-
Strahlungspyrometer
Die Erfindung betrifft ein Strahlungspyrometer
zur Bestimmung der Temperatur glühender Körper.
-
Die bisher bekanntgewordenen Strahlungspyro meter arbeiten meist
in der Weise, daß die Wärmestrahlen ein Rotfilter durchtreten und dann, von einer
Linse oder einem Hohlspiegel gebündelt, einem wärmeempfindlichen Element zur Messung
zugeführt werden.
-
Als wärmeempfindliche Mittel werden hierbei z. B. elektrische Leiter
verwendet, deren temperaturabhängiger Widerstand ein Maß für die Temperatur darstellt.
Bei anderen Strahlungspyrometern solcher Art treffen die Wärmestrahlen auf ein Thermoelement,
und die dadurch erzeugte Spannung bildet das Maß für die Temperatur. In den genannten
Fällen erfolgt die Anzeige des Meßergebnisses durch Galvanometer, also durch verhältnismäßig
teure und im Betrieb empfindliche Organe.
-
Es ist auch ein Strahlungspyrometer einfacherer Art bekanntgeworden,
bei dem die zu messenden Wärmestrahlen über eine Sammellinse einem Wärmefühler in
Form einer Bimetaliwickelfeder zugeführt werden und der Drehausschlag des durch
sie bewegten Zeigers einer Ablesevorrichtung mittels einer Lupe vergrößert betrachtet
werden kann. Die Bimetallfeder besitzt die Form einer Spirale, deren Ebene zur Strahlenachse
bzw. zu dem diese Bauteile enthaltenden Mantelrohr senkrecht steht. Die Drehachse
und damit ihre Lager liegen also ebenfalls in der Strahlenachse, werden in unvorteilhafter
Weise den hohen Temperaturen ausgesetzt und schirmen die Bimetallspirale zum Teil
gegen die einfallenden Wärmestrahlen ab.
-
Ferner ist nachteilig, daß nur die Stirnseiten des recht dünnen Bimetallbandes
von den Strahlen getroffen werden, während ein wesentlicher Teil der Wärmestrahlen
zwischen den Spiralgängen wirkungslos durchtritt. Außerdem muß darauf hingewiesen
werden, daß es sich bei einer solchen Spirale nur um verhältnismäßig geringe Drehkräfte
handelt und daß das Drehmoment des von der Welle getragenen Zeigers nur in lotrechter
Stellung Null ist, beim Ausschlag in beiden Richtungen anwächst und sich daher einmal
negativ, einmal positiv auswirkt. Die Teilung der Skala muß diesem Umstand Rechnung
tragen und kann nicht gleichförmig sein. An solchen Mängeln mag es liegen, daß diese
Bauart keinen Eingang in die Praxis gefunden hat.
-
ErfindungsgemäB werden die vorstehend angeführten Nachteile dadurch
beseitigt, daß der Strahlensammler als Zylinderlinse oder zylindrischer Hohlspiegel
ausgebildet ist und der Wärmefühler eine senkrecht, d. h. also quer zur Strahlenrichtung
stehende Bimetallwendel darstellt, deren eines Ende an der von ihr umgebenen zentralen
Anze.igeachse befestigt und deren anderes Ende mit dem Gehäuse verbunden ist. Die
durch die Temperatureinwirkung erzeugte Drehbewegung der zentralen Achse bewirkt
mittels eines nach rückwärts ausladenden Armes den Ausschlag der Anzeigeeinrichtung.
Durch die Eigenart der erfindungsgemäßen Anordnung ergeben sich Zeiger- oder Skalenausschläge
in waagerechter Ebene. Zusätzliche Drehmomente durch das Zeigergewicht treten daher
hier nicht auf. Die Wendelwindungen werden auf der Breitseite ihrer Querschnittsform
von den Wärmestrahlen getroffen. Soweit die Strahlen in den zwischen den Windungen
verbleibenden Spalt eintreten, treffen sie auf die rückwärts gelegenen, entgegengesetzt
geneigten Wendelwindungen. Es können außerdem auch Mittel angeordnet werden, um
ungenutzt durchgetretene Wärmestrahlen durch Reflexion von rückwärts her auf die
Wendel zu leiten, z. B. seitliche Spiegel. Die Wendel ist infolge dieser Gestaltung
in der Lage, ein verhältnismäßig großes Drehmoment abzugeben. Die Lager der Achse
sind aus der warmen Zone auf diese Weise herausverlegt und entsprechend weniger
gefährdet.
