用于非接触地确定具有未知热辐射系数的运动物体的温度的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于非接触式地确定具有未知热辐射系数的运动的物体的温度的方法，所述物体特别是被沿其纵轴线输送的金属丝，所述方法包括以下步骤：引导所述物体通过至少一个发出热辐射的辐射源，其中所述物体大部分或完全由所述至少一个辐射源包围；利用至少一个辐射检测器在引导所述物体通过辐射源时物体(10)所穿过的区域中进行空间分辨的热辐射测量；以及以所述空间分辨的热辐射测量为基础确定所述运动物体的温度。本发明专利技术还涉及一种相应的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于非接触地确定具有未知热辐射系数的运动物体的温度的方法和装置，所述物体特别是被沿其纵轴线输送的金属丝。这种金属丝例如用作电缆的导线。所述金属丝具有在0.1至10mm的直径并通过适当的导向装置沿其纵轴线例如向挤出装置输送，在所述挤出装置中，向金属丝上施加绝缘包皮。主要是对于挤出过程，但例如也在前面的预热、固化或硬化工艺中，要求运动的金属丝具有预先规定的温度。在制造芯线时重要的是，使绝缘体粘附在导线上。为此目的，在即将进入挤出机之前加热导线。此外，当导线的绝缘体发泡时，恒定的导线温度是特别重要的。特别是对于数据传输线路就是这种情况。因此存在这样的需求，即测量这种运动的物体的温度并在必要时将所述温度调节到额定值。
技术介绍
利用所谓的高温计进行非接触式的温度测量，所述高温计检测来自要测量的物体的热辐射。已知的高温计例如在红外波长范围内工作，例如在2至15 μ m的波长范围内工作。已知根据以下等式通过三个参数确定热辐射:e+r+t = I 式(I)其中e表示热辐射系数，r表示反射系数，而t表示透射率。在当前要测量的物体中可以认定，对于金属，例如在红外测量范围内，透射率基本上为零。因此上面的等式(I)简化为如下等式:e+r = I 式(2)在理想的黑辐射体中，反射系数为零，就是说，这里有e = 1相反，对于实际的物体，例如对于金属丝，反射系数r通常明显高于热辐射系数e。此外，热辐射系数还与一些因素，如表面特性或者还有温度相关地变化。因此在实践中要测量的物体的热辐射系数通常是未知的。已知可以非接触地测量物体温度的方法，所述物体的热辐射系数是未知的。这里通过对要测量的物体进行外部辐射，从而通过外部辐射来补偿由于等式e+r = I中的热辐射系数e〈l而使I所缺少的部分。特别是由外部的辐射源向要测量的物体传送的热辐射由所述物体基于其反射系数r反射，从而通过外部的辐射将热辐射缺少的部分类似于“补足”为I。以此为基础，非接触式的温度传感器在辐射式高温计中用能重现的例如以。C为单位的温度测量值校正。这种利用外部辐射的方法例如由DE 691 03 207 T2已知。在这种已知的方法中，测量静态地设置在处理腔中的大面积的晶片。然而，在对小物体、例如细金属丝进行非接触式的温度测量时，使温度传感器对准要测量的物体就是有问题的。特别是在要测量的物体不是固定的，而是运动的情况下，就会出现这个问题。这种运动特别是可能导致，要测量的物体移动离开温度传感器的测量区域，可能使完全或部分离开。在这两种情况下会出现错误测量。当运动的物体不是位于非接触式温度传感器的最佳图像清晰度(焦点)平面中时并且由此测量点(Messfleck)可能大于要测量的物体时，也会出现错误测量。在US 4 409042 A中记载了一种用于对沿其纵向运动的铜丝进行非接触的温度测量的方法，其中，引导铜丝通过抛物线反射装置。抛物线反射装置具有高反射的内表面并且将辐射反射到其焦点或其焦点轴上。红外检测器对焦到所述焦点或焦点轴上的点处。以这种方式，在运动的物体发生振动时也能实现可靠的温度测量。但这种方法的耗费较高。在实践中还显示，这种温度测量不是总能提供必要的精度。
技术实现思路
