DE3710486C1 - A device for sighting at a radiation meter - Google Patents

A device for sighting at a radiation meter

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Abstract

In an apparatus for measuring radiation, such as an infrared radiation pyrometer, an opaque patch 30 is illuminated from the rear by a lamp 26 and imaged on to the article under test by a lens 28 to produce a ring 42 of light surrounding a circular target area 24, the radiation from which is focussed onto a detector 14. This arrangement avoids the light from the lamp 26 being reflected to the detector 14 and distorting the measurement. The positioning of the projector system on the optical axis and in the dead angle of a Cassegrain telescope reflector system 12 produces an extremely compact unit. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Meßfleckmar kierung bei einem Strahlungsmeßgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a device for Meßfleckmar kierung in a radiation measuring device according to the preamble of claim 1.

Derartige Geräte werden vielfach zum Messen von Tempera turen an unzugänglichen Stellen oder in Temperaturberei chen verwendet, in denen Thermoelemente oder Widerstands thermometer nicht mehr eingesetzt werden können. Such devices are often structures for measuring temperature in inaccessible locations or used in Chen temperature ranges in which thermocouples or resistance thermometer can no longer be used. Dabei ergibt sich insbesondere bei Verwendung von Infrarot- Strahlungspyrometern das Problem der genauen Einstellung auf den gewünschten Meßpunkt. In this case, the problem of accurate adjustment to the desired point of measurement results, in particular when using infrared radiation pyrometers.

Zu diesem Zweck wird vielfach eine Meßfleckmarkierung, z. For this purpose is often a Meßfleckmarkierung such. B. ein Lichtpunkt, verwendet, die auf das Meßobjekt projiziert wird. As a point of light is used, which is projected onto the object. Außerdem besteht die Möglichkeit, die genaue Einstel lung mit Hilfe eines Visierstabs und einer Aufstecklampe oder mit einem Visierkegel zu bestimmen. It is also possible, the exact SET lung using a visor rod and a AUFSTECKLAMPE or with a visor cone to be determined.

Die letztgenannten Lösungsmöglichkeiten mit vorwiegend me chanischen Mitteln eignen sich jedoch nur für verhältnismä ßig kurze Abstände vom Meßobjekt, wobei außerdem bei Verwen dung von Visierstab und Aufstecklampe das gleichzeitige An visieren und Messen nicht möglich ist. However, the latter solutions with mainly me chanical means are suitable only for verhältnismä SSIG short distances from the test object, and also in USAGE-making of visor rod and AUFSTECKLAMPE improvise simultaneously on and measuring is not possible.

Beim Einspiegeln eines Lichtpunktes auf die optische Achse, z. When mirroring in a light spot on the optical axis z. B. über halbdurchlässige Spiegel, ergibt sich der Nachteil, daß das Meßobjektiv für sichtbares Licht durchlässig sein muß. B. about half mirror, there is the disadvantage that the measurement objective for visible light must be transparent. Außerdem besteht dabei die Möglichkeit einer Verfäl schung des Meßwerts durch das sichtbare Licht. In addition, the possibility of not distorted consists research of reading by the visible light. Die Verwen dung eines Zielfernrohrs bedingt eine aufwendige Optik, Ju stierung, sowie Signalverluste durch halbdurchlässige Spie gel, da zum gleichzeitigen Anvisieren und Messen die Anzeige in das Sichtfeld des Suchers gebracht werden muß. The USAGE extension of a telescopic sight requires a complicated optical system, Ju stierung and signal loss by gel semipermeable Spie, as for the simultaneous targeting and measuring the display must be brought into the field of view of the viewfinder. Bei Ver wendung einer Laseroptik erhöhen sich Aufwand und Platzbe darf noch weiter. increase at Ver application of a laser optics, effort and Platzbe may even further.

