DE872661C - Verfahren zur Bestimmung von Temperaturen, insbesondere hoeherer Temperaturen, mit Hilfe eines absolut schwarzen Koerpers und Pyrometer zur Ausuebung des Verfahrens - Google Patents

Description

• Verfahren zur Bestimmung von Temperaturen, insbesondere höherer Temperaturen, mit Hilfe eines absolut schwarzen Körpers und Pyrometer zur Ausübung des Verfahrens Den Gegenstand der Erfindung hi.lWt ein Verfahren zur Bestimmung von Temperaturen, insbesondere höherer Temperaturen, mit Hilfe eines absolut schwarzen Körpers und ein Pyrometer zur Ausübung des Verfahrens.
• Die möglichst genaue Bestimmung insbesondere höherer Temperaturen ist in unzählig vielen Fällen von besonderer Bedeutung, deren Ausmaß zum größten Teil noch gar nicht klar erkannt ist oder werden konnte, da die Mittel zur Messung der hohen Temperaturen zmu Teil recht ungenau waren.
• Man kennt bereits Pyrometer, hei denen die Helligkeit der Strahlung mit derjenigen einer entsprechenden Lichtquelle durch das menschliche Auge verglichen wird, wobei diese auf die Oberfläche des strahlenden Körpers, dessen Temperatur gemessen werden soll, gerichtet werden.
• Optische Pyrometer sind in den verschiedensten Nusfuhrun, formen bekanntgeworden, doch haben alle den Nachteil, daß die mit ihnen ausgeführten Messungen mehr oder weniger ungenau sind, insbesondere dann, wenn die zu messenden Temperaturen relativ hoch liegen, so daß die Meßfehler mit 5 teigender Temperatur immer größer werden.
• Eine möglichst genaue Ermittlung der Temperatur spielt z. B. bei der Stahlberstellung eine wesentliche Rolle. So muß man zur Erzielung einer hohen Qualität den fiü-ssigen Stahl stets bei einer optimalen Temperatur in Blöcke oder Formen gießen. Diese optimale Temperatur ist je nach dem Gehalt an Kohlenstoff, Mangan, Silicium, Chrom, Nickel, Wolfram oder anderen Legierungsbesbandteilen - sehr unterschiedlich.
• Durch die relativ hohe Ungenauigkeit der bekannten Pyrometer ergeben sich bei den Temperaturmessungen von flüssigem Stahl Meßfehllér, die eine Einhaltung der optimalen Gießtemperatur nicht gewährleisten.
• Wie festgestellt wurde, liegen die mit den bekannten Pyrometern gemessenen Temperaturwerte um etwa So bis. I50° niedriger als diejenigen effektiven Temperaturen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit Hilfe desl mit einem absolut schwarzen Körper ausgestatteten Pyrometers festgestellt wurden.
• Um die aufgezeigten Mängel zu vermeiden, wird erflndungsgem-äß vorgeschlagen, nicht wie bisher die Strahlung der Oberfläche von Körpern zu messen, -sondern die Temperatur bzw. die Strahlung eines in den Stoff, dessen Temperatur bestimmt werden soll, eingeführten Hohlkörpers, der praktisch einen absolut schwarzen Körper darstellt, zu messen. Damit keine hohen Wärmeverluste z. B. bei der Temperaturbestimmung einer Stahlprobe entstehen, muß der in die Stahlprobe eingetauchte schwarze Körper eine möglichst kleine Masse besitzen und ein schnelles Temperaturmessen erlauben.
• Somit besteht das erfindungsgemäße Verfahren darin, daß ein absolut schwarzer Körper, z. B. eine Hohlkugel, in den zu messenden Stoff eingebracht und die von diesem ausgehende Strahlung mit Hilfe einer Absorptionsplatte oder auch in anderer bisher bekannter Weise größenmäßig bestimmt wird.
• Zur Ausübung des Verfahrens dient ein Pyrometer, das an einem Trägerrohr den für die Messung benutzten Hohlkörper, z. B. eine Hohlkugel, an der sich ein Befestigungsrohr befindet, trägt. Der Kopf des Trägerrohrs ist so ausgebildet, daß in ihm ein Schieber hin und her geschoben werden kann. Dieser Schieber trägt die Absorptionsplatte, die mit ihrer Länge einen steigenden Ab sorptionskoeffizienten besitzt. Die Absorptionsplatte ist aus dünnen Streifen und gefärbtem, durchsichtigem Material so zusammengesetzt, daß ein Streifen gegenüber dem anderen um einen bestimmten Betrag kürzer ist. Für Messungen besonders hoher Temperaturen besteht die Absorptionsplatte aus einer Platte mit konstantem Absorptionsfaktor und einer aus Streifen zusammengesetzten Platte mit veränderlichem Absorptionsfaktor.
• Der absolut schwarze Körper wird so dünnwandig wie nur möglich gehalten, damit die Meßfehler gering bleiben. Um beim Verschieben der Absorptionsplatte den Augenblick des Verschwindens des Lichtpunktes besser festlegen zu können, ist die Absorptionsplatte ein- oder beidseitig von einer Platte aus undurchsichtigem Material abgedeckt, in der sich in gleichmäßigen Abständen kleine Öffnungen befinden, durch die hindurch die aus. dem absolut schwarzen Körper austretende Strahlung beobachtet oder gemessen wird.
• In der Zeichnung ist eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstands dargestellt.
• Das Stützrohr 1 trägt den absolut schwarzen Körper, eine Hohlkugel 2, der mit seinem Befestigungsrohr 3 in sein unteres Ende 4 eingesetzt ist.
• Zwischen den beiden Rohren befindet sich eine Isolierung 5. Im Kopf 6 des Trägerrohrs 1 befindet sich ein Schlitz 7, in dem der Schieber 8 hin und her geschoben werden kann. In den Schieber ist die aus zwei Teilen bestehende Absorptionsplatte eingesetzt, nämlich die Platte 9 mit konstanter Dicke und damit mit konstantem Absorptions faktor und die aus einzelnen immer kürzer werdenden Streifen zusammengesetzte keilförmige Platte I0 mit veränderlichem Absorptionskoeffizienten.
• Der Schieber besitzt in gleichmäßigem Abstand Öffnungen ii. Zur Beobachtung mit dem Auge oder zum Aufsetzen eines Meßgeräts trägt der Kopf 6 des, Trägerrohrs 1 einen trichterförmigen Auf satz.
• Statt des stabförmig ausgebildeten Schiebers kann auch ein kreisförmig ausgebildeter Verwendung finden.
• Um eine Stahlprobe zu messen, wird das Pyrometer mit der Hohikugel- in die Probe eingetaucht, wobei diese die Temperatur der Probe annimmt.
• Dabei sendet der absolut schwarze Körper, die Hohlkugel, eine Strahlung aus, die durch die Absorptionsplatte hindurch beobachtet wird. Der Schieber wird seitlich so lange verschoben, bis der sichtbare Lichtpunkt verschwindet. Die Temperatur kann dann mit Hilfe der vorgesehenen Skala ab gelesen werden.
• Das erfindungsgemäße Verfahren zur Messung von Temperaturen und die zur Ausübung des Verfahrens verwendeten Pyrometer haben den Vorteil, selbst hohe Temperaturen mit außerordentlich hoher Genauigkeit messen zu können, wobei die Meßfehler sehr klein gehalten werden. Die Pyrometer selbst lassen sich einfach: und wirtschaftlich herstellen und sind im Gebrauch leicht zu handhaben.

