DD219068A3 - Einrichtung zur beruehrungslosen temperaturmessung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur beruehrungslosen Temperaturmessung auf der Basis der Strahlungspyrometrie, wobei die Erfindung insbesondere als tragbares Pyrometer fuer ortsunabhaengige Kontrollmessungen unter wechselnden Umgebungsbedingungen in der Industrie, in der Landwirtschaft und in der Veterinaermedizin angewendet werden kann. Das Ziel der Erfindung besteht darin, die erwaehnten Nachteile der bekannten technischen Loesungen zu beseitigen, die hauptsaechlich darin bestehen, dass vor jeder Messung beispielsweise eine Neujustierung vorgenommen werden muss oder thermische Ausgleichsvorgaenge abgewartet werden muessen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Einrichtung zur beruehrungslosen Temperaturmessung zu schaffen, die sofort einsatzbereit ist und den Zusatzfehler durch den Einfluss der Umgebungstemperatur auf das geringstmoegliche Mass herabsetzt. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass innerhalb eines Pyrometergehaeuses der Einrichtung ein gekapselter, geschwaerzter Hohlraum, dessen Begrenzung vorzugsweise metallisch und so angeordnet ist, dass zwischen Pyrometergehaeuse und Hohlraum ein Luftpolster vorhanden ist und weiterhin die Verbindungstelle zwischen Pyrometergehaeuse und Hohlraum durch geeignete Massnahmen so gestaltet ist, dass der Einfluss der wechselnden Umgebungstemperatur auf das Messergebnis wesentlich abgeschwaecht ist. Die Erfindung kann in der Industrie, in der Landwirtschaft und in der Veterinaermedizin angewendet werden. Fig. 1

Description

Titel der Erfindung

Einrichtung zur berührungslosen Temperaturmessung'

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur berührungslosen Temperaturmessung auf der Basis der Strahlungspyrometrie, . wobei die Erfindung insbesondere für tragbare Pyrometer für ortsunabhängige Kontrollmessungen unter wechselnden Umgebungsbedingurigen in der Industrie, in der Landwirtschaft und in der Veterinärmedizin angewendet werden kann. . *

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Pyrometer sowohl tragbare als auch stationäre.bekannt, bei denen eine brauchbare Temperaturmessung erst nach dem Ausgleich der Gehäusetemperatur mit der Umgebungstemperatur, d.h. bei stabilen Temperaturverhältnissen in der Meßeinrichtung möglich ist. (Lit.: Firmensehriften der Firmen Ahlborn, AGA, Wahl und Mawitherm)

Ferner sind tragbare und stationäre Wechselstrahlungspyrometer bekannt, die Bolometer, fotoelektrische Heflektoren und Thermosäulen als Strahlungsempfänger verwenden. Bei ihnen ist eine Kompensation der Umgebungstemperaturabhängigkeit der Empfindlichkeit des Strahlungsempfängers erforderlich, wodurch ebenfalls relativ lange Ausgleichvorgänge in Kauf genommen werden müssen. (Lit.: Firmenschriften der Firmen Heimann, Wiliamson Oorp.) ·

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Ferner sind Lösungen bekannt, die einen thermostatisierten Vergleichsstrahler oder / vjnä. einen thermo statisierten Strahlungsempfänger benutzen. Hierbei tritt ebenfalls eine relativ lange Einlauf zeit des Thermostaten nach dem Einschalten des Gerätes.bis zum stabilen Erreichen der Solltemperatur des Thermostaten auf. (lit.: Firmenschriften der Firmen Heimann GmbH., Barnes Eng./Corp. und NPO Thermopribofr Lwow) , , '

Die bisher bekannten Pyrometer mit pyroelektrischem -Strahlungs empfänger benötigen ebenfalls eine Kompensation der Empfindlichkeitsänderung des Strahlungsempfängers in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur und besitzen eine noch unvertretbar lange Einlaufzeit. (Lit.: Firmenschrift der Firma Land Pyrometers Ltd.) \/

der Erfindung .

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die erwähnten Nachteile der bekannten technischen· Lösungen zu beseitigen. Der nützliche Effekt bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung ist in der Hauptsache darin zu sehen, daß der Einfluß wechselnder Umgebungstemperaturen, auf die Temperaturmessung gering bleibt. Dies ist insbesondere wichtig bei tragbaren ^Pyrometern, die ortsveränderlich eingesetzt werden. Die Erfindung ermöglicht die geforderte sofortige Einsatzbereitschaft des Gerätes nach dem Einschalten, ohne erst thermische Ausgleichsvorgänge abwarten zu müssten. Ferner ist der verbleibende Zusatzfehler während der Messung wesentlich geringer als bei den vergleichbaren, bekannten Lösungen.

