DE387473C - Verfahren und Vorrichtung zur Messung hoher Temperaturen unter Teilung des von der Waermequelle ausgesandten Lichtes in zwei Strahlenbuendel - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Dlessung hoher Temperaturen unter Teilung des von der Wärmequelle ausgesandten Lichtes in zwei Strahlenbündel. Die Ausführung des nachstehend beschriebenen Instrumentes ist dazu bestimmt, die Messung hoher Temperaturen auf handliche und einfache Weise zu ermöglichen; im Gegensatz zu den meisten bisher gebräuchlichen Ausführungsformen der optischen Pyrometer, die mit einer besonderen Vergleichslampe arbeiten und von den damit verbundenen Schwierigkeiten in der Handhabung abhängig sind, sind bei dem vorliegenden Verfahren sämtliche zur Ausführung der Messung erforderlichen Einrichtungen in dem Apparate selbst vereinigt.
• Die Erfindung geht von der bekannten Tatsache aus, daß ein Strahlungsvorgang durch Reflexion nicht nur eine Richtungsänderung, sondern auch hinsichtlich der Strahlungsenergie durch die Oberfläche der reflektierenden Materie eine Schwächung erfährt. Das ,Meßverfahren beruht im besonderen nun darauf, daß die durch die Reflexion geschwächte Strahlung zugleich mit der direkt beobachteten Helligkeit des glühenden Gegenstandes photometrisch in Vergleich gesetzt wird: dazu wird die letztere Strahlung durch eine geeignete Vorrichtung gleichmäßig fortschreitend und zugleich meßbar abgeschwächt, bis in dem Gesichtsfelde die beiden verschiedenen Strahlungen die gleiche Helligkeit besitzen.
• Diese Anordnung ist für eine viermalige Reflexion durch die Abb. r veranschaulicht, die einen Vertikalschnitt in schematischer Darstellung wiedergibt, während die Abb.2 einen -Horizontalschnitt derselben Ausführung zeigt. Hier bezeichnet A das Objektiv, durch das die Strahlung des glühenden Gegenstandes in den Apparat eintritt. B ist ein Farbfilter, das die Beobachtung möglichst in einem bestimmt und engbegrenzten Wellengebiet der Lichtstrahlen auszuführen gestattet. Der Spiegel C reflektiert von der auffallenden Strahlung die seitlichen Teile zu dem Spiegel D und läßt nur in der Mitte einen verhältnismäßig engen Spalt, wie auf Abb. 2 zu erkennen ist, ungehindert hindurch. Der Spiegel D seinerseits reflektiert nun die Strahlung nach dem Spiegel E und dieser weiter nach dem Spiegel F, durch den sie wieder der normalen Lage im Gesichtsfelde zugeführt wird. Die Blende G sorgt für eine räumliche Begrenzung des Gesichtsfeldes, bevor die austretende Strahlung durch das Okular 1-I das Auge des Beobachters trifft. Der bei dem Spiegel C hindurchgehende Teil der Strahlung würde auch in gleicher Weise durch den mittleren Teil des Spiegels F bindurchtreten und die Helligkeit des beobachteten Gegenstandes im Gesichtsfelde zum Ausdruck bringen, wenn nicht in den Strahlengang die beiden gleichen spitzwinkligen Prismen J und I' gestellt wären. Diese Prismen sind dazu bestimmt, die Helligkeit des direkt beobachteten Körpers in der gewünschten Weise derart zu verändern und abzuschwächen, daß die Helligkeit der beiden verschiedenen Strahlungsanteile im Gesichtsfelde übereinstimmt.
• Je länger der Weg ist, den die Strahlung durch den Glaskörper zurückzulegen hat, desto stärker wird die abschwächende Wirkung der Prismen sein. Eine -.%likrometerschraube, die für Abb. a oberhalb der Schnittebene liegt und nur in Abb. i bei K angedeutet werden kann, wird von der Außenseite des Instrumentes betätigt und führt die Prismen gleichmäßig zur Mitte gegeneinander, so da13 der durch` das abschwächende Medium zurückzulegende Weg über die ranze Breite des Spaltes konstant ist.
