßwerte vorliegen.

Die Erfindung geht von einem für den vorgesehenen Einsatzzweck bisher noch nicht verwendeten andersartigen Meßverfahren aus, bei dem die interessierende Auskleidungsdicke anhand von im Verlaufe des Ofenbetriebes sich einstellenden Änderungen in der Entfernung zwischen einem festen Punkt außerhalb des jeweiligen Ofens einerseits und einem oder mehreren Punkten auf der freien Oberfläche der Ofenauskleidung anderseits bestimmt wird.

Für die Durchführung von Entfernungsmessungen zwischen zwei eine Meßstrecke begrenzenden Punkten sind bereits Meßgeräte in verschiedener Ausführung bekannt So sind in ^Allgemeine Vermessungs-Nachrichten 81 (1974) 7 (1. Juli)« auf den Seiten 245 bis 250 und in der DE-AS 16 23 420 elektrooptische Entfernungsmesser beschrieben, die mit einem Laser als Meßstrahlungsquelle arbeiten. Diese bekannten Entfernungsmesser, bei denen die Meßstrahlung in Form von Laserimpulsen ausgesandt und die interessierende Entfernung aus der Laufzeit dieser Impulse auf der Meßstrecke bestimmt wird und für die Ausschaltung störender Fremdstrahlung einerseits nur für die Meßstrahlung durchlässige optische Filter und Blenden enthaltende Objektive und anderseits in Abhängigkeit von der Intensität von Hintergrundst^rahlung einstellbare Amplitudenschwellen für die Berücksichtigung der einfallenden Strahlung vorgesehen sind, dienen zum Messen größerer Entfernungen insbesondere in der Geodäsie und in der Raumforschung, während für die Messung kleinerer Abstände vorwiegend nach dem Dauerstrichverfahren betriebene Meßanordnungen verwendet werden, wie sie aus »Nachrichtentechnische Zeitschrift« 26 (1973) 9 (September) 435 und aus

so »messen+ prüfen« 1971, Februar, 57 bis 59, bekannt sind. Diese Meßanordnungen, bei denen die interessierenden Abstände aus Phasen- oder Frequenzverschiebungen ermittelt werden, die sich zwischen der über die Meßstrecke gegangenen Meßstrahlung einerseits und einer dem Empfänger vom Sender unmittelbar zugeführten Bezugsstrahlung anderseits feststellen lassen, sind jedoch gegenüber Störstrahlung aus der Umgebung sehr empfindlich und daher für Messungen an selbststrahlenden Objekten nicht geeignet

μ Eine in der Praxis zufriedenstellende Anwendung des obenerwähnten Entfernungsmeßverfahrens zur Dickenbestimmung an einer Ofenauskleidung hat nun aber zur Voraussetzung, daß sieh die Entfernungsmessungen bei heißem und daher selbststrahlendem Ofen durchführen

h5 lassen, da eine Abkühlung des Ofens nur für die Durchführung der Messungen sowohl wegen des dazu erforderlichen Zeitaufwandes als auch wegen des mit einer Wiederaufheizung des Ofens verbundenen Ener-

giebedarfs nicht in Betracht zu ziehen ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Meßanordnung der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß sie eine rasche und genaue Dickenbestimmung an einer Ofenauskleidung ermöglicht, ohne daß es dazu einer vorherigen Abkühlung des betroffenen heißen Ofens bedarf.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Meßanordnung, wie sie im Patentanspruch 1 gekennzeichnet ist; vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen rfer Erfindung sind in den Unteransprüchen im einzelnen gekennzeichnet

Mit Hilfe einer erfindungsgemäß ausgebildeten Meßanordnung ist es möglich, Entfernungsmessungen durchzuführen, die sehr genau sind und die obenerwähnten Forderungen erfüllen. Die Messungen erfolgen bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Meßanordnung unter Verwendung eines außerhalb des jeweiligen heißen Ofens aufgestellten Meßgeräts zwischen diesem und einem oder mehreren Punkten der Ofenauskleidung. Dadurch wird es möglich, außer der Dicke der Auskleidung auch deren Profilform sowohl in axialer Richtung als auch entlang des Umfangs des Ofeninneren zu bestimmen. Dies ist deswegen von großem Vorteil, weil anhand dieser Kenntnis der Verfahrensablauf im Ofeninneren so gesteuert werden kann, daß sich ein gleichmäßiger Verschleiß der Auskleidung ergibt, was eine Verlängerung von deren Lebensdauer mit sich bringt

