KR101770232B1 - 미지의 정도의 방출을 가지는 이동 오브젝트의 온도를 무접촉으로 결정하는 방법 및 디바이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미지의 정도의 방출을 가지는 이동 오브젝트, 특히 자신의 세로축을 따라 이송되는 금속 와이어의 온도를 무접촉으로 결정하는 방법으로서: 상기 오브젝트가 열복사를 방출하는 적어도 하나의 복사원을 통해서 가이드되는 단계로서, 상기 오브젝트는 적어도 하나의 복사원에 의하여 거의 또는 완전히 둘러싸이는, 단계, 적어도 하나의 복사 검출기로써 공간적으로-분해된 열복사 측정이 상기 오브젝트가 상기 복사원을 통과해서 가이드될 때에 이것이 통과하는 지역 내에서 수행되는 단계, 및 상기 이동 오브젝트의 온도가 상기 공간적으로-분해된 열복사 측정에 기초하여 결정되는 단계를 포함하는, 방법을 사용하여 그 목적을 달성한다. 더욱이, 본 발명은 대응하는 디바이스에 관련된다.

Description

미지의 정도의 방출을 가지는 이동 오브젝트의 온도를 무접촉으로 결정하는 방법 및 디바이스{METHOD AND DEVICE FOR CONTACTLESSLY DETERMINING THE TEMPERATURE OF A MOVING OBJECT HAVING AN UNKNOWN DEGREE OF EMISSION}

본 발명은 미지의 정도의 방출을 가지는 이동 오브젝트의, 특히 자신의 세로축을 따라 이송되는 금속 와이어의 온도를 무접촉으로 결정하는 방법 및 디바이스에 관련된다. 이러한 금속 배선은 예를 들어, 전기적 케이블의 도체로서 역할을 한다. 이들은 0.1 내지 100 mm 범위 내의 직경을 가지고 그들의 길이 방향을 따라서 예를 들어 그 안에서 절연 피복이 금속 배선에 적용되는 압출 디바이스로 적합한 가이드 장치에 의하여 이송된다. 특히 압출 프로세스를 위하여 하지만 또한 예를 들어 선행하는 예열, 응고 또는 경화 프로세스를 위하여, 이동된 금속 와이어가 설정된 온도를 보유하는 것이 필요하다. 코어의 생산 시에, 절연재가 커넥터에 부착되는 것이 중요하다. 이러한 목적을 위해서, 도체는 압출기에 진입하기 직전에 가열된다. 추가적으로, 도체의 절연재가 발포처리(foamed)되는 경우 일정한 도체 온도가 특히 중요하다. 이것은 특히 데이터 송신선이 있을 때의 경우이다. 그러므로 이러한 이동 오브젝트의 온도를 측정하고 필요할 경우 이것을 세트포인트로 조절한 필요성이 존재한다.

무접촉으로 온도 측정은 검출 측정될 오브젝트에 의하여 방출되는 열복사를 검출할 수 있는 소위 고온계(pyrometer)를 가지고 수행된다. 공지된 고온계는 예를 들어 2 내지 15 μm와 같은 적외선 파장 범위 내에서 동작한다. 알려진 바와 같이, 열복사는 다음 수학식에 따라 3 개의 파라미터를 사용하여 결정된다:

여기에서 e는 방출의 정도를 나타내고, r은 반사의 정도를 나타내며, t는 전달의 정도를 나타낸다. 현재의 측정될 오브젝트에서는, 금속에 대한 전달의 정도는 적외선 측정 범위 내에서 기본적으로 제로라고 가정될 수 있다. 그러므로 위의 수학식 1 은 다음과 같이 단순화될 수 있다:

이상적인 흑체 방열기가 있으면, 반사의 정도는 제로이고, 즉: e = 1이다. 금속 와이어와 같은 실제 오브젝트의 경우에, 반사의 정도 r은 일반적으로 방출의 정도 e보다 훨씬 더 크다. 추가적으로, 방출의 정도는 표면 품질 또는 온도와 같은 인자들에 의존하여 변화한다. 실용에서, 측정될 이동 오브젝트의 방출의 정도는 그러므로 흔히 미지수이다.

미지의 방출의 정도 e를 가지는 오브젝트의 온도를 무접촉으로 측정할 수 있는 방법들이 이미 공지된다. 측정될 오브젝트를 외부로 조사함으로써, 수학식 e + r = 1에서 방출의 정도 e < 1이 주어질 경우 1 보다 더 적은 복사의 양이 외부 복사에 의하여 보상된다. 특히, 외부 복사원으로부터 측정될 오브젝트로 디렉팅되는 열복사는 자신의 반사의 정도 r에 따라서 오브젝트에 의하여 반사되어, 열복사의 누락 부분이 외부 복사에 의하여 1 로 거의 "채워지게(filled up)" 한다. 이것에 기초하여, 복사 고온계 내의 무접촉식 온도 센서는 ℃와 같은 재생가능한 측정된 온도 값으로 교정될 수 있다.

외부 조사가 있는 이러한 방법은 예를 들어 DE 691 03 207 T2로부터 알 수 있다. 공지된 방법에서, 정지된 방식으로 배치되는 대표면 웨이퍼가 처리 챔버 내에서 측정된다. 얇은 금속 배선과 같은 작은 오브젝트의 무접촉식 온도 측정에서, 그러나, 측정될 오브젝트에 상대적인 온도 센서의 정렬은 문제가 있다. 이것은 특히 측정될 오브젝트가 고정되지 않고 대신에 이동하고 있는 경우에 그러하다. 특히, 이러한 이동은 측정될 오브젝트가 완전히 또는 부분적으로 온도 센서의 측정 필드 외부로 이동하게 할 수 있다. 두 경우 모두에서, 부정확한 측정이 발생한다. 또한, 이동 오브젝트가 무접촉식 온도 센서의 적 선명도(초점)의 평면 내에 있지 않는 경우에도 이것은 사실이며, 그러므로 측정 스폿은 측정될 오브젝트보다 더 클 수 있다. US 4 409 042 A는 자신의 길이 방향에서 이동한 구리 배선의 온도의 무접촉식 측정을 위한 방법을 기술하며, 여기에서 구리 배선은 포물선형 반사체 장치를 통하여 가이드된다. 포물선형 반사체 장치는 고 반사성 면을 보유하고 복사를 자신의 초점 또는 각각 자신의 초점 축 내에서 반사한다. 적외선 검출기는 이러한 초점에, 또는 각각 초점 축 상의 점에 포커싱된다. 이러한 방식으로, 진동에 노출되는 이동 구리 배선의 경우에도 신뢰가능한 온도 측정이 가능하다. 그러나, 이러한 방법은 매우 복잡하다. 또한 실시 과정에서 온도 측정이 반드시 필요한 정밀도를 제공하는 것은 아니라는 것이 밝혀졌다.

설명된 선행 기술에 기초하여, 본 발명의 목적은 심지어 작은 직경을 가지는 이동 오브젝트의의 정밀하고 항상 신뢰성이 있는 무접촉식 온도 측정을 달성하기 위하여 사용되는 위에 인용된 타입의 방법 및 디바이스를 제공하는 것이다.

본 발명은 독립항인 제 1 항 및 제 18 항의 기술 요지를 통해서 이러한 목적을 달성한다. 바람직한 실시예는 종속항, 상세한 설명 및 도면에서 발견될 수 있다.

본 발명은 한편으로 미지의 정도의 방출을 가지는 이동 오브젝트, 특히 자신의 세로축을 따라 이송되는 금속 와이어의 온도를 무접촉으로 결정하는 방법으로서: 상기 오브젝트가 열복사를 방출하는 적어도 하나의 복사원을 통해서 가이드되는 단계로서, 상기 오브젝트는 적어도 하나의 복사원에 의하여 거의 또는 완전히 둘러싸이는, 단계, 적어도 하나의 복사 검출기로써 공간적으로-분해된 열복사 측정이 상기 오브젝트가 상기 복사원을 통과해서 가이드될 때에 이것이 통과하는 지역 내에서 수행되는 단계, 및 상기 이동 오브젝트의 온도가 상기 공간적으로-분해된 열복사 측정에 기초하여 결정되는 단계를 포함하는, 방법을 사용하여 그 목적을 달성한다.

