DE3149523A1 - Method and device for contactless temperature measurement - Google Patents

Method and device for contactless temperature measurement

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DE3149523A1 DE19813149523 DE3149523A DE3149523A1 DE 3149523 A1 DE3149523 A1 DE 3149523A1 DE 19813149523 DE19813149523 DE 19813149523 DE 3149523 A DE3149523 A DE 3149523A DE 3149523 A1 DE3149523 A1 DE 3149523A1
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Abstract

The invention relates to a method and a device for carrying out contactless temperature measurements which are independent of the degree of emission on the basis of radiation pyrometry, the invention being applied in all branches of the economy. The aim of the invention is to enable use both in the high-temperature range and in the low-temperature range, a minimum of preconditions and preliminary information being required. The object consists in enabling a true determination of object temperature even given imprecise knowledge and/or a varying degree of emission. The essence of the invention consists in that a pyrometric arrangement which is sensitive in a plurality of spectral regions is used for the sequential detection as input variables of the band signals of the radiation of the measured object without and with auxiliary radiation of a known spectral composition which is reflected at the surface of the measured object, and to input said variables into a computer. The computer combines the input variables in such a way that the unknown variables, such as true object temperature and degree of spectral emission are determined by iterative solution of a system of nonlinear equations.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Herfahren und Einrichtung zur berührungslosen Temperaturmossung Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur berührungslosen, emissionsgradunabhängigen Temperaturmessung auf der Basis der Strahlungspyrometrie, wobei die Erfindung in allen Zweigen der Volkswirtschaft Anwendung findet.Approach and device for contactless temperature measurement area of application OF THE INVENTION The invention relates to a method and a device for carrying it out the method for non-contact, emission-independent temperature measurement on the basis of radiation pyrometry, the invention in all branches of Economics applies.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Während der Nachweis relativer Temperaturänderungen mit pyrometrischen Meßeiarichtungen kaum ein Problem darstellt, stößt die absolute Temperaturbestimmung mit rein pyrometrischen Mitteln noch auf erhebliche Schwierigkeiten, die insbesondere dadurch hervorgerufen werden, daß keine bzw. ungenaue Kenntnasse über den Emissionsgrad der Meßobjekte unter konkreten Meßbedingungen vorhanden sind. Während die Gesamt-, Band-und Spektralpyrometer nur bei bekanntem und zeitlich konstantem Emissionsgrad durch entsprechende Korrektur des Meßwertes die wahre Temperatur bestimmen können, ist mit Verhältnispyrometern bzw. Farbpyrometern die wahre Temperatur auch an Meßobjektoberflächen mit veranderlichem Smissionsgrad bestimmbar, solange es sich um einen Grauen Körper' handelt. Letzteres ist aber nur in wenigen Ausnahmefällen gegeben (Lieneweg: Handbuch, Technische Temperaturmessung, Vieweg-Verlag 1976, S. 314 - 318).Characteristic of the known technical solutions During the proof relative temperature changes with pyrometric measuring directions hardly a problem represents, the absolute temperature determination comes up with purely pyrometric means significant difficulties, which are caused in particular by that no or inaccurate knowledge about the emissivity of the measuring objects under concrete Measurement conditions are available. While the total, band and spectral pyrometers only if the emissivity is known and constant over time, by appropriate correction can determine the true temperature of the measured value is with ratio pyrometers or color pyrometers the true temperature even on the surfaces of the measuring object with variable Degree of emission can be determined as long as it is a gray body. The latter is only given in a few exceptional cases (Lieneweg: manual, technical temperature measurement, Vieweg publishing house 1976, pp. 314-318).

Ferner sind pyrometrische l7leßeinrichtungen bekannt, die mit Hilfe der Aufprojektion eines Milfsstrahlers über die Messung des Reflexionsgrades die wahre Temperatur ermitteln.Furthermore, pyrometric measuring devices are known which, with the aid of the front projection of a milfs radiator via the measurement of the degree of reflection determine true temperature.

