DE710372C

DE710372C - Temperaturschnellregler zum selbsttaetigen Regeln der Temperatur in OEfen

Info

Publication number: DE710372C
Application number: DEL97023D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl-August Lohausen
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1939-02-03
Filing date: 1939-02-03
Publication date: 1941-09-11

Description

Temperaturschnellregler zum selbsttätigen Regeln der Temperatur in Öfen Die Erfindung bezieht sich auf einen Temperaturschnellregler zum selbsttätigen Regeln der Temperatur, insbesondere in elektrischen Öfen.
Die übliche Ausführung von Temperaturreglern hat als Fühlglied ein Thermoelement oder Meßwiderstand, dessen Thermospannung bzw. Widerstandsänderung von einem Meßglied aufgenommen wird. Beim Erreichen der Solltemperaturanzeige durch das M.eßglied tritt das Regelglied in Tätigkeit und schaltet die Heizenergie ganz oder teilweise ab bzw. beim Absinken.4er Temperatur wieder ein.
Als Fühlglied kann auch ein Gesamtstrahlungspyrometer dienen, das ein Thermoelement enthält. Die bekannten Regelanordnungen weisen eine sehr große, in erster Linie durch die Wärmekapazität des Fühlgliedes hervorgerufene Trägheit auf, die Verzugszeiten von mehreren Sekunden zwischen Temperaturänderungen am Glühgut und den diesen entsprechenden Temperaturänderungen am Fühlglied bedingt. Dementsprechend betragen z. B: die Spielzeiten von Abtasten zu Abtasten bei den üblichen Fallbügelreglern 15 Sekunden. Die günstigstenfalls erreichbare untere Grenze der Verzugszeit liegt über r Sekunde.
Für Erwärmungsvorgänge, bei denen dem zu erwärmenden Gut in kurzer Zeit sehr große Wärmemengen zugeführt werden sollen, was aus Gründen der Raumersparnis und Erhöhung der Fördergeschwindigkeit und -menge erstrdbenswert ist, reichen -die bekannten, oben geschilderten Temperaturregler nicht aus, weil in der Verzugszeit überhitzungen eintreten können.
Um eine verzögerungsfreie Messung vier Temperatur zu erreichen, ist es an sich bekannt, Photozellen zu verwenden, deren von der Strahlung ausgelöster Strom dieser verzögerungsfrei folgt und nach Verstärkung die Heizenergiezufuhr steuert.
Da jedoch die Photozelle über längere Zeiträume eine Veränderung der Abhängigkeit des Photostromes von der Strahlung zeigt und der in Anbetracht des geringen Stromes notwendige, meist mehrstufige Verstärker ebenfalls einen mit der Zeit veränderlichen Verstärkungsgrad aufweist, so ist von Zeit zu Zeit eine Berichtigung der Anzeige der Photozelle :erforderlich.
Um Unabhängigkeit vom Bedienungspersonal zu erreichen, hat sich der Erfinder nun die Aufgabe gestellt, die Berichtigung selbsttätig vornehmen zu lassen, und zwar unter Zuhilfenahme eines in seiner Empfindlichkeit unveränderlichen hontrollmeßgerätes.
Die Erfindung bezieht sich deshalb auf einen Temperaturschnellregler zur selbsttätigen Regelung der Temperatur in Ofen, insbesondere in elektrischen Ofen, mit einer auf eine bestimmte Temperatur eingestellten Photozelle als Steuermeßgerät zum unmittelbaren Regeln der Heizleistung des Ofens. Das Neue wird nun darin gesehen, daß bei zusätzlicher Anordnung eines trägheitsbehafteten, f aber in seiner Empfindlichkeit unveränderlichen sowie der gleichen Strahlung wie die Photozelle ausgesetzten Kontrolimeßgerätes (insbesondere Thermoelementes) eine Vergleichseinrichtung vorgesehen ist, die einen von dem Photozellensteuerstrom abgezweigten Teilstrom und die von dem Kontrollmeßgerät :abgegebene Steuergröße nach entsprechender Umformung miteinander vergleicht sowie bei durch Alterungserscheinungen der Photozelle hervorgerufenen Abweichungen des Photozellenstromes von dem Vergleichswert die Steuereinrichtung entsprechend berichtigt. Es. fällt also der praktisch trägheitsfreien Photozelle die Aufgabe zu, schnell veränderliche Vorgänge sofort zu regeln, während das träbheitsbehaftete Thermoelement die langsamen Änderungen der Empfindlichkeit der Photozelle ausgleicht.
Gemäß der weiteren Erfindung erfolgt das Angleichen des abgezweigten Photozellenstromes an die zeitliche Trägheit des die Vergleichsgröße abgebenden Kontrollmeßgeräts durch Einschalten von Drosselspulen oder Kondensatoren zwischen der Vergleichseinrichtung und dem Photozellenverstärker. Durch diese Anordnung erhält der vom Verstärker abgezweigte Photozellenstrom einen verzögerten und langsamen Verlauf, wie ihn der Thermoelementenstrom bezüglich der Glühtemperatur aufweist.
In vorteilhafter Weise regelt die Vergleichseinrichtung den Grad der Verstärkung des Photozellenstromes.
Die Vergleichseinrichtung kann auch aus zwei gleichachsigen Meßsystemen bestehen, deren Zeiger senkrecht übereinander angeordnet sind, wobei eine Abtastvorrichtung auf Grund der Abweichungen der Zeigerstellungen voneinander die Empfindlichkeit der Photozelle regelt.
Gemäß der weiteren Erfindung kann die Vergleichseinrichtung aber auch die zeitlichen Mittelwerte der beiden Vergleichsgrößen heranziehen.
Äußerst vorteilhaft ist es fernerhin, daß die Vergleichseinrichtung die Empfindlichkeit des Steuerschaltgerätes unmittelbar regelt. Dies läßt sich beispielsweise dadurch erreichen, daß die Vergleichseinrichtung die Ansprechempfindlichkeit eines mit -dem Steuerschaltgerät zusammen arbeitenden Relais regelt. Weitere vorteilhafte Einzelheiten sind im folgenden beschrieben.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht, und zwar zeigen Fig. i eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung eines Temperaturschnellreglers, Fig. 2 und 3 Temperaturkurven in Abhängigk eit von der Zeit.
Die von einer Stromquelle i über ein Steuerschaltgerät 2 gespeisten Heizkörper 3 oder das Glühgut selbst werden durch einen selbsttätig arbeitenden Temperaturschnellregler überwacht. Diese Überwachungseinrichtung besteht aus einer verzögerungsfreien Photozelle .1, die das Steuerschaltgerät 2 über einen Verstärker 5 betätigt. Vom verstärkten Photostrom wird ein Vergleichsstrom abgezweigt, der mit einer Vergleichseinrichtung 6 in Verbindung steht. Mit dieser Vergleichseinrichtung 6 ist außerdem noch ein Thermoelernent 7 verbunden. Entsprechend der in der Vergleichseinrichtung gemessenen Abweichung der Meßwerte der beiden Geräte q. und 7 wird der Regelwiderstand ß für den Verstärkungsgrad der Photozelle geändert, bis die Abweichungen der Photozellenempfindlichkeit ausgeglichen sind.
Die erfindungsgemäße Anordnung ist nicht auf elektrische Ofen beschränkt, sondern auch bei Ofen beliebiger Beheizung anwendbar.
Zur Veranschaulichung des Verlaufes der Anzeigen des Steuermeßgerätes und des Kontrollmeßgerätes dient Fig. 2 und 3. Die Kurve a stellt kden Temperaturverlauf des Glühgutes für .den einfachsten Fall einer in sehr kurzer Zeit stattfindenden Erhöhung auf einer dann gleichbleibenden Wert .dar. Der durch die Strahlung des, Glühgutes im Steuermeßgerät ausgelöste Strom, der durch die Kurve b veranschaulicht wird, folgt unter der Voraussetzung der Unveränderlichkeit der Empfindlichkeit dieses Gerätes trägheitslos. Die Anzeige des Kontrollmeßgerätes, die durch die Kurve c dargestellt wird, folgt dagegen mit Verzögerung.
Um zu jedem Zeitpunkt eine Übereinstimmung zwischen der Anzeige des in seiner Empfindlichkeit sich ändernden, aber trä@gheitslos arbeitenden Steuermeßgerätes und dem in seiner Empfindlichkeit unveränderlichen, aber trägheitsbehafteten Kontrollmeßgerät zu erreichen, muß die Anzeige des Steuermeßgerätes gedämpft und/oder verzögert werden. Unter der Annahme der Unveränderlichkeit der Empfindlichkeit .des trägheitslos arbeitenden Steuermeßgerätes würde die Anzeige dieses Gerätes dann den Verlauf .gemäß Kurve d der Abb. a nehmen, .die mit c übereinstimmen muß.
Da sich nun aber die Empfindlichkeit dieses verzögerungsfrei arbeitenden Steuerm.eßgerätes durch Alterung ändert, treten Verhältnisse .auf, wie sie in Abb. 3 dargestellt sind. Die Kurve d (Steuermeßgerät) folgt nicht mehr der Kurve c (Kontrollmeßgerät), sondern weicht von ihr ab. Ein Vergleich .der Anzeige c und d liefert also zu jedem beliebigen Zeitpunkt den Anzeigefehler f des Steuermeßgerätes. Die Kurve e stellt dann die Änderung .der Gesamtempfindlichkeit der Regeleinrichtung dar.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. Temperaturschnellregler zur selbsttätigen Regelung der Temperatur in Ofen, insbesondere in elektrischen Ofen, mit einer auf eine bestimmte Temperatur eingestellten Photozelle als Steuermeßgerät zum unmittelbaren Regeln der Heizleistung des Ofens, dadurch gekennzeichnet, daß bei zusätzlicher Anordnung eines trägheitsbehafteten, aber in seiner Empfindlichkeit unveränderlichen sowie .der gleichen Strahlung wie die Photozelle aus-_ gesetzten Kontrollmeßgerätes (insbesondere Thermoelementes) eine Vergleichseinrichtung (6) vorgesehen ist, die einen von de m* Photozellensteuerstrom abgezweigten Teilstrom und die von dem Kontrollmeßgerät abgegebene Steuergröße nach entsprechender Umformung miteinander vergleicht sowie bei durch Alterungserscheinungen der Photozelle hervorgerufenen Abweichungen des, Photozellenstromes von dem Vergleichswert die Steuereinrichtung entsprechend berichtigt. z. Temperaturregler nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß das Angleichen des abgezweigten Photozellenstromes an die zeitliche Trägheit des die Vergleichsgröße abgebenden Kontrollmeßgerätes durch Einschalten von Drosselspulen oder Kondensatoren zwischen der Vergleichseinrichtung und dem Photozellenverstärker erfolgt. 3. Temperaturregler nach Anspruch r und z, gekennzeichnet durch eine Vergleichseinrichtung, die den Grad der Verstärkung des Photozellenstromes regelt. q.. Temperaturregler nach Anspruch r und a, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung aus zwei gleichachsigen Meßsystemen besteht, deren Zeiger senkrecht übereinander angeordnet sind, wobei eine Abtastvorrichtung auf Grund der Abweichungen der Zeigerstellungen voneinander die Empfindlichkeit der Photozelle regelt. 5. Temperaturregler nach. Anspruch z bis q., gekennzeichnet durch eine Vergleichseinrichtung, die .die zeitlichen Mittelwerte der beiden Vergleichsgrößen zum Vergleich heranzieht. 6. Temperaturregler nach Anspruch z und z, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung die Empfindlichkeit des Steuerschaltgerätes unmittelbar regelt.