WO2005036115A1 - Contactless temperature measurement - Google Patents

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WO2005036115A1
WO2005036115A1 PCT/EP2004/010974 EP2004010974W WO2005036115A1 WO 2005036115 A1 WO2005036115 A1 WO 2005036115A1 EP 2004010974 W EP2004010974 W EP 2004010974W WO 2005036115 A1 WO2005036115 A1 WO 2005036115A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
temperature
measurement
contactless
sensor device
temperature measuring
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/010974
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Walter Greutmann
Ronald Stiem
Original Assignee
Alcan Technology & Management Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alcan Technology & Management Ltd. filed Critical Alcan Technology & Management Ltd.
Publication of WO2005036115A1 publication Critical patent/WO2005036115A1/en

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/0022Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiation of moving bodies
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/52Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using comparison with reference sources, e.g. disappearing-filament pyrometer
    • G01J5/53Reference sources, e.g. standard lamps; Black bodies

Definitions

  • the invention relates to a temperature measuring device for the contactless measurement of the temperature of objects, with at least one contactless sensor device, in particular an optical sensor device.
  • the invention further relates to a method for operating a contactless temperature measuring device with at least one contactless sensor device, such as in particular a pyrometer device.
  • the invention relates to the use of an automatically calibrating contactless temperature measuring device.
  • the secondary conditions to be observed, which the measuring method must meet, are a problem.
  • the most accurate measurement result should be achieved.
  • relatively high temperatures can often be measured.
  • the measurement not adversely affect the product to be manufactured.
  • the measurement should also be as low-wear as possible, so that the transducers only have to be replaced rarely or not at all.
  • the measurement must also take place relatively quickly, and in some processes, such as, for example, in extrusion processes, it can also be carried out on a moving object.
  • contactless measuring sensors are mostly used for such temperature measuring tasks.
  • pyrometric temperature measurement methods have become established.
  • the pyrometric temperature measurement is carried out using the Planck radiation laws.
  • the total energy emitted by a body in the form of radiation depends on its temperature.
  • the Planck law on radiation only applies to ideal black bodies.
  • Total radiation pyrometers or single-channel pyrometers can be used for such black bodies (or quasi black bodies with an emissivity ⁇ close to 1). Calibration of the pyrometer is not necessary.
  • emissivity In order to determine the temperature of a real body, its emissivity (i.e. the body's radiance) must be known.
  • the emissivity of a body is defined by the quotient of the emitted radiation from the body and the radiation from a black body with the same temperature.
  • a temperature lower than this corresponds to the true temperature of the body.
  • the emissivity can be set in order to be able to use such pyrometers for the temperature measurement of gray emitters after carrying out a corresponding calibration.
  • ⁇ ( ⁇ ) depends on the wavelength.
  • the values of ⁇ ( ⁇ ) usually fluctuate between 0.05 and 0.5.
  • the emissivity can also depend on the surface itself.
  • a disadvantage of these devices is that a very high calibration effort is initially required.
  • 135 extrusion presses can cause the ambient radiation to change due to heating of the extrusion press during operation, which typically takes several hours, which in turn has an influence on the measured values of the pyrometer and thus on the measuring accuracy of the temperature measurement
  • the inventor has also taken on the task of proposing a method for operating a contactless temperature measuring device which has similar advantages. Finally, the inventor has set itself the task of advantageous uses of the method mentioned
  • a temperature measuring device for the contactless measurement of the temperature of objects with at least one contactless sensor device, in particular an optical sensor device, be further developed.
  • At least one automatic calibration device is provided for calibrating the contactless sensor device (s), the automatic calibration device having at least one reference sensor device which is compared to at least one of the contactless sensor devices.
  • the actual temperature measurement can thus be carried out similarly to a conventional pyrometer with an optical sensor device which, for example, has one or more measured values in the infrared spectrum
  • the main measuring sensor can thus have the known advantages of contactless sensor devices, such as a fast, contactless and wear-free measurement. In contrast to known measuring devices, however, the contactless is calibrated
  • 210 preferably in such a way that as many, particularly preferably essentially all, sources of error are compensated for, especially those that have a large influence. For example, surface aging of the object to be measured, a change in the
  • the automatic calibration can be carried out continuously, for example essentially continuously or at certain time intervals. It is also conceivable that an automatic potash
  • the reference sensor device for example a thermocouple
  • the reference sensor device is guided by hand to the object to be measured. par- when the reference sensor device is guided by hand
  • a calibration button can be attached directly to the housing of the reference sensor device, for example, so that the user guiding the reference sensor device can carry out the calibration particularly easily.
  • the reference measurement values required for the automatic calibration are made available to the calibration device by at least one reference sensor device.
  • the reference sensor device is based at least
  • the individual sources of error can be at least partially eliminated from the measured values by a suitable combination of the main measured value / main measured values and the reference measured value / reference measured values
  • the temperature measuring device outputs a temperature value that has a lower error.
  • the reference sensor device can possibly be based on a 250 measuring principle, which works more slowly, is subject to wear, adversely affects the body to be measured, etc. This is possible because the reference sensor device does not have to deliver measured values continuously, but only, for example, at fixed intervals. 255, the best possible compromise between the best possible calibration on the one hand and the lowest possible reference measurement effort on the other hand is to be sought.
  • the time intervals between two reference measurements are selected to be of different sizes. For example, these can be closer together when the device is switched on for the first time. which lie, or can be chosen to be closer together if the required calibration adjustment between two calibration steps is relatively large. in the
  • the contactless sensor device is designed as a pyrometer device, in particular as a ratio pyrometer device and / or as a multi-wavelength pyrometer device.
  • At least one automatic calibration device has at least one programmable logic controller.
  • Relatively complex mathematical models for calibrating the contactless sensor inputs can also be used with such generally computer-based controls.
  • At least one automatic calibration device is a storage device for storing calibration
  • calibration data it is possible, for example, for calibration data to be temporarily stored, and so, for example, to switch back to a previous calibration after the device has been switched on again, so that the temperature measurement device has settled.
  • the storage device can also be fed with certain standard values, for example in a delivery state of the temperature measuring device. It is also conceivable that, for example, standard values for various industrial processes
  • At least one reference sensor device is designed as a contact-type sensor device.
  • Contact-based measurement methods are usually from
  • 325 structure particularly easy to implement.
  • they are based on a completely different measuring principle as non-contact sensors.
  • contact-based measurement methods generally have no or a reduced influence on the surface, in particular on the
  • thermocouples are standard components and deliver a very precise one in a relatively short time
  • thermocouples in the form of electrical
  • the 345 signals, so that the measurement result can be processed particularly easily, for example, by a programmable logic controller.
  • contactless sensor device at least one reference sensor device, or a plurality of these are movable in at least one direction, preferably in at least two directions, in particular displaceably and / or rotatably.
  • Such training can make it possible
  • the area of the surface to be measured can be the same over a certain period of time. This can be particularly the case with a contact
  • 360th measurement method can be of great advantage, since it can avoid scratching the surface of the body to be measured. If both the contactless sensor device and the reference sensor device are movably mounted, both can be used over a longer period of time
  • the contactless sensor device and / or the reference sensor measure the same area of the surface of the body to be measured.
  • the movement can take place in a direction perpendicular to it, for example. If the contactless sensor device and / or the reference sensor
  • a temperature measurement can be carried out across the profile width of the extruded body. This means that for example temperature or surface differences
  • the calibration can only take place along a profile area (e.g. if the reference sensor device is not movable perpendicular to the extrusion direction), or
  • the moveable bearing can, for example, be
  • At least one optical control device is provided for checking the agreement of measured values. For example, on a
  • a laser pointer can be attached as an adjustment aid such that the light spot marks the area of the body to be measured in which the contactless sensor device records the measured value. For example, if the light spot is near the
  • the reference sensor device e.g. a thermocouple
  • contactless sensor device such as in particular a pyrometer device
  • an automatic calibration of at least one contactless sensor device there is an automatic calibration of at least one contactless sensor device.
  • the automatic calibration enables a particularly good measured value that contains the largest possible number of error
  • 425 sources can be compensated or their influence reduced without the need for time-consuming manual calibration.
  • the automatic calibration is preferably based on at least one reference measurement, which is based on a different measuring principle from that on which at least one of the contactless sensor devices is based.
  • At least one reference measurement is preferably carried out in the form of a contact measurement, in particular by means of 440 a thermocouple.
  • the location of the temperature measurement in particular the location of the contact-related temperature measurement, takes place at least temporarily in a constant area of the body to be measured and / or different surface areas of the body to be measured are recorded.
  • “different surface areas” are to be understood in particular as those surface areas which, owing to their different positions 450 and / or training can usually provide different measured values.
  • middle areas and lateral areas of the extruded profile can be understood as “different surface areas” in this sense in an extrusion process.
  • a temperature measuring device of the type described above is particularly suitable for this use.
  • An emissivity of ⁇ ⁇ x is to be regarded in particular as a low emissivity, where x is for example the numerical values 0.1, 0.2,
  • the self-calibrating contactless temperature measuring device is particularly advantageous, in particular the self-calibrating temperature measuring device proposed above for measuring metallic materials.
  • metals such as in particular aluminum, copper or gold, and alloys containing at least one of these metals are used.
  • Metals usually have a very low emissivity, as well as a strongly “colored” emission characteristic ( ⁇ ). This means that it can also do this automatically
  • calibrating contactless temperature measuring device can be used particularly advantageously. It is also advantageous if a self-calibrating contactless temperature measuring device, in particular
  • the proposed device can be used particularly advantageously because z. B. usually move the body to be measured in extrusion.
  • Fig. 1 a schematic view of the control system of a temperature measuring device according to an embodiment of the invention
  • FIG. 2 a schematic view of the structure of a temperature measuring device according to a further exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 3 the temperature measuring device shown in FIG. 2 at different times in a simplified representation.
  • FIG. 1 shows the schematic structure of a control system 11 according to an embodiment of the invention, 520, which explains the basic principle of the proposed automatic calibration.
  • an infrared camera 10 known per se.
  • This infrared camera 10 has an objective 12 which images a specific area of the surface of the body 16 to be measured.
  • the infrared camera 10 measures one or more
  • the uncalibrated temperature values 18 recorded by the infrared camera 10 arrive via an appropriate data line at an evaluation system 20 which, among other things, has the calibration logic.
  • thermocouple 22 In addition to the infrared camera 10, a reference sensor based on a different measuring principle, in the present example a thermocouple 22, is provided, which measures essentially the same surface area of the body 16 to be measured. The measuring ranges of the infrared camera 10 and the thermocouple 22 are matched to one another in such a way that the measurements are not mutually obstructed.
  • the reference temperature values 24 determined by the thermocouple 22 are likewise transmitted to the evaluation system 20 via a corresponding data line.
  • the evaluation system 20 compares the continuously incoming uncalibrated temperature values 18 with the reference temperature values 24 arriving in intervals, for example, and determines a compensation function for the uncalibrated temperature values 18 coming from the infrared camera 10.
  • the temperature values 26 calibrated with the aid of the compensation function are transmitted to an interface 28 via data lines from which these can be read.
  • the interface 28 can be, for example, an interface 28 for a person in the form of a display device, or else (possibly in parallel with it) a known computer interface such as, for example, B. RS232, V24, USB, etc.
  • the evaluation system 20 can send control signals 30, for example to an adjustable holder of the thermocouple 22, via a control line.
  • the time interval between two reference measurements is reduced if a larger drift of the compensation function is determined between two successive reference measurements of the thermocouple 22.
  • the error of the calibrated temperature values 26 can be reduced, in particular for the temperature values immediately before the next reference measurement. 575
  • the time intervals between two reference measurements can be increased if the drift of the compensation function is only slight.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of the invention in which, similar to FIG. 1, the contactless sensor device is in the form of an infrared camera 10 and the reference sensor device is in the form of a thermocouple 22. Both infrared camera 10 and thermal
  • 585 element 22 are movably arranged in the exemplary embodiment shown in FIG. 2 and can be moved in a targeted manner by stepper motors 32, 33, for example by the evaluation system 20 or other control logic.
  • the body to be measured is an extruded profile 34, a section of which is shown in FIG. 2. As indicated by the arrow labeled x, the extruded profile 34 moves in this direction.
  • thermocouple 22 is mounted on a linear drive 36, so that the thermocouple 22 is inserted into the
  • thermocouple 22 can be brought into contact with the surface 35 of the extruded profile 36 by means of a servomotor, which is not shown here, or can be lifted off the latter.
  • the infrared camera 10 is rotatably fastened and can be pivoted in the pivoting direction indicated by the double arrow b by a further stepper motor 32.
  • the opening angle of the lens 12 can also be adjusted.
  • thermocouple 22 Even if this is not shown in more detail in the figure, the infrared camera 10 and the thermocouple 22 can
  • the correction function therefore depends not only on the emitted radiation from the extruded profile 34, but also on the geometric location t.
  • FIG. 3 shows the measuring system 38 shown in FIG. 2 at 635 different times, the drive elements not being shown for reasons of clarity.
  • FIG. 3a shows the normal state of the measuring system 38.
  • a 640 temperature measurement is carried out continuously using the infrared camera 10, which is in a neutral position.
  • the thermocouple 22 is in a retracted normal position in which it does not touch the surface 35 of the extruded profile 34. In a leveled-out state of the measuring system 38, it is in the normal position shown in FIG. 3a for most of the time. After a certain time interval has elapsed, a reference measurement cycle is initiated. The situation at the beginning of the reference measurement cycle is illustrated in Fig. 3b.
  • the thermocouple 22 is moved downward in the direction yi and makes contact with the surface 35 of the extruded profile 34.
  • the thermocouple 655 element 22 requires a specific setting time period of typically a few seconds. During this time, as illustrated in FIG. 3b, the thermocouple 22 is moved in the x direction in synchronization with the extruded profile 34. So that the 660 surface areas L of the extruded profile 34 measured by the thermocouple 22 and the infrared camera 10 essentially coincide, the infrared camera 10 is pivoted synchronously with the movement x of the extruded profile 34, which is indicated by the arrow zi.
  • thermocouple 22 When the temperature reference value is determined using the thermocouple 22, the thermocouple 22 is lifted in the direction y 2 from the surface 35 of the extruded profile 34, as indicated in FIG. 3c. The thermocouple 22 then moves in the opposite direction to the direction of travel

