NO800165L - PROCEDURE AND APPARATUS FOR MEASURING THROUGH IR THERMOMETRY OF THE TEMPERATURE IN A TRADE, STAND, ROD OR PLATE - Google Patents
PROCEDURE AND APPARATUS FOR MEASURING THROUGH IR THERMOMETRY OF THE TEMPERATURE IN A TRADE, STAND, ROD OR PLATEInfo
- Publication number
- NO800165L NO800165L NO800165A NO800165A NO800165L NO 800165 L NO800165 L NO 800165L NO 800165 A NO800165 A NO 800165A NO 800165 A NO800165 A NO 800165A NO 800165 L NO800165 L NO 800165L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- infrared radiation
- zone
- devices
- mirror
- black background
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 238000004861 thermometry Methods 0.000 title claims description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 77
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 13
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 13
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 claims description 5
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 14
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 7
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000002470 thermal conductor Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/0022—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiation of moving bodies
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrorer anvendelse av infrarod termometri for måling av temperatur i tråder, staver eller ror og plager som kan forskyve seg i lengderetningen (i det etterfølgende har man benyttet uttrykket "tråd" for også å betegne staver og ror). The present invention relates to the use of infrared thermometry for measuring the temperature in threads, rods or rudders and objects that can shift in the longitudinal direction (in what follows, the term "thread" has been used to also denote rods and rudders).
Den vedrorer likeledes kontroll ved denne temperatur ved å benytte en slik måling. It also relates to control at this temperature by using such a measurement.
Fransk patent 2.109.406, inngitt 15. oktober 1970 av Laboratoires d'Electronique et de Physique Appliquée (LEP), og som er levert og publisert 26. mai 1972, beskri-ver en fremgangsmåte og en innretning for måling av temperatur i tråder som benevnes lange, rette sylindriske legemer i dette patentet, i bevegelse i lengderetningen hvor man kan forskyve tråden som man vil måle temperaturen på foran en sort vegg med jevn temperatur og man fokuserer French patent 2,109,406, filed on 15 October 1970 by Laboratoires d'Electronique et de Physique Appliquée (LEP), and delivered and published on 26 May 1972, describes a method and a device for measuring temperature in wires which are referred to in this patent as long, straight cylindrical bodies, moving in the longitudinal direction where you can move the wire on which you want to measure the temperature in front of a black wall with a uniform temperature and you focus
på de folsomme element i den infrarode detektoren, et parallelt stråleknippe som utsendes av systemet som består av on the sensitive element of the infrared detector, a parallel beam emitted by the system consisting of
den sorte veggen og den nevnte tråden og utgangssighaletthe black wall and the aforementioned thread and exit tail
for detektoren er representativt for temperaturen i tråd-for the detector is representative of the temperature in the wire
en og stort sett uavhengig av forskyvningen av tråden i forhold til den sorte bakgrunnen. Fokuseringen sikres ved hjelp av et plant, oscillerende speil og en linse one and largely independent of the displacement of the thread in relation to the black background. Focusing is ensured by means of a flat, oscillating mirror and a lens
som er transparent i infrarbdt.which is transparent in infrared.
Selv om anvendelsen av et parallelt stråleknippe for å undersbke tråden og den morke bakgrunnen ved hjelp Although the application of a parallel beam to examine the thread and the dark background using
av det oscillerende speilet gir det fortrinn at man sikrer en temperaturmåling som er uavhengig av trådens stilling i forhold til den sorte bakgrunnen, gir innretningen i patent 2.109.406 den ulempe at man i hby grad begrenser of the oscillating mirror gives the advantage that one ensures a temperature measurement that is independent of the position of the wire in relation to the black background, the device in patent 2,109,406 gives the disadvantage that one greatly limits
det optiske utbytte i systemet siden bare en meget liten del av de infrarode stråler, nemlig de som stort sett er parallelle med den optiske akse i systemet, fokuseres på the optical yield in the system since only a very small part of the infrared rays, namely those that are mostly parallel to the optical axis in the system, are focused on
det folsomme element i detektoren og dermed omdannes til et nyttbart elektrisk signal, og dette signal vil videre opphore når temperaturen i tråden er identisk med temperaturen i den sorte bakgrunnen siden man benytter en differ- the sensitive element in the detector and is thus converted into a usable electrical signal, and this signal will further arise when the temperature in the wire is identical to the temperature in the black background since a differential
ensialmåling mellom utstrålingen av selve den sorte bakgrunnen og utstrålingen av den sorte bakgrunnen hvorpå er overlagt en del av tråden. ential measurement between the radiation of the black background itself and the radiation of the black background on which part of the wire is superimposed.
Foreliggende oppfinnelse vedrorer en forbedring av fremgangsmåten &g innretningen ifblge det forannevnte patent, som oppnås ved å benytte en stbrre del av de infrarode stråler som kommer fra tråden og den sorte bakgrunnen. For å oppnå dette, oppsamler man i stedet for bare foku-sere ved hjelp av linsen de infrarode stråler som stort sett er parallelle med den optiske akse som reflekteres ved hjelp av et plant speil, en faktisk stbrre del av de infrarode stråler som utsendes av den sorte 'bakgrunnen og tråden eller et platestykke, hvor man vil måle temperaturen, f.eks. ved hjelp av et sfærisk konkavt speil. The present invention relates to an improvement of the method and the device according to the aforementioned patent, which is achieved by using a greater part of the infrared rays coming from the wire and the black background. In order to achieve this, instead of simply focusing with the help of the lens, the infrared rays which are largely parallel to the optical axis are collected, which are reflected by means of a plane mirror, an actually larger part of the infrared rays emitted by the black 'background' and the thread or a piece of plate, where you want to measure the temperature, e.g. using a spherical concave mirror.
Oppfinnelsen vedrorer således en fremgangsmåte, for ved hjelp av infrarod termometri, å måle temperaturen i en tråd eller en plate som forskyves i lengderetningen foran en sort bakgrunn med konstant temperatur, hvor man samler opp og tilforer det folsomme element i en infrarod detektor, i lbpet av visse tidsperioder, stort all infrarod stråling som utsendes av en del av den nevnte tråden eller platen langs en på forhånd bestemt, fast vinkel. The invention thus relates to a method for, by means of infrared thermometry, to measure the temperature in a wire or a plate which is displaced in the longitudinal direction in front of a black background with a constant temperature, where the sensitive element is collected and fed into an infrared detector, in the lbpet of certain periods of time, essentially all infrared radiation emitted by a part of said wire or plate along a predetermined, fixed angle.
Oppfinnelsen vedrorer likeledes en innretning for å utfore denne fremgangsmåten, og denne innretning omfatter minst ett oscillerende, plant speil som sender i en viss retning all infrarod stråling fra en del av den nevnte tråd eller plate ogCjsorte bakgrunnen langs en for-håndsbestemt fast vinke}, og minst ett sfærisk, konkavt speil som samler opp den infrarode strålebunten som er. overfort av det'nevnte plane, oscillerende speil og diri-gerer denne strålebunten som er samlet opp mot det nevnte, folsomme element. The invention also relates to a device for carrying out this method, and this device comprises at least one oscillating, planar mirror which transmits in a certain direction all infrared radiation from a part of the said wire or plate and Cjorte the background along a predetermined fixed angle}, and at least one spherical, concave mirror which collects the infrared beam which is. transferred by the said planar oscillating mirror and directs this bundle of rays which is gathered up towards the said sensitive element.
Man kunne på forhånd tro at det forhold at man ikke begrenser infrarode stråler til stort sett de som er parallelle med den optiske akse som utsendes av den under-søkte del av tråden eller platen og den omgivende, sorte One might think in advance that the fact that one does not limit infrared rays to mostly those parallel to the optical axis emitted by the examined part of the wire or plate and the surrounding, black
[3akgrunn, ville oke påvirkningen på målingen av forskyv-ninger av tråden eller platen. Man har imidlertid kunnet konstatere - og man gir i den etterfølgende detaljerte beskrivelse tallangivelser på dette, - at denne påvirkning blir redusert hvis man sorger for at tråden eller platen oscillerer rundt en likevektsstilling og hvis man innforer integrasjonsinnretninger for signalet som sendes ut av den infrarode stråledetektor for å oppnå en statistisk respons hvor fluktuasjonenepsom^Icyldes forgkyyning a v tråden eller platene kompenseres. [3akgrunn, would increase the influence on the measurement of displacements of the wire or plate. However, it has been possible to ascertain - and figures are given in the subsequent detailed description for this - that this influence is reduced if you ensure that the wire or plate oscillates around an equilibrium position and if you introduce integration devices for the signal sent out by the infrared radiation detector in order to achieve a statistical response where the fluctuationepsom^Icyldes forgkyning a v the wire or plates is compensated.