더욱이, 본 발명은 미지의 정도의 방출을 가지는 이동 오브젝트의, 특히 자신의 세로축을 따라 이송되는 금속 와이어의 온도를 무접촉으로 결정하는 디바이스로서: 열복사를 방출하는 적어도 하나의 복사원 및 상기 이동 오브젝트를 상기 적어도 하나의 복사원을 통과하여 가이드할 수 있는 가이드 장치로서, 상기 이동 오브젝트는 상기 적어도 하나의 복사원에 의하여 거의 또는 완전히 둘러싸이는, 가이드 장치; 상기 오브젝트가 상기 복사원을 통과해서 가이드될 때에 이것이 통과하는 지역 내에서 역복사의 공간적으로-분해된 측정을 수행하도록 설계되는 적어도 하나의 복사 검출기; 및 상기 이동 오브젝트의 온도를 상기 공간적으로-분해된 열복사 측정에 기초하여 결정하도록 설계되는 평가 장치를 포함하는, 디바이스를 사용하여 그 목적을 달성한다.

본 발명에 따르는 방법 또는 각각 본 발명에 따르는 디바이스는 예를 들어 이동의 온도를 결정 또는 각각 측정하기 위한 역할을 한다. 위에서 설명된 바와 같이, 이러한 금속 배선은 예를 들어 케이블을 위한 전기적 도체일 수 있다. 이에 상응하여 이것은 예를 들어 구리 배선 또는 기타 등등일 수 있다. 이러한 금속 배선은 예를 들어 그들의 길이 방향을 따라 이송되어 그 안에서 플라스틱으로 제작된 절연 피복이 금속 와이어 상에 압출되는 압출 디바이스를 통해서 가이드된다. 또한 위에 언급된 바와 같이, 이러한 이동 오브젝트의 온도를 측정하고 필요할 경우 이것을 세트포인트로 조절하는 것이 중요하다. 본 발명에 따라 측정된 오브젝트의 방출의 정도는 미지수이다. 이것은 어떠한 경우에도 1 보다 적은데 그것은 이것이 흑체 방열기가 아니기 때문이다. 예를 들어, 구리 와이어의 방출의 정도는 0.1 보다 훨씬 더 적다. 전달의 정도가 적어도 구리와 같은 금속의 적외선 측정 범위 내에서 제로에 근접하기 때문에, 반사의 정도는 매우 높다.

본 발명에 따르면, 측정될 이동 오브젝트에 의하여 반사되는 열복사는 적어도 하나의 (외부) 복사원으로부터 유래한다. 복사원은 적합한 가열 장치에 의하여 가열될 수 있고 이것의 온도에 의존하여 특정하고 교정가능한 열복사를 방출한다. 이동 오브젝트는 복사원을 통해서 가이드되고 복사원을 통한 자신의 유도 도중에 복사원에 의하여 적어도 거의, 및 특히 거의 완전하게 둘러싸인다. 물론 복사원에 의하여 거의 또는 완전히 둘러싸이는 것은 언제나 예를 들어 이동 금속 와이어의 복사원을 통해서 가이드되는 중인 섹션이다. 이러한 콘텍스트에서, "거의"는 면의 큰 부분이 복사원에 의하여 둘러싸인다는 것을 의미한다. 금속 배선을 광학적 기능과 무관한 둘레 내의 한 위치에서 도입하기 위한 슬릿은 아마도 실제로는 중요하지 않을 것이다. 이동 오브젝트는 결정될 온도에 의존하여 적외선 범위 내에서 열복사를 방출한다. 추가적으로, 오브젝트는 복사원에 의하여 방출되는 열복사를 반사한다. 위의 수학식 2 에서 반사된 부분은 공지된 방식으로 보상 복사원으로서의 역할을 하는 복사원에 의하여 방출된 열복사에 의하여 1 로 "채워진다".

특히 고온계일 수 있는 적어도 하나의 복사 검출기는 모든 열복사, 즉, 한편으로 적어도 하나의 복사원에 의하여 방출되는(그리고 비-흑체 방열기의 경우에는 반사되기도 하는) 열복사를 검출한다. 반면에, 적어도 하나의 복사 검출기는 이동 오브젝트에 의하여 방출되고 반사되는 열복사를 검출한다. 이에 상응하여, 심지어 방출의 정도가 미지수인 경우에도 온도 측정이 역시 실현가능한, 명료하게 정의되고 교정가능한 측정 환경이 심지어 작은 치수의 이동 오브젝트에 대해서도 본 발명에 따라 생성된다.

더욱이, 열복사의 무접촉식 공간적으로-분해된 측정은 본 발명에 따라서 발생한다. 공간적으로-분해된 측정을 위하여, 적어도 하나의 복사 검출기는 측정될 오브젝트가 예견되는 지역을 스캔한다. 공간적으로-분해된 열복사 측정은 적어도 하나의 적외선 복사 검출기 또는 기타 등등으로써 수행될 수 있다. 이에 상응하여, 적어도 하나의 복사 검출기는 적어도 하나의 적외선 복사 검출기 또는 기타 등등을 포함할 수 있다. 스캐닝은 예를 들어 적어도 하나의 복사 검출기를 이동, 특히 스윙시킴으로써 수행될 수 있다. 공간적으로-분해된 열복사 측정을 공간적으로-분해하는 복사 검출기, 특히 열화상 카메라를 사용하여 수행하는 것도 역시 가능하다. 공간적으로-분해하는 복사 검출기는 예를 들어 1-차원의 라인 센서, 또는 2-차원의 볼로메트릭(bolometric) 센서 어레이일 수 있다.

측정될 오브젝트를 둘러싸는 복사원의 온도가 측정될 수 있고 따라서 알려진다. 열화상 센서(라인 또는 이미지 센서)의 비디오 신호에서와 같은, 공간적으로-분해된 측정에서의 측정될 오브젝트는 이것의 온도가 둘러싸는 복사원의 그것에 대응하는 경우에는 안보이게 된다. 측정될 오브젝트의 온도가 주위 복사원의 온도보다 더 낮거나 더 높은지 여부에 의존하여, 공간적으로-분해된 열복사 측정에서 더 낮거나 더 높은 측정 레벨을 가지는 벗어나는 온도들이 명백해진다. 공간적으로-분해된 측정에서 금속 배선과 같은 스트랜드-형 제품의 온도를 결정할 때, 그들의 연장이 길이 방향에 있다면 이들의 적어도 일시적으로 최적 선예도의 평면에 있다는 것이 보장될 수 있다(복사 검출기의 초점을 측정함). 본 발명에 따르면, 그러므로 온도를 심지어, 특히 예를 들어 픽셀 영역 및 광학적 이미지 스케일로부터 열화상 카메라를 사용하여 얻어지는 복사 검출기의 측정 필드 보다 더 작은 소직경을 가지는, 방출의 미지의 정도를 가지는 그러한 오브젝트의 온도를 무접촉으로 정밀하고 신뢰성있게 결정하는 것이 가능하다.

