La présente invention a pour objet un appareil thermométrique destiné à mesurer la température intérieure d'une enceinte dans laquelle règne une température élevée, caractérisé par un corps absorbant placé à l'intérieur de ladite enceinte, une tige possédant la propriété de transmettre le rayonnement lumineux de l'une à l'autre de ses extrémités ayant une extrémité disposée dans un orifice de ladite enceinte sans pénétrer complètement dans ladite enceinte, mais de façon à recevoir le rayonnement émis par ledit corps absorbant, un organe sensible au rayonnement et soumis au rayonnement issu de l'autre extrémité de la tige et un dispositif pour traduire les effets dudit rayonnement sur ledit organe en indications de températures.
Par corps absorbant on entend désigner tout corps susceptible de résister aux températures élevées régnant dans l'enceinte où il est placé, absorbant les radiations calorifiques et émettant des radiations lumineuses.
Par tige possédant la propriété de transmettre le rayonnement lumineux de l'une à l'autre de ses extrémités on entend désigner une tige, qui peut notamment être en quartz, et dans ] aquelle le rayonnement lumineux se propage sans affaiblissement notable de son flux par diffusion même, si elle est recourbée ou coudée.
On peut utiliser comme organe sensible au rayonnement transmis par la tige de quartz et comme dispositif destiné à mesurer ledit rayonnement deux bilames semblables enroulés sous la forme de ressorts en spirale et agissant en sens opposé influencés tous deux également par la température extérieure et l'un d'eux seulement étant en outre soumis au rayonnement transmis à travers la tige de quartz, ces deux bilames étant accouplés par leurs extrémités centrales, tandis que leurs extrémités extérieures sont reliées l'une à un appui réglable, l'autre à un index mobile sur un cadran gradué, et leurs sens d'enroulement ou de déroulement sous l'influence de variations de température étant tels que s'ils sont soumis à un même échauffement l'index reste immobile, tandis que si l'un d'eux subit un échauffement supplémentaire,
cet index se déplace en fonction de cet échauffement supplémentaire seul.
I1 résulte de cet agencement que les mesures de températures données par l'appareil ne sont pas influencées par l'action variable de la température extérieure, bien que cette action sur chacun des bilames soit importante relativement à celle que la température de l'enceinte exerce sur l'un de ces derniers.
Le rayonnement concentré sur ce bilame à partir du corps absorbant placé dans l'enceinte peut, par conséquent, être très faible sans que les indications fournies par le curseur risquent d'être modifiées par des causes extérieures, et l'appareil peut être à la fois sensible et précis.
Des dispositifs peuvent être prévus pour permettre un réglage très précis de la distance d'une des extrémités de la tige de quartz au corps absorbant d'une part et de l'autre extrémité de la tige à l'organe sensible au rayonnement d'autre part. Une fois l'appareil étalonné, ces dispositifs sont fixés de façon à éviter tout déréglage intempestif.
Une forme d'exécution de l'objet de l'invention constituant un pyromètre est représentée au dessin ci-annexé à titre d'exemple.
La fig. 1 est une coupe horizontale d'un four équipé de ce pyromètre.
La fig. 2 est une élévation de face du cadran du pyromètre.
La fig. 3 en est une coupe horizontale partielle du pyromètre.
1 désigne une tige de quartz passant librement à travers une paroi d'un four 2; son extrémité interne la est encastrée dans une pièce creuse 3 absorbante en graphite ou en autre matière résistant à la température dn four et qui est fixée à la paroi du four et qui fait saillie à l'intérieur de celui-ci de façon à être exposée directement à la température qu'il s'agit de mesureur. Un dispositif schématisé sur le dessin par un épaulement permet de disposer et de fixer l'extrémité interne la de la tige de quartz dans une position rigoureusement déterminée par rapport à la pièee absorbante 3.
L'autre extrémité lb de la tige 1 lenticulaire pour concentrer le rayonnement est insérée dans une monture métallique 4 solidaire d'un boîtier 5 qui renferme les deux bilames 6 et 7 ainsi que le cadran gradué 8 devant lequel se déplace le curseur 9. Des vis 14 permettent de régler avec précision la position de l'extrémité lb de la tige de quartz 1 par rapport, au bilame 6. Les bilames en forme de spirale sont tous deux fixés par leur extrémité centrale sur un même arbre de petit diamètre 10, qui est dirigé suivant l'axe de l'extrémité externe de la tige et qui est supporté dans le boîtier de manière à pouvoir tourner librement.
