DE8624894U1 - Vorrichtung zur photoelektrischen Temperaturmessung eines Meßobjektes - Google Patents

Description

Vorrichtung zur photoeiektrischen Temperaturmessung Di/» Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur photoeiektrischen Temperaturmessung eines Meßobjektes, insbesondere von metallurgischen Schmelzen, mit einer vom Meßobjekt zu einem Meßwertaufnehmer führenden Strahlungsübertragungseinrichtung zur Übertragung der auf eine am bzw. beim Meßobjekt liegenden Eintrittsfläche auftreffenden Temperaturstrahlung zum Meßwertaufnehmer, mit feststehenden Photoelementen zum Empfang von mindestens zwei, in verschiedenen Wellenlängenbereichen liegenden xeiistfäniüngen, wobei die Strahlungsuber— trägungseinrichtung eine Einrichtung zur gleichmäßigen Verteilung der einfallenden Temperaturstrahlung auf die Teilstrahlungen aufweist.

Es ist bekannt, die von einem erhitzten Meßobjekt ausgehende Strahlung zur Bestimmung seiner Temperatur heranzuziehen, insbesondere wenn es sich um hohe Temperaturen handelt, wie es bei metallurgischen Schmelzen der Fall ist.

Bei einer berührungslosen Messung j die beispielsweise für bewegte Meßobjekte wie Walzgut herangezogen wird, verwendet man Meßwertaufnehmer, sogenannte Farbpyrometer, die in einem bestimmten Abstand vom Meßobjekt angeordnet sind. Insbesondere bei der Temperaturmessung von metallurgischen Schmelzen bringt eine derartige Meßmethode jedoch Nachteile mit sich: Als Meßort steht nur die meist mit Oxiden und Schlacke bedeckte Oberfläche der Schmelze zur Verfugung. Außerdem kann das Meßergebnis durch Strahlungseinfall aus Zonen außerhalb des gewünschten Meßbereiches trotz aufwendiger Blendenvorrichtungen verfälscht werden.

Es wurde daher bereits vorgeschlagen, zur Temperaturmessung nicht oder kaum bewegter Meßobjekte, insbesondere metallurgischer Schmelzen, Strahlungsübertragungseinrichtungen, wie lichtleitende Glasstäbe, vorzusehen, die

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die Temperaturstrahiung des Meßobjektes zu einem Meßwertaufnehmer leiten* Zur Messung der Temperatur von metallurgischen Schmelzen führen diese Glasstäbe im all-= genieinen durch die Behälterwand nach außen, wodurch auch eine Temperaturmessung im inneren bzw. am Rand der Schmelze möglich ist. Der Meßbereich (Meßfläche) ist dabei vorteilhafterweise auf die genau festgelegte Eintrittsfläche der StrahlungsUbertragungseinrichtung (z.B. Stirnfläche des Glasstabes), die mit dem Meßobjekt in Verbindung steht, exakt festgelegt. Störender Fremdstrahlungseinfall kann dabei leieht vermieden werden.

An eine solche Strahlungsübertragungseinrichtung können prinzipiell viele bekannte Farbpyrometer angeschlossen werden, wobei sogenannte Zweifarben-Pyrometer von Vorteil sind. Diese Zweifarben-Pyrometer messen im Prinzip das Intensitätsverhältnis der Temperaturstrahiung in zwei verschiedenen Wellenlängenbereichen, wodurch gegenüber der Messung in einem Wellenlängenbereich die Faktoren Meßfläche, Schwächung des Lichtes auf dem Weg zum Farbpyrometer und der meist nicht genau bekannte Emissionsfaktor des Meßobjektes bei der Ermittlung des Meßergebniss-es herausfallen. Bei derartigen Zweifarben-Pyrometern muß lediglich Sorge getragen werden, daß die im Pyrometer aus der Eingangsstrahlung gebildeten und in verschiedenen Wellenlängenbereichen liegenden Teil-Strahlungen, deren Intensitätsverhältnis gemäß dem Prinzip eines Zweifarben-Pyrometers zur Temperaturbestimmung herangezogen wird, von der eintreffenden Temperaturstrahlung ein und desselben Meßbereiches bzw. Meßbereichteiles herrühren, da es sonst zu einer Verfälschung des Meßergebnisses kommt.

