NO840502L - Fremgangsmaate og anordning for maaling av stroemningshastigheten av en stroemning, stroem eller straale av et smeltet straalingsangivende materiale - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og

en tilsvarende anordning for måling av strømningshastigheten av en strømning, en strøm eller en stråle av et smeltet, strålingsavgivende materiale. Oppfinnelsen er i første rekke gjort for måling av strømningshastigheten av en fritt fallende stråle av smeltet glass, men kan også anvendes for andre smeltede, strålingsavgivende materialer, så som keramiske materialer eller mineralmaterialer og metaller.

En videreutvikling av oppfinnelsen går også ut på måling

av volum- eller massestrømningen av en strøm, en strømning eller en stråle av smeltet, strålingsavgivende materiale ved måling av såvel strømningshastigheten som diameteren av strømmen, strømningen eller strålen og beregning av volum-strømningen på grunnlag av disse målte data.

Det innses at ved måling av strømningshastigheten av

et smeltet materiale kan det ikke forekomme noen mekanisk kontakt med materialet. Fremgangsmåter for måling av bevegelses-hastigheten av langstrakte faste gjenstander, f.eks. tråd,

bånd, papirbaner o.l., uten mekanisk kontakt med objektet er tidligere kjent. Ved disse kjente fremgangsmåter blir den bevegelige gjenstand forsynt med markeringer med regel-messige avstander, idet man måler den tid det tar for disse markeringer å forflytte seg mellom to steder som ligger i avstand fra hverandre langs den vei som den bevegelige gjenstand følger. I dette tilfellet kan de nevnte markeringer utgjøres av fargeflekker eller lokalt oppvarmede avsnitt av gjenstanden, hvilke lokalt oppvarmede avsnitt frembringes ved periodisk bestråling av gjenstanden ved hjelp av korte strålingspulser fra en infrarød-strålingskilde. Denne fremgangsmåte kan imidlertid naturligvis ikke anvendes for måling av strømningshastigheten i et smeltet materiale som i seg selv er strålende. Det er også tidligere kjent å måle strøm-ningshastigheten av en væske som inneholder gassbobler,

ved at en lysstråle sendes gjennom væskestrømmen på to steder som ligger i avstand fra hverandre, og detektering av gass-boblenes passasje i væsken ved disse steder, slik at bevegelsestiden for gassboblene og dermed bevegelsestiden for væsken mellom de to steder, bestemmes. Det innses at det også

er umulig å anvende denne metode for bestemmelse av strømnings-hastigheten av et smeltet materiale som i seg selv er strålings-

avgivende, slik som f.eks. en frittfallende stråle av smeltet glass .

I virkeligheten finnes det ingen tilfredsstillende

kjent fremgangsmåte til med tilstrekkelig nøyaktighet å bestemme strømningshastigheten av en strøm, en strømning eller en stråle av et smeltet, strålingsavgivende materiale, f.eks. en frittfallende stråle av smeltet glass.

Foreliggende oppfinnelse går ut på en ny og meget tilfredsstillende og fordelaktig fremgangsmåte for dette formål. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er basert på den oppdag-elsen at en strøm, en strømning eller en stråle av et smeltet, strålingsavgivende materiale, så som spesielt smeltet glass, avgir stråling med en slik karakter at når den stråling

som avgis fra et begrenset avsnitt av materialstrømmen, detekteres, f.eks. ved hjelp av en passende strålingsdetektor, så vil riktignok den største del av utgangssignalet fra den nevnte detektor være av støykarakter, men signalet vil også inneholde pulslignende, meget store amplitudevariasjoner som opptrer tilfeldig i signalet. Disse korte og store amplitudevariasjoner i detektorens utgangssignal må svare til lokale, diskrete og tilfeldig opptredende variasjoner

i intensiteten av den stråling som blir avgitt fra materialet. Disse variasjoner er trolog forårsaket av lokale, diskrete

og tilfeldig opptredende inhomogeniteter i materialet.

Ved smeltet glass utgjøres disse inhomogeniteter formentlig av luftbobler i det smeltede glass, ettersom det har vist seg at de nevnte pulslignende intensitetsvariasjoner i strålingen også opptrer i glassmateriale med stor renhet. For andre smeltede, strålingsavgivende materialer, så som keramiske materialer og mineralmaterialer, finnes det antagelig-vis lignende gass- eller luftbobler som vil gi opphav til lignende, pulsaktige og tilfeldig opptredende intensitetsvariasjoner i den avgitte stråling. Ved smeltede metaller finnes det i de fleste tilfeller også lokale, diskrete inhomogeniteter, f.eks. i form av slaggpartikler, som kan gi opphav til lignende pulsartede, tilfeldig opptredende intensitets-varias joner i den stråling som blir avgitt av materialet.