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Abstract

The invention relates to a temperature measuring device (11) for the contactless measurement of the temperature of objects (16) using a pyrometer (10). Said device is equipped with a calibration unit (20), which automatically calibrates the basic measured values (18) of the pyrometer (10). Said calibration is carried out with the aid of the measured values of a reference sensor (22), which is based on a different measuring principle than that of the pyrometer (10). A thermal element (22) is for example suitable for use as the measuring sensor for the reference temperature measurement. The reference measurement is not carried out continuously but at specific times, for example at regular intervals. The reference sensor (22) can thus be mounted so that it remains mobile. If the pyrometer (10) and the thermal element (22) are displaceably mounted, the object (16) can be measured and calibrated in various sections on its surface.

Description

Berührungslose Temperaturmessung Non-contact temperature measurement
Die Erfindung betrifft eine Temperaturmessvorrichtung zum kontaktlosen Messen der Temperatur von Gegenständen, mit wenigstens einer kontaktlosen Sensoreinrichtung, insbesondere einer optischen Sensoreinrichtung. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb einer kontaktlosen Temperaturmessvorrichtung mit wenigstens einer kontakt- losen Sensoreinrichtung, wie insbesondere einer Pyrometereinrichtung. Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung einer sich selbsttätig kalibrierenden kontaktlosen Temperaturmessvorrichtung.The invention relates to a temperature measuring device for the contactless measurement of the temperature of objects, with at least one contactless sensor device, in particular an optical sensor device. The invention further relates to a method for operating a contactless temperature measuring device with at least one contactless sensor device, such as in particular a pyrometer device. Furthermore, the invention relates to the use of an automatically calibrating contactless temperature measuring device.
Im Rahmen einer Materialbearbeitung, insbesondere bei industriellen Fertigungsprozessen, ist oftmals eine Messung der Temperatur des zu verarbeitenden Werkstücks erforderlich. Rein beispielhaft seien an dieser Stelle Gießverfahren, Schmiedeverfahren, Stanzverfahren, Ziehverfahren und Strangpressverfahren genannt. Häufig ist dabei das Einhalten bestimmter Temperaturgrenzen wesentlich für den Ferti- gungsprozess . Dies kann einerseits hinsichtlich des Fertigungsprozesses gelten (z. B. dass eine Obergrenze für die zulässigen Temperaturen beachtet werden muss, beispielswei- se weil der Schmelzpunkt des zu bearbeitenden Materials nicht erreicht werden darf) andererseits aber auch hinsichtlich des zu fertigenden Werkstücks, da eine zu hohe oder zu niedrige Temperatur beispielsweise zu inneren Spannungen, schlechtem Belastungsverhalten oder Rissen in den Oberflächen des Werkstücks führen kann.In the context of material processing, particularly in industrial manufacturing processes, it is often necessary to measure the temperature of the workpiece to be processed. Casting, forging, stamping, drawing and extrusion are just a few examples. Maintaining certain temperature limits is often essential for the manufacturing process. This can apply to the manufacturing process on the one hand (eg that an upper limit for the permissible temperatures must be observed, for example because the melting point of the material to be processed must not be reached) but also with regard to the workpiece to be manufactured because high or too low temperature, for example, can lead to internal stresses, poor load behavior or cracks in the surfaces of the workpiece.
Vor allem bei industriellen Fertigungsprozessen sind die zu beachtenden Nebenbedingungen, die das Messverfahren erfüllen muss, ein Problem. Einerseits soll ein möglichst genau- es Messergebnis erzielt werden. Weiterhin sind oftmals relativ hohe Temperaturen zu messen. Auch ist es wünschenswert, dass die Messung das zu fertigende Produkt nicht nachteilig beeinflusst. Schließlich soll die Messung auch möglichst verschleißarm sein, also dass Messwertaufnehmer nur selten oder überhaupt nicht gewechselt werden müssen. Schließlich muss die Messung auch relativ schnell erfolgen, und bei manchen Prozessen, wie beispielsweise bei Strangpressverfahren, auch an einem sich bewegenden Objekt durchgeführt werden können.Especially in industrial manufacturing processes, the secondary conditions to be observed, which the measuring method must meet, are a problem. On the one hand, the most accurate measurement result should be achieved. Furthermore, relatively high temperatures can often be measured. It is also desirable that the measurement not adversely affect the product to be manufactured. After all, the measurement should also be as low-wear as possible, so that the transducers only have to be replaced rarely or not at all. Finally, the measurement must also take place relatively quickly, and in some processes, such as, for example, in extrusion processes, it can also be carried out on a moving object.
Um diese Nebenbedingungen erfüllen zu können, werden für derartige Temperaturmessaufgaben meist berührungslose Messsensoren eingesetzt. Insbesondere haben sich pyrometrische Temperaturmessverfahren durchgesetzt .In order to be able to meet these secondary conditions, contactless measuring sensors are mostly used for such temperature measuring tasks. In particular, pyrometric temperature measurement methods have become established.
Die pyrometrische Temperaturmessung geschieht unter Ausnutzung der Planck' sehen Strahlungsgesetze. Die von einem Körper in Form von Strahlung ausgesandte Gesamtenergie hängt von dessen Temperatur ab. Das Planck' sehe Strahlungsgesetz gilt jedoch nur für ideale schwarze Körper.The pyrometric temperature measurement is carried out using the Planck radiation laws. The total energy emitted by a body in the form of radiation depends on its temperature. However, the Planck law on radiation only applies to ideal black bodies.
Für derartige schwarze Körper (bzw. quasi schwarze Körper mit einer Emissivität ε in der Nähe von 1) können Gesamtstrahlungspyrometer oder Ein-Kanal-Pyrometer verwendet wer- den. Eine Kalibrierung der Pyrometer ist nicht notwendig.Total radiation pyrometers or single-channel pyrometers can be used for such black bodies (or quasi black bodies with an emissivity ε close to 1). Calibration of the pyrometer is not necessary.
Um die Temperatur eines realen Körpers zu bestimmen, muss dessen Emissivität (d.h. das Strahlungsvermögen des Körpers bekannt sein) . Die Emissivität eines Körpers wird durch den Quotienten der emittierten Strahlung des Körpers und der Strahlung eines schwarzen Körpers mit derselben Temperatur definiert. Die Emissivität kann physikalisch durch einen auf die Plank' sehen Strahlungsgesetze multiplikativ wirkenden Emissionsgrad ε beschrieben werden. Während ein idealer schwarzer Strahler den Emissionsgrad ε = 1 aufweist, ist der Emissionsgrad realer Körper kleiner als 1.In order to determine the temperature of a real body, its emissivity (i.e. the body's radiance) must be known. The emissivity of a body is defined by the quotient of the emitted radiation from the body and the radiation from a black body with the same temperature. The emissivity can be described physically by an emissivity ε acting multiplicatively on the Plank's radiation laws. While an ideal black radiator has an emissivity ε = 1, the emissivity of real bodies is less than 1.
Einen Körper mit einem von der Wellenlänge unabhängigen Emissionsgrad ε = εCOnst mi dε/dλ = 0 nennt man grauen Kör- per. Bei einem solchen erhält man bei einer Messung der Gesamtenergie der ausgesandten Strahlung bzw. der Messung der Energie eines gewissen Spektralbereichs der ausgesandten Strahlung eine niedrigere Temperatur, als dies der wahren Temperatur des Körpers entspricht. 80 Für solche grauen Körper können Verhältnispyrometer eingesetzt werden. Bei konstantem, von der Wellenlänge unabhängigem ε = εCOnst mit dε/dλ = 0 ist das Verhältnis der Messwerte P(λι)/P(λ2) unabhängig von ε, aber abhängig von der 85 Objekttemperatur T.A body with an emissivity ε = ε CO independent of the wavelength with dε / dλ = 0 is called a gray body. In the case of such a measurement of the total energy of the emitted radiation or the measurement of Energy of a certain spectral range of the emitted radiation a temperature lower than this corresponds to the true temperature of the body. 80 Ratio pyrometers can be used for such gray bodies. With constant ε = ε CO independent of the wavelength with dε / dλ = 0, the ratio of the measured values P (λι) / P (λ 2 ) is independent of ε, but dependent on the 85 object temperature T.
Weiterhin ist bei den meisten Spektral- oder Einwellenlängenpyrometern die Emissivität einstellbar, um derartige Pyrometer nach Durchführung einer entsprechenden Eichung auch 90 für die Temperaturmessung grauer Strahler verwenden zu können.Furthermore, in most spectral or single-wavelength pyrometers, the emissivity can be set in order to be able to use such pyrometers for the temperature measurement of gray emitters after carrying out a corresponding calibration.
Es gibt jedoch auch Materialien, deren Emissionsgrad ε (λ) von der Wellenlänge abhängt. Die Werte von ε (λ) schwanken 95 meist zwischen 0,05 und 0,5. Zusätzlich kann die Emissivität auch von der Oberfläche selbst abhängen.However, there are also materials whose emissivity ε (λ) depends on the wavelength. The values of ε (λ) usually fluctuate between 0.05 and 0.5. In addition, the emissivity can also depend on the surface itself.
Zusätzlich ist es bei solchen nicht-grauen, „farbigen" Körpern oftmals erforderlich, den Einfluss der Umgebungstempe- 100 ratur zu berücksichtigen, da der Einfluss von reflektierter Strahlung aus der Umgebung nicht mehr vernachlässigt werden kann.In addition, in the case of such non-gray, “colored” bodies, it is often necessary to take into account the influence of the ambient temperature, since the influence of reflected radiation from the surroundings can no longer be neglected.
Um die Messfehler bei derartigen „farbigen" Strahlern zu 105 verringern, ist es bekannt, dass die Strahlungsintensität bei zwei oder mehreren verschiedenen Wellenlängen λ gemessen wird, und diese durch eine geeignete mathematische Verknüpfung miteinander kombiniert werden. Aber auch derartige Pyrometer weisen einen nach wie vor relativ großen Messfeh- 110 1er auf. Es ist auch bekannt, dass Mehrkanalpyrometer speziell auf das zu messende Material kalibriert werden. Dabei wird zunächst in einem manuell durchzuführenden Kalibrierungs-In order to reduce the measurement errors in such “colored” radiators, it is known that the radiation intensity is measured at two or more different wavelengths λ and these are combined with one another by means of a suitable mathematical combination. However, pyrometers of this type still have one relatively large measuring errors. It is also known that multi-channel pyrometers are calibrated specifically for the material to be measured. First of all, a manual calibration