Der Großteil der bekannten Zweifarben-Pyrometer weist bewegliche, abwechselnd in den Strahlengang von einem Photoelement eingebrachte, verschieden Wellenlängen-

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selektrive Filter* auf, um sicherzustellen» daß die abwechselnd je nach eingebrachtem Filter gebildeten Teiletrahlungen von einer Temperätürstrahlung aus demselben Meßbereich bzw. Meßbereichteil herrühren. Die Auswertung (die Meßdaten in beiden Wellenlängenbereichen liegen nicht gleichzeitig vor) ist bei diesen Zweifärben-Pyro-Rietern erschwert und zur Erfassung schneller Abkühlvörgänge nicht geeignet. Außerdem sind diese Pyrometer auf Grund der beweglichen Teile technisch aufwendig, störanfällig und sperrig.

Man hat daher bereits eine Vorrichtung zur photoelektrischen Temperaturmessung vorgeschlagen, die ohne bewegte Teile auskommt. Diese Vorrichtung weist zwei verschieden wellenlängendurchlässige Faserbündel auf, an deren einem Ende jeweils ein feststehender Detektor sitzt und deren andere Enden, die dem Meßobjekt zugewandt sind, ineinander verschachtelt sind. Weiters ist ein lichtdurchlässiger Stab, dessen Wände und Enden optisch poliert sind, als "Homogenisator", d.h. als eine Einrichtung zur gleichmäßigen Verteilung der Temperaturstrahlung auf die in den Faserbündeln geführte Teilstrahlungen, in den Strahlengang eingebracht. Damit soll das Intensitätsverhältnis der beiden Teilstrahsungen auch wirklich ein Maß für die Temperatur des Meßobjektes darstellen. Der vorgeschlagene Homogenisator muß zur Erzielung einer ausreichenden Wirkung relativ lang sein und ist damit relativ teuer und empfindlich, was insbesondere beim Einsatz an Schmelzöfen unerwünscht ist. Auch die Lichtführung in den verschieden wellenlängenselektiven Faserbündeln ist aufwendig. Weiters sollte noch erwähnt werden, daß die bekannte Vorrichtung zur berührungslosen Messung ausgebildet ist, was jedoch bei der Temperaturmessung an Schmelzen wegen der Oxide und Schlacken an der Oberfläche - wie bereits oben erwähnt - nicht günstig ist.

Aufgabe der Neuerung ist es, eine technisch einfache, kompakte und kostengünstige Vorrichtung zur photoelektrischen Temperaturmessung zu schaffen, die insbesondere im Hinblick auf die bevorzugte Anwendung in der Metallurgie robust und damit nicht störanfällig ist und dennoch eine exakte und rasche Temperaturmessung in einem genau festgelegten Meßbereich erlaubt.

Dies wird neuerungsgemäß dadurch erreicht, daß die Einrichtung zur gleichmäßigen Verteilung der Temperaturstrahlung aus mindestens einem, in der vorzugsweise aus lichtleitenden Glasstäben gebildeten Strahlungsübertragungseinrichtung angeordneten, diffus streuenden, optischen Bauteil zur gleichmäßigen Intensitätsverteilung der Temperaturstrahlung über eine dem Meßwert auf nehmer zugewandte Austrittsfläche besteht und daß der Meßwertaufnehmer im Bereich dieser Austrittsfläche mindestens zwei verschieden wellenlängenselektive, optische Bauteile, vorzugsweise Durchlaßfilter, zur Bildung der von feststehenden Photoelementen empfangenen Teilstrahlungen enthält.

Durch den diffus streuenden optischen Bauteil, der im einfachsten Fall aus einem Glasstab mit einer mattgeschliffenen Fläche besteht, erreicht man mit einer kompakten und kostengünstigen Vorrichtung in jedem Wellenlängenbereich gleichmäßige Intensitätsverteilung über die dem Meßwertaufnehmer zugewandte Austrittsfläche, sodaß auf alle in diesem Bereich angeordnete, verschieden v/ellenlängenselektiven Bauteile eingangsseitig jeweils eine Temperaturstrahlung mit der gleichen Intensität auftrifft. Damit ist auf einfache Weise gewährleistet, daß das Intensitätsverhältnif? ii'--r ausgangsseitig aus diesen Bauteilen austretenden Teilstrahlungen auch Wirklich ein Maß für die Temperatur des Meßöbjektes an der Meßfläche ist. An die einzige Austrittsfläche, über¹

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die die Temperaturstrahlung gleichmäßig verteilt ist, ist ein robuster, einfacher und kleiner, nach dem Prinzip eines Zweifarben- bzw. Hehrfarben-Pyrometers arbeitender Meßwertaufnehmer mit feststehenden wellenlängenselektiven, optischen Bauteilen (vorzugsweise Durchlaßfilter) angeschlossen.