-
Die erfindungsgemäße Anordnung gestattet ferner eine direkt auf die
Anzeigeachse wirkende Kompensierung der Raumtemperatur durch eine in entgegengesetzter
Drehrichtung wirkende Bimetallspirale. Eine solche Anordnung von Ausgleichsspiralen
stieß bisher auf Schwierigkeiten, weil die Drehachse der bekannten Strahlungspyrometer
sich in dem von den Wärmestrahlen durchsetzten Bereich befindet.
-
Es ist ferner vorteilhaft, zu beiden Seiten der Wendel Teile einer
Mattscheibe anzuordnen und den Strahlensammler in der Strahlenachse verstellbar
anzuordnen. Auf diese Weise kann man das Bild des Strahlers auf der Mattscheibe
scharf einstellen. Diese Einstellung wird dem Benutzer wesentlich erleichtert, wenn
die Mattscheibe und die Skala mit der feststehenden Marke im Gesichtsfeld eines
in der verlängerten Strahlenachse angeordneten ferurohrartigen Betrachtungsgerätes
liegen.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstands
schematisch dargestellt.
-
Die vom Glühkörper I, z. B. Schmelzofen usw., ausgehenden Wärmestrahlen
durchtreten das Rotfilter 2 und werden von der zylindrischen Sammellinse 3 der die
Achse 4 umgebenden, stark vergrößert dargestellten Bimetallwendel 5 zugeführt, deren
eines Ende 5a an der Achse 4 festgelegt ist.
-
Das freie Ende 5b ist mit der innersten Windung 69 einer Bimetallspirale
6 verbunden, deren Ende 6a am Gehäuse des Gerätes befestigt ist. Zur Vereinigung
der beiden Enden 5b, 6b kann ein auf der Achse 4 lose drehbarer Körper befestigt
sein, der in der Zeichnung nicht erkennbar ist. Die Spirale 6 hat gegenüber der
Wendel 5 entgegengesetzten Drehsinn und kompensiert die Raumtemperatur.
-
Die Strahlen treffen also in breiter Ausdehnung alle Windungen der
Wendel 5 Ihre dadurch hervorgerufenen Einzeldehnungen addieren sich, so daß die
Gesamtdrehung der Ach!se 4 in ihren Lagern 7 einen verhältnismäßig großen Ausschlag
des Armes 8 mit der in Temperaturgrade geeichten Skala g bewirkt, die sich gegenüber
der ortsfesten Marke I0 bewegt. In der Strahlenrichtung folgt ein fernrohrartiges
Betrachtungsgerät I2, I3, durch das der Beobachter die Skalag erblickt. Die Sammellinse
3 ist in der Richtung der Strahlenachse verstellbar, so daß siedie Scharfeinctellung
des Strahl körpers I auf der Mattscheibe erlaubt, die links und rechts der Wendel
5 angeordnet ist.
-
Anstatt der Linse 3 kann ein zylindrischer Hohlspiegel jenseits der
Wendel 5 angeordnet werden, der dann durchbrochen sein muß, um einen Teil der Mattscheibe
I I beobachten zu können.
-
PATENTANSPR0CHE: I. Strahlungspyrometer, bei dem dieWärmestrahlen
durch einen Strahlensanimler einem Wärmefühler in Gestalt eines Bimetallkörpers
zugeführt werden, dessen Drehausschlag eine Anzeigerichtung betätigt, dadurch gekennzeichnet,
daß der Strahlensammler (3) als Zylinderlinse oder zylindrischer Hohlspiegel und
der Wärmefühler als eine senkrecht stehende Bimetallwendel (5) ausgebildet ist,
deren eines Ende (5a) an der von ihr umgebenen zentralen Anzeigeachse. (4) und deren
anderes Ende (5t) mit dem Gehäuse verbunden ist.