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WO2000006982A1 - Dispositif de mesure sans contact et en continu de la temperature d'un objet allonge en mouvement chauffe par rayonnement - Google Patents

Dispositif de mesure sans contact et en continu de la temperature d'un objet allonge en mouvement chauffe par rayonnement Download PDF

Info

Publication number
WO2000006982A1
WO2000006982A1 PCT/CH1999/000055 CH9900055W WO0006982A1 WO 2000006982 A1 WO2000006982 A1 WO 2000006982A1 CH 9900055 W CH9900055 W CH 9900055W WO 0006982 A1 WO0006982 A1 WO 0006982A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
enclosure
temperature
yarn
measuring device
detector
Prior art date
Application number
PCT/CH1999/000055
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-Claude Padoy
Original Assignee
Static Input System S.A.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Static Input System S.A. filed Critical Static Input System S.A.
Publication of WO2000006982A1 publication Critical patent/WO2000006982A1/fr

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
    • G01K13/04—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving solid bodies
    • G01K13/06—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving solid bodies in linear movement
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/0022—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiation of moving bodies

Definitions

  • the present invention relates to a non-contact and continuous measurement device for the temperature of a thin elongated object in axial movement, in particular a textile thread, a ribbon, a tube or the like, heated by radiation.
  • the wire is brought to a high temperature, of the order of 250 ° C., by passing through an oven with infrared radiation, then is stretched and subjected to some shape constraints before being brutally cooled to a temperature of the order of 80 ° C., all of these operations being carried out at a high running speed of the order of 6O00 meters per minute.
  • the temperature of the wire must be regulated with the best possible precision and preferably with a precision of the order of a tenth of a degree.
  • the temperature of the oven used is high, of the order of 500 to 600 ° C, in order to accelerate the rise in temperature of the wire, to reduce the length of the oven and consequently to increase the speed of passage.
  • the measurement of the temperature of the wire becomes essential both for retexturing and for maintaining this temperature at a level lower than that of melting, at the risk of seeing the weakened wire melt inside the oven.
  • a high accuracy of the measurement of the real temperature of the yarn cannot be obtained in the textile installations currently used because, in these installations, the measurement of the reference temperature used is taken directly on the heating means. It has been found that the actual temperature of the wire differs from 5 to 10 ° from this reference temperature.
  • the wire passing through a high temperature oven with infrared radiation causes a thermally hot layer which limits its cooling and contributes to the maintenance of its surface temperature.
  • the present invention proposes to solve the problem posed by fouling of the detector by providing a device allowing the measurement, permanently, without contact and with great precision, of the real temperature of wires, cables, sheaths, braids or bands. made of various materials such as metallic, organic or polymers, whose width is between 0.05 and 5 mm and whose running speed is high.
  • This device is based on the principle that the limit layer of air entrained by the wire when it travels at high speed is hot and has practically the same temperature as it.
  • the device as defined in the preamble is characterized in that it comprises at least one conductive heat flow detector and one element for measuring the temperature of this heat flow detector, these components being arranged in an enclosure through which said elongated object in axial movement, and a unit for processing the signals emitted by said heat flow detector and said temperature measuring element, this processing unit being arranged to calculate the temperature T 2 of said elongated object from the following formula:
  • T 2 (W / ( ⁇ .f. ⁇ .) + ⁇ S) V in which W represents the heat flux, ⁇ is the Stefan-Boltzmann constant,
  • / is a form factor depending on the characteristics of the components of the enclosure
  • K is a factor depending on the running speed of the elongated body
  • Ti is the temperature of the flow detector.
  • the type of sensitive detector used will behave in the context of the application as a radiative detector without having the disadvantages, that is to say that its gradual fouling will only slightly modify its response to radiation and that the conductive disturbance generated by the hot boundary layer unlike a cold boundary layer, will improve the heat transfer all the more as the running speed will be high. In addition, it is insensitive to the temperature of the support on which it is fixed.
  • the device comprises a solid body of substantially parallelepipedal shape arranged to accommodate said enclosure and said processing unit, said body being provided with a movable upper part arranged to cooperate with a fixed lower part of the body in order to allow the introduction of the elongated object.