Le bilame noirci 6 est situé au voisinage de la tige 1, tandis que le bilame 7 qui est également noirci est placé en avant du cadran; l'extrémité extérieure du premier est attachée à un bras de réglage 11 qui peut pivoter con centriquement à l'axe 10 sur un coussinet 12 et qui est immobilisé par frietion dans chacune des posions où on l'amène en agissant sur son extrémité qui fait saillie hors du boîtier à travers une ouverture 13.
Le curseur 9 consiste en une aiguille fixée sur l'extrémité extérieure du bilame 7.
Comme les deux bilames sont enroulés dans un même sens et qu'ils sont exactement semblables, on comprend que l'aiguille reste immobile comme le bras 11 tant que les températures des deux bilames sont égales.
Or, ils sont également influencés par la température ambiante, le bolt. ier 5 de la douille 4 étant convenablement ajourés à cet effet.
Il s'ensuit que l'aigxlille 9 ne se déplace que sous l'action d'unie différence de température entre les deux bilames, différence qui résulte seulement de l'échauffement du bilame 6 par le rayonnement lumineux issu de l'extrémité lb voisine de la tige 1.
Ce rayonnement est fonction de la température à laquelle est porté le corps 3; d'autre part, le rapport entre le flux émis par le corps 3 et celui reçu par l'extrémité in- terne la de la tige de quartz en fonction de leur distance respective, qui a été réglée une fois pour toute, la tige 1 transmet le flux de son extrémité la à son extrémité lb avec une perte constante, d'ailleurs très faible; enfin le rapport entre le flux reçu par le bilame 6 et celui qui sort de l'ext-rérmité lb est fonction de la distance entre ce bilame et la tige de quartz et on peut le régler en déplaçant la monture 4 sur cette tige, sa position étant ensuite fixée au moyen de vis de serrage 14.
Il est ainsi possible, l'influence des variations de la température extérieure étant éli- minée, d'obtenir un étalonnage précis des indications thermométriques données par l'ai guille 9 sur le cadran gradué 8.
Sans s'écarter de l'invention on pourra d'ailleurs varier les dispositions constructives représentées, par exemple accoupler les bilames non plus direetement, mais par un mé canisme intermédiaire, engrenages, etc., modifier les moyens de fixation et de réglage des divers organes, la forme et les dimensions de ceux-ci, etc. et notamment la forrne de la tige de quartz qui peut être coudée ou recourbée à volonté. On peut également remplacer ce quartz par une autre matière transmettant le rayonnement lumineux.
The present invention relates to a thermometric device intended to measure the internal temperature of an enclosure in which a high temperature prevails, characterized by an absorbing body placed inside said enclosure, a rod having the property of transmitting light radiation. from one to the other of its ends having one end disposed in an orifice of said enclosure without completely penetrating said enclosure, but so as to receive the radiation emitted by said absorbing body, a member sensitive to radiation and subjected to the radiation from the other end of the rod and a device for translating the effects of said radiation on said member into temperature indications.
By absorbent body is meant any body capable of withstanding the high temperatures prevailing in the enclosure where it is placed, absorbing heat radiation and emitting light radiation.
By rod having the property of transmitting light radiation from one of its ends to the other is meant a rod, which may in particular be made of quartz, and in] which the light radiation is propagated without appreciable weakening of its flux by diffusion even, if it is curved or angled.
It is possible to use as a member sensitive to the radiation transmitted by the quartz rod and as a device intended to measure said radiation two similar bimetallic strips wound in the form of spiral springs and acting in opposite directions, both also influenced by the outside temperature and one of them only being furthermore subjected to the radiation transmitted through the quartz rod, these two bimetallic strips being coupled by their central ends, while their outer ends are connected one to an adjustable support, the other to a movable index on a graduated dial, and their direction of winding or unwinding under the influence of temperature variations being such that if they are subjected to the same heating the index remains motionless, while if one of them is subjected an additional warm-up,
this index moves as a function of this additional heating alone.
