DE755666C

DE755666C - Device for monitoring the temperature during drying with high-frequency alternating fields

Info

Publication number: DE755666C
Application number: DES122583D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1936-04-22
Filing date: 1936-04-22
Publication date: 1953-04-16

Description

Einrichtung zur Überwachung der Temperatur beim Trocknen mit hochfrequenten Wechs,el-feldern Es ist vorgeschlagen worden, zum Trocknen von Holz Wechselfelder zu verwenden, deren Frequenz einer Wellenlänge von etwa 5 bis 5o m entspricht. Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung; durch - die bei diesem Trockenverfahren die Temperatur selbsttätig überwacht werden kann. Es hat sich nämlich bei Versuchen, die mit der Hochfrequenztrocknung angestellt wurden, herausgestellt, daß es für das Ergebnis. des Trockenverfahrens von wesentlicher Bedeutung ist, daß die Temperatur des zu- trocknenden -Holzes einen bestimmten Grenzwert nicht überschreitet und d'aß außerdem bei Gegenständen größerer Längenausdehnung möglichst überall die gleiche*Temperatur aufrechterhalten werden muB.Device for monitoring the temperature during drying with high frequency Alternation, el-fields It has been suggested to use alternating fields for drying wood to use, the frequency of which corresponds to a wavelength of about 5 to 5o m. object the invention is a device; through - the in this drying process the Temperature can be monitored automatically. It has been found in attempts who were hired with high frequency drying turned out to be for the result. Of essential importance of the drying process is that the temperature of the wood to be dried does not exceed a certain limit and d'ass in addition, for objects of greater linear expansion, the same * temperature as far as possible everywhere must be maintained.

Ein einfaches bekanntes Verfahren, die Temperatur während des TrQcknungsvorganges zu überwachen, besteht darin:, daß ein Thermometer in eine Bohrung des Holzes eingeführt wird.- Für die Überwachung größerer Mengen zu trocknenden Holzes ist dieses Verfahren: . jedoch nicht geeignet, weil das Anbringen von Bohrungen umständlich und vielfach auch unerwünscht ist. Bei Holzteilen, die vor dem Trocknungsvorgang bereits zum Teil bearbeitet worden sind, ist es sogar in vielen Fällen gar nicht möglich, Bohrungen für ein Thermometer anzubringen.A simple well-known method, the temperature during the drying process To monitor consists in: that a thermometer is inserted into a hole in the wood - For the monitoring of larger quantities of wood to be dried, this procedure is: . however not suitable because that Making holes cumbersome and is often undesirable. In the case of wooden parts, which are before the drying process have already been partially processed, in many cases it is not at all possible to make holes for a thermometer.

Die Erfindung macht von dem bekannten Verfahren Gebrauch, Lichtzellen zur Temperaturmessung zu verwenden. Es ist eine Meßanordnung bekannt, bei der .die Flüssigkeitssäule eines Thermometers derart zwischen einer Lichtquelle und einer größeren Anzahl von Lichtzellen angeordnet ist; däß die Thermometersäule je nach ihrer temperaturabhängigen Raumlage eine mehr oder weniger große Anzahl von Lichtzellen beschattet. Durch entsprechende Schaltung der Lichtzellen in einem elektrischen Relais- oder Meßstromkreis wird dadurch ein Meßinstrument in Abhängigkeit von der Stellung der Thermometersäule und damit in Abhängigkeit von der Temperatur beeinflußt. Die Anwendung dieser bekannten Einrichtung für die Temperaturmessung bei Gegenständen., welche durch hochfrequente Wechselfelder erwärmt werden, würde jedoch auf die bereits erwähnten Schwierigkeiten stoßen, weil für das Thermometer Bohrungen in dem erwärmten Gegenstand angebracht werden müssen. Im übrigen ist es auch unerwünscht, Thermometer oder ähnliche Meßgeräte in dem Hochfrequenzfeld anzuordnen, weil diese Geräte durch vom Hochfrequenzfeld induzierte Spannungen zerstört werden können, und weil auch eine Fernablesung umständlich, wenn nicht gar unmöglich ist.The invention makes use of the known method, light cells to be used for temperature measurement. A measuring arrangement is known in which .die Liquid column of a thermometer between a light source and a larger number of light cells is arranged; that the thermometer column depends on their temperature-dependent spatial position a more or less large number of light cells shaded. By switching the light cells accordingly in an electrical one Relay or measuring circuit is thereby a measuring instrument depending on the Position of the thermometer column and thus influenced as a function of the temperature. The use of this known device for measuring the temperature of objects., which are heated by high-frequency alternating fields, however, would affect the already encounter mentioned difficulties because for the thermometer holes in the heated Object must be attached. Incidentally, it is also undesirable to use thermometers or to arrange similar measuring devices in the high-frequency field, because these devices by Voltages induced by the high frequency field can be destroyed, and because too remote reading is cumbersome, if not impossible.

