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Optisches Pyrometer Die optische Pyrometrie des sichtbaren Gebietes
wird durch Photometrieren unter Benutzung ein es Hilfsstrahlers ausgeübt. Die Temperaturskaia
dieses optischen Pyrometers befindet sich an demjenigen Teil, der zwecks Abgieichung
regelbar ist, z. B. am Analysator beim Wannerpyrometer, am Strommeßgerät beim Holborn-IÇurlbaum-Pyromleter
oder am Lichtfilterkeii beim Leuchtpunkt- oder Farbpyrometer.
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Zwecks Ermittlung einer bestimmten, Temperatur wird auf Gleichheit
des Gesichtsfeldes eingestellt, das Pyrometer vom Auge fortgenommen, um dann die
Temperatur an einer Skala abzuliesen.
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B!ei schnell verlaufenden Vorgängen, z. B.
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Gußprohe im Stahlwerk, Blechpaket imWalzwerk, ist es aber häufig sehr
schwer und fast unmöglich, in kurzer Zeit die genaue Einstellung auf völlige Gleichheit
des Gesichtsfeldes zu erreichen.
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Es ist auch ein Pyrometer belaannt, bei dem jeweils ein Stück eines
im Strahlengang der Vergieichslamp e verschiebbaren und mit einer Skala versehenen
Lichtfilterkeiis in das Gesichtsfeld neben das auf den Strahler gerichtete Teiilfeid
desselben eingespiegelt wird. Der Beobachter soll den Filterkeil auf gleiche Helligkeit
mit dem Beobachtungsteilfeid an der Trennungslinie einstellen und dort die Skala
ablesen. Das Fehlen jeder Optik bei dem bekannten Gerät macht es aber praktisch
unmöglich, gleichzeitig den Strahler und die Skala scharf zu sehen. Vor allem aber
wird
die schnelle und genaue Einstellung des Filterkeils deswegen außerordentlich erschwert,
weil die Richtung fortschreitender Dichte desselben senkrecht zur Trennungslinie
verläuft, so daß das Verschwinden derselben schwer erkennbar ist.
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Bei dem Pyrometer nach der vorliegenden Erfindung verläuft dagegen
die Richtung fortschreitender Dichte des Filterkeiles, in der derselbe auch bewegt
wird, parallel zur Trennungslinie zwischen Beobachtungsfeld und Vergleichsfeld.
Das hat den Vorteil, daß der Beobachter den Filterteil nur so weit zu verschieben
braucht, bis ein Stück desselben erscheint, das an einem Ende noch dunkler, am anderen
Ende schon heller ist als das danebenliegende Beobachtungsfeld. An der e.ntlang
der Trennungslinie verlaufenden Skala kann man sogleich die Temperatur, d. h den
Punkt gleicher Helligkeit ablesen (vgl. bb. 3). Wenn man das Gesichtsfeld gemäß
weiterer Ausgestaltung der Erfindung durch eine an das Gerät angeschlossene Kamera
photographiert, erhält man gleichzeitig mit der Messung ein Dokument derselben.
Weitere Verbesserungen der Erfindung bilden den Inhalt der Ansprüche 2 bis 4.
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Die Anordnung einer photographischen Kamera an einem Pyrometer ist
grundsätzlich bekannt durch eine Vorrichtung, mit der auf eine mit einem Graukeil
gekoppelte photographische Schicht nacheinander für jede einzelne Messung einer
Serie von Aufnahmen gemacht wird, von denen nur eine das Meßergebnis zeigt. Diese
Vorrichtung ist nur ein Aufnahmegerät, dessen Ergebnisse erst später ausgewertet
werden, das es aber ni.cht gestattet, auch gleichzeitig zu beobachten und bei nur
ungefährer Einstellung des regelbaren Teiles das genaue Meßergebnis abzulesen und
festzuhalten.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei an Hand der schematischen
Abb. I beschrieben: Das Licht des Strahlers a fällt durch das Objektiv b, das keilförmige
Lichtfilter c, die Umkehrlinse d, den Photometenvürfel e und das Okular f in das
Auge des B.eobachters g. Auf die andere Hälfte des Photometerwürfeis e fällt das
Licht der Lampe im (Regelwiderstand a, Amperemeter k), durch den Kondensor 1, die
Mattscheibe ,ii, die auf der unteren Hälfte des Ringfilterkeilesl befindliche Skala
n, die Linsen und das Ablenkprisma 7). Der Glasring cvn enthält auf der oberen Hälfte
einen Filterkeil C, auf der unteren die Temperaturskala ,t (vgl. Abb. 2).
