DE3313487C2

DE3313487C2 -

Info

Publication number: DE3313487C2
Application number: DE19833313487
Authority: DE
Inventors: Laszlo London Gb Urmenyi; William Robert Worcester Park Surrey Gb Urmenyi
Original assignee: ELECTRONIC PRODUCTION AIDS Co Ltd WORCESTER PARK SURREY GB
Current assignee: ELECTRONIC PRODUCTION AIDS Co Ltd WORCESTER PARK SURREY GB
Priority date: 1982-05-20
Filing date: 1983-04-14
Publication date: 1988-12-08
Also published as: GB2121181A; DE3313487A1; GB2121181B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum berührungsfreien Feststellen der Oberflächentemperatur eines Meßobjektes nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a method and a Device for non-contact detection of the surface temperature a test object according to the preamble of Claim 1.

Es ist bekannt, die Temperatur sich bewegender Metallfolien in der Weise zu messen, daß ein Temperaturfühler in einem Schutzgehäuse in der Nähe der Metallfolie angebracht wird, die Luft von der Folienoberfläche in das Schutzgehäuse abgesaugt wird und der Temperaturfühler ein elektrisches Signal erzeugt, das eine Funktion der Temperatur der in das Gehäuse eintretenden Luft ist, die der Folientemperatur entspricht. Mit einer derartigen bekannten Vorrichtung soll das elektrische Signal einer nach dem Wirbelstromprinzip arbeitenden Foliendickenmeßvorrichtung so aufgegeben werden, daß der Einfluß von Folientemperaturänderungen auf die Foliendickenmessung kompensiert wird. Das Gehäuse ist hierbei Teil eines ebenen Bauteiles, das in der Nähe und parallel zu der sich bewegenden Metallfolie angeordnet ist, so daß die gepumpte Luft in den schmalen Spalt zwischen Folie und ebenem Bauteil strömt. Bei noch kaltem Bauteil erreicht die in das Gehäuse eintretende Luft nicht die Folientemperatur, sondern wird von dem Bauteil etwas abgekühlt, wodurch die Lufttemperatur etwa das arithmetische Mittel zwischen Folientemperatur und Bauteiltemperatur ist. Ändert sich die Folientemperatur rasch, tritt eine gewisse Zeitverzögerung ein, bis das Temperaturabfühlelement folgt.It is known the temperature of moving metal foils to measure in the way that a temperature sensor in one Protective housing is attached near the metal foil, the air from the film surface into the protective housing is suctioned off and the temperature sensor is an electrical one Generates signal that is a function of the temperature of the in the Air entering the housing is that of the film temperature corresponds. With such a known device the electrical signal is based on the eddy current principle working film thickness measuring device are given so that the influence of film temperature changes on the Film thickness measurement is compensated. The housing is here Part of a flat component that is close and parallel to the moving metal foil is arranged so that the pumped air into the narrow gap between the film and the flat one Component flows. If the component is still cold, it reaches the Air entering the housing is not the film temperature, but is cooled slightly by the component, causing the air temperature about the arithmetic mean between film temperature and component temperature. The film temperature changes quickly, there is a certain time delay until the Temperature sensing element follows.

Gegenstand der DE-AS 21 03 048 ist ein Temperaturmesser, bei dem die Luft nicht angesaugt wird, sondern durch einen Kegel und in dessen Bodenplatte angeordnete Löcher in eine Hülse sowie anschließend durch einen sich konisch erweiternden Sammler gegen das Meßobjekt geblasen wird. Die durch die Löcher hindurchgeblasene Luft ergibt am oberen Ende des Rohres einen Saugeffekt, aufgrund dessen die Luft zirkuliert. The subject of DE-AS 21 03 048 is a temperature meter, at where the air is not sucked in, but through a cone and holes arranged in its bottom plate in a sleeve and then by a conically widening Collector is blown against the measurement object. The through the Air blown through holes results at the top of the Rohres a suction effect, due to which the air circulates.