115 schritt an dem entsprechenden Material eine Reihe von Messpunkten aufgenommen, wobei neben der Temperatur, wie sie ohne Korrektur vom Pyrometer geliefert wird, zusätzlich die tatsächliche Temperatur des Materials, die beispielsweise durch einen Thermofühler o.a. bestimmt werden kann,115 a series of measuring points was recorded on the corresponding material, whereby in addition to the temperature as supplied by the pyrometer without correction, the actual temperature of the material, which can be determined by a thermocouple or the like. can be determined
120 aufgenommen wird. Mit diesen Daten kann die Abhängigkeit der Emissivität von der Wellenlänge ε (λ) bestimmt werden, aus der wiederum die Umkehrfunktion f-1 bestimmt werden kann. Mit dieser Umkehrfunktion f_1 kann, basierend auf den Rohwerten des Pyrometers, eine korrigierte Temperatur be-120 is included. With this data the dependence of the emissivity on the wavelength ε (λ) can be determined, from which the inverse function f -1 can be determined. With this inverse function f _1 , based on the raw values of the pyrometer, a corrected temperature can be
125 rechnet und ausgegeben werden.125 is calculated and output.
Nachteilig bei diesen Geräten ist, dass zunächst ein sehr hoher Kalibrierungssaufwand erforderlich ist.A disadvantage of these devices is that a very high calibration effort is initially required.
130 Weiterhin werden aufgrund der statischen Korrekturfunktion f1 zeitliche Veränderungen der Emissivität ε(λ,t) nicht erfasst. Solche Veränderungen der Emissionscharakteristik können beispielsweise durch eine Alterung der Oberfläche hervorgerufen werden. Auch ist es beispielsweise beim130 Furthermore, due to the static correction function f 1, changes over time in the emissivity ε (λ, t) are not recorded. Such changes in the emission characteristics can be caused, for example, by aging of the surface. It is also, for example, with
135 Strangpressen möglich, dass sich aufgrund einer Erwärmung der Strangpresse im Betrieb, welche typischerweise im Laufe mehrerer Stunden erfolgt, die Umgebungsstrahlung verändert, was wiederum einen Einfluss auf die Messwerte der Pyrometer, und damit auf die Messgenauigkeit der Temperaturmes-135 extrusion presses can cause the ambient radiation to change due to heating of the extrusion press during operation, which typically takes several hours, which in turn has an influence on the measured values of the pyrometer and thus on the measuring accuracy of the temperature measurement
140 sung hat .140 solution.
Um derartige Probleme zu umgehen, wurde teilweise vorgeschlagen, hochreflektierende Körper, wie beispielsweise metallisches Pressgut, vor dem eigentlichen Strang- oder 145 Fließpressen durch eine partielle Beaufschlagung mit einer Rußschicht einzuschwärzen, und die vom Pressgut an den eingerußten Flächen emittierte Infrarotstrahlung zu messen. Diese von den eingerußten Flächen ausgehende Strahlung ent- spricht näherungsweise der Strahlung, wie sie von einem 150 schwarzen Körper ausgestrahlt wird.In order to avoid such problems, it has been proposed in some cases to blacken highly reflective bodies, such as, for example, metallic pressed material, before the actual extrusion or 145 extrusion, by partial exposure to a layer of soot, and to measure the infrared radiation emitted by the pressed material on the sooted surfaces. This radiation emanating from the sooty areas speaks approximately of the radiation emitted by a black body.
Dieses Verfahren ist jedoch aufgrund des relativ aufwändigen Einfärbens des Messobjektes mit Ruß und der Notwendigkeit der anschließenden Entfernung des Rußes nach der Mes- 155 sung und vor der Weiterverarbeitung des Messobjektes problematisch.However, this method is problematic because of the relatively complex coloring of the measurement object with soot and the necessity for the subsequent removal of the soot after the measurement and before the measurement object is processed further.
In Kenntnis des vorgenannten Standes der Technik hat es sich der Erfinder zur Aufgabe gemacht, eine Temperaturmess-Knowing the above-mentioned prior art, the inventor set himself the task of
160 Vorrichtung zum kontaktlosen Messen der Temperatur von Gegenständen dahingehend weiterzubilden, dass sie die dem Stand der Technik innewohnenden Probleme im Wesentlichen beseitigt oder zumindest mindert. Insbesondere hat es sich der Erfinder zur Aufgabe gemacht, eine Temperaturmessvor-160 To further develop a device for the contactless measurement of the temperature of objects in such a way that it substantially eliminates or at least reduces the problems inherent in the prior art. In particular, the inventor set himself the task of
165 richtung vorzuschlagen, die möglichst ohne vorherige Kalibrierung für möglichst viele unterschiedliche Materialien verwendbar ist und die dennoch auf möglichst einfache Weise möglichst genaue Messwerte liefert. Vorzugsweise sollen auch Veränderungen der Hintergrundstrahlung kompensiert165 to propose a direction which can be used for as many different materials as possible without prior calibration and which nevertheless delivers measurements that are as accurate as possible. Changes in the background radiation should preferably also be compensated for
170 werden. Ebenso hat es sich der Erfinder zur Aufgabe gemacht, ein Verfahren zum Betrieb einer kontaktlosen Temperaturmessvorrichtung vorzuschlagen, das ähnliche Vorteile aufweist. Schließlich hat es sich der Erfinder zur Aufgabe gemacht, vorteilhafte Verwendungen des genannten Verfahrens170. The inventor has also taken on the task of proposing a method for operating a contactless temperature measuring device which has similar advantages. Finally, the inventor has set itself the task of advantageous uses of the method mentioned
175 bzw. der genannten Vorrichtung vorzuschlagen.175 or to propose the device mentioned.
Zur Lösung der Aufgabe führt die Lehre der unabhängigen Ansprüche; die Unteransprüche geben günstige Weiterbildungen an. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombina-The teaching of the independent claims leads to the solution of the task; the subclaims indicate favorable further training. In addition, all combinations are within the scope of the invention.
180 tionen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar sein. Es wird vorgeschlagen, eine Temperaturmessvorrichtung zum kontaktlosen Messen der Temperatur von Gegenständen, mit wenigstens einer kontaktlosen Sensoreinrichtung, insbesondere einer optischen Sensoreinrichtung, dahingehend weiter-180 tions from at least two of the features disclosed in the description, the drawing and / or the claims. For the specified design ranges, values within the stated limits should also be disclosed as limit values and can be used as desired. It is proposed that a temperature measuring device for the contactless measurement of the temperature of objects, with at least one contactless sensor device, in particular an optical sensor device, be further developed.
190 zubilden, dass wenigstens eine selbsttätige Kalibrierungsvorrichtung zur Kalibrierung der kontaktlosen Sensoreinrichtung (en) vorgesehen wird, wobei die selbsttätige Kalibrierungsvorrichtung zumindest eine Referenzsensoreinrichtung aufweist, welche gegenüber zumindest einer der kon-190 that at least one automatic calibration device is provided for calibrating the contactless sensor device (s), the automatic calibration device having at least one reference sensor device which is compared to at least one of the contactless sensor devices.
195 taktlosen Sensoreinrichtungen auf einem unterschiedlichen Messprinzip beruht. Die eigentliche Temperaturmessung kann also ähnlich wie bei einem konventionellen Pyrometer mit einer optischen Sensoreinrichtung erfolgen, die beispielsweise im infraroten Spektrum einen oder mehrere Messwerte195 tactless sensor devices based on a different measuring principle. The actual temperature measurement can thus be carried out similarly to a conventional pyrometer with an optical sensor device which, for example, has one or more measured values in the infrared spectrum
200 aufnimmt. Der Hauptmesssensor kann somit die bekannten Vorteile von kontaktlosen Sensoreinrichtungen aufweisen, wie beispielsweise eine schnelle, berührungslose und verschleißfreie Messung auf. Im Unterschied zu bekannten Messgeräten erfolgt jedoch eine Kalibrierung der kontaktlosen200 records. The main measuring sensor can thus have the known advantages of contactless sensor devices, such as a fast, contactless and wear-free measurement. In contrast to known measuring devices, however, the contactless is calibrated
205 Sensoreinrichtung (en) durch eine selbsttätige Kalibrierungsvorrichtung, so dass die von der Temperaturmessvorrichtung ausgegebenen (korrigierten) Messwerte den tatsächlichen Temperaturen der gemessenen Gegenstände weitgehend entsprechen können. Die selbsttätige Kalibrierung erfolgt205 Sensor device (s) by an automatic calibration device, so that the (corrected) measured values output by the temperature measuring device can largely correspond to the actual temperatures of the measured objects. The automatic calibration takes place
210 vorzugsweise derart, dass möglichst viele, besonders vorzugsweise im Wesentlichen sämtliche Fehlerquellen ausgeglichen werden, vor allem solche, die einen großen Einfluss haben. Beispielsweise kann unter anderem eine Oberflächenalterung des zu messenden Gegenstands, eine Veränderung der210 preferably in such a way that as many, particularly preferably essentially all, sources of error are compensated for, especially those that have a large influence. For example, surface aging of the object to be measured, a change in the
215 Materialkomposition oder eine Veränderung der Hintergrundstrahlung berücksichtigt werden. Die selbsttätige Kalibrierung kann dabei fortdauernd erfolgen, beispielsweise im Wesentlichen kontinuierlich oder in bestimmten Zeitintervallen. Ebenso ist es denkbar, dass eine selbsttätige Kali-215 material composition or a change in the background radiation. The automatic calibration can be carried out continuously, for example essentially continuously or at certain time intervals. It is also conceivable that an automatic potash
220 brierung nur nach einer manuellen Anforderung durchgeführt wird, wobei es insbesondere denkbar ist, dass die Referenzsensoreinrichtung (beispielsweise ein Thermoelement) von Hand an den zu messenden Gegenstand geführt wird. Insbeson- dere wenn die Referensensoreinrichtung von Hand geführt220 is carried out only after a manual request, it being conceivable in particular that the reference sensor device (for example a thermocouple) is guided by hand to the object to be measured. par- when the reference sensor device is guided by hand