Die bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Meßanordnung vorgesehene Fokussierung der ausgesandten Meßstrahlung am Meßpunkt auf der Ofenwandung setzt voraus, daß die interessierende Entfernung in etwa bekannt ist, wie es für den vorgesehenen Anwendungsfall zutrifft, bei dem es sich insoweit mehr um die Bestimmung geringer Variationen einer grob bekannten Entfernung als um die Messung einer völlig unbekannten Entfernung handelt, wobei die Dicke einer Ofenauskleidung, die anfänglich bei etwa 0,5 m liegt, mit einer Genauigkeit von etwa 5 mm bestimmt werden kann. Dabei ist die Größe der zu bestimmenden Variationen klein gegenüber der für die Strahlungtfokussierung verwendeten Brennweite im optischen System der Meßanordnung. Der auf den jeweiligen Meßpunkt gerichtete Meßstrahl ist fokussiert, und die Meßstrahlung ist so stark gewählt, daß die an einem kleinen Bereich in der Umgebung des Meßpunktes reflektierte Strahlung innerhalb des .Empfindlichkeitsbereiches des Detektors hinsichtlich der Wellenlänge der Strahlung stärker ist als die von diesem Bereich in Richtung auf den Detektor ausgehende Eigenstrahlung der Ofenwandung. Dabei sorgt das erfindungsgemäß vorgesehene Filter mit seiner schmalbandigen Durchlässigkeit für eine Beschränkung auf die jeweils gewählte Wellenlänge der Meßstrahlung, und das optische System mit Objektiv und Blende begrenzt die am Detektor einfallende Strahlung auf die innerhalb eines kleinen Bereichs rund um den jeweiligen Meßpunkt an der Ofenwandung reflektierte Meßstrahlung und die Eigenstrahlung dieses Bereichs, wobei dieser Bereich höchstens gleich dem Bereich ist, in dem die reflektierte Meßstrahlung stärker ist als die Eigenstrahlung, bevorzugt aber kleiner gehalten ist als dieser Bereich.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigt

F i g. 1 eine erfindungsgemäß ausgebildete Meßanordnung in Form einec Gesamtschaltbildes und

Fig.2 eine Einzelheit im optischen Aufbau der Meßanordnung von F i g, 1,

In Fig. 1 ist ein Frischofen 1 im Querschnitt

dargestellt, der aus einem Stahlmantel 2 besteht und innen mit einer Auskleidung 3 versehen ist, die beispielsweise aus Dolomit oder Magnesit bestehen kann. Die Vorderseite des Ofens 1 ist in der Darstellung in F i g. 1 mit 15 bezeichnet

Gemäß F i g. 1 soll die Entfernung eines Punktes 4 der

to Auskleidung 3 mit Hilfe eines elektrooptischen Entfernungsmessers bestimmt werden, der einen Strahl 5 zu diesem Punkt 4 emittiert und nach dessen Reflexion am Punkte 4 einen Strahl 6 empfängt
Der dargestellte elektrooptische Entfernungsmesser enthält in seinem Sendeteil eine Strahlungsquelle 7, von der monochromatisches und moduliertes Licht in Form des Strahles 5 ausgeht Die Modulation dieses Lichts erfolgt mit einer Frequenz, die eine ausreichende Auflösung für die Entfernungsmessung gewährleistet Im dargestellten Falle ist die Strahlungsquelle 7 ein Laser, der Strahlung mit einer Wellenlänge aussendet, die sich einet seits von der Wellenlänge unterscheidet, bei der die Ofenstrahlung pro Bandbrc^ ihr Maximum hat, um ein günstiges Signal/Rausch-V^rhältnis zu erhalten, und die anderseits innerhalb des Wellenlängenbereichs liegt, für den die verwendeten Photodetektoren empfindlich sind. Weiter ist die Strahlungsquelle 7 mit einer Fokussierungseinrichtung zum Fokussieren des Strahls 5 auf den Punkt 4 versehen. Nach Reflexion

jo am Punkte 4 wird die Strahlung in Form des Strahles 6 zu einem Empfänger 3 umgelenkt der einen Detektor 24 (F ig. 2) enthält