Oppfinnelsen er basert på den antagelse at disse pulsaktige, tilfeldig opptredende intensitetsvariasjoner i den stråling som blir avgitt fra materialet, kan anvendes til bestemmelse av materialets strømningshastighet, ved at den stråling som blir avgitt fra et begrenset avsnitt av materialstrømningen, detekteres på to steder beliggende i avstand fra hverandre langs strømningsveien, og ved at tidsintervallet mellom opptreden av en slik pulslignende intensitetsvariasjon ved det oppstrømsbeliggende sted og opptreden av den samme pulslignende intensitetsvariasjon ved det nedstrømsbeliggende sted, måles.

Det forhold at disse intensitetsvariasjoner opptrer fullstendig tilfeldig og følgelig med varierende innbyrdes tidsavstand, medfører imidlertid et alvorlig problem ved anvendelse av dette måleprinsipp. For korrekt å måle materialets strømningshastighet må det således være mulig å bestemme tidsintervallet mellom detekteringene av nøyaktig samme intensitetsvariasjon, ved de to steder beliggende i avstand fra hverandre langs strømningsveien. Dette kan ikke uten videre oppnås ettersom intensitetsvariasjonene opptrer fullstendig vilkårlig og den ene intensitetsvariasjon ikke kan skilles fra en annen intensitetsvariasjon.

En mulig løsning på dette problem er foreslått i svensk patentsøknad nr. 800884-0. Denne foreslåtte løsning baserer seg på at det nevnte tidsintervall måles utelukkende for slike intensitetsvariasjoner som opptrer ved stedet for den oppstrømsbeliggende detektor etter at det har gått en tidsperiode under hvilken det ikke har opptrådd intensitets-varias joner, idet denne tidsperiode med sikkerhet overskrider den tid det tar for materialstrømmen å passere mellom de to detekteringssteder. Dette sikrer på tilfredsstillende måte at bare korrekte tidsintervaller og dermed den korrekte strømningshastighet for materialet, vil bli målt.

Foreliggende oppfinnelse går ut på en annen måte å

løse det samme problem på.

Fremgangsmåten og den tilsvarende anordning ifølge oppfinnelsen for bestemmelse av strømningshastigheten av en strøm, en stråle eller en strømning av smeltet, strålingsavgivende materiale, har de nye og særegne kjennetegn som er angitt i de etterfølgende patentkrav 1-4 henholdsvis 7-9.

En ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen omhandler

en fremgangsmåte og en tilsvarende anordning for bestemmelse

av volumstrømningen av en strøm, en stråle eller en strømning av strålingsavgivende materiale, som har de karakteristiske trekk som er angitt i de følgende krav 5-6 henholdsvis 10-12 .

Oppfinnelsen skal nå beskrives mer i detalj under henvis-ning til tegningene, hvor: figur 1 skjematisk og som eksempel illustrerer den typiske form av et utgangssignal fra en fotodetektor som mottar stråling avgitt fra et begrenset avsnitt

av en stråle av smeltet glass,

figur 2 viser skjematisk en anordning utformet ifølge oppfinnelsen, for måling av strømningshastigheten

av en stråle av sméltet glass,

figur 3 er et diagram som illustrerer det prinsipp som

oppfinnelsen er basert på,

figur 4 illustrerer skjematisk en anordning ifølge en annen utførelsesform av oppfinnelsen, for måling av diameteren av en strøm, en strømning eller en stråle av smeltet, strålingsavgivende materiale for bestemmelse av materialets volumstrømning, og

figur 5 er et diagram som illustrerer funksjonsprinsippet

for den anordning som er vist på fig. 4.

Figur 2 viser skjematisk en utførelsesform av en anordning ifølge oppfinnelsen for måling av strømningshastigheten av en frittfallende stråle 1 av smeltet glass. Anordningen omfatter to strålingsdetektorer Sl og S2 som er anordnet med en forutbestemt innbyrdes avstand L langs glasstrålen 1, og innrettet til gjennom et passende optisk system som ikke er vist i detalj, å motta stråling fra to begrensede avsnitt av glasstrålen. På tegningen er disse to begrensede avsnitt av glasstrålen skjematisk markert med strekpunktede rektangler 2 og 3. Disse rektangler kan således betraktes som "observasjonsvinduer" for strålingsdetektorene Sl henholdsvis S2. Hver enkelt av detektorene gir et elektrisk utgangssignal som i prinsipp har den form som eksempelvis er illustrert på figur 1. Selv om den største del av dette signal har egenskaper som et støysignal, omfatter signalet også et flertall tilfeldig opptredende, pulslignende store amplitude-varias joner P. Disse amplitudevariasjoner P forårsakes av vilkårlig opptredende intensitetsvariasjoner med kort varighet i den stråling som blir avgitt av glasstrålen 1. Disse intensitetsvariasjoner er på sin side trolig forårsaket av tilfeldig opptredende luftbobler 4 i glassmaterialet. Når en luftboble passerer betraktningsvinduet 2 eller 3, bevirker den en pulsaktig amplitudevariasjon P i utgangssignalet fra den tilhørende detektor Sl henholdsvis S2,

