DE2632484A1

DE2632484A1 - Process furnace temp. and other data detector - uses antenna for selective gathering of radiation energy for evaluation

Info

Publication number: DE2632484A1
Application number: DE19762632484
Authority: DE
Inventors: Tapio Dipl Ing Tirkkonen; Martti Prof Tiuri
Original assignee: INNOTEC Oy
Current assignee: INNOTEC Oy
Priority date: 1976-07-19
Filing date: 1976-07-19
Publication date: 1978-01-26

Abstract

The detector arrangement is used for observation and control of temp, quantity configuration and the location of a solid material in a process furnace e.g. in soda drum furnaces and in cement making furnaces. A detector antenna (5) is used for receiving high frequency radiation emitted by the material in the furnace, due to its temp. The various radiation intensities impinging on the antenna (5) from various directions are individually measured or the components of this measured radiation intensities are used for the variation of the quantity and configuration of the material as well as its location. The temp of the material is evaluated at a suitable position.

Description

Detektionsmittel für Temperatur-, Mengen-, Detection means for temperature, quantity,

Standorts- und Konfigurationssteuerung von Werkstoffen in einem Prozeßofen Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um grundsätzliche Oberlegungen, nach denen ein Detektor bzw. Detektionsmittel verwirklicht sind das in einem der ProzeM-aufbereitung dienenden Ofen zur Steuerung bzw. Beobachtung der Temperatur, Menge sowie des Standortes und/oder der Konfiguration des im Ofen befindlichen Werkstoffes eingesetzt werden kann. Der Soda-Trommelofen und Zementbrennofen stellen Beispiele derjenigen Prozeßöfen dar, innerhalb deren solche Werkstoffe vorkommen, die durch die hier erörterte Anordnung gemessen und gesteuert werden können. Location and configuration control of materials in a process furnace The present invention is based on fundamental considerations in which a detector or detection means are implemented in one of the process preparation Serving furnace for the control or observation of the temperature, quantity as well as the location and / or the configuration of the material in the furnace can. The soda drum furnace and cement kiln are examples of those process furnaces represents, within which such materials occur, by the arrangement discussed here can be measured and controlled.

Der Soda-Trommelofen ist ein in der Soda industrie eingesetzter Ofen, dem eine Schwarz lauge oder eine andere, im ProzeB verwendete gleichwertige Lösung zugeführt wirdj neben der Erzeugung von Nutzenergie gewinnt dieser Ofen über 90 $ der Nutzchemikalien in der Speiseflüssigkeit wieder. Die Lauge wird als Strahl in den Ofen eingeführtl die gasartigen Produkte entweichen als Rauchgase und gelangen zur Reinigung. Die restlichen Verbrennungsprodukte lagern sich auf den Verbrennungskammerboden ab, wobei sie den sogenannten Konus bilden, von dem anschließend die Wiedergewinnung erfolgt. Der Konus hat eine mehr oder weniger hohe Oberflächentemperatur. Mit Rücksicht auf den vorteilhaften Betrieb des Ofens müßte dieser Konus jedoch hinsichtlich der Höhe, Form und Temperatur sowie des Standortes mehr oder weniger genau gesteuert werden, damit diese Parameter zur Optimierung des Ergebnisses gewählt werden können. Ole Form und Werkstoffmenge des Konus können durch die Steuerung der eingeführten Laugenmenge sowie auch durch die Steuerung der Strömung der eingespeisten Verbrennungsluft und der Einführungsstellen bzw. -richtungen dieser Luft reguliert werden.The soda drum furnace is a furnace used in the soda industry, a black liquor or another equivalent solution used in the process In addition to generating useful energy, this furnace generates over 90 $ of the useful chemicals in the feed liquid again. The lye is called a jet Introduced into the furnace, the gaseous products escape as flue gases and get there for cleaning. The remaining combustion products are deposited on the combustion chamber floor from, forming the so-called cone, from which the recovery is then carried out he follows. The cone has a more or less high surface temperature. With consideration on the advantageous operation of the furnace this cone would have to be with regard to the Height, shape and temperature as well as the location are more or less precisely controlled so that these parameters can be chosen to optimize the result. Ole shape and amount of material of the cone can be controlled by the imported Amount of lye as well as by controlling the flow of the combustion air fed in and the introduction points or directions of this air can be regulated.

