DE871077C

DE871077C - Method of measuring color temperature

Info

Publication number: DE871077C
Application number: DESCH966A
Authority: DE
Inventors: Julius Dr Schuenemann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-01-17
Filing date: 1950-01-17
Publication date: 1953-03-19

Description

Die Messung der Farbtemperatur im praktischen Betriebe erfolgte bisher entweder durch visuellen Farbvergleich oder mittels Photozellen. Die erstere Methode erfordert bei jeder Messung eine Einstellung, bei der letzteren ist wegen der Inkonstanz der Photozellen eine häufige Nacheichung erforderlich. Die im Laboratorium angewandte Methode, aus dem Verhältnis der ausgestrahlten Energie in zwei Spektralbereichen bei gleicher Temperatur die Farbtemperatur zu bestimmen, wurde bei betriebsmäßigen Messungen nicht verwandt, da sie sehr empfindliche, Meßinstrumente erforderte und das Resultat nur durch Rechnung gefunden werden konnte. The measurement of the color temperature in practical operation has been carried out so far either by visual color comparison or by means of photocells. The former method requires an adjustment for every measurement, the latter is due to the inconsistency the photocells require frequent recalibration. The one used in the laboratory Method based on the ratio of the emitted energy in two spectral ranges To determine the color temperature at the same temperature, was at operational Measurements not related as they required and very sensitive measuring instruments the result could only be found by calculation.

Erfindungsgemäß ist diese Methode so abgeändert und ausgebaut, daß mittels eines elektrischen Quotientenmessers das Verhältnis zweier Spektralbereiche gemessen und die Farbtemperatur angezeigt wird. According to the invention, this method is modified and expanded so that the ratio of two spectral ranges by means of an electrical quotient meter measured and the color temperature is displayed.

Bisher (Abb. i) wurde die ausgestrahlte Energie proportional der Fläche A1 A2AB und proportional der Fläche A3A4CD CD mittels Thermoelementen oder Bolometern gemessen. Aus dem Verhältnis beider kann die Farbtemperatur berechnet werden. Eine direkte Messung des Verhältnisses ist nicht möglich, da einerseits die Thermospannungen zu gering sind, andererseits das Verhältnis sich bei Temperaturveränderungen so stark ändert, daß mit einem Qudtientenmesser größere Temperaturmeßbereiche nicht umfaßt werden können. Beide Nachteile werden dadurch vermieden, daß das Verhältnis von d A proportional der Fläche A2AC 24 zu proportional der Fläche ;1,BDA, gemessen wird. Das Verhältnis beider ist ebenfalls ein Maß für die Farbtemperatur, es ergeben sich aber eine wesentliche Erhöhung der Thermokräfte und wesentlich geringere Schwankungen ihres Verhältnisses mit der Temperatur.So far (Fig. I) has been the emitted energy proportional to the area A1 A2AB and measured proportionally to the area A3A4CD CD using thermocouples or bolometers. The color temperature can be calculated from the ratio of the two. A direct measurement of the ratio is not possible because on the one hand the thermal voltages are too low, on the other hand the ratio changes so much with temperature changes that larger temperature measuring ranges cannot be covered with a gradient meter. Both disadvantages are avoided by the fact that the ratio of d A proportional to the area A2AC 24 proportional to the area; 1, BDA, is measured. The ratio of the two is also a measure of the color temperature, but there is a significant increase in the thermal forces and significantly lower fluctuations in their ratio with temperature.

Je weiter der Bereich Å3 & nach den kürzeren Wellen verlegt wird, um so kleiner wird die Fläche a CD, und als Grenzwert ergibt sich, daß auch ein Maß für die Farbtemperatur ist. Der Abstand zwischen A1 und A2 wird so gewählt, daß sich für den verwandten Quotientenmesser ein möglichst günstiges Verhältnis ergibt. A1 und A2 können im sichtbaren Teil des Spektrums oder im ultraroten Bereich liegen.The further the area Å3 & is moved to the shorter waves, the smaller the area a CD becomes, and the limit value is that too is a measure of the color temperature. The distance between A1 and A2 is chosen so that the ratio is as favorable as possible for the quotient meter used. A1 and A2 can be in the visible part of the spectrum or in the ultra-red region.