Nærmere bestemt har oppfinnelsen til formål å tilveiebringe: - en fremgangsmåte for ved hjelp av infrarbd termometri å måle temperaturen i et legeme som minst i én retning har en liten dimensjon, slik som en tråd eller en plate, samtidig som den beveger seg i lengderetningen, foran en sort bakgrunn, og spesielt forskjellen mellom temperaturen i dette legeme og den sorte bakgrunnen, og den nevnte fremgangsmåten består i å overfbre til det fblsomme element i en infrarod detektor alternerende og i rekkefolge, på den ene side minst en del av den totale uts^dte eller reflekterte infrarode utstråling fra en del av lengden av det nevnte legeme og som utstråles av en sone av den nevnte sorte bakgrunn /som omslutter den nevnte del, og på den annen side minst en del som tilsvarer den totale, infrarode utstråling som utsendes bare av den nevnte sone, eller en tilsvarende sone av den nevnte sorte bakgrunn uten innblanding av det nevnte legeme, og ved å måle forskjellen i intensitet mellom disse to deler ved å måle forskjellen mellom de korresponderende utgangssignaler av det fblsomme element og som erkarakterisert vedat man samler på dette nevnte fblsomme element stort sett den totale utstrålte eller reflekterte infrarode bestråling i en fast, foran-bestemt vinkel av den nevnte del av det nevnte legeme og den nevnte sone av bakgrunnen og alternerende og. i rekkefolge stort sett den totale infrarode utstråling som ut sendes i den samme faste vinkel bare av den nevnte sone, eller en tilsvarende sone av den nevnte sorte bakgrunn, uten påvirkning av det nevnte legeme; More specifically, the purpose of the invention is to provide: - a method for using infrared thermometry to measure the temperature of a body that has a small dimension in at least one direction, such as a wire or a plate, while it moves in the longitudinal direction, in front of a black background, and in particular the difference between the temperature in this body and the black background, and the aforementioned method consists in transferring to the fbls element in an infrared detector alternately and in sequence, on the one hand at least part of the total output ^dth or reflected infrared radiation from a part of the length of the said body and which is emitted by a zone of the said black background /which encloses the said part, and on the other hand at least a part corresponding to the total infrared radiation that is emitted only of the said zone, or a corresponding zone of the said black background without the interference of the said body, and by measuring the difference in intensity between these two parts by measuring the difference between the corresponding output signals of the fbls element and which is characterized by collecting on this said fbls element largely the total radiated or reflected infrared radiation at a fixed, predetermined angle of the said part of the said body and the said zone of the background and alternating and. in sequence largely the total infrared radiation emitted at the same fixed angle only by the said zone, or a corresponding zone of the said black background, without the influence of the said body;
- en innretning for å utfore den forannevnte fremgangsmåte,karakterisert vedat den omfatter - i kombinasjon med minst ett plant speil som kan reflektere, alternerende og i rekkefolge på den ene side minst en del av den totale utsendte eller reflekterte infrarode bestråling fra en del av lengden av det nevnte legeme og utsendt av en sone av den sorte bakgrunnen som omslutter den nevnte del og, på den annen side minst en korresponderende del av den totale infrarode utstråling som bare utsendes av nevnte sone, eller en tilsvarende sone, av den nevnte sorte bakgrunn, uten påvirkning av det nevnte legeme, og innretninger som kan måle forskjellen i intensitet mellom de to deler ved å måle forskjellen mellom de korresponderende utgangssignaler fra det nevnte fblsomme element - innretninger for å samle på det nevnte fblsomme element stort sett den totale utsendte eller reflekterte infrarode utstråling i en fast, på forhånd bestemt, vinkel av den nevnte del av det nevnte legeme og den nevnte sone av bakgrunnen og alternerende og i rekkefolge stort sett den totale infrarode bestråling som utsendes i den samme faste vinkel bare av den nevnte sone eller av en tilsvarende sone av den nevnte sorte bakgrunn, uten påvirkning av de nevnte legemer. - a device for carrying out the aforementioned method, characterized in that it comprises - in combination with at least one flat mirror which can reflect, alternately and sequentially on one side at least part of the total emitted or reflected infrared radiation from part of the length of the said body and emitted by a zone of the black background that encloses the said part and, on the other hand, at least a corresponding part of the total infrared radiation emitted only by the said zone, or a corresponding zone, of the said black background , without the influence of the said body, and devices which can measure the difference in intensity between the two parts by measuring the difference between the corresponding output signals from the said physical element - devices to collect on the said physical element basically the total emitted or reflected infrared radiation at a fixed, predetermined angle of the said part of the said body and the said so ne of the background and alternating and in sequence largely the total infrared radiation emitted in the same fixed angle only by the said zone or by a corresponding zone of the said black background, without the influence of the said bodies.
Etter en fbrste type utfbrelser er:According to a first type of implementations are:
- fremgangsmåten viderekarakterisert vedat man gjennomfbrer overforingen av den totale infrarode bestråling alternerende og i rekkefblge ved hjelp av et plant, oscillerende speil og samler opp utstrålinger ved hjelp av et sfærisk, konkavt, fast speil; - innretningen er viderekarakterisert vedat det nevnte speil består av et plant, oscillerende speil og de nevnte innretninger for å samle opp den infrarode bestråling består av et sfærisk, konkavt speil. - the method further characterized by carrying out the transfer of the total infrared irradiation alternately and in succession using a planar, oscillating mirror and collecting radiations using a spherical, concave, fixed mirror; - the device is further characterized in that said mirror consists of a planar, oscillating mirror and said devices for collecting the infrared radiation consist of a spherical, concave mirror.
Ifolge en annen utfbrelse er:According to another embodiment is:
- fremgangsmåten viderekarakterisert vedat man gjennomfbrer oppsamlingen av de infrarode stråler ved hjelp av to plane og faste speil og oppsamlingen av de infrarode stråler som er overfort ved hjelp av de plane sp"eil, ved hjelp av to sfæriske, konkave speil, hvor hvert sfærisk speil er tilknyttet ett plant speil og ved at man alternerende og i rekkefblge avbryter på den ene side den totale infrarode bestråling som utsendes eller reflekteres av en del av lengden<&>y det nevnte legeme og utsendes iay en sone av den sorte bakgrunn som omslutter den nevnte del og som er reflektert av ett av de nevnte, plane, - the method further characterized by carrying out the collection of the infrared rays by means of two flat and fixed mirrors and the collection of the infrared rays that are transferred by means of the flat mirrors, by means of two spherical, concave mirrors, where each spherical mirror is connected to a plane mirror and by alternating and successively interrupting on the one hand the total infrared radiation which is emitted or reflected by a part of the length<&>y the said body and is emitted iay a zone of the black background which surrounds it said part and which is reflected by one of the said, plane,
faste speil og av ett av de nevnte, konkave speil, og,fixed mirrors and of one of the aforementioned, concave mirrors, and,
på den annen side, den totale infrarode utstrålingen som bare utsendes av den nevnte sone eller en tilsvarende sone av den nevnte sorte bakgrunn, uten påvirkning av det nevnte legeme, og som er reflektert av det annet plane speil og av det annet sfæriske speil; on the other hand, the total infrared radiation emitted only by said zone or a corresponding zone of said black background, without the influence of said body, and which is reflected by the second planar mirror and by the second spherical mirror;
- innretningen viderekarakterisert vedat det nevnte plane speil består av to, plane, faste speil og at de nevnte innretninger for å samle opp den totale infrarode bestråling består av[to, sfæriske, konkave - the device further characterized in that the said planar mirror consists of two, planar, fixed mirrors and that the said devices for collecting the total infrared radiation consist of [two, spherical, concave
speil hvor hvert sfærisk, konkavt speil er knyttet til et plant speil og ved at man anvender innretninger for alternerende og i rekkefblge å avskjære den totale infrarode bestråling som utsendes eller reflekteres av en del av lengden av nevnte legeme og utstråles av en sone av den sorte bakgrunnen som omslutter den nevnte del og er reflektert av et av de nevnte plane, faste speil og av et av de nevnte konkave speil, og på den annen side den totale infrarode utstråling som utsendes bare av den nevnte sone eller av en tilsvarende sone av den nevnte sorte bakgrunn uten påvirkning av det nevnte legeme og som reflekteres mirror where each spherical, concave mirror is connected to a plane mirror and by using devices for alternating and successively intercepting the total infrared radiation emitted or reflected by part of the length of said body and emitted by a zone of the black the background which encloses the said part and is reflected by one of the said planar fixed mirrors and by one of the said concave mirrors, and on the other hand the total infrared radiation emitted only by the said zone or by a corresponding zone of the said black background without the influence of the said body and which is reflected
av det annet, plane speil og det annet, sfæriske speil. of the other, plane mirrors and the other, spherical mirrors.
Siden man fortrinnsvis vil bnske en stor fblsomhet i temperaturmålingen når temperaturen i tråden eller i platen tilsvarer eller i nærheten av den sorte bakgrunnen, er det anbefalt å redusere til et minimum stbyen som opp-står i den nevnte detektor og i forforsterkeren som mater denne detektoren. Since one would preferably want a high degree of accuracy in the temperature measurement when the temperature in the wire or in the plate corresponds to or is close to the black background, it is recommended to reduce to a minimum the noise that arises in the aforementioned detector and in the preamplifier that feeds this detector .
For dette formål og i overensstemmelse med en annen side ved oppfinnelsen fortrinnsvis anvendt samtidig med de hovedtrekk som er angitt ovenfor, forsyner man den elektroniske del som mater den nevnte detektor med innretninger for å gjore spenningen fra detektoren symmetrisk i forhold til et referansepotensial, innretninger for å tillate en påvisning av positive eller negative avvik som henholdsvis tilsvarer at tråden eller platen er varmere eller kaldere enn den sorte bakgrunn og, motsatt, innretninger for å påvise de nevnte positive og negative awiksspenninger og innretninger for å bestemme den algebraiske sum av disse positive og negative awiksspenninger som er påvist på denne måten. For this purpose and in accordance with another side of the invention, preferably used simultaneously with the main features indicated above, the electronic part which feeds the aforementioned detector is provided with devices to make the voltage from the detector symmetrical in relation to a reference potential, devices for to allow a detection of positive or negative deviations corresponding respectively to the wire or plate being hotter or colder than the black background and, conversely, means for detecting said positive and negative bias voltages and means for determining the algebraic sum of these positive and negative bias voltages detected in this way.
Oppfinnelsen kan forstås bedre ved.hjelp av den fblgende beskrivelse og likeledes de vedheftede tegninger som er gitt som en antydning. Fig. 1 viser skjematisk og i delvis snitt en utfbrelse av innretningen ifb.lge oppfinnelsen for å måle temperaturen i en tråd, med unntak av den elektroniske del. Fig. 2-7 illustrerer de elektriske signaler som benyttes i denne utfbrelsen. Fig. 8 viser den elektroniske del i denne utfbrelsen. Fig. 9 og 10 viser elektriske signaler som benyttes i montasjen i fig. 8. Fig. 11 tilsvarer fig. 1, men vedrorer en temperaturmåling i en plate. The invention can be better understood with the help of the following description and likewise the attached drawings which are given as an indication. Fig. 1 shows schematically and in partial section an embodiment of the device according to the invention for measuring the temperature in a wire, with the exception of the electronic part. Fig. 2-7 illustrates the electrical signals used in this embodiment. Fig. 8 shows the electronic part in this embodiment. Fig. 9 and 10 show electrical signals used in the assembly in fig. 8. Fig. 11 corresponds to fig. 1, but relates to a temperature measurement in a plate.
Fig. 12 viser den mekaniske del av innretningenFig. 12 shows the mechanical part of the device
i fig-. 1 og 11.in fig. 1 and 11.
Fig. 13 viser skjematisk, i delvis snitt, en annen utfbrelse av en innretning utfort med forbedringene ifblge oppfinnelsen og spesielt tilpasset temperaturmåling Fig. 13 shows schematically, in partial section, another embodiment of a device carried out with the improvements according to the invention and specially adapted to temperature measurement
i et ror eller en stav.in a rudder or pole.
Fig. 14 viser innretninger for alternerende og i rekkefblge å sende infrarode stråler mot det fblsomme element i den utfbrelse som er vist i fig. 13, sett fra siden. Fig. 15 og 16 viser i to plan loddrett på hverandre, de optiske innretninger som benyttes i innretningen i fig. 13. Fig. 17 viser endelig skjematisk hele det mekaniske system i innretningen i fig. 13. Fig. 14 shows devices for alternately and consecutively sending infrared rays towards the flexible element in the embodiment shown in fig. 13, side view. Fig. 15 and 16 show, in two planes perpendicular to each other, the optical devices used in the device in fig. 13. Fig. 17 finally schematically shows the entire mechanical system in the device in fig. 13.
