EP2932213A1 - Vorrichtung und verfahren zur messung einer ortsaufgelösten temperaturverteilung - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur messung einer ortsaufgelösten temperaturverteilung

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EP2932213A1
EP2932213A1 EP13805824.3A EP13805824A EP2932213A1 EP 2932213 A1 EP2932213 A1 EP 2932213A1 EP 13805824 A EP13805824 A EP 13805824A EP 2932213 A1 EP2932213 A1 EP 2932213A1
Authority
EP
European Patent Office
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spatially resolved
radiation
pyrometer
temperature
region
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13805824.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Schiewe
Rami Khreim
Thomas Herwig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lumasense Technologies GmbH
Original Assignee
Lumasense Technologies GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Lumasense Technologies GmbH filed Critical Lumasense Technologies GmbH
Publication of EP2932213A1 publication Critical patent/EP2932213A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01J5/60—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using determination of colour temperature
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    • G01J2005/0077—Imaging
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    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
    • G01J2005/106—Arrays

Definitions

  • the present invention relates to a device for measuring a spatially resolved temperature distribution, which comprises an imaging detector and a pyrometer, wherein the imaging detector is adapted to provide a spatially resolved intensity distribution k from the electromagnetic radiation originating from a region A of a measurement object, wherein the Pyrometer has a radiation-sensitive sensor which is set up such that it provides a reference temperature ⁇ , at least for a predetermined, within the region A measuring field i, wherein the detector and the sensor for the measurement of electromagnetic radiation at least partially overlapping wavelength ranges are established ,
  • the present invention further relates to a method for the measurement of a spatially resolved temperature distribution GL.
  • thermographic cameras which detect the electromagnetic radiation emitted by a measurement object in the infrared wavelength range with a detector constructed in a matrix-like manner.
  • the intensity is determined by the electromagnetic radiation impinging on the respective matrix or detector element.
  • the measured radiation intensity is then assigned a temperature according to a predetermined physical model.
  • the disadvantage is that the temperature determined in this way with conventional thermographic cameras strongly depends on the emissivity and the surface quality of the object to be measured. Any foreign objects, such as dust particles or water droplets, between the test object and the camera lens also influence the intensity or temperature measurement.
  • thermographic cameras the temperature of a measurement object is often subject to temporal variations, which can often be detected only insufficiently by the slowly reacting detectors of the thermographic cameras. This often leads to the fact that the temperature distributions determined with conventional thermographic cameras are very inaccurate and unsuitable for many applications.
  • thermographic cameras it is generally possible to determine a temperature using pyrometers which are known per se, in particular with ouiotic pyrometers, which do not have the absolute te intensity of the radiation but the ratio of the intensities in closely adjacent or overlapping spectral regions determine.
  • pyrometers which are known per se, in particular with ouiotic pyrometers, which do not have the absolute te intensity of the radiation but the ratio of the intensities in closely adjacent or overlapping spectral regions determine.
  • other 2-channel or multichannel (multispectral) pyrometers are also contemplated for use with the present invention.
  • the present invention will hereinafter be described primarily with reference to a quotient pyrometer, which in any case represents a preferred embodiment.
  • the invention also includes devices of the above-mentioned type which use a different type of pyrometer.
  • pyrometers on the one hand are very accurate temperature measuring devices, on the other hand always only detect temperatures more or less punctually, and thus are not suitable as such for the direct
  • a quotient pyrometer has at least two sensor elements or partial sensors, which are designed for the measurement of each wavelength range.
  • the temperature of the measured object can be deduced from the relationship between the values determined using the sensor elements and Planck's Law of Radiation. Instead of the Planck's Law of Radiation or in addition thereto correction functions and modifications or approximations, such as the Wien's law of displacement, Rayleigh-Jeans Law or the Stefan Boltzmann Law. If variations in the emissivity and in the surface quality of the measurement object are equally effective in both measured wavelength ranges, ie are wavelength or color neutral, a quotient pyrometer can be used to measure a temperature that is independent of other properties of the measurement object.
  • the sensor elements or partial sensors of a quotient pyrometer will be described in the following as far as it does not depend on a distinction of the sensor elements, summarized as a "sensor" of the quotient pyrometer.
  • an imaging device for measuring a spatially resolved temperature distribution and a corresponding method which is suitable for the measurement of a spatially resolved temperature distribution and inexpensive to manufacture.
  • the number of components required for the realization of such a device should be reduced. be graced.
  • a goal to be achieved is that the device enables a rapid or quasi-continuous measurement of a spatially resolved temperature distribution.
  • a device having the features mentioned in the introduction, which detects the maximum intensity 1, in the partial area i 'and assigns the reference temperature ⁇ in a partial area i' of the spatially resolved intensity distribution li_ comprising the predetermined measuring field i, wherein a calibration module is provided, which in operation, based on the at least one measured value pair ( ⁇ ,, ⁇ ,) and a predetermined approximation function F (k, ( ⁇ ,, I,)) assigns each value of the spatially resolved intensity distribution k a temperature ⁇ _.
  • the imaging device proposed according to the invention combines the advantages of an imaging detector for the measurement of a spatially resolved intensity distribution L with the advantages of a (quotient) pyrometer, which selectively determines an exact temperature ⁇ . Both an elaborate scanning of the measurement object with a single quotient pyrometer and the use of a large number of quotient pyrometers can thus be avoided.
  • the electromagnetic radiation originating from a region A of a measurement object is detected by the imaging detector, which during operation provides a spatially resolved intensity distribution k of this radiation.
  • the spatially resolved intensity distribution k corresponds to an image of the region A of the measurement object.
  • An imaging chip for example a CCD chip, can be used as the imaging detector.
  • a reference temperature ⁇ can be measured and provided during operation for at least one predetermined measuring field i within the region A.
  • the measured reference temperature ⁇ corresponds to the maximum temperature in the measuring field i, which can be measured with a quotient pyrometer with a high degree of accuracy.
  • the predetermined measurement field i corresponds to a section of the region A of the measurement object and is therefore generally much smaller than the region A.
  • the measurement field i is further associated with a partial area i 'of the spatially resolved intensity distribution k, which includes the measurement field i and preferably with this matches and thus approximately in the same section of the region A of the measurement object. It makes sense if the subarea i 'and the measuring field i in Are substantially equal in size, so that their measurements are to be assigned to the electromagnetic radiation approximately at the same place of origin. In any case, the predetermined measurement field i should be within the subrange i '.