적어도 하나의 복사원은 바람직하게는 흑체로서 설계되어야 한다. 알려진 바와 같이, 흑체 방열기는 1 의 방출의 정도를 가지는 이상적인 것이다. 이러한 실시예에 따르면, 이러한 흑체 방열기는 이것이 실질적으로 실현가능하고 유용한 정도까지 근사화된다. 알려진 바와 같이, 흑체 방열기의 양호한 근사화는 블랙 코팅과 함께 제공될 수 있는 내면이 있는 소위 캐비티 방열기이다. 이에 상응하여, 상기 적어도 하나의 복사원은 인입 개구 및 인출 개구를 가지는 캐비티 방열기를 포함할 수 있고, 상기 오브젝트는 상기 캐비티 방열기를 통과해서 상기 인입 개구 및 인출 개구를 통해 가이드되며, 상기 캐비티 방열기는 상기 공간적으로-분해된 열복사 측정이 발생하는 적어도 하나의 측정 개구를 포함한다. 이러한 실시예에서, 측정될 오브젝트는 인입 개구를 통해서 캐비티 방열기 내부로 가이드되고 인출 개구를 통해서 밖으로 가이드된다. 추가적으로, 캐비티 방열기는 특히 인입 개구 및 인출 개구로부터 별개로 형성되는 적어도 하나의 측정 개구를 보유한다. 캐비티 방열기는 예를 들어 중공 실린더일 수 있다. 그러면 인입 개구 및 인출 개구는 중공-원통형 캐비티 방열기의 그렇지 않으면 실링되는 반대 페이스(face)에 배치될 수 있다. 그러면 적어도 하나의 측정 개구는 복사 검출기에게 중공-원통형 캐비티 방열기의 원통형 표면의 지역 내의 캐비티 방열기의 내부로의 필요한 뷰를 제공할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 공간적으로-분해된 열복사 측정은 캐비티 방열기를 통과하는 오브젝트의 이동의 방향과 일반적으로 상응하는, 오브젝트의 세로축에 상대적인 각도, 특히 30° 내지 60°의 각도에 있는 방향에서 적어도 하나의 측정 개구를 통해 이루어질 수 있다. 측정의 방향은 복사 검출기, 예를 들어 열화상 카메라의 정렬에 의하여 정의된다. 이것은 또한 측정의 일차 방향이라고 지정된다. 포커싱 렌즈 시스템이 사용되면, 측정의 일차 방향은 특히 포커싱 렌즈 시스템의 광축과 나란하다. 열화상 카메라와 같은 복사 검출기가 2-차원의 센서 어레이를 포함하는 경우, 측정의 일차 방향은 일반적으로 센서 어레이의 어레이 평면 상에 수직으로 중앙에 놓인다. 적어도 하나의 복사 검출기가 피벗 축을 중심으로 스윙되는 정도에서, 피벗 축 및 측정 개구 사이의 연결부가 측정의 일차 방향을 형성한다. 비스듬한 정렬은 오브젝트의 이동의 방향으로 진행할 수 있다. 더욱이, 공간적으로-분해하는 열화상 카메라와 같은 적어도 하나의 복사 검출기는 공간적으로-분해된 온도 측정이 오브젝트의 이동의 방향에 적어도 횡으로 발생하도록 정렬될 수 있다. 측정될 이동 오브젝트에 추가하여, 복사 검출기는 오브젝트를 둘러싸는 소위 흑체 방열기로서 지정되는 복사원도 역시 검출한다.

이동 오브젝트의 이동의 방향에 상대적인 복사 검출기의 비스듬한 정렬은 캐비티 방열기의 피할수 없는(unavoidable) 측정 개구가 측정 결과에 바람직하지 않은 영향을 미치는 것을 방지한다. 특히, 오브젝트의 이동의 방향에서의 실제 측정 지점에 상대적인 측정 개구 오프셋은 블랙 캐비티 방열기의 매우 근접하게 근사화된 성질을 악화시키지 않는다. 30° 내지 60°의 각도 범위, 예컨대 근사적으로 45°가 이러한 관점에서 특히 적합하다는 것이 증명되었다. 추가적으로, 측정될 오브젝트는 측정될 오브젝트가 복사 검출기, 예컨대 열화상 카메라의 관람 범위(viewing angle) 내에 여전히 위치되는 한, 복사 검출기의 시선(line of sight)에 상대적으로 수평으로 또는 수직으로 어긋날 경우에도 역시 신뢰성있게 검출된다. 측정될 오브젝트에 추가하여, 열화상 카메라는 자신의 배경에서 캐비티 방열기의 복사를 검출하고, 반면에 측정될 오브젝트는 캐비티 방열기에 의하여 동시 조사되고 따라서 반사 r = 1 - e에 대한 필요한 보충(supplement)을 경험한다. 이러한 실시예에서도 역시, 자신의 온도가 캐비티 방열기의 온도에 대응하면 측정될 오브젝트는 따라서 보이지 않게 된다. 측정될 오브젝트가 열화상 카메라의 시각적 필드를 통과하여 지나가는 곳인 예를 들어 열화상 카메라의 중앙축으로부터의 수평 또는 수직 오프셋으로부터 독립적으로, 측정될 오브젝트는 이것이 계속 진행하는 동안 최적 선예도(측정 초점)의 평면에서 적어도 일시적으로 언제나 검출된다.

다른 실시예에 따르면, 상기 이동 오브젝트의 온도는, 적어도 하나의 복사원에 의하여 방출되고 가능하게는 반사되는 측정된 열복사 및 상기 이동 오브젝트에 의하여 방출되고 반사되는 측정된 열복사 사이의 차분을 평가함으로써 결정될 수 있다. 이러한 차분은 공간에서 그리고 시간에서 측정될 수 있다. 공간적으로-분해된 온도 측정은 측정될 오브젝트 및 그것 주위의 복사원 사이의 온도에서의 차분이 존재할 경우 측정될 오브젝트의 지역 내의 측정된 강도에서의 편차를 유도한다. 양의 값이건 음의 값이건, 역시 측정되는 복사원의 열복사에서의 강도에 상대적인 측정된 강도에서의 편차는 공간적 해상도가 주어지면 평가될 수 있다. 그러므로 예를 들어 강도의 공간적으로-분해된 측정 도중에 기록되는 다이어그램 내의 최소 및 최대 사이의 차분을 평가하는 것이 가능하다. 복사원의 온도가 알려지면, 측정될 오브젝트의 온도는 그것으로부터 결정될 수 있다. 예를 들어, 지남에 따른 측정 차분이란 의미에서 측정된 지역에 걸친 평균 강도를 결정하고, 측정될 오브젝트가 측정 필드에 진입할 경우 이러한 평균의 변화를 결정하는 것도 역시 가능하다. 만일 평균에서의 이러한 편차가 예를 들어 0 이라면, 측정될 오브젝트는 주위 복사원과 동일한 온도를 보유한다.

다른 실시예에 따르면, 상기 공간적으로-분해된 열복사 측정을 위하여 상기 복사 검출기는 상기 캐비티 검출기의 측정 개구를 향하여 그리고 특히 상기 측정 개구를 한정하는 상기 캐비티 검출기의 외면의 섹션을 향하여 디렉팅될 수 있고, 상기 캐비티 방열기의 외면의 상기 섹션 내에서 상기 캐비티 방열기에 의하여 방출되고 가능하게는 반사되는 열복사는 상기 차분을 형성하기 위하여 사용된다. 이러한 방법은, 우연히 이동 오브젝트로부터의 열복사가 아니라 실질적으로 캐비티 방열기에 의하여 방출되고 가능하게는 반사되는 열복사만이, 이동 오브젝트에 의하여 방출되고 반사되는 열복사로부터의 차분을 형성하기 위하여 사용되도록 보장한다. 진동에 기인하여, 예를 들어 20 m/s보다 더 빠르게 이동하는 전기적 도체와 같은 빠르게 이동하는 오브젝트의 충분한 정밀도를 가지는 정확한 포지션은 알려지지 않는다.

