DE2711767C3

DE2711767C3 - Vorrichtung für die Temperaturmessung

Info

Publication number: DE2711767C3
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: 1980-08-07
Also published as: DE2711767A1; FR2344822B1; GB1533812A; US4095469A; DE2711767B2; FR2344822A1; JPS5542692B2; JPS52111775A

Description

Λ —

^Z(U ⁾

^ßfi)

35

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

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

aus dem Ausgangssignal e_mt des Operationsverstärkers (10) und dem Bezugs-Anzeigesignal vorgesehen ist, wobei φ die Phasendifferenz zwischen e/„ und e«,/ ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Blindspule U die gleiche Spule verwendet ist wie die Detektorspule 2.

3. Vorrichtung nach Anspruch f oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Eingang des 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) &o 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 1.

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 ζ,Β, 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 Temperatunneßempfindlichkeit 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 f des metallischen Gegenstandes 1, die gemessen werden soll, 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 7; sch£;Q!ich zeigt F i g. 4 die Beziehung zwischen dem Meßabstand d und der Temperaturmeßempfindlichkeit avldt Wie man aus diesen Ergebnissen erkennen kann, besteht' selbstverständlich kein Einfluß bei einem feststehenden Meßabstand auf den Meßausgang v, wohl aber eine Auswirkung einer Veränderung des Meßabstandes t/auf die Meßempfindlichkeit dv/dr gemäß Fi 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 Resonanzelem^nt 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 d₀ ohne unmittelbaren Einfluß sind und durch genaue Wahl der Größe der Detektorspule und des Wertes der Oszillationsfrequenz bestimmbar sind, ändert sich die Temperaturansprechempfindlichkeit di/dt 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 MeQabstandes c/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 Temperaiurmeßempfindljchkeit 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 jo metallischen Gegenstand bildet wobei diese Impedanzänderung von der Temperatur des metallischen Gegenstandes abhängig ist. Durch Einstellung des negativen Rückkoppelungsfaktors ß*i 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 metallischen 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 metallischen Gegenstandes abhängige Wechsel der Impedanz der Detektorspule mittels eines Operationsverstärkers nach Art einer Differentialverstärkung gestaltet ist. Der Operations- so verstärker schließt den positiven RUckkoppelungskreis mit einem Rückkoppelungselement in Form einer Blindspule sowie den negativen RUckkoppelungskreis 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 synchro- ho nen Empfangskreis. Das Wechselstrom-Bezugssignal des Oszillators wird mittels eines Phasenschiebers als Bezugssignal auf einen synchronen Empfangskreis eingestellt.

Bei dieser Ausführungsform wird der Verstärkungs- 6:< grad durch den negativM Rückkopplungsfaktor, die Impedanz der Blindspule und die Impedanz der Detektorspule festgelegt.

Weiterhin ist hierbei der Meßsignalausgang durch den Verstärkungsgrad des Verstärkers, den eingestellten Phasenwinkel des Phasenschiebers und die Phasendifferenz zwischen dem Wechselstrombezugssignal des 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 berührungsloser Temperaturmessung metallischer Gegenstände verbessert

Vorteilhafterweise kommt es auch 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 gemessene Temperaturausgangscharakteristik beliebig durch Einstellung der Bezugsphase für den synchronen Empfang des Ausgangssignals des Operationsverstärkers einstellbar ist.

Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigt

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

Fig.2 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Temperatur t und dem gemessenen Ausgang ν bei der dem Stande der Technik angehörenden Ausführungsform gemäß F i g. 1,

Fig.3 eine graphische Darstellung des Zusammenhanges zwischen dem Temperaturmeßabstand d und 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/df bei der bekannten Ausführungsform gemäß Fig. 1,

Fig.5 ein Blockschaltbild einer anderen bekannten Ausfühmngsform einer Temperaturmeßvorrichtung auf der Grundlage des Wirbelstromeffektes unter Verwendung eines Oszillator kreises,

Fig.6 eihe graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Temperatur t und dem gemessenen Ausgang ν der bekannten Ausführungsform gemäß Fig. 5,

