DE1284659B - Verfahren zum Messen der Temperaturverteilung einer heissen Zone - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Messen der Temperaturverteilung einer heißen Zone, wobei das Objekt zwecks Sichtbarmachung der von ihm ausgehenden Temperaturstrahlung mittels einer Fernsehkamera unter Verwendung entsprechend beschaffener und geeichter, fernsehtechnischer Mittel aufgenommen wird. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Messen der Temperaturverteilung, wie sie im Inneren eines Schmelzofens gegeben ist.
• Nach einem bekannten Verfahren kann das Innere eines Schmelzofens mit einer Fernsehkamera aufgenommen und ein Bild der Schmelze auf dem Bildschirm eines Fernsehempfängers wiedergegeben werden. In vielen Fällen - und insbesondere bei einer verhältnismäßig gleichmäßigen Temperaturverteilung - ist die Art dieses Temperaturfeldes nicht deutlich erkennbar, und es kann schwierig sein, ein bestimmtes Temperaturfeld zu charakterisieren und gegebenenfalls später wieder zu erkennen.
• Die Erfindung bezweckt, eine Einrichtung anzugeben, mittels der die Nachteile des bekannten Verfahrens vermieden werden.
• Erfindungsgemäß ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Abtastung des Objektes gewonnene Videosignal einer zusätzlichen Schaltungsanordnung zugeführt und darin ein Signal erzeugt wird, das auf einem Fernsehbildschirm als Linienzug (Isotherme) erscheint, dem Objektpunkte gleicher Temperaturstrahlung zugeordnet sind.
• Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Temperaturverteilung der aufgenommenen heißen Zone durch die Isothermendarstellung außerordentlich übersichtlich zu erkennen ist, so daß deren charakteristische Merkmale gegebenenfalls zu einem späteren Zeitpunkt leicht wiedererkannt werden können. Diesem Vorteil kommt insbesondere dann eine besondere Bedeutung zu, wenn die aufgenommene heiße Zone eine relativ gleichmäßige Temperaturverteilung aufweist.
• Die Strahlenverteilung und die Temperaturverteilung können mit an sich bekannten Mitteln des monochronen Fernsehens (z. B. in Grautönen) dargestellt werden. Um die Unterschiede hinsichtlich der Temperaturstrahlung bzw. hinsichtlich der Temperaturverteilung besonders hervorzuheben und augenfällig zu machen, können den einzelnen Objektbildpunkten in Abhängigkeit von deren Termperaturstrahlung jeweils bestimmte farbige Bildpunkte zugeordnet und unter Verwendung einer Farbfernsehwiedergabe-Einrichtung sichtbar gemacht werden.
• Im folgenden werden die Erfindung und Ausführungsbeispiele derselben an Hand der Fig. 1 bis 6 erläutert, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Details schematisch dargestellt sind. In mehreren Figuren vorkommende gleiche Einrichtungen sind durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Es zeigt F i g. 1 eine Anordnung zur fernsehmäßigen Aufnahme und Darstellung der von einem Objekt ausgehenden Temperaturstrahlung, Fig. 2 Impulsfolgen zur Ableitung von Isothermen, F i g. 3 eine Schaltungsanordnung zur Sichtbarmachung von Isothermen auf dem Bildschirm eines Fernsehempfängers, F i g. 4 bis 6 weitere Impulsfolgen zur Gewinnung von Isothermen.
• Nach Fig. 1 wird das Objektl mit einer Fernsehkamera 2 aufgenommen und dabei einVideosignal gewonnen, welches unter Verwendung eines Betriebsgerätes 3 auf dem Bildschirm 4 eines Fernsehempfängers 5 sichtbar gemacht wird. Als Objekt 1 ist eine glühende Masse denkbar, deren Temperaturstrahlung sich hinsichtlich der BereicheBi, B2, B3, B unterscheidet. Entsprechend diesen Bereichen werden auf dem Bildschirm 4 die Bildbereiche7 bis 11 wiedergegeben.
