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Optisches Pyrometer Eine sehr zweckmäßige, bekannte Form des optischen
Pyrometers bedient sich einer Glühlampe, die auf konstante Helligkeit eingeregelt
wird, und. eines Graukeiles zwischen dem zu messenden Gegenstand und der Vergleichslampe,
der gestattet, die Helligkeit des Objektes auf die der Lampe zu bringen.
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Für eine einwandfreie Temperaturmessung mit einem solchen optischen
Pyrometer ist es notwendig, daß die Helligkeit der Vergleichslampe konstant ist.
Infolgedessen muß die Spannung der Betriebsstromquelle der Lampe von Zeit zu Zeit
nachgeprüft werden. Wird dies unterlassen, so sind infolge Änderung der Lampenhelligkeit
fehlerhafte Meßergebnisse zu erwarten.
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Weiterhin ist es auch bereits vorgeschlagen, die notwendige Kontrolle
der Helligkeit des Glühfadens der Vergleichslampe in der Weise vorzunehmen, daß
man einen zweiten Glühfaden von verschiedener Stromtemperaturcharakteristik zweckmäßig
gekreuzt in der gleichen Birne anbringt und durch Betätigung eines Regelwiderstandes
vor jeder Messung dafür Sorge trägt, daß die Helligkeit beider Glühfäden einander
gleich sind. Hierdurch wird zwar die Überprüfung der Helligkeit des Vergleichsglühfadens
wesentlich erleichtert. Jedoch ist es auch bei .diesem Pyrometer natürlich notwendig,
daß der Helligkeitsvergleich zwischen .den beiden Glühfäden nicht unterlassen wird.
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Die Erfindung bezweckt, eine Einrichtung zu schaffen, durch welche
eine Prüfung. der Helligkeit der Vergleichslampe nicht mehr notwendig wird. Dies
wird gemäß .der Erfindung dadurch erreicht, daß in dem Stromkreis der Vergleichslampe
ein Meßgerät . eingeschaltet und von diesem eine Ablesemarke verstellt wird, die
als Bezugspunkt für die Ablesung der Temperaturskala dient., Dies kann am einfachsten
dadurch .geschehen, daß der Zeiger dieses Meßgerätes zugleich als Zeiger für die
mit dem Graukeil verstellte Temperaturskala dient. Es empfiehlt sich, das Meßgerät
in den Diagonalzweig einer Wheatstoneschen Brückenschaltung einzuschalten, deren
einer Zweigwiderstand der Glühdraht der Vergleichslampe' ist. Ein bei Pyrometern
bekannter, zur Einschaltung der Betriebsstromquelle bestimmter Druckknopf kann gleichzeitig
dazu dienen, um die besonders bei Pyrometern zum Handgebrauch erwünschte Feststellvorrichtung
des Zeigers des Meßgerätes während der Dauer der Stromeinschaltung auszulösen, Einbesonderer
Vorteil des Meßgerätes gemäß der Erfindung ist die Gebrauchsmöglichkeit des Pyrometers
bei verschiedenen Lampentemperaturen. Bei Pyrometern mit Graukeil
zwischen
dem Objekt und der Vergleichslampe ist es erforderlich, daß die Lampen temperatur
stets niedriger ist als die Tern @.: peratur des zu messenden Objektes. z31°' man
den Meßbereich auf das Gebiet tic, Temperäturen ausdehnen,, so muß die Lampe: bei
einer sehr tiefen Glühtemperatur brennen;' damit werden die Messungen bei höheren
Temperaturen wegen der geringen Helligkeit der durch starke Graukeile abgeschwächten
Strahlung verhältnismäßig ungenau. .
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Bei Benutzung des Erfindungsgegenstandes kann dagegen die Temperatur
und mit ihr die Lampenhelligkeit stets. auf den optimalen, dem betreffenden Beobachter
individuell angepaßten Wert gebracht werden; d. h. es kann mit einer entsprechenden
Eichung das Pyrometer sowohl bei den üblichen Vergleichstemperaturen-von goo bis
ooo° C als auch.bei 700 bis 8oo° C benutzt werden, da die zur Messung benutzte Lampenhelligkeit
in dem Meßergebnis infolge der Verstellung der Ablesemarke berücksichtigt wird.
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Ih der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Fig. i zeigt eine Seitenansicht der hauptsächlichen Teile der Einrichtung und Fig.
2 ein Schaltbild dazu. Die Fig. 3 stellt ein Kurvenbild dar zur Erläuterung der
Wirkungsweise der Einrichtung nach Fig. 2. -Nach Fig. z soll die Temperatur eines
Strahlers i -in bekannter Weise mit Hilfe einer Vergleichslampe 2 (vorzugsweise
Bandlampe). sowie eines beispielsweise runden Graukeiles 3 bestimmt werden. Die
Temperaturska19- 4 ist in dem Beispiel an dem Graukei13 angebracht oder damit gekuppelt
(siehe auch Fig.2).
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Um zu vermeiden, daß der Einfluß von Spannungsschwankungen der Betriebsstromquelle
der Glühlampe 2 Meßfehler verursacht bzw. um zu erreichen, daß eine Einregelung
der Lampenstromstärke auf einen bestimmten Wert -überhaupt überflüssig wird, ist
ein zusätzliches kleines elektrisches Drehspulgerät 5 vorgesehen, dessen Zeiger
6 die bei bekannten optischen Pyrometern vorgesehene feste Marke für die Temperaturskala
ersetzt. Hierdurch wird der Vorteil einer richtigen: Anzeige der Temperatur erreicht
trotz verhältnismäßig großer Schwankungen der Temperatur der Glühlampe 2, z. B.