Ein Zementbrennofen ist ein Röhrenofen, der eine sehr grosse Länge haben soll. Die an einem Ende eingespeisten Rohstoffe werden verbrannt, durch den am anderen Ende eingeführten Brennstoff erhitzt, um das Endprodukt zu bilden.A cement kiln is a tube kiln that is of a very great length should have. The raw materials fed in at one end are burned by the fuel introduced at the other end is heated to form the final product.

Während der Ofen sich dreht, bewegt sich das Produkt darin kontinuierlich der Fertigungsproduktentnahme entgegen, die am Brennstoffeinführungsende erfolgt. Die Steuerung der Temperatur und Menge des im Ofen befindlichen Werkstoffes ist im Interesse optimaler Produktgüte und der Wirtschaftlichkeit halber erforderlich.As the oven rotates, the product in it moves continuously the production product withdrawal, which takes place at the fuel inlet end. The control of the temperature and amount of the material in the furnace is Required in the interests of optimal product quality and economic efficiency.

Es steht inzwischen fest, daß die Temperaturmessung des Konus in einem Soda-Trommelofen sowie des Zements in einem Zementbrennofen fürwahr eine schwierige Aufgabe ist. Aufgrund der hohen Temperatur und - besonders beim Soda-Trommelofen - der korrosionsfördernden Verhältnisse sind die Thermoelemente nur einige kurze Augenblicke lang verwendbar, ehe sie zerstört werden. Gleiches gilt für jegliche Thermometer, die nach dem Prinzip der unmittelbaren BerUhrung mit der Meßstelle arbeiten.It is now clear that the temperature measurement of the cone in one Soda drum furnace as well as cement in a cement kiln is a difficult one Task is. Because of the high temperature and - especially with the soda drum oven - the corrosive conditions, the thermocouples are only a few short ones Can be used for a few moments before they are destroyed. The same goes for everyone Thermometers that work according to the principle of direct contact with the measuring point work.

Pyrometer bedürfen keiner direkten Berührung mit dem zu messenden Konus. Deshalb wurden bei den bisherigen Techniken verschiedene Arten und Weisen für den Bau von pyrometrischen Meßgerätenunter Verwendung eines bestimmten optischen oder infraroten Wellenlängenbereiches zur Ermittlung der in Frage kommenden Temperatur, vor allem die Oberflächentemperatur des Konus oder des Werkstoffes im allgemeinen, konzipiert. Im Betrieb sind derartige Geräte vor allem durch die im gasFörmigen Zustand innerhalb des Ofens vorliegenden Substanzen gehindert worden: solche Gase werden zwangsläufig im Verlauf der Strahlung voran Konus zum Strahlungsmeßgerät gefunden) durch die Absorbierung bestimmter bzw. Aussonderung anderer Wellenlängen im optischen Bereich bewirken sie Fehler der Meßgerätstrahlungsflußanzeige. So konnte man auch bei der Verwendung eines pyrometerartigen Thermometers für die Temperaturmessung der festen Masse im Ofen erhebliche, unbefriedigende Wirkungen in völliger Unabhängigkeit von der ausgewählten optischen bzw. infraroten Meßwellenlänge nicht ausschalten.Pyrometers do not require any direct contact with what is to be measured Cone. Therefore, the previous techniques have been in different ways for the construction of pyrometric measuring devices using a certain optical or infrared wavelength range to determine the temperature in question, especially the Surface temperature of the cone or the material in general, designed. In operation, such devices are mainly due to the substances present in the furnace in the gaseous state have been prevented: In the course of the radiation, such gases inevitably become a cone to the radiation measuring device found) through the absorption of certain or elimination of other wavelengths in the optical range they cause errors in the meter radiation flow display. So could also when using a pyrometer-like thermometer for temperature measurement the solid mass in the furnace has considerable, unsatisfactory effects in complete independence Do not switch off the selected optical or infrared measuring wavelength.

