Messkopf für eine Vorrichtung zum Messen hoher Temperaturen mittels des Thermoeffektes
Zur Messung hoher Temperaturen von llIetallba. rren in Glühöfen werden die verschiedensten Pyrometer verwendet, Besonders genaue Resultate könnten an sieh mit Thermoelementen (sog. Kontakt-Pyrometern) erreicht werden. Es existieren für diesen Zweck z. B. Thermoelemente aus Chromel (eine Ni-Cr-Fe-Legierung) und Alumel (einge tragene Marke einer Ni-Al-Si-Mg-Legierung), die in Giessereien und Walzwerken verwendet werden. Solehe Thermoelemente weisen eine sog. kalte und eine heisse Lötstelle auf.
Die ie kalte Lötstelle ist die eine Verbin- dungsstelle der beiden Metalle, die auf einer konstanten Temperatur gehalten wird, während die andere Lötstellen auf der zu mes . anden Temperatur gehalten wird. Die entstehende elektrische Spannung wird mit einem Spannungsmesser (Voltmeter, Ualvano- meter usw.) gemessen. Die genannten Lot stelienn müssen nicht gelotet sein ; es miissen dort einfach die beiden verschiedenen Metalle elektrisch leitend verbunden sein.
Zur Messung von heissenWalzbloeken in Öfen wird bis jetzt ein Messkopf für ein solches Thermo- element verwendet, der zwei nahe beieinander angeordnete Spitzen aufweist, von denen jeder aus einem der beiden Metalle des Thermoelmentes besteht. Werden diese Spitzen nun mit dem Walzgut in Berührung gebracht, so ist es im allgemeinen nicht möglich, dessen Temperatur zu bestimmen, da der heisse Korper keine saubere Oberflache be- sitzt. Er ist von einer Walzhaut oder einer Oxydsehicht überzogen.
Diese Schicht hat unter Umständen eine andere Temperatur als der Körper selbst ; a. uf alle Fälle ist ihre elektrische Leitfähigkeit nicht überall gleich, wodurch eine zuverlässige Messung sehr er sehwert wird. Für eine zuverlässige Messung muss nämlich die Schicht mit den Prüfspitzen durchstossen werden. Dies ist mit den be, kannten Messköpfen in einem Ofen nicht mög- lieh, da der zu messende Prüfling druch das feste Anstossen weggesehoben wird, so dass es schwierig ist, die Prüfspitzen mit dem Prüf- ling in Kontakt zu bringen. Diese Nachteile können mit dem Messkopf nach der vorliegen- den Erfindung umgangen werden.
Er besitzt zwei zugespitzte, als Messelektroden dienende Kontaktstäbe aus verschiedenen Metallen, die dazu bestimmt sind, mit einem elektrisch leitenden Körper in Kontakt kt gebraht zu werden, und ist dadurch gekennzeichnet, dass ss diese Kontaktstäbe derart im Messkopf parallel zu ihrer Achsrichtung verschiebbar gelagert und durch eine Feder belastet sind, dass in einer ersten Endstellung ihre Spitzen innerhalb des Messkopfes liegen, während in der zweiten Endstellung mindestens die Spitzen der Kontaktstäbe aus dem Messkopf austreten, und dass sie durch die Feder aus der ersten in die zweite Endstellung gebracht werden können.
Im folgenden wird an Hand einer Zeich nung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrichen. Die einzige Figur ist ein Längs schnitt durch den Messkopf.
In einem Rohr 1 ist ein Isolierstüek axial verschiebbar gelagert. In diesem Isolier stüek sind die beiden Kontaktstäbe 3a und 3b befestigt. Der eine besteht aus Alumel , der andere aus Chromdel , und jeder ist mit einem Zuleitungsdraht 4a resp. 4b aus dem gleichen Material, aus dem der Kontaktstab besteht, verbunden. Am andern Ende des Rohres 1 ist durch Schrauben 5 und 6 das
Endstüek 7 mit dem Handgriff 8 befestigt.
Mit dem Isolierstüek 2 ist eine Stange 9 verbunden, die am Ende eine Rast 9a für einen Arretierbolzen 10 aufweist. Der Arretier- bolzen 10 ist mit dem Handhebel 11 gelenkig verbunden und wird durch die Feder 12, die sich auf den Wulst 13 und die durehbohrte e Schraube 14 abstützt, gegen die Stange 9 ge- drückt. Eine in der Hülse 15 geführte Schraubenfeder 16 drückt das Isolierstüek in die gezeichnete Endstellung, in welcher die beiden Zapfen 17a und 17b am in der Zeieh nung linken Ende der Schlitze la und lb anstossen.
Das Messen mit diesem Messkopf ist nun sehr einfach und zurverlässig. Der Messkopf wird zuerst zum Verschieben des Isolier stüekes in eine nicht dargestellte Hülse ge- stossen, an der die beiden Zapfen 17a und 17b anstehen, so dass das Isolierstüek 2 mit der Stange 9 nach rechts geschoben wird, bis der Arretierbolzen 10 in der Rast 9a einrastet. In dieser zweiten Endstellung liegen die Spitzen der Kontaktstäbe 3a und 3b innerhalb des Messkopfes. Nun wird der Messkopf an den zu messenden Gegenstand gehalten. Da der meus- kopf beliebig lang sein kann, kann ohne Schwierigkeit auch ein Prüfling in einem Glühofen gemessen werden.
