DE3133822C2 - Anordnung zur optischen Messung hoher Temperaturen in geschlossenen heißen Räumen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine optische Anordnung zur Messung hoher Temperaturen in geschlossenen heißen Räumen, bei der ein Glasfaserlichtleiter einmal mit einer Schraubvorrichtung mit dem Brenkammerraum und zum andernmal über zwei Verzweigungsstücke und Kupplungselemente mit Bandfilter und Detektoren mit einer elektronischen Auswerteinheit in Verbindung steht, wobei letztere aus den Detektorsignalen die Temperatur wertmäßig ermittelt.

Description

bewahren.

In der US-PS 42 78 349 ist eine Verzweigung eines
Lichtleiters bei einem Temperaturmeßgerät offenbart
die sich jedoch nicht für die Messung heißer Gase ver- eo
wenden läßt

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Temperaturmeßanordnung zu schaffen,
mit der Temperaturen von mehr als 1000 K optisch gemessen werden können, ohne daß an der Brennkammer 65
etc. Fenster ausgebildet werden müssen und keine optische Justierung mehr erforderlich ist
Diese Aufgabe wird in einfacher und zuverlässiger

Claims (3)

1 2 Weise durch die in den Ansprüchen niedergelegten Patentansprüche: Maßnahmen gelöst In der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel abgehandelt und in der

1. Anordnung zur optischen Messung hoher Tem- Zeichnung schematisch dargestellt Die einzige Figur peraturen in geschlossenen heißen Räumen bzw. 5 der Zeichnung zeigt den Aufbau der Anordnung. Brennkammern von Hochleistungslasern mittels ei- Die skizzierte optische Anordnung besteht aus einem

nes Glasfaserlichtleiters von geringem Durchmesser Glasfaserlichtleiter 10, dessen eines Ende 10a mit einer der einerseits mit der Brennkammer über eine Einschraubvorrichtung 11 versehen ist und dessen ande-Schraubverbindung und andererseits mit einer EIek- res Ende 10ό zwei Verzweigungsstücke 10c, 10c/ auftronikeinheit verbunden ist, dadurch gekenn- 10 weist Letztere sind jeweils mit einer Lichtleiterkuppzeichnet, daß das eine Ende (tOa) des Glasfaser- lung 12,13 versehen, die mit einem optischen Bandfilter lichtleiters (10) einen Durchmesser von etwa 50 μπι 14 und einem Detektor 15 ausgestattet sind. Die Signale aufweist und das andere Ende (tOb) in zwei Verzwei- der Detektoren 15 werden in einer Elektronik 16 verargungsstücke (10c, lOd) aufgeteilt ist, von denen jedes beitet und zueinander in Beziehung gesetzt Soweit der mit einer Lichtleiterkupplung (12,13) und mit einem ts gerätemäßige Aufbau. Die Temperaturmessung geht Detektor (15) versehen ist, wobei dem einen Detek- wie folgt vonstatten:

tor (15) ein Bandpaßfilter (14) mit niederer und dem Das Gas, dessen Temperatur gemessen werden soll,

anderen Detektor (15) ein Bandpaßfilter (14) mit ho- enthält zahlreiche kleinste Partikelchen — wie Ruß her μπι-ZahI vorgeschaltet ist etc. —, die in thermischem Gleichgewicht mit ihm ste-

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 20 hen und thermisch angeregt leuchten. Das Licht solcher zeichnet, daß die ßandpaßfilter (14) einmal 500 μπι Partikel, die sich im Sichtbereich des in die Brennkameinmal ΙΟΟΟμπι sowie eine Durchlaßbreite von merwand bzw. in den Brennraum eingesetzten Lichtleit-200 μπι aufweisen. faserbündels 10 befinden bzw. in dessen Öffnungskegel

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, da- 17, wird durch diesen aufgenommen und über eine durch gekennzeichnet, daß als Detektoren (15) Siiizi- 25 Lichtleiterverzweigung 10c, 1Oi/durch zwei geeignete umdioden oder Photomultiplier verwendet werden. Bandpaßfilter 14 auf zwei Detektoren 15 geführt

Geeignete Bandpaßfilter für den Temperaturbereich

größer als 1000 K sind z. B. einer bei 400 μπι und einer

bei 1000 μπι mit einer Durchlaßbreite von 200 μπι. Die 30 Detektorsignale werden nun einer Elektronik 16 zuge-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur führt und dort verstärkt und in Beziehung zueinander optischen Messung hoher Temperaturen in geschlosse- gesetzt Aus dieser Beziehung der beiden Signale erhält nen heißen Räumen bzw. Brennkammern von Hochlei- man nun vom Rechner die Temperatur des Gases. Als stungslasern gemäß dem Gattungsbegriff des An- Detektoren 15 eignen sich beispielsweise Siliziumdiospruchs 1. Anordnungen zur optischen Messung von 35 den oder Photomultiplier.

heißen Räumen sind an sich schon in verschiedenen Aufgrund der kleinen Abmessungen des Lichtfaser-

Ausführungsformen bekannt geworden. Allen diesen bündeis bzw. des Lichtleiterendes, das einen Durchmes-Einrichtungen ist gemeinsam, daß sie einen komplexen ser von etwa 50 μπι aufweist, läßt sich dieses auch an optischen Aufbau mit Sichtfenster zum Heißraum und sonst unzugänglichen Stellen relativ einfach anbringen, Abbildungsoptik mit Meßanordnung benötigen. Abge- 40 wo optische Fenster nur unter erheblichem Aufwand sehen von dem großen Aufwand an Bauelementen be- oder gar nicht angeordnet werden können. Probleme nötigen diese Einrichtungen meistens auch noch ein auf- einer Kühlung sind im vorliegenden Falle ohne Schwiewendiges Kühlsystem. rigkeiten und Aufwand zu lösen.

Durch die GB-PS 10 14 779 ist eine Anordnung der Ebenso die Probleme der Druckfestigkeit, die hier

eingangs genannten Art bekanntgeworden, die ein 45 praktisch durch die Schraubverbindung 11 kaum auftre-Mehrfaserbündel mit großem Öffnungsdurchmesser ten, im Gegensatz zu den relativ großflächigen Sichtfen- und spezielle, den geometrischen Verhältnissen ange- stern.

paßte. Detektoren und Filter verwendet, wobei letztere Aber noch ein Problem wird in einfachster Weise

im Öffnungsbereich des Bündels angeordnet sein müs- gelöst nämlich das Problem der optischen Justierung, sen. Bei einem Austausch der Detektoren der bei fast 50 Durch die Kombination des Glasfaserlichtleiters mit jedem anderen Meßobjekt, je nach dessen Intensitäts- den reproduzierbaren steckbaren Filter-Detektoran- und Spektralbereichen, erforderlich ist, muß eine völlig Ordnungen 14,15 treten keine Fehljustierungen auf und neue Justierung und Kalibrierung der Detektoren rela- damit ergeben sich auch keine Fehlmessungen.

tiv zur Austrittsöffnung des Lichtleiters erfolgen. Au-

ßerdem erfordert diese Ausführungsform einen speziel- 55 Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Ien Hitzeschutz um die Faser vor einer Zerstörung zu