Im folgenden wird unter Licht jede elektromagnetische Strahlung verstanden. Insbesondere sind Lichtleiter nicht nur Bauteile, die zur Leitung von sichtbarem Licht geeignet sind, sondern Bauteile, die auch jede andere elektromagnetische Strahlung_v vor allem auch Infrarot-Strahlung leiten können.

Die von den verschieden wellenlängenselektiven, Bauteilen ausgehenden Teilstrahlungen können wellenlängenmäßig überlappen, d.h. Anteile mit gleicher Wellenlänge haben, aber auch in vollkommen getrennten Wellenlängenbereichen liegen.

Die Auswertung der von den Photoelementen ausgehenden elektrischen Signale gestaltet sich besonders einfach, wenn jedem wellenlängenselektiven, optischen Bauteil mindestens ein Photoelement zum Empfang der von diesem ausgehenden Teilstrahlung zugeordnet ist, wobei Photodioden auf Grund ihrer linearen Kennlinie (Strom proportional der Strahlungsintensität) am geeignetsten erscheinen.

Als wellenlängenselektive, optische Bauteile eignen sich für die erfindungsgemäße Anordnung neben Durchlaßfiltern

auch selektiv reflektierende Spiegel.

An der Ausgangsseite dieser wellenlängenselektiven Bauteile kann gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung vorgesehen sein, daß zur Verhinderung von Interferenzen zwischen den Teilstrahlungen vorzugsweise glasfaseroptische Lichtleiter vorgesehen sind, die vom jeweiligen wellenlängenselektiven, optischen Bauteil zu mindestens einem Photoelement führen.

Ein besonders kompakter und kleiner Meßwertaufnehmer, der sich in der Metallurgie vor allem bei Messungen an kleinen Probetiegeln eignet, wo auch die Strahlungsübertragungseinrichtungen geringe Baugrößen, etwa im Zentimeterbereich aufweisen, kann dadurch erreicht werden, daß die Photoelemente direkt an die jeweiligen wellenlängenselektiven Bauteile angrenzen.

Diese kleine Vorrichtung mit einem kleinen Meßwertaufnehmer und einer einfachen und billigen Strahlungsübertragungseinrichtung kann aber auch zur Temperaturmessung an realen Gußstücken (Oberfläche) herangezogen v,erden, indem sie im Kern- und/oder Formsand miteinformbar sind. Entsprechend isoliert und angebracht kann der kleine Meßwertaufnehmer nach dem Abkühlen wieder verwendet werden.

Da die Strahlungsübertragungseinrichtung vor allem an ihrer Eintrittsfläche, etwa durch eine Metallschmelze stark belastet ist bzw. nach dem Meßvorgang nicht mehr verwendbar ist, sieht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vor, daß die Strahlungsübertragungseinrichtung mindestens zwei im Strahlengang hintereinandsrliegende Lichtleiterelemente aufweist, von denen wenigstens eines lösbar mit den anderen verbunden ist. Das mit dem Meßobjekt in Kontakt stehende Lichtleiterelement kann z.B. ein bei Messungen an metallur-

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gischen Schmelzen üblicher feuerfester Glasstab sein, der bei jeder oder nach einigen Messungen verloren ist. Der Rest der Vorrichtung, also ein weiteres Lichtleiterelement bzw. der optisch streuende Bauteil und der daran anschließende Meßwertaufnehmer, kann durch die lösbare Befestigung etwa am oben genannten Glasstab nach der Messung weiterverwendet werden bzw. für mehrere vorhandene Meßobjekte verwendet werden, indem man ihn z.B. an jeweils ein mit diesen Meßob^ekten verbundenes Lichtleiterelement ansteckt und nach dem Meßvorgang wieder löst.