Hierbei ist das Vorhandensein einer regulären Reflexion und einer bestimmten festen geometrischen Anordnung zwischen pyrometrischer Meßeinrichtung, Hilfsstrahler und Meßobjektoberfläche erforderlich. Dies ist aber nur in einigen Spezialfällen gegeben ('2ingwaldt, C.: Ein einfaches optisches Verfahren zur direkten Ermittlung wahrer Temperaturen glühender Metalle, Z. Metallkunde 51 (1960) 2, S. 116 - 119; Kellsall, D.: An automatic emissivity compensated radiation pyrometer J. Sci. Instr. 40 (1963), S. 1 - 4; Preisleben, R.: Pyrometrische Messungen an Glühkatoden mit poröser Oberfläche, Int. Kolloquium der TH Ilmenau (1965), Vortragsreihe Meßtechnik, H. 9, S. 17 - 23); Svet (Offenlegungsschrift 1648233, 1972, 42 i, 8/60) schlägt die Verwendung von verschiedenen temperaturinvarianten Größen zur Kompensation des Emissions- und ransmis:sionsgradeinflusses vor, wobei mehrere Spektralbereiche benutzt werden.Here is the presence of a regular reflection and a certain fixed geometric arrangement between pyrometric measuring device, Auxiliary radiator and test object surface required. But this is only in some Special cases given ('2ingwaldt, C .: A simple optical method for direct Determination of true temperatures of glowing metals, Z. Metallkunde 51 (1960) 2, p. 116-119; Kellsall, D .: An automatic emissivity compensated radiation pyrometer J. Sci. Instr. 40, pp. 1-4 (1963); Preisleben, R .: Pyrometric measurements on hot cathodes with porous surface, Int. Colloquium of the TH Ilmenau (1965), lecture series measuring technology, H. 9, pp. 17-23); Svet (Offenlegungsschrift 1648233, 1972, 42 i, 8/60) suggests the use of different temperature invariant quantities to compensate for the Emission and ransmis: sion level influence before, whereby several spectral ranges are used will.

Das von Svet vorgeschlagene Verfahren eignet sich nur für den Hochtemperaturbereich, wenn die ':Wiensche Xaherung gilt und wenn genügend Vorinformationen über den Verlauf des Emissionsgrades in Abhw:ngigReit von der Wellenlänge yorliegen. Die Vorinformationen müssen am Objekt nachgewiesen sein, sonst ergeben sich Fehlmessungen, die man als solche nicht erkennen kann (Svet: IMEKO VIII S. 13 - 5 bis 13 - 11, Die Probleme der Strahlungs-Pyrometrie und einige neue Möglichkeiten ihrer Lösung, 1979).The method proposed by Svet is only suitable for the high temperature range, if the Vienna approximation applies and if there is sufficient preliminary information about the course of the emissivity as a function of the wavelength. The preliminary information must be verified on the object, otherwise incorrect measurements will result, which can be regarded as cannot recognize such (Svet: IMEKO VIII pp. 13-5 to 13-11, The Problems radiation pyrometry and some new ways of solving it, 1979).

Ziel der Erfindung Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die erwqhnten Nachteile der bekannten tec)lnischen Lösungen zu beseitigen.Object of the invention The object of the present invention is to to eliminate the mentioned disadvantages of the known technical solutions.