Schwankungen von bis zu -1T 50'-Zu diesem Zweck empfiehlt es sich, nach Fig. 2 die
Drehspule des Meßgerätes 5 in den Diagonalzweig einer Wheatstoneschen Briikkenschaltung
7 einzuschalten, in .deren einem Brückenzweig der Glühfaden -2' der Glühlampe 2
liegt. Die -Brücke wird so abgeglichen, daß bei der gewünschten Temperatur des Glühfadens,
z. B. bei 8oo°, im Diagonalzweig kein Strom fließt. Durch passende Dimensionierung
der Widerstände kann man #j°. ;nun weiterhin die Empfindlichkeit der Brücke 7 sö--.abstimmen,
daß bei Änderung der Tempera::tür des Glühfadens 2' um z. B. i o° infolge sinkens
der Spannung der Batterie 8 der "-Zeiger, 6 des Meßgerätes 5 um einen solchen Winkel
ausschlägt, der auf der-Temperaturskala 4. das gleiche Temperaturintervall, also
in- dem Beispiel ebenfalls i o° C, bedeutet. Dadurch wird dann der Einfluß der Spannungsänderung
auf die Temperaturanzeige beseitige.
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Am einfachsten läßt sich .die vorerwähnte Abstimmung der Brückenempfindlichkeit
bei einer gleichmäßigen Teilung der Temperaturskala .4 erreichen. Eine solche läßt
sich ohne Schwierigkeiten ,durch entsprechende Ausbildung des Graukeiles 3 erzeugeni
Der noch vorgesehene, zweckmäßig als Drehwiderstand ausgebildete Regelwiderstand
9 ist im wesentlichen nur zur groben Justierung erforderlich, falls die Spannungsänderungen
der Stromquelle die Glühfadentemperatur stärker ändern, als der Meßbereich des Instrumentes
zuläßt.
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Da der Meßbereich des. Magerätes 5 nur eine geringe Widerstandsänderung
entsprechend einer Glühfadentemperaturänderung tvon etwa -I- 5o° C umfaßt, ist die
Genauigkeit, selbst wenn man mit Fehlern von -I- 2°%0 rechnet, noch vollkommen ausreichend
und liegtinnerhalb der Einstellgenauigkeit.
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Die sonst bei Temperaturmessungen finit Widerstandsthermometern in
Wheatstoneschen Brücken auftretende Abweichung der Beziehung zwischen Galvanometerstrom
und Temperatur von der Geraden kann überraschenderweise aus folgendem Grunde zum
Verschwinden gebracht werden: Für den Fall, daß die Brückenstromstärke
1, bis J4 konstant ist, besteht zwischen dem Galvanometerausschlag ig und
der Glühfa.dentemperatur T eine Beziehung, die durch die Kurven der Fig. 3 wiedergegeben
wird. Nun ist aber im vorliegenden Falt die Brükkenstromstärke nicht konstant, sondern
steht ihrerseits mit der Glühfadentemperatur T in einem Zusammenhang, der durch
eine Kurve dargestellt wird, .die praktisch die gleiche Form wie die ig- T-Kurve
hat, aber nicht nach unten, sondern nach oben konkav ist. Die ig-I'-Kurve muß daher
mit der J-T-Kurve korrigiert werden, und das Ergebnis dieser Korrektion ist dann
die in Fig. 3 gezeichnete Gerade a.
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Außerdem ist die Messung naturgemäß spannungsunabhängig, da zwischen
der veränderlichen Spannung und der Glühfadenten-iperatur eine Beziehung besteht,
die derjenigen zwischen Stromstärke- und Glühfadentemperatur entspricht. Hierdurch
werden
Kreuzspulinstrumente als Glühfadentemperaturmeßorgane entbehrlich.
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Wählt man den Meßbereich des Drehspulgerätes 5 nicht unnötig groß,
so braucht dieses Gerät selbst leine größere Genauigkeit zu haben; es läßt sich
trotzdem innerhalb des ranzen Bereiches der sich gewünschtenfalls bis auf ,:etwa
36o Winkelgrade erstreckenden Ternperaturskala .4 eine vollkommen ausreichende Genauigkeit
erzielen.
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Bei der neuen Einrichtung ist es schließlich noch zweckmäßig, den
zur Einschaltung der Betriebsstromquelle 8 im allgemeinen vorhandenen Druckknopf
i o zugleich zur Lösung der Sperrung des Zeigers 6 des Meßgerätes 5 zu benutzen.
Zu diesem Zweck kann ein um die Achse i i drehbarer zweiarmiger Hebel r2 mit seinem
einen Ende unterhalb des Druckknopfes io angeordnet sein. Das ändere, z. B. bügelförmig
ausgebildete Ende 13 des Hebels 12 kann über der rückwärtigen Verlängerung des Zeigers
6 stehen und diesen bei ausgeschaltetemDruckknopf io festhalten. Damit erreicht
man, daß die Temperatur auch dann abgelesen werden kann. wenn das Meßgerät 5 ausgeschaltet
ist.