DE1473258B2 - Verfahren zum messen der temperaturverteilung eines heissen objektes - Google Patents

Description

Objekt 1 wie ein schwarzer Körper strahlt, wie es in vielen Fällen der Praxis zutrifft.

Innerhalb des Betriebsgerätes 3 sind eine Farbstufe 3', ein Generator 3", eine Einrichtung 3'" zur Erzeugung der Betriebsspannungen und eine Gradationsänderungseinrichtung 3"" angeordnet. Die Farbstufe 3' stellt in Verbindung mit dem Farbfernsehempfänger 5 eine Wiedergabeeinrichtung dar, mit der den einzelnen Objektpunkten in Abhängigkeit von deren jeweiliger Temperaturstrahlung bestimmte farbige Bildpunkte zugeordnet und auf dem Bildschirm 4 sichtbar gemacht werden. Insbesondere sind die Bereiche 6 bis 10 erkennbar, die entsprechenden Bereichen des Objektes 1 zugeordnet sind. Zur Erzeugung des Vergleichssignals kann im Blickfeld der Fernsehkamera 2 ein Körper 11 angeordnet sein, dessen Temperatur bekannt ist und dessen Bild 12 auf dem Bildschirm 4 ersichtlich ist. Im vorliegenden Fall ist erkennbar, daß der dem Bereich 7 entsprechende Bereich des Objektes die gleiche Temperaturstrahlung ausstrahlt, wie der Körper 11, so daß die Temperatur dieses Bereiches geschätzt werden kann. Diese Methode ist jedoch nicht immer anwendbar.
» Die Gradationsänderungseinrichtung 3"" ist derart ausgelegt, daß die Bereiche B₁ und S₄ extremer Temperaturstrahlung durch extrem verschiedene Farbwerte, beispielsweise durch Komplementärfarben, auf dem Bildschirm 4 dargestellt werden. Die durch diese Gradationsänderungseinrichtung 3"" bewirkte Gradationsänderung ist wahlweise derart einstellbar, daß bestimmte Bereiche des Objektes, beispielsweise die Bereiche S₁ und B₂ mit extrem verschiedenen Farbwerten wiedergegeben werden. Dabei kann auch der Abbildungsmaßstab mit an sich bekannten Mitteln derart abgeändert werden, daß nur die interessierenden Bereiche B₁ und B₂ groß im Bild erscheinen. Durch die kombinatorische Anwendung dieser beiden Maßnahmen, nämlich einerseits die Änderung des Abbildungsmaßstabes und andererseits eine Farbtonänderung, derart, daß die jeweils betrachteten Bereiche mit extrem verschiedenen Farbwerten sichtbar gemacht werden, wird die erzielbare Genauigkeit wesentlich erhöht. ^

In vielen Fällen ist es vorteilhaft, unter Verwendung des Generators 13, ein Signal zu erzeugen, dessen Bild als vorzugsweise rechteckförmige Fläche auf dem Bildschirm 4 erscheint und als Vergleichswert herangezogen werden kann. Da durch die Farbe dieser Fläche 14 eine eindeutige Zuordnung zu einer bestimmten Temperatur gegeben ist, kann die den Bereichen 6 bis 10 jeweils entsprechende Temperatur durch direkten Vergleich gemessen werden. Diese Fläche 14 liegt bei diesem Ausführungsbeispiel innerhalb des Bereiches 8. Durch ein Zusatzgerät 15 kann die Farbe dieser Fläche 14 wahlweise eingestellt werden und außerdem kann diese Fläche 14 an jede beliebige Stelle des Bildschirmes 4 verschoben werden. Auf diese Weise steht an jeder beliebigen Stelle ein entsprechend geeichter Temperaturvergleichswert zur Verfügung.

Im Generator 3" wird ein Maßsignal erzeugt und in das Bild auf dem Bildschirm nach Fig. 2 derart eingeblendet, daß die Farbwerte 17 bis 21 als Vergleichswerte für die dargestellten Temperaturbereiche 6 bis 10 zur Verfügung stehen.
Wenn beispielsweise die dem Farbwert 18 zugeordnete Temperatur durch Eichung festgelegt ist, dann ist ersichtlich, daß der dem Bereich 9 entsprechende Bereich des Objektes die gleiche Temperatur hat. Es wäre auch denkbar, eine Skala mit einzelnen Farbtönen neben dem Bildschirm als Vergleichsmaßstab

ίο aufzustellen. Die beschriebene Einblendung erscheint jedoch vorteilhafter, da dabei die Farbwerte 17 bis 21 unter den gleichen optischen Verhältnissen wie das Bild des Objektes betrachtet werden, und da ferner Schwankungen der Betriebswerte, die einen Einfluß auf die Farbtöne der Bereiche 6 bis 10 haben können, auch etwa in gleicher Weise auf die eingeblendeten Farbwerte 17 bis 21 haben werden.