Dieses bekannte Verfahren, bei dem sich die Beleuchtung von Lichtzellen in Abhängigkeit von der Temperatur des zu überwachenden Gegenstandes ändert, wird an sich auch bei der Einrichtung nach der Erfindung verwendet. Erfindungsgemäß wird jedoch bei einer Einrichtung zur Überwachung der Temperatur zum Trocknen mit hochfrequenten Wechselfeldern das durch die hochfrequenten Wechselfelder erwärmte Gut derart im Strahlengang zwischen Lichtzelle und Lichtquelle angeordnet, daß die Beleuchtung der Lichtzelle in Abhängigkeit von Zustandsänderungen des das zu trocknende Gut unmittelbar !, umgebenden Mediums geändert wird, beispielsweise durch die beim Trocknen aufsteigenden Dämpfe. Bei der Einrichtung nach der Erfindung wird also im Gegensatz zu der erwähnten, mittels Thermometer und Lichtzellen arbeitenden bekannten Einrichtung nicht ein Thermometer, sondern unmittelbar das zu trocknende Gut selbst im Strahlengang zwischen Lichtzelle und Lichtquelle angeordnet. Jegliche Anordnung irgendwelcher empfindlicher Meßgeräte im Hochfrequenzfeld ist bei der Einrichtung nach der Erfindung urierforderlich. Auch jegliche Zubereitung des zu überwachenden Gutes, beispielsweise das erwähnte Anbohren der zu trocknenden Körper zur Einführung eines Thermometers, fällt bei der Einrichtung nach der Erfindung fort.This known method in which the illumination of light cells changes depending on the temperature of the object to be monitored per se also used in the device according to the invention. According to the invention but in a device for monitoring the temperature for drying with high frequency Alternating fields, the material heated by the high-frequency alternating fields in this way Beam path between light cell and light source arranged that the lighting the light cell depending on changes in the state of the goods to be dried immediately!, surrounding medium is changed, for example by the drying process rising vapors. In the device according to the invention is therefore in contrast to the aforementioned known device working by means of thermometers and light cells not a thermometer, but the material to be dried directly in the beam path arranged between light cell and light source. Any arrangement of any more sensitive measuring devices in the high frequency field is in the device according to the invention urination required. Any preparation of the goods to be monitored, for example the mentioned drilling of the body to be dried to insert a thermometer, does not apply to the device according to the invention.