Ifblge oppfinnelsen foreslår man å utfore en fremgangsmåte og en innretning for ved hjelp av infrarod termometri å måle temperaturen i en tråd eller en plate hvor man går frem på fblgende eller tilsvarende måte. According to the invention, it is proposed to carry out a method and a device for using infrared thermometry to measure the temperature in a wire or a plate where one proceeds in the following or equivalent manner.
I det etterfølgende begrenser man seg generelt til tilfellet med en tråd, men det er underforstått at forklaringene som folger likeledes kan benyttes i de til-feller hvor det dreier seg om en plate og likeledes (spesielt i fig. 13 - 17) når det dreier seg om et ror eller en stav. In what follows, one generally restricts oneself to the case of a wire, but it is understood that the explanations that follow can also be used in the cases where it is a plate and likewise (especially in fig. 13 - 17) when it concerns about a rudder or a pole.
I fig. 1 hvor man for enkelhets skyld ikke har vist åpningene som tillater gjennomfbring av den infrarode stråling, ser man at man ved 1 vist tråden som man vil måle temperaturen på og som befinner seg omsluttet av et legeme eller en sort bakgrunn 2 som f.eks. består av et grafittrbr eller et materiale som benevnes "p^_r^x"__jsom tillater hby utstråling. Et isolerende, sylindrisk hylster 3, som er utfort i glassfiber, omslutter det sorte legemet 2. De infrarode stråler 4 som utsendes av tråden 1 og de infrarode stråler 5 som utsendes av det sorte legemet, overfores, i visse tidsperioder, av et plant, oscillerende speil 6 som en . stråle 7 til speilet 8. In fig. 1 where, for the sake of simplicity, the openings that allow the infrared radiation to pass through have not been shown, it can be seen that at 1 the wire on which you want to measure the temperature is shown and which is surrounded by a body or a black background 2 such as e.g. consists of a graphite fiber or a material called "p^_r^x"__jwhich allows hby radiation. An insulating, cylindrical sleeve 3, which is made of fiberglass, encloses the black body 2. The infrared rays 4 emitted by the wire 1 and the infrared rays 5 emitted by the black body are transmitted, at certain time periods, by a plant, oscillating mirror 6 as a . beam 7 to mirror 8.
Ifblge et hovedtrekke ved oppfinnelsen dreierAccording to a main feature of the invention revolves
det seg om et sfærisk, konkavt speil som samler opp, etter refleksjon fra det oscillerende speilet 6 (når det befinner seg i den stilling som vist i fig. l) all utstråling fra it is a spherical, concave mirror which collects, after reflection from the oscillating mirror 6 (when it is in the position shown in Fig. 1) all radiation from
tråden 1 og området av det sorte legemet som omslutter denne og ikke bare strålene som er stort sett parallelle med den optiske akse som tilsvarer aksialstrålen 4c som reflekteres som 7c på det oscillerende speil 6 i den stilling det er vist i fig. 1. the thread 1 and the area of the black body which encloses it and not only the rays which are largely parallel to the optical axis corresponding to the axial ray 4c which is reflected as 7c on the oscillating mirror 6 in the position shown in fig. 1.
Det sfæriske speilet 8 overforer strålene 7 som strålene 9 til det fblsomme element 10 i detektoren 11 The spherical mirror 8 transfers the rays 7 as the rays 9 to the flexible element 10 in the detector 11
for infrarod bestråling. Man legger nu merke til at aksialstrålen 7c reflekteres fra speilet 8 som aksialstrålen 9c og at det sfæriske speil 8 har sin akse forskjbvet i forhold til aksen for den infrarode bestråling 7c; det dreier seg således om et sfærisk spell "off axis". for infrared irradiation. One now notices that the axial beam 7c is reflected from the mirror 8 as the axial beam 9c and that the spherical mirror 8 has its axis shifted in relation to the axis of the infrared radiation 7c; it is thus a spherical spell "off axis".
Fortrinnet ved systemet som kan beskrives under henvisning til fig. 1, er at det har et meget godt utbytte når man sammenligner det med et system som bare anvender de infrarode stråler som utsendes av tråden 1 og den omgivende, sorte bakgrunn i en retning som stort sett.ér parallel med den optiske akse 4c. Dette kan vises i det tilfelle hvor man har en utfbrelse som tilsvarer- den man ser i fig. 1. 'I denne utfbrelsen kan det sfæriske sepil ha en radius på 75 mm, en åpning hvor diameteren er 40 mm og en forstørrelse på 1, avstanden mellom tråden og det oscillerende speil er 53 mm mens avstanden mellom sentrum 6c i det oscillerende speil og sentrum 8c i. det sfæriske speil er 97 mm. Helningen på den midtre stråle i forhold til speilaksen er 7° og den faste vinkel som tråden betraktes under tilsvarer 5,56.10 steradian. The advantage of the system which can be described with reference to fig. 1, is that it has a very good yield when compared with a system that only uses the infrared rays emitted by the thread 1 and the surrounding black background in a direction that is largely parallel to the optical axis 4c. This can be shown in the case where one has an embodiment which corresponds to the one seen in fig. 1. In this embodiment, the spherical sepil can have a radius of 75 mm, an opening where the diameter is 40 mm and a magnification of 1, the distance between the thread and the oscillating mirror is 53 mm while the distance between the center 6c of the oscillating mirror and center 8c in. the spherical mirror is 97 mm. The inclination of the central beam in relation to the mirror axis is 7° and the fixed angle under which the thread is viewed corresponds to 5.56.10 steradian.
Når man som vindu i detektoren 11, dvs. som fblsomt element, benytter en kvadratisk overflate med en side-kant på 2mm, vil en del på 2 mm av lengden av tråden (i retning loddrett på planet i fig. l) fremkomme på den fblsomme overflaten. Hvis man antar at tråden har en dia-meter på 1 mm, vil forholdet mellom overflaten på tråden og overflaten på den sorte bakgrunnen, sett fra detektoren, være 50%. When a square surface with a side edge of 2 mm is used as a window in the detector 11, i.e. as a fblsom element, a part of 2 mm of the length of the wire (in a direction perpendicular to the plane in fig. l) will appear on it fblsom surface. Assuming that the wire has a diameter of 1 mm, the ratio between the surface of the wire and the surface of the black background, seen from the detector, will be 50%.
I motsetning til dette vil det når det dreier seg om innretningen ifblge det forannevnte patent nr. 2.109.406 være den indre overflaten i en sirkel på 23 mm som under-søkes , denne overflaten vil være bestemt av to diafrag-maer som begrenser og holder konstant lengden på tråden (som ellers ville være variabel, noe som ville forvrenge målingen). I dette tilfelle er forholdet mellom overflaten på tråden og overflaten på den sorte bakgrunnen bare 4,35% In contrast, when it comes to the device according to the aforementioned patent no. 2,109,406, it will be the inner surface in a circle of 23 mm that is investigated, this surface will be determined by two diaphragms that limit and hold constant the length of the wire (which would otherwise be variable, which would distort the measurement). In this case, the ratio between the surface of the thread and the surface of the black background is only 4.35%
(i stedet for 50% i det tilfelle som er vist vedheftede fig. l), noe som tilsvarer et meget svakt optisk utbytte som skriver seg fra at man bare benytter de stråler som er parallelle med den optiske akse. (instead of 50% in the case shown in the attached fig. 1), which corresponds to a very weak optical yield which results from the fact that only the rays that are parallel to the optical axis are used.
I motsetning, som antydet foran, har systemet i fig. 1 i prinsippet den ulempe at det er fblsomt overfor trådens stilling i dybderetningen (dvs. når avstanden mellom tråden og speilet 6 og således speilet 8 varierer). Men beregninger har vist at en forskyvning på 5 mm frem-over eller bakover medfbrer en relativ variasjon i overflaten av tråden 1 som undersøkes av detektoren 11 mindre enn 2%, noe som bare medfbrer en variasjon i strbmmen av infrarode stråler og således i det elektriske signal som utsendes av detektoren 11 i samme størrelsesorden. Likeledes som nevnt foran, vil ulempene ved denne variasjonen reduseres av det forhold at tråden oscillerer rundt en likevektsstilling og ved at elektronikken som folger detektoren 11 (som forklart i det etterfølgende) gir en statistisk respons som eliminerer fluktuasjonene på grunn av en integratorkrets. Av denne grunn er den gjennomsnitt-lige stilling av tråden 1 i forhold til den sorte bakgrunnen 2 det som er viktig. In contrast, as indicated above, the system in fig. 1, in principle, the disadvantage that it is difficult with regard to the position of the wire in the depth direction (ie when the distance between the wire and the mirror 6 and thus the mirror 8 varies). But calculations have shown that a displacement of 5 mm forwards or backwards causes a relative variation in the surface of the wire 1 which is examined by the detector 11 of less than 2%, which only causes a variation in the flow of infrared rays and thus in the electrical signal emitted by the detector 11 in the same order of magnitude. Likewise, as mentioned above, the disadvantages of this variation will be reduced by the fact that the thread oscillates around an equilibrium position and by the fact that the electronics that follow the detector 11 (as explained below) provide a statistical response that eliminates the fluctuations due to an integrator circuit. For this reason, the average position of the thread 1 in relation to the black background 2 is what is important.
I fig. 11 (hvor man gjenfinner referansene i fig. l) har man vist ved la platene som forskyver seg gjennom en trang spalte 3a som er utfort i det sorte legemet 2 og det omgivende, sylindriske hylster 3. Alle de infrarode stråler 4 som går ut fra kanten lb av platen la som i tilfellet med tråden, sammen med de infrarode stråler fra det sorte legemet 2, samles opp i visse tidsperioder ved hjelp av det oscillerende speilet 6 som strålen 7 til det sfæriske speilet 8. Platens la plan er stilt i en viss vinkel med den aksiale stråle 4c for å unngå at de ytre stråler som kommer gjennom spalten 3a når det fblsomme element 10. In fig. 11 (where the references in fig. 1 can be found again) have been shown by la the plates that move through a narrow slit 3a which is extended in the black body 2 and the surrounding, cylindrical sleeve 3. All the infrared rays 4 that emanate from the edge lb of the plate la as in the case of the thread, together with the infrared rays from the black body 2, are collected at certain time periods by means of the oscillating mirror 6 as the beam 7 of the spherical mirror 8. The plane la of the plate is set in a certain angle with the axial beam 4c to avoid that the outer rays coming through the gap 3a reach the fbls element 10.