It follows from this arrangement that the temperature measurements given by the device are not influenced by the variable action of the outside temperature, although this action on each of the bimetallic strips is important relative to that which the temperature of the enclosure exerts. on one of these.
The radiation concentrated on this bimetallic strip from the absorbent body placed in the enclosure can therefore be very weak without the indications provided by the cursor being liable to be modified by external causes, and the apparatus may be both sensitive and precise.
Devices can be provided to allow very precise adjustment of the distance of one end of the quartz rod to the absorbent body on the one hand and of the other end of the rod to the member sensitive to radiation on the other. go. Once the device has been calibrated, these devices are fixed in such a way as to avoid any untimely adjustment.
An embodiment of the object of the invention constituting a pyrometer is shown in the accompanying drawing by way of example.
Fig. 1 is a horizontal section of a furnace equipped with this pyrometer.
Fig. 2 is a front elevation of the dial of the pyrometer.
Fig. 3 is a partial horizontal section of the pyrometer.
1 denotes a quartz rod passing freely through a wall of a furnace 2; its internal end 1a is embedded in a hollow absorbent part 3 made of graphite or other material resistant to the temperature of the furnace and which is fixed to the wall of the furnace and which protrudes inside the latter so as to be exposed directly to the temperature that it is about the measurer. A device shown schematically in the drawing by a shoulder makes it possible to dispose and fix the internal end 1a of the quartz rod in a strictly determined position with respect to the absorbent part 3.
The other end lb of the lenticular rod 1 for concentrating the radiation is inserted into a metal frame 4 integral with a housing 5 which contains the two bimetallic strips 6 and 7 as well as the graduated dial 8 in front of which the cursor 9 moves. screws 14 make it possible to adjust with precision the position of the end lb of the quartz rod 1 with respect to the bimetallic strip 6. The bimetallic strips in the form of a spiral are both fixed by their central end on the same shaft of small diameter 10, which is directed along the axis of the outer end of the rod and which is supported in the housing so as to be able to rotate freely.
The blackened bimetal 6 is located in the vicinity of the rod 1, while the bimetallic strip 7 which is also blackened is placed in front of the dial; the outer end of the first is attached to an adjustment arm 11 which can pivot centrically to the axis 10 on a bearing 12 and which is immobilized by frietion in each of the positions where it is brought by acting on its end which makes protrusion out of the housing through an opening 13.
The cursor 9 consists of a needle fixed to the outer end of the bimetallic strip 7.
As the two bimetallic strips are wound in the same direction and that they are exactly similar, it is understood that the needle remains stationary like the arm 11 as long as the temperatures of the two bimetallic strips are equal.
However, they are also influenced by the ambient temperature, the bolt. ier 5 of the sleeve 4 being suitably perforated for this purpose.
It follows that the needle 9 moves only under the action of a united temperature difference between the two bimetallic strips, a difference which results only from the heating of the bimetallic strip 6 by the light radiation coming from the neighboring end lb rod 1.
This radiation is a function of the temperature to which the body 3 is brought; on the other hand, the ratio between the flow emitted by the body 3 and that received by the internal end la of the quartz rod as a function of their respective distance, which has been set once and for all, the rod 1 transmits the flow from its end 1a to its end 1b with a constant loss, moreover very low; finally the ratio between the flow received by the bimetal 6 and that which leaves the extremity lb is a function of the distance between this bimetallic strip and the quartz rod and it can be adjusted by moving the mount 4 on this rod, its position then being fixed by means of clamping screws 14.
It is thus possible, the influence of variations in the outside temperature being eliminated, to obtain a precise calibration of the thermometric indications given by needle 9 on graduated dial 8.
Without departing from the invention, it is also possible to vary the constructive arrangements shown, for example to couple the bimetallic strips no longer directly, but by an intermediate mechanism, gears, etc., to modify the means of fixing and adjustment of the various organs, their shape and dimensions, etc. and in particular the form of the quartz rod which can be bent or bent at will. One can also replace this quartz by another material transmitting the light radiation.