  • the assignment of measuring field i and partial region i 'of the spatially resolved intensity distribution L can be realized optically, mechanically, electrotechnically and / or image processing technology, as long as it is ensured that they reflect at least approximately the same origin of the radiation.
  • a measured value pair ( ⁇ ,, ⁇ ,) can be formed from the reference temperature ⁇ determined for the measuring field i, and the maximum intensity I, the spatially resolved intensity distribution L measured in the partial region i '.
  • a value can be assigned to each value of the spatially resolved intensity distribution L using a calibration module, so that the spatially resolved intensity distribution L is transferred to a spatially resolved temperature distribution ⁇ _.
  • an approximation function F for example, Planck's law of radiation and / or changes thereof can be used. Other approximations, correction functions, physical and / or mathematical models describing a relationship between radiation intensity and temperature and as discussed above may also be used. It is understood that the use of exactly one predetermined measuring field i and an associated subarea i 'of the spatially resolved intensity distribution L, ie exactly one pair of measured values ( ⁇ , Ii) is sufficient to use the predetermined approximation function F to resolve the spatially resolved intensity distribution k into a spatially resolved temperature distribution ⁇ _ to convict. However, additional measured value pairs can also be used for calibration in order to increase the accuracy of the approximation. Individual measuring fields i and their corresponding partial regions i 'can also overlap.
  • the imaging detector and the radiation-sensitive sensor of the quotient pyrometer are each designed to measure at least partially overlapping wavelength ranges, ie one have at least partially overlapping spectral sensitivity.
  • a spectral filter is therefore provided in the beam path in front of the imaging detector whose spectral passband substantially corresponds to the spectral sensitivity of the radiation-sensitive sensor of the quotient pyrometer.
  • the imaging detector can be selected such that it has a spectral sensitivity that essentially corresponds to the spectral sensitivity of the radiation-sensitive sensor.
  • the spectral filter can also be a daylight filter for filtering out the daylight or the ambient light.
  • the radiation-sensitive sensor has a spectral sensitivity in the wavelength range from 0.3 ⁇ to 2.0 ⁇ , preferably a first partial sensor with a spectral sensitivity in the range of 0.7 ⁇ up to 1, 1 ⁇ , and a second partial sensor with a spectral sensitivity in the range of 0.95 ⁇ up to and including 1, 1 ⁇ .
  • the accuracy of the spatially resolved temperature distribution OL can be improved if, as in one embodiment, an optic is provided which emits the electromagnetic radiation originating from the region A of the measurement object in the vertical incident radiation on the imaging detector and corresponding to the predetermined measurement field i also in the vertical Radiation incident on the radiation-sensitive sensor of the quotient pyrometer.
  • An optical system for imaging with a radiation incidence perpendicular to the sensor surface ensures that the images on the imaging detector and the radiation-sensitive sensor are substantially distortion-free.
  • the calibration module is connected to an image processing module in such a way that, during operation, the spatially resolved temperature distribution OL can be reworked.
  • the at least one measurement field i can be assigned to a subarea i 'of the spatially resolved intensity distribution L determined with the imaging detector, or the assignment can be corrected and / or adjusted.
  • the spatially resolved temperature distribution OL, the spatially resolved intensity distribution k and / or regions thereof image processing technology for example, with image filters, post-processed and z. B. converted into a false color representation.
  • the calibration module and / or the image processing module is suitable for the continuous provision of a spatially resolved temperature distribution OL, for example in the form of a video signal.
  • the calibration module and / or the image processing module of a further embodiment is / are arranged such that, during operation of the device, at least one predetermined region of the spatially resolved temperature distribution ⁇ _ over time observable, evaluable and / or documented.
  • the calibration module and / or the image processing module provide a spatially resolved temperature distribution 6> L averaged over short times. With averaged over short times (for example, up to 5 seconds) temperature distribution 6> L measurement inaccuracies can be reduced or compensated.
  • averaging or smoothing of the measured values can be carried out with the image processing module not only during the measurement but also after completion of the measurement.
  • the temporal course of the intensity or temperature distribution can be detected.
  • the calibration module and / or the image processing module is / are set up in such a way that at least one region of the spatially resolved intensity distribution L can be processed by image processing during operation of the device.
  • the temperature ⁇ measured with the radiation-sensitive sensor of the pyrometer, the spatially resolved intensity distribution L and / or the spatially resolved temperature distribution ⁇ _ can be represented and processed separately from each other.
  • the device is designed in such a way that a predetermined measuring field i and the associated partial region i 'of the spatially resolved intensity distribution L lie in a central region of the region A.
  • the maximum temperature of the region A and the correspondingly determined maximum intensity can be taken into account as measured value pair ( ⁇ , Ii) in the approximation function.
  • the above object is also achieved by a method for measuring a spatially resolved temperature distribution ⁇ _ with a device comprising an imaging detector and a pyrometer comprising a radiation-sensitive sensor, wherein the detector and the sensor for measuring electromagnetic radiation at least partially overlapping wavelength ranges set up are, the method comprising the steps of
  • the method has the additional step:
  • a spectral filter which limits the electromagnetic radiation impinging on the imaging detector to a wavelength range substantially corresponding to the spectral sensitivity of the radiation-sensitive sensor and / or selection of an imaging detector having a spectral sensitivity substantially corresponding to the radiation-sensitive sensor.
  • the method has the additional step:
  • the method according to the invention also has the feature that the average intensity of a group of brightest pixels of the subarea i 'is determined as the maximum intensity l; This is useful because in a quotient pyrometer naturally also the brightest area within the measuring field determines the value of the intensity quotient and thus the value of the temperature determined therefrom. As a result, a particularly good assignment of the quotient temperature to the brightness of the corresponding pixels of the imaging detector is achieved.
  • the group could consist of the 10% brightest pixels of the subarea i '.
  • an imaging pyrometer is used with at least one of the aforementioned features essential to the invention.
  • Figure 1 is a schematic representation of an imaging pyrometer according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 shows an embodiment of a device 1 according to the present invention.