다른 실시예에 따르면, 상기 공간적으로-분해된 측정을 위하여 상기 복사 검출기는, 상기 이동 오브젝트가 자신의 이동의 방향에 상대적으로 수직으로 관찰되는 측정 개구 아래에 위치되는, 상기 측정 개구를 통과하는 제 1 지역, 및 상기 이동 오브젝트가 자신의 이동의 방향에 수직으로 관찰될 때 측정 개구 아래에 있지 않는 제 2 지역을 검출할 수 있다. 그러면 상기 이동 오브젝트의 포지션을 상기 제 1 지역으로부터의 측정된 값을 사용하여 검출하고 그로부터 상기 제 2 지역 내에서의 상기 이동 오브젝트의 포지션을 추론하는 것도 역시 가능한데, 여기에서 제 2 지역의 이러한 포지션 내에서 측정되는, 이동 오브젝트에 의하여 방출되고 반사되는 열복사가 상기 차분을 형성하기 위하여 사용된다. 이동 오브젝트가 자신의 이동의 방향에 수직으로 관찰될 때 측정 개구 아래에 있는 이러한 지역에서, 이동 오브젝트는 적어도 하나의 캐비티 방열기의 열복사에 노출되지 않는다. 결과적으로, 이러한 지역 내의 오브젝트가 복사 검출기에 의하여 상당히 더 차가운 것으로 지각되고, 공간적으로-분해된 측정에서 주위에 상대적으로 구별하는 것이 매우 용이하다. 이러한 방식으로, 신속하게 이동하는 오브젝트에 대한 충분한 정밀도를 가지고 특히 알려지지 않는 포지션이 정밀하게 결정될 수 있다. 포지션의 이러한 지식이 있으면, 오브젝트가 위치될 필요가 있는 제 2 지역 내의 측정 섹션이 신뢰성있게 추론될 수 있다. 그러면 이러한 측정 섹션은 차분을 형성할 때에 고려된다.

이미 설명된 바와 같이, 적어도 하나의 복사원의 온도도 역시 추가적 온도 센서를 가지고 측정될 수 있다. 적어도 하나의 복사원의 온도를 이러한 추가적 온도 센서를 가지고 설정된 온도 값으로 조절하는 것도 역시 가능하다. 적어도 하나의 복사원의 온도에 대한 지식은 특히 차분의 측정 시에, 측정될 오브젝트의 절대 온도를 결정하기 위하여 매우 중요하다. 적어도 하나의 복사원을 측정될 이동 오브젝트의 목표 온도로 조절하는 것도 역시 가능하다. 그러면 예를 들어, 측정이 오브젝트가 복사원으로부터 그리고 따라서 목표 온도로부터 벗어나는 온도를 보유한다는 것을 표시하는 경우 신호가 출력될 수 있다. 이것에 기초하여, 이동 오브젝트의 온도는 적합한 조절 장치를 사용하여 예를 들어 동일한 사이즈의 세트포인트로 조절될 수 있다.

또한, 적어도 하나의 복사원에 의하여 방출되고 가능하게는 반사되는 측정된 열복사 및 상기 이동 오브젝트에 의하여 방출되고 반사되는 측정된 열복사 사이의 차분이 가능한 한 제로에 가까울 때까지, 적합한 가열 장치를 사용하여 적어도 하나의 복사원의 온도를 변경시키는 것도 역시 착상가능하다. 그러면 공간적으로-분해된 측정된 강도 신호는 검출된 지역에 걸쳐 거의 일정하다. 특히, 이것은 이동 오브젝트의 지역 내에서 임의의 상당한 편차를 보유하지 않는다. 더욱이, 적어도 하나의 복사원의 온도는 온도 센서를 사용하여 측정될 수 있다. 그러면 이동 오브젝트의 온도는 강도 신호가 일정한 동안 측정된 복사원의 온도로부터 추론될 수 있다.

열화상 카메라는 방출의 정도가 알려지는 경우에 일반적으로 온도를 측정할 수 있는데, 이것은 특히 근사적으로 1 인 방출의 정도를 가진 소위 흑체를 가지는 경우에 그러하다. 본 발명에 따라서 제공되는 열화상 카메라는 예를 들어 열적 방열기의 온도를 역시 측정하고 가능하게는 역시 조절할 수 있다. 흑체는 실무에서, 예를 들어 수분, 먼지 또는 마모로부터 악화될 수 있다. 이러한 경우에, 열화상 카메라에 의하여 검출되는 온도는 실제로 존재하는 것보다 적을 수 있다. 열화상 카메라의 렌즈를 오염시키면 매우 유사한 측정 에러를 역시 야기한다. 그러므로 복사원은 온도 센서에 의하여 유용하게 조절된다. 복사원이 오염될 경우 복사 검출기의 도움을 받아 검출되는 복사원의 온도에서의 편차도 역시 측정된 값의 검출을 정정하고 편차가 너무 크다면 에러 메시지를 생성하기 위하여 사용될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 상기 이동 오브젝트의 치수, 특히 직경은 적어도 하나의 복사원에 의하여 방출되는 측정된 열복사 및 상기 이동 오브젝트에 의하여 방출되고 반사되는 측정된 열복사 사이의 차분으로부터 결정될 수 있다. 이동 오브젝트의 치수, 특히 금속 배선의 직경의 결정은, 복사원 및 복사원을 통과하여 이동하는 오브젝트 사이의 온도에서의 차분이 존재하는 한 본 발명에 따르는 공간적으로-분해된 측정에 의하여 가능해진다. 이러한 치수 또는 개별적으로 직경을 결정하기 위하여, 열복사 강도의 공간적으로-분해된 측정이 평가된다. 측정을 가능하게 하기 위하여, 측정될 오브젝트 및 적어도 하나의 복사원 사이의 온도에서의 차분은 목표가 되는 방식으로 조절될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 복사원은, 상기 이동 오브젝트가 가이드되는 홈이 형성되는 주행면(running surface) 내의 휠을 둘러싸는 열원으로써 가열되는 후드일 수 있다. 휠은 회전가능하게 장착될 수 있다. 이것은 또한 적합한 구동 장치를 이용하여 회전가능하게 구동될 수 있다. 열원을 이용하여, 휠은 목표 온도로 운반되고 적용가능하다면 이러한 온도로 역시 조절될 수 있다. 이러한 실시예는 얇은 금속 배선과 같은 크게 진동하는 오브젝트의 경우에 특히 유리하다. 홈은, 이제 온도의 결정을 용이화하는 온도 센서로부터의 이것의 거리에 상대적인, 오브젝트의 포지션에서의 안정화를 야기한다. 동시에, 충분한 홈 깊이가 주어지면, 이동 오브젝트는 하나의 복사원에 의하여 적어도 거의 둘러싸여서 본 발명에 따라서 정의되는 측정 환경을 제공할 수 있다. 홈은 홈의 폭보다 두 배 큰 깊이를 보유할 수 있다. 그러나, 이것은 또한 이것의 폭보다 적어도 세 배 또는 적어도 네 배 더 깊을 수 있다. 홈 깊이가 균일하지 않은 깊이이고, 예를 들어 V- 또는 U-형 단면을 가지는 정도까지, 참조된 폭은 평균 폭, 즉, 특히 홈의 깊이에 걸쳐 형성되는 폭의 평균이다. 흑체 방열기를 매우 근접하게 근사화하기 위하여, 주행면 및 홈에는 더 나아가 블랙 코팅이 제공될 수 있다. 공간적으로-분해된 측정은 오브젝트의 이동의 방향에 대해 적어도 횡으로 발생할 수 있다. 적어도 하나의 복사 검출기는 예를 들어 이것의 1-차원의 센서 라인이 오브젝트의 이동의 방향에 수직하도록 대응하도록 이동되거나 또는 개별적으로 정렬된다. 홈에 의하여 둘러싸이지 않는 외향적으로 대향하는 와이어 표면이 주어지면, 열복사의 가능한 누락 부분이 휠의 외부로부터의 추가적 복사원에 의하여 보상될 수 있다. 이러한 목적을 위해서, 주행면 및 홈은 다른 복사원에 의하여, 특히 U-형 단면을 가지는 복사원에 의하여 적어도 국지적으로 커버될 수 있다. 가능한 한 가깝게 흑체 방열기를 근사화하는 이러한 추가적 방열기는 홈이 있는 주행면 및 그 안에서 가이드되는 후드와 같은 이동 오브젝트, 예컨대 금속 와이어를 커버할 수 있다. 이것은 이동 오브젝트의 엔클로저를 더욱 개선시키고, 추가적인 정의되고 문제가 없는 측정 환경이 제공된다. 이러한 실시예에서도 역시, 측정은 측정될 오브젝트의 이동의 방향에 비스듬한 측정의 일차 방향에 따라 발생할 수 있다.