Claims (5)

1. P A T E N T A N S P R Ü C H E : 1. Verfahren zur Bestimmung von Temperaturen, insbesondere höheren Temperaturen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hohlkörper in das zu messende Medium eingeführt und die entstehende Strahlung des Innenraums des Hohlkörpers durch ein Rohr, das von einer Absorptionsplatte bedeckt ist, beobachtet wird, wobei diese, die über ihre Länge einen steigenden Absorptionskoeffizienten besitzt, so lange verschoben wird, bis die Strahlung des absolut schwarzen Körpers nicht mehr wahrnehmbar oder meßbar ist.
2. 2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß der absolut schwarze Körper aus hochhitzebestän- digem Material besteht und als Hohlkugel mit an dieser befindlichem Rohr in ein Trägerrohr eingesetzt ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Kopf des Trägerrohrs eine verschiebbare, gerade oder ringförmige Absorptionsplatte mit steigendem Absorptionskoeffizienten das Rohr abdeckt.
4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionsplatte aus dünnen, übereinandergelegten, gefärbten Streifen durchsichtigen Materials je weils verschiedener Länge besteht.
5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Absorptionsplatte nach Anspruch 4 eine AbsorptLionsplatte mit konstantem Absorptionskoeffizienten zugefügt ist. ~~~~~~~~ Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 741 364 schweizerische Patentschrift Nr. 232 396.