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

Fig.8 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Meßabstand d und der Temperaturmeßempfindlichkeit dv/dr der bekannten Ausführungsform gemäß F i g. 5,

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

Fig. 10a, !Ob und 10c graphische Darstellungen der

Ortsvektoren der Ausgangsspannung e_our des Operationsverstärkers gemäß Fig.9, wobei der negative Rückkoppelungsfaktor konstant ist und die Temperatur / sowie der Meßabstand d Parameter sind,

Fig. Ha, 11b und lic graphische Darstellungen entsprechend denjenigen der F i g. 10a, 10b und I Oc der Beziehung zwischen der temperatur t und dem Meßausgang vdef Ausführungsform gemäß F i g. 9,

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

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

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

Fig. 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 Fig.9 befindet sich die Detektorspule 2 über dem bezüglich seiner Tempertur zu messenden metallischen Gegenstand 1, wobei der Meßabstand d besteht. Dieser Meßabstand d unterliegt einer Zufallsveränderung entsprechend der Dicke des metallischen 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 nichtumkehrbaren Anschluß ( + ) an die Detektorspule 2 und an

Hip RlinHcniilA 11 H*»c r»r\ci*i*/on DiioH*^«.*«!..«.-».!—:,—-r ■ · ·- ι — ri .._&^.»ι *..^wj

angeschlossen. An den umkehrenden Eingangsanschluß (-) des Operationsverstärkers to 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 und einen negativen Rückkoppelungskreis für den Operationsverstärker 10 bildet.

Die in Fig. 9 dargestellte Schaltung arbeitet wie nachfolgend beschrieben. Wenn der Meßabstand der Detektorspule 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 sein.

Speziell ändert sich die Impedanz der Detektorspule 2 mit der Temperatur t des metallischen Körpers 1 und des MeBabstandes d Wenn Z (t,d) die Impedanz der Detektorspule 2 darstellt Z\ die Impedanz der Blindspule 11, (r₂/ri) das Widerstandsverhältnis am Potentiometer 12 oder den negativen Rückkoppelungsfaktor ß_N des negativen Rückkoppelungskreises, G die offene Umlaufverstärkung des Operationsverstärkers 10, e,„ die Eingangsspannung des Oszillators 4 und eom

die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 10, so folgt für die Beziehung zwischen der Eingangsspannung e,„ und der Ausgangsspannung e_m, oder den Verstärkungsgrad A die Beziehung

A =

-Pm

^Z{t'^d)

in Hieraus ergibt sich, daß der Verstärkungsgrad A vom negativen Rückkoppelungsfaktor ßn, der Temperatur / und vom Meßabstand (/abhängig ist.

Demgemäß ist bei A = f(ßn, t, d, k), und bei konstanter Eingangsspannung e,„

Com = f(ß,s,t,d,k) ■ e,„,

wobei k eine Konstante ist, die von der Impedanz Z\ der Blindspule abhängig ist.

->n Somit gilt für den Meßausgang v, der durch synchronen Empfang des Ausgangssignals e_ou< durch das synchrone Empfangsbezugssignal des mit dem Phasenschieber 5 bestimmten Phasenwinkels Θ. der auf das Eingangssignal e,„ bezogen ist, im synchronen Emp-

j> fangskreis7

= \f Wh- t, d, k)\ e_in cos (, - H).

Auf diese Weise kann man zu einem Meßausgang ν in Abhängigkeit von ß_N, t, d, θ und φ kommen, φ ist indes der Phasenwinkel der Ausgangsspannung e,_m im Hinblick auf die Eingangsspannung e_/n.

Ein maßgebliches Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt in der negativen Rückkoppelung ßn sowie in dem durch die obige Gleichung bezeichneten Phasenwinkel Θ, welche beiden Werte derart bestimmt sind, daß eine Veränderung des Meßabstandes c/ohne Einfluß auf den Ausgang ν ist. Dieser Vorgang wird nachstehend im einzelnen unter Bezugnahme auf die Fig. 10a, 10b und 10c veranschaulicht,die experimentelle i- i__: ... -. . · t» :.i... J. II... ι. .: J...