이동 오브젝트의 검출된 온도에 기초하여, 이동 오브젝트의 온도는 세트포인트로 조절될 수 있다. 일측에 부착된 온도 센서 또는 추가적 무접촉식 온도 센서의 도움으로, 가열된 디스크와 같은 복사원의 온도, 및 특히 그 위치에서의 주행면(홈)의 온도를 정밀하게 측정 및 조절하는 것도 역시 가능하다.

본 발명에 따르는 디바이스는 본 발명에 따르는 방법을 수행하기에 적합할 수 있다. 이에 상응하여, 본 발명에 따르는 방법은 본 발명에 따르는 디바이스에 의하여 수행될 수도 있다.

본 발명의 예시적인 실시예는 도면을 참조하여 아래에서 더 자세하게 설명된다. 이것들은 개략적으로 다음을 도시한다:
도 1 은 제 1 예시적인 실시예에 따라 본 발명에 따르는 방법을 수행하기 위한 본 발명에 따르는 디바이스를 도시한다,
도 2 는 제 2 예시적인 실시예에 따라 본 발명에 따르는 방법을 수행하기 위한 본 발명에 따르는 디바이스의 단면도를 도시한다,
도 3 은 추가적 단면도로서 도 2 의 디바이스를 도시한다,
도 4a 는 본 발명에 따르는 디바이스에 의하여 기록될 수 있는 바와 같은 예시적인 다이어그램을 도시한다,
도 4b 는 본 발명에 따르는 디바이스에 의하여 기록될 수 있는 바와 같은 추가적인 예시적 다이어그램을 도시한다,
도 4c 는 본 발명에 따르는 디바이스에 의하여 기록될 수 있는 바와 같은 추가적인 예시적 다이어그램을 도시한다,
도 5 는 추가적인 예시적 실시예에 따르는, 도 1 의 디바이스의 단면도를 도시한다,
도 6 은 도 5 의 설정으로부터 취해지는 공간적으로-분해된 열복사 측정의 이미지를 도시한다, 그리고
도 7 은 도 6 의 다이어그램을 도시한다.

본 발명에 따르며 개략적으로 도 1 에 도시되는 디바이스는 이동 오브젝트(10), 현재 경우에는 도 1 에서 화살표에 의하여 도시되는 바와 같은 자신의 길이 방향을 따라서 이송되는 금속 와이어(10)의 온도를 측정하기 위한 것이다. 측정될 오브젝트(10)의 이동 방향은 중요하지 않다. 금속 배선(10)은 예를 들어 플라스틱으로 제작된 절연 피복이 금속 와이어 상에 압출되는 압출 디바이스까지 가이드될 수 있다. 디바이스는 복사원(12), 현재의 경우에는 흑체 방열기를 매우 근접하게 근사화하는 중공-원통형 캐비티 방열기를 더 포함한다. 이러한 목적을 위해서, 캐비티 방열기(12)의 내면에는 블랙 코팅이 제공되고 이것은 이것의 일 페이스 내에 제공되며 도 1 에서는 우측에 있고 그렇지 않으면 실링되는 금속 배선(10) 용 인입 개구, 및 또한 그렇지 않으면 실링되는 반대 페이스에 제공되는 금속 와이어(10)용 인출 개구를 보유한다. 더욱이, 캐비티 방열기(12)는 자신의 측방향 표면의 지역 내에 제공되는 측정 개구(14)를 보유한다. 측정 개구(14)를 통해서, 복사 검출기(16), 현재의 경우에는 공간적으로-분해하는 열화상 카메라(16)가 캐비티 방열기(12)의 내부 내의 측정을 수행할 수 있다. 열화상 카메라의 중앙 픽셀, 또는 고온계의 스캐닝 단일 센서의 중앙 포지션의 측정 필드는 참조 번호 18 로써 도시되고, 열화상 카메라(16)의 이미징 렌즈 시스템은 참조 번호 20 으로써 도시된다. 참조 부호 22 는 동시에 이미징 렌즈 시스템의 광축이기도 하며 쇄선인 열화상 카메라(16)의 측정의 일차 방향을 표시한다. 도시된 예에서의 측정(22)의 이러한 일차 방향은, 동시에 자신의 세로축이기도 한 금속 와이어(10)의 이동의 방향에 상대적으로 약 45°의 각도로 진행한다.

참조 번호 24 에 의하여 표시되는 온도 센서가 캐비티 방열기(12)에 지정된다. 온도 센서(24)의 측정 데이터는 연결선(26)을 통하여 디바이스의 평가 및 제어 장치(28)로 공급된다. 연결선(30)을 이용하여, 평가 및 제어 장치(28)에는 열화상 카메라(16)로부터의 측정된 값이 공급된다. 캐비티 방열기(12)의 가열 장치(미도시)는, 캐비티 방열기(12)를 설정된 온도로 만들기 위하여, 연결선(34 및 36)을 거쳐 평가 및 제어 장치(28)를 통해 반도체 릴레이(32), 광릴레이(optorelay) 또는 임의의 다른 액츄에이터(32)를 이용하여 작동될 수 있다. 디바이스는 열화상 카메라(16)에 의하여 결정되는 금속 와이어(10)의 온도를 디스플레이하는 디스플레이 유닛(38), 및 예를 들어, 캐비티 방열기(12)의 온도의 세트포인트를 조절하여 금속 배선(10)의 온도를 정밀하게 검출할 수 있는 제어 유닛(40)을 더 포함한다. 연결선(42 및 44)은 이러한 관점에서 제공된다.

도 1 에서 알 수 있는 바와 같이, 금속 와이어(10)는 자신의 이동 도중에 캐비티 방열기(12)를 통해서 가이드되고, 반면에 캐비티 방열기(12)를 통과하여 가이드되는 이것의 섹션은 캐비티 방열기에 의하여 거의 완전히 둘러싸인다. 열화상 카메라(16)는 공간적으로-분해된 열복사 측정을 측정 개구(14)를 통하여 수행한다. 동시에, 열화상 카메라(16)는 금속 배선(10)이 자신의 이동 도중에 열화상 카메라(16)의 측정 필드 내에 언제나 유지되도록 정렬된다. 온도 센서(24)에 의하여 측정된 캐비티 방열기(12)의 온도에 기초하여, 금속 배선(10)의 온도는 심지어 금속 배선(10)의 방출의 정도 e가 미지수인 경우에도 열복사의 기록되는 공간적으로-분해된 강도 곡선을 무접촉으로 평가함으로써 결정될 수 있다. 특히, 캐비티 방열기(12)에 의하여 방출되는 열복사는 금속 와이어(10)에 의하여 반사되고, 이를 통하여 복사의 누락 양 r = 1 - e을 보상한다. 금속 와이어(10)의 온도는 예를 들어 위에서 설명되는 바와 같은 차분 측정(differential measurement)에 기초하여 결정될 수 있다. 금속 와이어(10)의 길이 방향에 상대적인 측정 개구(14)를 통과하는 열화상 카메라(16)의 비스듬한 일차 방향(22)은, 측정 개구(14)가 측정에 거의 영향을 미치지 않도록 보장하고, 따라서 흑체 방열기의 매우 근접하게 근사화된 성질이 캐비티 방열기(12) 내에 보유된다.