Bedingung ist nur, daß bei der höchsten zu messenden Temperatur A2 kleiner ist als die Wellenlänge des Strahlungsmaximums bei dieser Temperatur.The only condition is that at the highest temperature to be measured A2 is smaller than the wavelength of the radiation maximum at this temperature.

Die Thermoströme sind meistens zu schwach, um einen Quotientenmesser direkt zu betätigen. Zur Verstärkung werden deshalb die Thermoelemente in bekannter Weise an einen selbsttätigen Lindeck-Rothe-Kompensator (Photozellenkompensator)angeschlossen. The thermal currents are mostly too weak for a quotient meter to operate directly. For this reason, the thermocouples are better known for reinforcement Way connected to an automatic Lindeck-Rothe compensator (photocell compensator).

Die der Thermokraft proportionalen Kompensationsströme betätigen den Quotientenmesser, der in Farbtemperaturen geeicht wird.The compensation currents proportional to the thermal force actuate the Ratio meter that is calibrated in color temperatures.

Soll gleichzeitig die schwarze Temperatur gemessen werden, wird in den Kreis des einen Kompensationsstromes ein Strommesser eingeschaltet, der in schwarzen Temperaturen geeicht wird. If the black temperature is to be measured at the same time, in an ammeter switched on the circuit of a compensation current, the one in black Temperatures is calibrated.

Abb. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel. Die von dem zu messenden Körper kommende Strahlung wird durch die Linse 11 gesammelt; das Filter f1 absorbiert alle Strahlung, deren Wellenlänge größer als A1 ist, das Filter f2 alle Strahlung, deren Wellenlänge größer als A2 ist. Durch das Dachprisma d wird die durch f, gefilterte Strahlung zu dem einen Brennpunkt, in dem sich das Thermoelement t1 befindet, die durch f2 gefilterte Strahlung zu dem zweiten Brennpunkt, in dem sich das Thermoelement t2 befindet, abgelenkt. t1 und t2 sind an die Photozellenkompensatoren kl und k2 angeschlossen; deren Kompensationsströme fließen über den Quotientenmesser Q. In den Kompensationsstromkreis von k2 ist noch ein Strommesser 8 eingeschaltet, der die schwarze Temperatur anzeigt. Fig. 2 shows an embodiment. Those of the body to be measured incoming radiation is collected by lens 11; the filter f1 absorbs them all Radiation whose wavelength is greater than A1, the filter f2 all radiation whose Wavelength is greater than A2. The roof prism d is filtered by f i Radiation to the one focal point in which the thermocouple t1 is located, the radiation filtered by f2 to the second focal point where the thermocouple is located t2 is distracted. t1 and t2 are connected to the photocell compensators kl and k2 connected; their compensation currents flow through the quotient meter Q. In the compensation circuit of k2 is still an ammeter 8 switched on, the the black temperature indicates.

Durch das Prisma p wird das Strahlenbündel wieder parallel zur Rohrachse abgelenkt und durch die Okularlinse 12 kann das Instrument auf den zu messenden Körper gerichtet werden.The bundle of rays becomes parallel to the tube axis again through the prism p deflected and through the eyepiece lens 12, the instrument can focus on the Body to be directed.

Diese Ausführung bietet auch Vorteile gegenüber dem normalen Gesamtstrahlungspyrometer bei der Messung schwarzer Strahlung an Öfen u. dgl. Denn durch die Verhältnismessung werden verschiedene Fehler der Strahlungspyrometer, wie die durch Temperaturschwankungen, Verstaubung der Linse, Abstandsänderung zwischen Meßobjekt und Pyrometer, auf ein Bruchteil reduziert. This design also offers advantages over the normal total radiation pyrometer when measuring black radiation on ovens and the like, because by the ratio measurement various errors of the radiation pyrometers, such as those caused by temperature fluctuations, Dust build-up on the lens, change in distance between measurement object and pyrometer, on Fraction reduced.

Claims

PATENT CLAIM: Method for measuring the color temperature, thereby characterized in that the ratio of the total radiation as a measure of the color temperature between the wavelengths o and 21 and o and A2, where A1 and A2 are two neighboring wavelengths are those in the visible or ultra-red part of the spectrum can lie, and are smaller than the wavelength of the radiation maximum at the highest temperature to be measured.