Der nützliche Effekt bei Anwendung der Erfindung ist insbesondere darin zu seilen, daß der Einsatz im Hoch- und Niedertemperaturbereich möglich ist. Weiterhin entfallen die verschiedenen Bedingungen, die beim Einsatz der bekannten Verfahren und Einrichtungen gestellt werden müssen. So ist beispielsweise keine reguläre Reflexion und keine feste geometrische Anordnung -E;wischen pyrometrischer Meßeinrichtung, Hilfsstrahler und Meßobjektoberfläche erforderlich. Weitern brauchen die Vori-nformationen über den Verlauf des spektralen Emissionsgrades nicht am Objekt nachgewiesen zu sein, um eindeutige Meßergebnisse zu erhalten. Ferner ist eine Anwendung außerhalb des Gültigkeitsbereiches der Wienchen Näherung gegeben, so daß das erfindungsgemäße Verfahren als das bisher am universellsten einsetzbare gelten kann.The beneficial effect of using the invention is particular rope in such a way that the use in high and low temperature ranges is possible. Furthermore, the various conditions that apply when using the known Procedures and facilities must be provided. For example, there is none regular reflection and no fixed geometric arrangement -E; wipe pyrometric Measuring device, auxiliary radiator and measuring object surface required. Need further the preliminary information about the course of the spectral emissivity is not on the object to be proven in order to obtain unambiguous measurement results. Also is an application given outside the range of validity of the Wienchen approximation, so that the inventive Process can be regarded as the most universally applicable to date.

DarlegBng des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wahre Objekttemperaturbestimmung bei -ungenauer Kenntnis und/oRer verEnderlichem Emissionsgrad bei monotonem Verlauf des spektralen Emissionsgrades ohne feste geometrische Zuordnung zwischen Objekt, pyrometrischer Meßeinrichtung und Hilfsstrahler sowohl im Hoch- als auch im Niedertemperaturbereich zu ermöglichen.Statement of the essence of the invention The object of the invention is to be found based on a true object temperature determination with -inaccurate knowledge and / oRer Variable emissivity with a monotonic course of the spectral emissivity without a fixed geometric association between the object and the pyrometric measuring device and auxiliary radiators both in the high and in the low temperature range.

Erfindunsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß mittels einer in mehreren Spektralbereichen empfindlichen pyrometrischen Anordnung nicht nur die Bandsignale der Meßobjektoberflache als Eingangssignale für einen Rechner verwendet werden, sondern auch die Strahlung der Meßobjektumgebung oder eine sie charakterisierende Größe, wie z. B. die Umgebungstemperatur. ist die Umgebungsstrahlung gegenüber der Weßobjektstrahlung vernachlässigbar, wird eine Hilfsstrahlung bekannter spektraler Zusammensetzung, die ebenfalls wie die Umgebungsstrahlung über das ,Iefiobjekt in die pyrometrische Meßeinrichtung reflektiert wird, verwendet.According to the invention, the object is achieved in that by means of a In several spectral ranges sensitive pyrometric arrangement not only the Tape signals of the test object surface used as input signals for a computer but also the radiation of the measuring object environment or a characterizing one Size, such as B. the ambient temperature. is the ambient radiation compared to the White object radiation is negligible, an auxiliary radiation of known spectral strength becomes Composition, which like the ambient radiation via the efi object in the pyrometric measuring device is reflected is used.

Im Unterschied zu den bekannten Verfahren, die llilfsstrahler verwenden, werden nur die Refleionsgradverhltnisse der einzelnen Spektralbereiche bestimmt, wodurch keine feste Ceometrische Anordnung Lind keine regulare Reflexion erforderlich ist.In contrast to the known methods that use auxiliary radiators, only the reflectance ratios of the individual spectral ranges are determined, thus no fixed ceometric arrangement and no regular reflection required is.