Opp til nå har man ikke angitt hvorfor speiletUp until now, no one has indicated why the mirror
6 er et oscillerende speil. Man frembringer oscillasjonene av speilet 6 for å tilfore detektoren 10 alternerende en infrarod strbm som omfatter strålene 4 som kommer fra tråden 1 samtidig med strålene 5 fra den sorte bakgrunnen på den ene side, og bare strålene 5 som kommer fra den sorte bakgrunn på den annen side. Dersom man får frem en forskjell mellom på den ene side den fbrste strålingen og den annen stråling på den annen side,, får man et signal som er null når tråden 1 befinner seg på samme temperatur som det sorte legemet 2 og som er positiv eller negativ alt ettersom temperaturen i tråden 1 er stbrre eller - lavere enn på den sorte bakgrunnen 2 (alt etter polariteten kan man få en slik respons eller den motsatte respons som en funksjon av temperaturforskjellen mellom tråden 1 6 is an oscillating mirror. The oscillations of the mirror 6 are produced to supply the detector 10 alternately with an infrared beam which includes the rays 4 coming from the wire 1 simultaneously with the rays 5 from the black background on one side, and only the rays 5 coming from the black background on the other page. If you get a difference between the first radiation on the one hand and the second radiation on the other hand, you get a signal which is zero when the wire 1 is at the same temperature as the black body 2 and which is positive or negative depending on whether the temperature in wire 1 is higher or - lower than on the black background 2 (depending on the polarity, one can get such a response or the opposite response as a function of the temperature difference between wire 1
og det sorte legemet 2).and the black body 2).
I fig. 12 har man skjematisk vist den mekaniske innretning som gjor det mulig å få en [oscillasjon av det plane speil"6 samtidig med synkroniseringssignalet. En motor og et reduksjonsgir 81 trekker samtidig en trinse 82 med sin drivkjede 83 og en skive 84 med en spalt 85. Drivkjeden 83 trekker en annen trinse 86 som er festet In fig. 12 schematically shows the mechanical device which makes it possible to obtain an [oscillation of the plane mirror"6 at the same time as the synchronization signal. A motor and a reduction gear 81 simultaneously pull a pulley 82 with its drive chain 83 and a disc 84 with a gap 85 .The drive chain 83 pulls another pulley 86 which is attached
til systemet med en drivstang 87 og en krumtapp 88 hvor drivstangen 87 glir i en muffe 89 som kan dreie seg rundt en aksel 90 festet i rommet. Denne aksel 90 er festet til det plane speilet 6 som oscillerer på grunn av bevegelsen av drivstangen 87 med en amplitude som er regulerbar ved å modifisere lengden på armen 88. I fig. 12 gjenfinner man elementene 1, 8 og 11 fra fig. 1. Skiven 84 med spalten 85 passerer under en optoelektronisk detektor 91 som påviser passasjen av spalten 85 på grunn av en lyskilde 92 når to the system with a drive rod 87 and a crank pin 88 where the drive rod 87 slides in a sleeve 89 which can rotate around a shaft 90 fixed in the room. This shaft 90 is attached to the plane mirror 6 which oscillates due to the movement of the drive rod 87 with an amplitude which is adjustable by modifying the length of the arm 88. In fig. 12, the elements 1, 8 and 11 from fig. 1. The disk 84 with the slit 85 passes under an optoelectronic detector 91 which detects the passage of the slit 85 due to a light source 92 when
strålene når detektoren 91. Ved å forandre vinkelstilling-the rays reach the detector 91. By changing the angular position
en på skiven 84 med spalt i forhold til drivtrinsen 82, modifiseres den synkrone deteksjonsstilling. one on the disc 84 with a gap in relation to the drive pulley 82, the synchronous detection position is modified.
Man ser således at den elektroniske del somYou can thus see that the electronic part which
ikke er vist i fig. 1 kan sikre en stor fblsomhet i mål-is not shown in fig. 1 can ensure great success in target-
ingen rundt null deteksjon, når tråden 1 og den sorte bakgrunnen 2 befinner seg på samme temperatur. Dette resul-terer i at stbyen fra detektoren 11 og den som skriver seg fra forsterkeren som mater detektoren og som kan være sammenbygget med detektoren eller plassert mot denne, på no around zero detection, when the wire 1 and the black background 2 are at the same temperature. This results in the stby from the detector 11 and that which is written from the amplifier that feeds the detector and which can be integrated with the detector or placed against it, on
kjent måte, får meget stor betydning.known way, becomes very important.
I overensstemmelse med karakteristiske trekkIn accordance with characteristic features
ifblge oppfinnelsen, sorger man for at det finnes innretninger som gjor spenningen fra detektoren 11 symmetrisk i forhold til referansepotensialet, og det spesielt ved hjelp av en forbindelseskapasitet med hby impedans. Man måler deretter de positive eller negative avvik, og det ene korresponderer med det tilfellet hvor tråden er varmere enn den sorte bakgrunnen og det annet det motsatte tilfellet, deretter måles positive og negative avviksspenninger rundt "null-målepunktet" og man fremstiller deretter - den algebraiske sum av positive og negative spenningsawik. according to the invention, it is ensured that there are devices which make the voltage from the detector 11 symmetrical in relation to the reference potential, and in particular by means of a connection capacity with high impedance. The positive or negative deviations are then measured, and one corresponds to the case where the wire is hotter than the black background and the other the opposite case, then positive and negative deviation voltages are measured around the "zero measurement point" and one then produces - the algebraic sum of positive and negative voltage awik.
I fig. 2 - 7 er vist forskjellige tilsvarende signaler. In fig. 2 - 7 different corresponding signals are shown.
Man tilveiebringer således en positiv måle-One thus provides a positive measuring
spenning 12 som illustrert i fig. 2 hvor amplituden a er ordinat qg tiden t er abscisse. voltage 12 as illustrated in fig. 2 where the amplitude a is the ordinate and the time t is the abscissa.
I fig. 4 har man vist, un^er anvendelse av denIn fig. 4 has been shown, it is not applicable
samme ordinat a og abscisse ftT; den negative målespenning 13. same ordinate a and abscissa ftT; the negative measuring voltage 13.
I fig. 6 har man vist med samme ordinat a og abscisse 5, signalet 14 som måles rundt null og man ser at man får en meget god fblsomhet som er f.eks. i størrelses-orden 0,5°C for en temperatur på den sorte bakgrunnen i stbrrelsesorden 70°C, dvs. at man -kan påvise variasjoner på 0,5°C i temperaturen på tråden over eller under tempe- råturen over eller under temperaturen på det sorte legemet når denne er i størrelsesorden 70°C. In fig. 6 has been shown with the same ordinate a and abscissa 5, the signal 14 which is measured around zero and you can see that you get a very good accuracy which is e.g. in the order of 0.5°C for a temperature on the black background in the order of 70°C, i.e. that one can detect variations of 0.5°C in the temperature of the wire above or below the temperature above or below the temperature on the black body when this is in the order of 70°C.
Fig. 3, 5 og 7 illustrerer med de samme ordinat-er a og abscisser t, de positive spenninger 12b, de negative 13b og den algebraiske sum 14b som korresponderer med henholdsvis signalene 12, 13 og 14. I fig. 7 ser man spesielt den positive del 14p, den negative del I4n og delen l4o som utgjor den algebraiske sum av den positive del I4p og den negative del I4n av det integrerte signal, i det tilfellet hvor temperaturen i tråden henholdsvis er hbyere, lavere eller stort sett lik temperaturen i den sorte bakgrunnen. Fig. 3, 5 and 7 illustrate with the same ordinate a and abscissa t, the positive voltages 12b, the negative 13b and the algebraic sum 14b which correspond respectively to the signals 12, 13 and 14. In fig. 7, one sees in particular the positive part 14p, the negative part I4n and the part l4o which constitute the algebraic sum of the positive part I4p and the negative part I4n of the integrated signal, in the case where the temperature in the wire is respectively higher, lower or large set equal to the temperature in the black background.
I fig. 8 ser man den elektroniske oppbygningIn fig. 8 shows the electronic structure
og i fig. 9 og 10 beskrives monteringen av den elektroniske del etter en foretrukken utfbrelse ifblge oppfinnelsen. and in fig. 9 and 10 describe the assembly of the electronic part according to a preferred embodiment according to the invention.
Man skal begynne med fig. 9 for bedre å forstå virkningen av komponentene i innretningen på fig. 8. One should start with fig. 9 to better understand the effect of the components in the device of fig. 8.
I fig. 9 har man forst vist signalet 15 som er utgangssignalet på detektoren 12 og som /derfor ejr^repre- .~r~r~ sentert i koordinatsystet a og/t/, forskjellen mellom temperaturen i tråden 1 og temperaturen på det sorte legemet 2. In fig. 9 has first shown the signal 15 which is the output signal of the detector 12 and which /therefore is not represented in the coordinate system a and /t/, the difference between the temperature in the wire 1 and the temperature of the black body 2.
Synkront med oscillasjonene i speilet 6 dreier skiven 84 med spalten 85 (fig. 12) som, når denne spalten slipper igjennom stråleknipper fra kilden 92 mot den fotoelektroniske detektorenhet 91, gir en elektrisk impuls 16 som er synkron med signalet 15. Dette medfbrer at for hver topp 15d ved signalet 15 får man en impuls 16. Ved hjelp av innretninger som vil bli beskrevet i det etter-følgende under henvisning til fig. 8, får man, fra hver impuls 16, to symmetriske impulser 17 og 18, hvor den ene er positiv og den annen negativ, med bestemt stbrrelse (mindre enn for impulsen 16) og hvor frontene er forsinket i forhold til fremre front i den korresponderende impuls 16. Videre får man, hele tiden med utgangspunkt i en serie impulser 16, en serie impulser 19 hvor hver lbper foran det korresponderende impulspar 17 og 18. Synchronous with the oscillations in the mirror 6, the disc 84 rotates with the slit 85 (Fig. 12) which, when this slit passes through beams of radiation from the source 92 towards the photoelectronic detector unit 91, produces an electrical impulse 16 which is synchronous with the signal 15. This means that for each peak 15d of the signal 15 gives an impulse 16. By means of devices which will be described in the following with reference to fig. 8, one obtains, from each impulse 16, two symmetrical impulses 17 and 18, one of which is positive and the other negative, with a specific direction (less than for the impulse 16) and where the fronts are delayed in relation to the leading front in the corresponding impulse 16. Furthermore, always starting from a series of impulses 16, a series of impulses 19 is obtained, each preceding the corresponding pair of impulses 17 and 18.