Für die praktische Ausbildung der Erfindung gibt es verschiedene 1-Iöglichkeiten. Eine Ausführungsform der Erfindung besteht, wie erwähnt, darin, da.ß die Beleuchtung der Lichtzelle durch die bei der Erwärmung bzw. Trocknung aufsteigenden Feuchtigkeitsdämpfe beeinflußt wird. Beim Trocknen eines Holz-Balkens wird beispielsweise an dem einen Ende des Balkens die Lichtzelle und an dem anderen Ende die Lichtquelle angeordnet, so daß erfindungsgemäß der Balken in dem Strahlungsgang zwischen Lichtquelle und Lichtzelle liegt. Lichtzelle und Lichtquelle liegen zueinander so, daß die beim Trocknen von dem Holzbalken aufsteigenden Dämpfe in den Strahlengang zwischen Lichtzelle und Lichtquelle eintreten. Da die Menge des aufsteigenden Dampfes ein Maß für die Temperatur des Holzes ist, und da außerdem die Beleuchtung der Lichtzelle abnimmt, wenn die in den Strahlengang eintretende Dampfmenge zunimmt, kann die Temperatur des Holzbalkens mittelbar an einem in den. elektrischen Stromkreis der Lichtzelle geschalteten Instrument abgelesen oder durch ein in diesem Stromkreis liegendes Relais überwacht werden. DieDichtedes aus dem Holz aufsteigenden Flüssigkeitsdampfes ist zwar nicht nur von der Temperatur des Holzes, sondern auch noch von anderen Faktoren abhänig, doch kann der Einfluß dieser Faktoren' dadurch ausgeschaltet werden, daß die Zusammenhänge zwischen der Dichte. des aufsteigenden Flüssigkeitsdampfes und der Temperatur des Holzes durch einfache Versuche vor der Trocknung einer größeren Stückzahl von Gegenständen aus Holz festgestellt werden.There are various possibilities for the practical development of the invention. As mentioned, one embodiment of the invention consists in that the lighting the light cell by the moisture vapors rising during heating or drying being affected. When drying a wooden beam, for example, one The light cell is arranged at the end of the beam and the light source is arranged at the other end, so that according to the invention the bar in the radiation path between the light source and Light cell lies. Light cell and light source are to each other so that the Dry the vapors rising from the wooden beam in the beam path between the light cell and light source enter. Since the amount of rising steam is a measure of the Temperature of the wood, and since the lighting of the light cell also decreases, if the amount of steam entering the beam path increases, the temperature can of the wooden beam indirectly to one in the. electric circuit of the light cell switched instrument or by one in this circuit Relays are monitored. The density of the liquid vapor rising from the wood is not only dependent on the temperature of the wood, but also on others Factors, but the influence of these factors can be eliminated by that the connections between the density. of the rising liquid vapor and the temperature of the wood by simple experiments before drying a larger one Number of items made of wood can be determined.

Es ist bereits ein Verfahren bekannt, bei dem ebenfalls die Bestrahlung strahlungsempfindlicher Körper vom Zustand eines überwachenden Gegenstandes abhängig ist. Es ist dies ein Schutzverfahren für elektrische Generatoren zum Feststellen irgendwelcher Fehler, die an den stromdurchflossenen Leitern des Generators auftreten und durch ungewöhnliche Erwärmung der Leiterisolation eine Zersetzung derselben herbeiführen. Die Zersetzungsstoffe, beispielsweise Kohlenoxyde und uriverbrannter Kohlenstoff, gelangen in den Kühlluftstrom des Generators. Um nun das Vorhandensein dieser Zersetzungsstoffe im Kühlluftstrom und somit das Vorhandensein eines Leiterfehlers festzustellen, wird bei dem bekannten Verfahren der Luftstrom des Generators zwischen, einer Wärmestrahiungsquelle, beispielsweise einer Glühlampe, und einem von dieser bestrahlten, wärmeempfindlichen Körper, z. B. einem elektrischen Widerstandskörper aus dünnen Nickelblechen, hindurchgeleitet. Die Zersetzungsstoffe absorbieren einen mehr oder minder großen Teil der Strahlung und ändern hierdurch den Widerstandswert des bestrahlten Widerstandskörpers. Diese Widerstandsänderung kann mittels Relais od. dgl. zum selbsttätigen Abschalten des schadhaften Generators oder zum Betätigen irgendwelcher Warneinrichtungen od. dgl. verwendet werden.A method is already known in which the irradiation is also used radiation-sensitive body dependent on the condition of a monitored object is. It is a protection method for electrical generators to detect any faults that occur on the current-carrying conductors of the generator and due to unusual heating of the conductor insulation, decomposition of the same bring about. The decomposition substances, for example carbon oxides and urine burned Carbon, get into the cooling air flow of the generator. To now the presence these decomposition substances in the cooling air flow and thus the presence of a conductor fault determine, in the known method, the air flow of the Generator between, a heat radiation source, for example an incandescent lamp, and a from this irradiated, heat-sensitive body, e.g. B. an electrical resistance body made of thin nickel sheets, passed through. The decomposition substances absorb you more or less large part of the radiation and thereby change the resistance value of the irradiated resistor body. This change in resistance can be achieved by means of a relay od. The like. To automatically switch off the defective generator or to operate Any warning devices or the like. Be used.