idet størrelsen av denne amplitudevariasjon avhenger av blant annet boblens størrelse og dens avstand fra utsiden av glasstrålen 1. Det innses at bevegelsestiden for en gitt luftboble fra det oppstrømsbeliggende betraktningsvindu 2 til det nedstrømsbeliggende betraktningsvindu 3 vil være lik den tid det tar for glasstrålen 1 å forflytte seg over avstanden L, slik at den kan anvendes for bestemmelse av glasstrålens strømningshastighet i henhold til uttrykket

hvor V er strømningshastigheten og T er luftboblens bevegelsestid.

Hvert enkelt av utgangssignalene fra de to detektorer

Sl og S2 tilføres en tilhørende forsterknings- og signalbehandlingskrets Fl henholdsvis F2. Hver av kretsene Fl og F2 utskiller fra utgangssignalet fra tilhørende strålingsdetektor, alle de pulsaktige amplitudevariasjoner P som har en amplitude som overskrider et forutbestemt amplitude-nivå, f.eks. amplitudenivået A på fig. 1, og avgir på sin utgang en tilsvarende signalpuls P' for hver slik amplitudevariasjon P.

Disse signalpulser P<1>fra forsterkerne Fl og F2 tilføres startinngangen henholdsvis stoppinngangen på en tidmålekrets R som kan omfatte en digital teller drevet av en klokkepulsgenerator C. Tidmålekretsen R startes således av en luftboble 4 i glasstrålen 1 som passerer betraktningsvinduet 2 for den oppstrømsbeliggende detektor Sl og stoppes igjen så

snart deretter en luftboble passerer betraktningsvinduet 3 for den nedstrømsbeliggende detektor S2. Når tidmålekretsen er på denne måte er målt et tidsintervall,avgir den et ferdigsignal til en beregningsenhet D f.eks. bestående av en mikroprosessor, som mottar den målte verdi fra tidmåle-kretsens utgang og samtidig tilbakestiller denne krets. Tidmålekretsen R startes deretter på nytt så snart en luftboble 4 passerer betraktningsvinduet 2 for den oppstrøms-

beliggende detektor Sl.

For å sikre at det tidsintervall som måles av tidmålekretsen R virkelig tilsvarer glasstrålens 1 bevegelsestid over strekningen L mellom detektorene Sl og S2, er det åpen-bart nødvendig at tidmålekretsen R startes og stoppes under innvirkning av nøyaktig en og samme luftboble 4 i glasstrålen 1. Det innses at dette bare vil være tilfelle dersom det ikke finnes noen bobler 4 i mellomrommet mellom betraktningsvinduene 2 og 3 på det tidspunkt da en boble passerer det oppstrømsbeliggende betraktningsvindu 2, og derved starter tidmålekretsen R. Ettersom imidlertid luftboblene 4 er fullstendig vilkårlig plassert i glasstrålen 1, vil i praksis 1 de aller fleste tilfeller bobler 4 finnes mellom vinduene 2 og 3 når tidkretsen R startes av en boble 4 som passerer vinduet 2. I disse tilfeller vil tidkretsen R bli stoppet for tidlig av en av de bobler som allerede finnes mellom de to vinduer 2 og 3, slik at det av tidkretsen R målte tidsintervall kommer til å være for kort. Det kan også inntreffe at det av tidkretsen R målte tidsintervall blir for langt, f.eks. dersom den boble 4 som passerer det oppstrøms-beliggende vindu 2 og starter tidkretsen R, av en eller annen grunn ikke passerer det nedstrømsbeliggende vindu 3, f.eks. på grunn av en uregelmessig strømning i glasstrålen 1, og følgelig ikke påvirker den nedstrømsbeliggende detektor S2. I dette tilfellet vil tidmålekretsen R bli stoppet

av en senere, etterfølgende boble 4 og det målte tidsintervall vil bli for langt.