Fig. 8 viser skjematisk det elektroniske system. Utgangssilpoalet for den fotoelektroniske detektor som mottar lysknippet som går gjennom spalten i den forannevnte skiven, ..dvs. impulsrekken 16, tilfores inngangen 20 i kretsen i fig. 8. Impulsene 16 forsterkes av to operasjonelle forsterkere 21 og 22 montert i serie; og disse impulser som gjenfinnes i utgangen 32, forsinkes av kretsen 23 som omfatter en kondensator 24 og en operasjonell forsterker 25, og den nevnte kondensator sorger for en skille mellom impulsvene mellom inngangen og utgangen på kretsen 23 ved hjelp av en defaseeffekt. Utgangen 26 av kretsen 23 er på den ene side forbundet over en operasjonell forsterker 27 montert som vender til dioden 28 montert direkte og på den annen side direkte til dioden 29 montert omvendt. Man får på denne måten ved utgangen 30 serien av positive impulser 17 og ved utgangen 31 serien av negative impulser 18 (symmetrisk med impulsene 17) og disse par av impulser 17 og 18 forsinkes (ved hjelp av kondensatoren 24) i forhold til ;riiingangs impuls ene 16. Fig. 8 schematically shows the electronic system. The output filter of the photoelectronic detector which receives the beam of light passing through the slit in the aforementioned disk, ..i.e. the impulse train 16, is supplied to the input 20 in the circuit in fig. 8. The impulses 16 are amplified by two operational amplifiers 21 and 22 mounted in series; and these impulses, which are found in the output 32, are delayed by the circuit 23 which comprises a capacitor 24 and an operational amplifier 25, and the said capacitor ensures a separation between the impulses between the input and the output of the circuit 23 by means of a dephasing effect. The output 26 of the circuit 23 is on the one hand connected via an operational amplifier 27 mounted facing the diode 28 mounted directly and on the other hand directly to the diode 29 mounted in reverse. In this way, at the output 30 the series of positive impulses 17 and at the output 31 the series of negative impulses 18 (symmetrical with the impulses 17) are obtained and these pairs of impulses 17 and 18 are delayed (with the help of the capacitor 24) in relation to the input impulse one 16.
Videre vil utgangsimpulsené fra forsterkeren 22 fra punktet 32, fores til basis av en transistor 33 av typen PNP; på kollektoren på denne transistoren 33 får man en negativ spenning når transistoren ikke er ledende, Furthermore, the output impulse from the amplifier 22 from the point 32 will be fed to the base of a transistor 33 of the PNP type; on the collector of this transistor 33, a negative voltage is obtained when the transistor is not conducting,
dvs. når basis gjores negativ av utgangen 32. Man får således på kollektoren i transistoren 33, ved 34, en negativ impuls for hver positiv impuls 16. Varigheten av impulsene som fremkommer ved 34 reduseres av transistoren 35 på grunn av forbindelsen mellom basis av transistoren 35 og utgangen )2é i kretsen 23. Når utgangen 26 frembringer en impuls (som ;kan[være et par positive og negative impulser 17 og 18), får den en negativ spenning som gjor transistoren 35 ledende og forer derved kollektoren på denne transistoren til jord, noe som undertrykker den del av impulsen som fremkommer ved 34 under frembringelsen av impulsene 17 og 18. Dette ser man tydelig på fig. 9 hvor man ser at impulsen 19 tilsvarer den delen av impulsen 16 som ikke i.e. when the base is made negative by the output 32. One thus gets on the collector of the transistor 33, at 34, a negative impulse for each positive impulse 16. The duration of the impulses that appear at 34 is reduced by the transistor 35 due to the connection between the base of the transistor 35 and the output )2é in the circuit 23. When the output 26 produces an impulse (which can be a pair of positive and negative impulses 17 and 18), it receives a negative voltage which makes the transistor 35 conductive and thereby leads the collector of this transistor to ground, which suppresses the part of the impulse that appears at 34 during the generation of impulses 17 and 18. This is clearly seen in fig. 9 where it can be seen that the impulse 19 corresponds to the part of the impulse 16 which does not
tilsvarer impulsparet 17 og 18. Ved 36 har man i virkelig-heten ikke positive impulser som vist i fig. 9, men negative impulser som angitt foran, og det er den operasjonelle forsterkeren 37 som vender polariteten på grunn av sin montering, og impulsene 19 som.effektivt er tilgjengelige ved 38. corresponds to the impulse pair 17 and 18. At 36, one does not in reality have positive impulses as shown in fig. 9, but negative impulses as indicated above, and it is the operational amplifier 37 which reverses the polarity due to its mounting, and the impulses 19 which are effectively available at 38.
Man ser således at den ovre del av monteringenYou can thus see that the upper part of the assembly
i fig. 8 gjor det mulig ved 30, 31 og 38 å få en rekke impulser 17, 18 og 18 med utgangspunkt i den impulsrekken 16 som kommer inn i inngangen 20. in fig. 8 makes it possible at 30, 31 and 38 to get a series of impulses 17, 18 and 18 starting from the impulse series 16 that enters the input 20.
I den gedre del av fig. 8, er utgangen i infra-rbddtektoren 11, dvs. signalet 15d,r^Ipå'fb'rt til inngangen 39. Systemet av kondensatoren 40 og motstanden 41 gir en inngang med hby impedans som har den effekt at signalet 15 gjores symmetrisk i forhold til jord samtidig som det deformeres minst mulig. Det symmetriske signal som er tilgjengelig ved 42 påfbres en instrumentalforsterker med meget hby inngangsimpedans, som består av operasjonelle forsterkere 43, 44 og 45. ^!T^tgangen3"^d_46 får man et signal som vil bli behandlet som fremstilt i det etter-følgende under anvendelse av impulsene 17, 18 og 19 som er tilgjengelige ved 47, 48 og 49. In the better part of fig. 8, is the output of the infrared detector 11, i.e. the signal 15d,r^Ipå'fb'rt to the input 39. The system of the capacitor 40 and the resistor 41 provides an input with high impedance which has the effect of making the signal 15 symmetrical in relation to soil while deforming as little as possible. The symmetrical signal available at 42 is applied to an instrumental amplifier with a very high input impedance, which consists of operational amplifiers 43, 44 and 45. The result is a signal which will be processed as shown in the following using the impulses 17, 18 and 19 available at 47, 48 and 49.
Transistorene 50 og 51 er alltid ledende, bortsett fra i det byeblikk hvor impulsene 18 (som kommer inn ved 48) og 17 (sonPkommer inn ved 47) tilfores deres basis. Av denne grunn stoppes det modifiserte signal 15 som kommer inn ved 46 av transistorene 50 og 51, bortsett fra under varigheten av impulsene 17 og 18. Kretsen omfatter videre to blokkeringskretser 52 og 53 som hver omfatter to operasjonelle forsterkere hvor den operasjonelle inn-gangsforsterker 52e, 53e forsterker lbpende inngangsim-pulsen for å lade opp kondensatorene 52c og 53c, mens den operasjonelle utgangsforsterker 52s[~og 53s bringer til henholdsvis kondensatorene 52c og 53c en meget liten strbm for å gi en kontinuerlig utgangsspenning som tilsvarer inn-gangs impuls spenningen.... Transistors 50 and 51 are always conducting, except at the instant when pulses 18 (arriving at 48) and 17 (sunParriving at 47) are applied to their bases. For this reason, the modified signal 15 entering at 46 is stopped by the transistors 50 and 51, except for the duration of the pulses 17 and 18. The circuit further comprises two blocking circuits 52 and 53 each comprising two operational amplifiers where the operational input amplifier 52e , 53e amplifies the continuous input pulse to charge the capacitors 52c and 53c, while the operational output amplifier 52s[~ and 53s brings to the capacitors 52c and 53c respectively a very small strbm to provide a continuous output voltage corresponding to the input pulse voltage. ...
Blokkeringskretsene 52 og 53 mates henholdsvisThe blocking circuits 52 and 53 are fed respectively
av de positive og negative deler av signalet 46 gjennom diodene 54 og 55; de positive delene passerer blokkeringskretsen 52 mens negative deler, etter at polariteten er vendt i den operasjonelle forsterker 56, fbres gjennom blokkeringskretsen 5£5;. Dette forer til at signalet som lagres i kondensatorene 52c og 53c alltid er positivt. of the positive and negative parts of the signal 46 through the diodes 54 and 55; the positive parts pass the blocking circuit 52 while the negative parts, after the polarity is reversed in the operational amplifier 56, are passed through the blocking circuit 5£5;. This means that the signal stored in the capacitors 52c and 53c is always positive.
Informasjonen ender endelig i form av en kontinuerlig spenning i blokkeringskretsene 52 og 53 og benyttes enten Hiirekte ved 57 elDer ved 58 etter vending i den operasjonelle forsterker 59. Det positive signal som er tilgjengelig ved 57 og det negative signal som er tilgjengelig ved 58, legges sammen og tilfores den operasjonelle forsterker 59. The information finally ends up in the form of a continuous voltage in the blocking circuits 52 and 53 and is used either directly at 57 or at 58 after reversal in the operational amplifier 59. The positive signal that is available at 57 and the negative signal that is available at 58 are added together and fed to the operational amplifier 59.
Det er underforstått at kondensatorene 52c og 53c på forhånd utlades og dette gjores ved hjelp av impulsene 19 som er tilgjengelige ved 49 og som tilfores basis i transistorene 52t og 53t i blokkeringskretsene 52 og 53; når disse transistorene 18 og 19 gjores ledende ved hjelp av impulsene 19, vil de korresponderende kondensatorer 52c og 53c utlades til jord gjennom emisjons-kollektor-kretsene på disse transistorer. It is understood that the capacitors 52c and 53c are discharged in advance and this is done by means of the impulses 19 which are available at 49 and which are applied to the base of the transistors 52t and 53t in the blocking circuits 52 and 53; when these transistors 18 and 19 are made conductive by means of the impulses 19, the corresponding capacitors 52c and 53c will be discharged to earth through the emission-collector circuits of these transistors.
Fblgelig vil det ved 39 og således ved 46, opp-tre en positiv spenning samtidig med impulsen 18, som spiller en rolle som et vindu, den lades positivt i kondensatoren 52c og opptrer i form av en kontinuerlig negativ spenning ved utlbpet 60 i den operasjonelle blandingsforsterker 59; derimot opptrer den ved 39 og fblgelig ved 46, som en negativ spenning under impulsen 17, og spiller der likeledes rollen som vindu, den lagres positivt i kondensatoren 53c og opptrer i form av en kontinuerlig, negativ spenning ved utgangen 60; endelig opptrer den ved 39 og således ved 46, en spenning som kan være både positiv og negativ (det er i tilfelle av stby) og denne spenning lagres i kondensatorene 52c og.53c og opptrer ved 60 i form av forskjellen mellom de negative og positive spenninger, og denne for- Naturally, at 39 and thus at 46, a positive voltage will appear at the same time as the impulse 18, which plays a role as a window, it is charged positively in the capacitor 52c and appears in the form of a continuous negative voltage at the output 60 in the operational mixing amplifier 59; on the other hand, it appears at 39 and possibly at 46, as a negative voltage during the impulse 17, and there likewise plays the role of window, it is stored positively in the capacitor 53c and appears in the form of a continuous, negative voltage at the output 60; finally it appears at 39 and thus at 46, a voltage which can be both positive and negative (it is in the case of stby) and this voltage is stored in the capacitors 52c and 53c and appears at 60 in the form of the difference between the negative and positive tensions, and this for-
skjell kan selv være postiv eller negativ.shells themselves can be positive or negative.
