DE2503259C3 - Verfahren zur berührungslosen Fernmessung von Temperaturdifferenzen - Google Patents

Description

Die trfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur berührungslosen Fernmessung von Temperaturdifferenzen zwischen einem Meßobjekt und einer Vergleichsstrahlungsquelle mit Hilfe eines IR-Detektors und einer Schwingspiegelanordnung in einem transportablen Gerät, insbesondere zur Me.^csung an Hochspannungs-Freileitungen.

Es sind sogenannte Strahlungspyrometer zur berührungslosen Messung von Temperaturen bekannt, bei denen die vom Meßgegenstand ausgehende Strahlung durch eine infrarc durchlässige Linse auf ein Bolometer geleitet wird. Diese Strahlung wir⁴ von einem vor der Blendenöffnung des Bolometers, angebrachten Motormodulator periodisch unterbrochen Bei jeder Unterbrechung wird dem Bolometer die Strahlung des Modulators, die nur von dessen Temperatur abhängt, zugeführt Die Wechselspannung am Ausgang des Modulators ist der Differenz der Strahlungsintensitäten von Meßgegenstand und Modulator proportional. Weiterhin ist sie vom Emissioinsgrad des Meßgegenstandes abhängig. (Nachtrag April 1973 zur Preisliste MP 1.1, Mai 1972 der Fa. Siemens AG.)

In der deutschen Patentanmeldung H 17 711, bekanntgemacht 21.7.1955 wird eine Anordnung zur laufenden Anzeige der Glühtemperatur einer glühenden Fläche mit der Strahlungsdichte eines Vergleichsnormals mit Hilfe einer fotoelektrischen Zelle und eines bewegten Spiegels beschrieben. Die Vergleichsnormale können entweder unmittelbar neben dem glühenden Flächen oder, wenn das nicht möglich ist, auf einer Bezugsebene angeordnet werden, auf der auch die glühenden Flächen mittels Linsen abgebildet werden. Bei dieser Anordnung ist der Abstand Meßanordnung/ Bezugsebene konstant, so daß die Größen von glühender Fläche und Normal so gewählt werden können, daß eine Verfälschung des Meßergebnisses nicht eintrifft.

Bei einem solchen, vorzugsweise transportablen Meßgerät mit ständig wechselnden Meßentfernungen und Meßobjekten unterschiedlicher Größe ist es nicht immer gewährleistet, daß das Gesichtsfeld der IR-Optik vom Meßobjekt ausgefüllt wird. Wenn das Meßobjekt kleiner als das Gesichtsfeld des Meßgerätes ist, so entsteht durch den dann sichtbar werdenden Hintergrund ein Meßfehler. In Abhängigkeit von der Meßobjektgröße und von den Strahlungseigenschaften

ίο von Meßobjekt und Hintergrund kann dieser Mebiehler so groß werden, daß die Temperatur des Meßobjektes nicht mehr ermittelt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Meßgerät zu schaffen, das unabhängig von der Entfernung und der Meßobjektgröße stets eine fehlerfreie Messung der Temperatur des Meßobjektes gewährleistet

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß als Vergleichsstrahlungsquelle ein in bestimmter Entfernung von dem Meßobjekt liegendes Teilstück des zu vermessenden Gegenstandes von gleicher Kontur und gleichem Strahlungshintergrund wie das MeBcbjekt gewählt wird und daß die Temperaturdifferenz aus dem Signal des IR-Detektors bei Kenntnis des Emissionsgrades des Meßobjektes und des Verhältnisses von Meßfeldgröße zu Meßobjektgröße ermittelt wird.

Der wesentliche Vorteil des Meßgerätes nach der Erfindung besteht darin, daß es unabhängig von der Meßentfernung einwandfrei arbeitet. Wenn nämlich die sichtbare Fläche eines zu überprüfenden Meßobjektes kleiner als die Gesichtsfelder des Meßgerätes ist, so gelangt auch mehr oder weniger Strahlung des Hintergrundes auf den IR-Detektor. Dieser Strahlungsanteil ist in beiden Gesichtsfeldern gleich groß. Weil aber eine Differenzmessung der Strahlungsleistung vorgenommen wird, fällt der Anteil der Hintergrundstrahlung fort, wenn es sich in beiden Gesichtsfeldern um den gleichen Hintergrund handelt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt.

Ein IR-Detektor 1 empfängt über einen schwingfähigen Spiegel 2 die von einem Meßobjekt und einem Vergleichsobjekt durch die Linse 3 des Gerätes einfallende Wärmestrahlung. Der Spiegel 2 lenkt das Gesichtsfeld des Detektors horizontal aus und wird von einem Antrieb 4 mit rechteckförmiger Ansteuerung bewegt Der Schwingspiegel-Antrieb ist an sich bekannt Durch die Endlagen des Spiegels wird ein Ablenkwinke! χ in der Größe von 20 mrad gebildet, was 1,1459° entspricht. Das Ausgangssignal des Detektors 1 wird über einen Verstärker 5 einem Anzeigegerät 6 zugeführt. Die Amplitude dieses Ausgangssignals stellt be^: Kenntnis des Emissionsfaktors des Meßobjektes und des Verhältnisses von Meßfeldgröße : Meßobjektgröße ein Maß für die Temperaturdifferenz des Meßobjektes innerhalb der beiden Gesichtsfelder des Gerätes dar. Das Anzeigegerät 6 kann unmittelbar in Grad Celsius geeicht sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur berührungslosen Fernmessung von Temperaturdifferenzen zwischen einem Meßobjekt und einer Vergleichsstrahlungsquelle mit Hilfe eines IR-Detektors und einer Schwingspiegelanordnung in einem transportablen Gerät, insbesondere zur Messung an Hochspannungs-Freileitungen, dadurch gekennzeichnet, daß als Vergleichsstrahlungsquelle ein in bestimmter Entfernung von dem Meßobjekt liegendes Tälstück des zu vermessenden Gegenstandes von gleicher Kontur und gleichem Strahlungshintergrund wie das Meßobjekt gewählt wird, und daß die Temperaturdifferenz aus dem Signal des IR-Detektors bei Kenntnis des Emissionsgrades des Meßobjektes und des Verhältnisses von Meßfeldgröße zu Meßobjektgröße ermittelt wird.