DE2705520B2 - Temperaturmeßgerät zur berührungslosen Temperaturmessung in explosions- oder schlagwettergefährdeten Räumen - Google Patents
Temperaturmeßgerät zur berührungslosen Temperaturmessung in explosions- oder schlagwettergefährdeten RäumenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Temperaturmeßgerät zur berührungslosen Temperaturmessung mittels eines
Strahlungspyrometers zur Verwendung in explosions- oder schlagwettergefährdeten Räumen. Eine derartige
verwendung eines Strahlungspyrometers beispielsweise in chemischen Betrieben oder im Untertage-Bergbau
war bisher nicht möglich, da ein Strahlungspyrometer, das die von dem Meßobjekt ausgesandte temperaturabhängige
Infrarotstrahlung aufnimmt, diese Strahlung in eine Ausgangsspannung umsetzen muß, um das
Meßergebnis einem Anzeigeinstrument zuzuführen.
Strahlungspyrometer werden überwiegend zur Temperaturmessung von schwer zugänglichen oder bewegten
Objekten benutzt und verursachen keine Störung des Temperaturfeldes, wie es bei eingesetzten Wärmefühlern
vorkommen kann, die die Temperatur über einen sich ändernden elektrischen Widerstand messen.
Es ist bekannt. Strahlungspyrometer in einem Gehäuse hinter einer die Strahlungsenergie durchlassenden
Scheibe anzuordnen, wenn das Strahlungspyrometer vor aggressiven Gasen oder Dämpfen oder gegen hohe
Temperaturen geschützt werden soll, beispielsweise beim Einbau eines Strahlungspyrometers in die
Außenwandung einer Dampf- oder Brennkraftturbine zur Überwachung der Laufschaufel-Temperatur (US-PS
35 84 509). Auch beim Messen der Temperatur in der Kuppel eines Winderhitzers besteht die Notwendigkeit
s der Abkapselung eines Strahlungspyrometers in einem Geh&use mit einer druckfesten Quarzscheibe vor der
Optik des Pyrometers (F. üeneweg, »Handbuch technische Temperaturmessung 1976, Seite 399). Aus
Seite 347 und 348 der gleichen Literaturstelle geht auch
ίο hervor, daß Linsen vor der Optik eines Strahlungspyrometers
aus Germanium bestehen können.
Dieser Stand der Technik berührt die Problemstellung im Rahmen der Erfindung nicht, die daraus
erwächst, daß Strahlungspyrometer eine eigene Strom-Versorgung benötigen, einen elektronischen Meßkreis
haben und elektrische Werte zur Weiterleitung an ein Anzeigegerät abgeben müssen, wobei mehrfach die
Gefahr der Funkenbildung und damit der Zündung eines zündfähigen Luftgemisches in der Umgebung des
Gerätes gegeben ist Daher hat man sich bisher zur Temperaturmessung in explosionsgefährdeten Räumen
des Wärmefühlers bedient der keine eigene Stromversorgung benötigt und bei dem es genügte, den
Meßwert-Etromkreis eigensicher und den Wärmefühler-Innenraum
durch eine Spaltabdichtung gegenüber einem Anschlußkopf rückschlagsicher zu machen (Seite
300 und 301 a. a. O.). Solche Wärmefühler eröffnen aber
nicht die Möglichkeit der Überwachung von Temperaturen »auf Distanz«.
In der Erkenntnis, daß in explosionsgefährdeten Räumen und im Untertage-Betrieb, der durch Schlagwetter
gefährdet ist Explosionen leicht durch heißlaufende Lagerstellen, Fördergurte, Bremstrommeln usw.
entstehen können, liegt der Erfindung die neue Aufgabe zugrunde, die Sicherheit in explosions- oder schlagwettergefährdeten
Räumen durch die Anwendung der berührungslosen Temperaturmessung zu vergrößern. Diese Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebenen
Merkmale gelöst
Diese Lösung steht nicht unter dem Aspekt, ein Strahlungspyrometer zu dessen eigenem Schutz abzukapseln,
sondern es geht allein darum, einen Weg zu weisen, auf welche Art und Weise die berührungslose
Temperaturmessung in Räumlichkeiten oder Umgebungen eingesetzt werden kann, die explosions- oder
schlagwettergefährdet sind. Hierfür ist es wichtig, daß der im Hauptgehäuse befindliche Ausgangskreis des
Strahlungspyrometers in seinem Meßwertausgang auf eine maximale Kurzschlußstromstärke von 50(mA)
so ausgelegt ist. Eine derart niedrige, außerhalb des Hauptgehäuses möglicherweise auftretende Kurzschlußstromstärke
macht das Temperaturmeßgerät gemäß der Erfindung zulässig zum Einsatz in explosions-
oder schlagwettergefährdeten Räumen, wobei die übrigen Merkmale der Lösung vorrangig dazu dienen,
daß eine etwaige Explosion im Inneren des Hauptgehäuses, ausgelöst durch die hier vorliegende hohe
Netzspannung der Eigen-Stromversorgung des Pyrometers, nicht nach außen durchschlagen kann. Aus
diesem Grunde soll auch der die Germaniumscheibe aufnehmende Einsatz über einen Flansch an der
Rückseite der Vorderwand des Hauptgehäuses unter Zwischenlage eines Dichtungsringes angeschraubt sein.
Im Ergebnis wird durch die Erfindung die Sicherheit in explosions- oder schlagwettergefährdeten Räumen
dadurch erhöht, daß alle Vorteile des Strahlungspyrometers dort genutzt werden können, unter Umständen
durch ein zusätzliches eigensicheres Nachschaltgerät,
um bei Auftreten unzulässig hoher Temperaturen an irgendwelchen maschinellen Teilen, Rohrleitungen usw.
über eine Grenzwerterfassung und Fernübertragung Warnsignale zu erzeugen oder sogar maschinelle
Einrichtungen automatisch abzuschalten. Da ein Strahlungspyrometer
bereits auf die Wärmestrahlung eines menschlichen Körpers anspricht, kann <Jas Temperaturmeßgerät
gemäß der Erfindung auch als Schranke eingesetzt werden, um beispielsweise im Untertage-Bau
zu verhindern, daß Bergleute die Förderbänder als
Transportmiiiel für sich selbst benutzen, wodurch schon
zahlreiche Unfälle entstanden sind.
Wenn als Hauptgehäuse ein für die Aufnahme des Strahlungspyrometers geeignetes handelsübliches
druckfestes Gußgehäuse ausgewählt wird, wie es zur Unterbringung Anzeige- und Schaltgeräten in explosions-
und schlagwettersicherer Ausführung mit einfacher Glasscheibe als Einblickfenster zur Verfügung
steht, wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung an dem Hauptgehäuse ein ein Anzeigegerät aufnehmendes
Instrumentengehäuse befestigt, in dem aus dem Hauptgehäuse herausgeführte elektrische Verbindungen
in Gestalt von Anschlußklemmen enden. Ist das Hauptgehäuse hinsichtlich der druckfesten Leitungs-Ein-
und Ausführöffnungen nicht dazu geeignet, die Netzleitungen unmittelbar einzuführen, wird hierzu an
dem Hauptgehäuse ein druckfester Netz-Anschlußkasten mit druckfesten Leitungs-Ein- und Ausführungen
vorgesehen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Temperaturmeßgerätes gemäß der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt
F i g. 1 eine Vorderansicht des aus 3 Gehäusen bestehenden Gerätes,
F i g. 2 die Vorderansicht nach F i g. 1 mit teilweise weggeschnittenen Vorderwänden bzw. einer abgenommenen
Vorderwand, und
Fig.3 einen Schnitt durch den Einsatz mit der
Germaniumscheibe nach der Linie! 11-111 in F i g. 1.
In F i g. 1 erkennt man das mittlere Hauptgehäuse 1 mit dem Vorderdeckel 2, der eine Öffnung hat, aus dem
der mit einem Strahleneingang 4 versehene Einsatz 3 hervortritt In dem Strahleneingang 4 befindet sich eine
Germaniumscheibe 5 als Strahlungsfenster, die mit zwei Dichtungsringen 6 und 7 belegt ist und mittels eines
Gewinde-Druckringes 8 in ihrem Sitz fest eingespannt ist (F i g. 3). Die freiliegende Stirnfläche des Einsatzes 3
ist mit vier Bohrungen 9 zur Anbringung eines durchsichtigen Staubschutzdeckels versehen.
Rückseite der Gehäuse-Vorderwand 2 unter Zwischenlage
eines Dichtungsrirges 10 fest angeschraubt Die innere Dichtung 6 an der Germaniumscheibe 5 ist
zweckmäßig eine Kupferdichtung, wogegen die Dich-
s tungen 7 und 10 metallumhüllte Dichtungen sind. Die
Spalt?bmessungen sowohl des Gewindes des Druckringes 8 als auch der Außendichtungen 7 und 10
entsprechen der Vorschrift VDE 0170/0171 § 16 bzw. 17d. Hierdurch ist die Fassung für die Germaniumscheibe
zünddurchschlagsicher.
Oben an dem Hauptgehäuse 1 ist ein Instrumentengehäuse 11 aus Stahlblech befestigt, das ein Anzeigegerät
12 aufnimmt und mit zwei Kabel-Ausführungen 13 versehen ist, um Nachschaltgeräte an das Anzeigegerät
11 anschließen zu können. Da im Ausführungsbeispiel
das Hauptgehäuse 1 ein handelsübliches druckfestes Gehäuse ist, ist unten an dem Hauptgehäuse ein
druckfester Netz-Anschlußkasten 14 befestigt, in den das Netzkabel über eine zugentlastete Kabeleinführung
IS einführbar ist Die nicht dargestellte Einführung des
Neukabels in den Netz-Anschlußkasten 14 ist drucksicher bzw. »eigensicher« ausgeführt, ebenso wie die von
den Anschlußklemmen 16 (F i g. 2) ausgehenden Leitungs-Einführungen in das Hauptgehäuse 1. Zur
Darstellung der Klemmen 16 ist in F i g. 2 das Netz-Anschlußgehäuse 14 ohne Deckel dargestellt.
Fig.2 zeigt das Hauptgehäuse 1 mit teilweise weggeschnittener Vorderdeckel 2 und dem eingesetzten
Strahlungspyrometer 18 mit Optik 18a An dem Strahlungspyrometer 18 ist eine Platine 19 befestigt, die
einen aus Drahtwiderständen und Zenerdioden bestehenden Ausgangskreis des Pyrometers trägt, der dafür
ausgelegt ist, die Kurzschlußstromstärke des handelsüblichen Strahlungspyrometers 18 auf maximal 50
Milliampere zu begrenzen. Hierdurch ist es möglich, das Instrumentengehäuse 11 in nicht druckfester Ausführung
an der Oberseite des Hauptgehäuses 1 zu befestigen. Die mit 20 bezeichneten Signalleitungen des
Ausgangskreises des Strahlungspyrometer 18 sind druckfest bzw. »eigensicher« aus dem Hauptgehäuse 1
herausgeführt und enden in Anschlußklemmen 2i innerhalb des Instrumentengehäuses 11. Da diese
Klemmen 21 höchstens mit der Kurzschlußstromstärke von 50 Milliampere belegt sind, können in dem an sich
nicht druckfesten Instrumentengehäuse 11 weder Funken noch Kurzschlußwärme entstehen, die eine
Explosion oder ein Schlagwetter auslösen könnten. Zur Darstellung der Klemmen 21 ist in F i g. 2 der Deckel
11a des Instrumentengehäuses 11 teilweise weggeschnitten.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Temperaturmeßgerät zur berührungslosen Temperaturmessung mittels eines Strahlungspyrometers
zur Verwendung in explosions- oder schlagwettergefährdeten Räumen, g e k e η η zeichnet
durch folgende Merkmale:
a) das Strahlungspyrometer (18) ist in einem druckfesten und mit druckfesten Leitungs-Ein-
und -Ausführöffnungen versehenen Hauptgehäuse (1) angeordnet,
b) die Vorderwand des Hauptgehäuses (2) hat eine der Optik (18a) des Strahlungspyrometers (18)
vorgeordnete öffnung, in die ein eine Germaniumscheibe (5) aufnehmender Einsatz (3) mit
Strahleneingang (4) eingesetzt ist, der Ober einen Flansch (3a) an der Rückseite der
Gehäuse-Vorderwand unter Zwischenlage eines Dichtungsringes (10) angeschraubt ist,
c) die Germaniumscheibe (5) ist mit ihrem Sitz in dem Einsatz (3) beidseitig mit Dichtungsringen
(6, 7) belegt bleegt und von einem Gewindedruckring (8) zünddurchschlagsicher eingespannt,
d) der im Hauptgehäuse (1) befindliche Ausgangskreis (19) des Strahlungspyrometers ist in
seinem Meßwertausgang auf eine maximale Kurzschlußslromstärke von 50 Milliampere
(mA) ausgelegt
2. Temperaturmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Hauptgehäuse (1) ein
ein Anzeigegerät (12) aufnehmendes Instrumentengehäuse (U) befestigt ist, in dem aus dem
Hauptgehäuse (1) herausgeführte elektrische Verbindungen (20) in Gestalt von Anschlußklemmen
(21) enden.
3. Temperaturmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Hauptgehäuse (1) ein
druckfester Netz-Anschlußkasten (14) mit druckfesten Leitungs-Ein- und -Ausführungen befestigt ist.
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