  • the device 1 To measure the electromagnetic radiation originating from a region A of a measurement object, the device 1 has an imaging detector 2 which, during operation, provides a spatially resolved intensity distribution k over the radiation.
  • the spatially resolved intensity distribution L corresponds to a two-dimensional intensity image of the region A.
  • the device 1 has a quotient pyrometer 3 with a radiation-sensitive sensor 4.
  • the sensor 4 determines a reference temperature ⁇ , which corresponds to the maximum temperature within the measuring field i, for a measuring field i lying within the region A.
  • a partial area i 'of the spatially resolved intensity distribution k is assigned to the measuring field i, with the measuring field i and the partial area i' being approximately the same size and reflecting the same place of origin of the region A.
  • the partial area i ' includes the measuring field i.
  • the maximum intensity I measured in the partial area i 'and the measured reference temperature ⁇ form a measured value pair ( ⁇ ,, ⁇ ,).
  • a value is assigned to each value of the spatially resolved intensity distribution L by means of a predetermined approximation function F (L, ( ⁇ , I,)) and the spatially resolved intensity distribution L is thus converted into a spatially resolved temperature distribution ⁇ _.
  • the imaging detector 2 and the radiation-sensitive sensor 4 are designed for the measurement of electromagnetic radiation at least partially overlapping wavelength ranges, wherein in the beam path in front of the imaging detector 2, a spectral filter 6 is arranged.
  • the passband of the spectral filter corresponds to the spectral sensitivity of the radiation-sensitive sensor 4.
  • the radiation-sensitive sensor 4 has, for example, two partial sensors with overlapping spectral sensitivities in the range from 0.7 ⁇ m up to and including 1: 1 ⁇ m.
  • an optical system 7 which images the originating from the region A electromagnetic radiation in the vertical incident radiation on the detector 2 and also, corresponding to the measuring field i, on the radiation-sensitive sensor 4.
  • FIG. 2 shows, by way of example, the relationship between the determined reference temperature ⁇ and the measured intensity I, which are used as the measured value pair (,,, ⁇ ,) as the basis for the predetermined approximation function F (IL, ( ⁇ , I,). ) for transferring the spatially resolved intensity distribution li_ be used in a spatially resolved temperature distribution ⁇ _.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Messung einer ortsaufgelösten Temperaturverteilung, wobei die Vorrichtung einen bildgebenden Detektor und ein Pyrometer aufweist, wobei der bildgebende Detektor derart eingerichtet ist, dass er von der aus einer Region A eines Messobjektes stammenden elektromagnetischen Strahlung eine ortsaufgelöste Intensitätsverteilung IL bereitstellt, wobei das Pyrometer, vorzugsweise ein Quotientenpyrometer, einen strahlungsempfindlichen Sensor aufweist, der derart eingerichtet ist, dass er im Betrieb für mindestens ein vorbestimmtes, innerhalb der Region A liegendes Messfeld i eine Referenztemperatur θi bereitstellt, wobei der Detektor und der Sensor für die Messung elektromagnetischer Strahlung zumindest teilweise überlappender Wellenlängenbereiche eingerichtet sind. Um ein bildgebendes Pyrometer bereitzustellen, das zur Messung einer ortsaufgelösten Temperaturverteilung geeignet und kostengünstig herzustellen ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass ein Teilbereich i' der ortsaufgelösten Intensitätsverteilung IL und das innerhalb dem Teilbereich i' liegende, vorbestimmte Messfeld i derart einander zugeordnet sind, dass im Betrieb die Referenztemperatur θi, und die maximale in dem Teilbereich i' gemessene Intensität Ii, ein Messwertepaar (θi, Ii) bilden, wobei ein Kalibriermodul vorgesehen ist, das im Betrieb, basierend auf dem mindestens einen Messwertepaar (θi, Ii) und einer vorbestimmten Näherungsfunktion F(IL, (θi, Ii)) jedem Wert der ortsaufgelösten Intensitätsverteilung IL eine Temperatur θL zuordnet.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Messung einer ortsaufgelösten Temperaturverteilung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung einer ortsaufgelösten Temperaturverteilung, welche einen bildgebenden Detektor und ein Pyrometer aufweist, wobei der bildgebende Detektor derart eingerichtet ist, dass er von der aus einer Region A eines Messobjektes stammenden elektromagnetischen Strahlung eine ortsaufgelöste Intensitätsverteilung k bereitstellt, wobei das Pyrometer einen strahlungsempfindlichen Sensor aufweist, der derart eingerichtet ist, dass er im Betrieb für mindestens ein vorbestimmtes, innerhalb der Region A liegendes Messfeld i eine Referenztemperatur Θ, bereitstellt, wobei der Detektor und der Sensor für die Messung elektromagnetischer Strahlung zumindest teilweise überlappender Wellenlängenbereiche eingerichtet sind.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren für die Messung einer ortsaufgelösten Temperaturverteilung GL.
Für die berührungslose Messung einer ortsaufgelösten Temperaturverteilung GL werden bisher Thermographiekameras verwendet, die die von einem Messobjekt emittierte elektromagnetische Strahlung im infraroten Wellenlängenbereich mit einem matrixartig aufgebauten Detektor erfassen. Dabei wird die Intensität von der auf das jeweilige Matrix- bzw. Detektorelement auftreffen- den elektromagnetischen Strahlung ermittelt. Der gemessenen Strahlungsintensität wird anschließend gemäß einem vorbestimmten physikalischen Modell eine Temperatur zugeordnet. Nachteilig ist jedoch, dass die auf diese Weise mit herkömmlichen Thermographiekameras ermittelte Temperatur stark von dem Emissionsgrad und der Oberflächenbeschaffenheit des Messobjektes abhängt. Auch eventuell zwischen Messobjekt und Kameraobjektiv befindliche Fremdkör- per, wie zum Beispiel Staubpartikel oder Wassertröpfchen, beeinflussen die Intensitäts- bzw. Temperaturmessung. Darüber hinaus ist die Temperatur eines Messobjektes häufig zeitlichen Variationen unterworfen, die oftmals von den langsam reagierenden Detektoren der Thermographiekameras nur unzureichend erfasst werden können. Dies führt häufig dazu, dass die mit herkömmlichen Thermographiekameras ermittelten Temperaturverteilungen sehr ungenau und für viele Anwendungen ungeeignet sind.