Durch Drücken auf den Handhebel 11 wird die Arretierung 9a/10 gelöst und das Isolierstück 2 mit den beiden Kontaktstäben 3s und 36 gegen den Prüfling gesehossen. Dureh den Sehlag wird seine Haut durchstossen und die Spitzen der r Kontaktstäbe kommen mit dem zu messenden lTetall in Berührung, so dass das nicht dargestellte Messinstrument die richtige Temperatur des Prüflings anzeigt.
Da das Isolierstück im Verhältnis zum Prüfling sehr leicht ist, wird auf den Prüfling aueh ein entspre- ehend kleiner Impuls übertragen, so. lass zwar die Oberflächenhaut druchschlagen, der Prüfling selbst jedoch nicht weggesehoben wird, auch wenn er mit sehr kleiner Reibung auf seiner Unterlage aufliegt.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, lässt sieh je nach Bedarf das Rohr 1 gegen ein längeres oder kürzeres auswechseln. Die Stange 9 kann durch Einschrauben entspre chender Teilstüeke verlängert werden und auch die Abstützhülse 18 für die Feder 16 und letztere sind auswechselbar.
Natürlieh wäre es auch möglich, die Stange 9 länger zu maehen, so dass sie in jeder Lage des Isolierstückes 2 über den Handgriff 8 herausragt, und sie mit einem Ring zu versehen, um das Isolierstück hineinzuziehen.
Measuring head for a device for measuring high temperatures by means of the thermal effect
For measuring high temperatures of metalba. A wide variety of pyrometers are used in annealing furnaces. Particularly accurate results can be achieved with thermocouples (so-called contact pyrometers). There are e.g. B. Thermocouples made of Chromel (a Ni-Cr-Fe alloy) and Alumel (registered trademark of a Ni-Al-Si-Mg alloy) that are used in foundries and rolling mills. Sole thermocouples have a so-called cold and a hot solder joint.
The ie cold soldering point is one connection point between the two metals that is kept at a constant temperature, while the other soldering point is on the mes. is maintained at the temperature. The resulting electrical voltage is measured with a voltmeter (voltmeter, Ualvanometer, etc.). The above-mentioned plumb lines do not have to be plumbed; the two different metals simply have to be connected there in an electrically conductive manner.
To measure hot rolling blocks in ovens, a measuring head for such a thermocouple has been used up to now, which has two tips arranged close to one another, each of which consists of one of the two metals of the thermocouple. If these tips are now brought into contact with the rolling stock, it is generally not possible to determine its temperature, since the hot body has no clean surface. It is covered by a rolled skin or an oxide layer.
This layer may have a different temperature than the body itself; a. In any case, their electrical conductivity is not always the same, which makes a reliable measurement very valuable. For a reliable measurement, the layer with the test probes must be pierced. This is not possible with the known measuring heads in a furnace, since the test specimen to be measured is lifted away by the firm contact, so that it is difficult to bring the test probes into contact with the test specimen. These disadvantages can be avoided with the measuring head according to the present invention.
It has two pointed contact rods made of different metals, which serve as measuring electrodes and which are intended to be wired to an electrically conductive body in contact, and is characterized in that these contact rods are mounted and displaceable in the measuring head in this way parallel to their axial direction a spring are loaded so that their tips lie inside the measuring head in a first end position, while in the second end position at least the tips of the contact rods emerge from the measuring head and that they can be brought from the first into the second end position by the spring.
In the following an embodiment of the invention is described on the basis of a drawing. The only figure is a longitudinal section through the measuring head.
In a tube 1, an insulating piece is mounted axially displaceably. In this insulating piece, the two contact rods 3a and 3b are attached. One is made of Alumel, the other is made of Chromdel, and each is equipped with a lead wire 4a, respectively. 4b made of the same material from which the contact rod is made. At the other end of the tube 1 is by screws 5 and 6 that
End piece 7 attached to the handle 8.
A rod 9 is connected to the insulating piece 2 and has a catch 9a for a locking bolt 10 at the end. The locking bolt 10 is articulated to the hand lever 11 and is pressed against the rod 9 by the spring 12, which is supported on the bead 13 and the through-drilled screw 14. A coil spring 16 guided in the sleeve 15 presses the insulating piece into the end position shown in which the two pins 17a and 17b abut the left end of the slots la and lb in the drawing.
Measuring with this measuring head is now very easy and reliable. To move the insulating piece, the measuring head is first pushed into a sleeve (not shown) on which the two pins 17a and 17b are present, so that the insulating piece 2 with the rod 9 is pushed to the right until the locking pin 10 is in the detent 9a clicks into place. In this second end position, the tips of the contact rods 3a and 3b lie within the measuring head. Now the measuring head is held against the object to be measured. Since the meuskopf can be of any length, a test item can also be measured in an annealing furnace without difficulty.
By pressing the hand lever 11, the lock 9a / 10 is released and the insulating piece 2 with the two contact rods 3s and 36 is pressed against the test object. The skin is pierced by the blow and the tips of the contact rods come into contact with the metal to be measured, so that the measuring instrument, not shown, shows the correct temperature of the test object.
Since the insulating piece is very light in relation to the test object, a correspondingly small impulse is also transmitted to the test object, see above. let the surface skin penetrate, but the test specimen itself is not lifted away, even if it rests on its base with very little friction.
As can be seen from the drawing, the tube 1 can be exchanged for a longer or shorter one as required. The rod 9 can be extended by screwing in corre sponding parts and also the support sleeve 18 for the spring 16 and the latter are interchangeable.
Of course, it would also be possible to cut the rod 9 longer, so that it protrudes beyond the handle 8 in every position of the insulating piece 2, and to provide it with a ring in order to pull the insulating piece into it.