Bei multispektralen Strahlungsmessungen erscheint mit jedem spektralen oder Bandmeßwert eine neue Unbekannte, der spektrale oder Bandemissionsgrad. Ein Informationsge:iinn ergibt sich nur, wenn Angaben über die Verknüpfung der Emissionsgrade in den einzelnen Spektralbereichen vorliegen bzw. die \ellenlängenabhängigkeit bekannt ist. Der Spezialfall dafür ist das einfache Verhältnispyrometer mit £1 = Das Prinzip der Verhältnispyrometrie kann als Lösung eines nichtlinearen Gleichungssystems der Form aufgefaßt werden, wobei aus den bekannten Größen U (Bandsignal), (effektive Vllenlä'nge) und Tu (Umgebungstemperatur) die unbekannte Objekttemperatur T0 und der Emissionsgrad # ermittelt werden können (zwei Gleichungen mit zwei Unbekannten).With multispectral radiation measurements, a new unknown, the spectral or band emissivity, appears with each spectral or band measurement. A set of information is only obtained if there is information about the linkage of the emissivities in the individual spectral ranges or if the wavelength dependency is known. The special case for this is the simple ratio pyrometer with £ 1 = The principle of ratio pyrometry can be used as a solution to a non-linear system of equations of the form The unknown object temperature T0 and the emissivity # can be determined from the known quantities U (band signal), (effective full length) and Tu (ambient temperature) (two equations with two unknowns).

Die übliche Verhältnisbildung führt im Niedertemperaturbereich nicht zum Ziel, da das Verhältnissignal nicht unabhängig vom Emissionsgrad und der Umgebungstemperatur nach der Objekttemperatur kalibriert werden kann. Es muß deshalb das nichtlineare Gleic}.ungssystem gelöst werden.The usual ratio formation does not lead in the low temperature range to the goal, since the ratio signal is not independent of the emissivity and the ambient temperature can be calibrated according to the object temperature. It must therefore be the non-linear Equivalent system can be solved.

Das Prinzip der Verhältnispyrometrie läßt sich auf M Spektral- oder Bandmessungen erweitern. Es sind-dann N # M Unbekannte ermittelbar: Die Objekttemperatur und eine mit (N - 1) Parametern beschreibbare Wellenlängenabhängigkeit des Emissionsgrades (z. B.8 = a + b# + ca 2 + xaN2). Der präparierte- Meßraum kann als Aufprojektion einer bekannten Strahlung aufgefaßt werden. Bei Messungen in drei Spektralbereichen wird damit die Aussage möglich, ob das Objekt in diesen Bereichen "grau" strahlt und bei 4 Spektralbereichen, ob ein linearer Emissionsgradverlauf vorliegt.The principle of ratio pyrometry can be based on M spectral or Expand tape measurements. Then N # M unknowns can be determined: The object temperature and a wavelength dependency des which can be described with (N − 1) parameters Emissivity (e.g. 8 = a + b # + ca 2 + xaN2). The prepared measuring room can be used as a front projection a known radiation. For measurements in three spectral ranges This enables the statement to be made as to whether the object shines "gray" in these areas and in the case of 4 spectral ranges, whether there is a linear emissivity profile.

Bei Messungen mit einer aufprojektierten Hilfsstrahlung in zwei Spektralbereichen kann das Reflexionsgradverhältnis v = #1/#2 ermittelt werden. Mit den Meßwerten ohne Hilfsstrahlung ist daraus die Objekttemperatur ermittelbar (3 Gleichungen mit 3 Unbekannten). An die geometrische Anordnung und den Reflexionsgrad wird nur die Bedingung gestellt, daß ein genügend genau meßbarer Anteil reflektierter Ililfsstrahlung von der pyrometrischen Meßeinrichtung erfaßbar sein muß.For measurements with a projected auxiliary radiation in two spectral ranges the reflectance ratio v = # 1 / # 2 can be determined. With the measured values Without auxiliary radiation, the object temperature can be determined from this (3 equations with 3 unknowns). Only the The condition is that a sufficiently precisely measurable proportion of reflected auxiliary radiation must be detectable by the pyrometric measuring device.

Reflexionsgradverhältnismessungen in 3 Spektralbereichen ermöglichen es, die Umgebungstemperatur als Unbekannte zuzulassen bzw die Präparierung des Meßraumes zu überprüfen.Allow reflectance ratio measurements in 3 spectral ranges it is to allow the ambient temperature as unknown or the preparation of the measuring room to check.