Aus der US-PS 43 15 150 ist bereits eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, wobei parallel zum eigentli chen Strahlugsmeßgerät eine Laserröhre vorgesehen ist, die mittels einer teilweise in der optischen Achse der Laserröh re und teilweise in der optischen Achse des Strahlungsmeßge räts angeordneten Doppeloptik zwei leuchtende kreisförmige Meßfleckmarkierungen unterschiedlichen Durchmessers und un terschiedlicher Helligkeit erzeugt, die bei konzentrischer Ausrichtung genau in der Mitte eines dieselben umgebenden, kreisringförmigen und auf die Empfängerfläche des Strah lungsmeßgeräts fokussierten Meßbereiches angeordnet sind. From US-PS 43 15 150, a device of the initially mentioned type is already known, wherein a laser tube is provided in parallel to eigentli chen Strahlugsmeßgerät partially re by means of a in the optical axis of Laserröh and partially arranged in the optical axis of Strahlungsmeßge Raets double optics two luminous circular Meßfleckmarkierungen different diameter and un terschiedlicher brightness generated that exactly one of the same surrounding the concentric alignment in the middle, annular and are arranged on the sensor of the Strah lungsmeßgeräts focused measuring range. Diese Anordnung ist relativ platzraubend, da zu dem eigent lichen Strahlungsmeßgerät noch eine Laserröhre etwa glei cher Größe sowie eine Doppeloptik erforderlich ist, wobei auch die von der Doppeloptik erzeugten Strahlen einen ver hältnismäßig großen Abstand voneinander haben, so daß bei schwer zugänglichen Meßstellen der hierfür erforderliche Raum oft nicht zur Verfügung steht. This arrangement is relatively bulky as to the Eigent union radiation measuring even a laser tube as having equivalent size and a double optics is required, whereby the beams generated by the dual optics have a ver tively large distance from each other, so that the required therefor are difficult to access measuring points space not often available. Zudem ist der eigentli che Meßfleck des Strahlungsmeßgerätes eine kreisringförmi ge Fläche, während es oft erwünscht ist, die Temperatur in einem sehr kleinen, nahezu punktförmigen Meßfleck zu mes sen. In addition, the eigentli che measuring spot radiometer is a kreisringförmi ge surface while it is often desired, the temperature sen in a very small, almost point-shaped measuring spot to mes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Meßfleckmarkierung zu schaffen, die bei einfachem Auf bau und geringem Platzbedarf sowie ohne Verfälschung der zu messenden Temperatur ein genaues Anvisieren des ge wünschten Meßpunktes und gleichzeitiges Messen seiner Tem peratur ermöglicht. The invention has for its object to provide a device for Meßfleckmarkierung, the construction and low space requirement and without distortion temperature allows the temperature to be measured Tem its accurate aiming at the desired measurement point ge and simultaneous measurement with a simple on.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs ge nannten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merk male des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved with a device of the type called ge according to the invention by the characterizing features of claim 1. male.

Diese Anordnung der gesamten Vorrichtung zur Meßfleckmar kierung hinter dem Spiegelobjektiv ergibt eine kompakte Baueinheit, wobei durch ausschließliche Ausnützung des Raumes im toten Winkel der Optik der Platzbedarf auf ein Minimum reduziert ist. This arrangement of the entire apparatus for Meßfleckmar kierung behind the mirror lens results in a compact unit, wherein reduced by exclusive exploitation of the space in the blind spot of the optical system of the space to a minimum. Da hier der eigentliche Meßfleck als von einem Lichtring umgebene unbeleuchtete Kreisfläche erscheint, ist somit auch eine Verfälschung der Meßergeb nisse ausgeschlossen. Here, since the actual measurement spot as appears from a light ring surrounded unlit circular area, thus nisse excluded falsification of Meßergeb.

Die Anordnung der Meßfleckmarke auf oder vor der Lichtquelle gemäß Anspruch 2, insbesondere auf der Spitze der gemäß An spruch 3 als Lichtquelle dienenden Lumineszenzdiode, trägt weiterhin zur Vereinfachung und zur Reduzierung des Platz bedarfs bei. The arrangement of the Meßfleckmarke on or in front of the light source according to claim 2, and in particular the tip of the entitlement according to 3 serving as a light source emitting diode, further contributes to the simplification and reduction of space in demand. Der Aufbau der Justiereinrichtung ergibt bei Verwendung weniger und einfacher Bauteile eine äußerst hohe Stabilität z. The structure of the adjustment results using fewer and simpler components for an extremely high stability. B. bei Stoßbelastungen, infolge des hohen Rei bungskoeffizienten zwischen dem angepreßten Spezialkunst stoff und der Auflagefläche. B. at shock loads due to the high Rei bung coefficient between the pressed-on special plastics and the bearing surface.

