Vorrichtung zum Messen der Temperatur der Oberflächenschicht von Kalanderwalzen
Zur Bestimmung der Temperatur von Kalarderwalzen benutzt man zur Zeit Thermoelemente,
die in einem gut wärmeisolierten, nach einer Seite hin .offenen Behälter gelagert
sind, wobei die offene Seite des Behälters der 'vPalzenfläche zugekehrt ist. Diese
bekannte Art der Messung bedingt nicht nur einen verhältnismäßig komplizierten Aufbau;
- sie hat vor allem auch den Nachbeil, daß lediglich die von der Walzenoberfläche
ausgeströmte Wärme gemessen wird, wodurch unter Umständen nicht unerhebliche Fehler
entstehen können. In vielen Fällen ist es heutzutage aber notwendig; die Walzentemperatur
mit großer Genauigkeit auf einen bestimmten Wert zu halten. Eine dafür geeignete
Meßvorrichtung muß es ermöglichen, unmittelbar die Temperatur der Walze zu bestimmen.
-Gemäß der Erfindung wird zu diesem Zweck ein elektrisches Meßgerät benutzt, das
in den Erregerkreis eines elektrisch erzeugten Wechselfeldes eingeschaltet ist,
das die zu messende Oberflächenschicht der Walze durchsetzt. Das Wechselfeld ruft
in dem .elektrisch leitenden Werkstoff der Kalanderwalze Wirbelströme hervor. Infolge
der Temperaturabhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit des Walzenwerkstoffes
ändert sich nun die Stärke des Wirbelstromfclcles ebenfalls mit der Temperatur,
und somit kann die durch das iri den Erregerkreis des Wechselfeldes eingeschaltete
Instrument gemessene Energieaufnahme als Maß für die Temperatur in der von lern
Wechselfeld durchsetzten Oberflächenschicht der Kalanderwalze dienen.Device for measuring the temperature of the surface layer of calender rolls
Thermocouples are currently used to determine the temperature of calarders,
which are stored in a well-insulated container that is open on one side
with the open side of the container facing the palm surface. These
known type of measurement not only requires a relatively complicated structure;
- Above all, it also has the disadvantage that only that of the roller surface
The heat that has escaped is measured, which can lead to not inconsiderable errors
can arise. In many cases nowadays it is necessary; the roller temperature
to hold at a certain value with great accuracy. A suitable one for this
Measuring device must make it possible to determine the temperature of the roller directly.
According to the invention, an electrical measuring device is used for this purpose, which
is switched on in the excitation circuit of an electrically generated alternating field,
which penetrates the surface layer of the roller to be measured. The alternating field calls
Eddy currents emerge in the electrically conductive material of the calender roll. As a result
the temperature dependence of the electrical conductivity of the roll material
now the strength of the eddy current phase also changes with the temperature,
and thus the activated by the iri the excitation circuit of the alternating field
Energy consumption measured by the instrument as a measure of the temperature in the learn
Alternating field penetrated surface layer of the calender roll are used.
je nach der Frequenz des benutzten Wechselstromes dringt das Wechselfeld
mehr oder weniger tief in. das Innere der Walze ein. Man ist daher in -der Lage,
die Frequenz so zu wählen, daß das Feld nur diejenige Oberflächenschicht durchdringt,
deren Temperatur gemessen ".erden soll. Im all-' gemeinen ist die Verwendung eines
Wechselstromes von etwa 5oo Ilz hcsonclrrs zweckmäßig.Depending on the frequency of the alternating current used, the alternating field penetrates
more or less deep into the inside of the roller. One is therefore able to
to choose the frequency so that the field only penetrates that surface layer
whose temperature is to be measured. In general, the use of a
Alternating current of about 500 hcsonclrrs is expedient.
In der Zeichnung sind zwei -Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
In der Fig. r ist mit r die Kalanderwalze bezeichnet.In the drawing, two exemplary embodiments of the invention are shown.
In FIG. R, r denotes the calender roll.
ist ein U-förmiges Blechpaket, dessen Polenden der Walzenfläche gegenüberstehen.