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Diese Skala wird durch die scharf einstellbare Linse o im Okular scharf
abgebildet Blickt man nach Scharfeinstellung von und b in das Okular, so sieht man,
daß das Gesichtsfeld aus zwei Teilfeldern besteht (vgl.
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Abb. 3). Das untere Feld ist gleichmäßig erleuchtet und enthält die
Temperaturskala. Das obere ist ungleichmäßig durch das Lichtfilter von links nach
rechts abschattiert.
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Um eine Temperatur zu ermitteln, dreht man nun den Glasring c, n
um die Achse q so weit, bis die Teilgesichtsfelder an einer Stelle ineinander übergehen.
Dort wird die Temperatur abgelesen. Man kann durch Zwischenschaltung einer photographischen
Kamera (am besten mit einer Schmalfilmspiegelreflexkamera) eine Aufnahme des so
eingestellten Gesichtsfeldes machen. Auf derselben ist diewenige Stelle aufzusuchen,
wo die Teilfelder gleich hell sind; die gleichzeitig photogra phierte Skala zeigt
die gemessene Temperatur an.
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Die visuelle Beobachtung sowie die photographische Aufnahme macht
es erwünscht, im oberen Temperaturbereich eine konstante Helligkeit und im unteren
Temperaturbereich die noch erreichbare größtmögliche Helligkeit zu erhaben. Die
an sich bekannte Abschwächung des zu messenden Lichtes und die des Vergleich.s£eldes
wird nun so vereinigt, daß im oberen Temperaturgebiet die Strahlung bis zur Helligkeit
des V,ergleichsfeldes, im unteren dagegen die Helligkeit des Vergle ichsfeldes selbst
merkbar abgeschwächt wird.
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Die Vereinigung beider Meßbereiche in einem einheitlichen Instrument
geschieht auf folgende Weise. Der drehbare Glasring (Abb. 4) besitzt auf der einen
Hälfte seines Umfanges einen Lichtfilterkeil, auf der anderen Hälfte ist er klar.
Am äußeren Umfange des Ringes ist eine rund umlaufende Skala vorgesehen. Die optische
Achse des Vergleichsfeldes ist nahe an dem äußeren Umfang des Glasringes angeordnet,
während die optische Achse des dem Strahler zugewendeten Kernrohrs nahe an dem inneren
Umfang des Glasringes angeordnet ist. Als Grenze beider Meßbereiche wird im vorliegenden
Falle beispielsweise 10000 C angenommen, und dementsprechend wird mit einer auf
I000° C gehaltenen Vergleichslampe gearbeitet. Abb. 4 zeigt eine Stellung des Glasringes
bei Messung eines etwa 15000 c heißen Strahlers. Das Licht desselben wird von dem
mittleren Bereich des Filterkeils so weit geschwächt, daß es im Okular eb.enso hell
erscheint wie das ungeschwächte Licht der Vergleichslampe. Da die optische Achse
des Vergleichsfeldes durch die Skala des Ringes geht, erscheint das entsprechend
Skalenstüch im Okular, so daß also in der eingangs erläuterten Weise die Einstellung
des Instruments und die Ablesung der ermittelten Temperatur gleichzeitig erfolgen
kann. Wenn man sich den in Abb. 4 dargestellten Glasring um 1 So Bogengrade gedreht,
die optischen Achsen aber feststehend
vorstellt, so entspricht diese
Stellung der Messung eines etwa 850°C heißen Strahlers.
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Das Licht dieses Strahlers geht also ungeschwächt durch den oberen
Tell des Glasringes nahe dessen innerem Rand, während das Licht der Vergleichsiampe
durch den Filterteil entsprechen,d abgeschwächt wird.
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Im Gesichtsfeld erscheint gleichzeitig das entsprechende Skalenstück.