Ein Teil der Luft entweicht in die Atmosphäre und wird durch einzublasende Luft ersetzt. Zirkuliert die Luft, wird sie durch das Objekt erwärmt, gleichzeitig wird sie jedoch durch alle Teile gekühlt, mit denen die zirkulierende Luft in Kontakt kommt. Um den Kühleffekt der eingeblasenen Luft zu verringern, wird die Luft mit Hilfe eines Heizwiderstandes auf eine Temperatur erhitzt, die gleich der vom Thermometer an der Meßstelle gemessenen Temperatur ist. Die zirkulierende Luft wird durch das Objekt im Spalt erhitzt und anschließend abgekühlt. Die Temperatur der Luft wird auf den gleichen Wert wie die Temperatur des Objektes erhitzt, so daß die Ablesung des Thermometers der Objekttemperatur entspricht. Die Luft kann solange nicht die Temperatur des Objektes annehmen, bis nicht alle Teile, die in Kontakt mit der zirkulierenden Luft kommen, allmählich auf Objekttemperatur erhitzt sind. Ändert sich die Objekttemperatur, dauert es ziemlich lange, bis alle in Kontakt mit der zirkulierenden Luft stehenden Teile die geänderte Temperatur angenommen haben. Eine derartige Meßmethode ist somit zur Messung von schwankenden Temperaturen nicht geeignet. Da die allmähliche Aufheizung einem logarithmischen Gesetz folgt, erreichen die erhitzten Teile die Temperatur des Objektes genaugenommen nie. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird die Ablesung eines einzigen Thermometers verwendet, um die Objekttemperatur anzuzeigen. Die vorhandenen Thermoelemente dienen ausschließlich der Regelung des Heizwiderstandes und spielen für die Messungen der Objekttemperatur keine Rolle.A part of the air escapes into the atmosphere and gets through air to be injected replaced. If the air circulates, it will warmed by the object, but at the same time it is warmed by cooled all parts with which the circulating air in Contact comes. To the cooling effect of the blown air reduce the air with the help of a heating resistor heated to a temperature equal to that of the thermometer temperature measured at the measuring point. The circulating Air is heated by the object in the gap and then cooled down. The temperature of the air is at the same value as the temperature of the object is heated so that the reading of the thermometer corresponds to the object temperature. The air cannot assume the temperature of the object until not all parts in contact with the circulating air come, are gradually heated to object temperature. Changes the object temperature, it takes quite a long time for everyone parts in contact with the circulating air have changed temperature. Such one The measuring method is therefore for measuring fluctuating temperatures not suitable. Because the gradual heating up one follows logarithmic law, reach the heated parts strictly speaking, the temperature of the object never. At this known device is the reading of a single Thermometers used to display the object temperature. The existing thermocouples are used only for Regulation of the heating resistance and play for the measurements the object temperature does not matter.