• Innerhalb des Betriebsgerätes 3 ist ein Generator 12 zur Erzeugung der Betriebsspannungen und eine Farbstufel3 angeordnet, die in Verbindung mit einem Farbfernsehempfänger 5' betrieben werden soll, so daß den einzelnen Objektpunkten in Abhängigkeit von deren jeweiliger Temperaturstrahlung bestimmte farbige Bildpunkte zugeordnet und auf dem Bildschirm 4' sichtbar gemacht werden.
• In der Schaltungsanordnung 14 werden aus dem Videosignal, das unter Verwendung der Fernsehkamera 2 gewonnen wurde, Isothermensignale abgeleitet.
• Eine Art der Ableitung von Isothermensignalen ist aus Fig. 2 zu ersehen. Zwecks einfacherer Darstellung ist nur ein bei der Abtastung entlang einer Zeile gewonnenes Videosignal 17 mit den Horizontalaustastlücken 18 und 19 dargestellt. Aus diesem Videosignal 17 wird in an sich bekannter Weise durch doppelseitige Begrenzung der Amplitudenbereich 21 herausgeschnitten und durchnachfolgendeÜbersteuerung das annähernd rechteckförmige Signal 22 gewonnen, woraus weiterhin die Signale 23 und 24 abgeleitet werden. Die kurzdauernden Impulse 25 und 26 treten zeitlich und damit auf dem Bildschirm eines Fernsehempfängers auch örtlich an jeweils denjenigen Stellen auf, an denen das Videosignal 17 eine bestimmte Amplitude erreicht und das Objekt eine entsprechende Temperaturstrahlung abstrahlt. Wenn derartig kurzdauernde Impulse vom gesamten Videosignal (und nicht nur von denjenigen einer einzigen Zeile) abgeleitet werden, dann entsteht ein Signal, das auf dem Bildschirm eines Fernsehempfängers einen geschlossenen Linienzug (Isotherme) ergibt.
• Auf diese Weise können bei dem bei der Abtastung des Objektes gewonnenen Videosignals mehrere Isothermen, beispielsweise entsprechend den Amplitudenbereichen 27 und 28 abgeleitet werden.
• Um eine dieser Isothermen besonders zu kennzeichnen, kann das Signal 24 mit dem Signal 29 gemischt werden, wodurch alle diejenigen Impulse 25 und 26, die gleichzeitig mit einem der Impulse 31 bis 35 auftreten, ausgetastet und damit unsichtbar gemacht werden. Im vorliegenden Fall wird nur der Impuls 25 ausgetastet, wogegen der Impuls26 bestehenbleibt. Es entsteht dadurch ein gestrichelter Linienzug 36, wie er in F i g. 3 dargestellt ist. Dabei wird das bei der Abtastung des Objektes gewonnene Videosignal der Schaltungsanordnung über Klemme 37 zugeführt und in den Stufen 38 bis 40 werden daraus die Signale mit kurzdauernden Impulsen nach Art des Signals 24 (Fig. 2) gewonnen. In Stufe 42 wird das Signal der Stufe 40 zum Signal 29 addiert.
• Die Ausgänge der Stufen 38, 39 und 42 münden in die Addierstufe 43, in der ein Signal gewonnen wird, das auf dem Bildschirm 4 sichtbar gemacht wird und dort die Isothermen 36, 44 und 45 darstellt.
• Die Stellung der Begrenzer zur Abschneidung der Amplitudenbereiche 21, 27 und 28 (nach F i g. 2) wird derart eingestellt, daß in Abhängigkeit von der Temperatur 1 Videosignalübertragungscharakteristik die Isothermen 36, 44 45 derart dargestellt werden, daß deren Nennwertdifferenzen gleich sind und z. B.
• 500 C betragen. Der Bildgrund, von dem sich die Isothermen 36, 44 und 45 abheben, ist gleichmäßig getönt, also beispielsweise schwarz, oder hat einen gleichmäßigen Farbton.