Insbesondere bei einem lösbar mit einem Teil der Strahlungsübertragungseinriciitung verbundenen, beispielsweise ansteckbaren Meßwertaufnehmer ist es von Vorteil, daß das bzw. die Photoelemente an eine, die über eine vorbestimmte Zeitspanne registrierten Meßdaten, vorzugsweise in digitaler Form, speichernde, beispielsweise batteriebetriebene transportable Speichereinrichtung angeschlossen ist. Ohne Probleme mit langen Kabeln oder sperrigen Auswerteinrichtungen zu haben, kann so der Meßwertaufnehmer (samt Speichereinrichtung) allenfalls mit einem Teil oder der ganzen Strahlungsübertragungseinrichtung zur Registrierung von Meßdaten an nicht oder nur schwer beweglichen Meßobjekten bzw. an dort fix angebrachte Lichtleiterelemente angeschlossen werden. Die Auswertung der gespeicherten Daten erfolgt dann an einer zentralen Auswerteinheit.

Weisen die Lichtleiterelenie**ite der StrahlungsUbertragungseinrichtung einen ähnlichen Durchmesser auf, so kann ein hitzefestes Schutzrohr in besonders günstiger Weise für eine Steckverbindung der· Lichtleiterelemente verwendet werden, indem es die Verbindungsstelle außen umgibt«

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind nicht nur

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Oberfiächentempefäturen meßbar, sondern beispielsweise auch Temperaturen in der Schmelzbädmitte« Dazu erstreckt sich die Strahlungsübertragungseinrichtung in die Schmelze und ist bis auf eine Eintrittsfläche von einer einen Stfählungseinfcritt verhindernden Mülle umgeben,

Der bzw. die diffus streuenden Bauteile können einen diffus streuenden Oberflächenbereich, etwa eine mattgeschliffene oder geätzte Fläche aufweisen, wobei mehrere solche Bauteile, beispielsweise Glasstäbe mit mattierten Stirnflächen, im Strahlengang hintereinander angeordnet sein können. Es kann aber alternativ oder zusätzlich ein Bauteil aus lichtstreuendem Material vorgesehen sein (Streuglas, Volümenstreuer).

Um zu verhindern, daß in allenfalls vorhandenen, nicht diffus streuenden Abschnitten der StrahlungsUbertragungseinrichtuhg sich eine über den Querschnitt ungleichmäßige Intensitätsverteilung ergibt, die dann auch eingangsseitig an den wellenlängenselektivert Bauteilen anliegt und damit das Meßergebnis verfälscht, sieht eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vor, daß zumindest ein diffus streuender Bauteil im Bereich der zum Meßwertaufnehmer weisenden Austrittsfläche der Strahlungsübertragungseinrichtung angeordnet ist und vorzugsweise diese Austrittsfläche ausbildet. Dabei ist es auch günstig, wenn die wellenlängenselektiven, optischen Bauteile direkt an die Austrittsfläche der Strahxungsübertragungseinrichtung angrenzen.

Selbstverständlich werden die von den Photoelementen ausgehenden elektrischen Signale direkt oder nach Zwischenspeicherung auf einer oben genannten Speichereinrichtung von einer Auswerteeinrichtung (z.B. mit linearen Vorverstärkern und einem logarithmischen Differenzverstärker) weiterverarbeitet und die Meßergebnisse angezeigt, ausgedruckt oder anderweitig

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(etwa zur Temperatursteuerung) weiterverwertet.

Einzelheiten der Erfindung werden anhand von AüsfÜhrungsbeispieien durch die Figuren der Zeichnung näher erläutert*

Es zeigen

Fig. i eine schematische Schnittansicht eines AusfUhrungsbeispieles der erfindungsgemaßen Vorrichtung zur Temperaturmessung samt angeschlossener Speicherund Auswertschaltüng,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie A-A der F'ig. 1, Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht des Meßwertaufnehmers und eines Teiles der Strahlungsübertragungseiiirichtung der in der Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, Fig. 4 und Fig. 5 weitere Ausführungsbeispiele der optisch streuenden Bauteile bzw. des Meßwertaufnehmers, Fig. 6 und Fig. 7 einen zur direkten Messung am Gußstück im Oberkasten bzw. im Kern mitgeformten Meßwertaufnehmer.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zur photoelektrischen Temperaturmessung besteht im wesentlichen aus einem Meßwertauf nehme r 2 und einer Strahlungsübertragungseinrichtung 1, welche die vom Meßobjekt 4 (im vorliegenden Fall eine metallurgische Schmelze) ausgehende Temperaturstrahlung zum Meßwertaufnehmer 2 führt, der an in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer 3 bezeichneten Signalweiterverarbeitungseinrichtungen angeschlossen ist.