• Die hier beschriebene Methode der Strahlungsschwächung durch zwei Prismen kann natürlich durch jede andere der bekannten Einrichtungen, die eine kontinuierliche Strahlungsschwächung durchzuführen erlauben, ersetzt werden.
• Der eigentliche Vorgang bei der Messung mit dem Reflexionspyronieter ist nun folgendermaßen: Beim Anvisieren des glühenden Gegenstandes wird der mittlere Teil des Gesichtsfeldes, der die direkt beobachtete Strahlung empfängt, ini Ausgangszustand heller erscheinen als die beiden Seitenteile, deren Licht durch die mehrmalige Reflexion an den verschiedenen Spiegeln geschwächt ist. Und zwar wird der durch die Schwächung hervorgerufene Helligkeitsunterschie;l um so größer sein, je höher die Temperatur des glühenden Körpers liegt; er wächst ferner mit der Anzahl der erfolgten Reflexionen, ebenso auch unter sonst gleichen Verhältnissen mit der bei dem betreffenden Instrument verwendeten Wellenlänge und ist vor allein stark abhängig von dem Absorptionskoeffizienten des spiegelnden Materials.
• Dieser Helligkeitsunterschied besitzt nun für ein und dieselbe Einrichtung für jede beobachtete Temperatur einen bestimmten Wert, der durch die beiden Prismen J und J' ausgeglichen werden muß; da aber die Länge des in den Prismen zurückgelegten Weges ein 2 aß für die erfolgte Strahlungsschwächung gibt, so kann die Ablesung der ifIikrometerschraube, durch die die Einstellung bewerkstelligt wird, geradezu in Temperaturgrade: geeicht werden.
• Es ist nicht nötig, für die verschiedenen Spiegel dasselbe :Material zu verwenden; vielmehr lassen sich durch geschickte Kombination verschiedener Materialien bewußte ;Znclerungen des Verlaufes der Eichung erzielen. Der Apparat ist zweckmäßig im Innern gut geschwärzt und trägt außerdem noch einige Unterteilungen, um Lichtreflexe und st(_irencle Beeinflussungen zu vermeiden.
• Nach demselben Verfahren läßt sich auch ein Instrument ausbilden, das zur direkten Anzeige und zum selbsttätigen Aufzeichnen der Meßwerte dient. Die Ausführung ändert sich dann, ähnlich wie es die Abli.3 wiedergibt, nur insofern, als der Spiegel F uni c)ogeclrelit ist und an die Stelle der früheren Prismen geeignete Thernioelemente T und T' oder Widerstandsthermometer gesetzt werden, auf die die auffallende Strahlung durch Saminellinsen in geeigneter Weise wirkt, und ilie ;lurch eine undurchlässige Schicht I_ getrennt sind. Die durch die Thermoelemente beispielsweise erzeugte elektromotorische Kraft kann entweder direkt ein Anzeigeinstrument am Pyronieter selbst zum Ausschlag bringen oder in zwei Zweigen einer Brückenschaltung zur Fernanzeige benutzt wenlen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Messung hoher T eiiiperaturen unter Teilung des von der Wärmequelle ausgesandten Lichtes in zwei Strahlenbündel, deren Helligkeitsverhältnis keinen konstanten Wert besitzt, dadurch gekennzeichnet, claß die Intensität des einen Strahlenbündels durch mehrfache Reflexion und dadurch bedingte Absorption eine Szhwächung erfährt und sodann niit der des anderen Strahlenbündels in bekannter Weise verglichen wird. a. Vorrichtung zur Ausführung des \"erfahreiis gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, claß in dein niit Farbfilter (B) versehenen Pyro:neterrolir in Richtung der auffallenden Strahlen ein mit zentraler Öffnung versehener Spiegel (C) und im Winkel zu diesem spiege:nde Flächen (I), E, F) angeordnet sind, von denen die letzte spiegelnde Fläche in Richtung der auffallenden Strahlen liegt und in bekannter Weise, z. B. unter Ver-\vendung von Prismen (J, J'), Therinoeleinenten (T, T') oder elektrischen Widerständen einen -\,"ergleich beider Strahlenbündel ermöglicht.