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eine Schaltung gemäß F i g. 9 besteht.

Die Fig. 10a, 10bund lOcjindgraphische Darstellungen der. Ortsvektoren OPi (/=1, 2, 3, ..„ n) der Ausgangsspannung e_o„i, die für j3^i, ßs2 und ßNi des negativen Rückkoppelungsfaktors ßn mit /3 ,Vi <ßN2 ■ β ν 3 für die Temperatur t und den Meßabstand d als Parameter erhalten werden. Bei den Darstellungen zeigt die x-Achse die Spannungskorroonente. die mit der Eingangsspannung e,„ in Phase liegt, wohingegen die y-Achse die Spannungskomponente darstellt, die gegen die Eingangsspannung e„ eine um 90° versetzte Phase aufweist, wobei die Temperaturen f durch fi < <b< f2 und die Meßabstände d mit d\ < ob · di gekennzeichnet sind.

Wenn beispielsweise der Phasenwinkel θ des Phasenschiebers 5 gemäß Fig.9 auf einen Winkel eingestellt ist der durch die gerade Linie P*P₆ mit der x-Achse gebildet wird, ändert sich der Vektor ÖP5 in F i g. 1 Oa wie folgt:

(1) Wenn sich die Temperatur von to auf ii oder fe ändert nimmt der Wechsel die Form des Vektors PjPtoder PsPeiin.

(2) Wenn der Meßabstand sich von cb nach d\ oder di ändert, zeigt sich der Wechsel in Form der projizierten Komponente eines Vektors PsP₂ oder PJPs auf die gerade Linie PiPt.

Diese Beziehungen gelten für die Fig. 10b und IOc, bei denen der negative Ruckkoppelungsfaktor ß_N mit β ν 2 und β hi eingesetzt ist, entsprechend.

Wie sich aus den graphischen Darstellungen dieser Versuchsergebnisse ergibt, kann man durch Einstellung des neg^tven Rückkoppelungsfaktors ß_N eine gewünschte Charakteristik erhalten, bei welcher das Trapez P₁PjP₉Pt die Gestalt eines sich nach unten spreizenden Trapezoides gemäß Fig. 10a, uine im wesentlichen rechteckige Form gemäß Fig. IOb und die Form eines sich nach oben spreizenden Trapezoides gemäß F i g. 10c annimmt.

Die Fig. 12a bis 12c. 11 a bis lic und 13a bis 13c sind graphische Darstellungen entsprechend den Fig. 10 bis 10c und zeigen entsprechende Beziehungen zwischen dem Meßabstand d und dem Meßausgang ν in den

JC»*CII3 llllt α L/<.2.CIC1II1CICII f IgUICII, UlC UCiMCl IUI Ig

zwischen der Temperatur t und dem Meßausgang ν ist in den Fig. jeweils mit b bezeichnet, und die Beziehung zwischen dem Meßabstand d und der Temperaturmeßempfindlichkeit dvldt wurde in den Figuren mit c dargestellt. Die optimale Arbeitsweise für die Vorrichtung zur Temperaturmessung ergibt sich bei Verwendung der Beziehungen aus den Fig. lib, 12b und 13b, und zwar bei Einstellung des negativen Rückkoppelungsfaktors ßs auf ßs2 und Einstellung des Phasenwinkels θ auf den gleichen Winkel, wie er durch die gerade Linie PtPf, und der x- Achse gemäß F ig. 10b gegeben ist. Wenn „avon ausgegangen wird, daß in Fig. IOb der Vektor der Ausgangsspannung e_ou, das Vektorzeichen ÖP5 hat, falls der Meßabstand konstant auf da gehalten wird und die Temperatur von /₀ auf t\ ansteigt, so fällt der Meßausgang ν, der als cos Θ-Komponente der Ausgangsspannung e_mt aufzufassen ist, in einer umgekehrten, linearen Beziehung. Wenn gleichfalls in Fig. 10b die Tempertur t konstant auf to gehalten ist, und wenn sich der Meßabstand d von do nach d\ oder d₂ ändert, führt die zu

P₂Ti = PJP_b = PJP₉ oder P₂T₁ = /VP₅ = PsPy,

und demgemäß bleibt die Meßempfindlichkeit dv/dt praktisch konstant, ohne eine Veränderung zu erfahren, wie sie in Fig. 13b dargestellt ist; dies gilt auch dann, wenn der Meßabstand c/verändert wird.