예를 들어 캐비티 방열기(12)의 온도를 금속 배선(10)의 목표 온도가 되게 하는 것이 역시 가능하다. 이러한 경우에, 예를 들어 디스플레이 유닛(38)은 금속 배선(10)이 캐비티 방열기(12)의 온도와 상이한 온도를 보유하는 경우에 신호를 출력할 수 있는데, 이것은 강도에서의 상향 또는 하향 편차에 의하여 공간적으로-분해된 강도 측정에서 구별가능하다. 이에 기초하여, 금속 와이어(10)를 목표 온도가 되게 하는 가열 장치(미도시)는 예를 들어 제어 유닛(40)에 의하여, 또는 또한 자동적으로 제어될 수 있다.

도 2 및 도 3 은 본 발명에 따르는 디바이스의 제 2 의 예시적인 실시예를 도시한다. 도 3 은 도 2 의 디바이스의 일부의 확대된 세부 사항을 도시한다. 도 2 및 도 3 에서, 이러한 경우에는 다시 말하건대 금속 와이어인 측정될 오브젝트는 참조 번호 10 로써 표시된다. 다시 말하건대, 금속 와이어(10)는 도 2 에서 자신의 길이 방향을 따라 좌에서 우로 이송된다. 도 1 에 따르는 예시적인 실시예와는 달리, 도 2 및 도 3 에 따르는 예시적인 실시예 내의 금속 와이어(10)는 열원(미도시)을 이용하여 가열되는 휠(48)에 의하여 가이드된다. 휠(48)은 화살표(50)에 의하여 도 2 에 도시된 바와 같은 회전 방식으로 구동되고, 또한 드라이브가 제공될 수도 있다. 다시 말하건대, 측정될 오브젝트의 이동 방향은 중요하지 않다. 그러므로 도 2 에 도시되는 회전 방향은 단순히 한 예이고 도체가 도 2 에서 우측으로부터 진입하는 경우에는 반대 방향으로 역시 진행할 수 있다. 금속 와이어(10)를 가이드하기 위하여, 도 3 에서 알 수 있는 바와 같이 휠(48)은 자신의 주행면(54)을 따라 형성되는 V-형 단면을 가지는 홈(52)을 가진다. 도 2 에 도시되는 금속 배선(10)을 측정 휠(48)의 전체 둘레를 돌아 루프(loop)하는 것도 역시 유용할 수 있다. 홈(52)의 표면 및 가능하게는 주행면(54)에도 역시 다시 말하건대 흑체 방열기를 대략적으로 근사화하기 위한 블랙 코팅이 제공될 수 있다. 더욱이, 도 2 및 도 3 에서, 가열된 휠(48) 위에 제 1 복사원으로서 추가적 복사원, 즉 휠(48) 및 특히 자신의 홈(52)을 국지적으로 커버하는 U-형 단면이 있는 복사원(56)이 제공된다는 것(도 3 을 참조한다)을 역시 알 수 있다. 추가적 복사원(56)에는 또한 블랙 코팅이 제공되고 이것은 가열 장치를 이용하여 역시 가열될 수 있다. 다시 말하건대 이것은 흑체 방열기를 매우 근접하게 근사화하여야 한다. 참조 부호 58 은 홈(52)의 평균 폭의 일 예를 표시한다. 도시된 예에서, 홈의 깊이는 홈의 평균 폭(58) 보다 약 두 배 더 크고 - 도 3 에서 주행면(54)으로부터 홈(52)의 끝으로 수직으로 하향 연장한다. 금속 배선을 수용하고 가이드하는 홈(52)의 온도는 금속 와이어(10)의 온도의 정밀한 측정에 대해 매우 중요하다.

도 2 에서, 참조 번호 16 은 그의 측정 필드가 참조 번호 18 로써 식별되는 공간적으로 분해하는 열화상 카메라를 차례대로 표시하고, 이미징 렌즈 시스템은 참조 번호 20 으로써 식별된다. 측정(22)의 일차 방향은 다시 말하건대 측정 범위 내의 금속 배선(10)의 이동의 방향에 대한 한 각도로 비스듬히 진행하며, 즉 추가적 복사원(56) 내의 측정 개구(57)를 통하여 진행한다. 더욱이, 열화상 카메라(16)는 공간적으로-분해된 온도 측정이 금속 배선(10)의 이동의 방향 - 도 3 에서 좌에서 우로 또는 각각 그 반대의 경우도 마찬가지인 방향에 적어도 횡으로 발생하도록 정렬될 수 있다. 추가적 복사원(56)은 적합한 측정 개구를 보유하여 열화상 카메라(16)가 추가적 복사원(56)을 통과하여 측정할 수 있게 한다. 그러면 열화상 카메라(16)는 휠(48), 특히 주행면(54) 및 그 안에 금속 배선(10)이 가이드되는 홈(52)을 검출한다.

도 2 및 도 3 에 따르는 실시예는 이동하는 도중에 크게 진동하는 금속 와이어(10)에 대하여 특히 적합하다. 도 2 및 도 3 에 따르는 실시예는 금속 배선(10)의 특히 정의된 유도를 달성한다. 금속 와이어(10)의 온도의 측정 및 이것의 평가 및 가능한 조절이 도 1 과 관련하여 위에서 설명된 것과 유사한 방식으로 발생할 수 있다.

도 4a 는 도 1 또는 도 2 및 도 3 에서 묘사되는 본 발명에 따르는 디바이스에 의하여 기록될 수 있는 바와 같은 다이어그램의 일 예를 도시한다. 다이어그램에서, 공간적으로-분해하는 열화상 카메라(16)에 의하여 기록되는 강도 I가 위치 x에 대해 묘사된다. 도 4a 에서 알 수 있는 바와 같이, 강도 측정은 더 큰 지역에 걸쳐 발생한다. 특히, 열화상 카메라는 측정될 금속 와이어(10) 및 캐비티 방열기(12)를 이것을 둘러싸는 금속 배선 다음의 두 면 상에서, 또는 이것을 둘러싸는 홈(52)이 있는 가열된 휠(48)을 개별적으로 검출한다. 도 4a 에 도시되는 예에서, 측정된 금속 와이어(10)의 온도는 주위 복사원, 즉, 캐비티 방열기(12) 또는 개별적으로 자신의 홈(52)이 있는 가열된 휠(48)의 온도보다 더 높다. 측정된 강도는 공간적으로-분해된 측정 도중에 검출되는 지역의 근사적으로 중간에서 대응하도록 상승된다. 참조 번호 60 으로써 도 4a 에서 표시되는 바와 같이, 금속 배선의 직경은 금속 와이어(10)에 의하여 생성되는 최대 강도의 폭으로부터 유추될 수 있다.

도 4b 는 도 4a 에서 묘사되는 것과 유사한 다이어그램을 도시한다. 그러나 이러한 경우에, 금속 와이어(10)는 주위 복사원, 즉 특히 캐비티 방열기(12) 또는 개별적으로 자신의 홈(52)이 있는 가열된 휠(48)과 실질적으로 동일한 온도를 보유한다. 이러한 경우에 강도 I는 이에 상응하여 전체 측정된 지역에 걸쳐 실질적으로 일정하다. 예를 들어 주위 복사원이 금속 와이어(10)의 목표 온도로 가열되는 정도까지, 도 4b 에서 묘사되는 측정은 금속 와이어 도 역시 이러한 목표 온도를 보유한다는 것을 의미한다. 전체 지역에 걸쳐 실질적으로 상수인 강도로부터의 금속 배선(10)에 의하여 야기되는 검출 편차가 있으면, 금속 배선(10)의 온도는 대응하도록 조절될 수 있다.

도 4c 는 도 4a 및 도 4b 에서 묘사되는 바와 같은 유사한 다이어그램을 차례대로 도시하는데, 이러한 경우에는 금속 배선(10)의 온도가 주위 복사원, 즉, 특히 캐비티 방열기(12) 또는 개별적으로 홈(52)이 있는 가열된 휠(48)의 온도보다 더 낮다. 이러한 경우에, 도 4a 에 도시되는 최대 강도에 상보적인 최소 강도가 이에 상응하여 형성된다. 참조 번호 60 에 의하여 표시되는 바와 같이, 금속 배선(10)의 직경은 다시 말하건대 이로부터 유추될 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 금속 배선(10)의 온도에 대한 결론은 역시 측정되는 강도에 상대적인 도 4a 에서의 최대값 또는 각각 도 4c 에서의 최소값으로부터의 편차로부터 유도될 수 있다.