Genauer als mit Thermographiekameras kann eine Temperatur in der Regel mit an sich bekannten Pyrometern, insbesondere mit Ouotientenpyrometern, bestimmt werden, die nicht die absolu- te Intensität der Strahlung sondern das Verhältnis der Intensitäten in nahe benachbarten bzw. einander überlappenden Spektralbereichen ermitteln. Für die Verwendung mit der vorliegenden Erfindung kommen aber auch andere 2-kanalige oder mehrkanalige (Multispektral-) Pyrometer in Betracht. Lediglich beispielhaft wird aber die vorliegende Erfindung nachstehend vorwiegend unter Bezug auf ein Quotientenpyrometer beschrieben, welches jedenfalls eine bevorzugte Ausführungsform darstellt. Die Erfindung umfasst jedoch auch Vorrichtungen der oben genannte Art, bei denen ein anderer Pyrometertyp verwendet wird. Insbesondere geht es letztlich darum, dass Pyrometer einerseits sehr genaue Temperaturmessgeräte sind, andererseits Temperaturen immer nur mehr oder weniger punktuell erfassen, und damit als solche zur unmittelbaren Messung einer großflächigen Temperaturverteilung nicht geeignet sind.
Ein Quotientenpyrometer weist mindestens zwei Sensorelemente bzw. Teilsensoren auf, die für die Messung je eines Wellenlängenbereiches ausgelegt sind. Aus dem Verhältnis der mit den Sensorelementen ermittelten Werte und dem Planckschen Strahlungsgesetz kann auf die Tem- peratur des Messobjektes zurückgeschlossen werden, wobei anstelle des Planckschen Strahlungsgesetzes bzw. zusätzlich hierzu Korrekturfunktionen und Abwandlungen bzw. Näherungen, wie beispielsweise das Wiensche Verschiebungsgesetz, das Rayleigh-Jeans-Gesetz oder das Stefan-Boltzmann-Gesetz berücksichtigt werden können. Sofern Variationen im Emissionsgrad und in der Oberflächenbeschaffenheit des Messobjektes in gleichen Maßen in beiden gemesse- nen Wellenlängenbereichen wirken, also weilenlängen- bzw. farbneutral sind, kann mit einem Quotientenpyrometer eine korrekte, von sonstigen Eigenschaften des Messobjektes unabhängige Temperatur gemessen werden. Die Sensorelemente bzw. Teilsensoren eines Quotientenpyrometers werden im Folgenden, soweit es auf eine Unterscheidung der Sensorelemente nicht ankommt, zusammenfassend als„Sensor" des Quotientenpyrometers beschrieben.
Herkömmliche Pyrometer sind für die Messung einer ortsaufgelösten Temperaturverteilung größerer Flächen bzw. Objekte allerdings ungeeignet, da sie die Temperatur zwar relativ genau, aber lokal nur sehr begrenzt messen. Eine abtastende Messung eines größeren Objektes mit einem Pyrometer, insbesondere einem Quotientenpyrometer, zur Erstellung einer ortsaufgelösten Temperaturverteilung ist aber nicht sinnvoll, da eine entsprechende Scanvorrichtung hierfür aufwendig und teuer und die jeweilige Messung zeitintensiv ist. Der Aufwand wäre noch höher für eine Messanordnung, bei welcher eine Vielzahl von Quotientenpyrometern zu einem matrixartig aufgebauten Flächendetektor zusammengefasst werden müsste. Es ist deshalb anzustreben, eine bildgebende Vorrichtung zur Messung einer ortsaufgelösten Temperaturverteilung und ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen, das zur Messung einer ortsaufgelösten Temperaturverteilung geeignet und kostengünstig herzustellen ist. Zudem sollte die Anzahl der für die Realisierung einer solchen Vorrichtung notwendigen Komponenten redu- ziert werden. Darüber hinaus ist ein zu erreichendes Ziel, dass die Vorrichtung eine schnelle bzw. quasi kontinuierliche Messung einer ortsaufgelösten Temperaturverteilung ermöglicht.
Es ist demzufolge Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zumindest eines der vorstehenden Prob- lerne zu bewältigen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen gelöst, welche in einem das vorbestimmte Messfeld i umfassenden Teilbereich i' der ortsaufgelösten Intensitätsverteilung li_ die maximale Intensität 1, in dem Teilbereich i' erfasst und der Referenztempera- tur θί zuordnet, wobei ein Kalibriermodul vorgesehen ist, das im Betrieb, basierend auf dem mindestens einen Messwertepaar (θ,, Ι,) und einer vorbestimmten Näherungsfunktion F(k, (θ,, I,)) jedem Wert der ortsaufgelösten Intensitätsverteilung k eine Temperatur θι_ zuordnet.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene bildgebende Vorrichtung kombiniert die Vorteile eines bildgebenden Detektors für die Messung einer ortsaufgelösten Intensitätsverteilung L mit den Vorteilen eines (Quotienten)pyrometers, welches punktuell eine exakte Temperatur Θ, ermittelt. Sowohl ein aufwändiges Abtasten des Messobjektes mit einem einzelnen Quotientenpyrometer als auch die Verwendung einer Vielzahl von Quotientenpyrometern kann so vermieden werden. Die aus einer Region A eines Messobjektes stammende elektromagnetische Strahlung wird mit dem bildgebenden Detektor erfasst, der im Betrieb eine ortsaufgelöste Intensitätsverteilung k von dieser Strahlung bereitstellt. Die ortsaufgelöste Intensitätsverteilung k entspricht einem Abbild der Region A des Messobjektes. Als bildgebender Detektor kann ein Kamerachip, beispielsweise ein CCD-Chip, verwendet werden.
Mit dem strahlungsempfindlichen Sensor des ebenfalls vorgesehenen Pyrometers kann im Betrieb für mindestens ein vorbestimmtes, innerhalb der Region A liegendes Messfeld i eine Referenztemperatur θί gemessen und bereitgestellt werden. Entsprechend der Funktionsweise eines Quotientenpyrometers entspricht die gemessene Referenztemperatur Θ, der maximalen Tempera- tur in dem Messfeld i, die mit einem Quotientenpyrometer mit einer hohen Genauigkeit messbar ist. Somit ist eine zeitgleiche Messung von sowohl der Intensitätsverteilung L als auch zumindest einer Referenztemperatur Θ, möglich.
Das vorbestimmte Messfeld i entspricht einem Ausschnitt aus der Region A des Messobjektes und ist daher in der Regel wesentlich kleiner als die Region A. Dem Messfeld i ist weiter ein Teilbereich i' der ortsaufgelösten Intensitätsverteilung k zugeordnet, der das Messfeld i umfasst und vorzugsweise mit diesem übereinstimmt und somit in etwa den gleichen Ausschnitt der Region A des Messobjektes abbildet. Dabei ist es sinnvoll, wenn der Teilbereich i' und das Messfeld i im Wesentlichen gleich groß sind, sodass deren Messwerte in etwa dem gleichen Ursprungsort der elektromagnetischen Strahlung zu zuordnen sind. Jedenfalls sollte das vorbestimmte Messfeld i innerhalb des Teilbereiches i' liegen. Die Zuordnung von Messfeld i und Teilbereich i' der ortsaufgelösten Intensitätsverteilung L kann dabei optisch, mechanisch, elektrotechnisch und/oder bild- verarbeitungstechnisch realisiert sein, solange gewährleistet ist, dass diese zumindest annähernd denselben Ursprungsort der Strahlung abbilden. Im Betrieb kann so aus der für das Messfeld i bestimmten Referenztemperatur Θ, und der maximalen in dem Teilbereich i' gemessenen Intensität I, der ortsaufgelösten Intensitätsverteilung L ein Messwertepaar (θ,, Ι,) gebildet werden. Basierend auf dem mindestens einem Messwertepaar (θ,, Ι,) und einer vorbestimmten Nähe- rungsfunktion F(L, (θ,, I,)) kann mit einem Kalibriermodul jedem Wert der ortsaufgelösten Intensitätsverteilung L eine Temperatur zugeordnet werden, sodass die ortsaufgelöste Intensitätsverteilung L in eine ortsaufgelöste Temperaturverteilung θι_ überführt wird.
Als Näherungsfunktion F können beispielsweise das Plancksche Strahlungsgesetz und/oder Ab- Wandlungen hiervon verwendet werden. Andere Näherungen, Korrekturfunktionen, physikalische und/oder mathematische Modelle, die einen Zusammenhang zwischen Strahlungsintensität und Temperatur beschreiben und wie sie eingangs erläutert wurden, können ebenfalls verwendet werden. Es versteht sich, dass die Verwendung von genau einem vorbestimmten Messfeld i und einem dazugehörigen Teilbereich i' der ortsaufgelösten Intensitätsverteilung L, also genau ein Messwertepaar (θί, Ii) ausreicht, um mit der vorbestimmten Näherungsfunktion F die ortsaufgelöste Intensitätsverteilung k in eine ortsaufgelöste Temperaturverteilung θι_ zu überführen. Allerdings können auch zusätzlich weitere Messwertepaare zur Kalibrierung verwendet werden, um die Genau- igkeit der Näherung zu erhöhen. Einzelne Messfelder i und deren korrespondierende Teilbereiche i' können dabei auch überlappen.
Damit die Messwerte des bildgebenden Detektors und die mit dem strahlungsempfindlichen Sensor gemessene Referenztemperatur besser zueinander in Beziehung gesetzt werden können, ist es von Vorteil, wenn der bildgebende Detektor und der strahlungsempfindliche Sensor des Quotientenpyrometers jeweils für die Messung zumindest teilweise überlappender Wellenlängenbereiche ausgelegt sind, also eine zumindest teilweise überlappende spektrale Empfindlichkeit aufweisen. Je größer die Übereinstimmung zwischen den messbaren Wellenlängenbereichen des bildgebenden Detektors und des strahlungsempfindlichen Sensors des Quotientenpyrometers ist, desto genauer können die gemessenen Intensitäten entsprechenden Temperaturwerten zugeordnet werden. In einer Ausführungsform ist daher im Strahlengang vor dem bildgebenden Detektor ein Spektralfilter vorgesehen, dessen spektraler Durchlassbereich im Wesentlichen der spektralen Empfindlichkeit des strahlungsempfindlichen Sensors des Quotientenpyrometers entspricht. Zusätzlich oder alternativ kann der bildgebende Detektor derart ausgewählt werden, dass er eine spektrale Empfindlichkeit aufweist, die im Wesentlichen der spektralen Empfindlichkeit des strahlungsempfindlichen Sensors entspricht. Der Spektralfilter kann auch ein Tageslichtfilter zum Herausfiltern des Tageslichtes bzw. des Umgebungslichtes sein.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der strahlungsempfindliche Sensor eine spektrale Empfindlichkeit im Wellenlängenbereich von 0,3 μιη bis einschließlich 2,0 μιη, bevorzugt einen ersten Teilsensor mit einer spektralen Empfindlichkeit im Bereich von 0,7 μιτι bis einschließlich 1 , 1 μιη, und einen zweiten Teilsensor mit einer spektralen Empfindlichkeit im Bereich von 0,95 μιτι bis einschließlich 1 , 1 μιτι aufweist. Weiter kann die Genauigkeit der ortsaufgelösten Temperaturverteilung OL verbessert werden, wenn, wie in einer Ausführungsform, eine Optik vorgesehen ist, die die aus der Region A des Messobjektes stammende elektromagnetische Strahlung im senkrechten Strahlungseinfall auf den bildgebenden Detektor und entsprechend dem vorbestimmten Messfeld i auch im senkrechten Strahlungseinfall auf den strahlungsempfindlichen Sensor des Quotientenpyrometers abbil- det. Eine Optik für die Abbildung mit einem zur Sensoroberfläche senkrechten Strahlungseinfall gewährleistet, dass die Abbildungen auf dem bildgebenden Detektor und dem strahlungsempfindlichen Sensor im Wesentlichen verzerrungsfrei sind.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Kalibriermodul mit einem Bildverar- beitungsmodul derart verbunden ist, dass im Betrieb die ortsaufgelöste Temperaturverteilung OL nachbearbeitet werden kann. Insbesondere kann mit dem Bildverarbeitungsmodul das zumindest eine Messfeld i einem Teilbereich i' der mit dem bildgebenden Detektor ermittelten, ortsaufgelösten Intensitätsverteilung L zugeordnet bzw. die Zuordnung korrigiert und/oder angepasst werden. Darüber hinaus kann die ortsaufgelöste Temperaturverteilung OL, die ortsaufgelöste Intensitäts- Verteilung k und/oder Bereiche hiervon bildverarbeitungstechnisch, beispielsweise mit Bildfiltern, nachbearbeitet und z. B. in eine Falschfarbendarstellung umgewandelt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Kalibriermodul und/oder das Bildverarbeitungsmodul für die fortlaufende Bereitstellung einer ortsaufgelösten Temperaturverteilung OL, wie zum Beispiel in Form eines Videosignals, geeignet.
Das Kalibriermodul und/oder das Bildverarbeitungsmodul einer weiteren Ausführungsform ist/sind derart eingerichtet, dass im Betrieb der Vorrichtung, zumindest ein vorbestimmter Bereich der ortsaufgelösten Temperaturverteilung θι_ über die Zeit beobachtbar, auswertbar und/oder dokumentierbar ist. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn Kalibriermodul und/oder Bildverarbeitungsmodul eine über kurze Zeiten gemittelte ortsaufgelöste Temperaturverteilung 6>L bereitstellen. Mit einer über kurze Zeiten (zum Beispiel bis zu 5 Sekunden) gemittelten Temperaturverteilung 6>L können Messungenauigkeiten reduziert bzw. ausgeglichen werden. Dabei kann eine Mittelwertbildung oder eine Glättung der Messwerte mit dem Bildverarbeitungsmodul nicht nur während der Messung sondern auch nach Abschluss der Messung durchgeführt werden. Wahlweise kann auch der zeitliche Verlauf der Intensitäts- bzw. Temperaturverteilung erfasst werden. Überdies ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass das Kalibriermodul und/oder das Bildverarbeitungsmodul derart eingerichtet ist/sind, dass im Betrieb der Vorrichtung zumindest ein Bereich der ortsaufgelösten Intensitätsverteilung L bildtechnisch verarbeitbar ist.
Insbesondere ist es der Vorteil einer Ausführungsform, dass die mit dem strahlungsempfindlichen Sensor des Pyrometers gemessene Temperatur θ,, die ortsaufgelöste Intensitätsverteilung L und/oder die ortsaufgelöste Temperaturverteilung θι_ getrennt voneinander darstellbar und bearbeitbar sind.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Alarmgeber vorgesehen, der derart eingerichtet ist, dass er im Betrieb für zumindest einen vorbestimmten Teilbereich ROI (ROI = Region of Interest) der ortsaufgelösten Temperaturverteilung θι_ eine Temperatur ermittelt und diese mit zumindest einem vorbestimmten Sollwert vergleicht, wobei bei einer vorbestimmten Abweichung zwischen Temperatur und Sollwert der Alarmgeber einen Alarmzustand signalisiert. Temperaturen aus einem oder mehreren Teilbereichen der ortsaufgelösten Temperaturverteilung θι_ können so mit einem oder mehreren Sollwerten verglichen werden, um beispielsweise Prozessabläufe zu steuern. Einzelne Alarmzustände können dabei haptisch, optisch und/oder akustisch von dem Alarmgeber signalisiert werden. Auch kann der Alarmgeber einen Endschalter aufweisen, der bei Erreichen einer vorbestimmten Abweichung auslöst und so beispielsweise einen Prozessablauf unterbricht.
In noch einer weiteren Ausführungsform ist d die Vorrichtung derart ausgestaltet, dass ein vorbestimmtes Messfeld i und der zugeordnete Teilbereich i' der ortsaufgelösten Intensitätsverteilung L in einem zentralen Bereich der Region A liegen. Insbesondere für Anwendungen bei denen die maximale Temperatur im Zentralbereich der Region A zu erwarten ist, können so die maximale Temperatur der Region A und die entsprechend ermittelte maximale Intensität als Messwertepaar (θί, Ii) in der Näherungsfunktion berücksichtigt werden. Die oben genannte Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Messung einer ortsaufgelösten Temperaturverteilung θι_ mit eine Vorrichtung gelöst, die einen bildgebenden Detektor und ein einen strahlungsempfindlichen Sensor umfassendes Pyrometer aufweist, wobei der Detektor und der Sensor zur Messung elektromagnetischer Strahlung zumindest teilweise überlappender Wel- lenlängenbereiche eingerichtet sind, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
a) Erfassen einer ortsaufgelösten Intensitätsverteilung k aus einer Region A eines Messobjektes stammenden elektromagnetischen Strahlung mit dem bildgebenden Detektor; b) Erfassen einer Referenztemperatur Θ, für mindestens ein vorbestimmtes, innerhalb der Region A liegendes Messfeld i mit dem strahlungsempfindlichen Sensor;
c) Bestimmen eines Teilbereiches i' der ortsaufgelösten Intensitätsverteilung L, welcher das Messfeld i umfasst;
d) Bilden eines Messwertepaares (θ,, Ι,) aus der Referenztemperatur Θ, und der maximalen innerhalb des Teilbereiches i' gemessenen Intensität 1,;
e) Zuordnen eines jeden Intensitätswertes der ortsaufgelösten Intensitätsverteilung L zu der entsprechenden Temperatur mit einem Kalibriermodul, basierend auf dem mindestens einen ermittelten Messwertepaar (θ,, Ι,) und einer vorbestimmten Näherungsfunktion F(I L,
In einer weiteren erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ausführungsform der vorliegenden Erfin- dung weist das Verfahren den zusätzlichen Schritt auf:
f) Bereitstellen eines Spektralfilters, dass die auf den bildgebenden Detektor auftreffende elektromagnetische Strahlung auf einen Wellenlängenbereich beschränkt, der im Wesentlichen der spektralen Empfindlichkeit des strahlungsempfindlichen Sensors entspricht und/oder Auswahl eines bildgebendes Detektors mit einer im Wesentlichen dem strah- lungsempfindlichen Sensor entsprechenden spektralen Empfindlichkeit.
Des Weiteren ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass das Verfahren den zusätzlichen Schritt aufweist:
g) bildtechnisches Bearbeiten der ortsaufgelösten Temperaturverteilung θι_ mit einem Bild- Verarbeitungsmodul.
Insbesondere können verschiedene Einzelbilder der ortsaufgelösten Temperaturverteilung θι_ subtrahiert, addiert und/oder über die Zeit gemittelt werden, wobei auch die Verarbeitung und/oder Erstellung von Videosequenzen mit dem Bildverarbeitungsmodul möglich sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist in der bevorzugten Variante weiterhin das Merkmal auf, dass als maximale Intensität l,;der Durchschnitt der Intensität einer Gruppe von hellsten Pixeln des Teilbereiches i' bestimmt wird. Dies ist deshalb sinnvoll, weil in einem Quotientenpyrometer naturgemäß ebenfalls vorwiegend der hellste Bereich innerhalb des Messfeldes den Wert des Intensitätsquotienten und damit den Wert der daraus ermittelten Temperatur bestimmt. Dadurch wird eine besonders gute Zuordnung der Quotiententemperatur zu der Helligkeit der entsprechenden Pixel des bildgebenden Detektors erreicht.
Beispielsweise könnte die Gruppe aus den 10% hellsten Pixeln des Teilbereiches i' bestehen.
Selbstverständlich kann man anstelle von 10 % auch irgend einen anderen Anteil hellster Pixel des Teilbereiches i' für die Bestimmung des Wertes der maximalen Intensität I, verwenden.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein bildgebendes Pyrometer mit zumindest einem der vorgenannten erfindungswesentlichen Merkmale verwendet.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen und den dazugehörigen Figuren deutlich. Es zeigen:
Figur 1 : eine schematische Darstellung eines bildgebenden Pyrometers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 2: einen schematischen Zusammenhang zwischen Intensität und Temperatur, wie er für die Zuordnung von Temperatur und Intensität basierend auf mindestens einem Messwertepaar verwendet werden kann. In der Figur 1 ist eine Ausführungsform einer Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Zur Messung der aus einer Region A eines Messobjektes stammenden elektromagnetischen Strahlung weist die Vorrichtung 1 einen bildgebenden Detektor 2 auf, der im Betrieb eine ortsaufgelöste Intensitätsverteilung k über die Strahlung bereitstellt. Dabei entspricht die ortsaufgelöste Intensitätsverteilung L einem zweidimensionalen Intensitätenbild der Region A.
Weiter weist die Vorrichtung 1 ein Quotientenpyrometer 3 mit einem strahlungsempfindlichen Sensor 4 auf. Der Sensor 4 ermittelt im Betrieb für ein innerhalb der Region A liegendes Messfeld i eine Referenztemperatur θ,, die der maximalen Temperatur innerhalb des Messfeldes i entspricht. Dem Messfeld i ist ein Teilbereich i' der ortsaufgelösten Intensitätsverteilung k zugeord- net, wobei das Messfeld i und der Teilbereich i' in etwa gleich groß sind und denselben Ursprungsort der Region A widerspiegeln. Der Teilbereich i' schließt dabei das Messfeld i mit ein. Die maximale, in dem Teilbereich i' gemessene Intensität I, und die gemessene Referenztemperatur θί bilden ein Messwertepaar (θ,, Ι,). Auf Basis dieses Wertepaares wird mit Hilfe einer vorbestimmten Näherungsfunktion F(L, (θ,, I,)) durch ein Kalibriermodul jedem Wert der ortsaufgelösten Intensitätsverteilung L eine Temperatur zugeordnet und so die ortsaufgelöste Intensitätsvertei- lung L in eine ortsaufgelöste Temperaturverteilung θι_ überführt.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn der bildgebende Detektor 2 und der strahlungsempfindliche Sensor 4 für die Messung elektromagnetischer Strahlung zumindest teilweise überlappender Wellenlängenbereiche ausgelegt sind, wobei im Strahlengang vor dem bildgebenden Detektor 2 ein Spektralfilter 6 angeordnet ist. Der Durchlassbereich des Spektralfilters entspricht dabei der spektralen Empfindlichkeit des strahlungsempfindlichen Sensors 4. Der strahlungsempfindliche Sensor 4 hat zum Beispiel zwei Teilsensoren mit einander überlappenden spektralen Empfindlichkeiten im Bereich von 0,7 μιη bis einschließlich 1 ,1 μιη. Grundsätzlich wäre eine Zuordnung der Intensität L zu eine Temperatur Θ, auch dann möglich, wenn die spektralen Empfindlichkeits- bereiche nicht oder nur zu einem geringen Teil überlappen, jedoch ist die Temperaturzuordnung dann im Allgemeinen nicht so genau wie dies bei einer Anpassung der spektralen Empfindlichkeiten möglich ist.
Darüber hinaus ist eine Optik 7 vorgesehen, die die aus der Region A stammende elektromagne- tische Strahlung im senkrechten Strahlungseinfall auf den Detektor 2 und auch, entsprechend dem Messfeld i, auf den strahlungsempfindlichen Sensor 4 abbildet.
In Figur 2 ist beispielhaft der Zusammenhang zwischen der ermittelten Referenztemperatur Θ, und der gemessenen Intensität I, dargestellt, die als Messwertepaar (θ,, Ι,) als Basis für die vorbe- stimmte Näherungsfunktion F(I L, (θ,, I,)) zur Überführung der ortsaufgelösten Intensitätsverteilung li_ in eine ortsaufgelöste Temperaturverteilung θι_ verwendet werden.
Für Zwecke der ursprünglichen Offenbarung wird darauf hingewiesen, dass sämtliche Merkmale, wie sie sich aus der vorliegenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen für einen Fachmann erschließen, auch wenn sie konkret nur im Zusammenhang mit bestimmten weiteren Merkmalen beschrieben wurden, sowohl einzeln als auch in beliebigen Zusammenstellungen mit anderen der hier offenbarten Merkmale oder Merkmalsgruppen kombinierbar sind, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wurde oder technische Gegebenheiten derartige Kombinationen unmöglich oder sinnlos machen. Auf die umfassende, explizite Darstellung sämtlicher denk- barer Merkmalskombinationen wird hier nur der Kürze und der besseren Lesbarkeit der Beschreibung wegen verzichtet. Bezugszeichenliste
1 bildgebendes Pyrometer 2 bildgebender Detektor
3 Quotientenpyrometer
4 strahlungsempfindlicher Sensor
5 Kalibriermodul
6 Spektralfilter
7 Optik

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Vorrichtung zur Messung einer ortsaufgelösten Temperaturverteilung, welche einen bildgebenden Detektor (2) und ein Pyrometer (3) aufweist, wobei der bildgebende Detektor (2) derart eingerichtet ist, dass er von der aus einer Region A eines Messobjektes stammenden elektromagnetischen Strahlung eine ortsaufgelöste Intensitätsverteiltung L bereitstellt, und wobei das Pyrometer (3) einen strahlungsempfindlichen Sensor (4) aufweist, der derart eingerichtet ist, dass er im Betrieb für mindestens ein vorbestimmtes, innerhalb der Region A liegendes Messfeld i eine Referenztemperatur Θ, bereitstellt, wobei der Detektor (2) und der Sensor (4) für die Messung elektromagnetischer Strahlung zumindest teilweise überlappender Wellenlängenbereiche eingerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass in einem das vorbestimmte Messfeld i umfassenden Teilbereich i' der ortsaufgelösten Intensitätsverteilung k die maximale in dem Teilbereich i' liegende Intensität I, er- fasst und der Referenztemperatur Θ, zugeordnet wird, wobei ein Kalibriermodul (5) vorgesehen ist, das im Betrieb, basierend auf dem mindestens einen Messwertepaar (θ,, Ι,) und einer vorbestimmten Näherungsfunktion F(L, (θ,, I,)) jedem Wert der ortsaufgelösten Intensitätsverteilung L eine Temperatur θι_ zuordnet.
Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlengang vor dem bildgebenden Detektor (2) ein Spektralfilter (6) vorgesehen ist, dessen spektraler Durchlassbereich im Wesentlichen der spektralen Empfindlichkeit des strahlungsempfindlichen Sensors (4) des Pyrometers entspricht, und/oder der bildgebende Detekor (2) eine spektrale Empfindlichkeit aufweist, die im Wesentlichen der spektralen Empfindlichkeit des strahlungsempfindlichen Sensors (4) entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der strahlungsempfindliche Sensor (4) eine spektrale Empfindlichkeit im Wellenlängenbereich von 0,3 μιη bis einschließlich 2,0 μιη, bevorzugtim Bereich 0,5 μιη bis einschließlich 1 ,5 μιη wobei das Pyrometer bevorzugt als Quotientenpyrometer ausgebildet ist und und einen ersten Teilsensor mit einer spektralen Empfindlichkeit im Bereich von 0,7 μιη bis einschließlich 1 ,1 μιη, und einen zweiten Teilsensor mit einer spektralen Empfindlichkeit im Bereich von 0,95 μιη bis einschließlich 1 ,1 μιη aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Optik (7) vorgesehen ist, die die aus der Region A des Messobjektes stammende elektromagnetische Strahlung im senkrechten Strahlungseinfall auf den bildgebenden Detektor (2) und entsprechend dem Messfeld i auch im senkrechten Strahlungseinfall auf den strahlungsempfindlichen Sensor (4) des Pyrometers (3) abbildet. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibriermodul (5) mit einem Bildverarbeitungsmodul derart verbunden ist, dass im Betrieb die ortsaufgelöste Temperaturverteilung θι_ bearbeitbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Alarmgeber vorgesehen ist, der derart eingerichtet ist, dass er im Betrieb für zumindest einen vorbestimmten Teilbereich (ROI) der ortsaufgelösten Temperaturverteilung θι_ eine Temperatur ermittelt und diese mit mindestens einem vorbestimmten Sollwert vergleicht, wobei bei einer vorbestimmten Abweichung zwischen Temperatur und Sollwert der Alarmgeber einen Alarmzustand signalisiert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorbestimmtes Messfeld i und der zugeordnete Teilbereich i' der ortsaufgelösten Intensitätsverteilung L im Zentralbereich der Region A liegen.
Verfahren für die Messung einer ortsaufgelösten Temperaturverteilung θι_ mit einem bildgebenden Pyrometer (1 ), das einen bildgebenden Detektor (2) und ein einen strahlungsempfindlichen Sensor (4) umfassendes Pyrometer (3) aufweist, wobei der Detektor (2) und der Sensor (4) zur Messung elektromagnetischer Strahlung zumindest teilweise überlappender Wellenlängenbereiche eingerichtet sind, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
a) Bereitstellen einer ortsaufgelösten Intensitätsverteilung L über die aus einer Region A eines Messobjektes stammenden elektromagnetischen Strahlung mit dem bildgebenden Detektor (2);
b) Bereitstellen einer Referenztemperatur Θ, für mindestens ein vorbestimmtes, innerhalb der Region A liegendes Messfeld i mit dem strahlungsempfindlichen Sensor (4); c) Bestimmen eines Teilbereiches i' der ortsaufgelösten Intensitätsverteilung k, welcher das Messfeld i umfasst;
d) Bilden eines Messwertepaares (θ,, Ι,) aus der Referenztemperatur Θ, und der maximalen, innerhalb dem Teilbereich i' gemessenen Intensität I,;
e) Zuordnen eines jeden Intensitätswertes der ortsaufgelösten Intensitätsverteilung k zu der entsprechenden Temperatur mit einem Kalibriermodul (5), basierend auf dem mindestens einen ermittelten Messwertepaar (θ,, Ι,) und einer vorbestimmten Näherungsfunk¬
Verfahren für die Messung einer ortsaufgelösten Temperaturverteilung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es den Schritt aufweist: f) Bereitstellen eines Spektralfilters (6), dass die auf den bildgebenden Detektor (2) auftreffende elektromagnetische Strahlung auf einen Wellenlängenbereich beschränkt, der im Wesentlichen der spektralen Empfindlichkeit des strahlungsempfindlichen Sensors (4) entspricht und/oder Auswahl eines bildgebendes Detektors (2) mit einer im Wesentlichen dem strahlungsempfindlichen Sensor (4) entsprechenden spektralen Empfindlichkeit.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass es den Schritt aufweist:
g) bildtechnisches Bearbeiten der ortsaufgelösten Temperaturverteilung θι_ mit einem Bildverarbeitungsmodul.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass als maximale Intensität Ii der Durchschnitt der Intensität einer Gruppe von hellsten Pixeln des Teilbereiches i' bestimmt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein bildgebendes Pyrometer (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 verwendet wird.
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