DE1796471U

DE1796471U - Geraet zur bestimmung von oberflaechentemperaturen.

Info

Publication number: DE1796471U
Application number: DEE10723U
Authority: DE
Original assignee: Eltro GmbH and Co
Current assignee: Eltro GmbH and Co
Priority date: 1958-01-29
Filing date: 1958-01-29
Publication date: 1959-09-24

Description

Gerät zur Bestimmung von Oberflächentemperaturen Für viele Industriezweige ist die laufende Messung von Oberflächentemperaturen von wesentlicher wirtschaftlicher Bedeutung. Dies gilt vor allem für die Zement-, isen-und Stahlindustrie, Schwermetallverhüttung und-raffination, sowie auch für alle Dampfkesselanlagen, großen Maschinenaggregatci, in der chemischen Industrie ganz allgemein..........
Es ist z. B. von eminenter Wichtigkeit, den Zustand der Ofenauskleidung jeder Art von Industrieöfen von außen ständig zu kontrollieren, um ein Schadhaftwerden rechtzeitig zu bemerken. Die Abnahme der Wandstärke der feuerfesten Auskleidung zeigt sich deutlich in der Erhöhung der Mantel-bzw.
Oberflächentemperatur. In der chemischen Industrie und bei großen Maschinenanlagen bringt ein Gerät zur Anzeige von Überhitzungen bzw. Heißlaufen wesentliche Sicherheiten.
Zur Messung von Oberflächentemperaturen wurden bisher für niedere Temperatur Anlege-Thermoelemente mit ihren vielen Nachteilen durch schlechten Kontakt verwendet. Für höhere Temperaturen, vor allem an glühenden Körpern haben sich verschiedene Systeme von Strahlungspyrometer als geeignet erwiesen. Diese Art der Temperaturmessung eignet sich aber nur für Körper, welche als schwarze Strahler im Bereich des sichtbaren Lichtes emmittieren. Die einfachen Bolometer, welche als Strahlungsempfänger ein geschwärztes Metallblättchen verwenden, konnten sich auch noch nicht in breitem Umgange für diese Zwecke durchsetzen.
Das erfindungsgemäße Temperaturmeßgerät soll nun die Lücke zwischen den oft nicht voll befriedigenden Thermoelementen und den Strahlungspyrometern schließen und über ein Temperaturgebiet von ca. 100-600°C unter Benutzung von infraroter Strahlung-im Gegensatz zu den bisher bekannten Strahlungspyrometern-anzeigen.
Ein derartiges Gerät eignet sich nun gleichgut zur Abtastung der gefährdedsten Zone eines heißgehenden Ofens (Hochofen, Siemens-Martin-Ofen, Zement-Ofen, Glaswannenofen, Herdflammofen, Schmelztrommeln jeder Art....) wie auch der Mäntel von Wärmeaustauschern, in der chemischen Industrie von Reaktiongefäßen, Siedepfannen, Hochdruckbehältern, Kesseln usw. und weiters von heißlaufenden Turbinen-Aggregaten, Achsen, Lagern usw.
Das eigentliche Anzeigegerät kann an jeder beliebigen Stelle, vor allem in dem Meß-und Schaltraum verlegt werden. Nur der Strahlungsempfänger befindet sich in gewisser Entfernung von der zu messenden Oberfläche. Es ist kein direkter Kontakt zwischen der Oberfläche und dem Meßgerät erforderlich und eignet sich daher besonders für bewegte und auch starker Beschmutzung ausgesetzter Anlagen.
Die Temperaturanzeige kann an einem Zeigerinstrument abgelesen oder der Temperaturverlauf automatisch geschrieben werden.
Weiters kann bei Überschreitung eines beliebigen und einstellbaren Schwellwerkes jede bekannte Signalanlage angesprochen werden.
Die Abtastung selbst kann ganz von den örtlichen Verhältnissen abhängen, nur ist darauf zu achten, daß das Blickfeld des Gerätes nicht über die abzutastende Oberfläche hinausragt, da dadurch Fehlanzeige zustande kommen können. Das Blickfeld des Gerätes selbst muß immer klein im Verhältnis zur abzutastenden Fläche sein, da nur dadurch eine entfernungsunabhängige Temperaturmessung möglich ist. Eine große Fläche kann nun mit Hilfe von programmgesteuerten Kipp-Bewegungen abgetastet werden. Ist die zu kontrollierende Fläche sehr lang oder gekrümmt, ist es vorteilhaft, das Meßgerät selbst entlang einer Schiene über die ganze Anlage wandern zu lassen.
Das erfindungsgemäße Gerät sammelt nun die einfallende Strahlung mit einem Hohlspiegel (1) und bündelt diese über einen Gegenspiegel (2) auf den Strahlungsempfänger (3). Es ist vorteilhaft, hinter dem Strahlungsempfänger noch einen Vorverstärker (4) vorzusehen. Das Ganze befindet sich in einem Blechgehäuse (5), welches an seiner Vorderseite ein Fenster (6) aus einem solchen Material hat, das die erforderliche Strahlung möglichst ungeschwächt durchläßt. Hierfür eignet sich am besten ein Arsensulfidglas. Um verschiedene Fehlerquellen durch Temperatur und Strahlung des umgebenen Raumes auszuschalten und um die Verstärkerschaltung zu vereinfachen, ist es vorteilhaft, mit moduliertem Licht zu arbeiten.
Dies erfordert die Anbringung eines Modulators (7), welcher sich entweder zwischen dem Gegenspiegel und dem Strahlungsempfänger oder vor dem Fenster befinden kann. Es eignet sich hierfür ein einfacher Blechscheibenmodulator. Es ist darauf zu achten, daß das Fenster (6) immer sauber ist, dies wird entweder dadurch erreicht, daß der Modulator so ausgebildet ist, daß er gleichzeitig das Fenster abwicht oder-falls der Modulator im Gehäuse angeordnet ist-eine Wischvorrichtung vorgesehen wird. Denselben Zweck kann auch ein Luftschleier (gefilterte, staubreie Luft) erfüllen.
Die Wirkungsweise des Gerätes beruht nun darauf, daß'die einfallende Strahlung je nach Intensität-entsprechend der Temperatur-eine Spannungsdifferenz am Strahlungsempfänger hervorruft, welche über Verstärker zur Steuerung des Anzeigegerätes bzw. der Alarmeinrichtung benützt wird. Als Strahlungsempfänger eignen sich ein Bolometer und spektralunabhängige Empfangselemente. Der bestrahlte und unbestrahlte Teil des Bolometers wird über Brücke geschaltet und mißtdamit den Temperaturunterschied zwischen diesen beiden. Als Widerstandszellen eignen sich alle solche, welche im Infrarot (d. h. bis ca. 8/u) eine genügende Empfindlichkeit bei geringer Trägheit aufweisen.
Dies sind vor allem Halbleiter auf Basis PbS, PbSe, PbTe. Bei Verwendung von spektralabhängigen Strahlungsempfängern ist eine besondere Schaltungstechnik erforderlich.