由所述现有技术出发，本专利技术的目的在于，提供一种前面所述类型的方法和装置，利用所述方法和装置可以以在任意时刻都可靠的方式对即使具有小直径的运动物体进行精确的非接触温度测量。本专利技术通过独立权利要求1和18的主题来实现所述目的。有利的实施形式在从属权利要求、说明书和附图中给出。本专利技术一方面通过一种用于非接触地确定具有未知热辐射系数的运动的物体的温度的方法来实现，所述物体特别是被沿其纵轴线输送的金属丝，所述方法包括以下步骤:引导所述物体通过至少一个发出热辐射的辐射源，其中所述物体大部分或完全由所述至少一个辐射源包围，利用至少一个辐射检测器在当引导所述物体通过辐射源时物体所穿过的区域中进行空间分辨的热辐射测量，以空间分辨的热辐射测量为基础确定所述运动物体的温度。此外，本专利技术通过一种用于非接触地确定具有未知热辐射系数的运动的物体的温度的装置来实现所述目的，所述物体特别是被沿其纵轴线输送的金属丝，所述装置包括:至少一个发出热辐射的辐射源和导向装置，利用所述导向装置能够引导运动的物体通过所述至少一个辐射源，所述物体大部分或完全由所述至少一个辐射源包围；至少一个辐射检测器，所述辐射检测器构造成，用于在当引导所述物体通过辐射源时物体所穿过的区域中进行空间分辨的热辐射测量；分析评估装置，所述分析评估装置构造成，基于空间分辨的热辐射测量确定运动的物体的温度。根据本专利技术的方法或根据本专利技术的装置用于例如确定或测量运动的金属丝的温度。如前面所述，这种金属丝可能例如是用于电缆的电导线。所述金属丝相应地例如可以是铜丝或类似物。这种金属丝例如沿其纵向被输送，以便被引导通过挤出装置，在挤出装置中在金属丝上挤出由塑料制成的绝缘包皮。同样如前面所述，重要的是，测量这种运动的物体的温度并且必要时将温度调节到额定值。根据本专利技术要测量的物体的热辐射系数是未知的。因为所述物体不是黑辐射体，所述热辐射系数无论如何是小于I的。例如对于铜丝热辐射系数明显低于0.1。由于对于金属、如铜至少在红外测量范围内透射率接近零，因此存在非常高的反射系数。根据本专利技术由要测量的运动的物体反射的热辐射来自至少一个(外部的)辐射源。所述辐射源可以通过适当的加热装置加热并与其温度相关地确定地和能校正地发出热辐射。运动的物体被引导通过辐射源并且在引导所述物体通过辐射源时，所述物体至少大部分、特别是基本上完全由辐射源包围。当然，例如对于运动的金属丝，总是当前被引导通过辐射源的部段大部分或完全被辐射源包围。大部分在这种情况下是指，运动的物体的表面的绝大部分被辐射源包围。在周边上对于光学功能不重要的位置设置用于导入金属丝的缝隙预计会产生的干扰较小。运动的物体与其要确定的温度相关地发出红外范围内的热辐射。此外，所述物体还反射由辐射源发出的热辐射。就是说，在上面的等式2中的反射项按本身已知的方式用由因此用作补偿辐射源的辐射源发出的热辐射“补足”以得到I。所述至少一个辐射检测器特别可以是高温计，所述辐射检测器检测全部热辐射，即一方面检测由所述至少一个辐射源发出的(以及如果涉及非黑色的辐射体也存在的反射的)热辐射。另一方面，所述至少一个辐射检测器还检测由运动的物体发出和反射的热辐射。因此，根据本专利技术，即使对于小尺寸的运动物体也提供了清楚限定和能校准的测量环境，在这种测量环境中，即使在热辐射系数未知的情况下也可以实现温度测量。此外，根据本专利技术进行非接触的、空间分辨的热辐射测量。为了进行空间分辨的测量，所述至少一个辐射检测器对要测量的物体预期会出现的区域进行扫描/探测。空间分辨的热辐射测量可以利用至少一个红外辐射检测器或类似设备进行。相应地，所述至少一个辐射检测器可以包括至少一个红外辐射检测器或类似设备。扫描例如可以通过所述至少一个辐射检测器的运动、特别是摆动来实现。空间分辨的热辐射测量也可以通过空间分辨的辐射检测器、特别是热图像摄像机进行。空间分辨的辐射检测器例如可以是一维的行传感器或者是二维的测辐射热的传感器阵列。就是说，已知可以测量包围要测量的物体的辐射源的本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于非接触地确定具有未知热辐射系数的运动的物体(10)的温度的方法，所述物体特别是被沿其纵轴线输送的金属丝，所述方法包括以下步骤：引导所述物体(10)通过至少一个发出热辐射的辐射源(12、48、56)，其中所述物体(10)大部分或完全由所述至少一个辐射源(12、48、56)包围，利用至少一个辐射检测器(16)在当引导所述物体通过辐射源(12、48、56)时物体(10)所穿过的区域中进行空间分辨的热辐射测量，以所述空间分辨的热辐射测量为基础确定所述运动物体(10)的温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·斯考拉，A·帕伽加西亚，
申请(专利权)人：斯考拉股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE