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B e X c h r e i b u n g Pyrometer.
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Die Erfindung bezieht sich auf Pyrometer mit einem variablen Helligkeitsnormal,
insbesondere einem Lampenglühfaden, dessen von dem durch das Normal flieBenden elektrischen
Strom einer Speisequelle abhängige Temperatur mittels einer im Speisestromkreis
in serine liegenden Potentiometeranordnung durch optischen Vergleich auf die zu
messende Temperatur des MeBobjektes abgleichbar ist.
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Es ist bereits ein Pyrometer dieser Art bekannt, (U. S. A.-Patentschrift
2 252 015) das ein Fernrohr umfaßt, welches durch einen Beobachter auf den Gegenstand
gerichtet wird, dessen Temperatur gemessen werden soll. Der
Benutzer
des Geräts verstellt das optische System, um das Bild des Gl³hfadens der Lampe im
Fernrohrgehäuse scharf einzustellen und auch das Bild des anvisierten Gegenstan-.
des in die Ebene des GlUhfadens zu bringen, der gewdhnlich ...!-flach oder in Form
eines sehr kleinen Bandes ausgebildet ist, dessen Flachseite rechtwinklig zur Visierachse
bzw. zur optischen Achse des Fernrohrs angeordnet iste Der Beobachter verstellt
dann die Stõrke des durch den GlAhfaden : r der Lampe flie#enden Stroms,bis sich
die Helligkeit oder Leuchtkraft des Glühfadens nicht mehr von derjenigen des . beobachteten
heißen Körpers unterscheidet. Um diesen op-'i"' tischen Abgleich zu bewirken, schließt
der Beobachter einen ..'".-'r-Schalter in einem Stromkreis, der die Speisespannungsquelle
# ! den Glühfaden, den verstellbaren Widerstand für den Glahfaden, ein Potentiometer
und einem damit in Reihe geschal-. :.-. teten spulenförmigen Abschlußwiderstand,
ferner einen das .
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Potentiometer Uberbrückenden Widerstand und die erforderlichen Verbindungen
zwischen diesen Schaltungselementen und der Lampe umfaßt. Die Heeligkeit des Lampengl³hfadens
wird .'. dadurch variiert, da# der verstellbare Widerstand fUr den Gldhfaden verstellt
wird, um einen grUBeren oder kleineren Teil des Widerstandes in Reihe mit dem Gl³hfaden
zu schalten, wodurch dessen Helligkeit verringert oder vergr~#ert !*'-*'" wird.
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Wenn dieser optische Abgleich durchgeführt worden ist, besteht zwischen
der Klemme des Abschlußwiderstandea und einem bestimmten Punkte des Potentiometers
ein Spannungsunterachied, der gleich der durch eine Normalzelle erzeugten elektromotorischen
Kraft ist. Die Temperatur des beobachteten Gegenstandes wird nach der Durchführung
d-e. eptischen Abgleichs ermittelt, indem man den Abgriff des Potentiometers verstellt,
bis dieser den oben erwthnten Punkt auf des Potentiometer erreicht hat. Die Tatsache,
daß diese Einstellung erreicht ist, wird dadurch angezeigt, da# keine Auslenkung
eines Galvanometers erfolgt, welches mit der Normalzelle verbunden ist, die zum
Zweeke des Abgleichs zeitweilig angeschlossen wird. Gleichzeitig mit dieser Verstellung
wird eine in Temperaturgraden geeichte Skala gegen³ber einer Kennmarke verstellt,
und wenn das Galvanometer den Wert Null anzeigt, kann die Temperatur direkt won
der Skala abgelosen werden Bei diesem bekannten Pyrometer i man also nacheinander
zwei voneinander uS hõngige Verstellungen vornehmen, us eine Temperaturablesung
zu erhalten.