Man ser altså at rekkefblgen av signaler 16 som skapes av spalten i den skiven som ikke er vist, synkront med signalet 15 i detektoren, vil frembringe impulsene 19 som utgjor vinduene, som utlader kondensatorene 52c og 53c; etter denne utladning tillater vinduene 17 og 18 lagring i de samme kondensatorer av signalet 15 som på forhånd er behandlet og frembringer en kontinuerlig spenning ved utgangen 60. Denne spenning er positiv eller negativ alt etter polariten i signalet 15 og alt ettersom tråden 1 er varmere eller kaldere enn bakgrunnen 2, når man for-utsetter at amplituden av denne kontinuerlige spenningen varierer på samme måte som temperaturforskjellen. Man ser videre at innflytelsen av stby har en tendens til å bli eliminert. Den kontinuerlige positive eller negative spenning som frembringes ved 60 fornyes ved hver impuls-gruppe 17, 18 og 19, og antallet kan f.eks. være 10 gjen-tagelser pr. sekund. It is thus seen that the sequence of signals 16 created by the slot in the disc which is not shown, synchronously with the signal 15 in the detector, will produce the impulses 19 which make up the windows, which discharge the capacitors 52c and 53c; after this discharge, the windows 17 and 18 allow storage in the same capacitors of the signal 15 which has been previously processed and produces a continuous voltage at the output 60. This voltage is positive or negative according to the polarity of the signal 15 and according to whether the wire 1 is hotter or colder than the background 2, when one assumes that the amplitude of this continuous voltage varies in the same way as the temperature difference. It is further seen that the influence of stby tends to be eliminated. The continuous positive or negative voltage produced at 60 is renewed at each impulse group 17, 18 and 19, and the number can e.g. be 10 repetitions per second.
Man skal legge merke til at dette kontinuerlige signal kan frembringes i en liten positiv eller negativ sone av det infrarode deteksjonssignal eller den algebraiske sum av de to positive og negativer soner, hvis stbyen gir en informasjonsamplitude som dekker nullaksen til jorcL;. Denne innretningen tillater en stor nbyaktig i målingen i den mest interessante sonen der hvor temperaturen i tråden ligger i nærheten av det sorte legemets. It should be noted that this continuous signal can be produced in a small positive or negative zone of the infrared detection signal or the algebraic sum of the two positive and negative zones, if the stby provides an information amplitude covering the zero axis of jorcL;. This device allows a great nbysty in the measurement in the most interesting zone where the temperature in the wire is close to that of the black body.
Spenningen som frembringes ved 60 fores deretter gjennom et filter 61 for å fjerne visse raske variasjoner, og tidskonstanten i disse filtre kan være i størrelses-orden 0,5 sekunder. Det er endelig ved 62 at man får en kontinuerlig positiv eller negativ spenning som er det signal som representerer forskjellen mellom temperaturen i tråden og den sorte bakgrunnen. The voltage produced at 60 is then passed through a filter 61 to remove certain rapid variations, and the time constant in these filters may be of the order of 0.5 seconds. It is finally at 62 that you get a continuous positive or negative voltage which is the signal that represents the difference between the temperature in the wire and the black background.
I fig. 10 har man endelig vist i stor målestokk og med antydning (ojvolt V eller millivolt mV) polaritetene som et eksempel (potensialet til jord er angitt ved nivå m) In fig. 10 has finally been shown on a large scale and with an indication (ojvolt V or millivolt mV) of the polarities as an example (the potential of earth is indicated at level m)
av de forskjellige signaler, nemlig:of the different signals, namely:
- signalet 63 fra den fotoelektriske detektor- the signal 63 from the photoelectric detector
som samvirker med skiven med spalt som påvirkes synkront med det oscillerende speil 6 for å tilveiebringe en syn-kroniseringsinnretning, dette signalet 63 omfatter impulsene 16 i fig. 9, som fremkomm'er! ved 20 (fig. 8), which interacts with the slit disc which is actuated synchronously with the oscillating mirror 6 to provide a synchronizing device, this signal 63 comprising the impulses 16 in fig. 9, which appears! at 20 (Fig. 8),
- signalet 64 som er tilgjengelig ved 32,- the signal 64 which is available at 32,
- signalet 65 som er tilgjengelig ved 26,- the signal 65 which is available at 26,
- signalet 66 med impulsene 18, som er tilgjengelig ved 31 og 48, - signalet 67 med impulsene 17, som er tilgjengelig ved 30 og 47, - signalet 68 som er tilgjengelig ved 34, - the signal 66 with the impulses 18, which is available at 31 and 48, - the signal 67 with the impulses 17, which is available at 30 and 47, - the signal 68 which is available at 34,
-/jsigrialet 69 som er tilgjengelig ved 36,-/jsigrialet 69 which is available at 36,
- og endelig signalet 70 med impulsene 19, som- and finally the signal 70 with the impulses 19, which
er tilgjengelig ved 38 og 49.is available at 38 and 49.
Man ser at utforelsen som er beskrevet gjor det mulig å få en meget nbyaktig måling av temperaturen i en tråd eller i en plate i forhold til en sort bakgrunn med konstant temperatur, selv om tråden eller platen oscillerer foran den sorte bakgrunnen og selv om forskjellen i temperatur er meget liten, f.eks. mindre enn 1°C mellom tråden og den sorte bakgrunnen. It can be seen that the embodiment described makes it possible to obtain a very close measurement of the temperature in a wire or in a plate in relation to a black background with a constant temperature, even if the wire or plate oscillates in front of the black background and even if the difference in temperature is very small, e.g. less than 1°C between the wire and the black background.
Men anvendelsen av et oscillerende speil gir et antall ulemper: - innstillingen av sikteaksen må være meget nbyaktig, - tversgående forskyvning av legemet frembringer variasjoner i utgangssignalfrekvensen i det fblsomme element, - forholdet "dimensjon av det optiske innsikt-ningsvindu i forhold til avstanden mellom dette vindu og legemet" bbr holdes liten ot det er derfor behov for å oke dimensjonen i den sorte bakgrunnen når diameteren i det legeme som ses av det plane speil bkery - fblsomheten avtar dersom den forannevnte dia-meter reduseres. But the use of an oscillating mirror gives a number of disadvantages: - the setting of the sighting axis must be very close, - transverse displacement of the body produces variations in the output signal frequency in the flexible element, - the ratio "dimension of the optical viewing window in relation to the distance between window and the body" bbr is kept small that there is therefore a need to increase the dimension of the black background when the diameter of the body seen by the plane mirror bkery - the transparency decreases if the aforementioned diameter is reduced.
Dette forer 't?il problemer når diameteren i legemet er meget stor eller meget liten og/eller når legemet underkastes tversgående forskyvning i forhold til den sorte bakgrunnen. This leads to problems when the diameter of the body is very large or very small and/or when the body is subjected to transverse displacement in relation to the black background.
For å unngå disse ulemper kan man frembringe en innretning ifblge oppfinnelsen ved å samle de infrarode stråler, ikke bare ved hjelp av et enkelt, plant, oscillerende speil, men ved hjelp av to faste, plane speil og en oppsamling av de infrarode stråler ikke bare ved hjelp av et enkelt, sfærisk, konkavt speil, men ved hjelp av to sfæriske, konkave spiel, hvor hvert sfærisk speil er knyttet til et plant speil, sammen med innretninger for alternerende og i rekkefblge å avbryte, på den ene siden, den totale infrarode bestråling som utsendes eller reflekteres av en del av lengden av nevnte legeme og utsendes av en sone av den sorte bakgrunn som omslutter den nevnte del og reflekteres av et av de nevnte faste speil og av et av de nevnte konkave speil, og, på den annen side, den totale infrarode utstråling som utsendes alene av den nenvte sone eller en ekvivalent sone, av den nevnte sorte bakgrunn, uten påvirkning av det nevnte legeme, og som reflekteres av det annet plane speil og det annet sfæriske speil. In order to avoid these disadvantages, a device according to the invention can be produced by collecting the infrared rays, not only with the help of a single, planar, oscillating mirror, but with the help of two fixed, planar mirrors and a collection of the infrared rays not only by means of a single spherical concave mirror, but by means of two spherical concave mirrors, each spherical mirror connected to a plane mirror, together with means for alternately and successively interrupting, on the one hand, the total infrared radiation which is emitted or reflected by a part of the length of said body and is emitted by a zone of the black background which encloses said part and is reflected by one of said fixed mirrors and by one of said concave mirrors, and, on the on the other hand, the total infrared radiation emitted alone by the said zone or an equivalent zone, by the said black background, without the influence of the said body, and which is reflected by the second planar mirror and the other spherical mirrors.
Man benytter således (fig. 13 - 17) utnyttelsen av stråler som utsendes på den ene side av det langstrakte legemet (spesielt av en tråd, en stav eller et ror i den illustrerte utfbrelse) og, på den annen side, av den sorte bakgrunn, ikke bare ved hjelp av et oscillerende, plant speil og et sfærisk, konkavt speil (som i de utforeiser som jer, vist i fig. 1 - 11), men ved'å benytte to faste sikteretninger som hver anvendet et plant fast speil og et sfærisk, konkavt speil, plassert på en slik måte at de deler som benyttes av strålene som utsendes enten av tråden, staven eller roret eller av den sorte bakgrunn, overfores ved hjelp av det plane speil og samles opp av det konkave speil i hver sikteretning mot den samme fblsomme sone på en detektor, og dette under den samme vinkel, og hvor man har innretninger som gjor det mulig alternerende og i rekkefolge å avskjære strålingen som finnes i hver av disse sikteretninger. One thus uses (fig. 13 - 17) the utilization of rays emitted on one side by the elongated body (especially by a thread, a rod or a rudder in the illustrated embodiment) and, on the other side, by the black background , not only by means of an oscillating, planar mirror and a spherical, concave mirror (as in the explorers like you, shown in fig. 1 - 11), but by using two fixed aiming directions which each used a planar fixed mirror and a spherical concave mirror, placed in such a way that the parts used by the rays emitted either by the wire, rod or rudder or by the black background, are transmitted by means of the plane mirror and collected by the concave mirror in each direction of sight towards the same fblsom zone on a detector, and this under the same angle, and where you have devices that make it possible to alternately and sequentially cut off the radiation found in each of these aiming directions.
Denne utfbrelse kan spesielt benyttes for å måle temperaturen i staver eller ror. This design can especially be used to measure the temperature in poles or rudders.