Es kann jedoch auch ein derartiges treppenförmiges Meßsignal erzeugt werden, daß die Farbbalken 27

ao bis 31 horizontal im Bild nach Fig. 3 zu liegen kommen. Neben dem Bildschirm ist ein Streifen angebracht, der die entsprechenden Temperaturen (2000, 1900, 1800, 1700, 1600) angibt. Dem Bereich 33 ist z. B. eine Temperatur von 1800 Grad zugeordnet.

Es soll nun angenommen werden, daß die Temperaturverteilung innerhalb des Bereiches 35 genauer untersucht werden soll. Deshalb wird der Abbildungsmaßstab — beispielsweise durch Vergrößerung der Brennweite des Aufnahmeobjektes — derart vergrößert, daß innerhalb der Grenzlinie 36 weitere Farbwerte 37 bis 40 nach Fi g. 4 erkennbar sind. Es wird somit eine derartige Änderung vorgenommen, daß den extremen Temperaturen des einzelnen Bereiches 35 extrem verschiedene Farbwerte zugeordnet werden.

Die außerhalb der Grenzlinie 37 ersichtlichen Bereiche werden — sofern sie auf dem Bildschirm nach Fig. 4 noch sichtbar sind — ebenfalls mit Farbwerten wiedergegeben. Dabei wird das Meßsignal in Abhängigkeit von den vorgenommenen Farbwertänderungen, vorzugsweise automatisch, derart abgeändert, daß die Farbstufen 41 bis 45 auch nach dieser vorgenommenen Änderung wieder Vergleichswerte für die auszumessende Temperaturstrahlung , darstellen. Die diesen Vergleichswerten zugeordneten Temperaturen (2020, 2000, 1980, 1960) können wieder von dem neben dem Bildschirm angebrachten Streifen abgelesen werden. Es wäre grundsätzlich denkbar, diese Temperaturziffem und das Signal ent-

• sprechend den Farbstufen, unter Verwendung eines besonderen Generators, zu erzeugen und in die Bilder der einzelnen Farbstufen 41 bis 45 einzublenden. Der Aufwand für einen derartigen Generator (z. B. Diapositivabtaster) dürfte jedoch aus wirtschaftlichen Gründen in den meisten Fällen nicht tragbar sein. Man könnte jedoch neben dem Bildschirm eine die Temperaturwerte anzeigende Leuchtschrifttafel anordnen, wobei Änderungen dieser Temperaturwerte

bei vorgenommenen Farbtonänderungen in relativ einfacher Weise auch automatisch realisiert werden könnten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 Verfahrens vermieden werden und das andererseits Patentansprüche: eine Reihe von Möglichkeiten bietet, auf die weiter unten noch näher eingegangen wird.

1. Verfahren zum Messen der Temperatur- Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß aus verteilung eines heißen Objektes, welches mittels 5 einem Videosignal in einer Farbstufe ein Signal geeiner Schwarzweiß-Fernsehkamera aufgenom- wonnen wird, durch welches den einzelnen Objektmen wird und bei dem ein Videosignal abgelei- punkten in Abhängigkeit von deren Temperatur jetet wird, dadurch gekennzeichnet, daß weils bestimmte, farbige Bildpunkte zugeordnet und aus diesem Videosignal in einer Farbstufe (3') diese Bildpunkte auf den Bildschirm eines Farbein Signal gewonnen wird, durch welches den io fernsehempfängers sichtbar gemacht werden und daß einzelnen Objektpunkten in Abhängigkeit von ein Temperaturvergleichssignal erzeugt wird und das deren Temperatur jeweils bestimmte, farbige dem Vergleichssignal entsprechende und auf dem Bildpunkte zugeordnet und diese Bildpunkte auf Bildschirm des Farbfernsehempfängers erscheinende dem Bildschirm (4) eines Farbfernsehempfängers Bild einen Vergleichswert für eine bestimmte Tem-(5) sichtbar gemacht werden und daß ein Tem- 15 peratur darstellt.

peraturvergleichssignal erzeugt wird und das dem Es ist zwar schon bekannt, Fernsehkameras zur

Vergleichssignal entsprechende und auf dem Beobachtung von Feuerräumen einzusetzen. Ferner