Wenn man den negativen Rückkoppelungsfaktor /3,v auf ß_N, 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 β ν zu /?*} gemäß F i g. 1 Oc führt zu den Charakteristiken in den F i g. 11 c, 12c und 13c, die entgegengesetzt zu denjenigen sind, wie sie mit üblichen Mitteln erhalten werden und deshalb von besonderem Interesse sind, weil die Charakteristik der Temperaturmeßempfindlichkeit dv/dt mit einer Zunahme des Meßabstandes d innerhalb eines bestimmten, in F i g. 13c gezeigten Bereiches ansteigt.

s Wahrend gemäß der Schaltung in F i g. 9 der Ausgang des Oszillators 4 auf den negativen RUckkoppelungskreis wirkt, lassen sich die vorstehend erwähnten Charakteristiken auch dann erreichen, wenn der Oszillator 4 über einen Widerstand r parallel mit dem

in positiven Riickkoppelungskreis des Operationsverstärkers roder der Detektorspule 2 geschaltet ist, wie es bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 14 geschieht.

Fig. 15 zeigt eine graphische Darstellung der

i> Ergebnisse, wie sie mit üblichen Mitteln erhalten wurden, wohingegen Fig. 16 die graphische Darstellung dci' Ei'gcbüiSSc inii uef criinuürigägcrnäucTi Vorrichtung zur Temperaturmessung darstellt. In beiden Fällen wurden die Meßergebnisse an kaltgewalz-

2<i tem Stahlblech gewonnen, wobei die Temperaturen für unterschiedliche Werte des Meßabstandes d gemessen wurden. Die Werte gemäß Fig. 15, die mit einer bekannten Vorrichtung nach Fig.5 erhalten wurden, zeigen, daß der Wert des Meßtemperaturausganges f

2"> für die gleiche Temperatur t sich bei unterschiedlichen Meßabständen c/verändert, wohingegen die Werte nach Fig. 16, die mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Temperaturmessung gewonnen wurden, veranschaulichen, daß die gemessenen Temperaturausgangs-

in werte ν praktisch konstant für verschiedene Werte des Meßabstandes c/sind. Wie sich aus diesen Versuchswerten ergibt, eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Temperaturmessung ohne Beeinflussung durch den Meßabstand.

Ji 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 Wirbelstromeffektes eine Änderung

.in Hpc M*iRaHctQn/^Ac 7111- Äitcujit-lnino pplanorf wnhpi pe 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 Wirbelstromeffektes arbeitenden Temperaturmeßvorrichtungen mit sich bringt.

Einige Beispiele der Anwendungsmöglichkeiten sind die berührungslose Messung der Hitzeverteilung von Walzwerkswalzen mit oben liegendem Querjoch und weiterhin die Temperaturmessung bei der Erzeugung oder Verarbeitung von Walzgut, welches entsprechenden Veränderungen ausgesetzt ist; darüberhinaus ist die Erfindung in vielen weiteren Fällen anwendbar.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1, Vorrichtung fflr 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 vou dem Gegenstand (1) angeordnet ist und eine von der Temperatur (t) des Gegenstands (1) abhängige Impedanz fz) aufweist, daß

c) zwischen dem Ausgang des Operationsverstärkers (10) und dem einen Eingang des Opera- is tionsverstärkers (10) eine eine positive Rückkopplung bildende Blindspule (11) mit der Impedanz (Z₁) 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 Rückkopplungskreis mit einem einstellbaren Rückkopplungsfaktor ßs bildet, daß dadurch für die Verstärkung des Operationsverstärkers flO) die Beziehung