Nærmere bestemt ser man i fig. 13 at den infrarode stråling 4 av legemet 1 sendes av et plant, fast speil 6a til et sfærisk, konkavt speil 8a som samler opp all den infrarode utstråling som er overfort ved hjelp av det plane speil \ 6a og konsentrerer denne i den fblsomme sonen 10 i en detektor 11. More specifically, you see in fig. 13 that the infrared radiation 4 of the body 1 is sent by a flat, fixed mirror 6a to a spherical, concave mirror 8a which collects all the infrared radiation that is transferred by means of the flat mirror 6a and concentrates this in the fblsable zone 10 in a detector 11.
Den sorte bakgrunn 2a består i den utfbrelsen som er vist, av plater av kobber som er belagt med kolloidal grafitt for hby utstråling, og kobberet har den fordel at det er en god termisk leder. Denne sorte bakgrunnen opp-varmes ved hjelp av elektriske motstander 101 som er lagt inn i et isolerende, sylindrisk hylster 3a (f.eks. av glassfiber). En temperaturmåler 102 (såsom en motstands-sone eller et termoelektrisk element) hvor utgangstrådene er vist ved 103, gjor det mulig ved hjelp av en termostat (som ikke er vist) å regulere temperaturen i motstanden 101 og således i det sorte legemet 2a. In the embodiment shown, the black background 2a consists of sheets of copper coated with colloidal graphite for high radiation, and the copper has the advantage of being a good thermal conductor. This black background is heated by means of electrical resistors 101 which are placed in an insulating, cylindrical casing 3a (e.g. made of glass fibre). A temperature gauge 102 (such as a resistance zone or a thermoelectric element) where the output wires are shown at 103, makes it possible by means of a thermostat (which is not shown) to regulate the temperature in the resistance 101 and thus in the black body 2a.
I den utfbrelse som er vist har man gitt den sorte bakgrunn 2a et rektangulært tverrsnitt for å lette konstruksjonen og for å få innstilling på en del 104 av den sorte bakgrunn på en plan overflate og således under en konstant vinkel. In the embodiment shown, the black background 2a has been given a rectangular cross-section in order to facilitate the construction and to obtain setting on a part 104 of the black background on a flat surface and thus under a constant angle.
Innsiktingen i delen eller sonen 104 utfores ved hjelp av et plant speil 6b som overforer den infrarode utstråling 5 som utsendes av denne sonen 104 til et sfærisk-konkavt speil 8b som samler opp all den infrarode bestrål-ling overfort av speilet 6b som skriver seg fra sonen 104, til den samme fblsomme sone 10 i detektoren 11, og utstrål-ingene fra de konkave speil 8a og 8b når under den samme vinkel den fSlsomme sone 10. Man sorger likeledes for at den optiske vei er den samme fra den infrarbde stråling som skriver seg fra [sonen 104 og fra den infrarode bestråling fra tråden 1. The insight into the part or zone 104 is carried out with the help of a plane mirror 6b which transfers the infrared radiation 5 emitted by this zone 104 to a spherical-concave mirror 8b which collects all the infrared radiation transferred by the mirror 6b which is reflected from the zone 104, to the same sensitive zone 10 in the detector 11, and the radiations from the concave mirrors 8a and 8b reach the sensitive zone 10 at the same angle. Care is also taken to ensure that the optical path is the same from the infrared radiation as is written from [zone 104 and from the infrared radiation from thread 1.
En slik innretning har et dobbelt avvik fra den optiske akse og dette., avvik reguleres av speilene 6a og 6b og på den annen side av de konkave speil 8a og\8.b. Such a device has a double deviation from the optical axis and this deviation is regulated by the mirrors 6a and 6b and on the other hand by the concave mirrors 8a and 8.b.
I fig. 15 og 16 ser man henholdsvis et snitt i vertikalplanet og et snitt i horisontalplanet, og man ser at hvis innsiktingen på tråden 1 utfores vertikalt, vil de plane speil 6a og 6b kontrollere forskyvningen av de infrarode stråler i et vertikalplan, mens de konkave speil 8a og 8b frembringer forskyvningen i horisontalplanet. I et spesielt ikke-begrensende eksempel er speilene 8a og 8b sfæriske speil med en brennvidde på 110 mm og en åpning på 40 mm, avstanden mellom tråden 1 og mellom det plane speil 6a er 110 mm og avstanden mellom sentrene i det plane [speilj 6a og i det sfæriske speil 8a er likeledes 110 mm. In fig. 15 and 16, you can see a section in the vertical plane and a section in the horizontal plane respectively, and you can see that if the inspection of the wire 1 is carried out vertically, the planar mirrors 6a and 6b will control the displacement of the infrared rays in a vertical plane, while the concave mirrors 8a and 8b produces the displacement in the horizontal plane. In a particular non-limiting example, the mirrors 8a and 8b are spherical mirrors with a focal length of 110 mm and an aperture of 40 mm, the distance between the wire 1 and between the plane mirror 6a is 110 mm and the distance between the centers of the plane [mirror 6a and in the spherical mirror 8a is likewise 110 mm.
I fig. 14 har man satt på referanser på strålene 7 og 9 som overfores av de plane speil, på den ene side, In fig. 14, references have been made to the rays 7 and 9 which are transmitted by the plane mirrors, on the one hand,
og av de sfæriske speil på den annen side, og likeledes sentralstrålene 4c, 7c og 9c som korresponderer til strålene 4, 7 og 9, dvs. de samme referanser som er vist i fig. 1 og 11. and of the spherical mirrors on the other hand, and likewise the central rays 4c, 7c and 9c which correspond to the rays 4, 7 and 9, i.e. the same references shown in fig. 1 and 11.
Hellingen i vertikalplanet som kontrolleres avThe slope in the vertical plane controlled by
de plane speil 6a og 6b er således 8°2, mens hellingen i horisontalplanet som kontrolleres.av de sfæriske speil 8a og 8b er 5°9 for de to speil. Likeledes er den faste vinkel hvorunder tråden 1 ses 6,28 x 10"^ steradian. the plane mirrors 6a and 6b are thus 8°2, while the inclination in the horizontal plane which is controlled by the spherical mirrors 8a and 8b is 5°9 for the two mirrors. Likewise, the fixed angle at which thread 1 is seen is 6.28 x 10"^ steradian.
På fig. 15 og 16 har man vist hellingsvinklene i vertikalplanet og i horisontalplanet. In fig. 15 and 16 have shown the angles of inclination in the vertical plane and in the horizontal plane.
Innretningen som beskrevet omfatter de innretninger som vist i fig. 13 og 14 som gjbr det mulig alternerende og i rekkefblge å avsperre den infrarode stråling 4 fra tråden 1 og den infrarode stråling 5 fra den sorte bakgrunnen. Som et eksempel kan disse innretninger bestå av en skive 105 illustrert i fig. 14, som bringes til å rotere med konstant hastighet av en motor 100. The device as described includes the devices shown in fig. 13 and 14 which make it possible to block off the infrared radiation 4 from the thread 1 and the infrared radiation 5 from the black background alternately and in succession. As an example, these devices can consist of a disk 105 illustrated in fig. 14, which is made to rotate at a constant speed by a motor 100.
Denne skiven omfatter:This disc includes:
- på den ene side to åpninger 106 som begrenses av to ortagonale diametre 107 og av fire kvartssirkler 108 og 109, - på den annen side to utsparinger 110 som likeledes begrenses av ortagonale diametre 107 og av to kvars-sirkler 111 og 112. - on the one hand two openings 106 which are limited by two orthogonal diameters 107 and by four quartz circles 108 and 109, - on the other hand two recesses 110 which are likewise limited by orthogonal diameters 107 and by two quartz circles 111 and 112.
Åpningene 106 samvirker med et vindu 113 som finnes i det sorte legeme 2a og det isolerende hylster 3a, slik at når én av dem befinner seg på nivå med dette vindu 113, vil den infrarode stråling 4 som utsendes av legemet eller tråden 1 mot det plane speil 6a og således mot det fblsomme element 10 av detektoren 11 etter oppsamling av det konkave speil 8a kunne slippes igjennom. The openings 106 cooperate with a window 113 found in the black body 2a and the insulating sleeve 3a, so that when one of them is at the level of this window 113, the infrared radiation 4 emitted by the body or the wire 1 will mirror 6a and thus towards the flexible element 10 of the detector 11 after collecting the concave mirror 8a could be passed through.
Åpningene eller utsparingene 110 samvirker likeledes med et analogt vindu 114 som gjennomstråles av infrarod stråling 5 som utsendes av sonen 104 for at denne strålingen kan fores mot det plane[j3Peil 6fo?og deretter mot det konkave oppsamlingsspeil 8b hvorfra det' når det fblsomme element 10 når disse åpninger befinner seg like overfor vinduet 114. The openings or recesses 110 likewise cooperate with an analogue window 114 which is irradiated by infrared radiation 5 which is emitted by the zone 104 so that this radiation can be guided towards the planar [j3Peil 6fo? and then towards the concave collection mirror 8b from where it' reaches the fbls element 10 when these openings are located just opposite the window 114.
På grunn av vinduene 113 og 114 og åpningene 106 og 110 som etterfblger hverandre i rekkefolge (siden de begrenses av de samme diametre 107), ser man at det fblsomme element 10, mottar, etter overforing ved hjelp av de plane speil 6a og 6b og oppsamling av de konkave speil 8a og 8b, alternerende og i rekkefblge og under den samme vinkel, den infrarode stråling som kommer fra tråden 1 og som kommer fra det sorte legemet (sone 104). Due to the windows 113 and 114 and the openings 106 and 110 following each other in sequence (since they are limited by the same diameters 107), it is seen that the fbls element 10 receives, after transmission by means of the planar mirrors 6a and 6b and collection of the concave mirrors 8a and 8b, alternating and in a row and under the same angle, the infrared radiation coming from the wire 1 and coming from the black body (zone 104).
Detektoren 11 er fortrinnsvis en pyroelektrisk detektor som er fblsom overfor all infrarod stråling som utsendes av tråden, eller et annet legeme 1 og den sorte bakgrunnen (sone 104) ved alle temperaturer, spesielt f.eks. omkring 150°C. The detector 11 is preferably a pyroelectric detector which is sensitive to all infrared radiation emitted by the wire, or another body 1 and the black background (zone 104) at all temperatures, especially e.g. around 150°C.
Den endelige måling i denne utfbrelse med to plane, faste speil og to sfæriske, konkave speil, finner sted som f.eks. beskrevet ovenfor under henvisning til fig. 2-10, dvs. ved hjelp av synkron måling. Dersom strålingsfrekvensen er stabil, vil man siden innstillingen er fast uten at man benytter et (oscillerende speil, kunne få en utmerket synkron måling. The final measurement in this embodiment with two flat, fixed mirrors and two spherical, concave mirrors takes place as e.g. described above with reference to fig. 2-10, i.e. by means of synchronous measurement. If the radiation frequency is stable, since the setting is fixed, without using an oscillating mirror, you will be able to get an excellent synchronous measurement.
