DE2711767B2

DE2711767B2 - Vorrichtung für die Temperaturmessung

Info

Publication number: DE2711767B2
Application number: DE2711767A
Authority: DE
Inventors: Seigo Ando; Akira Kameyama; Katsujiro Tokio Watanabe; Takeo Yokohama Yamada
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1976-03-17
Filing date: 1977-03-17
Publication date: 1979-11-15
Also published as: DE2711767C3; GB1533812A; US4095469A; JPS5542692B2; DE2711767A1; JPS52111775A; FR2344822B1; FR2344822A1

Description

-ftv

(t, d)

IO

!5

Z,

gilt, daß

f) ein Phasenschieber (3) mit dem Ausgang des Oszillators (4) zur Einstellung des Phasenwinkels (Θ) verbunden ist, um ein synchrones Bezugs-Anzeigesignal herzustellen und daß w

g) ein Detektorkreis (7) mit dem Ausgang des Operationsverstärkers (10) und dem Ausgang des Phasenschiebers (3) zur Bildung eine£ die gemessene Temperatur anzeigenden Signals

V=A- e,„ cos (φ — θ)

aus dem Ausgangssignal e_ou/des Operationsverstärkers (10) und dem Bezugs-Anzeigesignal vorgesehen ist, wobei ψ die Phasendifferenz zwischen e,_nund e„„,ist. vt

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als Blindspule 11 die gleiche Spule verwendet ist wie die Detektorspule 2.

3. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Eingang des v, Operationsverstärkers (10) mit dem Mittelabgriff eines Potentiometers (12) verbunden ist, daß der eine äußere Anschluß des Potentiometers (12) mit dem Ausgang des Operationsverstärkers (10) und der andere äußere Anschluß des Potentiometers (12) mi entweder mit dem Ausgang des Oszillators (4) oder mit einem festen Potential verbunden ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für die Temperaturmessung an metallischen Gegenständen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches I.

Die Temperaturmessung von Gegenständen aus Metall unter Ausnutzung des Wirbelstromeffekts ist bekannt Sie wurde als zweckmäßig für Temperaturmessungen im Walzwerk und dergleichen angesehen, weil sie anderen Temperaturmessungen in verschiedener Hinsicht überlegen ist, wie z, B, im Hinblick auf die Möglichkeit einer präzisen Messung im Bereich der Raumtemperatur, eines schnellen Ansprechens und eines Einsatzes bei ungünstigen Umgebungsbedingungen.