Des weiteren ist aus der GB-PS 6 93 306 eine Vorrichtung zum Messen der Temperatur der Oberfläche sich bewegender Gegenstände bekannt, z. B. der Oberfläche einer Trommel. Hierbei ist eine mit Saugwirkung arbeitende Temperaturmeßvorrichtung der Trommel unmittelbar zugeordnet, deren Temperatur gemessen werden soll. Die Temperaturmeßvorrichtung weist einen Block mit einer darin angeordneten Saugleitung auf, deren eines Ende unmittelbar an der Trommel endet, während das andere Ende mit einer Vakuumpumpe oder dergl. verbunden ist. An dem der Trommeloberfläche zugewandten Ende der Leitung ist eine Aussparung vorgesehen, die ein temperaturempfindliches Element aufnimmt, z. B. die heiße Stelle eines Thermoelementes. Da der Abstand zwischen Block und Trommeloberfläche sehr gering ist, wird in diesem kleinen Spalt eine wesentlich höhere Luftgeschwindigkeit erzielt als in der Aussparung, so daß eine größere Luftmenge mit hoher Geschwindigkeit und im Wärmeaustausch zu den äußeren spiralförmigen Leitern fließt als im mittleren Bereich der Aussparung, in der die heiße Stelle der Meßvorrichtung angeordnet ist; die Luft, die die heiße Stelle erreicht, stammt direkt von der Oberfläche, deren Temperatur gemessen werden soll. An der Stelle höherer Luftgeschwindigkeit ist ein geringerer Druck vorhanden. Das große Volumen an Luft hoher Geschwindigkeit dient dazu, die wärmeableitende Umgebung des Thermoelementes mit den die heiße Stelle aufnehmenden Leitern auf eine Temperatur entsprechend der der Trommel zu erwärmen. Die heiße Stelle kann in den Bereich niedrigen Druckes und geringer Luftgeschwindigkeit eingebracht werden, weil nur eine geringe Wärme notwendig ist, um sie auf der gleichen Temperatur wie die Trommel zu halten. Dadurch, daß die Leiter auf etwa die Temperatur der Trommel aufgeheizt werden, werden Fehler bei der Temperaturmessung aufgrund des Wärmeverlustes durch Wärmeableitung längs der Leiter wie auch Strahlungsverluste von dem Thermoelement vermieden.Furthermore, from GB-PS 6 93 306 a device for Measuring the temperature of the surface of moving objects known, e.g. B. the surface of a drum. Here is a temperature measuring device working with suction directly assigned to the drum, the temperature of which was measured shall be. The temperature measuring device has a block with a suction line arranged therein, one of which End ends immediately on the drum while the other ends End is connected to a vacuum pump or the like. To the the end of the line facing the drum surface is one Recess provided which is a temperature sensitive Takes up element, e.g. B. the hot spot of a thermocouple. Because the distance between the block and the drum surface is very small, one becomes essential in this small gap achieved higher air speed than in the recess, so that a larger amount of air at high speed and in Heat exchange flows to the outer spiral conductors than in the middle area of the recess in which the hot Location of the measuring device is arranged; the air the hot spot reached, comes directly from the surface, whose temperature is to be measured. In the place of higher Air speed there is a lower pressure. The large volume of high speed air is used to heat-dissipating environment of the thermocouple with the hot spot receiving conductors to a temperature to heat according to that of the drum. The hot spot can be in the range of low pressure and low air speed be brought in because only a little heat is necessary to keep them at the same temperature as that Hold drum. The fact that the ladder to about Temperature of the drum are heated, errors will occur temperature measurement due to heat loss Heat dissipation along the conductor as well as radiation losses avoided by the thermocouple.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum berührungsfreien Messen der Oberflächentemperatur von Meßobjekten in der Weise vorzunehmen, daß ein elektrisches Signal erzeugt wird, das eine Funktion der Oberflächentemperatur eines Meßobjektes beliebiger Gestalt ist, bei dem jedoch die in der Meßvorrichtung vorhandene Luft nicht erhitzt wird und die Temperatur dieser Luft auch nie auf die Temperatur des Meßobjektes gebracht wird; die hierfür verwendete Vorrichtung soll bei einfachem Aufbau einwandfreie und exakte Ergebnisse bei jeder Lufttemperatur ergeben.In contrast, it is an object of the invention, a method and a device for non-contact measurement of the surface temperature of measuring objects in such a way that a electrical signal is generated, which is a function of Surface temperature of an object of any shape is, however, the air present in the measuring device is not heated and the temperature of this air never is brought to the temperature of the test object; the for this Device used should be flawless with a simple structure and give exact results at any air temperature.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Erzielung derartiger Messungen mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 2 erreicht. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.According to the invention, a method for achieving such Measurements with the features of the characterizing part of the claim 1 and a device for performing this Method with the features of the characterizing part of claim 2 reached. Further embodiments of the invention are the subject of subclaims.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß ein durch einen schmalen Spalt zwischen zwei Oberflächen strömendes Fluid, z. B. Luft, eine Temperatur annimmt, die dem arithmetischen Mittelwert der Temperaturen der beiden Obeflächen entspricht. Wenn die Temperatur des Meßobjektes den Wert T _O, die Temperatur der Oberfläche des Formkörpers den Wert T _M und die Temperatur der eingesaugten Luft den Wert T _A hat, giltThe invention is based on the knowledge that a fluid flowing through a narrow gap between two surfaces, for. B. air, assumes a temperature that corresponds to the arithmetic mean of the temperatures of the two surfaces. If the temperature of the test object has the value T _O , the temperature of the surface of the molded body has the value T _M and the temperature of the sucked-in air has the value T _A , applies

Mißt man die Temperatur T _A der Luft und die Temperatur T _M der gegenüberliegenden Obeflächen, und zieht man T _M von dem doppelten Wert T _A ab, wird die Temperatur T _O des Gegenstandes erhalten.If one measures the temperature T _{A of} the air and the temperature T _{M of} the opposite surfaces, and subtracts T _M from the double value T _A , the temperature T _{O of} the object is obtained.