Til tross for disse vanskeligheter er det imidlertid

mulig ved anvendelse av oppfinnelsen ved hjelp av beregningsenheten D å avstedkomme korrekt informasjon vedrørende det "korrekte" tidsintervall, det vil si den tid det tar for en luftboble 4 og dermed for glasstrålen 1, å forflytte seg over avstanden L mellom de to betrektningsvinduer 2

og 3. Ifølge oppfinnelsen blir dette oppnådd ved at beregningsenheten D fra tidmålekretsen R mottar og lagrer et stort antall tidsintervaller, f.eks. 100 tidsintervaller,

som er målt på den ovenfor beskrevne måte. Beregningsenheten D er utformet eller programmert til å sortere eller klassifi-sere disse målte tidsintervaller med hensyn på deres verdi og å bestemme den mest hyppig opptredne verdi av disse målte

tidsintervaller, som er mottatt og lagret av beregningsenheten. Beregningsenheten D oppretter således et histogram av den

art som er illustrert på fig. 3. I dette histogram representerer den horisontale akse verdiene for de målte tidsintervaller oppdelt i klasse eller grupper som hvert har en bredde på

Xy S, og den vertikale akse representerer antallet av målte tidsintervaller N innenfor hver klasse eller gruppe. Det viser seg at dette histogram har en markert topp eller et maksimum for den klasse eller gruppe, innenfor hvilken det korrekte tidsintervall ligger, d.v.s klassen eller gruppen med midtverdien YjjS på fig. 3. Ettersom boblene 4 opptrer helt vilkårlig i glasstrålen 1 vil de "feilaktig" målte tidsintervaller bli spredt ut langs tidsaksen, nemlig for den største dels vedkommende som for korte tidsintervaller, mens samtlige av de korrekt målte tidsintervaller kommer til å ligge på et og samme sted langs tidsaksen. Denne analyse av de fra tidmålekretsen R mottatte tidsintervaller, gjennomføres automatisk av mikroprosessoren i beregningsenheten D, når denne har mottatt et forutbestemt antall av målte tidsintervaller, f.eks. 100. Det har vist seg at en slik markant topp eller maksimum i histogrammet blir oppnådd, når mengden av tilfeldig opptredende bobler 4 i glasstrålen 1 er slik at avstanden mellom to på hverandre følgende bobler, som begge passerer betraktningsvinduene 2 og 3 og er opphav til signalpulser P' fra forsterkende Fl og F2, er større enn avstanden L mellom vinduene 2 og 3 i det minste i 8-10% av samtlige tilfeller.

Beregningsenheten D skulle i og for seg kunne anvende midtverdien Y for den største klasse av målte tidsintervaller ifølge fig. 3, som den ønskede verdi for glasstrålens 1 bevegelsestid over avstanden L mellom vinduene 2 og 3, og følgelig beregne strålens strømningshastighet på grunnlag av denne verdi i overensstemmelse med det uttrykk som er angitt foran. Det blir imidlertid oppnådd en større nøyaktig-het dersom beregningsenheten D er utformet og pragrammert på slik måte at den etter å ha bestemt verdien Y på ovenfor beskrevne måte på grunnlag av et første flertall, f.eks.

100 målte tidsintervaller, deretter aksepterer utelukkende slike tidsintervaller mottatt fra tidmålekretsen R, som har verdier innenfor et begrenset intervall på begge sider

av verdien Y, det vil si innenfor intervaller Y-Z %. Beregningsenheten samler deretter et forutbestemt antall, f.eks.

100 av slike aksepterte målte tidsintervaller og beregner middelverdien for disse aksepterte målte tidsintervaller. Denne middelverdi betraktes deretter som den korrekte verdi for glasstrålens 1 bevegelsestid over strekningen L mellom betraktningsvinduene 2 og 3. Denne middelverdi oppdateres fordelaktig ved at en ny middelverdi beregnes for hvert nytt akseptert og målt tidsintervall som blir mottatt fra tidmålekretsen R, slik at middelverdien alltid beregnes på grunnlag av f.eks. de siste 100 aksepterte, målte tidsintervaller som er mottatt. Videre endres verdien Y fortløpende slik at den er lik den sist beregnede middelverdi, idet de eneste målte tidsintervaller som blir mottatt fra tidmålekretsen R som blir akseptert, er slike som har verdier innenfor intervallet ! Z % på begge sider av den sist beregnede middelverdi. På denne måte vil målingen automatisk følge variasjonene i strømningshastigheten av glasstrålen 1. Skulle beregningsenheten ikke motta noen akseptable, målte tidsintervaller

fra tidmålekretsen R under en forutbestemt tidsperiode,

vil beregningsenheten D starte prosessen på nytt fra begynnelsen av og opprette et nytt histogram ifølge fig. 3 på den ovenfor beskrevne måte, for å finne en korrekt verdi av Y. Dette

kan f.eks. være nødvendig i forbindelse med meget hurtige forandringer i glasstrålens strømningshastighet.