Jedoch haben die bislang entwickelten, auf der Wirkung des Wirbelstroms beruhenden Temperaturmesser den Nachteil, daß eine Veränderung des Abstandes zwischen dem bezüglich seiner Temperatur zu messenden metallischen Gegenstand und der Detektorspule Auswirkungen auf den Ausgang des Meßgerätes hat und auch die Temperaturmeßempfindlichkeit und das Ansprechen auf Temperaturänderungen nachteilig beeinflußt Nach diesem Stand der Technik hat man gemäß F i g. 1 eine Detektorspule 2 an einen Schenkel einer Wechselstrom-Meßbrücke 3 angeschlossen, die ihrerseits mittels eines Oszillators 4 erregt wird, wobei ein Verstärker 6 an einen weiteren Schenkel der Wechselstrommeßbrücke 3 angeschlossen ist und ein synchronisierter Detektorstromkreis 7 mit einem Phasenschieber 5 zur Gewährleistung eines synchronen Empfangs für die Bildung eines Temperaturmeßausganges ν vorgesehen sind. Das charakteristische Verhalten dieses bekannten Temperaturmeßgerätes auf der Grundlage des Wirbelstroms ergibt sich aus den Diagrammen gemäß den Fig.2, 3 und 4. Fig.2 zeigt die Beziehung zwischen der Temperatur / des metallischen Gegenstandes 1, die gemessen werden solJ, wobei die Meßentfernung ^konstant ist; F i g. 3 zeigt die Beziehung zwischen dem gemessenen Ausgang ν bei konstanter Temperatur und bei einer Veränderung des Meßabstandes d zwischen dem metallischen Gegenstand 1 und der Detektorspule 2; schließlich zeigt F i g. 4 die Beziehung zwischen deoi Meßabstand d und der Temperaturmeßempfindlichkeit d"/df. Wie man aus diesen Ergebnissen erkennen kann, besteht selbstverständlich kein Einfluß bei einen! feststehenden Meßabstand auf den Meßausgang v, wohl aber eine Auswirkung einer Veränderung des Meßabstandes c/auf die Meßempfindlichkeit dv/df gemäß F i g. 4, so daß der Meßausgang ν der Einwirkung einer Veränderung des Meßabstandes ausgesetzt ist.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung zur Temperaturmessung ist entsprechend Fig. 5 eine Detektorspule 2 an einen Oszillator als Resonanzelement angeschlossen, so daß die von der Temperatur abhängigen Änderungen der Induktanz der Detektorspule 2 verwendbar sind, um die Temperatur eines metallischen Gegenstandes zu empfangen und im Empfänger 9 durch eine Änderung der Oszillationsfrequenz des Oszillators 8 in Abhängigkeit von der Temperatur gemäß F i g. 6 zu messen. Während hierbei gemäß Fig. 7 vernachlässigbar kleine Abweichungen des Meßabstandes do ohne unmittelbaren Einfluß sind und durch genaue Wahl der Größe der Detektorspule und des Wertes der Oszillationsfrequenz bestimmbar sind, ändert sich die Temperaturansprechempfindlichkeit df/dl mit Veränderung des Meßabstandes gemäß Fig. 8, und demgemäß besteht eine Einwirkung des Meßabstandes auf die Ansprechempfindlichkeit.

Somit ergibt sich, daß bei den bekannten Temperaturmeßeinrichtungen auf der Grundlage des Wirbelstromeffektes die Temperaturansprechempfindlichkeit aus-

nahmslos exponentiell mit der Zunahme des Meßabstandes (/zurückgeht, was Meßfehler zur Folge hat. Eine andere bekannte Ausführungsform, bei welcher die Veränderung des Meßabstandes mittels eines Abstandsmeßgerätes erfaßt wird, um den Einfluß auf die Temperaturmeßempfindlichkeit automatisch auszugleichen, konnte in der Praxis keinen Eingang finden, weil die Erfassung des Meßabstandes an sich problematisch ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung für die Temperaturmessung an metallischen Gegenständen anzugeben, mit deren Hilfe eine Veränderung der TemperaturmeßempFindlichkeit vermieden werden kann, die sich aus einer Veränderung des Abstandes zwischen dem metallischen Gegenstand und der Detektorspule ergeben.

Diese Aufgabe wird bei einer wie eingangs angegebenen Vorrichtung durch die in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Mit dieser Vorrichtung wird ein Wechsel der Impedanz der dem metallischen Gegenstand zugekehrt angeordneten Detektorspule gemessen. Die elektronische Schaltung läßt sich vereinfacht auffassen als ein Operationsverstärker, ein negativer Rückkopplungskreis mit einstellbarem Rückkopplungsfaktor, ein positiver Rückkopplungskreis, ein Oszillator, ein Phasenschieberkreis und ein synchroner Empfangskreis. Der Wechsel in der Impedanz der Detektorspule wird durch die Wirkung des Wirbelstroms erzeugt, der sich auf Grund der Einwirkung eines Wechselfeldes auf den metallischen Gegenstand bildet, wobei diese Impedanzänderung von der Temperatur des metallischen Gegenstandes abhängig ist. Durch Einstellung des negativen Rückkoppelungsfaktors /?n des negativen Rückkoppelungskreises und des Phasenwinkels Θ des Phasenschieberkreises in der elektronischen Schaltung läßt sich die Beziehung zwischen dem gemessenen Abstand von der Detektorspule zum metallischen Gegenstand und der gemessenen Ausgangshöhe, der Temperaturmeßempfindlichkeit bezüglich der Temperatur des .netallischen Gegenstandes und der Temperaturmeßempfindlichkeit bezüglich des Meßabstandes bestimmen.