225 wird, kann beispielsweise ein Kalibrationsknopf unmittelbar an dem Gehäuse der Referenzsensoreinrichtung angebracht werden, so dass der der Referenzsensoreinrichtung führende Benutzer die Kalibrierung besonders leicht durchführen kann.225, a calibration button can be attached directly to the housing of the reference sensor device, for example, so that the user guiding the reference sensor device can carry out the calibration particularly easily.
230 Die für die selbsttätige Kalibrierung erforderlichen Referenzmesswerte werden der Kalibrierungsvorrichtung von zumindest einer Referenzsensoreinrichtung zur Verfügung gestellt. Die Referenzsensoreinrichtung beruht zumindest ge-230 The reference measurement values required for the automatic calibration are made available to the calibration device by at least one reference sensor device. The reference sensor device is based at least
235 genüber einer der kontaktlosen Sensoreinrichtungen auf einem unterschiedlichen Messprinzip. Sinnvoll ist es dabei, wenn das unterschiedliche Messprinzip eine geringere Empfindlichkeit gegenüber potentiellen Fehlerquellen aufweist, auf andere Einflussgrößen empfindlich reagiert, bzw. auf235 compared to one of the contactless sensor devices on a different measuring principle. It makes sense here if the different measuring principle has a lower sensitivity to potential sources of error, is sensitive to other influencing variables, or to
240 potentielle Fehlerquellen in unterschiedlichem Ausmaß empfindlich reagiert. Durch eine geeignete Verknüpfung des Hauptmesswerts/der Hauptmesswerte und des Referenzmesswerts/der Referenzmesswerte können die einzelnen Fehlerquellen zumindest zum Teil aus den Messwerten eliminiert240 potential sources of error reacted to varying degrees sensitively. The individual sources of error can be at least partially eliminated from the measured values by a suitable combination of the main measured value / main measured values and the reference measured value / reference measured values
245 werden, so dass von der Temperaturmessvorrichtung ein Temperaturwert ausgegeben wird, der einen geringeren Fehler aufweist .245, so that the temperature measuring device outputs a temperature value that has a lower error.
Die Referenzsensoreinrichtung kann gegebenenfalls auf einem 250 Messprinzip beruhen, welches langsamer arbeitet, einem Verschleiß unterliegt, den zu messenden Körper nachteilig be- einflusst usw. Dies ist möglich, da die Referenzsensoreinrichtung nicht kontinuierlich Messwerte liefern muss, sondern beispielsweise nur in festgelegten Intervallen. Dabei 255 ist vorzugsweise ein möglichst guter Kompromiss zwischen möglichst guter Kalibrierung einerseits und möglichst geringem Referenzmessaufwand andererseits zu suchen. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass beispielsweise die Zeitintervalle zwischen zwei Referenzmessungen unterschied- 260 lieh groß gewählt werden. Zum Beispiel können diese nach einem erstmaligen Einschalten des Gerätes dichter beieinan- der liegen, oder können näher beieinanderliegend gewählt werden, wenn die erforderliche Nachführung der Kalibrierung zwischen zwei Kalibrierungsschritten relativ groß ist. ImThe reference sensor device can possibly be based on a 250 measuring principle, which works more slowly, is subject to wear, adversely affects the body to be measured, etc. This is possible because the reference sensor device does not have to deliver measured values continuously, but only, for example, at fixed intervals. 255, the best possible compromise between the best possible calibration on the one hand and the lowest possible reference measurement effort on the other hand is to be sought. Of course, it is also possible that, for example, the time intervals between two reference measurements are selected to be of different sizes. For example, these can be closer together when the device is switched on for the first time. which lie, or can be chosen to be closer together if the required calibration adjustment between two calibration steps is relatively large. in the
265 Extremfall ist es denkbar, dass die selbsttätige Kalibrierung beispielsweise nach einer gewissen Zeitdauer oder nach dem Erreichen einer gewissen Güte der Korrekturfunktion eine Referenzmessung nur noch extrem selten, oder gar nicht mehr erfolgt. Auch ist es möglich, die Zeitintervalle inIn an extreme case, it is conceivable that the automatic calibration, for example after a certain period of time or after a certain quality of the correction function has been reached, will only carry out a reference measurement extremely rarely or not at all. It is also possible to set the time intervals in
270 Abhängigkeit von der erforderlichen Genauigkeit zu wählen.270 depending on the required accuracy.
Wenn die kontaktlose Sensoreinrichtung als Pyrometereinrichtung, insbesondere als Verhältnispyrometereinrichtung und/oder als Mehrwellenlängenpyrometereinrichtung ausgebil-If the contactless sensor device is designed as a pyrometer device, in particular as a ratio pyrometer device and / or as a multi-wavelength pyrometer device.
275 det ist, kann auf kommerziell erhältliche Standardkomponenten zurückgegriffen werden, was beispielsweise hinsichtlich der Kosten des Gerätes von Vorteil sein kann. Weiterhin kann auf gegebenenfalls in den Pyrometern vorhandene Kompensationsverfahren (beispielsweise bei Mehrwellenlängenpy-275 det, commercially available standard components can be used, which can be advantageous, for example, with regard to the cost of the device. Furthermore, compensation methods that may be present in the pyrometers (for example in the case of multi-wavelength
280 rometern und Verhältnispyrometern) zurückgegriffen werden, so dass der Aufwand für die selbsttätige Kalibrierungsvorrichtung geringer ausfallen kann oder aber auch ein genauerer Messwert erzielt werden kann.280 meters and ratio pyrometers) can be used, so that the effort for the automatic calibration device can be lower or a more accurate measurement value can be achieved.
285 Von Vorteil ist es, wenn wenigstens eine selbsttätige Kalibrierungsvorrichtung wenigstens eine speicherprogrammierbare Steuerung aufweist. Mit solchen in der Regel computerbasierten Steuerungen können auch relativ komplexe mathematische Modelle zur Kalibrierung der kontaktlosen Sensorein-285 It is advantageous if at least one automatic calibration device has at least one programmable logic controller. Relatively complex mathematical models for calibrating the contactless sensor inputs can also be used with such generally computer-based controls.
290 richtungen verwendet werden, ohne dass dies die Kosten unnötig in die Höhe treibt. Aufgrund der Programmsteuerung ist es auch möglich, durch entsprechend angepasste Programme eine Optimierung für bestimmte Aufgabenzwecke durchzuführen. Auch ist das Einspielen eines verbesserten oder an-290 directions can be used without unnecessarily driving up costs. Due to the program control, it is also possible to carry out an optimization for certain task purposes by means of appropriately adapted programs. The import of an improved or improved
295 gepassten Kalibrierungsprogramms mittels eines „update" besonders einfach möglich. Wenn wenigstens eine selbsttätige Kalibrierungsvorrichtung eine Speichervorrichtung zur Speicherung von Kalibrierungs-295 fitted calibration program is particularly easy using an "update". If at least one automatic calibration device is a storage device for storing calibration
300 daten aufweist, ist es beispielsweise möglich, dass Kalibrierungsdaten zwischengespeichert werden, und so beispielsweise nach einem erneuten Einschalten des Gerätes auf eine vorherige Kalibrierung zurückgegriffen werden kann, so dass das Einschwingen der Temperaturmessvorrichtung beson-300 data, it is possible, for example, for calibration data to be temporarily stored, and so, for example, to switch back to a previous calibration after the device has been switched on again, so that the temperature measurement device has settled.
305 ders schnell erfolgen kann. Auch kann die Speichervorrichtung beispielsweise in einem Auslieferungszustand der Temperaturmessvorrichtung mit gewissen Standardwerten gefüttert werden. Dabei ist es auch denkbar, dass beispielsweise Standartwerte für verschiedene in industriellen Prozessen305 which can be done quickly. The storage device can also be fed with certain standard values, for example in a delivery state of the temperature measuring device. It is also conceivable that, for example, standard values for various industrial processes
310 üblicherweise verwendete Materialien wie Metalle bzw. Metalllegierungen eingespeist sind, wobei der Anwender einen ihn geeignet erscheinenden Datensatz als Startwert auswählen kann. So kann der Anwender beispielsweise bei einem Einsatz der Temperaturmessvorrichtung bei einer Aluminium-310 commonly used materials such as metals or metal alloys are fed in, whereby the user can select a data set that seems suitable to him as a starting value. For example, when using the temperature measuring device in an aluminum
315 Strangpresse als Material Aluminium bzw. eine passende Aluminiumlegierung auswählen, so dass als Startwert ein relativ gut angenäherter Datensatz vorliegt, von dem ausgehend die selbsttätige Kalibrierung erfolgt. Diese erfolt dann üblicherweise relativ schnell, so dass u. a. ein verringer-315 Select the extrusion press as the material aluminum or a suitable aluminum alloy so that the starting value is a relatively well approximated data set from which the automatic calibration takes place. This usually takes place relatively quickly, so that u. a. a reduced
320 ter Ausschuss erzielt werden kann.320th committee can be achieved.
Möglich ist es, dass wenigstens eine Referenzsensorvorrichtung als kontaktbehaftete Sensoreinrichtung ausgebildet ist. Kontaktbehaftete Messverfahren sind in der Regel vomIt is possible that at least one reference sensor device is designed as a contact-type sensor device. Contact-based measurement methods are usually from
325 Aufbau her besonders einfach zu realisieren. Darüber hinaus beruhen sie auf einem völlig unterschiedlichen Messprinzip als berührungsfreie Sensoren. Insbesondere weisen kontaktbehaftete Messverfahren in der Regel keinen bzw. einen verringerten Einfluss von der Oberfläche, insbesondere von den325 structure particularly easy to implement. In addition, they are based on a completely different measuring principle as non-contact sensors. In particular, contact-based measurement methods generally have no or a reduced influence on the surface, in particular on the
330 optischen Eigenschaften der Oberfläche des zu messenden Körpers auf. Dadurch unterscheiden sich die auftretenden (potentiellen) Messfehler sehr stark voneinander, so dass eine weitgehende Kompensation der (potentiellen) Messfehler erfolgen kann.330 optical properties of the surface of the body to be measured. As a result, the (potential) measurement errors that occur differ greatly from one another, so that the (potential) measurement errors can be largely compensated for.