Som. nevnt i det foregående er det tilstrekkelig om antall "aksepterte", dvs. korrekt målte tidsintervaller fra tidmålekretsen R utgjør i det minste ca. 8-10 % av det totale antall målte tidsintervaller. Dette kan oppnås ved et hensiktsmessig valg av avstanden L mellom de to betrakt-ningsvinduer 2 og 3, av betraktningsvinduenes størrelse og av størrelsen av terskelamplitudenivået A i forsterkerne Fl og F2 i forhold til antall forekommende luftbobler i glasstrålen og i forhold til glasstrålens hastighet, på

slik måte at den innbyrdes tidsavstand mellom på hverandre følgende signalpulser P' i hvert av utgangssignalene fra de respektive forsterkere Fl og F2, overstiger glasstrålens bevegelsestid mellom betraktningsvinduene 2 og 3 i det minste i ca. 8-10 % av samtlige tilfeller. Det innses at dersom avstanden mellom betraktningsvinduene 2 og 3 gjøres kortere.

så vil tidsavstanden mellom på hverandre følgende signalpulser P' øke i forhold til den tid det tar for glasstrålen 1 å forflytte seg mellom betraktningsvinduene. På lignende måte vil en reduksjon av betraktningsvinduenes 2 og 3 størrelse redusere antall bobler som passerer disse vinduer og påvirke detektorene Sl og S2, hvorved den innbyrdes tidsavstand mellom på hverandre følgende signalpulser P' vil øke for et uendret totalt antall bobler i glasstrålen 1 og en uforandret strømningshastighet av strålen. På lignende måte vil et høyere terskelamplitudenivå A i forsterkerne Fl og F2 redusere antall signalpulser P<1>og følgelig gi en økning

av den innbyrdes tidsavstand mellom på hverandre følgende signalpulser P' for et uendret totalt antall bobler 4 i glasstrålen 1 og en uforandret strømningshastighet av strålen.

Som nevnt i det foregående kan en anordning ifølge oppfinnelsen videreutvikles til å bestemme ikke bare strøm-ningshastigheten av materialet, men også dettes volumstrømning. Volumstrømningen er av interesse i mange anvendelser, slik

som f.eks. ved fremstilling av glassfibre, hvor det f.eks.

er viktig å kunne måle volumstrømningen av den frittfallende stråle av smeltet glass ned til spinnerne. For dette formål er det nødvendig å bestemme strålens diameter i tillegg til dennes strømningshastighet.

Glasstrålens diameter kan med fordel måles ved hjelp

av en anordning utformet på det måte som skjematisk er vist på fig. 4. Denne anordning omfatter en lineær oppstilling av fotodioder 5 som er innrettet til gjennom et hensiktsmessig optisk system som ikke i detalj er vist på tegningen,

å motta stråling avgitt av glasstrålen 1 langs en linje 6, som er vinkelrett på glasstrålens strømningsretning.

Det innses at i fotodiodeoppstilling 5 vil et antall dioder svarende til diameteren d av glasstrålen 1, motta stråling fra strålen 1, mens de øvrige dioder i oppstillingen vil motta i det vesentlige bare bakgrunnsstråling. Diodene

i diodeoppstillingen 5 avsøkes eller avtastes periodisk

ved hjelp av en avsøkningskrets 7. Fra denne får man for hver avsøkning en serie signalpulser hvis antall er lik antall dioder i diodeoppstillingen og hvor hver ankelt har en amplitude svarende til den strålingsmengde som vedkommende diode har mottatt siden den umiddelbart foregående

avsøkning. Utgangssignalet fra avsøkningskretsen 7 har følgelig den form som er illustrert ved diagrammet I på

fig. 5. Dette diagram viser utgangssignalet fra avsøknings-kretsen 7 for to på hverandre følgende avsøkninger, idet den totale avsøkningstid for diodeoppstillingen 5 er betegnet med Ta, mens pausen mellom to på hverandre følgende avsøk-ninger er betegnet til To. Avsøknings- eller samplingsfrekvensen er følgelig 1/Ta+To og bestemmes av en styrekrets 8 som f.eks. omfatter en spenningsstyrt oscillator for bestemmelse av avsøkningsfrekvensen.