Eine derartige Messung ist bei jeder Lufttemperatur und jeder Temperatur des Meßobjektes exakt, so daß keine komplizierten und aufwendigen Vorrichtungen zum Vorheizen der Luft erforderlich sind. Die Messung kann mit hoher Geschwindigkeit erfolgen und ist deshalb besonders geeignet zur Messung sich rasch ändernder Temperaturen an Meßobjekten. Ferner ist diese Meßvorrichtung einfach unbillig herstellbar sowie im Betrieb wesentlich exakter und schneller als bisher bekannte, vergleichbare Vorrichtungen, wobei auch keinerlei Aufheizung der Luft erforderlich ist.Such a measurement is at every air temperature and everyone Temperature of the measurement object exactly, so that no complicated and expensive devices for preheating the air required are. The measurement can be done at high speed take place and is therefore particularly suitable for measuring itself rapidly changing temperatures on test objects. Furthermore, this is Measuring device can simply be manufactured inappropriately and in operation much more precise and faster than previously known, comparable devices, with no heating the air is required.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigtThe invention will now be read in conjunction with the drawing explained using exemplary embodiments. It shows

Fig. 1 eine Ausführungsform der Erfindung, angewendet auf ein ebenes Meßobjekt, Fig. 1 shows an embodiment of the invention, applied to a planar object to be measured,

Fig. 2 eine weitere Ausführungform der Erfindung, angewendet auf ein zylindrisches Meßobjekt, Fig. 2 shows another embodiment of the invention applied to a cylindrical test object,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer elektronischen Schaltung nach der Erfindung, bei der ein Widerstandsthermometer mit positivem und ein Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten verwendet wird, und Fig. 3 is a block diagram of an embodiment of an electronic circuit according to the invention, in which a resistance thermometer with a positive and a thermistor with a negative temperature coefficient is used, and

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer elektronischen Schaltung nach der Erfindung, bei der zwei Widerstandsthermometer verwendet werden, die beide positive oder beide negative Temperaturkoeffizienten haben. Fig. 4 is a block diagram of an embodiment of an electronic circuit according to the invention, in which two resistance thermometers are used, both of which have positive or both negative temperature coefficients.

In Fig. 1 ist mit 1 das Meßobjekt, z. B. eine Aluminiumfolie, bezeichnet, die sich in Pfeilrichtung bewegt. Das Bauteil ist mit 2, das Schutzgehäuse mit 3, der erste Temperaturfühler, z. B. ein Platindrahtthermometer mit 4, der zweite Temperaturfühler mit 5, eine Pumpvorrichtung, die Luft von der Oberfläche des Meßobjektes über die Rohrleitung 7 pumpt, mit 6, eine elektronische Schaltung, die im einzelnen in Fig. 3 bzw. Fig. 4 dargestellt ist, mit 8, ein Heizelement, das die dem Meßobjekt zugewandte Oberfläche des Bauteiles beheizt, mit 9, Leiter, die den Strom nach 9 führen, mit 16, der Ausgang der elektronischen Schaltung 8, der das Meßobjekt-Temperatursignal darstellt, mit 10, und ein Gerät zur Anzeige der Meßobjekt-Temperatur mit 11 bezeichnet. In Fig. 1, 1 is the measurement object, for. B. an aluminum foil, which moves in the direction of the arrow. The component is with 2 , the protective housing with 3 , the first temperature sensor, for. B. a platinum wire thermometer with 4 , the second temperature sensor with 5 , a pump device that pumps air from the surface of the measurement object via the pipeline 7 , with 6 , an electronic circuit, which is shown in detail in Fig. 3 and Fig. 4 , with 8 , a heating element that heats the surface of the component facing the test object, with 9 , conductors that conduct the current to 9 , with 16 , the output of the electronic circuit 8 , which represents the test object temperature signal, with 10 , and a device for displaying the temperature of the test object designated 11 .