Die Signalverarbeitung (Lösung des nichtlinearen Gleichungssystems) erfolgt nach dem Iterationsverfahren und erfordert den Einsatz einer leistungsfähigen Mikrorechentechnik, wobei die Möglichkeit der Speicherung der am "Schwarzen Körper" ermittelten Bandsignalcharakteristiken möglich sein muß. Ferner ist die manuelle Eingabe von spektralen oder Bendemissionsgra den und Emissionsgradverhältnissen zweckmäßig.Signal processing (solution of the nonlinear system of equations) takes place according to the iteration process and requires the use of a powerful Microcomputing technology, with the possibility of storing the information on the "black body" determined band signal characteristics must be possible. Furthermore, the manual Input of spectral or emissivity and emissivity ratios expedient.

Durch Verknüpfung der Bandsignalmeßwerte mit den gespeicherten Werten der Bandsignalcharakteristiken werden mittels des Iterationsverfahrens die wahre Objekttemperatur und der Saissionsgrad ermittelt.By linking the tape signal measurement values with the stored values of the band signal characteristics become the true ones by means of the iteration method Object temperature and the degree of saissions determined.

Ausführungsbeispiel: Die pyrometrische Anordnung besitzt drei feste SpektralbeS reiche. Als Detektor wird ein in drei Spektralbereichen empfindlicher multispektraler Detektor, beispielsweise aus Hg Cd Te - Schichten bestehend, verwendet, wodurch die Aufgliederung der Spektralbereiche erfolgt. Zur Sokussierung der Infrarotstrahlung wird ein Linsen- oder Spiegelobjektiv verwendet. Die lnformationsverarbeitung erfolgt mittels eines Mikrorechnersystems. Durch entsprechende Umschaltung sind auch die Anzeige und Korrektur der einzelnen Bandsignale möglich. Die Benutzung von nur zwei Spektralbereichen ist bei Vorhandensein von Grauen Körpern" möglich. Bei der Benutzung der drei Spektralbereiche kann der spektrale Emissionsgradverlauf unbekannt sein. Mittels zweier Verhaltnisbildungen kann festgestellt werden, ob ein Grauer Körper" vorliegt. Ist der prinzipielle Verlauf des spektralen smi9-sionsgrades bekannt, kann durch Lösung des nichtlinearen Gleichungssvstems die wahre Objekttemperatur ermittelt erden.Exemplary embodiment: The pyrometric arrangement has three fixed ones Spectral ranges. As a detector, one becomes more sensitive in three spectral ranges multispectral detector, for example consisting of Hg Cd Te layers, used, whereby the subdivision of the spectral ranges takes place. For focusing the infrared radiation a lens or mirror lens is used. The information processing takes place by means of a microcomputer system. By switching accordingly, the Display and correction of the individual tape signals possible. The use of only two Spectral ranges are possible in the presence of gray bodies ". When using of the three spectral ranges, the spectral emissivity curve may be unknown. By means of two ratios it can be determined whether a gray body " is present. If the basic course of the spectral degree of smi9-sion is known, can find the true object temperature by solving the non-linear equation system determined ground.

In eine Speichereinrichtung kennen bekannte Großen, wie z. B.In a storage device known large, such. B.

Emissionsgrade, -verhaltnisse und -verläufe, eingegeben werden. Ferner können ermittelte Emissionsgrade automatisch gespeichert werden.Emissivities, ratios and courses can be entered. Further determined emissivities can be saved automatically.

Der Rechner wird ferner zur ompensation des Emissionsgradeinflusses genutzt.The computer is also used to compensate for the influence of the emissivity utilized.

Bei einer weiteren Ausfütirungsform besitzt die pyrometrische Anordnung vier feste Spektralbereiche. Hierbei wird ein linearer Emissionsgradverlauf zugelassen, und mit dem vierten Spektralbereich wird die Bestëtigung darüber durch Übereinstimmung der ermittelten Objekttemperaturen erzielt.In a further embodiment, the pyrometric arrangement has four fixed spectral ranges. A linear emissivity curve is permitted here, and with the fourth region of the spectrum the confirmation of this is by agreement the determined object temperatures achieved.