Utgangssignalet fra avsøkningskretsen 7 tilføres en digitaliseringskrets 9 som bestemmer hvilke pulser i signalet som har en amplitude over et forutbestemt nivå, f.eks. amplitudenivået Al på fig. 5, og som frembringer et kantbølgesignal med tilsvarende lengde, d.v.s. med den form som er illustrert ved diagrammet II på fig. 5. Dette kantbølgesignal har således en varighet svarende til antall dioder i oppstillingen 5 som har mottatt stråling over et gitt nivå Al. Dette kantbølgesignal tilføres en tidmålekrets 10 f.eks. i form av en digital teller drevet fra en klokkepulsgenerator 11. Telleren holdes igang av kantbølgesignalet fra kretsen 9

og teller følgelig et antall klokkepulser svarende til varigheten av det nevnte kantbølgesignal. Klokkepulsene fra klokkepulsgeneratoren 11 er vist i diagrammet III på fig. 5. Det resulterende tellebeløp i den digitale teller i tidmålekretsen 10 vil følgelig utgjøre et mål for diameteren d av glasstrålen 1, og tilføres fra tidmålekretsen 10 til en beregningskrets som også mottar den målte verdi på strøm-ningshastigheten av glasstrålen 1 og som beregner glasstrålens volumstrømning på grunnlag av disse målte verdier.

Det oppstår imidlertid et problem på grunn av det forhold at det ikke finnes noen skarpt definert grenselinje mellom de dioder i oppstillingen 5 som mottar stråling direkte fra glasstrålen 1, og de dioder i oppstillingen som teoretisk utelukkende skulle motta bakgrunnsstråling. Dette fremgår av formen av det signal som er illustrert ved diagram I

på fig. 5, som viser at utgangssignalene fra de individuelle dioder øker gradvis ved "kantene" av glasstrålen I. Dette medfører at det antall dioder som gir et utgangssignal som overskrider terskelverdien Al, vil variere ikke bare med

diameteren av glasstrålen 1, men også av glasstrålens strålingsintensitet, dvs. av strålens temperatur. En øket temperatur i glasstrålen vil derfor gi en større måleverdi for diameteren selv om strålens diameter i realiteten er konstant. Ifølge oppfinnelsen blir det kompensert for denne målefeil ved at avsøkningskretsens 7 utgangssignal føres til en strømbryter 12 som styres av kantbølgesignalet fra kretsen 9 på slik måte at den er lukket bare under varigheten av dette kant-bølgesignalet. Dermed vil bare de utgangssignaler fra diodene i oppstillingen 5, som overstiger terskelnivået Al, passere gjennom bryteren. Disse signaler fører til en middelverdi-dannende krets 13 som bestemmer middelamplitudeverdien for disse signalpulser og avgir et tilsvarende signal til en styrekrets 14. I denne styrekrets 14 sammenlignes middel-verdisignalet fra kretsen 13 med en referanseverdi Ar og i avhengighet av denne sammenligning frembringer styrekretsen 14 en styrespenning til den spenningsstyrte oscillator i styrekretsen 8. Under innvirkning av denne styrespenning justerer kretsen 8 avsøknings- eller samplingsfrekvensen for diodeoppstillingen 5 på en slik måte at middelamplituden for de fotodiodesignaler som overstiger terskelverdien Al, holdes konstant og lik ref eransearnplituden Ar. Det innses at dette er mulig fordi amplituden av signalpulsene fra diodene i diodeoppstillingen 5 øker når avsøknings- eller samplingsperioden Ta+To øker, ettersom hver diode derved kommer til å ha tid til å motta en større strålingsmengde mellom hver avsøkning. På denne måte blir det oppnådd en automatisk kompensasjon av diametermålingen for eventuelle variasjoner i temperaturen av glasstrålen 1 og således dennes strålingsintensitet.