도 5 에 도시되는 예시적인 실시예에서, 열화상 카메라(16)의 이미징 렌즈 시스템(20)은, 공간적으로-분해된 열복사 측정이 측정 개구(14)를 통한 열복사 측정에 추가하여 측정 개구(14)를 한정하는 캐비티 방열기(12)의 외면의 섹션(62)을 검출하도록 설계된다. 추가적으로, 측정 개구(14)를 통한 공간적으로-분해된 열복사 측정은, 금속 와이어(10)가 자신의 이동의 방향(도 5 에서 자신의 길이 방향을 따라 우측으로부터 좌측으로)에 수직인 측정 개구(14) 아래에 위치되는 제 1 지역(64) 및 금속 배선(10)이 자신의 이동의 방향에 수직인 측정 개구(14) 아래에 위치되지 않으며, 오히려 대신에 캐비티 방열기(12)의 내면에 의하여 완전하게 둘러싸이는 제 2 지역(66)을 검출한다.

평가를 위하여, 현재의 경우에는 캐비티 방열기(12)에 의하여 섹션(62)에서 방출되고 가능하게는 반사되는 열복사, 및 제 2 지역(66)에서 금속 와이어(10)에 의하여 방출되고 반사되는 열복사 사이에서 차분이 평가된다. 제 1 지역(64)은 열화상 카메라(16)의 측정 필드에서 금속 배선(10)의 포지션을 정밀하게 결정하기 위하여 사용된다. 도 6 을 참조하여 이것이 설명될 것이다. 제 1 지역(64)은 도 6 에서 열복사 분산의 좌측 부분 내에 배치되고, 반면에 금속 와이어(10)는 도 6 에서 제 1 지역(64) 내에 다크 스폿(dark spot; 68)으로서 묘사된다. 이것의 이유는, 제 1 지역(64) 내의 금속 와이어(10)가 측정 개구(14)의 지역 내에서 캐비티 방열기(12)의 열복사에 노출되지 않고, 그러므로 열화상에서 어두운, 즉 비교적으로 차가운 지역으로서 나타나기 때문이다. 이것에 기초하여, 금속 와이어(10)의 포지션은 측정 필드에서 신뢰성있게 결정될 수 있다. 금속 배선(10)의 포지션은 이제 도 5 의 제 2 지역(66)에 대응하는 도 6 의 중간 부분에서 유추될 수 있다. 도시된 예에서, 도체는 도 6 에서 70 으로써 식별되는 지역에 있다. 이러한 지역에서 검출되는 열복사 값은 금속 와이어(10)에 의하여 방출되고 반사되는 열복사의 차분을 형성하도록 사용된다.

도 7 은 도 6 으로부터의 기술 요지의 다이어그램이다. 도 7 의 포지션 68 에서, 측정 개구의 거의 수직 아래에 위치되고 감소된 조사만을 경험하는 도체의 일부가 보일 수 있다. 도 5 에서, 이러한 포지션에는 64 가 지정된다. 도 6 의 우측 부분에서, 검출기(열화상 카메라)는 캐비티 방열기(도 5 에서 62 참조)의 외면을 향해서 디렉팅된다. 도 7 에서, 이러한 포지션에는 71 이 지정된다.

캐비티 방열기의 외면의 온도를 검출하는 것의 장점은, 이러한 표면이 오랜 기간 동안에 오염 또는 스크래치가 없이 유지된다는 것이다. 캐비티 방열기의 내면은 생산과 관련된 완전히 상이한 부하에 노출된다. 구리 도체는 내면 상에 부분적으로 수집되는 구리 먼지를 생성한다.

Claims (34)