Die Strahlungsübertragungseinrichtung 1 weist vier im Strahlengang hintereinanderliegende Lichtleiterelemente 5,6a,6b und 6c aus feuerfestem Quarzglas auf (zylindrische Glasstäbe). Dabei ist der eintrittsseitig gelegene Glasstab 5 mittels Schlichte 7 fest in die Wand 8 aus kunstharzgebundenem Quarzsand des die Schmelze 4 aufnehmenden Probetiegels eingeklebt, während die restliche Strahlungsübertragungseinrichtung 1 samt dem Meßwert auf nehmer 2

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lösbar mit diesem Glasstab 5 verbunden, nämlich mit dem Vorderteil des Schützföhres 9 auf diesen Glasstab 5 aufsteckbar ist. Zwischen dem Schutzröhr 9 aus Metall oder Keramik und den Lichtlelterelementen 5,6a,6b und 6c befinden sich Haltebänder 10 aus hitzefestem Material, Nach der Erstarrung der Schmelze 4 im Probetiegel ist äer Glasstab 5 i»a, nicht mehr verwendbar, während der Übrige Teil der Vorrichtung unbeschadet bleibt und weiterverwendet werden kann.

Die erfindungsgemäßen, in der StrahlungsUbertragungseinrichtung 1 angeordneten, diffus streuenden, optischen Bauteile werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel von den Lichtleiterelementen 6a, 6b und 6c gebildet, deren Stirnflächen mattgeschliffen bzw. geätzt und somit diffus streuend sind, um eine gleichmäßige Intensitätsverteilung der Temperaturstrahlung über die dem Meßwertaufnehmer 2 zugewandte Austrittsfläche 11 der StrahlungsUbertragungs^ einrichtung und damit über die gesamte Eintrittsfläche (vgl. auch Fig. 2) der direkt angrenzenden, verschieden wellenlängenselektiven Durchlaßfilter 12,13, die die Wellenlängenselektiven, optischen Bauteile des Meßwertaufnehmers 2 bilden, zu erreichen. Der Durchlaßfilter 12 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Filter vom Typ RG 830, der Licht mit einer Wellenlänge über 800 mm durchläßt, während der Durchlaßfilter 13 vom Typ KGl ist und Licht von 250 bis 600 mm durchläßt.

Der letzte diffus streuende Bauteil (Lichtleiterelement 6c) bildet - wie dies auch in Fig. 3 dargestellt ist - mit seiner dem Meßwertaufnehmer 2 zugewandten, mattierten Stirnfläche die Austrittsfläche 11 aus.

Im Meßwertaufnehmer 2, der von einer nur in Fig. 1 dargestellten, schützenden Hülle 14 umgeben ist, wird die mit gleichmäßig über die Eintrittsfläche verteilten Intensität auffallende Temperaturstrahlung des Meßobjektes 4 durch die zwei wellsnlängenselektiven Durchlaßfilter

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12,13 in Teilstrahlung§n in zwei verschiedene Weilenlangenbereiche aufgeteilt» wobei die Jeweils einem Durchlaßfilter 12 bzw. 13 zugeordneten und direkt abgrenzenden Photödiöden 15,16 die Intensitäten der Teil Strahlungen" unabhängig Voneinander feststellen und dementspreehende elektrische Signale, deren Verhältnis ein Maß für die temperatur des Meßöbjektes 4 an der Eintrittsfläche des Glasstabes 5 darstellt (Prinzip eines Zweifarben-Pyrometers), an die Über Steckverbindungen 17,18 und Leitungen 19,20 angeschlossenen Signalweiterverarbeitungs tfihrichtungen 3 Übergeben. Eine reflektierende Trennfalie 21 verhindert auf an sich bekannte Weise unerwünschte Interferenzen der beiden in verschiedenen Wellenlängenbereichen liegenden Teilstrahlungen.