Bei einer die Erfindung veranschaulichenden Ausführungsform ist die Vorrichtung zur Temperaturmessung so ausgebildet, daß der von der Tempertur des der Messung zu unterziehenden metailischen Gegenstandes abhängige Wechsel der Impedanz der Detektorspule mittels eines Operationsverstärkers nach Art einer Diffcrentialvcrstärkung gestaltet ist. Der Operationsverstärker schließt dt/i positiven Rückkoppelungskreis mit einem Rückkoppelungselement in Form einer Bündspule sowie den negativen Rückkoppelungskreis mit einstellbarem negativen Rückkoppelungsfaktor ein. Die Detektorspule ist an den positiven Eingang des Operationsverstärkers angeschlossen, an dessen negativen Eingang ein Oszillator für die Erzeugung eines Wechselstrom-Bezugssignals von konstanter Amplitude und konstanter Frequenz angeschlossen ist. Der Ausgang des Operationsverstärkers speist den synchronen Empfangskreis. Das Wechselstrom-Bezugssignal des Oszillators wird mittels eines Phasenschiebers als Bezugssignal auf einen synchronen Empfangskreis eingestellt.

Bei dieser Ausführungsform wird der Verstärkungsgrad durch den negativen Rückkopplungsfaktor, die Impedanz der Blindspule und die Impedanz der Detektorspule festge'egt.

Weiterhin ist hierbei der Meßsignalausgang durch den Verstärkungsgrad des Verstärkers, den eingestellten Phasenwinkel des Phasenschiebers und die Phasendifferenz zwischen dem Wechselstrombezugssignal des 5 Oszillators und dem Ausgangssignal des Operationsverstärkers bestimmt

Der negative Rückkopplungsfaktor des negativen Rückkopplungskreises und der eingestellte Phasenwinkel des Phasenschiebers können bei dieser Ausführungsform so eingestellt werden, daß sich eine gewünschte Temperaturmeßcharakteristik ergibt

Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Oszillator für die Erzeugung des Bezugssignals von konstanter Frequenz und konstanter Amplitude mit der Detektorspule parallel geschaltet

Mithin wird vorteilhafterweise die Temperaturmeßeinrichtung unter Einbeziehung eines Rückkopplungs-Verstärkungs-Kreises auf der Grundlage des Wirbelstromeffekts bei der berührungslosen Temperaturmessung metallischer Gegenstände verbessert

Vorteilhafterweise kommt es aivh zur Verbesserung derartiger Vorrichtungen zur Temperaturmessung, bei denen ein Verstärkungsparameter vorgesehen ist, so daß der Verstärkungsgrad des Operationsverstärkers sich mit der Veränderung der Impedanz der Detektorspule verändert, was eine Messung der Temperatur des metallischen Gegenstandes zuläßt.

Eine Vorrichtung zur Temperaturmessung wird vorteilhafterweise auch dadurch verbessert, daß die jo gemessene Temperaturausgangscnarakteristik beliebig durch Einstellung der Bezugsphase für den synchronen Empfang des Ausgangssignals des Operationsverstärkers einstellbar ist.

Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfin-)j dung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer bekannten Vorrichtung zur Temperaturmessung unter Ausnutzung des Wirbelstromeffektes nach dem Stande der Technik,

F i g. 2 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Temperatur t und dem gemessener, Ausgang ν bei der dem Stande der Technik angehören- <'zn Ausführungsform gemäß Fig. I,

Fig. 3 eine graphische Darstellung des Zusammenhanges zwischen dem Temperaturmeßabstand d und 4) dem Meßausgang ν der bekannten Vorrichtung gemäß Fig. 1,

F i g. 4 eine graphische Darstellung der Beziehung des Meßabstandes d und der Temperaturmeßempfindlichkeit dv/dt bei der bekannten Ausführungsform gemäß V) Fig.!,