I en anordning ifølge oppfinnelsen for måling av såvel strømningshastigheten som diameteren av en strømning, en strøm eller en stråle av smeltet, strålingsavgivende materiale, er fotodiodeoppstillingen 5 hensiktsmessig plassert mellom de to strålingsdetektorer Sl og S2, slik at hastigheten og diameteren holdes på i det vesentlige det samme sted langs materialstrømmen.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for bestemmelse av strø mningshastigheten av en strømning, en strøm eller en stråle av et smeltet, strålingsavgivende materiale, omfattende følgende trinn: a) intensiteten av den stråling som blir avgitt fra et begrenset avsnitt av materialstrømmen, avfø les ved to steder som befinner seg i avstand fra hverandre langs strø mningsveien, og omdannes til tilsvarende elektriske signaler, b) fra de nevnte signaler fra de to avfø lingssteder utskilles alle pulsaktige amplitudevariasjoner som overstiger en forutbestemt størrelse, hvilke amplitudevariasjoner skriver seg fra tilfeldig opptredende, lokale, diskrete avvikelser i material-strømmens strålingsintensitet forårsaket av lokale inhomogeniteter i materialet, c) tidsintervallet bestemmes mellom en slik amplitudevariasjon i signalene fra det oppstrø ms beliggende avfø lingssted og den amplitudevariasjon i signalene fra det nedstrøms beliggende avfølingssted, som er forårsaket av samme inhomogenitet i materialet, som forårsaket den nevnte amplitudevariasjon i signalene fra det oppstrøms beliggende avfø lingssted, og d) det nevnte tidsintervall anvendes som et mål på material-strømmens bevegelsestid mellom de to avfølingsstedene, for beregning av materialstrømmens strømningshastighet, karakterisert ved at tidsintervallet ifølge trinn c) bestemmes ved e) gjentatt bestemmelse av tidsintervallet mellom en ampli-tudevarias jon i signalene fra det oppstrø ms beliggende avfølings-steds og den nærmest i tid derefter opptredende amplitude-varias jon i signalene fra det nedstrøms beliggende avfølingssted, og f) på grunnlag av et flertall tidsintervaller bestemt på den nevnte måte, fastleggelse av hvilken som er den mest hyppig forekommende verdi for disse tidsintervaller, idet denne mest hyppig forekommende verdi ansees å være materialstrømmens bevegelsestid mellom de to avfølingssteder ved beregningen av materialstrømmens strømningshastighet i trinn d).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at når ifølge trinn f) den mest hyppig forekommende verdi av et flertall bestemte tidsintervaller bestemt ifølge trinn e) er fastlagt, utvelges blant de ifølge trinn e) fortsatt gjentatt bestemte tidsintervaller, bare slike som har en verdi liggende innenfor et visst forutbestemt begrenset område på begge sider av den nevnte mest hyppig forekommende verdi, og middelverdien bestemmes for et flertall slik utvalgte tidsintervaller, hvilken middelverdi anvendes som mål på materialstrø mmens bevegelsestid mellom de to avfølingssteder, ved beregningen ifølge trinn d).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at etter bestemmelse av den nevnte middelverdi en første gang på grunnlag av et forutbestemt antall av de nevnte utvalgte tidsintervaller, oppdateres denne middelverdi ved for hvert nytt utvalgt tidsintervall på nytt å beregne en middelverdi for det nevnte forutbestemte antall av de sist utvalgte tidsintervaller, idet bare slike tidsintervaller utvelges som har en verdi liggende innenfor det nevnt forutbestemte område på begge sider av den sist beregnede middelverdi.

4. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at størrelsen av det nevnte avsnitt og den nevnte avstand mellom avfølingsstedene og den nevnte forutbestemte størrelse av de nevnte amplitudevariasjoner avpasses slik til forekomsten av de nevnte inhomogeniteter i materialet og til materialstrømmens strømningshastighet, at tidsavstanden mellom på hverandre følgende amplitudevariasjoner som overstiger den nevnte forutbestemte størrelse i de nevnte signaler fra avfølingsstedene, overskrider materialstrømmens bevegelsestid mellom avfø lingsstedene i i det minste 8-10 % av tilfellene.

5. Fremgangsmåte for bestemmelse av volumstrømningen av en strøm, en strø mning eller en stråle av et smeltet, strålingsavgivende materiale, karakterisert ved at foruten bestemmelse av materialestrø mmens strømningshastighet ved hjelp av fremgangsmåten ifølge et av kravene 1-4, bestemmes også materialstrø mmens diameter, og volumstrø mningens størrelse beregnes på grunnlag av de således bestemte verdier av strømningshastighet og diameter.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at materialstrømmens diameter bestemmes ved at en lineær oppstilling av fotodioder er innrettet til å avføle den fra materialstrø mmen avgitte stråling langs en linje som forløper vinkelrett i forhold til strø mningsretningen, at de nevnte fotodioder avfø les periodisk med hensyn til den av hver enkelt fotodiode mottatte strålingsmengde efter den foregående avføling, at det etter hver slik avføling fastlegges hvilket antall fotodioder som har mottatt en strålingsmengde som overskrider en forutbestemt verdi, og at dette antall sammen med den innbyrdes avstand mellom fotodiodene anvendes som et mål på materialstrømmens diameter, at etter hver avføling også middelverdien av den strålingsmengde som er mottatt av det nevnte antall fotodioder, fastlegges, og at periodisiteten for den nevnte avføling av fotodiodene avpasses slik at den nevnte middelverdi bringes til å overensstemme med en forutbestemt referanseverdi.