Ferner ist es möglich, daß die pyrometriscle Anordnung drei feste Spektralbereiche besitzt und zusätzlich die Benutzung eines Hilfsstrahlers vorgesehen wird0 hierbei wird die Umgebungstemperatur als Unbekannte zugelassen. Bei der Benutzung von nur zwei Spektralbereichen muß die Umgebungstemperatur bekannt sein. Mittels des Hilfsstrahlers ist zusätzlich eine automatische Nachkalibrierung möglich.It is also possible for the pyrometric arrangement to be three fixed Owns spectral ranges and additionally the use of an auxiliary radiator is provided0 here the ambient temperature is allowed as unknown. If only two spectral ranges are used, the ambient temperature must be known be. There is also an automatic recalibration by means of the auxiliary radiator possible.

Claims (7)

Erfindungsanspruch Verfahren und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur berührungslosen, emissionsgradunabhängigen Temperaturmessung, gekennzeichnet dadurch, daß mit einer in mehreren Spektralbereichen empfindlichen pyrometrischen Anordnung nacheinander die Bandsignale einer Meßobjektstrahlung ohne und mit einer Nilfsstrahliing bekannter spektraler Zusammensetzung, die an der Meßobjektoberfläche reflektiert wird, als Eingangsgrößen aufgenommen und in einen Rechner eingegeben werden, wo eine Verknüpfung derart erfolgt, daß die spektralen Reflexionsgradverhältnisse der Meßobjektoberfläche errechnet und gemeinsam mit allen Bandsignalen sowie den gespeicherten Bandsignalcharakteristiken der einzelnen Spektralbereiche, welche am Schwarzen Strahler ermittelt werden, als bekannte Größen eines nichtlinearen Gleichungssystems benutzt werden, wobei die Lösung des Gleichungssystems mittels eines Iterationsverfahrens erfolgt und die unbekannten Größen, wie wahre Objekttemperatur und spektrale Emissionsgrade, ermittelt werden. Invention claim method and device for performing the Method for non-contact, emission-independent temperature measurement, marked in that with a pyrometric which is sensitive in several spectral ranges Arrangement one after the other the band signals of a measurement object radiation without and with a Auxiliary rays of known spectral composition that appear on the surface of the object to be measured is reflected, recorded as input variables and entered into a computer where a link is made in such a way that the spectral reflectance ratios of the measurement object surface and together with all tape signals as well as the stored band signal characteristics of the individual spectral ranges, which can be determined at the blackbody as known quantities of a non-linear System of equations are used, the solution of the system of equations using an iteration process takes place and the unknown quantities, such as the true object temperature and spectral emissivities. 2. Verfahren nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß anstelle einer gesonderten Hilfsstrahlung die Strahlung der Meßobjektumgebung benutzt und eine sie charakterisierende Größe, wie z. B. die Umgebun,,stemperatur als EingangsgröBe, für den Rechner verwendet wird und im Rechner durch den gleichen Verknüpfungsalgorithmus die unbekannten Größen, wie wahre Objekttemperatur und spektrale Emissionsgrade, ermittelt werden. 2. The method according to item 1, characterized in that instead of one separate auxiliary radiation used the radiation of the test object environment and a they characterizing size, such as. B. the ambient temperature as an input variable, is used for the computer and in the computer by the same linking algorithm the unknown quantities, such as true object temperature and spectral emissivity, be determined. 3. Verfahren nach Pkt.i, gekennzeichnet dadurch, daß bekannte Größen, wie Z. B. isrnissionsgrade, EmissionsgradverhEiltnisse und -verläufe, in den Rechner eingegeben werden. 3. The method according to item i, characterized in that known sizes, such as, for example, degrees of emission, ratios and courses of emissivity, into the computer can be entered. 4. Verfahren nach Pkt.1, gekennzeichnet dadurch, daß die Verknüpfung durch den Rechner derart erfolgt, daß die Intensitätsverhältnisse jeweils bzw. zweier Bandsignale ermittelt und verglichen werden, wobei beim Vorliegen gleicher ermii;telter Objekttemneraturen auf das Vorhandensein eines Grauen KiSrpers" und auf die wahre Objekt~ temperatur geschlossen wird. 4. The method according to item 1, characterized in that the link done by the computer in such a way that the Intensity ratios in each case or two tape signals are determined and compared, if present the same determined object temperature for the presence of a gray body " and the true object temperature is deduced. 