Bildschirm des Farbfernsehempfängers erschei- sind Einrichtungen zur Umwandlung von Schwarz-

nende Bild (12) einen Vergleichswert für eine Weiß-Fernsehsignalen in Farbfernsehsignale bekannt, bestimmte Temperatur darstellt. 20 wobei die verschiedenen Graustufen der Schwarz-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Weiß-Signale beliebigen Farben zugeordnet sind, kennzeichnet, daß das Vergleichssignal durch Diese Einrichtungen sind jedoch für Meßzwecke einen Generator (13) als elektrische Größe er- nicht geeignet. ,

zeugt wird. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 25 besteht darin, daß durch den Vergleich zwischen den kennzeichnet, daß das Vergleichssignal auf dem Farben des Bildes des zu messenden Objektes und Bildschirm des Farbfernsehempfängers als be- des Vergleichssignals eine genaue laufende Messung grenzte Fläche (12) wiedergegeben wird, welche der Temperatur möglich ist.

an jede beliebige Stelle des Bildschirmes ver- In vielen Fällen ist es zweckmäßig, eine derartige

schiebbar ist. 3° Gradationsänderungseinrichtung vorzusehen, daß Be-

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- reiche extremer Temperaturstrahlung durch extrem kennzeichnet, daß das Vergleichssignal aus meh- verschiedene Farbwerte (z.B. einander komplemenreren Teilsignalen gebildet wird, deren farbige täre Farben) dargestellt werden. Diese Gradations-Bilder eine Eichskala (17 bis 21) am Bildrand änderungseinrichtung kann derart beschaffen sein, für verschiedene Temperaturen darstellen. 35 daß wahlweise einstellbar bestimmte Teilbereiche

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- des Objektes mit extrem verschiedenen Farbwerten kennzeichnet, daß mit einer Änderung der Zu- auf dem Bildschirm sichtbar werden. Wenn also beiordnung von Farbe der Bildpunkte und Tempe- spielsweise ein Objekt mit einer Temperaturverteiratur der entsprechenden Objektstellen zugleich lung zwischen 1000 und 2000 Grad gegeben ist, dann das Gesichtsfeld der Kamera (2) geändert wird. 40 kann ein Teilbereich mit einer Temperaturverteilung

von 1800 bis 1900 Grad derart betrachtet werden,

:·..-·■:-·.·::!■'.:■■}■·- : .;-.· daß den extremen Temperaturwerten des Teilberei-

-. ches einander komplementäre Farben zugeordnet

werden. Auf diese Weise kann der Teilbereich wesent-45 lieh genauer gemessen werden, als dies unter Berücksichtigung des Gesamtbereiches möglich wäre.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Im folgenden werden die Erfindung und Ausfüh-

Messen der Temperaturverteilung eines heißen Ob- rungsbeispiele derselben an Hand der Figuren näher · jektes, welches mittels einer Schwarzweiß-Fernseh- , erläutert, wobei nur die zum Verständnis der Erfinkamera aufgenommen wird und bei dem ein Video- 5° dung erforderlichen Details schematisch dargestellt signal abgeleitet wird. ' sind. In mehreren Figuren vorkommende gleiche

Nach einem bekannten Verfahren kann die von Bauteile und Symbole sind mit den gleichen Bezugs-

einem Objekt ausgehende Temperaturstrahlung. da- zeichen- gekennzeichnet. Es zeigt -

durch ermittelt werden, daß das Objekt photogra- F i g. 1 eine Anordnung zur fernsehmäßigen Auf-

phisch aufgenommen und das Negatiymaterial photo- 55 nähme und Sichtbarmachung der von einem Objekt metrisch ausgemessen wird rund,-damit Maßzahlen ausgehenden Temperaturstrahlung,;
der im allgemeinen von Stelle zu Stelle verschiede- Fig. 2 bis 4 Bildschirme von_; Fernsehempfängern

nen Temperaturstrahlung gewonnen werden. Dieses mit Darstellungen der Temperaturverteilung und Ver-Verfahren ist relativ umständlich und liefert die gleichswerte. Ζ'.''':'.'.'.'.'.' . ^T-

Temperatur- und Strahlungsverteilung nur mit einer 60 Nach Fig. 1 wird das aufzunehmende Objekt 1 gewissen Zeitverzögerung, da das photographische mit einer Fernsehkamera 2 aufgenommen und dabei Rohmaterial chemisch behandelt werden muß. ein Videosignal gewonnen, welches unter Verwendung Außerdem eignet sich dieses Verfahren praktisch eines Betriebsgerätes 3 auf dem Bildschirm 4 eines kaum zu dauernden Betriebskontrollen, da der Ver- Farbfernsehempfängers 5 sichtbar gemacht wird. Als schleiß an photographischem Rohmaterial in den 65 Objekt 1 kommt beispielsweise eine glühende Masse meisten Fällen untragbar ist. in Betracht, von der eine Temperaturstrahlung aus-

Die Erfindung bezweckt, ein Verfahren anzuge- geht, die sich in den Bereichen B₁ bis B₄ merklich ben, bei dem einerseits die Nachteile des bekannten unterscheiden soll. Es wird angenommen, daß das