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer anderen bekannten Ausführungsforni einer Temperaturmeßvorrichtung auf der Grundlage des Wirbelstromeffektes unter Verwendung eines Oszillatorkreises,

ο Fig. 6 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Temperatur t und den gemessenen Ausgang ν der bekannten Ausführvingsform gemäß Fig. 5,

Fig. 7 eine graphische Darstellung der Beziehung w) zwischen der M ,ßentfernung c/und dem Meßausgang ν der bekannten Ausführungsform gemäß F i g. 5,

Fig.8 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Meßabstand t/und der Ternperaturmeßempfindlichkeit dv/dider bekannten Ausführungsform to gemäß Fig. 5,

F i g. 9 ein Blockschaltbild einer Temperaturmeßeinrichtung entsprechend der Erfindung,

Fig. 10a, 10b und 10c graphische Darstellungen der

Ortsvektoren der Ausgangsspannung e_n„,· des Operationsverstärkers gemäß Fig.9. wobei der negative Rückkoppelungsfaktor konstant ist und die Temperatur

1 sowie der MeDabstand d Parameter sind,

Fig. IIa, lib und lic graphische Darstellungen entsprechend denjenigen der F i g. I Oa, I Ob und 1 Oc der Beziehung zwischen der Temperatur t und dem Meßausgang vder Ausführungsform gemäß F i g. 9,

Fig. 12a, 12b und 12c graphische Darstellungen entsprechend denjenigen der Fig. 10a, !Ob und 10c der Beziehung zwischen dem Meßabstand d und dem Meßausgang ider Ausführung gemäß F i g. 9,

Fig. 13a. 13b und 13c graphische Darstellungen entsprechend denjenigen der F i g. IOa. IOb und 10c der Beziehung zwischen dem Meßabstand d und der Temperaturmeßempfindlichkeit dw/d/der Ausführungsform gemäß F i g. 9,

Fig. 14 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Temperaturmessung.

F i g. 15 eine graphische Darstellung der Temperaturmeßwerte bei der bekannten Ausführungsform nach F i g. 5 und

Fig. 16 eine graphische Darstellung der Temperaturmeßwerte der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Temperaturmessung.

Nach F i g. 9 befindet sich die Detektorspulc 2 über dem bezüglich seiner Tempertur zu messenden metallischen Gegenstand 1, wobei der Meßabstand d besteht. Dieser Meßabstand d unterliegt einer Zufallsvcränderung entsprechend der Dicke des metal''schen Gegenstandes 1 oder entsprechend mechanischer Vibrationen oder dergleichen. Der Oszillator 4 erzeugt eine Schwingung mit konstanter Amplitude. Phase und Frequenz, wobei der Phasenwinkel des vom Oszillator 4 erzeugten Signals mittels des Phasenschiebers 5 einstellbar und als synchrones Empfangsbezugssignal eines synchronen Empfangskreises 7 verwendbar ist. Der Operationsverstärker 10 ist mit seinem nichtiimkehrbaren Anschluß (+) an die Detoktorspule 2 und an die Bandspule 11 des positiven Rückkoppelungskreises angeschlossen. An den umkehrenden Eingangsanschluß ( -) des Operationsverstärkers 10 ist der Schieberanschluß eines Potentiometers 12 angeschlossen, welches zwischen dem Oszillator 4 und dem Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 10 liegt und somit einen Eingangskreis für das Ausgangssignal des Oszillators 4 i.Tid einen negativen Rückkoppelungskreis für den Operationsverstärker 10 bildet.

Die in Fig. 9 dargestellte Schaltung arbeitet wie nachfolgend beschrieben. Wenn der MeBabstand der Detektorspulc 12 zunimmt, nimmt der Verstärkungsgrad zu und führt zu einer Temperaturmeßempfindlichkeit, deren Charakteristik durch den negativen Rückkoppelungsfaktor ausgeglichen ist; gleichzeitig führt der synchrone Empfangskreis 7 zu einem Temperaturmeßsignal v, welches die Temperatur des metallischen Körpers 1 repräsentiert, ohne unmittelbar einer Einwirkung des Meßabstandes ausgesetzt zu sem.