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Us diese Machteile zu vermeiden, wird erfindungsgeun ausgehend von
einem Pyrometer der eingangs erwahuten Art vorgeschlagen, als Speisespannungsqeulle
den Ausgang eines Gleichstromverstarkers vorzusehen und die Potentiometaranordnung
im Reihe mit einem Gleichspannungsnormal
derart am Eingang dieses
Gleichstrmverstõrkers anzuschalten und derart vom Ausgangsstrom des GleichstromverstArkers
durchflieBen zu lassen, da3 als Speisequelle der Ausgang eines Gleichstromverstärkers
vorgesehen ist und die Potentiometeranordnung in Reihe mit einem Gleichs@pannungsnormal
derart am Eingang dieses Gleichstromverstärkers angeschaltet und vom Ausgangsstrom
des Gleichstromterstbrkers durchflossen ist, da# je nach Stellung des direkt in
Temperaturwerten des Helligkeitsnormals geeichten Agriffes der Potentiometeranordnung
eine erste dem Gleichspannungsnormal entgegengerichtete Spannung und eine zweite
dem durch das Helligkeitsnormal fließenden Strom proportionale Spannung erzeugt
wird.
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Mit einem erfindungsgemaBen Pyrometer kann mit einer einzigen Einstellung
sehr schnell und genau eine Temperaturmessung durchgeführt werden.
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Die Potentiometeranordnung ist vorzugsweise so ausgebildet, daß zwischen
der Stõrke des sie durchflie#enden Stromes und der Stellung des im Eingangskreis
des Gleichstromverstärkers liegenden Abgriffs eine quadratische Beziehung besteht,
derart, da# sich die Temperatur des Helligkeitsnormals oder deren reziproker Wert
mit der Stellung dieses Potentiometerabgriffes verändert.
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Beiapielaweiae kann die Skala linear in Mired geteilt sein, hierbei
ist ein Mired ein Millionstel eines reziproken Kelvingrades. Eine in Mired geteilte
Skala iet besonders zweckmõ#ig. Wenn die in Mired geteilte Skala linear ist, kann
man eine Korrektur baz³glich der Durchlässigkeit eines Schirme, der Reflexion eines
im optischen System zwischen dem GlUhfaden und dem zu messeriden Gegenstand angeordneten
Spiegels öder der Strhiungsfähigkeit des Gegenstandes selbst oder bezüglich einer
beliebigen Kombination dieser Effekte vorsehen, wenn diese bekannt sind,' und zwar
winfach in der Weise, Da# man die gleichwatige Korrektur in Mired von der scheinbaren
Ablesung in Mired abzieht, um die wahre Anzeige in Mired zu erhalten.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüohen.
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'Die Erfindung'wird im folgenden anhand schematisoher Zeichnungen
an mehreren Ausf³hrungsbeispielen nõher erläutert.
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Fig. 1 ist ein vereinfachtes Schaltbild einer Ausbildungsform der
Erfindung.
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Fig. 2 zeigt weitere Einzelheiten der Schaltung der Ausbildungsform
nach Fig. 1.
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Fig. 3 ist ein vereihfachtes Schaltbild einet abge-g änderten Ausbildungsform
der Erfindung.
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, Fig. 4 versanschaulicht als Erlõuterungszeichnung die Arbeitsweise
derAusbildungsformnachFig.3.
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~ t ~ Figue 5 zeigt weitere Einzelheitender'abgeänderten' Schaltung
nach Fig. 3.
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In FigO 1 ist die erfindungsgema#e Anordnung in Verbindung miteinemoptischenPyrometer10dargestellt.Das
Pyrometer umfaßt einhier'nichte'zeigtesFernrohrvoh'be-" kannter Konstruktion sowie
Mittel, um das Bild des Gl³hfadens 12 einer Lampe 11 scharf einzustellen und diesem
Bild das Bild eines Ziels oder hei#en K~rpers zu uberlagern, dessen Temperatur gemesen
werden soll. Das Auge des Beobachters ist ih Fig. 1 1 bei 13 angedeutet. Der Gl³hfaden
12 ist mit dem Widerstand eines Potentiometers 15 und einem Zusatzwiderstand 16
inReihegeschaltet.Derverstelbär'e Kontakt 17 des Potentiometers i'st gemäß Fig.
t gegenüber einer in TemperatureinheitengeeichtenSkala18verstell-"'" bar. Eine Normalzelle
19 liegt zusammen mit dem Widerstand 16 und dem unteren Teil des Potentiometerwiderstandes
15 in einer Schleife, welche den Eingangskreis f³r einen Verstarter 20bildet.Wienachstehenderläutert,istderVerstärker
0 eine elektronische Einrichtung, die einen
Ausgangsatrom liefert,
welcher durch den GlUhfaden 12 der Lampe 11, den Potentiometerwiderstand 15, den
Zusatzwiderstand 16 und eine Leitung 21 zur anderen Seite des Auegangakreises des
VerstErkers 20 fließt. Der Verstkrker 20 ist wegen der durch ihn bewirkten Verstärkung
und der negativen Rückkopplungsverbindung vom Potentiometer 15 aus bestrebt, den
Spannungsunterschied an den Eingangsklemmen au dem Wert Null zu halten. Zu diesem
Zweck wird die Spannung am unteren Teil des Potentiometers 15 unterhalb des beweglichen
Kontaktes 17 sowie an dem Widerstand 16 gleich der Spannung an der Normalzelle 19
gemacht. Um diesen Zustand der Gleichheit herbeizuführen, hat die Stärke des durch
den Potentiometerwiderstand 15 fließenden Stroms bei jeder Stellung des beweglichen
Kontaktes 17 einen anderen Wert, und der Kontakt 17 wird verstellt, um den Ausgangsstrom
zu variieren. Wenn sich der Kontakt 17 z. B. nahe dem unteren Ende des Potentiometerwiderstandes
15 befindet, wird ein stõrkerer Strom bendtigt, um die Spannung entgegen der Norma@lzelle
19 zu erzeugen, als es erforderlich ist, wenn der Kontakt 17 gegenUber dem Potentiometerwiderstand
15 weiter nach oben verstellt wird.
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Us eine Temperaturmesaung mit Hilfe des Pyrometers 10 vorzunehmen,
bringt der Benutzer des Gerõts sein Auge 13 in eine solche Lage. da# er gleichzeitig
das Ziel und den Glühftdwn 12 der Lampe beobachten kann. Dann verstellt er mit
seiner
Hand 23 den Kontakt 17 des Potentiometers, bis sich die Helligkeit des Glühfadens
12 nicht mehr von der Helligkeit des beobachteten Ziels bzw. des heißen Körpers
unterscheide last. Wegen der festen Beziehung zwischen der Helligkeit bzw. der Temperatur
and der Stromaufnahme des Gltihfadens 12 kann der Beobachter jetzt die Temperatur
aus der Stellung des Kontaktes 17 gegenüber der Skala 18 direkt ablesen. Zwar muß
man bei des Pyrometer 1Q nur eine einzige Verstellung durchführen, um eine Temperaturablesung
zu ermöglichen, doch wird bei der Anordnung nach Fig. 1 immer noch Vorteil aus der
naturgegeoenen Genauigkeit gezogen, die sich mit Hilfe von Kormalzellen erzielen
läßt, wenn man einen Spannungsunterschied, der in einem Widerstandsnetzwerk durch
den Glühfadenstrom hervorgerufen wird, mit der Spannung der Normalzelle vergleicht.
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In Fig. 2 sind weitere Einzelheiten der elektrischen Schaltung des
Pyrometers 10 nach Fig. 1 und insbesondere des Verstärkers 20 dargestellt. Bei Systemen
dieser Art, bei denen kleine Gleichstromsignale verstärkt werden messes, treten
Schwierigkeiten in Folge des Auswanderns auf ; um diese Schwierigkeiten auszuschalten,
ist es zweckmaßig, in dem Verstärkungsaggregat 20 einen Verstärker der Zerhackerbauart
vorzusehen. Gemõ# Fig. 2 umfaßt das Aggregat 2Q einen Zerhacker oder Modulator 25,
durch den das seinem Eingang zugef³hrte Gleichstromfehlersignal in ein Wechselspannuagssignal
verwandelt wird, das ein Wechaelstromverstärker
27 aber einen Kondensator
26 kapazitiv zugeführt wird.
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'-n-Das Ausgangssignal des Verstärkers 27 wird über einen Kon~ densator
28 einem Demodulatro 29 zugef³hrt, der synchron mit dem Modulator 25 betrieben wird.
Um den Modulator 25 ....,~.. und den Demodulator 29 synchron zu betreiben, ist ein
Multivibrator 24 vorgesehen, der an einen Teil einer Batterie 37 angeschlossen ist.
Ein Verstärker 30 mit einem negativen Riickkopplungskondensator 31, der mit einem
Widerstand 32 in Reihe geschaltet ist, bewirkt eine Integration und Fil-;;..,.r~,~.
terung der vom Demodulator 29 abgegebenen quadratwellenförmigen Impulse. Diese Impulse
werden so umgewandelt und verstärkt, daB durch den Glühfaden 12 der Lampe 11 ein
verstärkter Ausgangsstrom fließt. Das andere Ende des Glühfadens12istdurch eine
Leitung 33, einen Schalter 34 und eine Leitung 35 mit einem Schalter 36 verbunden,
an den der Potentiometerwiderstand 15 angeschlossen ist, an welch letz-~:...w-~..
terem sich der Zusatzwiderstand 16 anschließt, welcher ebenso geerdet ist wie die
bei 42 geerdete Batterie 37. Der beweg-.--'-.-:.iß.-liche Kontakt 17 des Potentiometers
ist durch eine Leitung . ''"''-38 mit einer Klemme der Normalzelle 19 verbunden,
und die anm tB.j"-'' dere Klemme der Normalzelle ist über einen Widerstand 39 s,'.'..'.;.-''.''
an den Modulator oder Zerhacker 25 angeschlossen. Wenn bei einer solchen Schaltung
eine Fehlerspannung zwischen der Leitung 40 und Erde vorhanden ist, verändert das
Verstär-''..'*'-kungsaggregat 20 wegen der Intergrationnswirkung der Aggregate
30,
31 und 32 den Ausgangsstrom, der dem Gl³hfaden 12 und dem Potentiometer 15 zugef³hrt
wird, in einer solchen Richtung, da$ die Eingangsspannung auf den Wert Null berabgesetzt
wird. Man erkenntnunmer, da# die Wirkungsweise der , e, s Schaltung des optischen
Pyrometers nach Fig. 2 die gleiche ist wie die an Hand von Fig. 1beschriebene.Beidenelektrischen
Schaltungselementen des Verstärkungsaggregates 20 kann essich,wieweiteruntenanHandvon
Fig. 5 erlõutert, um Elemente handeln, die sich in einemunveränderlichenZu-" stand
befinden, oder sie k~nnen gemõ# dem U.S.A. -Patent 2 459730ausgebildetsein.
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Das optische Pyrometer nach. Fig. 2 umfaßt auch Mittel nutzer zum
Prüfen der Batterie 37. Die Schalter 34 und 36 sind ge-;.,".--.....'..J' kuppelt,
so daß sie jeweils gleichzeitig betätigt werden. In .-,.,'.<......-.yamo.:'<
Fig. 2 befinden sich die Schalter 34 und 36 in der Stellung ....-.....'.-.'-ei&'
für die Durchführung einer Temperaturmessung. In der Praxis sind diese Schalter
gew~hnlich durch Federkraft in Richtung .......-.....-...-1 auf die Meßstellung
vorgespannt. Wenn die Batterie 37 ge--,*'*-..* prüft werden soll, wird ein Teil
der Batteriespannung mit der elektromotorischen Kraft der Nromalzelle 19 verglichen.
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..-.'.,.'.scy Bringt man die Schaiter 34 und 36 gemäß Fig. 2 in ihre'inke
Stellung, d.h. in Ber³hrung mit dem Batteriepr³fkontakten BC, wird der zwischen
den Punkten 41 und 42 liegendeTeilderBatterie an den Potentiometerwiderstand 15
und den Zusatzwiderstand 16 angeschlossen, so da# die Spannung dieses Teils der
Batterie
mit der elektromotorischen Kraft der Normalzelle 19 verglichen werden kann. Wenn
der Schalter 34 auf den Kontakt BC umgeetellt wird, bewirkt die Verbindung g 43,
daß an den Verstõrkerkreis und den Gl³hfaden 12 der Lampe 11 eine niedrigere Spannung
angelegt wird. Hierdurch wird das Anlegen einer hohen Spannung an den Gl³hfaden
12 verhindert, was wegen des Fehlens der negativen Ruckkopplungsverbindung um das
Verstõrkungsaggregat 20 herun geschehen k~nnte. Um die Batterie 37 zu prüfen, betrachtet
der Benutzer die Lampe 11 und verstellt den Kontakt 17 gegentiber dem Poteniometerwiderstand
15. Wenn der Kontakt 17 gegenüber dem Potentiometerwiderstand so eingestellt ist,
da# die Polritõt der Leitung 40 einem bestimmten Vorzeichen entspricht, erlischt
die Lampe 11 und wenn man den Kontakt 17 gegenüber dem Potentiometerwiderstand 15
in eine andere Stellung bringt, so daß die Polaritõt der Leitung 40 umgekehrt wird,
leuchtet die Lampe 11 auf. Die Lage des Ubergangspunktes auf der Skala 18 richtet
sich nach dem Zustand der Batterie 37. Damit der Benutzer beurteilen tanne ob die
Batterie erneuert werden muß, kann man z. B. einen Teil der Skala 18 mit einer roten
Markierung versehen. Wenn sich der Obergangspunkt im roten Bereich befindet, so
zeigt dies an, daß die Batterie erneuert werden muß. Dieser Prüfvorgang erleichtert
außerdem die Pr³fung der gesamten Betriebsfähigkeit des Pyrometers sotie verschiedener
Schaltungselemente außer der Batterie.
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Die Skalen von Pyrometern der in dem U. S. A.-Patent 2 252 015 beschriebenen
Art sind rein empirisch, d, h. sie sind z. B. in den Vereinigten Staaten durch die
mittlere Leistung eines Satzes von Lampen festgelegt, welche durch das National
Bureau of Standards geeicht worden sind. In der Praxis wird jede Lampe gegendber
der Skala an zwei Punkten eingestellt, und zwar an ihrem hohen Temperaturen entsprechenden
Ende durch Verstellen der Skala gegenüber dem Kontakt und an ihrem niedrigen Temperaturen
entsprechenden Ende durch oberbrücken des Potentiometers. Das gleiche Verfahren
und die gleiche Skala werden bei dem in Fig. 1 gezeigten Pyrometer benutzt. In vielen
Fällen ist es erwünscht, eine lineare Skala vorzusehen, doch ist dies nicht möglich,
wenn man gemäß Fig. 1 einen linearen Schiebedraht 15 verwendet.
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In Fig. 3 ist ein optisches Pyrometer 10'dargestellt, bei dem der
einfache lineare Schiebedraht 15 des Potentiometers durch ein Widerstandsnetzwerk
ersetzt ist, bei welchem die Beziehung zwischen dem Glühfadenstrom und der Bewegung
des Schiebekontaktes nicht linear gemacht werden kann, während die Skala 18'linear
ist und in den gewünschten Temperatureinheiten, z. B. Mired, geeicht werden kann.
In Fig. 3 sind verechiedene Bestandteile des Pyrometers 10', welche Teilen des Pyrometers
10 nach Fig. 1 entsprechen, mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Es sei bemerkt,
daß der wesentliche
Unterschied zwischen den beiden Pyrometern
in der Verwendung eines quadratischen Widerstandsnetzwerks besteht, das die Widerstände
Lp M, N und P umfaßt, wobei eine lineare Skala 18'vorgesehen ist. Bei den Widerständen
M und P handelt es sich um Schiebedrahtwiderstände, an denen Kontakte angreifen,
die in der bei 17! angedeuteten Weise gekuppelt sind, so daß sie sich gleichzeitig
Lõngs der zugehörigen Drähte M und P bewegen. Zwar zeigt Fig. 3 gekuppelte Kontakte,
die gegenüber den Widerständen M und P bewegt werden können, doch sei bemerkt, daB
man auch ortsfeste Kontakte und diesen gegendber bewegliche Widerstände M und P
vorsehen könnte.
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Die Beziehung zwischen dem Gldhfadenstrom i der Lampe und der Temperatur
T kann durch folgende Gleichung ausgedrückt werden : (1/i)= a0 + a1 (1/T) + a2 (1/T)
2 (1) Hierin s-ind a0, a1 und a2 Eonstanten, die für verschiedene Lampen verschieden
sind.
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Es hat sich gezeigt, daB die quadratische Kurve, die wahre BezB hung
zwischen der Stromstärke i und der Temperatur T genauer darstellt als beliebige
einzelne Eichungspunkte.
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Wenn x die Verstellung der Kontakte lõngs der zugeh~rigen widerstandsdrõhte
M und P bezeichnet, wobei die Kontakte gekuppelt sind, so da3 sie sich gemeinsam
bewegen, und wenn die Skala 18'linear in Mired geteilt ist, laßt sich Gleichung
(l) wie folgt schreiben: (1/i) + Bx + Cx2 (2) Hierin sind A, B und C Konstanten,
die auf a0, al und a2 bezogen sind und sich nach den vier Widerstõnden L, M, N und
P des quadratischen Widerstandanetzwerks richten.
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Aus dem zur Erläuterung dienenden Schaltbild in Fig. 4 ist ersichtlich,
daß sich der in das Ketzwerk eintretende Stso i in die Strome il und i2 aufteilt,
so daB folgende Spannungsgleichheit gilt : il N + xP-i2 (M+(l-x)P) (3) Durch Abstitution
erhõlt man i.ii-i(--p1) -i2 (M+N+P) (4) N+Xp Oder i2- i(n+xP) M+N+P (5) Die bei
e erscheinende Spannung ist wie folgt gegeben: e=iL +i2 xM-i (L+xMN + x2MP ) (6)
M+N+P # M+N+P Wem e stets gleich einer nomma oo gehalten WIRD, ergibt sich die foleende
Gleicbung.
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(l/i) - (l/e0) (L+x ## + x2 ##) (7)
Gemäß Gleichung
(2) ist A + Bx + Cx2 ebenfalls gleich l/i. Lomit haben die Gleichungen (7) und (2)
die gleiche Form dabei ist A = 9l/eo) L B = (l/eo) MN M + N + P C = (l/eo) MP M
+ N + P Auf dem Gebiet der optischen tyrometrie ist es ³blich, daß das Pyrometer
vom Hersteller mit einer Normallampe und einem Widerstand fur des Netzwerk geliefert
wird, der so gewählt ist, daß sich die richtige Eichung fur die betreffende Lampe
ergibt.
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Bei optischen Pyrometern der hier beschriebenen Art ist es zweckmõBig,
Lampen zu verwenden, die genaß dem U. G. -Patent 2 1 ? 6 087 ausgebildet sind. Lampen
dieser Art werden durch die Anmelderin unter der Latalognutmer 13301-A#l in den
Handel gebracht. Bei einer Ausbildungsform mit einer Noncallampe dieser Art zeigte
es sich, daB die Beziehung zwischen Stromstõrke und Temperatur annõhernd dem folgenden
Ausdruck entspricht: (l/i) = -8,349 + 0,020003 (l/T) + 27,790 x 10-6 (l/T)2 Hierin
ist i in Ampere ausgedruckt, während l/T in Mired, d.h. in reziproken Kelvingraden
x 106 ausgedrückt ist.
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Die vorstehend genannten erte gelten nur fAr diese bestimmte Lampe
und wenn man andere Lampen vrwendet, ist es erforderlich, entspreclende Daten durch
sorgfältige Messung der Lampencharakteristik zu gewinnen. Die @iderstandswerte,
die gewõhlt wurden, um die vorstehende Beziehung einem Pyrometerbereich von 810°
C bis 1280# C ansupassen, waren wie folgt ! L-17, 524 Ohm, U = 185 Ohm, N= 19,795
Ohm und P = 2,936 Ohm, wobei x = 0 f³r eine Temperatur von 810# C und x = 1 f³r
eine
Temperatur von 1280° C galt.
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Wie schon bezüglich Fig. 1 und 2 erwähnt, kann es sich bei de ; Verstkrkungsaggregat
20 um eine Festkorperanordnung handeln. Eine solche Anordnung ist in Fig. 5 dargestelit.
GemaB Fig. 5 ist der Modulator 25 mit einem Transistor 50 versehen, an dessen Basis
eine Quadratwellenspannung angelegt wird, um den Transistor abwechselnd ein-und
auszuschalten. Hierdurch wird das in der Leitung 40 erscheinende Gleichstromfehlersignal
in ein Signal verwandelt, das eine alternierende Komponente aufweist, welche über
den Kondensator 26 kapazitiv einem Verstärker 27 mit zwei Transistoren 51 und 52
zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Verstärkers 27 wird über einen Eondensator
28 kapazitiv einem Demodulator 29 mit einem Transistor 53 zugeführt. Die Transistoren
50 und 53 werden synchron betrieben, da ihnen die Umschaltspannung von einer gemeinsamen
Klemme des Multivibrators 24 aus zugeführt wird. Gemäß Fig. 5 ist der Multivibrator
24 von bekannter Konstruktion und umfaßt Transistoren 54 und 55, bei denen die Basis
und die Kollektoren kreuzweise über Kondensatoren 56 und 57 miteinander verbunden
sind, um die Transistoren 54 und 55 abwechselnd ein-und auszuschalten. Ein Kondensator
58 liegt zwischen der Leitung 40 und dem Multivibrator 24 um die Umschaltspannungsspitzen
zu löschen, welche dem Emitter des Transistors 20 von seiner Basis aus kapazitiv
zugefiihrt werden.
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Der die Transistoren 59 und 60 umfassende integrierende Verstärker
30 verwandelt das verstärkte Signal in den Lampenstrom, der durch den GlUhfaden
12 der Lampe 11 fließt.
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Um eine Temperaturmessung durchzufuhren, schließt der Benutzer zuerst
den Schalter S, um die Batterie 37 an die elektrische Schaltung des Pyrometers mit
dem Glühfaden der Lampe 11 anzuschließen. Der Schalter S kann auf dem Fernrohr des
Pyrometers angeordnet sein, so daß er leicht betätigt. werden kann, wenn der Benutzer
das Pyrometer auf das Visierziel richtet. Erforderlichenfalls verstellt der Benutzer
das optische System, um das Bild des Ziels in die Ebene des GlahBadens 12 zu bringen.