Zur Überwachung der Temperatur beim Trocknen mit hochfrequenten Wechselfeldern ist .aber auch dieses, bekannte Verfahren schon deshalb nicht geeignet, weil es ebenfalls in keiner Weise auf die besonderen Betriebsbedingungen der Hochfrequenztrocknung Rücksicht nimmt. Würde man bei der Hochfrequenztrocknung in Anlehnung an das bekannte Verfahren einen Luftstrom über das zu trocknende Gut leiten und diesen in der zum Generatorschutz bekannten Weise durch den Strahlengang der Strahlungsanordnung hindurchführen, so würden die gemessenen Temperaturwerte des Luftstromes nicht den zu messenden Temperaturwerten des zu trocknenden Gutes entsprechen., da der Luftstrom auf seinem Wege vom Gut zur Strahlungsanordnung erheblichen, die Temperaturwerte verstimmenden Einflüssen unterliegen kann. Bei der Hochfrequenztrocknung genügt es im Gegensatz zum Generatorschutz keineswegs, lediglich das Vorhandensein einer Temperatur festzustellen, sondern es ist eine genaue Messung der Temperaturwerte erforderlich. Ferner ist die bekannte Anordnung für die Hochfrequenztrocknung auch aus. dem Grunde nicht geeignet, weil sie eigens für die Temperaturüberwachung eine zusätzliche Belüftungseinrichtung mit einem zusätzlichen Luftstromkanal erfordern würde, wodurch die Überwachungseinrichtung in unerwünschter Weise verwickelt und außerdem die Zugänglichkeit des zu trocknenden Gutes sehr behindert würde.For monitoring the temperature during drying with high-frequency alternating fields but this well-known method is not suitable because it also in no way to the special operating conditions of high-frequency drying Is considerate. If you were to use high-frequency drying based on the familiar Process a stream of air over the material to be dried and this in the to Pass the generator protection through the beam path of the radiation arrangement in a known manner, so the measured temperature values of the air flow would not be the ones to be measured Temperature values of the goods to be dried, as the air flow on its Paths from the good to the radiation arrangement are considerable, upsetting the temperature values May be subject to influences. In contrast, it is sufficient for high-frequency drying to protect the generator by no means merely to determine the presence of a temperature, instead, an exact measurement of the temperature values is required. Furthermore is the known arrangement for high-frequency drying also from. basically not suitable because they have an additional ventilation device specifically for temperature monitoring with an additional airflow duct, eliminating the monitoring device entangled in an undesirable manner and also the accessibility of the to be dried Good would be very hindered.

Eine andere Ausführungsmöglichkeit der Erfindung besteht darin, daß die. sog. Schlierenbildung im Schattenbild des durch die Hochfrequenzfelder erhitzten Gegenstandes ausgenutzt wird. In diesem Fall wird eine Lichtquelle relativ zu einem zwischen zwei Elektroden liegenden Holzbalken: so angeordnet, daß am entgegengesetzten Ende ein Schattenbild entsteht. Die Lichtzelle wird so, angeordnet, daß sie außerhalb dieses Schattenbildes liegt, also voll belichtet wird. Sobald die Temperatur des zu trocknenden Gegenstandes durch Einwirkung der elektrischen Hochfrequenzfelder erhöht wird, entsteht eine als Schlierenbildung bezeichnete Vergrößerung des Schattenbildes, die über die geometrischen Abmessungen des Gegenstandes, hinausgeht. Je höher die Temperatur steigt, um so stärker macht sich diese Schlieren,bildung bemerkbar und um so größer ist der Raum, in dem außerhalb des Kernschattens eine Verdunkelung eintritt. Bei richtiger Anordnung der Lichtzellen wird deren Belichtung durch die Schlierenbildung vermindert, und im Stromkreis der Lichtzelle kann an einem Relais oder Meßgerät dadurch mittelbar die Temperatur des zu trocknenden Gegenstandes abgelesen werden.Another possible embodiment of the invention is that the. so-called streaking in the shadow of the one heated by the high-frequency fields Object is exploited. In this case, a light source is relative to a Wooden beams lying between two electrodes: arranged so that on the opposite one At the end a silhouette emerges. The light cell is arranged so that it is outside this silhouette lies, so it is fully exposed. As soon as the temperature of the object to be dried by the action of high-frequency electrical fields is increased, there is an enlargement of the shadow image called streaking, which goes beyond the geometric dimensions of the object. The higher the The temperature rises, the stronger these streaks, formation and noticeable the larger is the room in which there is a darkening outside the umbra entry. If the light cells are arranged correctly, their exposure is reduced by the The formation of streaks is reduced and a relay can be connected to the circuit of the light cell or measuring device thereby indirectly reading the temperature of the object to be dried will.