Speziell ändert sich die Impedanz der Detektorspule

2 mit der Temperatur t des metallischen Körpers 1 und des Meßabstandes d Wenn Z (ud) die Impedanz der Detektorspule 2 darstellt, Z, die Impedanz der Blindspule 11, (γ₂//ϊ) das Widerstandsverhältnis am Potentiometer 12 oder den negativen Rückkoppelungsfaktor ß\ des negativen Rückkoppelungskreises, G die offene Umlaufverstärkung des Operationsverstärkers 10, e,,- die Eingangsspannung des Oszillators 4 und e_m!

die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 10, s< folgt für die Beziehung zwischen der Eingangsspannunj c_m und der Ausgangsspannung c_o„, oder den Verstär kungsgrad Λ die Beziehung

Zll.d) Z,4Z(f,(/)⁽

in Hieraus ergibt sich, daß der Verstärkungsgrad A vorr negativen Rückkoppelungsfaktor /?,v, der Temperatur und vom Meßabstand c/abhängig ist.

Demgemäß ist bei Λ = f[ß ν. ι. d. k), und bei konstantei Fingangsspannung c,„

<·,„„ - / [_ti_s. I. ti. k]

wobei k eine Konstante ist, die von der Impedanz 7_Λ dei Blindspule abhängig ist.

Somit gill für den Meßausgang v, der durct synchronen Empfang des Ausgangssignals e,„„ durch da¹ synchrone F.mpfangsbezugssignal des mit dem Phasen schieber 5 bestimmten Phasenwinkels Θ. der auf da; Eingangssignal C_1n bezogen ist. im synchronen F.mp fangskreis 7

r / l,.\. i. </. A); c,„ cos (7 - H] . [It

Aiii diese Weise kann man zu einem Meßausgang ι i 1 Abhängigkeit von ß\. 1. d. (-) und (f kommen, f/ ist indc der Phasenwinkel der Ausgangsspannung c,_m in Hinblick auf die lüingangsspannung c,~.

Ein maßgebliches Merkmal der vorliegenden Erfin dung liegt in der negativen Rückkoppelung ß\ sowie ii dem durch die obige Gleichung bezeichneten Phasen winkel Θ. welche beiden Werte derart bestimmt sine daß eine Veränderung des Meßabstandes dohne Einflul auf den Ausgang 1 ist. Dieser Vorgang wire nachstehend im einzelnen unter Bezugnahme auf di< Fig. 10a. I Ob und 10c veranschaulicht, die experimentel Ie Ergebnisse mit einer Vorrichtung darstellen, bei de eine Schaltung gemäß F i g. 9 besteht.

Die Fi g. 10a. 10b und lOcjind graphische Darsiellun

gen der Ortsvektoren OPi (;=1. 2, 3 n) de

Ausgangsspannung c„,„. die für /?vi. ßsi und ß\i de: negativen Rückkoppelungsfaktors ß\ mi ß\ · <ß\: ■ ß\ j für die Temperatur I und den Meßab stand d als Parameter erhallen werden. Bei der Darstellungen zeigt die v-Achse die Spannungskompo nente. die mit der Eingangsspannung c,„ in Phase liegt wohingegen die \-Achse die Spannungskomnonenu darstellt, die gegen die Eingangsspannung e.-, eine urr 90" versetzte Phase aufweist, wobei die Temperaturen durch ii < ίο < ti und die Meßabstände d mit d\ < do ■ d gekennzeichnet sind.

Wenn beispielsweise der Phasenwinkel θ de: Phasenschiebers 5 gemäß Fig.9 auf einen Winke eingestellt ist, der durch die gerade Linie P_APb mit dei x-Achse gebildet wird, ändert sich der Vektor OP5 ir Fig. 10a wie folgt:

(1) Wenn sich die Temperatur von to auf t, oder t. ändert, nimmt der Wechsel die Form des Vektor; P₅Pa oder P_sP_b an.