• Die Signale zur Ableitung von Isothermen können jedoch auch nach F i g. 4 abgeleitet werden. Dabei wird also aus dem Videosignal 46 durch doppelseitige Begrenzung das Stufensignal 47 abgeleitet, durch welches allen Videosignalamplituden, die innerhalb der in der Figur dargestellten drei Bereiche liegen, je eine bestimmte Helligkeit oder Farbe zugeordnet wird. Ein derartiges Stufensignal 47 bewirkt also eine Art Quantisierung und entspricht einem Bild, wie es beispielsweise in Fig. 1 auf dem Bildschirm 4 bzw. 4' dargestellt ist. Dabei sind die Grenzlinien zwischen den einzelnen Bereichen 7 bis 11 ebenfalls Isothermen. Diese Isothermen heben sich nunmehr jedoch von einem verschieden getönten bzw. verschiedenfarbigen Bildgrund ab.
• Die F i g. 5 und 6 zeigen weitere Videosignale 51 bzw. 52, denen rechteckförmige Signale 53 bzw. 54 derart hinzugefügt sind, daß die sich ergebenden kombinierten Signale auf dem Bildschirm eines Fernsehempfängers sowohl die Helligkeit bzw. Farbe in Abhängigkeit von der Temperatur der aufgenommenen heißen Zone als auch gleichzeitig Isothermen durch schwarze oder weiße bzw. farbige Linienzüge darstellen. Auf diese Weise entsteht also ein Bild, das sich von dem des Bildschirmes 4 bzw. 4' nach F i g. 3 dadurch unterscheidet, daß an Stelle des gleichförmig schwarzen Bildgrundes ein von der Temperatur des Objektes abhängiger Bildgrund sichtbar ist. Von dem im allgemeinen verschieden getönten bzw. verschiedenfarbigen Bildgrund heben sich dann entweder schwarze oder weiße bzw. verschiedenfarbige Isothermen ab.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Messen der Temperaturverteilung einer heißen Zone, wobei das Objekt zwecks Sichtbarmachung der von ihm ausgehenden Temperaturstrahlung mittels einer Fernsehkamera unter Verwendung entsprechend beschaffener und geeichter fernsehtechnischer Mittel auf- genommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Abtastung des Objektes (1) gewonnene Videosignal einer zusätzlichen Schaltungsanordnung (3, 38, 39, 40, 42, 43) zugeführt und in dieser ein Signal (24, 47, 51, 52) erzeugt wird, welches auf einem Fernsehbildschirm (4 bzw. 4') als Linienzug (Isotherme 36, 44, 45) erscheint, dem Objektpunkte gleicher Temperaturstrahlung zugeordnet sind.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Videosignal (46) ein Stufensignal (47) erzeugt wird, durch das allen Videosignalamplituden, die innerhalb einiger weniger festgelegter Bereiche liegen (Quantisierung), je eine bestimmte Helligkeit und/oder Farbe zugeordnet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Schaltungsanordnung eine doppelseitige Abschneidestufe (40) enthält, der das Videosignal zugeführt wird, und daß aus dem bei dieserAbschneidung gewonnenen Signal durch Übersteuerung und nachfolgende Differenzierung kurzdauernde Impulse (25, 26) gewonnen werden, deren zeitliche Lage sowohl von der Amplitude des Videosignals (17) als auch vom Abschneidepotential abhängt, und daß diese kurzdauernden Impulse einem Fernsehempfänger (5 bzw. 5') zugeführt werden und auf dessen Bildschirm (4 bzw. 4') die Bilder (Isothermen) von Objektpunkten gleicher Temperaturstrahlung darstellen.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere doppelseitige Abschneidestufen (38 bis 40) verwendet werden, deren Abschneidepotentiale derart verschieden eingestellt sind, daß die Maßzahldifferenzen der Isothermen (36, 44, 45) gleich sind.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Mischstufe, der sowohl das Videosignal (51, 52) als auch das Signal (24) zugeführt wird, welchem Linienzüge (Isothermen 36, 44, 45) gleicher Temperaturstrahlung entsprechen und von deren Ausgang ein kombiniertes Signal (F i g. 5, 6) abgenommen und einem Farbfernsehempfänger (5 bzw. 5') zugeführt wird, auf dessen Bildschirm (4 bzw. 4') dann sowohl Grauwerte und/oder Farben in Abhängigkeit von der Temperatur der aufgenommenen heißen Zone als auch gleichzeitig Isothermen ersichtlich sind.