Eine erste Variante der Signalweiterverarbeitungseinrichtungen besteht in einer batteriebetriebenen, transportablen Speichereinrichtung 22, die die Meßsignale der Photodioden 15,16 über eine bestimmte Zeitspanne hinweg in einem Analog-Digital-Wandler 22a digitalisiert und in einem Speicherteil 22b zwischenspeichert. Vor allem bei Messungen an unbewegbaren Meßob,T.ekten können damit lange Kabel vermieden werden, die zur eigentlichen, meist ebenfalls nicht oder nur schwer beweglichen Auswerteinrichtung 24 führen. Außerdem braucht die Auswertschaltung damit nicht in die Gefahrenzone etwa einer Werkshalle, in der die Messung z.B. an einer Schmelze stattfindet, mitgenommen werden. Nach der Messung steckt die Speichereinrichtung 22 nur mehr mittels eines Vielkanalsteckers 23 in eine Vielkanalmuffe 23' an der Auswerte schaltung (z.B. ein zentraler Rechner), worauf die gespeicherten Meßdaten verarbeitet und über ein optisches Anzeigegerät 25 oder einen Drucker 26 ausgegeben werden können.

In kleineren Laboratorien oder bei laufend zu überwachenden Meßobjekten kann aber auch eine direkte Meßdaten-

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erfassung vorteilhaft sein. Im vorliegenden AusfUhrungsbeispiel (strichlierte Linien in Fig. 1) ist dazu ein
Analog-Digital-Wandler 27 vorgesehen, der selbstverständlich auch in die Auswert einrichtung 24 integriert
sein kann. Neben der laufenden Anzeige der Meßdaten auf
einem optischen Anzeigegerät 25 oder einem Drucker 26 |. bietet sich natürlich auch die Möglichkeit in Abhängig- f keit von der gemessenen Temperatur der Meßobjekte mittels
einer Regeleinrichtung 28 bestimmte Regel- oder Steuer- ; funktionen auszuführen.

Die Fig. 4 zeigt den Meßwertaufnehmer 2 und einen Teil , der Strahlungsübertragungsein'richtung 1 eines anderen | Ausführungsbeispieles. Dabei sind gleiche oder äquiva- 1 lente Teile gleich bezeichnet wie in den Fig. 1 bis 3. | Während bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Aus- j führungsbeispiel die Streuung der Temperaturstrahlung ■ hauptsächlich an den mattierten Stirnflächen der Lichtleiterelemente 6a,6b und 6c erfolgt, weist die
Strahlungsübertragungseinrichtung gemäß Fig. 4 ein
gesondertes Streuglas 6' aus lichtstreuendem Material
auf, um eine gleichmäßige Intensitätsverteilung der
Strahlung über die gesamte Austrittsfläche 11 der
Strahlungsübertragungseinrichtung zu erzielen.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist
ebenfalls ein solches Streuglas 6¹ vorgesehen. Der Meßwertaufnehmer 2 weist jedoch Photodioden 15,16 auf, die
nicht direkt an die Durchlaßfilter 12,13 angrenzen,
sondern aus wärmetechnischen oder bautechnischen Gründen
über flexible, glasfaseroptische Lichtleiter 29,30 mit
diesen Durchlaßfiltern 12,13 in Verbindung stehen. Die
Lichtfilter 29,30 leiten die von den Durchlaßfiltern
12,13 ausgehenden Teilstrahlur.^r? ohne Interferenzen
zu den zugeordneten Phötodioden 15,16. _t

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sich die kleine erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere auch für Messungen direkt am realen Gußstück 35 bzw. dessen Oberfläche, wobei die gesamte Vorrichtung 1,2 beispielsweise im Formsand des Oberkastens 36 (Fig. 6) oder im Kern 37 (Fig. 7) rniteingeformt werden kann. Die elektrischen Heßsignale gelangen über schematisch dargestellte Leitungen 19,20 in eine batteriebetriebene, transportable Speichereinrichtung 22, welche im folgenden an eine nicht dargestellte, zentrale Auswerteinrichtung anschließbar ist. Nach der Erstarrung des Gußstückes wird der vorderste Teil der Strahlungsübertragungseinrichtung 1 nicht mehr verwendbar sein, wohl aber der geeignet isolierte Meßwertaufnehmer 2 und allenfalls ein zugewandter Teil der Strahlungsübertragungseinrichtung 1.

Natürlich bietet sich vor allem bei dünnen Ober- und Unterkastenwänden auch die Möglichkeit, nur die Strahlungs-Ubertragungseinrichtung 1 mitzuformen und den Meßwertaufnehmer 2 außen anzuordnen. Auch an sich bekannte glasfaseroptische Lichtleiter sind möglich.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist sowohl in der Anwendung als auch im Aufbau nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise können auch nicht durchstrahlte, sondern selektiv reflektierende Bauteile als wellenlängenselektive Bauteile verwendet werden. Die Strahlungsübertragungseinrichtung kann ebenfalls anders aufgebaut sein, insbesondere was die diffus streuenden Bauteile angeht. Schließlich eignen sich fteben Photodioden selbstverständlich auch andere an sich bekannte Photoelemente wie Phototransistoren etc.