Das Gerät wird gegen eine Oberfläche bekannter Temperatur ge-

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eicht und kann dann im Laufe des Betriebes, wenn möglich, durch Nachmessung eines Eichpunktes schnell kontrolliert werden. Schutzansprüche

Claims

Schutzansprüche 1.) Gerät zur Fernmessung von Mantel-und Oberflächentemperaturen d. g., daß dieses Gerät aus einem Gehäuse (5) mit einem Fenster (6) aus solchem Material, welches die erforderliche Wärmestrahlung durchläßt, besteht, hinter dem Fenster sich ein Hohlspiegel (1) befindet, welcher die einfallende Strahlung sammelt, diese auf einen Gegenspiegel (2) zur scharfen Bündelung geworfen wird und in ihren Brennpunkt auf einen Strahlungsempfänger (3) auftrifft, dort eine Spannungsdifferenz hervorruft, welche über einen Vorverstärker (4) zur Steuerung der Temperaturanzeigegeräte bzw-schreiber an sich bekannter Art verwendet wird.
2.) Gerät zur Fernmessung von Temperaturen nach Anspruch 1 d. g., daß mit moduliertem Licht gearbeitet wird.
3.) Gerät zur Fernmessung von Temperaturen nach Anspruch 1-2 d. g., daß als Strahlungsempfänger ein Bolometer verwendet wird.
4*.) Gerät zur Fernmessung von Temperaturen nach Anspruuh 1-2 d. g., daß als Strahlungsempfänger ein spektralunabhängiges Empfangselement verwendet wird.
5.) Gerät zur Fernmessung von Temperaturen nach Anspruch 1-2 d. g., daß als Strahlungsempfänger ein spektralabhàngiges CD

Empfangselement mit besonderer Schaltung verwendet wird.
6.) Gerät zur Fernmessung von Temperaturen nach Anspruch 1-5 d. g., daß das strahlungsdurchlässige Fenster ein Arsensulfidglas ist. 7.) Gerät zur Fernmessung von Temperaturen nach Anspruch 1-6 d. g., daß der Modulator am Fenster außen angebracht ist, und gleichzeitig das Fenster sauber hält.