Im Empfänger 8 wird die Strahlungsmodulation in ein elektrisches Signal umgesetzt, das einem Verstärker 9 zugeführt wird. Auf den Verstärker 9 folgt ein Frequenzumsetzer 10, der das empfangene Signal in seiner Frequenz umwandelt Das dazu nötige Hilfssignal bezieht der Frequenzumsetzer aus einem Signalgenerator 11, dessen Ausgangssignal eine Frequenz aufweist, die im allgemeinen ziemlich nahe bei der Modulationsfrequenz für das empfangene Signal liegt, so daß sich nach Filterung am Ausgang des Frequenzumsetzers 10 ein Signal mit vergleichsweise niedriger Frequenz ergibt

4^r> Dieses niederfrequent? Signal enthält Phaseninformation für das empfangene Signal, und daher kann eine Phasenmessung an dissein Signal ebenso gut. vorgenommen werden wie an dem hochfrequenten empfangenen Signal selbst. Die Technik der Frequenzumsetzung für das Empfangssignal bei einem elektrooptischen Entfernungsmesser und ihre Vorteile sind bekannt und allgemein in Anwendung, s>o daß es hierfür an dieser Stelle keiner ins einzelne gehenden Beschreibung bedarf. Erwähnt sei lediglich, daß das Ausgangssignal aus dem Frequenzumsetzer 10 einem Komparator 13 zugeführt wird, in dem es mit einem gleichfrequenten Signal verglichen wird, das mit Hilfe des Signalgenerators 11 und eines weiteren Frequenzumsetzer^ 12 aus der Modulation der ausgesandten Strahlung abgeleitet

bo wird.

Das Ergebnis dieses Phasenvergleichs im Komparator 13 wird dann iiDer eine Ausgangsstufe 14 unter manueller oder automatischer Abnahme einem Rechner mit drei Rechnerstufen 31, 32 und 33 zur weheren Auswertung zugeführt. Insgesamt bilden der Verstärker 9, die Frequenzumsetzer 19 und 12, der Signalgenerator 11, der Komparator ^3 und die Ausgangsstufe 14 einen Phasenmesser, dessen Ausgangssignal ein Maß für die

gesuchte Entfernung zum angemessenen Punkt 4 auf der Auskleidung 3 des Ofens 1 darstellt.

Der in F i g. 1 in Form der Blöcke 7 bis 13 schematisch dargestellte Entfernungsmesser besteht abgesehen von den speziellen Eigenschaften des Lichtsenders, wie sie oben erwähnt sind, und von den Besonderheiten des Empfängers, die unten in Verbindung mit der Darstellung in Fig.2 noch im einzelnen erläutert werden sollen, im wesentlichen aus einem schon bekannten Gerät, so daß auf eine detaillierte Beschreibung seiner Arbeitsweise hier verzichtet werden kann.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist für den Phasenvergleich eine Frequenzumsetzung zu niederen Frequenzen vorgesehen; im Sinne der Erfindung sind aber ohne weiteres auch Geräte ohne eine solche Frequenzumsetzung brauchbar. Als Beispiel für ein solches Gerät kann etwa das in der US-PS 37 79 645 beschriebene genannt werden. Auch in diesem Falle müssen dsr Sender und der Empfingpr natürlich in Entsprechung zur vorliegenden Erfindung abgewandelt werden.