Die Ansprüche 4 und 5 betreffen weitere vorteilhafte Ausge staltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung. The claims 4 and 5 relate to further advantageous refinements of the Starting device according to the invention.

Anhand der Figuren wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to FIGS. Es zeigt It shows

Fig. 1 ein vereinfachtes Schnittbild durch ein Infrarot- Strahlungspyrometer mit der Vorrichtung zur Meß fleckmarkierung gemäß der Erfindung, mit einge zeichnetem optischem Strahlengang, Fig. 1 is a simplified sectional view through an infrared radiation pyrometer with the device for sighting according to the invention, with integrated zeichnetem optical beam path,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer als Lichtquelle dienenden Lumineszenzdiode mit einer in deren Spitze eingesetzten Meßfleckmarke. Fig. 2 is a schematic representation of a light emitting diode serving as a light source having a peak in their Meßfleckmarke used.

Das in Fig. 1 allgemein mit der Bezugszahl 10 bezeich nete Infrarot-Strahlungspyrometer besteht im wesentlichen aus einem Cassegrain-Spiegelobjektiv 12 , einer Detektor einheit 14 und der Vorrichtung zur Meßfleckmarkierung 16 gemäß der Erfindung. The generally by the reference numeral 10 indicated in Fig. 1 infrared radiation pyrometer consists essentially of a Cassegrainian mirror lens 12, a detector unit 14 and the apparatus for Meßfleckmarkierung 16 according to the invention. In der Detektoreinheit 14 ist eine Empfängerfläche 18 angeordnet, welche die von einem (nicht gezeigten) Meßobjekt abgestrahlte Energie erfaßt und zur Messung weiterleitet. In the detector unit 14 is a receiving surface 18 is arranged, which detects the measurement object radiated energy (not shown) of one and forwards for measurement. Das Bild dieser Empfängerfläche 18 wird über Sekundärspiegel 20 und Primärspiegel 22 des Cassegrain-Spiegelobjektivs 12 auf dem zu messenden Be reich des Meßobjekts als Meßfleck 24 abgebildet. The image of this receiver surface 18 is over secondary mirror 20 and primary mirror 22 of the Cassegrain mirror objective mapped to the measured of the measured object as Be rich measurement spot 24 12th

Die Aufgabe der Vorrichtung zur Meßfleckmarkierung 16 besteht nun darin, die genaue Lage und auch den Durch messer dieses Meßflecks 24 auf dem Meßobjekt zu bestim men, da der Meßfleck 24 ja an sich nicht sichtbar ist und die Verwendung aufwendiger Zielfernrohre oder sonsti ger optischer Systeme vermieden werden soll. The object of the device for Meßfleckmarkierung 16 now is to the exact location and also the diameter of this measurement spot 24 on the object to be measured men during limited because the measurement spot 24 is itself not visible yes and the use of expensive scopes or Other pe ger optical systems avoided shall be. Zu diesem Zweck ist in der Vorrichtung zur Meßfleckmarkierung 16 eine Lichtquelle 26 vorgesehen, deren Strahlenbündel über ein Objektiv 28 auf das Meßobjekt gerichtet wird. For this purpose, a light source 26 is provided in the apparatus for Meßfleckmarkierung 16 whose beam is directed through a lens 28 onto the object. Die gesamte Vorrichtung zur Meßfleckmarkierung 16 ist auf der Rückseite des Sekundärspiegels 20 im toten Win kel des Strahlengangs des Cassegrain-Spiegelobjektivs 12 untergebracht und liegt in der optischen Achse desselben. The entire apparatus for Meßfleckmarkierung 16 is on the back of the secondary mirror 20 in the dead Win angle of the beam path of the Cassegrain mirror objective 12 and is housed in the optical axis thereof. Durch entsprechende Anordnung des Objektivs 28 wird er reicht, daß die Abbildungsebene der Meßfleckmarke 30 mit derjenigen der Empfängerfläche 18 der Detektoreinheit 14 zusammenfällt. By appropriate arrangement of the lens 28 it is sufficient that the imaging plane of the Meßfleckmarke 30 coincides with that of the receiving surface 18 of the detector unit fourteenth