3 und ,i sind Erregerspulen, die über ein Meßgerät 5 von einer W echselstromquelle
G gespeist werden. Solange die Spannung der Wechsclströmquelle konstant ist, ändert
sich die Stromaufnahme der l:rregerwiclauugen 3 und 4. mit der Temperatur des Walzenkörpers
r, da entsprechend dieser Temperatur der Widerstand des Walzenkörpers für die in
ihm verlaufenden Wirhelstrünle verschieden groß ist. Der Abstand zwisclrcn dar Walze
z und den [Wenden- des hlccbp @ikcts - wird
zweckmäßig nicht zu
klein gemacht, damit nicht geringe Ungenauigkeiten z: B. in den Radien der Walze
periodische Änderungen der Stromstärke in dem Meßstromkreis auslösen. Unter Umständen
kann es zweckmäßig sein, an Stelle eines in der Fig. i dargestellten, nahezu eisengeschlossenen
Kraftlinienweges einen annähernd zur Hälfte in Luft verlaufenden Kraftlinienweg
zu wählen, indem man dem Eisenpaket-- an Stelle der U-Form eine langgestreckte Form
gibt. Ein geringer Meßfehler kann unter Umständen auch durch Änderung des Ohmschen
Widerstandes der Erregerspule infolge von Temperaturänderungen entstehen. Zur -
Vermeidung dieses Fehlers kann man einerseits den Kupferquerschnitt möglichst groß
wählen, so daß das Verhältnis von Ohmschem Widerstand zu induktivem Widerstand möglichst
klein wird. Man kann unter Umständen auch die Wicklung aus Konstantendraht herstellen
bzw. einem anderen Werkstoff, dessen Widerstand von der Temperatur weitgehend unabhängig
ist. Man kann schließlich in den 1?rregerkreis noch ;einen besonderen, zur Kompensation
dienenden Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten anordnen.is a U-shaped core with the pole ends facing the roll surface.
3 and, i are excitation coils, which via a measuring device 5 from an alternating current source
G are fed. As long as the voltage of the alternating current source is constant, changes
the power consumption of the exciter eyes 3 and 4 depends on the temperature of the roller body
r, since the resistance of the roller body for the in
Wirhelstrünle running along it is different in size. The distance between the roller
z and the [turning- des hlccbp @ikcts - will
expedient not to
Made small so that there are not minor inaccuracies, e.g. in the radii of the roller
trigger periodic changes in the current strength in the measuring circuit. In certain circumstances
it may be useful to replace the one shown in FIG
Kraftlinienweges a force path running almost half in the air
to choose by adding the iron package - instead of the U-shape, an elongated shape
gives. A small measurement error can also be caused by a change in the ohmic
Resistance of the excitation coil arise as a result of temperature changes. To the -
To avoid this error, one can, on the one hand, make the copper cross-section as large as possible
choose so that the ratio of ohmic resistance to inductive resistance as possible
becomes small. Under certain circumstances, the winding can also be made from constant wire
or another material whose resistance is largely independent of temperature
is. Finally, one can still enter the 1?
Arrange serving resistor with negative temperature coefficient.
Die in Fig. i beschriebene Meßvorrichtung weist noch den grundsätzlichen
Nachteil auf, daß die Spannung der Wechselstromquelle in die Messung eingeht. Diesen
Nachteil kann man durch Verwendung eines Quotientenmeßgerätes beheben, bei dem die
elektrisch erzeugte Richtkraft von der das Wechselfeld erzeugenden Spannung abhängig
ist. Ein Ausführungsbeispiel dafür ist in Fig.2 dargestellt. Mit r ist wieder die
Kalanderwalze bezeichnet, 2 ist ein gestrecktes Eisenpaket mit einer Erregerwicklung
3. An Stelle des Strommeßgerätes 5 wird jedoch ein Kreuzspulengleichstrommeßgeräx
7 verwendet, dessen Richtspule 8 unmittelbar über einen Gleichrichter 9 an den Klemmen
der Wechselstromquelle 6 oder an den Klemmen der das Feld erzeugenden Wicklung 3
liegt, während die Meßspule i o des Meßgerätes ebenfalls über einen Gleichrichter
i i parallel zu einem Widerstand 12 in den Stromkreis der das Wechselfeld erzeugenden
Wicklung gelegt ist.The measuring device described in Fig. I still has the basic
The disadvantage is that the voltage of the alternating current source is included in the measurement. This one
The disadvantage can be remedied by using a quotient measuring device in which the
Electrically generated straightening force dependent on the voltage generating the alternating field
is. An exemplary embodiment for this is shown in FIG. With r is that again
Calender roll, 2 is an elongated iron package with an excitation winding
3. Instead of the current meter 5, however, a cross-coil DC current meter is used
7 used, its directional coil 8 directly via a rectifier 9 to the terminals
the alternating current source 6 or at the terminals of the field-generating winding 3
lies, while the measuring coil i o of the measuring device is also via a rectifier
i i parallel to a resistor 12 in the circuit that generates the alternating field
Winding is laid.