  • the movable upper part pivots relative to the fixed lower part about an axis parallel to the longitudinal axis of the enclosure.
  • said enclosure has an elongated semi-cylindrical shape the lower part of which is formed in the fixed part of the body and the upper part is formed in the movable upper part.
  • the body advantageously comprises in each of its lateral faces an orifice arranged to allow respectively the entry and the exit of the elongated object to be measured from said measuring device.
  • the orifices have an inverted frustoconical shape and are extended by rectilinear conduits for guiding the object to be measured.
  • said rectilinear conduits open respectively in the lateral end walls of the enclosure, in the extension of one another, so that the object is positioned substantially in the middle of the junction plane of the lower part. and from the upper part of said enclosure.
  • the walls of the inlet and outlet orifices and the guide ducts of the object to be measured are advantageously provided with a coating of an absorbent material.
  • the heat flow detector is arranged on the bottom of the enclosure and the dimensions of this heat flow detector are equal to the dimensions of the bottom of the enclosure.
  • the conductive heat flux detector is a tangential gradient detector with high sensitivity and is provided with a coating of an absorbent material.
  • the device comprises at least one cooling element integral with the body of the device and this element cooling is thermally coupled to the heat flow detector and to the enclosure.
  • FIG. 1 represents a perspective view of the measuring device according to the invention
  • FIG. 2 represents a cross-sectional view of the device of FIG. 1, and
  • FIG. 3 represents a view in longitudinal section at the level of the enclosure of the device of FIG. 1.
  • the measuring device 10 comprises a solid metal body 11, made for example of aluminum, of substantially straight parallelepiped shape, in which are formed an enclosure 12 and a housing for an electronic signal processing unit 13.
  • This body 11 is provided, on a part of its upper face, with a movable part 21 arranged to cooperate with a fixed lower part 22 of the body 11.
  • This mobile upper part 21 can be moved away from the fixed part 22 by pivoting around a longitudinal axis 23 parallel to the longitudinal axis of the enclosure 12.
  • This movable part 21 allows the introduction into said enclosure
  • orifices 25 of inverted frustoconical shape are extended by coaxial cylindrical conduits 26 for guiding the object, said conduits opening respectively in the end side walls 27 of the enclosure 12, in the extension of one another.
  • the walls of these orifices 25 as well as those of the guide conduits 26 are covered with an absorbent material.
  • the enclosure 12 is in the form of an elongated semi-cylindrical cavity formed by a lower part 12a formed in the fixed part 22 of the body 11 and an upper part 12b formed in the movable upper part 21 cooperating with the fixed lower part 22 of the body 11.
  • This particular embodiment allows the heat flow detector 17, which is arranged on the bottom 20 of this enclosure and whose dimensions are equal to those of this bottom 20, to receive all of the radiation emitted by the object being substantially in the middle of the junction plane of the parts 12a and 12b.
  • the heat flow detector 17 which equips the device is a highly sensitive tangential gradient conductive detector known per se and provided with a coating of an absorbent material.
  • the signal emitted by this type of detector is independent of its temperature and that of the support on which it is fixed. In the device, it behaves like a radiative detector and measures the heat flux emitted by the elongated object and the layer of disturbed hot air entrained by the moving wire, the frustoconical shape of the inlet orifice 25 making it possible to laminate the boundary layer of air, a layer having practically the same temperature as the wire.
  • the temperature measuring element 18, such as a thermocouple, a resistance probe or a similar device, is integrated into this detector 17 and makes it possible to measure the temperature T ⁇
  • the measuring device 10 is provided with at least one cooling element 28, such as a radiator with natural convection or forced or any other known refrigeration system, disposed on the body 11, above and below the enclosure 12. This radiator is thermally coupled to said enclosure and to the flow detector 17.
  • a cooling element 28 such as a radiator with natural convection or forced or any other known refrigeration system
  • the electronic processing unit 13 is associated by means known per se with the flow detector 17 and with the temperature measurement element 18. With the aid of appropriate software, it makes it possible to continuously determine the temperature T 2 of the wire which crosses the enclosure on the basis of the signals received from the heat flow detector 17 and from the temperature measurement element 18.
  • the characteristic shape of the enclosure 12 the length of which can be adapted as a function of the precision of the measurement desired in order to obtain a larger radiation surface, and the arrangement of the flux detector, allow total recovery of the thermal radiation emitted by the elongated object and the hot boundary layer surrounding the surface of the wire passing through it.
  • This measured heat flux W makes it possible to obtain the actual temperature T 2 of the wire by applying the formula
  • T 2 (W / ( ⁇ ./. ⁇ ) + T 1 4 ) 1 ' 4 in which W represents the heat flux in W / m 2 emitted by the detector 17, ⁇ is the Stefan-Boitzman constant in Wm - 2 .
  • K 4 , / is a form factor depending on the characteristics of the components of the enclosure 12, in particular its length and shape, K is a factor depending on the speed of travel of the elongated body and Ti is the temperature of the detector flows 17 in Kelvin degrees.
  • the measurement device thus obtained makes it possible to measure in a very precise and permanent manner the temperature of a wire during its manufacture or its retexturing without disturbing the various elements of the chain, and without the measurement being disturbed by the fouling of the detector.
  • the components used in this measuring device can be modified in shape and in characteristics without departing from the context of the invention.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

Le dispositif (10) de mesure sans contact et en continu de la température d'un objet allongé fin en mouvement axial tel qu'un fil textile (15), chauffé par rayonnement dans un four, comporte un détecteur de flux thermique conductif (17) et un élément de mesure de la température de ce détecteur, disposés dans une enceinte allongée semi-cylindrique (12a, 12b) traversée par le fil (15), et une unité de traitement (13) des signaux émis. Le corps (11) du dispositif est pourvu d'une partie supérieure (21), mobile autour d'un axe (23) parallèle à l'axe longitudinal de l'enceinte (12), qui coopère avec une partie inférieure fixe (22) pour l'introduction du fil dans le dispositif. Le fil (15) entre dans l'enceinte (12) par un orifice de forme tronconique débouchant dans un conduit de guidage (26) du fil. La forme de l'orifice d'entrée permet de laminer la couche limite d'air entraînée par le fil, cette couche ayant pratiquement la même température que le fil. Le détecteur (17), qui est disposé sur le fond de l'enceinte, mesure le rayonnement thermique émis par l'objet (15) et la couche limite chaude. L'unité de traitement (13) détermine en continu et avec une grande précision la température réelle du fil à partir du rayonnement mesuré qui n'est pas perturbé par l'encrassement du détecteur. Un élément de refroidissement (28) lié au détecteur garantit le refroidissement du dispositif.

Description

DISPOSITIF DE MESURE SANS CONTACT ET EN CONTINU DE LA TEMPERATURE D'UN OBJET ALLONGE EN MOUVEMENT CHAUFFE PAR RAYONNEMENT
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un dispositif de mesure sans contact et en continu de la température d'un objet allongé fin en mouvement axial, en particulier un fil textile, un ruban, un tube ou similaires, chauffé par rayonnement.
TECHNIQUE ANTÉRIEURE
Au cours de la fabrication des fils textiles synthétiques, ceux-ci sont soumis à un traitement thermique de retexturation destiné à fixer les caractéristiques physiques dont ils doivent être pourvus selon l'utilisation à laquelle ils sont destinés. Dans cette étape de retexturation, le fil est porté à une température élevée, de l'ordre de 250° C, par passage dans un four à rayonnement infrarouge, puis est étiré et soumis à quelques contraintes de formes avant d'être brutalement refroidi à une température de l'ordre de 80° C, toutes ces opérations se faisant à une vitesse de défilement élevée de l'ordre de 6O00 mètres par minute. Afin d'obtenir de bonnes performances physico-chimiques et mécaniques, la température du fil doit être régulée avec la meilleure précision possible et de préférence avec une précision de l'ordre du dixième de degré.
En outre, la température du four utilisé est élevée, de l'ordre de 500 à 600°C, afin d'accélérer la montée en température du fil, de réduire la longueur du four et par suite d'augmenter la vitesse de passage. De ce fait, la mesure de la température du fil devient capitale tant pour la retexturation que pour maintenir cette température à un niveau inférieur à celui de la fusion au risque de voir le fil fragilisé fondre à l'intérieur du four. Une grande précision de la mesure de la température réelle du fil ne peut pas être obtenue dans les installations textiles actuellement utilisées car, dans ces installations, la mesure de la température de référence utilisée est prise directement sur les moyens de chauffage. On a constaté que la température réelle du fil diffère de 5 à 10° de cette température de référence.