Beim Einsatz der handelsüblichen elektrooptischen Entfernungsmesser wird stets mit einem am fernen Ende der Meßstrecke aufgestellten Reflektor gearbeitet. Dieser Reflektor besteht üblicherweise aus reflektierendem Band, einem Spiegel oder speziellen Reflexionsprismen. Bei Messungen in einem heißen Ofen versteht es sich von selbst, daß Reflektoren nicht verwendet werden können. Hier wird der Umstand ausgenutzt, daß die vom Gerät emittierte Strahlung an der Innenwand des Ofens reflektiert wird. Die im Handel erhältlichen Geräte können jedoch nicht scharf genug zwischen der emittierten Strahlung aus dem Gerät und der Eigenstrahlung aus dem jeweiligen Ofen selbst unterscheiden, um eine hohe Genauigkeit zu erzielen.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Meßanordnung ist so aufgebaut daß auf der einen Seite der Senderteil bestimmte Forderungen erfüllt und daß auf der anderen Seite der Empfängerteil angepaßt und modifiziert ist, wie dies nachstehend in Verbindung mit Fig.2 im einzelnen beschrieben ist

Die Forderungen an den Senderteil sind oben in Verbindung mit F i g. 1 behandelt worden. Der Empfängerteil der dargestellten Meßanordnung enthält ein Linsensystem 21 (F i g. 2), hinter dem ein optisches Filter

22 angeordnet ist Dieses Filter 22 ist an die von der Strahlungsquelle 7 emittierte Strahlung angepaßt und seine Bandbreite ist so gering, wie dies mit Rücksicht auf die zu erwartenden Variationen nur möglich ist Außerdem ist im Empfängerteil eine Blende 23 vorgesehen, die dafür sorgt daß der hinter ihr angeordnete Detektor 24 im wesentlichen von senderseitig abgestrahlter und reflektierter Strahlung getroffen wird. Mit anderen Worten ausgedrückt die Blende

23 verhindert soweit wie irgend möglich ein Auftreffen von Eigenstrahlung aus dem Ofen 1 auf den Detektor 24.

Das Filter 22 kann beispielsweise eine Bandbreite von etwa 2 nm haben und ein sogenanntes Interferenzfilter sein, bei dem die Filterwirkung dadurch erzielt wird, daß die einfallende Strahlung durch eine Anzahl von transparenten Schichten mit abwechselnd hohem und niedrigem Brechungsindex hindurchgeht Die Dicke dieser transparenten Schichten ist dabei eine Funktion der gewünschten Zentralwellenlänge und der gewünschten Bandbreite. Mit Rücksicht auf die temperaturbedingte Verschiebung der Zentralweüen'änge kann die Bandbreite des Filters 22 nicht wesentlich kleiner gemacht werden als die obenerwähnten 2 nm, wenn das

Filter 22 nicht auf konstanter Temperatur gehallen wird. Wie bereits oben erwähnt erfolgt die Messung

geradewegs in den heißen Ofen hinein, und es kann hiermit angemerkt werden, daß ein Meßabstand von

■) 20 m normal ist. Dadurch wird die Meßanordnung durch die vom Ofen ausgehende Wärmestrahlung beeinflußt, was es schwierig macht, Filter mit kleiner Bandbreite zu verwenden.

Durch Kombination eines Interferenzfilters dei

in vorerwähnten Art mit einem sogenannten Fabry-Perot-Filter, dessen Zentralwellenllnge sich mit Hilfe des piezoelektrischen Effekts abstimmbar machen läßt kann die Bandbreite auf eine wenige Hunderstel nm vermindert werden. Dies ermöglicht es, das Signal/

I^-) Rausch-Verhältnis zu verbessern und/oder Messungen bei höheren Temperaturen durchzuführen, als dies mil den vorerwähnten Filtern möglich ist.

Um das Signal/Rausch-Verhältnis zu berechnen, ist t· »•(•forderlich, bestimmte Annahmen hinsichtlich dei

m Eigenschaften der Ofenoberfläche zu machen, an der die Messungen vorgenommen werden sollen. Wenn angenommen wird, daß für ein bestimmtes Material dei Emissionsfaktor des Ofens konstant ist und sich damit für die Bestimmung der Temperaturabhängigkeit dei

2ΐ Strahlung innerhalb des verwendeten schmalen Wellen längenbereichs die Plancksche Formel verwenden läßt wenn weiter angenommen wird, daß die Strahlung derr Lainber'schen Gesetz folgt, d.h. daß die Intensität se lange konstant bleibt wie die Projektion der strahlen

in den Fläche in der Meßrichtung konstant ist, und wenr schließlich angenommen wird, daß die Oberfläche vollständig diffus reflektiert, so wird, da ja die vorr Laser beleuchtete Oberfläche auch eine konstante Projektion hat, das Signal/Rausch-Verhältnis bestimmi

r> durch verschiedene Konstante multipliziert mit der voir Empfänger aufgefangenen reflektierten Strahlung geteilt durch den Einfluß der Strahlung, die von dem Tei des Ofens in Richtung des Empfängers abgestrahlt wird der an der Blende im Empfänger abgebildet wird. Dazi kann bemerkt werden, daß die Blendenapertur inEmpfänger in der Größe von 0,25 mm liegen kann.