335 Insbesondere ist es möglich, dass wenigstens eine kontaktbehaftete Referenzsensoreinrichtung als Thermoelement ausgebildet ist. Thermoelemente sind Standardbauteile und liefern in einer relativ kurzen Zeit einen recht präzisen335 In particular, it is possible that at least one reference sensor device with contacts is designed as a thermocouple. Thermocouples are standard components and deliver a very precise one in a relatively short time
340 Messwert. Die Messung kann durch einfaches Aufsetzen des Thermofühlers auf die Oberfläche des zu messenden Körpers erfolgen, so dass die Messung für den zu messenden Körper relativ schonend ausgeführt werden kann. Zudem liegt das Messergebnis bei Thermoelementen in Form elektrischer Si-340 reading. The measurement can be carried out by simply placing the thermal sensor on the surface of the body to be measured, so that the measurement can be carried out relatively gently for the body to be measured. In addition, the measurement result for thermocouples in the form of electrical
345 gnale vor, so dass das Messergebnis beispielsweise von einer speicherprogrammierbaren Steuerung besonders einfach weiter verarbeitet werden kann.345 signals, so that the measurement result can be processed particularly easily, for example, by a programmable logic controller.
Es kann sich als vorteilhaft erweisen, wenn zumindest eineIt can prove advantageous if at least one
350 kontaktlose Sensoreinrichtung, zumindest eine Referenzsensoreinrichtung, oder eine Mehrzahl von diesen in zumindest einer Richtung, vorzugsweise in zumindest zwei Richtungen beweglich, insbesondere verschiebbar und/oder drehbar gelagert sind. Durch eine derartige Ausbildung kann es ermög-350 contactless sensor device, at least one reference sensor device, or a plurality of these are movable in at least one direction, preferably in at least two directions, in particular displaceably and / or rotatably. Such training can make it possible
355 licht werden, dass beispielsweise bei einem sich bewegenden zu messenden Körper (wie dies beispielsweise bei Strangpressverfahren der Fall ist) der zu messende Bereich der Oberfläche über einen gewissen Zeitraum hinweg der gleich sein kann. Dies kann insbesondere bei einem kontaktbehafte-355 it becomes clear that, for example, with a moving body to be measured (as is the case, for example, with extrusion processes), the area of the surface to be measured can be the same over a certain period of time. This can be particularly the case with a contact
360 ten Messverfahren von großem Vorteil sein, da dadurch ein Verkratzen der Oberfläche des zu vermessenden Körpers vermieden werden kann. Wenn sowohl die kontaktlose Sensoreinrichtung als auch die Referenzsensoreinrichtung beweglich gelagert sind, können beide über einen längeren Zeitraum360th measurement method can be of great advantage, since it can avoid scratching the surface of the body to be measured. If both the contactless sensor device and the reference sensor device are movably mounted, both can be used over a longer period of time
365 hinweg den selben Bereich der Oberfläche des zu messenden Körpers messen. Die Bewegung kann alternativ zur genannten Vorschubrichtung oder auch zusätzlich dazu in einer dazu beispielsweise senkrecht stehenden Richtung erfolgen. Wenn die kontaktlose Sensoreinrichtung und/oder die Referenzsen-365 measure the same area of the surface of the body to be measured. As an alternative to the feed direction mentioned, or in addition to this, the movement can take place in a direction perpendicular to it, for example. If the contactless sensor device and / or the reference sensor
370 soreinrichtung in einer solchen senkrecht zur Extrusions- richtung stehenden Richtung verschwenkt werden kann, so kann eine Temperaturmessung über die Profilbreite des ex- trudierten Körpers hinweg erfolgen. Dadurch können bei- spielsweise Temperatur- oder auch Oberflächenunterschiede370 can be pivoted in such a direction perpendicular to the extrusion direction, a temperature measurement can be carried out across the profile width of the extruded body. This means that for example temperature or surface differences
375 zum Rand des extrudierten Profils hin erfasst werden. Die Kalibrierung kann bei dem beispielhaft erwähnten Strangpressverfahren beispielsweise nur längs eines Profilbereichs erfolgen (z.B. wenn die Referenzsensoreinrichtung nicht senkrecht zur Extrusionsrichtung beweglich ist) , oder375 to the edge of the extruded profile. In the extrusion method mentioned as an example, the calibration can only take place along a profile area (e.g. if the reference sensor device is not movable perpendicular to the extrusion direction), or
380 aber auch entlang einer Mehrzahl von Profilbereichen des extrudierten Profils. Im letzteren Fall können insbesondere auch unterschiedliche Oberflächen, die aufgrund von Extru- sionseffekten entstehen können, bei der Kalibrierung berücksichtigt werden. In jedem Fall kann eine besonders gute380 but also along a plurality of profile areas of the extruded profile. In the latter case, different surfaces, which can arise due to extrusion effects, can also be taken into account in the calibration. In any case, a particularly good one
385 Kalibrierung ermöglicht werden, insbesondere wenn diese miteinander kombiniert werden, da sich eventuell im zu messenden Körper vorhandene lokale Temperaturschwankungen nicht nachteilig auf das Messergebnis auswirken müssen. Die bewegliche Lagerung kann beispielsweise durch Schrittmoto-385 calibration are made possible, especially if these are combined with one another, since any local temperature fluctuations that may be present in the body to be measured need not have a disadvantageous effect on the measurement result. The moveable bearing can, for example, be
390 ren, welche eine Schwenkbewegung bzw. eine Längsbewegung des jeweiligen Sensors bewirken, realisiert werden. Mit derartigen Schrittmotoren ist auch eine gezielte Ansteue- rung besonders einfach möglich. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass in Abhängigkeit von der Lage des390 ren, which cause a pivoting movement or a longitudinal movement of the respective sensor can be realized. With stepper motors of this type, targeted control is also particularly simple. In this context it should be noted that depending on the location of the
395 von der kontaktlosen Sensoreinrichtung gemessenen Bereichs auf dem Profil (beispielsweise bei einem Strangpressverfahren in Abhängigkeit davon, ob der Bereich in der Mitte des extrudierten Profils, oder an seiner Seite liegt) eine unterschiedliche Kalibrierungsfunktion f"1 zur Kalibrierung395 area on the profile measured by the contactless sensor device (for example in an extrusion process depending on whether the area lies in the middle of the extruded profile or on its side) a different calibration function f "1 for calibration
400 der Messdaten verwendet werden kann.400 of the measurement data can be used.
Von Vorteil ist es auch, wenn wenigstens eine optische Kontrollvorrichtung zur Kontrolle der Übereinstimmung von Messwerten vorgesehen ist. Beispielsweise kann an einerIt is also advantageous if at least one optical control device is provided for checking the agreement of measured values. For example, on a
405 kontaktlosen Sensorvorrichtung ein Laserpointer als Justierhilfe derart angebracht werden, dass der Lichtfleck den Bereich des zu messenden Körpers, in dem die kontaktlose Sensorvorrichtung den Messwert aufnimmt, markiert. Befindet sich beispielsweise der Lichtfleck in der Nähe des405 contactless sensor device, a laser pointer can be attached as an adjustment aid such that the light spot marks the area of the body to be measured in which the contactless sensor device records the measured value. For example, if the light spot is near the
410 Oberflächenbereichs, in dem die Referenzsensoreinrichtung (z. B. ein Thermoelement) die Messung vornimmt, so kann si- chergestellt werden, dass die jeweiligen Messwerte vom gleichen Oberflächenbereich des Körpers stammen. Selbstverständlich sollte darauf geachtet werden, dass das von der 415 optischen Kontrollvorrichtung evtl. ausgesandte Licht die Messung nicht nachteilig beeinflusst.410 surface area in which the reference sensor device (e.g. a thermocouple) takes the measurement, be made sure that the respective measured values come from the same surface area of the body. Of course, care should be taken to ensure that the light possibly emitted by the 415 optical control device does not adversely affect the measurement.
Bei dem vorgeschlagenen Verfahren zum Betrieb einer kontaktlosen Temperaturmessvorrichtung mit wenigstens einerIn the proposed method for operating a contactless temperature measuring device with at least one
420 kontaktlosen Sensoreinrichtung, wie insbesondere einer Pyrometereinrichtung, erfolgt eine selbsttätige Kalibrierung wenigstens einer kontaktlosen Sensoreinrichtung. Auch hier kann durch die selbsttätige Kalibrierung ein besonders guter Messwert, der eine möglichst große Anzahl an Fehler-420 contactless sensor device, such as in particular a pyrometer device, there is an automatic calibration of at least one contactless sensor device. Here, too, the automatic calibration enables a particularly good measured value that contains the largest possible number of error
425 quellen kompensiert, bzw. deren Einfluss vermindert, zur Verfügung gestellt werden, ohne dass eine aufwändige, vorherige manuelle Kalibrierung erforderlich wäre.425 sources can be compensated or their influence reduced without the need for time-consuming manual calibration.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die selbsttätige Kalibrierung 430 im Wesentlichen kontinuierlich und/oder in definierten Intervallen erfolgt.It is also advantageous if the automatic calibration 430 takes place essentially continuously and / or at defined intervals.
Die selbsttätige Kalibrierung beruht vorzugsweise auf wenigstens einer Referenzmessung, die auf einem anderen Mess- 435 prinzip beruht wie dem, auf dem zumindest einer der kontaktlosen Sensoreinrichtungen beruht.The automatic calibration is preferably based on at least one reference measurement, which is based on a different measuring principle from that on which at least one of the contactless sensor devices is based.