Ein Pyrometer, das die Messungen bei fester Wellenlänge von einem festen Standort aus durchführt, kann auch keine Aussage über die Menge, Konfiguration sowie den Standort des Werkstoffes im Ofen liefern: es erfaßt lediglich die Temperatur des Werkstoffes. Jedoch ist es beispielesweise beim Soda-Trommelofen von wesentlicher Bedeutung, nicht nur über die jeweilige Oberflächentemperatur des Konus im Klaren zu sein, sondern auch Informationen hinsichtlich dessen Höhe und Forrn zu gewinnen. Der Grund dafür liegt darin, daß bei einer bestimmten Brennluftzufuhr der Konus unzweckmäßig eine hohe Spitze entwickeln kann, die zwangsläufig nach einer gegebenen Zeit zusammenfällt und somit unregelmäßige Störungen der Fabrikation bewirkt. Bei den bisherigen Techniken wurde angestrebt. dieses Phänomen mit Hilfe von durch Ofenwärter durchgeführte Bewertungen zu steuern, mit dem Ziel, diese unerwünschte Situation mtiglichst zu vermeiden.A pyrometer that takes measurements at a fixed wavelength from a carries out a fixed location, no statement can be made about the amount, configuration as well as the location of the material in the furnace: it only records the temperature of the material. However, it is more essential, for example, in the case of the soda drum furnace Meaning, not just about the respective surface temperature of the cone in the clear to be, but also to gain information about its height and shape. The reason for this is that with a certain combustion air supply the cone inexpediently can develop a high peak, which inevitably after a given Time coincides and thus causes irregular production disruptions. at The previous techniques were aimed at. this phenomenon with the help of by furnace keepers to control the evaluations carried out with the aim of eliminating this undesirable situation To be avoided if possible.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist der Ausschluß der genannten Schwierigkeiten und die ZurverfUg:j:gstei lt:ng eines sicheren Oetektionsmittels, das die Gewinnung zuverlässiger Informationen über die Temperatur, Menge, Konfiguration bzw. den Standort des Werkstoffes innerhalb des Ofens ermöglicht. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine als Detektor dienende, eingebaute Antenne gelöst, die vnm innerhalb des Ofens befindlichen Werkstoff aufgrund seiner Temperatur aus verschiedenen Richtungen sowie auch von den Werkstoffseitenflächen ausgesendeten hochfrequenten Strahlungen empfängt, wobei die aus verschiedenen Richtungen anfallenden Intensitäten gemessen und aus deren gemeinsamen Anteilen die Menge, Konfiguration sowie der Standort des Werkstoffes ermittelt werden, während anhand der an einer geeigneten Stelle gemessenen Intensität der ankommenden Strahlung die Werkstofftemperatur festgestellt wird.The subject of the present invention is the exclusion of those mentioned Difficulties and the availability: j: gsteil lt: ng a safe detection agent, that means obtaining reliable information about the temperature, quantity, configuration or allows the location of the material within the furnace. This task is achieved according to the invention by a built-in antenna serving as a detector, the material inside the furnace based on its temperature different directions as well as emitted from the material side surfaces receives high-frequency radiation, with those coming from different directions Measured intensities and from their common proportions the amount, configuration as well as the location of the material can be determined, while based on the at a Intensity of the incoming radiation measured at a suitable point, the material temperature is detected.

Ein weiterer, durch die Erfindung ermöglichter Vorteil liegt darin, daß die elektrischen Dämpfungseigenschaften des zwischen dem Meßwerkstoff und der strahlungsempfangenden Detektorantenne liegenden Gases derart sind, daß sie die Erfassung der Menge der vom Werkstoff im Mikrowellenbereich sowie angrenzenden Hochfrequenzbereichen ausgesendeten Strahlung oder des Fehlens einer solchen Strahlung nicht wesentlich beeinflussen.Another advantage made possible by the invention is that that the electrical damping properties of the between the measuring material and the radiation-receiving detector antenna lying gas are such that they Detection of the amount of material in the microwave range as well as adjacent high frequency ranges emitted radiation or the absence of such radiation is not essential influence.

Jeder physikalische Körper strahlt elektromagnetische Energie ab, wobei deren bei der jeweiligen Wellenlänge ausgesendete Größenordnung in erster linie von der Körpertemperatur und -schwärze abhängt; wobei die letztgenannte Eigenschaft bei den verschiedenen Wellenlängenbereichen unterschiedlich sein kann. Wenn die Veränderungen der KörpereigenschaFten als vernachlässigbar angenommen werden dürfen, so ist die Größenordnung der innerhalb jedes Frequenzbandes erzeugten Energie ausschließlich von der Körpertemperatur abhängig und wird nur durch die-Absorption im umgebenden Raum beeinflußt.Every physical body radiates electromagnetic energy, where the order of magnitude emitted at the respective wavelength is primarily line depends on body temperature and blackness; being the latter property can be different for the different wavelength ranges. If the Changes in physical properties can be assumed to be negligible, so the magnitude of the energy generated within each frequency band is exclusive depends on body temperature and will only through the absorption affected in the surrounding space.