(2) Wenn der Meßabstand sich von do nach d\ oder d. ändert, zeigt sich der Wechsel in Form dei projizierten Komponente eines Vektors P-~,P₂ odei s auf die gerade Linie PaP*.

Diese Beziehungen gelten für die Γ-'ig. 10b und 10c, bei denen der negative Rückkoppelungsfaktor ßs mit ß\ ι und ^v !eingesetzt ist, entsprechend.

Wie sich aus den graphischen Darstellungen dieser Versuchsergebnisse ergibt, kann man durch Einstellung des negativen Rückkoppelungsfaktors ,fs eine gewünschte Charakteristik erhalten, bei welcher das Trapez P\P\P*Pi die Gestalt eines sich nach unten spri.;..enden Trapezoides gemäß Fig. 10a. eine im wesentlichen rechteckige Form gemäß F ig. I Ob und die Form eines sich nach oben spreizenden Trapezoides gemäß F ig. IOc annimmt.

Die Fig. 12a bis 12c. I la bis 1 Ic und I Ja bis 1 3c sind graphische Darstellungen entsprechend den F i g. 10 bis 10c und zeigen entsprechende Beziehungen zwischen dem Meßabstand J und dem Meßausgang r in den jeweils mit a bezeichneten Figuren; die Beziehung zwischen der Temperatur ι und dein Meßausgang t ist in den Fig. jeweils mit b bezeichnet, und die Beziehung /vviscnOi'i uciM i'vicijiiijMitMu υ um! der Temperaturmeßempfindlichkeit dr/df wurde in den Figuren mit c dargestellt. Die optimale Arbeitsweise für die Vorrichtung zur Temperaturmessung ergibt sich bei Verwendung der Beziehungen aus den Fig. Mb. 12b und 13b. und zwar bei [Einstellung des negativen Rückkoppelungsfaktors ß\ auf/J\ > und Einstellung des Phascnwinkels H auf den gleichen Winkel, w ic er durch die gerade Linie PiP_h und der v-Achse gemäß F i g. IOb gegeben ist.

Wenn davon ausgegangen wird, daß in Fig. 10b der Vektor der Ausgangsspannung c,,,,, das Vektor/cichcn OP5 hat. falls der Meßabstand konstant auf d, gehalten wirr und die Temperatur von Λ. auf t; ansteigt, so fällt der Meßausgang i. der als cos Ö-Komponente der Ausgangsspannung c,„_:: aufzufassen ist. in einer umgekehrten, linearen Beziehung. Wenn gleichfalls in Fig. 10b die Tempertur ι konstant auf f<. gehalten ist. und wenn sich der Meßabstand c/von d, nach d· oder cA ändert, führt die zu

PV; = PΛ = P.P.,oder P₂P-, = P₁P-, = RP₇,

und demgemäß bleibt die Meßempfindlichkeit dr/df praktisch konstant, ohne eine Veränderung zu erfahren, wie sie in Fi g. 13b dargestellt ist: dies gilt auch dann, wenn der Meßabstand c/verändert wird.

Wenn man den negativen Rückkoppelungsfaktor ß\ auf ß\- gemäß Fig. 10a einstellt, sind die sich daraus ergebenden Charakteristiken gemäß den Fig. 11a. 12a und 13a im wesentlichen gleich denjenigen, die mit üblichen Mitteln erhalten werden: eine Einstellung des negativen Rückkoppelungsfaktors ß\ zu ,3v3 gemäß F ig. 10c führt zu den Charakteristiken in den Fig. lic. 12c und 13c. die entgegengesetzt zu denjenigen sind, wie sie mit üblichen Mitteln erhalten werden und deshalb son besonderem Interesse sind, weil die Charakteristik der Temperaturmeßempfindlichkeit dr/df mit einer Zunahme des Meßabstandcs r/innerhalb eines bestimmten, in F i g. 13c gezeigten Bereiches ansteigt.