7. Anordning for bestemmelse av strø mningshastigheten av en strømning, en strøm eller en stråle av et smeltet, strålingsavgivende materiale, omfattende a) to strålingsdetektorer (Sl, S2) innrettet til å motta stråling avgitt fra et begrenset avsnitt (2, 3) av material-strømmen (1) ved to steder som ligger i avstand (L) fra hverandre langs strømningsveien, og til å frembringe elektriske utgangssignaler svarende til den mottatte strålingsintensitet, b) for hver strålingsdetektor en signalbehandlingskrets (Fl, F2) innrettet til fra strålingsdetektorens utgangssignal å utskille bare slike pulsaktige amplitudevariasjoner (F) som overskrider en forutbestemt minste amplitude (A) og til å frembringe tilsvarende signalpulser (P') på sin utgang, og c) kretser (R, D) påvirket av de nevnte signalpulser (P') og innrettet til å bestemme bevegelsestiden av materialstrømmen (1) mellom de to detekteringssteder og på grunnlag av dette å beregne materialstrømmens strømningshastighet, karakterisert ved at de nevnte kretser ifølge c) omfatter: d) en tidmålekrets (R) innrettet til å startes av en signalpuls <P') som skriver seg fra en oppstrø ms beliggende detektor (Sl) og til å stoppes av den i tid nærmest derpå følgende signalpuls (P <1> ) som skriver seg fra den nedstrøms beliggende detektor (S2) og til å frembringe et måleresultat som representerer tidsintervallet mellom de nevnte signalpulser, og til deretter på nytt å startes av en signalpuls (P') som skriver seg fra den oppstrøms beliggende detektor (Sl), og e) en beregningsenhet (D) innrettet til å motta det nevnte måleresultat fra tidmålekretsen (R) og på grunnlag av et flertall slike måleresultater å fastlegge den mest hyppig opptredende verdi (Y) av disse og å utnytte denne verdi som et mål på bevegelsestiden av materialstrømmen (1) mellom de to detekteringssteder, ved beregningen av materialstrømmens strø mningshastighet.

8. Anordning ifølge krav 7, karakterisert ved at beregningsenheten (D) er innrettet til etter den nevnte fastleggelse av den mest hyppig forekommende verdi (Y) for et antall måleresultater mottatt fra tidmålekretsen (R), bare å akseptere måleresultater med verdier som ligger innenfor et forutbestemt begrenset område (+ Z %) på begge sider av den nevnte mest hyppige verdi, og å bestemme middelverdien av et forutbestemt antall slik aksepterte måleresultater og anvende denne middelverdi ved beregningen av strø mningshastigheten.

9. Anordning ifølge krav 8, karakterisert ved at beregningsenheten (D) er innrettet til fortløpende å oppdatere den nevnte middelverdi ved for hvert nytt mottatt, akseptert måleresultat fra tidmålekretsen (R) å beregne en ny middelverdi på grunnlag av det nevnte forutbestemte antall sist mottatte, aksepterte måleresultater og bare akseptere måleresultater med verdier som ligger innenfor det nevnte forutbestemte område på begge sider av den sist beregnede middelverdi.

10. Anordning ifølge et av kravene 7-9 for bestemmelse også av materialstrømmens volumstrømning, karakterisert ved at den omfatter organer (5-14) for bestemmelse av materialstrø mmens (1) diameter (d), idet beregningsenheten (D) er innrettet til å beregne material-strømmens volumstrømning på grunnlag av de bestemte verdier for materialstrømmens strømningshastighet og diameter.

11. Anordning ifølge krav 10, karakterisert ved at det nevnte organ for bestemmelse av materialstrø mmens (1) diamter (d) omfatter: en lineær oppstilling av fotodioder (5) innrettet til å motta stråling fra materialstrø mmen (1) langs en linje (6) som ligger vinkelrett i forhold til strømningsretningen, organer (7) for periodisk avfø ling av fotodiodene (5) med hensyn til den av hver enkelt diode mottatte strålingsmengde etter foregående avfø ling, organer (9, 10, 11) for etter hver slik avføling å bestemme det antall dioder som har mottatt en strålingsmengde som overskrider et forutbestemt nivå (Al) og avgivelse av en måleverdi som representerer dette antall dioder, til beregningsenheten (D), som er innrettet til å utnytte denne måleverdi som mål på materialstrø mmens (1) diameter (D) ved beregningen av volumstrø mningen, organer (13) for bestemmelse av middelverdien av den strålingsmengde som det nevnte antall dioder har mottatt, organer (14) for sammenligning av den nevnte middelverdi med en referanseverdi (Ar), og organer (8) for i avhengighet av den nevnte sammenligning å styre periodisiteten for avfølingen av fotodiodene (5) på slik måte at den nevnte middelverdi bringes til å overensstemme med den nevnte referanseverdi.

12. Anordning ifølge krav 11, karakterisert ved at den nevnte oppstilling av fotodioder (5) er innrettet til å motta stråling fra material-strømmen (1) på et sted beliggende mellom de to steder (2, 3) hvor de nevnte strålingsdetektorer (Sl, S2) mottar stråling fra materialstrømmen.