Les vitesses de défilement des fils en cours de fabrication ou de retexturation devenant de plus en plus rapides et pouvant dépasser 6'000 mètres par minute et même atteindre 10O00 mètres par minute, il devient impératif de disposer de moyens de mesure adaptés à ces vitesses ainsi qu'aux surfaces mesurées dont le diamètre peut aller jusqu'à 0,010 mm.
Il existe de nombreux détecteurs radiatifs qui permettent de mesurer avec précision la température d'un corps chauffé, sans contact avec ce corps, par mesure du rayonnement échangé entre deux surfaces dont la température, au moins pour l'une d'entre elles, varie en fonction du temps. Cependant ces détecteurs ne peuvent pas travailler avec des objets dont les dimensions ne permettent pas d'obtenir des spots de mesure dont la surface est au moins égale à 0,5 mm2. Or, dans l'industrie textile actuelle, le diamètre des fils actuellement fabriqués peut atteindre 0,05 mm, ce fil étant composé de cinq brins. Si l'on ne peut pas utiliser la pyrométrie optique, il serait possible de mesurer la température réelle du fil par contact à l'aide de thermomètres connus mais aucun de ces appareils actuellement disponibles ne peut travailler en contrôle permanent sur des objets portés à haute température et défilant à haute vitesse.
La performance de ces détecteurs radiatifs est d'autant plus limitée que l'on augmente la vitesse de défilement et ceci notamment dans l'application du chauffage du fil par passage dans un four à rayonnement infrarouge. Lorsque le fil a subi un ensimage, les produits brûlés dans le four par pyrolyse dégagent à la sortie de ce four des vapeurs qui condensent et encrassent tout dispositif de détection, notamment les détecteurs de flux thermique radiatifs qui pourraient être utilisés pour mesurer la température réelle du fil, étant donné que la radiation est très faible pour des fils de petit diamètre. Ces détecteurs ne sont donc absolument pas fiables dans le cas de cette application particulière.
Contrairement aux installations dans lesquelles le fil en mouvement est chauffé au moyen de rouleaux chauffants et entraîne avec lui une couche limite froide, le fil traversant un four à haute température à rayonnement infrarouge entraîne une couche thermiquement chaude qui limite son refroidissement et contribue au maintien de sa température de surface.
EXPOSE DE L'INVENTION
La présente invention se propose de résoudre le problème posé par l'encrassement du détecteur en fournissant un dispositif permettant la mesure, de façon permanente, sans contact et avec une grande précision, de la température réelle de fils, câbles, gaines, tresses ou bandes réalisés en matières diverses telles que métalliques, organiques ou des polymères, dont la largeur est comprise entre 0,05 et 5 mm et dont la vitesse de défilement est élevée. Ce dispositif est basé sur le principe que la couche limite d'air entraînée par le fil lors de son défilement à grande vitesse est chaude et a pratiquement la même température que lui.
Le dispositif tel que défini en préambule est caractérisé en ce qu'il comporte au moins un détecteur de flux thermique conductif et un élément de mesure de la température de ce détecteur de flux thermique, ces composants étant disposés dans une enceinte traversée par ledit objet allongé en mouvement axial, et une unité de traitement des signaux émis par ledit détecteur de flux thermique et ledit élément de mesure de température, cette unité de traitement étant agencée pour calculer la température T2 dudit objet allongé à partir de la formule suivante :
T2 = ( W / (σ.f.κ.) + τS)V dans laquelle W représente le flux thermique, σ est la constante de Stefan-Boltzmann,
/ est un facteur de forme dépendant des caractéristiques des composants de l'enceinte,
K est un facteur dépendant de la vitesse de défilement du corps allongé, Ti est la température du détecteur de flux.