Darlegung des Wesens der Erfindung .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur berührungslosen lemperaturmessung an Meßobjekten mit Temperaturen, insbesondere in der Mhe der Umgebungstemperatur, bei wsoase-Xnden Umgebungstemperaturen zu schaffen, bei der.die sofortige Einsatzbereitschaft des Gerätes und ein fast vernachlässigbar kleiner Zusatzfehler Einfluß der Umgebungstemperatur erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß innerhalb des Pyrometergehäuses der Einrichtung ein. gekapselter, geschwärzter Hohlraum, dessen Begrenzung vorzugsweise metallisch ist und beispielsweise durch ein Rohr gebildet und so angeordnet ist, daß zwischen Pyrometergehause und Hohlraum ein Luftpolster vorhanden ist und die Verbindungsstelle zwischen Pyrometergehäuse und Hohlraum einen geringeren Querschnitt, beispielsweise eine Rille, in τιητηΐttelbarer Nähe der Verbindungsstelle aufweist oder sich anstelle des geringeren Querschnittes ein wärmedämmendes Material zwischen Pyrometergehäuse und Hohlraum befindet und ein im Hohlraum angeordneter Schlitz zur Aufnahme eines verspiegelten Choppers vorgesehen ist und der Abschluß zur Objektseite des Hohlraumes durch die Optikfassung, welche eine Infrarotoptik aufweist, erfolgt, wobei der Objektseite gegenüber ein Detektor, vorzugsweise ein pyroelektrischer Lithiumniobat-Detektor, den mit Blenden ausgestatteten Hohlraum begrenzt und in Sehrichtung des Detektors sowie in gutem Wärmekontakt zum Hohlraum ein Temperaturfühler vorgesehen ist.

Ausführung; sbeispiel

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden.-

Dabei zeigt Fig. 1 die erfinduogsgemäße Einrichtung

Fig. 2 eine weitere Möglichkeit zur Erreichung

des hohen färmeübergangswiderStandes.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist gemäß Fig. 1 aufgebaut. Innerhalb, des Pyrometergehäuses 1 ist ein vorzugsweise durch ein Rohr gebildeter, gekapselter und geschwärzter Hohlraum vorgesehen. Die Objektseite des Hohlraumes 2 ist durch eine Infrarotoptik, beispielsweise Linse 3, abgeschlossen. Gegenüber· der Linse 3 befindet sich ein Detektor 4. Unmittelbar hinter der Verbindung sstelle zwischen Pyrometergehäuse und Rohr 2 ist eine Rille 5 zur Verringerung des Materialquerschnittes im Rohr 2 vorgesehen. Das Rohr 2 weist einen schräg angeordneten Schlitz 6 zur Aufnahme eines verspiegelten Choppers 7 auf. In Sehrichtung des Detektors 4 und in gutem Wärmekontakt zum Rohr ist ein Temperaturfühler

angeordnet. Im Hohlraum 2 befinden sich Blenden 9» ä±e verhindern, daß die Strahlung 'der mit dem Pyrometergehäuse 1 und dem &ohr 2 fest verbundenen Optikfassung 10 außerhalb des Rohres 2 auf den Detektor.4 fällt. Fig. 2 zeigt eine Ausführung der erfindungsgemäßen Einrichtung unter Verwendung von wärmedämmendem Material 11, wodurch ebenfalls ein hoher Wärmeübergangswiderstand er-, reicht wird.

Durch die Anordnung des Hohlraumes 2 mit seinem geringen Wärmeübergangswiderstand zum Pyrometergehäuse 1 wird der Einfluß der wechselnden Umgebungstemperatur auf das Meßergebnis abgeschwächt. In dem Schlitz 6 des Hohlraumes 2 bewegt sich der Chopper 7 und spiegelt im Zustand der Abdeckung der Objekt strahlung die von dem (Temperaturfühler erfaßte Hohlraumstrahlung auf den Detektor 4. Die Hohlraumstrahlung dient als Vergleichsstrahlung. Änderungen werden mittels des Temperaturfühlers 8 erfaßt und kompensiert, beispielsweise durch eine elektronische Schaltung. Vorteilhafterweise wird ein pyroelektrisch^ Lithiumniobat-Detektor verwendet, dessen Abhängigkeit der Strahlungsempfindlic&keit von der Umgebungstemperatur so gering ist, daß sie nicht berücksichtigt zu werden braucht. /

Claims (1)

1. Srfindungsanspruch . .

   1. Einrichtung zur berührungslosea Temperaturmessung nach dem Wechsel Strahlungsprinzip, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines Pyrometergehäuses (1 ) der Einrichtung ein gekapselter, geschwärzter Hohlraum (2), dessen Begrenzung vorzugsweise metallisch ist und "beispielsweise durch ein Röhr gebildet und so angeordnet ist, daß sich zwischen Pyrometergehäuse (1) und Hohlraum (2) ein Luftpolster (12) befindet und die Verbindungsstelle zwischen Pyrometergehäuse (1) und Hohlraum (2) einen geringeren Querschnitt ($), beispielsweise eine Rille, in unmittelbarer Nähe der Verbindungsstelle aufweist oder sich ein wärmedämmendes Material (11 ) zwischen Pyrometer gehäuse (1) und Hohlraum (2) befindet und ein im Hohlraum (2) angeordneter Schlitz (6) zur Aufnahme eines ': verspiegelten Choppers (7) vorgesehen ist und der Abschluß zur Objeitseite des Hohlraumes (2) durch die mit letzterem' fest verbundene Optikfassung (10), welche eine Infrarot- ^: optik (3) aufweist, erfolgt, wobei der Objektseite gegenüber ein Detektor (4), vorzugsweise ein pyroelektrischer Lithiumniobat-Detektor, den mit Blenden (9) ausgestatteten Hohlraum (2) begrenzt und in Sehrichtung des Detektors sowie in gutem Wärmekontakt zum Hohlraum ein Temperaturfühler (8) vorgesehen ist. . . *

   Hierzu 1 Seife Zeichnungen