Vorzugsweise erfolgt wenigstens eine Referenzmessung in Form einer kontaktbehafteten Messung, insbesondere mittels 440 eines Thermoelements .At least one reference measurement is preferably carried out in the form of a contact measurement, in particular by means of 440 a thermocouple.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Ort der Temperaturmessung, insbesondere der Ort der kontaktbehafteten Temperaturmessung, zumindest zeitweise in einem gleichblei- 445 benden Gebiet des zu messenden Körpers erfolgt und/oder unterschiedliche Oberflächenbereiche des zu messenden Körpers erfasst werden. Als "unterschiedliche Oberflächenbereiche" in diesem Sinn sind insbesondere solche Oberflächenbereiche zu verstehen, die aufgrund ihrer unterschiedlichen Lage 450 und/oder Ausbildung üblicherweise unterschiedliche Messwerte liefern können. Beispielsweise können bei einem Strangpressverfahren mittlere Bereiche und seitliche Bereiche des extrudierten Profils als "unterschiedliche Oberflächenbereiche" in diesem Sinne aufgefasst werden.It has proven to be advantageous if the location of the temperature measurement, in particular the location of the contact-related temperature measurement, takes place at least temporarily in a constant area of the body to be measured and / or different surface areas of the body to be measured are recorded. In this sense, “different surface areas” are to be understood in particular as those surface areas which, owing to their different positions 450 and / or training can usually provide different measured values. For example, middle areas and lateral areas of the extruded profile can be understood as "different surface areas" in this sense in an extrusion process.
455 Das vorgeschlagene Verfahren, sowie die Weiterbildungen desselben weisen die im Zusammenhang mit der Vorrichtung beschriebenen Eigenschaften und Vorteile in analoger Weise auf.455 The proposed method and the further developments of the same have the properties and advantages described in connection with the device in an analogous manner.
460 Weiterhin wird die Verwendung einer sich selbsttätig kalibrierenden kontaktlosen Temperaturmessvorrichtung zur Messung der Temperatur von Gegenständen und/oder Materialien mit einem wellenlängenabhängigen Emissionsverhalten460 Furthermore, the use of an automatically calibrating contactless temperature measuring device for measuring the temperature of objects and / or materials with a wavelength-dependent emission behavior
465 und/oder einem kleinen Emissionsgrad vorgeschlagen. Insbesondere eignet sich eine Temperaturmessvorrichtung der oben beschriebenen Art für diese Verwendung. Als niedriger Emissionsgrad ist insbesondere eine Emissivität von ε < x anzusehen, wobei x beispielsweise die Zahlenwerte 0,1, 0,2,465 and / or a low emissivity. A temperature measuring device of the type described above is particularly suitable for this use. An emissivity of ε <x is to be regarded in particular as a low emissivity, where x is for example the numerical values 0.1, 0.2,
470 0,3, 0,4 oder 0,5 einnehmen kann. Gerade bei derartigen Materialien liefern bekannte Temperaturmessvorrichtungen nur relativ schlechte Messwerte. Die vorgeschlagene Temperaturmessvorrichtung kann hier ihre systemspezifischen Vorteile besonders gut zur Geltung bringen.470 can take 0.3, 0.4 or 0.5. With such materials in particular, known temperature measuring devices only provide relatively poor measured values. The proposed temperature measuring device can bring out its system-specific advantages particularly well here.
475 Besonders vorteilhaft wird die sich selbsttätig kalibrierende kontaktlose Temperaturmessvorrichtung, insbesondere die oben vorgeschlagene sich selbsttätig kalibrierende Temperaturmessvorrichtung für die Messung metallischer Mate-475 The self-calibrating contactless temperature measuring device is particularly advantageous, in particular the self-calibrating temperature measuring device proposed above for measuring metallic materials.
480 rialien, wie insbesondere Aluminium, Kupfer oder Gold, sowie Legierungen enthaltend zumindest eines dieser Metalle, verwendet. Metalle weisen üblicherweise eine sehr geringe Emissivität, sowie eine stark „farbige" Emissionscharakteristik (λ) auf. Somit kann auch hier die sich selbsttätig480 materials, such as in particular aluminum, copper or gold, and alloys containing at least one of these metals are used. Metals usually have a very low emissivity, as well as a strongly "colored" emission characteristic (λ). This means that it can also do this automatically
485 kalibrierende kontaktlose Temperaturmessvorrichtung besonders vorteilhaft eingesetzt werden. Ebenso ist es von Vorteil, wenn eine sich selbsttätig kalibrierende kontaktlose Temperaturmessvorrichtung, insbeson-485 calibrating contactless temperature measuring device can be used particularly advantageously. It is also advantageous if a self-calibrating contactless temperature measuring device, in particular
490 dere der vorgenannten Art, für die Temperaturmessung bei Umformungsverfahren, wie insbesondere bei Strangpressverfahren verwendet wird. Bei diesen Verfahren ist zur Vermeidung von Produkten verminderter Qualität, sowie zur Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit in der Regel eine mög-490 of the aforementioned type, for temperature measurement in forming processes, such as is used in particular in extrusion processes. With these processes it is generally possible to avoid products of reduced quality and to increase the production speed.
495 liehst genaue Temperaturmessung besonders wichtig. Darüber hinaus kann die vorgeschlagene Vorrichtung besonders vorteilhaft eingesetzt werden, da sich z. B. bei Strangpressverfahren die zu messenden Körper in der Regel bewegen.495 made precise temperature measurement particularly important. In addition, the proposed device can be used particularly advantageously because z. B. usually move the body to be measured in extrusion.
500 500
500 Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:500 Further advantages, features and details of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments and from the drawing; this shows in:
505 Fig. 1: eine schematische Ansicht des Regelsystems einer Temperaturmessvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;505 Fig. 1: a schematic view of the control system of a temperature measuring device according to an embodiment of the invention;
510 Fig. 2: eine schematische Ansicht des Aufbaus einer Temperaturmessvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;510 FIG. 2: a schematic view of the structure of a temperature measuring device according to a further exemplary embodiment of the invention;
Fig. 3: die in Fig. 2 dargestellte Temperaturmessvorrich- 515 tung zu verschiedenen Zeitpunkten in vereinfachter Darstellung.FIG. 3: the temperature measuring device shown in FIG. 2 at different times in a simplified representation.
In Fig. 1 ist der schematische Aufbau eines Regelsystems 11 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, 520 der das Grundprinzip der vorgeschlagenen selbsttätigen Kalibrierung erläutert.1 shows the schematic structure of a control system 11 according to an embodiment of the invention, 520, which explains the basic principle of the proposed automatic calibration.
Als kontaktloser Sensor zur Temperaturmessung, der den kontinuierlichen Anteil der Temperaturmessung übernimmt, undAs a contactless sensor for temperature measurement, which takes over the continuous part of the temperature measurement, and
525 dessen Messwerte zu kompensieren sind, dient eine an sich bekannte Infrarotkamera 10. Diese Infrarotkamera 10 weist ein Objektiv 12 auf, das einen bestimmten Bereich der Oberfläche des zu messenden Körpers 16 abbildet. Die Infrarotkamera 10 misst im vorliegenden Beispiel einen oder mehrere525 whose measured values are to be compensated is used by an infrared camera 10 known per se. This infrared camera 10 has an objective 12 which images a specific area of the surface of the body 16 to be measured. In the present example, the infrared camera 10 measures one or more
530 Wellenlängenbereiche der Infrarotstrahlung 14, die vom zu messenden Körper 16 ausgeht. Die von der Infrarotkamera 10 aufgenommenen unkalibrierten Temperaturwerte 18 gelangen über eine entsprechende Datenleitung an ein Auswertesystem 20, das unter anderem die Kalibrierungslogik aufweist.530 wavelength ranges of the infrared radiation 14 emanating from the body 16 to be measured. The uncalibrated temperature values 18 recorded by the infrared camera 10 arrive via an appropriate data line at an evaluation system 20 which, among other things, has the calibration logic.
535 Zusätzlich zur Infrarotkamera 10 ist ein auf einem unterschiedlichen Messprinzip beruhender Referenzsensor, im vorliegenden Beispiel ein Thermoelement 22 vorgesehen, das im Wesentlichen den gleichen Oberflächenbereich des zu messen- den Körpers 16 misst. Die Messbereiche der Infrarotkamera 10 und des Thermoelements 22 sind derartig aufeinander an- gepasst, dass die Messungen nicht gegenseitig behindert werden.535 In addition to the infrared camera 10, a reference sensor based on a different measuring principle, in the present example a thermocouple 22, is provided, which measures essentially the same surface area of the body 16 to be measured. The measuring ranges of the infrared camera 10 and the thermocouple 22 are matched to one another in such a way that the measurements are not mutually obstructed.
Die vom Thermoelement 22 ermittelten Referenztemperaturwerte 24 werden ebenfalls über eine entsprechende Datenleitung an das Auswertesystem 20 übermittelt. Das Auswertesystem 20 vergleicht die kontinuierlich eingehenden unkalibrierten Temperaturwerte 18 mit den beispielsweise intervallartig eintreffenden Referenztemperaturwerten 24 und ermittelt aus beiden Messwerten eine Kompensationsfunktion für die von der Infrarotkamera 10 kommenden unkalibrierten Temperaturwerte 18. Die mit Hilfe der Kompensationsfunktion kalibrierten Temperaturwerte 26 werden über Datenleitungen an eine Schnittstelle 28 gesandt, von der diese ausgelesen werden können. Bei der Schnittstelle 28 kann es sich beispielsweise um eine Schnittstelle 28 für eine Person in Form eines Anzeigegeräts, oder aber auch (ggf. parallel dazu) um eine bekannte Computerschnittstelle wie z. B. RS232, V24, USB usw. handeln, so dass die an der Schnittstelle 28 bereitgestellten kalibrierten Temperaturwerte 26 besonders einfach von einem Computer eingelesen werden können. Zusätzlich ist es möglich, dass das Auswertesystem 20 über eine Steuerleitung Steuersignale 30, beispielsweise an eine verstellbare Halterung des Thermoelements 22 sendet. Im vorliegenden Beispiel wird das zeitliche Intervall zwischen zwei Referenzmessungen verkleinert, wenn zwischen zwei aufeinanderfolgenden Referenzmessungen des Thermoelements 22 eine größere Drift der Kompensationsfunktion festgestellt wird. Durch die Verringerung des Zeitintervalls kann der Fehler der kalibrierten Temperaturwerte 26 verringert werden, insbesondere für die zeitlich unmittelbar vor der nächsten Referenzmessung liegenden Temperaturwerte. 575 Umgekehrt ist es selbstverständlich ebenso möglich, dass die Zeiterintervalle zwischen zwei Referenzmessungen vergrößert werden, wenn die Drift der Kompensationsfunktion nur gering ist.The reference temperature values 24 determined by the thermocouple 22 are likewise transmitted to the evaluation system 20 via a corresponding data line. The evaluation system 20 compares the continuously incoming uncalibrated temperature values 18 with the reference temperature values 24 arriving in intervals, for example, and determines a compensation function for the uncalibrated temperature values 18 coming from the infrared camera 10. The temperature values 26 calibrated with the aid of the compensation function are transmitted to an interface 28 via data lines from which these can be read. The interface 28 can be, for example, an interface 28 for a person in the form of a display device, or else (possibly in parallel with it) a known computer interface such as, for example, B. RS232, V24, USB, etc. act so that the calibrated temperature values 26 provided at the interface 28 can be read particularly easily by a computer. In addition, it is possible for the evaluation system 20 to send control signals 30, for example to an adjustable holder of the thermocouple 22, via a control line. In the present example, the time interval between two reference measurements is reduced if a larger drift of the compensation function is determined between two successive reference measurements of the thermocouple 22. By reducing the time interval, the error of the calibrated temperature values 26 can be reduced, in particular for the temperature values immediately before the next reference measurement. 575 Conversely, it is of course also possible for the time intervals between two reference measurements to be increased if the drift of the compensation function is only slight.