5. Verfahren nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Rechner der pyrometrischen Anordnung zusätzlich zur Kompensation des Gehäusetemperatureinflusses und in Verbindung mit dem HilfsstrSller, der für die Objekttemperatur bestimmung benutzt wird, zur automatischen Nachkalibrierung der pyrometrischen Anordnung verwendet wird sowie die Speicherung bekannter und gemessener Emissionsgrade erlaubt.5. The method according to item 1, characterized in that the computer the pyrometric arrangement in addition to compensating for the influence of the housing temperature and in connection with the auxiliary controller that determines the object temperature is used for the automatic recalibration of the pyrometric arrangement is allowed as well as the storage of known and measured emissivities. 6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß eine in mehreren Spektralbereichen empfindliche pyrometrische Anordnung eine Einrichtung zur Selektierung der Spektralbereiche enthzlt, welche z. B. aus Filtern oder Prismen oder einem Gittermonochromator besteht, wobei die rainrichtung einen Strahlungsdetektor in Ein- oder Mehrkanalausführung aufweist oder einen in mehreren Spektralbereichen selektiven Strahlungsdetektor enthält, wie z. B. einen aus mehreren Schichten bestehenden Hg Cd Te - Detektor und mit einem Rechner zusammengeschaltet ist, wobei ein ILilfsstrahler so angeordnet ist, daß die pyrometrische Anordnung neben der Strahlung-des Meßobjektes auch die an ihr reflektierte Strahlung des Hilfsstrahlers erfaßt.6. Device for carrying out the method according to item 1, marked in that a pyrometric arrangement which is sensitive in several spectral ranges a device for selecting the spectral ranges contained, which z. B. off Filters or prisms or a grating monochromator, with the rain direction has a radiation detector in single- or multi-channel design or one in contains multiple spectral ranges selective radiation detector, such. B. a Hg Cd Te detector consisting of several layers and connected to a computer is, wherein an IL auxiliary radiator is arranged so that the pyrometric arrangement In addition to the radiation of the measurement object, also the radiation of the auxiliary radiator reflected on it recorded. 7. Einrichtung nach Pkt. 6, gekennzeichnet dadurch, daß außerdem die Anzeige der einzelnen Bandsignale bzw. die ihnen entsprechenden Strahlungstemperaturen sowie deren Korrektur mittels einer Emissionsgradeinstellung wahlweise und umschaltbar in der pyrometrischen Anordnung enthalten sind.7. Device according to item 6, characterized in that also the Display of the individual tape signals or the corresponding radiation temperatures as well as their correction by means of an emissivity setting optionally and switchable are included in the pyrometric array.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0129150A2 (en) * 1983-06-16 1984-12-27 DEUTSCHE FORSCHUNGSANSTALT FÜR LUFT- UND RAUMFAHRT e.V. Method for the contactless radiation measurement of the temperature of an object independent of its emissivity, and device for carrying out this method
EP0143282A2 (en) * 1983-11-28 1985-06-05 DEUTSCHE FORSCHUNGSANSTALT FÜR LUFT- UND RAUMFAHRT e.V. Method for the contactless, emissivity-independent radiation measurement of the temperature of an object
EP0173548A2 (en) * 1984-08-22 1986-03-05 ROLLS-ROYCE plc Radiation probe and method of use
DE4113266A1 (en) * 1990-04-23 1991-10-31 Keller Gmbh Contactless temp. measurement device - gas evaluation device contg. microprocessor with stored epsilon correction values
EP0456412A2 (en) * 1990-05-11 1991-11-13 Texas Instruments Incorporated Temperature measuring method using infrared sensors and processor
EP0462901A1 (en) * 1990-06-21 1991-12-27 Commissariat A L'energie Atomique Method for the use of signals by a pyrometer and pyrometer therefor
DE4110699A1 (en) * 1991-04-03 1992-10-15 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Thermal radiation measurement e.g. for earth's surface temp. - involving alternating light technique whereby measurement and calibration beams pass via rotating mirror and modulator plate to radiometer
WO1993018494A1 (en) * 1992-03-11 1993-09-16 The Boeing Company Thermal condition sensor system for monitoring equipment operation