Le type de détecteur sensible utilisé se comportera dans le cadre de l'application comme un détecteur radiatif sans en posséder les inconvénients, c'est-à-dire que son encrassement graduel ne modifiera que très peu sa réponse au rayonnement et que la perturbation conductive engendrée par la couche limite chaude contrairement à une couche limite froide, améliorera le transfert thermique d'autant plus que la vitesse de défilement sera grande. En outre, il est insensible à la température du support sur lequel il est fixé.
Dans la forme de réalisation préférée, le dispositif comporte un corps plein de forme sensiblement parallelepipedique agencé pour loger ladite enceinte et ladite unité de traitement, ledit corps étant pourvu d'une partie supérieure mobile agencée pour coopérer avec une partie inférieure fixe du corps afin de permettre l'introduction de l'objet allongé.
De façon avantageuse, la partie supérieure mobile pivote par rapport à la partie inférieure fixe autour d'un axe parallèle à l'axe longitudinal de l'enceinte. De préférence, ladite enceinte comporte une forme allongée semi-cylindrique dont la partie inférieure est ménagée dans la partie fixe du corps et la partie supérieure est ménagée dans la partie supérieure mobile.
Le corps comporte avantageusement dans chacune de ses faces latérales un orifice agencé pour permettre respectivement l'entrée et la sortie de l'objet allongé à mesurer dudit dispositif de mesure.
Dans cette forme de réalisation, les orifices ont une forme tronconique inversée et se prolongent par des conduits rectilignes de guidage de l'objet à mesurer.
De façon avantageuse, lesdits conduits rectilignes débouchent respectivement dans les parois latérales d'extrémité de l'enceinte, dans le prolongement l'un de l'autre, afin que l'objet soit positionné sensiblement au milieu du plan de jonction de la partie inférieure et de la partie supérieure de ladite enceinte.
Les parois des orifices d'entrée et de sortie et des conduits de guidage de l'objet à mesurer sont avantageusement pourvues d'un revêtement en un matériau absorbant.
Dans toutes les formes de réalisation, le détecteur de flux thermique est disposé sur le fond de l'enceinte et les dimensions de ce détecteur de flux thermique sont égales aux dimensions du fond de l'enceinte.
De préférence, le détecteur de flux thermique conductif est un détecteur à gradient tangentiel à haute sensibilité et est pourvu d'un revêtement d'un matériau absorbant.
Dans toutes les variantes, le dispositif comporte au moins un élément de refroidissement solidaire du corps du dispositif et cet élément de refroidissement est couplé thermiquement au détecteur de flux thermique et à l'enceinte.
DESCRIPTION SOMMAIRE DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'un mode de réalisation préféré et aux dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif et dans lesquels :
La figure 1 représente une vue en perspective du dispositif de mesure selon l'invention,
La figure 2 représente une vue en coupe transversale du dispositif de la figure 1 , et
La figure 3 représente une vue en coupe longitudinale au niveau de l'enceinte du dispositif de la figure 1.
MEILLEURE MANIÈRE DE RÉALISER L'INVENTION
En référence aux figures, le dispositif de mesure 10 comporte un corps métallique plein 11 , réalisé par exemple en aluminium, de forme sensiblement parallelepipedique droite, dans lequel sont ménagés une enceinte 12 et un logement pour une unité électronique de traitement de signaux 13. Ce corps 11 est pourvu, sur une partie de sa face supérieure, d'une partie 21 mobile agencée pour coopérer avec une partie inférieure fixe 22 du corps 11. Cette partie supérieure mobile 21 peut être écartée de la partie fixe 22 par pivotement autour d'un axe longitudinal 23 parallèle à l'axe longitudinal de l'enceinte 12. Cette partie mobile 21 permet l'introduction dans ladite enceinte
12 de l'objet allongé 15 dont on veut mesurer la température. Le corps 11 est par ailleurs pourvu sur chacune de ses faces latérales 24 d'un orifice 25 par lequel l'objet 15 entre et sort respectivement du dispositif de mesure 10. Ces orifices 25 de forme tronconique inversée se prolongent par des conduits cylindriques coaxiaux 26 de guidage de l'objet, lesdits conduits débouchant respectivement dans les parois latérales d'extrémité 27 de l'enceinte 12, dans le prolongement l'un de l'autre. Les parois de ces orifices 25 ainsi que celles des conduits de guidage 26 sont recouvertes d'un matériau absorbant.