580 In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem, ähnlich wie in Fig. 1, die kontaktlose Sensoreinrichtung in Form einer Infrarotkamera 10 und die Referenzsensoreinrichtung in Form eines Thermoelements 22 ausgebildet ist. Sowohl Infrarotkamera 10 als auch Thermo-580 FIG. 2 shows an exemplary embodiment of the invention in which, similar to FIG. 1, the contactless sensor device is in the form of an infrared camera 10 and the reference sensor device is in the form of a thermocouple 22. Both infrared camera 10 and thermal
585 element 22 sind im in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel beweglich angeordnet, und können durch Schrittmotoren 32, 33 beispielsweise vom Auswertesystem 20 oder einer sonstigen Steuerlogik gezielt bewegt werden.585 element 22 are movably arranged in the exemplary embodiment shown in FIG. 2 and can be moved in a targeted manner by stepper motors 32, 33, for example by the evaluation system 20 or other control logic.
590 Bei dem zu messenden Körper handelt es sich im vorliegenden Beispiel um ein Strangpressprofil 34, von dem in Fig. 2 ein Abschnitt dargestellt ist. Wie durch den mit x bezeichneten Pfeil angedeutet wird, bewegt sich das Strangpressprofil 34 in diese Richtung.590 In the present example, the body to be measured is an extruded profile 34, a section of which is shown in FIG. 2. As indicated by the arrow labeled x, the extruded profile 34 moves in this direction.
595 Durch den in Fig. 2 dargestellten Messaufbau, bestehend aus Infrarotkamera 10 und Thermoelement 22 soll ein Bereich L auf der Oberseite 35 des Strangpressprofils 34 gemessen werden. Aufgrund der Bewegung des Strangpressprofils 34 in595 The measurement setup shown in FIG. 2, consisting of infrared camera 10 and thermocouple 22, is intended to measure an area L on the upper side 35 of the extruded profile 34. Due to the movement of the extruded profile 34 in
600 die Pfeilrichtung von x verschiebt sich der zu messende Oberflächenbereich L des Strangpressprofils 34 in gleichem Maße. Um diese Bewegung auszugleichen, ist das Thermoelement 22 auf einem Linearantrieb 36 montiert, so dass das Thermoelement 22 mit Hilfe des Schrittmotors 33 in die600 the arrow direction of x, the surface area L of the extruded profile 34 to be measured shifts to the same extent. In order to compensate for this movement, the thermocouple 22 is mounted on a linear drive 36, so that the thermocouple 22 is inserted into the
605 durch den Doppelpfeil a angedeutete Längsrichtung verschoben werden kann. Zusätzlich kann das Thermoelement 22 durch einen vorliegend nicht näher dargestellten Stellmotor mit der Oberfläche 35 des Strangpressprofils 36 in Kontakt gebracht werden, bzw. von diesem abgehoben werden.605 can be shifted by the double arrow a indicated longitudinal direction. In addition, the thermocouple 22 can be brought into contact with the surface 35 of the extruded profile 36 by means of a servomotor, which is not shown here, or can be lifted off the latter.
610 Die Infrarotkamera 10 ist im in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel drehbar befestigt, und kann durch einen weiteren Schrittmotor 32 in die durch den Doppelpfeil b angedeutete Schwenkrichtung verschwenkt werden. Der sich in610 In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the infrared camera 10 is rotatably fastened and can be pivoted in the pivoting direction indicated by the double arrow b by a further stepper motor 32. The one in
615 unterschiedlichen Stellwinkeln ergebende unterschiedliche Abstand zwischen Infrarotkamera 10 und dem sich in Pfeilrichtung x fortbewegenden und zu messenden Oberflächenbereich L des Strangpressprofils 34 kann durch eine gesteuerte NachJustierung des Objektivs 12 ausgeglichen werden.615 different spacing between the infrared camera 10 and the surface area L of the extruded profile 34 which is traveling and is to be measured in the direction of the arrow x can be compensated for by a controlled readjustment of the objective 12.
620 Auch der Öffnungswinkel des Objektivs 12 kann angepasst werden.620 The opening angle of the lens 12 can also be adjusted.
Auch wenn dies in der Figur nicht näher dargestellt ist, können die Infrarotkamera 10 und das Thermoelement 22 zu-Even if this is not shown in more detail in the figure, the infrared camera 10 and the thermocouple 22 can
625 sätzlich in einer senkrecht zur Extrusionsrichtung x stehenden Richtung t bewegt werden. Dadurch können unterschiedliche Temperaturen und Oberflächencharakteristika entlang der senkrecht zur Extrusionsrichtung x verlaufenden Richtung t bei der Kompensation mit berücksichtigt werden.625 can also be moved in a direction t perpendicular to the extrusion direction x. As a result, different temperatures and surface characteristics along the direction t running perpendicular to the extrusion direction x can also be taken into account in the compensation.
630 Die Korrekturfunktion hängt somit nicht nur von der emittierten Strahlung des Strangpressprofils 34 ab, sondern ebenso vom geometrischen Ort t.630 The correction function therefore depends not only on the emitted radiation from the extruded profile 34, but also on the geometric location t.
In Fig. 3 ist das in Fig. 2 dargestellte Messsystem 38 zu 635 unterschiedlichen Zeitpunkten dargestellt, wobei die Antriebselemente aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt sind.3 shows the measuring system 38 shown in FIG. 2 at 635 different times, the drive elements not being shown for reasons of clarity.
Fig. 3a zeigt den Normalzustand des Messsystems 38. Eine 640 Temperaturmessung erfolgt kontinuierlich mit Hilfe der Infrarotkamera 10, die sich in einer Neutralposition befindet. Das Thermoelement 22 befindet sich in einer zurückgezogenen Normalstellung, in der dieses die Oberfläche 35 des Strangpressprofils 34 nicht berührt. In einem eingependel- 645 ten Zustand des Messsystems 38 befindet sich dieses während der meisten Zeit in der in Fig. 3a dargestellten Normalstellung. Nach Ablauf eines bestimmten Zeitintervalls wird ein Refe- 650 renzmesszyklus initiiert. Die Situation am Anfang des Referenzmesszyklus ist in Fig. 3b veranschaulicht. Das Thermoelement 22 wird in Richtung yi nach unten gefahren und kontaktiert die Oberfläche 35 des Strangpressprofils 34. Um einen Messwert liefern zu können, benötigt das Thermoele- 655 ment 22 eine bestimmte Einstellzeitdauer von typischerweise einigen Sekunden. Während dieser Zeit wird, wie in Fig. 3b veranschaulicht, das Thermoelement 22 synchron zum Strangpressprofil 34 in Richtung x bewegt. Damit die vom Thermoelement 22 und von der Infrarotkamera 10.jeweils gemessenen 660 Oberflächenbereiche L des Strangpressprofils 34 im Wesentlichen übereinstimmen, wird die Infrarotkamera 10 synchron zur Fortbewegung x des Strangpressprofils 34 verschwenkt, was durch den Pfeil zi angedeutet ist.3a shows the normal state of the measuring system 38. A 640 temperature measurement is carried out continuously using the infrared camera 10, which is in a neutral position. The thermocouple 22 is in a retracted normal position in which it does not touch the surface 35 of the extruded profile 34. In a leveled-out state of the measuring system 38, it is in the normal position shown in FIG. 3a for most of the time. After a certain time interval has elapsed, a reference measurement cycle is initiated. The situation at the beginning of the reference measurement cycle is illustrated in Fig. 3b. The thermocouple 22 is moved downward in the direction yi and makes contact with the surface 35 of the extruded profile 34. In order to be able to deliver a measured value, the thermocouple 655 element 22 requires a specific setting time period of typically a few seconds. During this time, as illustrated in FIG. 3b, the thermocouple 22 is moved in the x direction in synchronization with the extruded profile 34. So that the 660 surface areas L of the extruded profile 34 measured by the thermocouple 22 and the infrared camera 10 essentially coincide, the infrared camera 10 is pivoted synchronously with the movement x of the extruded profile 34, which is indicated by the arrow zi.
665 Wenn der Temperaturreferenzwert mit Hilfe des Thermoelements 22 ermittelt ist, wird, wie in Fig. 3c angedeutet, das Thermoelement 22 in Richtung y2 von der Oberfläche 35 des Strangpressprofils 34 abgehoben. Anschließend fährt das Thermoelement 22 entgegengesetzt zur Fortbewegungsrichtung665 When the temperature reference value is determined using the thermocouple 22, the thermocouple 22 is lifted in the direction y 2 from the surface 35 of the extruded profile 34, as indicated in FIG. 3c. The thermocouple 22 then moves in the opposite direction to the direction of travel
670 x des Strangpressprofils 34 in Richtung y3 zur in Fig. 3a dargestellten Neutralstellung zurück. Auch die Infrarotkamera 10 wird in ihre Neutralstellung gemäß Fig. 3a zurückbewegt, was durch den Pfeil z2 angedeutet ist. Dabei ist es möglich, dass die Rückstellbewegung z2 der Infrarotkamera670 x of the extruded profile 34 in the direction y 3 back to the neutral position shown in Fig. 3a. The infrared camera 10 is also moved back into its neutral position according to FIG. 3a, which is indicated by the arrow z 2 . It is possible that the reset movement z 2 of the infrared camera
675 10 besonders langsam verläuft, so dass die Infrarotkamera 10 genügend Zeit hat, während ihrer Rückstellbewegung z2 ständig Temperaturmesswerte der Oberfläche 35 des Strangpressprofils 34 zu ermitteln.675 10 runs particularly slowly, so that the infrared camera 10 has enough time to continuously determine temperature measured values of the surface 35 of the extruded profile 34 during its resetting movement z 2 .
680 680