Bei der Messung der aufeinander bezogenen, auf die Detektorantenne aus verschiedenen Richtungen anfallenden Strahlungsmengen sind daher eine oder mehrere Hochfrequenzenergie empfangende Antennen bzw. Detektorkomponenten bildende Antennen erforderlich, die entsprechend ausgerichtet werden können, damit sie nur Strahlungen empfangen bzw.When measuring the related, on the detector antenna The amounts of radiation coming from different directions are therefore one or more Antennas receiving high frequency energy or antennas forming detector components required that can be aligned accordingly so that they only emit radiations receive or

diesen gegenüber empfindlich sind, die aus einem geeigneten kleinen Raumwinkel einfallen. Verschiedenen möglichen Realisierungen der Erfindung zufolge kann die Art und Weise gewählt werden, nach der die aus verschiedenen Richtungen ankommenden Strahlungen für die Messung bzw. Erfassung ausgewählt werden, in der einfachsten Alternative ist die Antenne ausrichtbar, wobei dieses Ausrichten bzw. Orientieren z.B. mechanisch durch Drehen eines hornförmigen oder gleichwertigen Antennentyps, der die Breite des ankommenden Strahlungsbündels mechanisch abgrenzt, erfolgen kann.sensitive to these, those from a suitable small Fall in solid angles. According to various possible realizations of the invention can be chosen the way in which the coming from different directions incoming radiation can be selected for the measurement or detection, in the The simplest alternative is to align the antenna. Orientation e.g. mechanically by turning a horn-shaped or equivalent Antenna type that mechanically delimits the width of the incoming radiation beam, can be done.

Eine weitere Möglichkeit liegt in der Verwendung einer Vielzahl von Antennen und deren zyklischer Verbindung mit dem Empfänger. Bei bestimmten elektronisch ausrichtbaren Antennen ist die Bündelrichtung frequenzabhängigi in diesem Falle beobachtet man die innerhalb eines bestimmten Winkels ankommende Strahlung entsprechend einer geeigneten Funktion der Frequenz.Another option is to use a variety of Antennas and their cyclical connection with the receiver. For certain electronically directional antennas, the beam direction is frequency-dependent in this case the radiation arriving within a certain angle is observed accordingly a suitable function of the frequency.

Die Richtungssteuerung der Antenne erfolgt auch vorteilhaft durch das Durchlaufen in zwei verschiedenen Richtungen oder auf gleichwertige Weise, bei einer elektronisch orientierbaren Antenne kann eine der Verängerungsrichtungen bzw.The direction of the antenna is also advantageously controlled by traversing in two different directions or in an equivalent manner an electronically orientable antenna can be one of the extension directions or

Durchlaufrichtungen auch mechanisch durch Drehen der Antenne erzielt werden, während die andere nur elektronisch erzeugt wird. Man kann auch Sonderanordnungen treffen, bei denen beide Durchläufe anhand elektronischer Mittel realisierbar sind, d. h. durch elektronische Anordnungen des Meßsystems.Direction of passage can also be achieved mechanically by rotating the antenna while the other is only generated electronically. You can also make special arrangements meet in which both runs can be implemented using electronic means are, d. H. by electronic arrangements of the measuring system.

Es ist grundsätzlich bekannt, die Temperatur von Oberflächen, z.B. Bodenoberfläche, durch die Erfassung der von der Oberfläche im Mikrowel)enbereich ausgesendeten hochfrequenten Energie zu messen, wenn die Oualität der Oberfläche oder mindestens deren "Schwärze" bekannt ist, das heißt, das Verhältnis der tatsächlich abgegebenen Strahlung zu dem theoretischen Strahlungsmaximum. Jedoch hat dies bei der Steuerung industrieller Verfahren keine Anwendung gefunden. Hinsichtlich der Beobachtung der Strahlstoffmenge, das heißt des Standortes von deren Grenzfläche, gewährleistet dies einen Übergang vom Strahlungsnullwert (oder von einer minimalen Hintergrundstrahlung) zur normalen Strahlung entsprechend der Werkstofftemperaturj dieser übergangspunkt bzw. -bereich kann aus der temperaturbedingten Amplitude leicht beobachtet werden. Mit anderen Worten kann das Gerät gegebenenfalls ausschließlich für die Erfassung des Strahlstoffgrenzflächen-Standortes verwendet werden.It is known in principle to measure the temperature of surfaces, e.g. Soil surface, through the detection of the surface in the microwave range to measure the emitted high-frequency energy, if the quality of the surface or at least whose "blackness" is known, that is, the ratio of the actual emitted radiation to the theoretical radiation maximum. However, this has at the control of industrial processes found no application. With regard to the Observation of the amount of radiation, i.e. the location of its interface, this ensures a transition from the radiation zero value (or from a minimum Background radiation) to normal radiation according to the material temperature j This transition point or area can easily be determined from the temperature-dependent amplitude to be observed. In other words, the device may only be able to can be used for recording the location of the radiation interface.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, deren Verwendung sich besonders für die Steuerung des Konus im Soda-Trommelofen eignet, wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.A preferred embodiment of the invention, the use of which is Particularly suitable for controlling the cone in the soda drum furnace, is now under Described with reference to the accompanying drawing.