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 sind die Oberfläche des Meßobjektes und des dem Meßobjekt zugewandten Bauteiles eben, wobei in der Betriebsstellung die Oberfläche des Bauteiles im wesentlichen parallel zum Meßobjekt verläuft. Die Oberfläche des Bauteiles kann jedoch auch leicht gekrümmt sein, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2 dargestellt, wobei der Abstand zwischen Bauteil und Meßobjekt im Bereich der Mitte kleiner ist als im Randbereich. Die Luft strömt im Randbereich langsamer als im mittleren Bereich. Das Heizelement ist wahlweise eingeschaltet und wird nur verwendet, wenn eine besonders hohe Meßgenauigkeit erzielt werden soll. Ebenso ist das Temperaturanzeigegerät 11 nicht unbedingt erforderlich. Im Betrieb strömt Luft in den Spalt zwischen 1 und 2 ein und nimmt eine Temperatur zwischen der Temperatur des Meßobjektes 1 und des Bauteiles 2 an. Der erste Temperaturfühler 4 stellt die Temperatur der Luft, der zweite Temperaturfühler 5 die Temperatur des Bauteiles fest. Die elektronische Schaltung 8 erzeugt ein Ausgangssignal, das eine Funktion der Temperatur des Meßobjektes 1 unbeeinflußt von der Temperatur des Bauteiles 2 ist.In the embodiment according to FIG. 1, the surface of the measurement object and the component facing the measurement object are flat, the surface of the component running essentially parallel to the measurement object in the operating position. However, the surface of the component can also be slightly curved, as shown in the embodiment according to FIG. 2, the distance between the component and the measurement object being smaller in the area in the middle than in the edge area. The air flows more slowly in the edge area than in the middle area. The heating element is optionally switched on and is only used if a particularly high measuring accuracy is to be achieved. Likewise, the temperature display device 11 is not absolutely necessary. In operation, air flows into the gap between 1 and 2 and takes on a temperature between the temperature of the test object 1 and the component 2 . The first temperature sensor 4 detects the temperature of the air, the second temperature sensor 5 the temperature of the component. The electronic circuit 8 generates an output signal which is a function of the temperature of the test object 1 unaffected by the temperature of the component 2 .

In Fig. 2 ist ein Teil des Meßobjektes, z. B. eine zylindrische, rotierende Welle mit 1′, das Bauteil mit 2′ bezeichnet, das eine zylindrische Oberfläche aufweisen kann, die in der Betriebsstellung konzentrisch mit der Welle 1′ angeordnet ist oder auch geringfügig exzentrisch angeordnet sein kann, wobei der Abstand in der Nähe der Mitte kleiner ist als am Rand. Die Bezugszeichen 3 bis 11 bezeichnen die gleichen Teile wie in Fig. 1.In Fig. 2, part of the measurement object, for. B. a cylindrical, rotating shaft with 1 ', the component with 2 ' designated, which may have a cylindrical surface which is arranged concentrically with the shaft 1 'in the operating position or can also be arranged slightly eccentrically, the distance in the Near the center is smaller than at the edge. The reference numerals 3 to 11 denote the same parts as in FIG. 1.

In den Fig. 3 und 4 sind Einzelheiten einer Ausführungsform des Blockschaltbildes der Schaltung dargestellt. In Fig. 3 ist ein Widerstandsthermometer, z. B. ein Platindraht, mit einem positiven Temperaturkoeffizienten mit 4, ein Thermistor mit einem negativen Temperaturkoeffizienten mit 5, ein Widerstand mit 18, ein Signalverstärker mit 12, ein Differenziergerät mit 17, ein Summierverstärker mit 15, der Ausgang mit 10, und ein Temperaturanzeigegerät mit 11 bezeichnet. Diese Ausführungsform wird verwendet, wenn nur eine relativ geringe Meßgenauigkeit erforderlich ist.In FIGS. 3 and 4 details are shown of an embodiment of the block diagram of the circuit. In Fig. 3 is a resistance thermometer, for. B. a platinum wire with a positive temperature coefficient with 4 , a thermistor with a negative temperature coefficient with 5 , a resistor with 18 , a signal amplifier with 12 , a differentiator with 17 , a summing amplifier with 15 , the output with 10 , and a temperature indicator with Designated 11 . This embodiment is used when only a relatively low measuring accuracy is required.