Man legger merke til at man kan benytte sammenOne notices that they can be used together
med innretningen i fig. 13 - 17, det samme elektroniske sytem som for innretningene i fig. 1, 11 og 12, av fSi-gende grunner: - i systemet med ett oscillerende speil (fig. 1, 11 og 12) forer man gradvis ved hjelp av oscillasjon av speilet, innstillingen fra tråden til den sorte bakgrunnen og motsatt; with the device in fig. 13 - 17, the same electronic system as for the devices in fig. 1, 11 and 12, for the following reasons: - in the system with one oscillating mirror (fig. 1, 11 and 12), the setting from the thread to the black background and vice versa is gradually adjusted by means of oscillation of the mirror;
- i innretningen med to par faste speil (fig.- in the device with two pairs of fixed mirrors (fig.
13 - 17) forer man likeledes gradvis innstillingen fra tråden til den sorte bakgrunn og omvendt, siden når åp-ningen 10^3gradvis dekker vinduet 113, vil de ugjennomsiktige soner 115 gradvis erstatte åpningene 110; av denne grunn vil strålingen som skriver seg fra legemet 1 gradvis erstattes av strålingen fra sonen 104 på det fblsomme ele-mentQlO i detektoren; det skjer således en gradvis overforing fra en stråling til en annen; på samme måte når åpningenellO kommer istedenfor de ugjennomsiktige soner 115 foran vinduet 114, vil utstrålinger fra sonen 104 gradvis erstattes av infrarod stråling fra tråden 1 på den fblsomme sone 10 i detektoren 11. 13 - 17) one also gradually advances the setting from the thread to the black background and vice versa, since when the opening 10^3 gradually covers the window 113, the opaque zones 115 will gradually replace the openings 110; for this reason, the radiation that emerges from the body 1 will gradually be replaced by the radiation from the zone 104 on the fbls element Q10 in the detector; there is thus a gradual transfer from one radiation to another; in the same way, when the opening nellO replaces the opaque zones 115 in front of the window 114, radiations from the zone 104 will gradually be replaced by infrared radiation from the wire 1 on the transparent zone 10 in the detector 11.
Man legger merke til at denne fblsomme 10 mottar likeledes stråling fra de ugjennomsiktige soner 115 og 116. For at dette ikke skal forstyrre målingen, er det nbdvendig at disse soner har samme temperatur og dette oppnås (ved å~^u~irfb re"~ sk Tven l_0_5,jL^e_t_materiale som er varmeledende slik at temperaturen blir jevn. Man kan f.eks. utfore skiven 105 i kobber. It is noticed that this fblsome 10 also receives radiation from the opaque zones 115 and 116. In order for this not to disturb the measurement, it is necessary that these zones have the same temperature and this is achieved (by ~^u~irfb re"~ sk Tven l_0_5,jL^e_t_material which is thermally conductive so that the temperature is uniform.One can, for example, make the disc 105 in copper.
I fig. 17 har man vist skjematisk systemet med to par faste speil med en praktisk drivinnretning for skiven 105 ved hjelp av en motor 100 som driver akselen 117 på skiven ikke direkte, men ved hjelp av en kjede 118, akselen 119 i motoren 100 er forskjbvet i forhold til akselen 117 og dette gjor det mulig på den ene side uten problemer å plassere motoren 100, og på den annen side de plane speil 6a og 6b. In fig. 17 shows schematically the system with two pairs of fixed mirrors with a practical drive device for the disc 105 by means of a motor 100 which drives the shaft 117 on the disc not directly, but by means of a chain 118, the shaft 119 in the motor 100 is offset in relation to the shaft 117 and this makes it possible on the one hand to place the motor 100 without problems, and on the other hand the plane mirrors 6a and 6b.
Som antydet foran, har innretningen i figC' 13 - 17 en rekke fortrinn i forhold til innretningene i fig. 1, 11 og 12, spesielt når det gjelder en forbedring i følsom-heten, reguleringslettheten, muligheten til å måle temperatur i legemer såsom ror og staver som har et relativt stort tverrsnitt, uten at dette gjor det nbdvendig å an-vende en sort bakgrunn med store dimensjoner, og endelig under forbedrede betingelser å benytte en synkron måling på grunn av stabiliteten i frekvensen i den målte infrarode utstråling. Men innretningene i fig. 1, 11 og 12 passer godt for visse dimensjoner av tråd eller plate. As indicated above, the device in figC' 13 - 17 has a number of advantages compared to the devices in fig. 1, 11 and 12, especially when it comes to an improvement in sensitivity, ease of regulation, the ability to measure temperature in bodies such as rudders and poles which have a relatively large cross-section, without this making it necessary to use a black background with large dimensions, and finally under improved conditions to use a synchronous measurement due to the stability of the frequency in the measured infrared radiation. But the devices in fig. 1, 11 and 12 fit well for certain dimensions of wire or plate.
Oppfinnelsen begrenses imidlertid ikke til de eksempler som er anført, men ^omfatter derimot variasjoner. However, the invention is not limited to the examples listed, but instead includes variations.
Claims (14)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7901664A FR2447543A1 (en) | 1979-01-23 | 1979-01-23 | METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE TEMPERATURE OF A WIRE OR SHEET BY INFRARED THERMOMETRY |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO800165L true NO800165L (en) | 1980-07-24 |
Family
ID=9221092
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO800165A NO800165L (en) | 1979-01-23 | 1980-01-23 | PROCEDURE AND APPARATUS FOR MEASURING THROUGH IR THERMOMETRY OF THE TEMPERATURE IN A TRADE, STAND, ROD OR PLATE |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0014624A1 (en) |
JP (1) | JPS55136921A (en) |
CA (1) | CA1132811A (en) |
DK (1) | DK28380A (en) |
ES (1) | ES487944A1 (en) |
FR (1) | FR2447543A1 (en) |
NO (1) | NO800165L (en) |
YU (1) | YU17380A (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2498322B1 (en) * | 1981-01-16 | 1985-10-25 | Mecilec Sa | METHOD FOR MEASURING INFRARED RADIATION TO DETERMINE THE TEMPERATURE OF MOVING WIRES AND BARS |
DE3276262D1 (en) * | 1981-11-25 | 1987-06-11 | Exxon Research Engineering Co | Temperature measurement in the presence of ambient radiation |
US4553854A (en) * | 1982-12-17 | 1985-11-19 | Nippon Kokan Kabushiki Kaisha | Method for continuously measuring surface temperature of heated steel strip |
EP0311148A3 (en) * | 1985-02-19 | 1989-05-10 | United Kingdom Atomic Energy Authority | Apparatus for monitoring infra-red emissions |
JPS6276625U (en) * | 1985-11-01 | 1987-05-16 | ||
GB2348397A (en) * | 1998-12-10 | 2000-10-04 | Printing Tech Equipment Limite | Lithographic plate production |
DE102012024418A1 (en) * | 2012-12-14 | 2014-06-18 | Sikora Ag | A method and apparatus for non-contact temperature determination of a moving article of unknown emissivity |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1648205A1 (en) * | 1967-03-18 | 1970-05-21 | Fraunhofer Ges Forschung | Method for fast and precise electronic processing of electrical pulse trains when receiving optical signals |
GB1340705A (en) * | 1970-04-28 | 1973-12-12 | Lucas Industries Ltd | Apparatus for temperature measurement |
FR2109406A5 (en) * | 1970-10-15 | 1972-05-26 | Electronique Appliquee | |
US4015476A (en) * | 1974-11-08 | 1977-04-05 | Bethlehem Steel Corporation | Scanning pyrometer system |
-
1979
- 1979-01-23 FR FR7901664A patent/FR2447543A1/en active Granted
-
1980
- 1980-01-23 DK DK28380A patent/DK28380A/en not_active Application Discontinuation
- 1980-01-23 EP EP80400114A patent/EP0014624A1/en not_active Ceased
- 1980-01-23 JP JP588480A patent/JPS55136921A/en active Pending
- 1980-01-23 YU YU00173/80A patent/YU17380A/en unknown
- 1980-01-23 ES ES487944A patent/ES487944A1/en not_active Expired
- 1980-01-23 CA CA344,223A patent/CA1132811A/en not_active Expired
- 1980-01-23 NO NO800165A patent/NO800165L/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0014624A1 (en) | 1980-08-20 |
FR2447543B1 (en) | 1982-12-17 |
YU17380A (en) | 1983-04-30 |
ES487944A1 (en) | 1980-07-01 |
CA1132811A (en) | 1982-10-05 |
JPS55136921A (en) | 1980-10-25 |
DK28380A (en) | 1980-07-24 |
FR2447543A1 (en) | 1980-08-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Jones | Some developments and applications of the optical lever | |
US4081678A (en) | Through-the-lens thermometer apparatus | |
NO800165L (en) | PROCEDURE AND APPARATUS FOR MEASURING THROUGH IR THERMOMETRY OF THE TEMPERATURE IN A TRADE, STAND, ROD OR PLATE | |
SE454626B (en) | OPTICAL SCOCK SYSTEM | |
US3290933A (en) | Navigation systems | |
US3187574A (en) | Optical pyrometer | |
US3069546A (en) | Radiant-energy translation system | |
US2131738A (en) | Optical system | |
US3454772A (en) | Photoelectric monitoring system for holding the object plane in proper focus | |
Liu et al. | Mid-infrared imaging of young stellar objects | |
US3398285A (en) | Spectro-radiometer with means for eliminating background noise | |
JPH02295535A (en) | Instrument for measuring pupil spacing without need of any moving part | |
US3508068A (en) | Optical strip mapping system | |
US4316088A (en) | Process and device for measuring by infrared thermometry the temperature of a wire, bar or tube, or a metal | |
EP0762139A2 (en) | Optical device for the determination of the orientation of a solid | |
US890895A (en) | Pyrometer. | |
US2615367A (en) | Reflecting measuring device with dual sensitivity | |
US3251261A (en) | Stellar aberrascope | |
EP0317653B1 (en) | Apparatus for remote measurement of temperatures | |
US2869369A (en) | Optical pyrometer | |
US3087379A (en) | Combined light meter and sighting device | |
US3369445A (en) | Optical alignment ascertaining device and process for elimination of refractive effects | |
FR2612647A1 (en) | MODULATION DEVICE FOR A RADIATION DETECTOR DEVICE CAPTURING AN IMAGE FIELD | |
Hardy et al. | An application of the resonance radiometer to the reflection spectrum of quartz | |
US3014131A (en) | Infrared range finder |