DE4422413A1 - Verfahren zum Überwachen eines fluiddurchströmten Querschnitts - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines von einem Fluid
durchströmten Querschnitts unter Verwertung der von dem Fluid ausgehenden
oder von ihm absorbierten Strahlung.
Der Begriff "Überwachung" bedeutet, daß Parameter der beobachteten
Strömung erfaßt werden sollen, wobei die Zweckbestimmung nicht den
Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet. Gleichwohl soll als
Beispiel in einem Rauchgaszug eines Dampferzeugers strömendes Heizgas
genannt werden, dessen Wärme möglichst optimal auf die Rauchgaszugwände
übertragen werden soll.
Es ist bereits bekannt, den interessierenden Querschnitt mittels einer
Kamera zu erfassen, in deren Bildebene eine Sensormatrix angeordnet ist.
Der Matrix ist ein optisches Element zur Spektralzerlegung vorgeschaltet.
Mit Hilfe dieser Kamera kann man Informationen bezüglich des
Temperaturfeldes und bezüglich der Kinetik des Vorgangs gewinnen, indem
die relativen Intensitäten der Banden im Spektrum erfaßt werden.
Die Sensormatrix wird seriell ausgelesen, so daß jedes Sensorsignal das
Integral der während eines Auslesevorgangs empfangenen Strahlungsintensi
tät repräsentiert. Da sich die zu erfassenden Daten aber relativ zur
Auslesedauer nur langsam ändern, wird die Messung nicht in unzulässiger
Weise verfälscht.
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, den interessierenden
Querschnitt mit zwei Kameras zu erfassen und deren Ausgangssignale in
tomographischer Weise zu korrelieren; auf diese Weise lassen sich die
Temperatur und die Kinetik an jeder Stelle des Querschnitts bestimmen.
Es wäre wünschenswert, zusätzlich zu der Temperatur und der Kinetik noch
eine weitere Größe zu erfassen, nämlich die Turbulenz, die sich in
örtlichen Fluktuationen der Strahlungsintensität ausdrückt. Diese lassen
sich nach dem bekannten Verfahren infolge der integrierenden Wirkung der
Sensormatrix nicht erkennen.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, daß der
interessierende Querschnitt auf eine Sensorzeile abgebildet wird und
deren Sensorsignale parallel ausgelesen und verarbeitet werden. Dabei ist
es sinnvoll, das bekannte Verfahren und das erfindungsgemäße Verfahren zu
kombinieren, dergestalt, daß die Sensorsignale der Sensormatrix und die
der Sensorzeile korreliert werden.
Prinzipiell kann man für das erfindungsgemäße Verfahren natürlich eine
eigene Kamera verwenden. Ökonomischer ist es hingegen, in ein und dieselbe
Kamera sowohl die Sensormatrix als auch die Sensorzeile einzubauen und
die Strahlung entweder alternierend auf Zeile und Matrix zu richten, etwa
mittels eines pendelnden Spiegels, oder aber die Strahlung mittels eines
optischen Strahlenteilers aufzuspalten und gleichzeitig der Matrix und
der Zeile zuzuführen.
Es versteht sich, daß das obengenannte Tomographie-Prinzip auch mit zwei
solcherart modifizierten Kameras anwendbar ist.
Die beigefügte Zeichnung stellt schematisch eine weitere Möglichkeit dar.
Anstatt einen Teil der Strahlung hinter der Optik abzuzweigen, ist im Be
reich der Eintrittspupille der Kamera eine Anzahl von z. B. 32 Lichtleit
fasern 10 nebeneinander in einer Zeile angeordnet und in einer Halterung
12 festgelegt. Über den Bus 14 aus den 32 Fasern gelangt das Licht zu ei
ner Sensorzeile 16 mit natürlich ebenfalls 32 Sensoren, die parallel über
den Bus 18 ausgelesen werden. Die Auswertung erfolgt in Echtzeit in einem
Auswertegerät 20, dessen Aufbau hier nicht näher dargestellt ist, da er
nicht zur Erfindung gehört.
Die beschriebene Anordnung ist kompakt, einfach kühlbar und kostengünstig
herstellbar.
Claims (4)
1. Verfahren zum Überwachen eines von einem Fluid durchströmten
Querschnitts unter Verwertung der von dem Fluid ausgehenden oder von ihm
absorbierten Strahlung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erkennung von
Turbulenzen der Querschnitt auf eine Sensorzeile abgebildet wird und die
Sensorsignale parallel ausgelesen und verarbeitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zusätzlich die erfaßte Strahlung einer Spektralzerlegung unterworfen und
auf eine Sensormatrix abgebildet wird, deren Sensoren seriell ausgelesen
werden, und daß die Signale der Sensorzeile und der Sensormatrix
korreliert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Strahlung alternierend auf die Sensorzeile und die Sensormatrix gelenkt
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Strahlung mittels eines Strahlenteilers simultan auf die Sensorzeile und
die Sensormatrix gelenkt wird.
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