An sich ist auch die Ausnutzung der Schlierenbildung eines Körpers zur Überwachung seiner Temperatur bekannt, und zwar durch einen Aufsatz, in dem vorgeschlagen wird, die Temperatur eines wärmeabgebenden Körpers, und zwar eines geheizten Rohres, dadurch zu messen, daß ein an dem Rohr entlang geführte Lichtstrahl durch die Schlierenbildung des Körpers beeinflußt wird. Auf die besonderen Betriebsbedingungen bei der Temperaturüberwachung im hochfrequenten Wechselfeld geht dieser Aufsatz jedoch nicht ein. Auch ist in dem Aufsatz in keiner Weise von einer selbsttätigen Steuerung irgendwelcher Vorgänge in Abhängigkeit von Änderungen der gemessenen Temperatur die Rede. Erst recht ist dem Aufsatz nicht die erst durch die Erfindung offenbarte Lehre zu entnehmen, durch die regeltechnische Vereinigung der Schlierenaufnahme des Temperaturfeldes wärmeabgebender Körper mit lichtelektrischen Zellen ein neuartiges und mit Vorteil anwendbares Mittel zu schaffen, um das schwierige Problem der Temperaturüberwachung und -steuerung solcher Körper zu lösen, die mit Hilfe hochfrequenter ZVechselfelder erhitzt werden.In itself is also the exploitation of the streaking of a body known to monitor its temperature, through an essay in which is proposed, the temperature of a heat-emitting body, namely one heated pipe, to be measured by a light beam guided along the pipe is influenced by the streaking of the body. On the special operating conditions this essay works with temperature monitoring in a high-frequency alternating field however not one. Nor is the essay in any way self-evident Control of any processes depending on changes in the measured temperature the speech. A fortiori, the article is not the one that was first revealed by the invention Teaching can be found through the technical association of Schlieren intake the temperature field of heat-emitting bodies with photoelectric cells is a new kind and to provide a useful means of solving the difficult problem of temperature control and control of such bodies, with the help of high-frequency alternating fields be heated.

Obwohl die Erfindung für die Ho.lz.trocknung von wesentlicher Bedeutung ist, kann sie auch zur Temperaturüberwachung bei anderem Gut verwendet werden, bei dem durch Einwirkung elektrischer Hochfrequenzfelder ebenfalls Zustandsänderungen des das erwärmte Gut umgebenden Mediums, wie beispielsweise Dampf- oder Schlierenbildung, hervorgerufen werden.Although the invention is essential for wood drying it can also be used to monitor the temperature of other goods changes in state due to the action of high-frequency electrical fields of the medium surrounding the heated material, such as the formation of steam or streaks, be evoked.

Claims

PATENT CLAIMS: e.g. Device for monitoring the temperature at Drying with high-frequency alternating fields using light cells, whose Lighting changes depending on the temperature of the goods to be monitored, characterized in that the high frequency Alternating fields The heated material is arranged in the beam path between the light cell and the light source is that the lighting of the light cell is dependent on changes in the state of the the heated material immediately surrounding the medium is changed, for example due to the vapors rising during drying.

2. Device according to claim i, characterized by such an arrangement of the goods that the lighting of the light cell is dependent on the formation of streaks in the silhouette of the goods to be dried. To distinguish the subject matter of the invention from the state of the art, the following publications were taken into account in the grant procedure: German Patent No. 335 392; Research in the field of engineering,

3rd Vol., 1932, pp. 181 to 189; Electrotechnical magazine, 5o. Year, 1929, p. 1016 ff.