Dann verstellt der Benutzer die gekuppelten Kontakte 17'gegenüber den Widerstandsdrähten
M und P, bis die Helligkeit des Glühfadens 12 mit derje-nigen des beobachteten Zielbildes
dbereinstimst.
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Hierauf liest der Benutzer die Temperatur direkt von der Skala 18'
ab, die, wie schon erwähnt, in Temperaturgraden oder Mired geeicht sein kann. Das
quadratische Widerstandsnetzwerk mit den Wideratandsdrähten M und P und den Zusatzwiderständen
L und N ist das gleiche wie das weiter oben an Hand von Fig. 3 und 4 beschriebene,
abgesehen davon, daß der Widerstandsdraht F durch einen Widerstand Ps ³berbr³okt
ist, um dem Draht den gew³nschten Widerstand zu verleihen.
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Das optische Pyrometer nach Fig. 5 umfaßt Mittel zum Prufen der Batterie
ähnlich den an Hand von Fig. 2 beschriebenen. Die Schalter 34 und 36 befinden sich
in Fig.
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5 in der Meßtellung, und sie sind gekuppelt, und sie werden zur PrUfung
der Batterie an die Prüfkontakte BC angelegt.
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Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersiehtlich, daB es die Erfindung
ermUglieht, eine Temperaturablesung mit Hilfe einer einzigen Verstellung zu erzielen,
während bei den optischen Pyrometern gem§ß dem U. S. A.-Patent 2 252 015 zwei Verstellungen
erforderlich sind. Obwohl gemEß der Erfindung auf eine der Verstellungen verzichtet
wird, bleibt die naturgegebene Genauigkeit erhalten, die sich bei Benutzung von
Normalzellen erzielen läßt, wenn man eine durch den Gl³hfadenstrom erzeugte Spannung
mit der Spannung der Normalzelle vergleicht. Die Erfindung ermöglicht es somit dem
Benutzer, innerhalb einer bestimmten Zeit eine größere Zahl von Temperaturablesungen
durchzuführen, als es bis jetzt mdglich ist.
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Ferner gestattet die Erfindung die Benutzung einer linearen Stala,
so daß man einen Nonius verwenden kann, um eine genauere Ablesung zu erzielen, und
außerdem kann eine Kompensation der Absorbtion durch Stoffe erfolgen, die sich in
der Atmosphäre zwischen dem Pyrometer und dem Ziel befinden.
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Diese Kompensation erfolgt dadurch, daß man die Ablesemarke
gegenüber
der Skala um einen bestimmten Betrag verstellt, wenn die Skala in Mired geeicht
wird.
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Bei dem beschriebenen Pyrometer lassen sich verschiedene Abänderungen
vorsehen. Ohne von der erwähnten quadratischen Beziehung abzuweichen, kann man den
Widerstand L nach Fig. 3 bis 5 auch an das entgegengesetzte Ende des Widerstandes
N anschließen. Die Widerstandsdrähte M und P können mit mechanischen Anschlägen
versehen werden, um die Aufwrtsbewegung der zugehörigen Kontakte zu begrenzen, so
daB praktisch ein fester Widerstand zwischen den oberen Enden der Bewegungsstrecke
der Behiebeekontakte liegt. Zwar wurde die Erfindung bezdglich eines optischen Pyrometers
beschrieben, bei welchem der Benutzer den Gldhfaden und das Ziel betrachtet und
das Gerdt mit der Hand einstellt, doch kann die Betätigung des Gerätes auch automatisch
erfolgen, z. B. mit Hilfe einer Photozelle von bekannter Konstruktion, die einen
Elektromotor steuert, um ein automatisches Einstellen zu bewirken. Hierbei wird
die Photozelle abwechselnd auf das Bild des Glühfadens und das Bild des Visierziels
gerichtet, und gleichzeitig wird das System durch den Motor verstellt, bis ein Helligkeitsabgleich
erreicht ist.
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Patentansprüche