Claims

680 PATENTANSPRÜCHE 680 PATENT CLAIMS
1. Temperaturmessvorrichtung (11, 38) zum kontaktlosen Messen der Temperatur von Gegenständen (16, 34), mit1. Temperature measuring device (11, 38) for contactless measurement of the temperature of objects (16, 34), with
685 wenigstens einer kontaktlosen Sensoreinrichtung (10), insbesondere einer optischen Sensoreinrichtung, gekennzeichnet durch wenigstens eine selbsttätige Kalibrierungsvorrichtung (20) zur Kalibrierung der kontaktlosen Sensoreinrich-685 at least one contactless sensor device (10), in particular an optical sensor device, characterized by at least one automatic calibration device (20) for calibrating the contactless sensor device
690 tung(en) (10), wobei die selbsttätige Kalibrierungsvorrichtung zumindest eine Referenzsensoreinrichtung (22) aufweist, welche gegenüber zumindest einer der kontaktlosen Sensoreinrichtungen (10) auf einem unterschiedlichen Messprinzip beruht.690 device (s) (10), the automatic calibration device having at least one reference sensor device (22), which is based on a different measuring principle compared to at least one of the contactless sensor devices (10).
695 2. Temperaturmessvorrichtung nach Anspruch 1, bei der zumindest eine kontaktlose Sensoreinrichtung als Pyrometereinrichtung (10) , insbesondere als Verhältnispyrometereinrichtung und/oder als Mehrwellenlän-695 2. Temperature measuring device according to claim 1, in which at least one contactless sensor device as a pyrometer device (10), in particular as a ratio pyrometer device and / or as a multi-wavelength
700 genpyrometereinrichtung ausgebildet ist.700 gene pyrometer device is formed.
3. Temperaturmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine selbsttätige Kalibrierungsvorrichtung (20) wenigstens3. Temperature measuring device according to one of claims 1 or 2, characterized in that at least one automatic calibration device (20) at least
705 eine speicherprogrammierbare Steuerung aufweist.705 has a programmable logic controller.
4. Temperaturmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine selbsttätige Kalibrierungsvorrichtung (20) eine Spei-4. Temperature measuring device according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one automatic calibration device (20) a memory
710 chervorrichtung zur Speicherung von Kalibrierungsdaten aufweist.710 device for storing calibration data.
5. Temperaturmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine5. Temperature measuring device according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one
715 Referenzsensorvorrichtung als kontaktbehaftete Sensorvorrichtung (22) ausgebildet ist. 715 reference sensor device is designed as a contact sensor device (22).
6. Temperaturmessvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine kontaktbehaftete6. Temperature measuring device according to claim 5, characterized in that at least one contact
720 Referenzsensoreinrichtung als Thermoelement (22) ausgebildet ist.720 reference sensor device is designed as a thermocouple (22).
7. Temperaturmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine7. Temperature measuring device according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one
725 kontaktlose Sensoreinrichtung (10) und/oder zumindest eine Referenzsensoreinrichtung (22) in zumindest einer Richtung, vorzugsweise in zumindest zwei Richtungen beweglich, insbesondere verschiebbar (a) und/oder drehbar (b) gelagert sind.725 contactless sensor device (10) and / or at least one reference sensor device (22) are mounted in at least one direction, preferably in at least two directions, in particular displaceably (a) and / or rotatably (b).
730 Temperaturmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch wenigstens eine optische Kontrollvorrichtung zur Kontrolle der Übereinstimmung von Messorten.730 Temperature measuring device according to one of claims 1 to 7, characterized by at least one optical control device for checking the conformity of measuring locations.
735 9. Verfahren zum Betrieb einer kontaktlosen Temperaturmessvorrichtung (11, 38) mit wenigstens einer kontaktlosen Sensoreinrichtung (10), wie insbesondere einer Pyrometereinrichtung, dadurch gekennzeichnet,735 9. Method for operating a contactless temperature measuring device (11, 38) with at least one contactless sensor device (10), such as in particular a pyrometer device, characterized in that
740 dass eine selbsttätige Kalibrierung (20) wenigstens einer kontaktlosen Sensoreinrichtung erfolgt.740 that an automatic calibration (20) of at least one contactless sensor device takes place.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die selbsttätige Kalibrierung im Wesentlichen10. The method according to claim 9, characterized in that the automatic calibration essentially
745 kontinuierlich und/oder in definierten Intervallen erfolgt .745 takes place continuously and / or at defined intervals.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die selbsttätige Kalibrierung auf we-11. The method according to claim 9 or 10, characterized in that the automatic calibration on we-
750 nigstens einer Referenzmessung (22) beruht, die auf einem anderen Messprinzip wie dem zumindest einer der kontaktlosen Sensoreinrichtung (10) beruht. 750 is based at least on one reference measurement (22), which is based on a different measurement principle such as that of at least one of the contactless sensor device (10).
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch 755 gekennzeichnet, dass wenigstens eine Referenzmessung in Form einer kontaktbehafteten Messung, insbesondere durch ein Thermoelement (22), erfolgt.12. The method according to any one of claims 9 to 11, characterized in 755 that at least one reference measurement in the form of a contact measurement, in particular by a thermocouple (22), takes place.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch 760 gekennzeichnet, dass der Ort (L) der Temperaturmessung (22), insbesondere der Ort (L) der kontaktbehafteten Temperaturmessung, zumindest zeitweise in einem gleichbleibenden Gebiet des zu messenden Körpers (34) erfolgt und/oder unterschiedliche Oberflächenbereiche13. The method according to any one of claims 9 to 12, characterized 760 that the location (L) of the temperature measurement (22), in particular the location (L) of the contact-related temperature measurement, at least temporarily in a constant area of the body to be measured (34) takes place and / or different surface areas
765 des zu messenden Körpers (34) erfasst werden.765 of the body (34) to be measured.
14. Verwendung einer sich selbsttätig kalibrierenden kontaktlosen Temperaturmessvorrichtung, insbesondere einer Temperaturmessvorrichtung nach einem der Ansprü-14. Use of an automatically calibrating contactless temperature measuring device, in particular a temperature measuring device according to one of the claims.
770 ehe 1 bis 8, zur Messung der Temperatur von Gegenständen und/oder Materialien mit einem wellenlängenabhängigen Emissionsverhalten und/oder einem kleinen Emissionsgrad.770 before 1 to 8, for measuring the temperature of objects and / or materials with a wavelength-dependent emission behavior and / or a small emissivity.
775 15. Verwendung gemäß Anspruch 14 zur Messung der Temperatur von metallischen Materialien, insbesondere Aluminium, Kupfer oder Gold, sowie Legierungen enthaltend zumindest eines dieser Metalle.775 15. Use according to claim 14 for measuring the temperature of metallic materials, in particular aluminum, copper or gold, and alloys containing at least one of these metals.
780 16. Verwendung einer sich selbsttätig kalibrierenden kontaktlosen Temperaturmessvorrichtung, insbesondere zusätzlich zu einer Verwendung gemäß Anspruch 14 oder 15, für die Temperaturmessung bei Umformungsverfahren wie insbesondere Strangpressverfahren.780 16. Use of an automatically calibrating contactless temperature measuring device, in particular in addition to a use according to claim 14 or 15, for the temperature measurement in forming processes such as, in particular, extrusion processes.
785 785
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013025410A1 (en) * 2011-08-12 2013-02-21 Fluke Corporation Continuous temperature monitoring in a paint curing oven
DE102012025504A1 (en) * 2012-12-27 2014-07-03 Ircam Gmbh Method for determination of emissivity of various materials, involves measuring temperature of measured object simultaneously with thermal image camera and contact temperature sensor, and computing emissivity by data processing
CN107884076A (en) * 2017-10-30 2018-04-06 西安昆仑工业(集团)有限责任公司 Small-bore tube cannon rotation barrel surface temperature online testing device and method
CN113544482A (en) * 2019-02-12 2021-10-22 艾库尔粉刺治疗公司 Temperature sensing devices for use with photothermal targeted therapy systems and related methods
US20220326083A1 (en) * 2021-04-07 2022-10-13 Radiant Innovation Inc. Temperature calibration method for ear thermometer with probe cover

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4263761B1 (en) 2008-01-17 2009-05-13 トヨタ自動車株式会社 Depressurized heating apparatus, heating method thereof, and manufacturing method of electronic product
CN109073472B (en) * 2016-07-26 2021-07-06 惠普发展公司,有限责任合伙企业 Temperature measurement calibration in an additive manufacturing system
WO2018194658A1 (en) * 2017-04-21 2018-10-25 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Controlled-emissivity face heated by non-resisitve heat source
DE102019111696A1 (en) * 2019-05-06 2020-11-12 Harald Ibele Temperature measurement method and temperature measuring device
EP3767263B1 (en) * 2019-07-16 2022-12-21 Herzog Maschinenfabrik GmbH & Co. KG Fusion device comprising a melt temperature measuring device and calibration method
DE102021207826A1 (en) 2021-07-21 2023-01-26 Thyssenkrupp Ag Method and device for determining the temperature of the heating flues of the coke ovens of a coke oven battery
DE102022115545A1 (en) 2022-06-22 2023-12-28 Ersa Gmbh Method for heating for unsoldering and/or soldering in electronic components, in particular in a rework soldering process, and associated soldering system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0747682A1 (en) * 1995-05-31 1996-12-11 Anritsu Meter Co., Ltd. Temperature measuring apparatus

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06331447A (en) * 1993-05-18 1994-12-02 Kawasaki Steel Corp Method and apparatus for evaluating precision of radiation thermometer
JPH07190861A (en) * 1993-12-27 1995-07-28 Anritsu Keiki Kk Method and apparatus for measurement of temperature
WO1997003342A1 (en) * 1995-07-10 1997-01-30 Cvc Products, Inc. Automated calibration of temperature sensors in rapid thermal processing
JP3518425B2 (en) * 1999-06-24 2004-04-12 Jfeスチール株式会社 Method and apparatus for measuring surface temperature of steel

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0747682A1 (en) * 1995-05-31 1996-12-11 Anritsu Meter Co., Ltd. Temperature measuring apparatus

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013025410A1 (en) * 2011-08-12 2013-02-21 Fluke Corporation Continuous temperature monitoring in a paint curing oven
DE102012025504A1 (en) * 2012-12-27 2014-07-03 Ircam Gmbh Method for determination of emissivity of various materials, involves measuring temperature of measured object simultaneously with thermal image camera and contact temperature sensor, and computing emissivity by data processing
CN107884076A (en) * 2017-10-30 2018-04-06 西安昆仑工业(集团)有限责任公司 Small-bore tube cannon rotation barrel surface temperature online testing device and method
CN113544482A (en) * 2019-02-12 2021-10-22 艾库尔粉刺治疗公司 Temperature sensing devices for use with photothermal targeted therapy systems and related methods
US20220326083A1 (en) * 2021-04-07 2022-10-13 Radiant Innovation Inc. Temperature calibration method for ear thermometer with probe cover
US11761819B2 (en) * 2021-04-07 2023-09-19 Radiant Innovation Inc. Temperature calibration method for ear thermometer with probe cover

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Publication number Publication date
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