Um zu verhindern, daß durch die Beleuchtung des Meß flecks 24 mit sichtbarem Licht das Meßergebnis ver fälscht wird, ist zwischen die Lichtquelle 26 und das Objektiv 28 eine für sichtbares Licht undurchlässige Meßfleckmarke 30 eingesetzt, welche aus dem Strahlenbündel der Lichtquelle 26 eine mittlere Kreisfläche ausblen det, so daß nur noch ein diese Kreisfläche umgebender Lichtring sichtbar bleibt. In order to prevent that the measuring result is falsified ver by the illumination of the measurement spot 24 with visible light between the light source 26 and the lens is opaque to visible light Meßfleckmarke used 28 30, which hide my of the radiation beam of the light source 26, a middle circular area so that only a circular area surrounding this ring remains visible light det. Größe und Lage der Meßfleck marke werden derart gewählt, daß deren Abbildung auf dem Meßobjekt mit der Abbildung der Empfängerfläche 18 der Detektoreinheit 14 identisch wird. Size and location of the measurement spot brand be that the image is identical to the measurement object with the imaging of the receiving surface 18 of the detector unit 14 is selected in such a manner.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Lichtquelle 26 eine Lumineszenzdiode 32 , deren Spitze eine kreisförmige Vertiefung aufweist, die mit einem für das von der Leuchtfläche 34 der Lumineszenzdiode ausge strahlte Licht undurchlässigen Material 36 ausgefüllt ist, wie in Fig. 2 schematisch dargestellt wird. In a preferred embodiment of the invention, the light source 26 is a light emitting diode 32 whose tip has a circular recess, which is filled with a material impermeable to the out of the light-emitting surface 34 of the LED light irradiated material 36 as shown in Fig. 2 is shown schematically. Das lichtun durchlässige Material 36 bildet die Meßfleckmarke 30 , deren Durchmesser durch den Durchmesser der Vertiefung in der Spitze der Lumineszenzdiode 32 festgelegt und auf den Durchmesser des Meßflecks 24 abgestimmt wird. The lichtun permeable material 36 forms the Meßfleckmarke 30, whose diameter is determined by the diameter of the recess in the top of the light emitting diode 32 and matched to the diameter of the measuring spot 24th

Zur genauen Justierung der Vorrichtung zur Meßfleckmar kierung 16 auf die optische Achse des Cassegrain-Spiegel objektivs ist die Vorrichtung auf einer Federplatte 38 , z. For accurate adjustment of the device for Meßfleckmar 16 kierung to the optical axis of the Cassegrain mirror objective is the device on a spring plate 38, z. B. aus Spezialkunststoff, mit drei in Dreiecksform angeordne ten Justierschrauben 40 befestigt, durch deren Verstellung eine Kippbewegung der Vorrichtung erzielt wird, bis die Abbildung der Meßfleckmarke 30 mit derjenigen der Empfän gerfläche 18 der Detektoreinheit 14 zusammenfällt. B. made of special plastic, fastened with three being arrange in a triangular shape ten adjusting screws 40, is achieved by the adjustment of a tilting movement of the device, coincides to the mapping of the Meßfleckmarke 30 gerfläche with that of the receptions and seminars 18 of the detector unit fourteenth Die elastischen Eigenschaften und der Reibungskoeffizient des für die Federplatte 38 verwendeten Spezialkunststoffs werden derart ausgewählt, daß eine größtmögliche Stabili tät und Unempfindlichkeit z. The elastic properties and the friction coefficient of the special plastic used for the spring plate 38 are selected such that a maximum Stabili ty and z insensitivity. B. gegen Stoßbelastungen sichergestellt ist. As is provided against shock loads.