In einem Soda-Trommelofen herkömmlicher Bauart wird die dem Oberteil als Strahl zugeführte Lauge verbrannt und bildet einen konusförmigen Haufen 1 auf dem Ofenboden. Sehr nah am Ofenboden und angrenzend an die Randfläche des Ofens befinden sich die niedrigsten Luftzuführöffnungen 2, die sogenannten Primärluftdüsen, mit Hilfe deren die Verbrennung des Konus im Verlaufe dessen Weiterverarbeitung stattfindet. Auch durch andere oeffnungen wird Luft zugeführt, und durch Steuerung der relativen Luftdurchsätze kann die Form des Konus gesteuert und die Bildung eines zu kleinen Oberteils auf dem Konus bzw. eines solchen, der in der Mitte plötzlich höher wird, verhindert werden, vom Standpunkt des wirtschaftlichen Ofenbetriebes sind beide Fälle ungünstig. Die regenerierten Chemikalien werden von dem Konus l-auf dem Ofenboden anhand konventioneller Verfahren wiedergewonnen, wobei die Konustem--peratur ausreicht, die vorhandenen Salze im schmelzflüssigen Zustand zu halten.In a soda drum furnace of conventional design, the upper part Lye supplied as a jet is burned and forms a conical heap 1 the oven floor. Very close to the bottom of the oven and adjacent to the edge of the oven are the lowest air supply openings 2, the so-called primary air nozzles, with the help of which the combustion of the cone in the course of its further processing takes place. Air is also supplied through other openings, and By controlling the relative air flow rates, the shape of the cone can be controlled and the formation of a too small upper part on the cone or one that is in the middle suddenly becomes higher, prevented from the standpoint of the economic Both cases are unfavorable during furnace operation. The regenerated chemicals are from recovered the cone l-on the furnace floor using conventional methods, wherein the cone temperature is sufficient, the salts present in the molten state to keep.

Die Wandung des Sodaofens 3 hat bereits bei bekannten AusFührungen zahlreiche Öffnungen, die unterschiedlichen Zwecken dienen. Je nach Größe der für die Anwendung der Erfindung erforderlichen Antennenanlage kann eine derjenigen genannten Öffnungen auch als Befestigungspunkt Für den erfindungsgemäß vorgesehenen Detektor gewählt werden, die notwendigerweise in der Wandung 3 als Wartungseinstieg für im Zusammenhang mit Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten in das Innere des außer Betrieb gestellten Ofens gelangendes Wartungspersonal vorgesehen sind. Unabhängig von der Wahl der Öffnung ist ein geeigneter Schutzaufbau 3a vorgesehen, um solche Komponenten zu schützen, die sich jenseits der Öffnung befinden, die aufgrund des Detektoreinbaus offengeleassen wird.The wall of the soda oven 3 already has known designs numerous openings that serve different purposes. Depending on the size of the for The antenna system required for the application of the invention can be one of those mentioned Openings also as attachment points for the detector provided according to the invention be chosen, which is necessarily in the wall 3 as a maintenance entry for im Connection with maintenance and repair work in the interior of the out of service maintenance personnel are provided. Independent of When choosing the opening, a suitable protective structure 3a is provided to protect such components that are beyond the opening due to the detector installation is left open.

Wird eine elektronisch ausrichtbare Antenne 5 verwendet, so genügen ein-eutig kleinere Aufhauten als bei einer hornförmigen Antenne. Bei der in der Zeichnung abgebildeten Ausführung ist in einer Öffnung entsprechender Größe in der Wandung 3 des Ofens ein Zylinder 4 eingebaut, der aus einem Werkstoff besteht, dessen Oberfläche die im Ofen vorherrschenden Verhältnisse verträgt und für die verwendeten Hochfrequenzen durchlässig ist, die elektronisch ausrichtbare Antenne 5 ist innerhalb dieses Zylinders 4 untergebracht. Wird der Zylinder um eine senkrechte Achse gedreht, so durchläuft die Meßzone der Antenne 5 den untersuchten Bereich in um 90° zu der Drehachse stehenden Ebenen.If an electronically adjustable antenna 5 is used, then this suffices uniquely smaller bumps than with a horn-shaped antenna. In the case of the The design shown in the drawing is in an opening of the appropriate size Wall 3 of the furnace built a cylinder 4, which consists of a material whose Surface tolerates the prevailing conditions in the oven and for the used High frequencies that are permeable electronically orientable Antenna 5 is housed within this cylinder 4. If the cylinder is one rotated vertical axis, the measuring zone of the antenna 5 passes through the examined Area in planes at 90 ° to the axis of rotation.

Die mögliche elektronische Orientierung der Antenne 5 ist dann am vorteilhaftesten parallel mit der Vertikalebene1 anhand dieser beiden Einstellbarkeiten kann jede beliebige Meßrichtung innerhalb des Ofens der Messung unterzogen werden.The possible electronic orientation of the antenna 5 is then on most advantageous parallel with the vertical plane 1 on the basis of these two adjustabilities Any measurement direction within the furnace can be subjected to the measurement.

Die Drehbewegung der innerhalb des Zylinders 4 untergebrachten Antenne 5 ermöglicht neben dem sich aus der Drehbewegung ergebenden Strahldurchlauf auch die kontinuierliche Oberflächenreinigung des Zylinders 4, wenn eine Platte 6 zum Wischen oder Schaben des Zylinders 4 montiert ist, die im Zuge der Zylinderdrehbewegung im Ofen verschmutzte Oberflächen kontinuierlich reinigt.The rotation of the antenna housed inside the cylinder 4 5 also enables the beam passage resulting from the rotary movement the continuous surface cleaning of the cylinder 4 when a plate 6 to Wiping or scraping the cylinder 4 is mounted in the course of the cylinder rotation continuously cleans surfaces soiled in the oven.

Ein anderes Vorgehen (nicht abgebildet), nach dem - wie bereits erwähnt - die Strahlungsrichtung ausgewählt werden kann, besteht in der Verwendung einer Hornantenne, wobei die Richtung des Horns mechanisch umschaltbar ist, damit die Antenne dazu benutzt werden kann, je nach Wunsch verschiedene Bereiche der Werkstoffmasse Zu untersuchen. Hierbei geht es insbesondere um die Randzonen, wobei die vom Werkstoff ankommende Strahlung mit der reinen Hintergrundstrahlung verglichen wird und dieser Grenzpunkt anhand der plötzlichen Strahlungsintensitätsveränderung während der Verschiebungsbewegung ermittelt werden kann. Die besondere Konstruktion des Antennenhores und die Charakteristik seines Empfangsstrahls sind Umstände, mit denen eine in der Funkantennentechnik versierte Person vertraut ist, deshalb werden sie im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung nicht ausführlich beschrieben.Another procedure (not shown), according to which - as already mentioned - the direction of radiation can be selected, consists in the use of a Horn antenna, the direction of the horn being mechanically switchable so that the Antenna can be used, depending on your requirements, different areas of the material mass To investigate. This is particularly about the edge zones, with those of the material incoming radiation is compared with the pure background radiation and this Limit point based on the sudden change in radiation intensity during the displacement movement can be determined. The special construction of the antenna and the characteristics its receiving beam are circumstances with which one in the radio antenna technology savvy person is familiar, therefore, they are related to the present Invention not described in detail.

In Anbetracht der Standortbestimmung der Werkstoffgrenzfläche ist es besonders günstig, zwei Messungen in eng benachbarten Richtungen durchzuführen, wobei eine Messung davon nur die aus dem Hintergrund ankommende Strahlung erfaßt und die andere die vom Werkstoff ausgesendete hochfrequente Strahlung empfängt. Wenn die Empfangsorientierung der Antenne elektronisch wählbar ist, kann die Wahl dieser Orientierung in sehr schneller Wechselfolge erfolgen, damit der Unterschied zwischen den Strahlungsintensitäten von zwei Meßstellen als die Wechselstromkomponente der Geräteausgangsspannung oder einer anderen ermittelten GröBe ersichtlich wird, wobei die Wechselfolge der Richtungswechselhäufigkeit entspricht. Dabei kann die Messung so durchgeführt werden, daß der allerschnellste Richtungswechsel elektronisch zwischen zwei Stellen erfolgt, die in der vertikalen Richtung sehr nah aneinander sind, woraus der Wechselhäufigkeitsbeitrag entnommen werden kann, der an einer bestimmten Stelle auf den Standort der Werkstoffgrenzfläche hinweist. Diese beiden mit sehr schnellem Tempo wechselnden Meßrichtungen werden dann aufgrund der mechanischen Drehbewegung des Zylinders oder einer anderen gleichwertigen Horizontalbewegung in einem horizontalen Durchlauf durch den ganzen Ofen hindurch abgetastet. Beim nächsten Zylinderzyklus wird dann die elektronische Grundeinstellung der Vertikalrichtung geändert, um zu einem neuen horizontalen Durchlauf zu gelangen, der nach oben oder unten verschoben ist. Auf diese Weise erhält man eine Reihe von Erfassungen, wobei die darin an bestimmten Stellen vorkommenden starken Wechselkomponenten den Ort erkennen lassen, wo sich die Werkstoffgrenzfläche befindet. Der Standort der Stelle, wo der Randbereich des Werkstoffes bei verschiedenen Zyklen bzw. horizontalen Durchläufen beginnt, wird-dann den Verlauf der Werkstoffkonusränder wiedergeben. Die Form des Konus und gegebenenfalls auch seine Temperaturverteilung kann z.B. an einer mit dem Gerät verbundenen Kathodenstrahlröhre dargestellt werden. Hierbei erhält man eine übersichtliche Darstellung, die die Form des Konus bzw. Werkstoffhaufens innerhalb des Ofens zeigt, wobei diese vom Bedienungspersonal oder auch durch selbsttätige Einrichtungen zur Ermittlung der richtigen Einstellungen der Grundparametersteuerungen des Verfahrens verwendet werden kann.Given the location of the material interface is it is particularly advantageous to carry out two measurements in closely adjacent directions, a measurement of which only detects the radiation arriving from the background and the other receives the high-frequency radiation emitted by the material. If the reception orientation of the antenna can be selected electronically, the choice can be made this orientation can be done in very quick succession to make the difference between the radiation intensities from two measuring points as the alternating current component the device output voltage or another determined quantity is evident, where the alternation corresponds to the frequency of changes in direction. The Measurement can be carried out in such a way that the fastest change of direction is electronic takes place between two bodies that are very close to each other in the vertical direction are, from which the change frequency contribution can be taken that on a certain Point indicates the location of the material interface. These two with a lot rapid pace changing measuring directions are then due to the mechanical Rotary movement of the cylinder or another equivalent horizontal movement scanned in a horizontal pass through the entire furnace. At the The next cylinder cycle will then be the basic electronic setting for the vertical direction changed to go to a new horizontal pass that goes up or is shifted down. In this way a series of acquisitions is obtained, with the strong alternating components occurring in certain places in it the place show where the material interface is. The location of the job where the edge area of the material in different cycles or horizontal passes begins, then the course of the material cone edges will be reproduced. The shape of the The cone and, if necessary, its temperature distribution, can e.g. connected to the device Cathode ray tube are shown. This gives you a clear representation that shows the shape of the cone or Pile of material within the furnace shows, this being done by the operator or also through automatic devices to determine the correct settings the basic parameter controls of the method can be used.

Der größte Vorteil der Meßeinrichtung stellt die Kapazität dar, die Höhe und Konfiguration des Werkstoffkonus zu messen. Bei den bisherigen Techniken besteht kein praktisches Mittel dafür. Darüberhinaus ist es mit diesem Detektionsmittel möglich, die Oberflächentemperatur mit größerer Genauigkeit als mit Hilfe von Fernmeßeinrichtungen wie z.B.The greatest advantage of the measuring device is the capacity that Measure the height and configuration of the material cone. With the previous techniques there is no practical means of doing this. Moreover, it is with this detection means possible to determine the surface temperature with greater accuracy than with the help of telemetry equipment such as.

Pyrometer zu messen. Darüberhinaus ist die Ermittlung der Temperaturverteilung auf der Werkstoffoberfläche äußerst einfach, falls diese nicht einheitlich ist. Das Messen dieser Verteilung mit den besagten pyrometerartigen Einrichtungen würde eine beträchtliche Anzahl von Einzeldetektoren beanspruchen, das Auswerten ihrer an verschiedenen Gegenständen erzielten Meßergebnisse wäre aufgrund der unterschiedlichen Abstände zwischen dem Werkstoff und den Detektoren äußerst schwierig.Measure pyrometer. In addition, the determination of the temperature distribution extremely easy on the material surface if it is not uniform. Measuring this distribution with said pyrometer-like devices would require a considerable number of individual detectors to evaluate their Measurement results obtained on different objects would be due to the different Clearances between the material and the detectors are extremely difficult.