L'enceinte 12 se présente sous la forme d'une cavité allongée semi-cylindrique formée d'une partie inférieure 12a ménagée dans la partie fixe 22 du corps 11 et d'une partie supérieure 12b ménagée dans la partie supérieure mobile 21 coopérant avec la partie inférieure fixe 22 du corps 11. Cette forme particulière de réalisation permet au détecteur de flux thermique 17, qui est disposé sur le fond 20 de cette enceinte et dont les dimensions sont égales à celles de ce fond 20, de recevoir la totalité du rayonnement émis par l'objet se trouvant sensiblement au milieu du plan de jonction des parties 12a et 12b.
Le détecteur de flux thermique 17 qui équipe le dispositif est un détecteur conductif à gradient tangentiel à haute sensibilité connu en soi et pourvu d'un revêtement d'un matériau absorbant. Le signal émis par ce type de détecteur est indépendant de sa température et de celle du support sur lequel il est fixé. Dans le dispositif, il se comporte comme un détecteur radiatif et mesure le flux thermique émis par l'objet allongé et la couche d'air chaud perturbé entraînée par le fil en mouvement, la forme tronconique de l'orifice d'entrée 25 permettant de laminer la couche limite d'air, couche ayant pratiquement la même température que le fil. L'élément de mesure de température 18, tel qu'un thermocouple, une sonde à résistances ou un dispositif similaire, est intégré à ce détecteur 17 et permet d'en mesurer la température T^
Afin de garantir son refroidissement et celui du détecteur 17 et éviter toute perturbation thermique, le dispositif de mesure 10 est pourvu d'au moins un élément de refroidissement 28, tel qu'un radiateur à convection naturelle ou forcée ou tout autre système de réfrigération connu, disposé sur le corps 11 , en dessus et en dessous de l'enceinte 12. Ce radiateur est couplé thermiquement à ladite enceinte et au détecteur de flux 17.
L'unité électronique de traitement 13 est associée par des moyens connus en soi au détecteur de flux 17 et à l'élément de mesure de température 18. A l'aide d'un logiciel approprié, elle permet de déterminer en continu la température T2 du fil qui traverse l'enceinte à partir des signaux reçus du détecteur de flux thermique 17 et de l'élément de mesure de température 18.
La forme caractéristique de l'enceinte 12, dont la longueur peut être adaptée en fonction de la précision de la mesure désirée dans le but d'obtenir une plus grande surface de radiation, et la disposition du détecteur du flux, permettent une récupération totale du rayonnement thermique émis par l'objet allongé et la couche limite chaude entourant la surface du fil qui la traverse. Ce flux thermique mesuré W permet d'obtenir la température réelle T2 du fil en appliquant la formule
T2 = ( W/ (σ./.κ) + T1 4)1'4 dans laquelle W représente le flux thermique en W/m2 émis par le détecteur 17, σ est la constante de Stefan-Boitzman en W.m-2. K4, / est un facteur de forme dépendant des caractéristiques des composants de l'enceinte 12, notamment de sa longueur et de sa forme, K est un facteur dépendant de la vitesse de défilement du corps allongé et Ti est la température du détecteur de flux 17 en degrés Kelvin.
Le dispositif de mesure ainsi obtenu permet de mesurer d'une façon très précise et permanente la température d'un fil lors de sa fabrication ou de sa retexturation sans perturber les différents éléments de la chaîne, et sans que la mesure soit perturbée par l'encrassement du détecteur. Les composants utilisés dans ce dispositif de mesure peuvent être modifiés en forme et en caractéristiques sans sortir du contexte de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de mesure sans contact et en continu de la température d'un objet allongé fin en mouvement axial, en particulier un fil textile, un ruban, un tube ou similaires, chauffé par rayonnement, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un détecteur de flux thermique conductif (17) et un élément de mesure (18) de la température de ce détecteur, ces composants étant disposés dans une enceinte (12) traversée par ledit objet allongé (15) en mouvement axial, et une unité de traitement (13) des signaux émis par ledit détecteur de flux thermique et ledit o élément de mesure de température, cette unité de traitement étant agencée pour calculer la température T2 dudit objet allongé à partir de la formule suivante :
T2 = ( W/ (σ./.κ) + T1 4)1M dans laquelle W représente le flux thermique, 5 σ est la constante de Stefan-Boltzmann,
/ est un facteur de forme dépendant des caractéristiques des composants de l'enceinte, K est un facteur dépendant de la vitesse de défilement du corps allongé, T1 est la température du détecteur de flux. 0
2. Dispositif de mesure selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte un corps plein (11 ), de forme sensiblement parallelepipedique, agencé pour loger ladite enceinte (12) et ladite unité de traitement (13), ledit corps étant pourvu d'une partie supérieure mobile (21 ) agencée pour coopérer 5 avec une partie inférieure fixe (22) du corps (11 ) afin de permettre l'introduction de l'objet allongé (15) dans ledit dispositif.