1. 미지의 정도의 방출을 가지는 이동 오브젝트(10)의 온도를 무접촉으로 결정하는 방법으로서:
   - 상기 오브젝트(10)가 알려진 온도의 열복사를 방출하는 적어도 하나의 복사원(12, 48, 56)을 통해서 가이드되는 단계로서, 상기 오브젝트(10)는 적어도 하나의 복사원(12, 48, 56)에 의하여 둘러싸이는, 단계,
   - 적어도 하나의 복사 검출기(16)를 사용하여, 상기 오브젝트(10)가 상기 복사원(12, 48, 56)을 통과해서 가이드될 때에 통과하는 지역 내에서 공간적으로-분해된 열복사 측정이 수행되는 단계로서, 상기 적어도 하나의 복사 검출기(16)는 자신의 배경에서 측정될 오브젝트에 추가하여 상기 적어도 하나의 복사원(12, 48, 56)의 복사를 검출하는, 단계,
   - 상기 적어도 하나의 복사원(12, 48, 56)에 의하여 방출되고 반사되는 측정된 열복사, 및 상기 이동 오브젝트(10)에 의하여 방출되고 반사되는 측정된 열복사 사이의 차분을 평가함으로써, 상기 공간적으로-분해된 열복사 측정에 기초하여 상기 이동 오브젝트(10)의 온도가 측정되는 단계를 포함하고,
   - 상기 적어도 하나의 복사원(12, 48, 56)은 인입 개구 및 인출 개구를 가지는 캐비티 방열기(12)를 포함하고, 상기 오브젝트(10)는 상기 캐비티 방열기(12)를 통과해서 상기 인입 개구 및 인출 개구를 통해 가이드되며, 상기 캐비티 방열기(12)는 상기 공간적으로-분해된 열복사 측정이 발생하는 적어도 하나의 측정 개구(14)를 포함하고,
   - 상기 공간적으로-분해된 측정을 위하여 상기 복사 검출기(16)는, 상기 이동 오브젝트(10)가 자신의 이동의 방향에 상대적으로 수직으로 관찰되는 측정 개구(14) 아래에 위치되는, 상기 측정 개구(14)를 통과하는 제 1 지역, 및 상기 이동 오브젝트(10)가 자신의 이동의 방향에 수직으로 관찰될 때 측정 개구(14) 아래에 있지 않는 제 2 지역을 검출하며,
   - 상기 이동 오브젝트의 포지션은 상기 제 1 지역으로부터의 측정된 값을 사용하여 결정되고 상기 제 2 지역 내에서의 상기 이동 오브젝트의 포지션은 그것으로부터 추론되며, 상기 이동 오브젝트(10)에 의하여 방출되고 반사되며 제 2 지역의 이러한 포지션 내에서 측정되는 열복사가 상기 차분을 형성하기 위하여 사용되는, 이동 오브젝트의 온도를 무접촉으로 결정하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 복사원(12, 48, 56)은 흑체 방열기(black radiator)를 근사화하는 적어도 하나의 방열기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이동 오브젝트의 온도를 무접촉으로 결정하는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 공간적으로-분해된 열복사 측정은 상기 적어도 하나의 복사 검출기(16)를 이동함으로써 발생하는 것을 특징으로 하는, 이동 오브젝트의 온도를 무접촉으로 결정하는 방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 공간적으로-분해된 열복사 측정은 공간적으로-분해하는 복사 검출기(16)에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 이동 오브젝트의 온도를 무접촉으로 결정하는 방법.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 공간적으로-분해된 열복사 측정은 상기 오브젝트(10)의 세로축에 상대적인 각도에 있는 방향(22)에서 상기 적어도 하나의 측정 개구(14)를 통해 수행되는 것을 특징으로 하는, 이동 오브젝트의 온도를 무접촉으로 결정하는 방법.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 공간적으로-분해된 열복사 측정을 위하여 상기 복사 검출기(16)는 상기 캐비티 방열기(12)의 측정 개구(14)를 향하여 및 상기 캐비티 방열기의 외면의 섹션을 향하여 디렉팅될 수 있고, 상기 캐비티 방열기(12)의 외면의 상기 섹션 내에서 상기 캐비티 방열기(12)에 의하여 방출되고 반사되는 열복사는 상기 차분을 형성하기 위하여 사용되는 것을 특징으로 하는, 이동 오브젝트의 온도를 무접촉으로 결정하는 방법.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 복사원(12, 48, 56)의 온도가 또한 측정되는 것을 특징으로 하는, 이동 오브젝트의 온도를 무접촉으로 결정하는 방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 복사원(12, 48, 56)의 온도는 설정된 온도 값으로 조절되는 것을 특징으로 하는, 이동 오브젝트의 온도를 무접촉으로 결정하는 방법.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 이동 오브젝트(10)의 치수는 상기 적어도 하나의 복사원(12, 48, 56)에 의하여 방출되는 측정된 열복사 및 상기 이동 오브젝트(10)에 의하여 방출되고 반사되는 측정된 열복사 사이의 차분으로부터 결정되는 것을 특징으로 하는, 이동 오브젝트의 온도를 무접촉으로 결정하는 방법.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 이동 오브젝트(10)의 검출된 온도에 기초하여, 상기 이동 오브젝트(10)의 온도는 세트포인트로 조절되는 것을 특징으로 하는, 이동 오브젝트의 온도를 무접촉으로 결정하는 방법.
11. 미지의 정도의 방출을 가지는 이동 오브젝트(10)의 온도를 무접촉으로 결정하는 디바이스로서,
    - 알려진 온도의 열복사를 방출하는 적어도 하나의 복사원(12, 48, 56), 및 상기 이동 오브젝트(10)를 상기 적어도 하나의 복사원(12, 48, 56)을 통과하여 가이드할 수 있는 가이드 장치로서, 상기 이동 오브젝트(10)는 상기 적어도 하나의 복사원(12, 48, 56)에 의하여 둘러싸이는, 가이드 장치;
    - 적어도 하나의 복사 검출기(16)로서, 상기 오브젝트(10)가 상기 복사원(12, 48, 56)을 통과해서 가이드될 때에 이것이 통과하는 지역 내에서 공간적으로-분해된 열복사 측정을 수행하도록 설계되고, 상기 적어도 하나의 복사 검출기(16)는 자신의 배경에서 측정될 오브젝트에 추가하여 상기 적어도 하나의 복사원(12, 48, 56)의 복사를 검출하는, 적어도 하나의 복사 검출기(16); 및
    - 상기 적어도 하나의 복사원(12, 48, 56)에 의하여 방출되고 반사되는 측정된 열복사, 및 상기 이동 오브젝트(10)에 의하여 방출되고 반사되는 측정된 열복사 사이의 차분을 평가함으로써, 상기 공간적으로-분해된 열복사 측정에 기초하여 상기 이동 오브젝트(10)의 온도를 결정하도록 설계되는 평가 장치를 포함하고,
    - 상기 적어도 하나의 복사원(12, 48, 56)은 인입 개구 및 인출 개구를 가지는 캐비티 방열기(12)를 포함하고, 상기 가이드 장치는 상기 오브젝트(10)를 상기 캐비티 방열기(12)를 통과해서 상기 인입 개구 및 인출 개구를 통해 가이드하도록 설계되며, 상기 캐비티 방열기(12)는 적어도 하나의 측정 개구(14)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 복사 검출기(16)는 상기 공간적으로-분해된 열복사 측정이 상기 적어도 하나의 측정 개구(14)를 통해 수행되도록 정렬되며,
    - 상기 공간적으로-분해된 측정을 위하여 상기 복사 검출기(16)는, 상기 이동 오브젝트(10)가 자신의 이동의 방향에 상대적으로 수직으로 관찰되는 측정 개구(14) 아래에 위치되는, 상기 측정 개구(14)를 통과하는 제 1 지역, 및 상기 이동 오브젝트(10)가 자신의 이동의 방향에 수직인 측정 개구(14) 아래에 있지 않는 제 2 지역을 검출하며, 그리고
    - 상기 평가 장치는 상기 이동 오브젝트의 포지션을 상기 제 1 지역으로부터의 측정된 값을 사용하여 결정하고 상기 제 2 지역 내에서의 상기 이동 오브젝트의 포지션은 그것으로부터 추론되며, 상기 평가 장치는 상기 이동 오브젝트(10)에 의하여 방출되고 반사되며 제 2 지역의 이러한 포지션 내에서 측정되는 열복사를 상기 차분을 형성하기 위하여 사용하는, 이동 오브젝트의 온도를 무접촉으로 결정하는 디바이스.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 복사원(12, 48, 56)은 흑체 방열기를 근사화하는 적어도 하나의 방열기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이동 오브젝트의 온도를 무접촉으로 결정하는 디바이스.
13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 공간적으로-분해된 열복사 측정을 위하여 상기 적어도 하나의 복사 검출기(16)를 이동시킬 수 있는 이동 디바이스(movement device)가 제공되는 것을 특징으로 하는, 이동 오브젝트의 온도를 무접촉으로 결정하는 디바이스.
14. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 복사 검출기(16)는 적어도 하나의 공간적으로-분해하는 복사 검출기(16)인 것을 특징으로 하는, 이동 오브젝트의 온도를 무접촉으로 결정하는 디바이스.
15. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 복사 검출기(16)는, 상기 공간적으로-분해된 열복사 측정이 상기 오브젝트(10)의 세로축에 상대적인 각도에 있는 방향(22)에서 상기 적어도 하나의 측정 개구(14)를 통해 수행되도록 정렬되는 것을 특징으로 하는, 이동 오브젝트의 온도를 무접촉으로 결정하는 디바이스.
16. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 공간적으로-분해된 열복사 측정을 위하여 상기 복사 검출기(16)는 상기 캐비티 방열기(12)의 측정 개구(14)를 향하여 및 상기 캐비티 방열기의 외면의 섹션을 향하여 디렉팅되고, 상기 평가 장치는 상기 차분을 형성하기 위하여, 상기 캐비티 방열기(12)의 외면의 상기 섹션 내에서 상기 캐비티 방열기(12)에 의하여 방출되고 반사되는 열복사를 사용하는 것을 특징으로 하는, 이동 오브젝트의 온도를 무접촉으로 결정하는 디바이스.
17. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    추가적 온도 측정 디바이스(24)가 적어도 하나의 복사원(12, 48, 56)의 온도를 측정하기 위하여 제공되는 것을 특징으로 하는, 이동 오브젝트의 온도를 무접촉으로 결정하는 디바이스.
18. 제 17 항에 있어서,
    가열 장치가 상기 적어도 하나의 복사원(12, 48, 56)을 가열하기 위하여 제공되고, 조절 장치(regulation apparatus)가 제공되며, 상기 조절 장치는 상기 적어도 하나의 복사원(12, 48, 56)의 온도가 목표 온도 값을 가지도록 상기 가열 장치를 조절하도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 이동 오브젝트의 온도를 무접촉으로 결정하는 디바이스.
19. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 평가 장치는, 적어도 하나의 복사원(12, 48, 56)에 의하여 방출되고 반사되는 측정된 열복사 및 상기 이동 오브젝트(10)에 의하여 방출되고 반사되는 측정된 열복사 사이의 차분으로부터 상기 이동 오브젝트(10)의 치수를 결정하도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 이동 오브젝트의 온도를 무접촉으로 결정하는 디바이스.
20. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 이동 오브젝트(10)를 가열하기 위하여 가열 장치가 제공되고, 조절 장치가 제공되며, 조절 디바이스는 상기 이동 오브젝트(10)의 온도가 목표치를 가지도록 상기 이동 오브젝트(10)의 결정된 온도에 기초하여 상기 가열 장치를 조절하도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 이동 오브젝트의 온도를 무접촉으로 결정하는 디바이스.
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