Während gemäß der Schaltung in F i g. 9 der Ausgang des Oszillators 4 auf den negativen Rückkoppelungskreis wirkt, lassen sich die vorstehend erwähnten Charakteristiken auch dann erreichen, wenn der Oszillator 4 über einen Widerstand /' parallel mit dem positiven Rückkoppelungskreis des Operationsverstärkers coder der Detektorspule 2 geschaltet ist, wie es bei einer anderen Ausfiihriingsform der Erfindung gemäß F ig. 14 geschieht.

I" ig. 15 zeigt eine graphische Darstellung der [Ergebnisse, wie sie mit üblichen MiHcIn erhalten wurden, wohingegen Fig. Ib die graphische Darstellung der Ergebnisse mil der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Temperaturmessung darstellt. In beiden Fällen wurden die Meßergebnisse an kaltgewalztem Stahlblech gewonnen, wobei die Temperaturen für unterschiedliche Werte des Meßabslandes d gemessen wurden. Die Werte gemäß F" i g. 15, die mit einer bekannten Vorrichtung nach F i g. 5 erhalten wurden, zeigen, daß der Wert des Meßtemperaturausganges / für die gleiche Temperatur ι sich bei unterschiedlichen Meßabständen (/verändert, wohingegen die Werte nach Fig. Ib, die mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Temperaturmessung gewonnen wurden, veranschaulichen, daß die gemessenen Temperaturausgangswerte ι praktisch konstant für verschiedene Werte des Meßabstandcs c/sind. Wie sich aus diesen Versuchswerten ergibt, eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Temperaturmessung ohne Beeinflussung durch den Meßabstand.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß die Vorrichtung zur Temperaturmessung gemäß dieser Erfindung und ihre Arbeitsweise auf der Verwendung nur einer einzigen Detektorspule beruht, ohne daß bei Ausnutzung des Wirbelstromeffektcs eine Änderung des Meßabstandes zur Auswirkung gelangt, wobei es sich um eine insofern neue, bislang nicht bekannt gewesene Vorrichtung handelt, so daß die Anwendung der Erfindung einen beträchtlichen Vorteil auf dem Gebiete der unter Ausnutzung des Wirbclstromeffektes arbeitenden Temperaturncßvorrichtungen mit sich bringt.

Einige Beispiele der Anwendungsmöglichkeiten sind die berührungslose Messung der Flitzeverteilung von Walzwerkswalzen mit oben liegendem Qiierjoch _uncj weiterhin die Temperaturmessung bei der Erzeugung oder Verarbeitung von Walzgut, welches entsprechenden Veränderungen ausgesetzt ist: darüberhinaus ist die Ertindung in vielen weiteren Fällen anwendbar.

lier/u 7 Mkiit

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung für die Temperaturmessung an metallischen Gegenständen unter Ausnutzung des Wirbelstromeffekts, dadurch gekennzeichnet, daß

a) ein Operationsverstärker (10) vorgesehen ist, daß

b) der eine Eingang dieses Operationsverstärkers (10) mit einer Detektorspule (2) verbunden ist, die in einem Abstand (d) entfernt von dem Gegenstand (1) angeordnet ist und eine von der Temperatur (t) des Gegenstands (1) abhängige Impedanz (Z) aufweist, daß

c) zwischen dem Ausgang des Operationsverstärkers (10) und dem einen Eingang des Operationsverstärkers (10) eine eine positive Rückkopplung bildende Blindspule (11) mit der Impedanz (Zi) angeordnet ist, daß

d) entweder der andere oder der eine Eingang des Operationsverstärkers (10) zum Anlegen eines Signals e,-„ einer konstanten Amplitude und einer vorgegebenen Schwingungsfrequenz mit einem Oszillator (4) verbunden ist, daß

e) der andere Eingang des Operationsverstärkers (10) mit dem Ausgang des Operationsverstärkers (10) so verbunden ist, daß er einen negativen Rückkopplimgskreis mit einem einstellbaren Rückkopplungsfaktor /?λ/ bildet, daß dadurch für die Verstärkung des Operationsverstärkers (10) die Beziehung