Weiter sei angenommen, daß mit einem Helium/ Neon-Laser gearbeitet wird, der Licht mit einei Wellenlänge von 632,8 nm abstrahlt. Nunmehr kann dei von einem schwarzen Strahler ausgehende Effekt füi verschiedene Temperaturen gemessen werden:

⁰C °K W/m², sr und

Bandbreite in μ

527

727

1227

1727

800
1000
1500
2000

3-10-"
3-10²

wobei sr für Steradiant (Raumwinkel) steht

Bei einer Temperatur vor. 1200⁰C liegt der Effek eines schwarzen Strahlers entsprechend der obiger Tabelle bei etwa 150 W/m², sr. Bandbreite in μ. Wem die Bandbreite des Filters 2nm-2-10~V beträgt dei Abstand der Meßanordnung vom Ofen bei 18 m lieg und die Eintrittsapertur der Meßoptik

mißt dann berechnet sich der effektive Raumwinkel zu

Die auf die Blende im Empfänger projizierte Oberfläche ergibt sich mit einer Apertur von 0,25 mm und einer Brennweite A= 0,4 m zu:

4 \ 0,4

•0,00025] =

Der vom Ofen selbst ausgehende Effekt innerhalb des Paßb.< .des für das Filter ist dann:

10

mit £ < 1, wobei e das Emissionsvermögen des Ofens ist.
Für die abgestrahlte Laserleistung sei ein Wert von 250 μW angenommen. Bei einem Modulationsgrad von 40% ergibt sich daraus ein Meßsignal mit einer Leistung von IfX^W=IO-⁴W. Wenn die Ofenoberfläche vollkommen diffus reflektiert, wird diese Leistung über einen Raumwinkel In verteilt, woraus sich für das von der Meßanordnung wieder empfangene Strahlungssi-

10"

iinn xtnn·
-■■β ' ·*···

0,87

' 2.7 '

1.4· 10

berechnet, wobei η ein Materialfaktor ist, der durch die Reflexions- und Diffusionseigenschaften der jeweiligen Ofenauskleidung bestimmt wird.

Oben ist angenommen worden, daß der Laser zum Helium/Neon-Typ gehört. Ein solcher Laser ist unter dem Gesichtspunkt der abgestrahlten Wellenlänge für Messungen bei hohen Temperaturen nicht optimal; ein w Wechsel zu Lasern mit kurzwelliger Strahlung ist jedo h aus den nachstehend aufgeführten Gründen schwierig.

Ein HeCd-Laser liefert eine Ausgangsleistung von etwa 10 mW mit einer Wellenlänge von 442 nm, Avas bei r> 1500°C im Vergleich zu einem HeNe-Laser eine Verbesserung des Signal/Rausch-Verhältnisse:s um mehr als das Hundertfache bringen würde. Jedoch ist ein HeCd-Laser viel größer, und er hat auch einen höheren Energieverbrauch. Außerdem ist die Lebensdauer der HeCd-Laser erheblich kürzer als die der HeNe-Laser. Unter dem Gesichtspunkt der abgestrahlten Wellenlänge lassen sich auch Argonlaser verwenden, auch sie weisen jedoch die Nachteile der NeCd-Laser auf.

Wenn Messungen im Ofeninneren ohne die Mithilfe eines Reflektors möglich sein sollen, dann ist es erforderlich, daß die emittierte Strahlung auf eine sehr kleine Stelle der Ofenauskleidung fokussiert werden kann.

Es sind elektrooptische Entfernungsmesser bekannt, die auf einem Theodoliten angeordnet sind. Dieser Theodolit dient dann zur Bestimmung der Richtung zum anzumessenden Punkt. Jedoch ist es dabei erforderlich, die Parallaxe eines solchen Geräts zu kompensieren, um größere Genauigkeit zu erreichen.