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Claims (13)

Schutzansprüche :

1. Vorrichtung zur photoelektrischen Temperaturmessung eines Meßobjektes, insbesondere von metallurgischen Schmelzen, mit einer vom Meßobjekt zu einem Meßwertaufnehmer führenden Strahlungsübertragungseinrichtung zur Übertragung der auf eine am bzw. beim Meßobjekt liegenden Eintrittsfläche auftreffenden Temperaturstrahlung zum Meßwertaufnehmer, mit feststehenden Photoelementen zum Empfang von mindestens zwei, in verschiedenen Wellenlängenbereichen liegenden Teilstrahlungen, wobei die Strahlungsübertragungseinrichtung eine Einrichtung zur gleichmäßigen Verteilung der einfallenden Temperaturstrahlung auf die Teilstrahlungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur gleichmäßigen Verteilung der Temperaturstrahlung aus mindestens einem, in der vorzugsweise aus licht.'sitenden Glasstäben gebildeten Strahlungsübertragungseinrichtung angeordneten, diffus streuenden, optischen Bauteil (6a, 6b, 6c, 6¹) zur gleichmäßigen Intensitätsverteilung der Temperatu^strahlung über eine dem Meßwertaufnehmer (2) zugewandte Austrittsfläche (11) besteht und daß der Meßwertaufnehmer (2) im Bereich dieser Austrittsfläche (11) mindestens zwei verschieden wellenlängenselektive, optische Bauteile (12,13), vorzugsweise Durchlaßfilter, zur Bildung der von feststehenden Photoelementen (15,16) empfangenen Teilstrahlungen enthält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der wellenlängenselektiven, optischen Bauteile ein selektiv reflektierender Spiegel ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung von Interferenzen zwischen den Teilstrahlungen vorzugsweise glasfaseroptische Lichtleiter (29,30) vorgesehen sind, die ^v°^m jeweiligen wellenlängenselektiven, optischen Bauteil (12,13) zu mindestens einem Photoelement (15,16) führen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Photoelemente (15,16) direkt an die jeweiligen wellenlängenselektiven Bauteile (12,13) angrenzen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die Photoelemente (15,16) an eine, die über eine vorbestimmte Zeitspanne registrierten Meßdaten, vorzugsweise in digitaler Form, speichernde, beispielsweise batteriebetriebene, transportable Speichereinrichtung (22) angeschlossen sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsübertragungseinrichtung (1) mindestens zwei im Strahlengang hintereinanderliegende Lichtleiterelemente (6a,5b,6c) aufweist, von denen wenigstens eines (6a) lösbar mit den anderen (6b, 6c) verbunden ist.

7. Vorrichtung zur Messung der Temperatur metallurgischer Schmelzen, nach £inem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Strahlisngsübertragungseinrichtung (1) in die Schmelze (4) erstreckt und im von der Schirmlze umgebenen Bereich bis auf die Eintrittsfläche von einer einen Strahlungseintritt verhindernden Hülle umgeben ist.

8, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis J_i dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein streuender Bauteil (6a,6b,6c) einen diffus streuenden Oberflächenbereich aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Bauteil aus einem durchstrahlten, lichtleitenden Glaöstab (6a,6b,'Bc) mit mattgeschliffener und/oder geätzter Eintrittsund/öder Austrittsfläche besteht.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als diffus streuende Bauteile mehrere Glasstäbe (6a,6b,6c) mit mattierten Stirnflächen im Strahlengang hintereinander angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein diffus streuender Bauteil, beispielsweise ein Streuglas (6¹) aus einem iichtstreuenden Material besteht.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein diffus streuender Bauteil (6c, 6') im Bereich der zum Meßwertaufnehmer (2) weisenden Austrittsfläche (11) der Strahlungsübertragungseinrichtung vD angeordnet ist und vorzugsweise diese Austrittsfläche (11) ausbildet.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die wellenlängenselektiven, optischen Bauteile (12,13) direkt an die Austrittsfläche (11) der Strahlungsübertragungseinrichtwng

(1) angrenzen.