Wichtig ist es bei einigen Ausführungen und Anwendungen, auch auf die Symmetrie der Werkstoffkonfiguration hinzuweisen. Anhand von Messungen, die an einer einzelnen Detektorstelle durchgeführt werden, ist dies nicht möglich.It is important for some designs and applications, including on to indicate the symmetry of the material configuration. Based on measurements that are carried out at a single detector location, this is not possible.

Die Verwendung von zwei oder mehreren Meßrichtungen ist erforderlich, in deren jeder die Form der Werkstoffablagerung jeweils einzeln zu messen ist. Es versteht sich, daß diese Meßart dem bereits aus den bisherigen Techniken bekannten Verfahren gleichwertig ist, nach denen z.B. versucht wurde, die Temperaturverteilung eines Konus in einem Soda-Trommelofen mit Hilfe einer Vielzahl von Meßgeräten zu messen, die die Konustemperatur aus verschiedenen Richtungen abtasten. Mit Hilfe des Detektors gemäß der Erfindung ist es jedoch möglich, zusätzlich auch die Form des Konus sowie die Symmetrie der Form zu ermitteln, wenn z.B.The use of two or more measuring directions is necessary, in each of which the shape of the material deposit is to be measured individually. It it goes without saying that this type of measurement is already known from the previous techniques Method is equivalent, according to which, for example, an attempt was made to determine the temperature distribution of a cone in a soda drum furnace using a variety of measuring devices to measuring the cone temperature from different directions. With help of the detector according to the invention, however, it is possible in addition to the shape of the cone as well as the symmetry of the shape, if e.g.

die Ähnlichkeit von in zweiseitig senkrechten Richtungen erfaßten Formen untersucht wird - ein Aspekt, der bei den bisherigen Techniken überhaupt nicht meßbar war.the similarity of recorded in two-sided perpendicular directions Shapes are examined - an aspect that has been the case with the previous techniques at all was not measurable.

Daher darf bemerkt werden, daß die in den Ansprüchenangegebene und der vorliegenden Erfindung bzw. dem Meßdetektor der Erfindung entsprechende Meßanordnung ein durchaus nützliches und praktisches System vorsieht, anhand dessen neue und vorteilhafte Meßgrößen aus Öfen bestimmter Typen, wie z.B. Soda-Trommelöf-en, Zement-Brennöfen und anderen gleichwertigen, in der chemischen Verarbeitungsindustrie im -Einsatz befindlichen Öfen, abgeleitet werden können.It should therefore be noted that the claims indicated in and the present invention or the measuring detector of the invention corresponding measuring arrangement provides a useful and practical system based on which new and Advantageous measured values from furnaces of certain types, such as soda drum furnaces, cement kilns and other equivalents used in the chemical processing industry located ovens, can be derived.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

PATENT CLAIMS 1. Detection device for d 18 observation and Control of temperature, quantity, configuration and the location of a fixed one Material in a pro Antenna device (5) serving as a detector for receiving high-frequency signals Radiation is provided by the material located within the material due to its temperature from different directions and sometimes through the material side go out, and since d depending on the antenna (5) from different Directions Directions in falling radiation intensities can be measured individually as well as the amount from the respective proportions of these measured radiation intensities and confi gurt ion of the mass and its location can be determined, while from the the intensity of the incoming radiation measured at a suitable point, the temperature the mass is determined.

2. Detection device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n It is noted that the detector is formed by a single antenna (5) whose radiation reception direction is controllable or switchable.

3. Detection device according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the radiation reception direction of the antenna (5) in per se is electronically adjustable as is known (electronically adjustable antenna) 4th Detection device according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h -n e t that the antenna (5) within a in a side wall (3) of the furnace located rotatable cylinder (4) is housed by its Direction of rotation a first, for example horizontal antenna alignment movement is given, while the antenna alignment is in another direction, such as z.S.

the vertical direction, is electronically controllable,

5. Detection device according to claim 4, that the change frequency of the electronic alignment process versus the frequency of the mechanical Orientation is high.

6. Oetektionseinrichtung according to claim 1, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h a multitude of antennas, which are those of one and the same object Receive incoming radiation from different directions.