3. Dispositif de mesure selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la partie supérieure mobile (21 ) pivote par rapport à la partie inférieure fixe (22) 0 autour d'un axe (23) parallèle à l'axe longitudinal de l'enceinte (12).
4. Dispositif de mesure selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite enceinte (12) comporte une forme allongée semi-cylindrique dont la partie inférieure (12a) est ménagée dans la partie fixe (22) du corps (11 ) et la partie supérieure (12b) est ménagée dans la partie supérieure mobile (21 ).
5. Dispositif de mesure selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit corps (11 ) comporte dans chacune de ses faces latérales (24) un orifice (25) agencé pour permettre respectivement l'entrée et la sortie de l'objet allongé à mesurer (15) du dispositif (10).
6. Dispositif de mesure selon la revendication 5, caractérisé en ce que les orifices (25) ont une forme tronconique inversée et se prolongent par des conduits rectilignes (26) de guidage de l'objet (15).
7. Dispositif de mesure selon les revendications 4 et 6, caractérisé en ce que lesdits conduits rectilignes (26) débouchent respectivement dans les parois latérales d'extrémité (27) de l'enceinte (12), dans le prolongement l'un de l'autre, afin que l'objet (15) soit positionné sensiblement au milieu du plan de jonction de ladite partie (12a) et de la partie (12b) de ladite enceinte.
8. Dispositif de mesure selon les revendications 6 et 7, caractérisé en ce que les parois des orifices (25) et des conduits de guidage (26) sont pourvues d'un revêtement en un matériau absorbant.
9. Dispositif de mesure selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le détecteur de flux thermique (17) est disposé sur le fond (20) de l'enceinte (12).
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les dimensions du détecteur de flux thermique (17) sont égales aux dimensions du fond (20) de l'enceinte.
11. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le détecteur de flux thermique conductif est un détecteur à gradient tangentiel à haute sensibilité et est pourvu d'un revêtement d'un matériau absorbant.
12. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte au moins un élément de refroidissement (28) solidaire du corps (11 ).
13. Dispositif de mesure selon la revendication 12, caractérisé en ce que le au moins un élément de refroidissement (28) est couplé thermiquement au détecteur de flux thermique (17) et à l'enceinte (12).
PCT/CH1999/000055 1998-07-29 1999-02-08 Dispositif de mesure sans contact et en continu de la temperature d'un objet allonge en mouvement chauffe par rayonnement WO2000006982A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH1604/98 1998-07-29
CH160498 1998-07-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2000006982A1 true WO2000006982A1 (fr) 2000-02-10

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PCT/CH1999/000055 WO2000006982A1 (fr) 1998-07-29 1999-02-08 Dispositif de mesure sans contact et en continu de la temperature d'un objet allonge en mouvement chauffe par rayonnement

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Citations (4)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1433920A (fr) * 1965-05-18 1966-04-01 Dispositif pour la mesure de la température d'éléments en mouvement
DE1282322B (de) * 1965-03-26 1968-11-07 Walzwerke Ag Vorm E Boecking & Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Temperatur von laufendem Walz- oder Gluehgut
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WO1995027886A1 (fr) * 1994-04-06 1995-10-19 Luxtron Corporation Technique de mesure sans contact de la temperature a auto-calibrage au moyen de deux capteurs en retrait du flux de chaleur

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