Bei der Benützung wird die Lage des Infrarot-Strahlungs pyrometers in Bezug zum Meßobjekt sowie der Abstand von demselben solange verändert, bis die Abbildung der Meßfleckmarke 30 bzw. der sie umgebende Lichtring 42 an dem gewünschten Meßpunkt auf der Oberfläche des Meß objekts scharf erscheint. In the use of the position changing of the infrared radiation pyrometer with respect to the measured object and the distance from the same until the image of the Meßfleckmarke 30 and the surrounding ring of light 42 on the surface of the object appears sharp at the desired measurement point. Damit ist dann der kleinste Meßfleckdurchmesser des Infrarot-Strahlungspyrometers eindeutig festgelegt und sichergestellt, daß die Emp fängerfläche 18 der Detektoreinheit 14 nur die zu mes sende Wärmestrahlung aufnimmt. So that the smallest spot size of the infrared radiation pyrometer is then clarified and ensured that the Emp catcher surface 18 of the detector unit 14 only takes up to send mes thermal radiation.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Meßfleckmarkierung bei einem Strah lungsmeßgerät, insbesondere einem Infrarot-Strah lungspyrometer, wobei zum Ausrichten des Meßgeräts auf ein Meßobjekt eine Optik zum Projizieren einer Meßfleckmarkierung auf das Meßobjekt vorgesehen ist und wobei die Optik den optisch nicht genutzten Mittel bereich eines Cassegrain-Spiegelobjektivs ausnützt, dadurch gekennzeichnet, daß die Optik ( 28 ) voll ständig im Mittelbereich des Objektivs ( 12 ) und in der optischen Achse desselben angeordnet ist und daß eine durch die Optik ( 28 ) auf das Meßobjekt ab zubildende kreisscheibenförmige, für sichtbares Licht undurchlässige Meßfleckmarke ( 30 ) vorgesehen ist, wobei Lage und Größe des Bildes der Meßfleck marke der Empfängerfläche ( 18 ) des Strahlungsmeß geräts entspricht. 1. A device for Meßfleckmarkierung at a Strah lungsmeßgerät, in particular an infrared radia tion pyrometer, wherein is provided on the measured object to align the measuring device on a measurement object optics for projecting a Meßfleckmarkierung and wherein the optics to optically unused central portion of a Cassegrain mirror objective utilizes, characterized in that the optics (28) is arranged fully continuously the same in the central region of the lens (12) and in the optical axis and in that a circular disc-shaped by the optics (28) onto the object from trainees, impervious to visible light Meßfleckmarke ( 30 is provided), the location and size of the image of the measurement spot mark of the receiving surface (18) corresponds to the Strahlungsmeß device.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die zu projizierende Meßfleckmarke ( 30 ) auf oder vor einer Lichtquelle ( 26 ) angebracht ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that mounted to be projected Meßfleckmarke (30) on or in front of a light source (26).
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die Meßfleckmarke ( 30 ) auf der Spitze einer als Lichtquelle ( 26 ) dienenden Lumineszenz diode ( 32 ) angebracht ist. 3. A device according to claim 2, characterized in that the Meßfleckmarke (30) on top of a diode serving as a light source (26) Luminescence (32) is mounted.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß die Spitze der Lumineszenzdiode ( 32 ) eine Vertiefung aufweist, deren Durchmesser dem Durch messer der Meßfleckmarke ( 30 ) entspricht und die mit einem für sichtbares Licht undurchlässigen Material ( 36 ) ausgelegt ist. That the peak of light emitting diode (32) has a recess 4. A device according to claim 3, characterized gekennzeich net whose diameter corresponds to the diameter of the Meßfleckmarke (30) and which is designed with an impermeable to visible light (36).
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Kipp- Justiereinrichtung versehen ist, die im wesentli chen aus einer Federplatte ( 38 ) aus elastischem Kunststoffmaterial besteht, gegen welche die Vor richtung ( 16 ) mit drei Schrauben ( 40 ) kippbar an gepreßt ist. 5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it is provided with a tilt adjustment device which chen in wesentli consists of a spring plate (38) made of elastic plastic material, against which the front of the direction (16) using three screws (40 tiltable) pressed on.
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