Der Thermistor selbst hat eine nichtlineare Charakteristik; mit einem Widerstand, der parallel zum Thermistor geschaltet ist, kann jedoch eine angenähert lineare Charakteristik über einen weiten Temperaturbereich erzielt werden. Im Betrieb stellt die Strömungsmitteltemperatur im wesentlichen das arithmetische Mittel zwischen der Temperatur des Meßobjektes und der des Bauteiles dar; wenn die Temperatur des Strömungsmittels und die des Bauteiles gleich sind, muß die Strömungsmitteltemperatur gleich der Meßobjekt-Temperatur sein. Ist die Temperatur des Bauteiles niedriger als die Temperatur des Strömungsmittels, ist der Wert des Widerstandes 5 größer und der Kühleffekt des Bauteils auf der Strömungsmittel wird kompensiert. Der Ausgang am Signalverstärker 12 ist deshalb eine lineare Funktion der Temperatur des Meßobjektes und ist von der Temperatur des Bauteiles unbeeinflußt. Das Differenziergerät 17 erzeugt einen Ausgang proportional der Änderungsgeschwindigkeit des Ausganges aus dem Verstärker 12; wird er dem Ausgang des Verstärkers 12 mit Hilfe des Summierverstärkers 15 hinzuaddiert, wird ein Ausgang 10 mit reduzierter Zeitkonstante erhalten. Ein Temperaturanzeigegerät ist mit 11 bezeichnet.The thermistor itself has a non-linear characteristic; With a resistor that is connected in parallel to the thermistor, however, an approximately linear characteristic can be achieved over a wide temperature range. In operation, the fluid temperature essentially represents the arithmetic mean between the temperature of the test object and that of the component; if the temperature of the fluid and that of the component are the same, the fluid temperature must be the same as the object temperature. If the temperature of the component is lower than the temperature of the fluid, the value of the resistance 5 is greater and the cooling effect of the component on the fluid is compensated for. The output at the signal amplifier 12 is therefore a linear function of the temperature of the test object and is unaffected by the temperature of the component. The differentiator 17 produces an output proportional to the rate of change of the output from the amplifier 12 ; if it is added to the output of the amplifier 12 with the aid of the summing amplifier 15 , an output 10 with a reduced time constant is obtained. A temperature display device is designated by 11 .

In Fig. 4 sind ein Temperaturfühler 4, der die Temperatur des Strömungsmittels, üblicherweise Luft, mißt, sowie ein Temperaturfühler 5, der die Temperatur des Bauteiles 2 mißt, vorgesehen; beide Temperaturfühler haben einen positiven Temperaturkoeffizienten. Mit 12 und 13 sind Signalverstärker, mit 14 ist ein Differenzverstärker, der die Energie für das Heizelement 9 liefert, mit 15 ein Summierverstärker, mit 16 ein Differenzverstärker und mit 17 ein Differenziergerät bezeichnet. Das Heizelement 9, der Differenzverstärker 14 und das Differenziergerät sind wahlweise vorgesehen. Wenn das Differenziergerät 17 nicht benötigt wird, wird der Summierverstärker 15 überflüssig. Mit 10 ist der Ausgang und mit 11 das Temperaturanzeigegerät bezeichnet. In FIG. 4, a temperature sensor 4 that measures the temperature of the fluid, usually air, and a temperature sensor 5, which measures the temperature of the component 2, is provided; both temperature sensors have a positive temperature coefficient. 12 and 13 are signal amplifiers, 14 is a differential amplifier which supplies the energy for the heating element 9 , 15 is a summing amplifier, 16 is a differential amplifier and 17 is a differentiating device. The heating element 9 , the differential amplifier 14 and the differentiating device are optionally provided. If the differentiating device 17 is not required, the summing amplifier 15 becomes superfluous. The output is designated by 10 and the temperature display device by 11 .