Die Darstellung in F i g, 1 zeigt eine Nebeneinanderanordnung von Senderteil und Empfängerteil der Meßanordnung. Unter dem Gesichtspunkt der Parallaxe ist es jedoch zweckmäßiger, wenn die Strahlung koaxial emittiert und empfangen wird.

Der dargestellte elektrooptische Entfernungsmesser, der auch die Messung der Horizontal- und Vertikalrichtung zuläßt, wird vor dem Ofen angeordnet, in dem die Messung erfolgen soll. Dieser Ofen darf dann zwar keinen Stahl mehr enthalten, er muß also leer sein, er

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Messung wird der Ofen so gekippt, daß seine Öffnung auf die Meßanordnung zu zeigt

Es können dann ein oder mehrere Punkte auf der Innenseite des Ofens angemessen werden. Die erhaltenen Meßwerte werden einem Elektronenrechner zugeführt, der mit Hilfe von Daten über Horizontal- und Vertikalrichtung, die Entfernung zu den angemessenen Punkten und in manchen Fällen auch Daten für einen oder mehrere Bezugspunkte, die Lage der Meßpunkte und die Blicke der Ofenauskleidung an diesen Meßpunkten bestimmt.

Die nächste Messung wird vorgenommen, wenn der Ofen eine Zeitlang in Betrieb gewesen ist. Es ist dabei zweckmäßig, wiederum die gleichen Meßpunkte zu wählen wie für die erste Messung.

Aus den Daten beider Messungen läßt sich die Veränderung in der Dicke der Ofenauskleidung ermitteln.

Die charakteristischen Merkmale der vorliegenden Erfindung schaffen die notwendigen Voraussetzungen, um Entfernungsmessungen mit der verlangten hohen Genauigkeit und Sicherheit vornehmen zu können. Ungeachtet der hohen Eigenstrahlung des Ofens selbst lassen sich die Messungen mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Meßanordnung mit großer Genauigkeit ausführen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

909 615/348

Claims

Patentansprüche:

1. Meßanordnung zum Bestimmen der Entfernung zu einem Punkt auf der Innenwand eines eine Temperatur von wenigstens 500° C aufweisenden Ofens unter Messung der Phasendifferenz zwischen der Modulation einer von einer Strahlungsquelle außerhalb des Ofens auf den anzumessenden Punkt gerichteten, im wesentlichen monochromatischen Strahlung und der durch Reflexion dieser Strahlung am anzumessenden Punkt nach außen zu einem Empfänger gelangenden Strahlung, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle (7) mit Mitteln zum Fokussieren der auf den anzumessenden Punkt (4) gerichteten Strahlung (S) mit die Eigenstrahlung des Ofens (1) übertreffender Intensität und außerhalb des Intensitätsmaximums dieser Eigenstrahlung liegender Wellenlänge auf den anzumessenden Punkt (4) versehen ist und im Empfänger einem Detektor (24) für die reflektierte Strahlung (S) ein schmalbandiges optisches Filter (22) mit auf die Wellenlänge der von der Strahlungsquelle (7) abgestrahlten Strahlung abgestimmter Durchlässigkeit und ein die am Detektor (24) einfallende Strahlung auf einen auf Ausgangspunkte in der engsten Umgebung des anzumessenden Punktes (4) begrenzten Bereich beschränkendes optisches System (21,23) vorgeschaltet ist

2. Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der begrenzte Bereich rund um den anzumessenden Punkt (4), aus dem die reflektierte Strahlung (6) am Detektor (24) erfaßt wird, innerhalb des Gebietes liegt, in dem sich die auf den anzumessenden Punkt (4) fukussierte Strahlung (5) erstreckt

3. Meßanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Strahlungsquelle (7) abgestrahlte Strahlung (5) und die reflektierte Strahlung (6) koaxial zueinander verlaufen.

4. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle (7) ein Laser ist und das optische Filter eine Bandbreite von etwa 2 nm aufweist

5. Meßanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser ein Helium/Neon-Laser ist

6. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Filter (22) ein Interferenzfilter und ein Fabry-Perot-Filter aufweist