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0129150A2 (en) * 1983-06-16 1984-12-27 DEUTSCHE FORSCHUNGSANSTALT FÜR LUFT- UND RAUMFAHRT e.V. Method for the contactless radiation measurement of the temperature of an object independent of its emissivity, and device for carrying out this method
EP0129150A3 (en) * 1983-06-16 1986-03-19 Deutsche Forschungs- Und Versuchsanstalt Fur Luft- Und Raumfahrt E.V. Method for the contactless radiation measurement of the temperature of an object independent of its emission degree, and device for carrying out this method
EP0143282A2 (en) * 1983-11-28 1985-06-05 DEUTSCHE FORSCHUNGSANSTALT FÜR LUFT- UND RAUMFAHRT e.V. Method for the contactless, emissivity-independent radiation measurement of the temperature of an object
EP0143282A3 (en) * 1983-11-28 1986-07-02 Deutsche Forschungs- Und Versuchsanstalt Fur Luft- Und Raumfahrt E.V. Method for the contactless, emissivity-independent radiation measurement of the temperature of an object
EP0173548A2 (en) * 1984-08-22 1986-03-05 ROLLS-ROYCE plc Radiation probe and method of use
EP0173548B1 (en) * 1984-08-22 1991-07-03 ROLLS-ROYCE plc Radiation probe and method of use
DE4113266A1 (en) * 1990-04-23 1991-10-31 Keller Gmbh Contactless temp. measurement device - gas evaluation device contg. microprocessor with stored epsilon correction values
EP0456412A2 (en) * 1990-05-11 1991-11-13 Texas Instruments Incorporated Temperature measuring method using infrared sensors and processor
EP0456412A3 (en) * 1990-05-11 1992-09-09 Texas Instruments Incorporated Temperature measuring method using infrared sensors and processor
EP0462901A1 (en) * 1990-06-21 1991-12-27 Commissariat A L'energie Atomique Method for the use of signals by a pyrometer and pyrometer therefor
FR2663740A1 (en) * 1990-06-21 1991-12-27 Commissariat Energie Atomique METHOD FOR OPERATING SIGNALS PROVIDED BY AN OPTICAL PYROMETER, IN PARTICULAR FOR MEASURING ACCURATELY THE TEMPERATURE OF BODIES IN MOTION AND AT A RAPIDLY EVOLUTIVE TEMPERATURE.
DE4110699A1 (en) * 1991-04-03 1992-10-15 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Thermal radiation measurement e.g. for earth's surface temp. - involving alternating light technique whereby measurement and calibration beams pass via rotating mirror and modulator plate to radiometer
WO1993018494A1 (en) * 1992-03-11 1993-09-16 The Boeing Company Thermal condition sensor system for monitoring equipment operation
US5372426A (en) * 1992-03-11 1994-12-13 The Boeing Company Thermal condition sensor system for monitoring equipment operation

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