Die Arbeitsweise der Schaltung läßt sich am besten anhand eines Zahlenbeispieles wie folgt erläutern: Es sei angenommen, daß die Temperatur des Meßobjektes 100°C und die Temperatur des Bauteiles 60°C beträgt. Dann hat die Strömungsmitteltemperatur einen Wert von 80°C. Wenn der Ausgang aus dem Verstärker 13 proportional dem doppelten Wert der Strömungsmitteltemperatur, d. h. 160°C, und der Ausgang aus dem Verstärker 12 proportional der Temperatur des Bauteiles, d. h. 60°C ist, sind ungeachtet des Summierverstärkers 15 die Eingänge in den Differenzverstärker 16 proportional 160°C und 60°C, und der Ausgang des Differenzverstärkers 16 ist proportional 160 - 60 = 100°C, d. h. die Temperatur des Meßobjektes ist unbeeinflußt von der Temperatur des Bauteiles.The operation of the circuit can best be explained using a numerical example as follows: It is assumed that the temperature of the test object is 100 ° C and the temperature of the component is 60 ° C. Then the fluid temperature has a value of 80 ° C. If the output from amplifier 13 is proportional to twice the value of the fluid temperature, ie 160 ° C, and the output from amplifier 12 is proportional to the temperature of the component, ie 60 ° C, the inputs to differential amplifier 16 are proportional regardless of summing amplifier 15 160 ° C and 60 ° C, and the output of the differential amplifier 16 is proportional to 160 - 60 = 100 ° C, ie the temperature of the test object is unaffected by the temperature of the component.

Das Differenziergerät 17 erzeugt einen Ausgang proportional der Änderungsgeschwindigkeit der Strömungsmitteltemperatur und wird dem Ausgang aus dem Signalverstärker 13 hinzugefügt, um die Zeitkonstante der Messung zu verringern.The differentiator 17 produces an output proportional to the rate of change of the fluid temperature and is added to the output from the signal amplifier 13 to reduce the time constant of the measurement.

Wenn höchste Genauigkeit erforderlich ist, wird ein Heizelement 9 eingeschaltet, das das Bauteil auf Strömungsmitteltemperatur aufheizt; da die Strömungsmitteltemperatur das arithmetische Mittel zwischen der Temperatur des Meßobjektes und der des Bauteils ist, wird die Strömungsmitteltemperatur genau gleich der Temperatur des Meßobjektes. Der Differenzverstärker 14 ist in der Lage, einen Ausgang zu erzeugen, der eine Funktion der Differenz zwischen der Hälfte des Ausganges aus dem Verstärker 13 und des Ausganges aus dem Verstärker 12 ist, d. h. eine Funktion der Differenz zwischen den Temperaturen des Strömungsmittels und des Bauteils, und liefert Energie an das Heizelement 9, bis die Differenz Null wird.If maximum accuracy is required, a heating element 9 is switched on, which heats the component to fluid temperature; since the fluid temperature is the arithmetic mean between the temperature of the measurement object and that of the component, the fluid temperature becomes exactly the same as the temperature of the measurement object. Differential amplifier 14 is capable of producing an output that is a function of the difference between half the output from amplifier 13 and the output from amplifier 12 , ie, a function of the difference between the temperatures of the fluid and the component. and supplies energy to the heating element 9 until the difference becomes zero.

Claims

1. A method for non-contact determination of the surface temperature of a measurement object, in which at least a part of the surface of a shaped body, the shape of which corresponds approximately to the surface of the measurement object, is brought into close proximity to the surface of the measurement object and thereby a gap is formed between the two surfaces the fluid, preferably air, is sucked out of the gap, which has taken on a temperature which is an average of the surface temperature of the measurement object and the shaped body, and at which the temperature of the extracted fluid and the surface temperature of the shaped body are determined with the aid of temperature sensors, characterized in that an electrical signal is generated by a first temperature sensor which is essentially a function of twice the temperature of the fluid, in that an electrical signal is generated in a second temperature sensor which is essentially a function of the surface temperature is the shape of the molded body, and that the two signals are combined so that a third signal is formed, which is essentially a function of the difference between the double value of the temperature of the extracted fluid and the temperature of the component, and which is a measure of is the surface temperature of the object.

2. Device for non-contact detection of the surface temperature of a test object, with a temperature sensor which is arranged in a protective housing, a molded body with a surface which is approximately conform in shape to the surface of the test object and which is in the immediate vicinity of the surface of the test object is arranged that a gap is formed between the surfaces, an opening in the molded body which is assigned to the surface of the test object and which leads to the protective housing, and with a pump device for suctioning the surrounding fluid, preferably air, from the surface of the test object into the protective housing , wherein the temperature sensor assumes the temperature of the inflowing fluid and generates a fluid temperature signal, characterized by
a second temperature sensor ( 5 ) which detects the temperature of the shaped body ( 2 ) and generates a shaped body temperature signal, and
an amplifier arrangement ( 12, 13 ) which combines the fluid temperature signal and the shaped body temperature signal with one another in such a way that a measurement object temperature signal is obtained which is a function of the difference between twice the value of the fluid temperature and the shaped body temperature and thus a function of the surface temperature of the measurement object ( 1 ) .

3. Device according to claim 2, characterized in that the object temperature signal is a function of the difference between twice the value of the fluid temperature and the Molded body temperature.

4. The device according to claim 3, characterized in that one of the temperature sensors ( 4, 5 ), preferably the fluid temperature sensor, has a positive temperature coefficient and the other temperature sensor has a negative temperature coefficient, and that the temperature sensors in series with a signal shaping amplifier ( 12, 13 ) and a connector are connected to connect the temperature sensors to the input of the signal shaping amplifier.

5. The device according to claim 4, characterized by a differentiating device ( 17 ) for generating a further electrical signal which is a function of the rate of change of the output of the signal shaping amplifier, and a summing device ( 15 ) which together the further electrical signal and the output of the signal shaping amplifier combined to generate a test object temperature signal with a smaller time constant.

6. The device according to claim 3, wherein both temperature sensors Temperature coefficients with the same sign, preferably both have positive signs by at least one signal shaping amplifier and one Connection device that the temperature sensor with connects at least one of the signal shaping amplifiers, to produce an output that is a function of Difference between the double value of the temperature of the Has fluid and the temperature of the molded body.

7. The device according to claim 6, characterized by a first signal shaping amplifier ( 12 ), a device for connecting one of the temperature sensors ( 4, 5 ) to the first signal shaping amplifier ( 12 ), a second signal shaping amplifier ( 13 ), and a connecting device for connecting the other Temperature sensor ( 5, 4 ) with the second signal shaping amplifier ( 13 ), the first signal shaping amplifier ( 12 ) having an output approximately proportional to twice the value of the fluid temperature and the second signal shaping amplifier ( 13 ) having an output approximately proportional to the molded body temperature.

8. The device according to claim 7, characterized by a differentiating device ( 17 ) for obtaining a further electrical signal which is a function of the rate of change of the fluid temperature signal, and a summing amplifier ( 15 ) which connects the further electrical signal to the fluid temperature signal, and a differential amplifier , which combines the output of the summing amplifier and the molded body temperature signal with one another and results in a test object temperature signal with a smaller time constant.

9. The device according to claim 3, characterized by an electric heating device ( 9 ) for heating at least the part of the shaped body ( 2 ) which is in the immediate vicinity of the measurement object ( 1 ), and a device which the energy supplied to the heating device ( 9 ) controls so that the molded body temperature is kept equal to the fluid temperature.

10. The device according to claim 3, characterized by a device ( 11 ) for reading out the object temperature.

11. The device according to claim 2 or 3, characterized in that that an eddy current thickness measuring device with the DUT temperature signal is fed such that the influence of object temperature changes on the Thickness measurement is compressed.