DE1127622B

DE1127622B - Electric light bulb for optical pyrometers

Info

Publication number: DE1127622B
Application number: DEP23658A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Siegfried Bahrs; Max Maetschke
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1959-10-09
Filing date: 1959-10-09
Publication date: 1964-04-12

Description

Elektrische Glühlampe für optische Pyrometer Die Erfindung betrifft eine elektrische Glühlampe für optische Pyrometer, bei welchen zur Temperaturmessung eines Strahlers, dessen Leuchtdichte mit der Leuchtdichte des als Vergleichsstrahler dienenden, einen glatten Drahtbügel bildenden, bis auf die Stromzuführungen halterlosen Leuchtkörpers der Glühlampe durch Verändern der zu messenden oder der Vergleichsstrahlung in Ubereinstimmung gebracht wird. Der Vergleichsstrahler wird normalerweise mit Hilfe eines schwarzen Körpers direkt oder indirekt geeicht. Der glatte Drahtbügel des Leuchtkörpers besteht gewöhnlich aus Wolfram.Electric incandescent lamp for optical pyrometers The invention relates to an electric incandescent lamp for optical pyrometers, in which for temperature measurement of a spotlight, the luminance of which corresponds to the luminance of the reference spotlight serving, forming a smooth wire bracket, except for the power supply leads Luminous body of the incandescent lamp by changing the radiation to be measured or the reference radiation is brought into agreement. The comparison radiator is usually with Calibrated directly or indirectly using a blackbody. The smooth wire hanger the filament is usually made of tungsten.

Üblicherweise wird ein Bild des Körpers oder Körperteiles, dessen Temperatur gemessen werden soll, mit Hilfe eines Objektivs am Ort des Drahtbügels der Glühlampe entworfen. Durch ein Okular werden der Glühdraht und die zu messende Stelle des anvisierten Körpers beobachtet. Entweder wird dann der Strom der Glühlampe so lange verändert oder die vom Meßkörper ausgehenden Strahlen werden durch einen Graukeil od. dgl. so weit geschwächt, bis der Glühdraht auf der zu messenden Fläche verschwindet. Usually a picture of the body or body part, of its Temperature should be measured with the help of a lens at the location of the wire hanger the light bulb designed. The filament and the one to be measured are put through an eyepiece Position of the targeted body observed. Either then the current of the incandescent lamp so long changed or the rays emanating from the measuring body are replaced by a Gray wedge or the like weakened until the filament is on the surface to be measured disappears.

An den Leuchtkörper-Drahtbügel einer Pyrometerlampe werden zwei Forderungen gestellt: 1. Er soll eine möglichst lange Mittelzone konstanter Temperatur aufweisen. There are two requirements for the filament wire bracket of a pyrometer lamp posed: 1. It should have a central zone of constant temperature as long as possible.

2. Die Temperatur der zur Messung verwendeten Mittelzone soll von Schwankungen der Umgebungstemperatur unabhängig sein. 2. The temperature of the central zone used for the measurement should be from Fluctuations in the ambient temperature be independent.

Auch die zweite Forderung ist unabdingbar, da beim Einsatz optischer Pyrometer in der Praxis, beispielsweise in kalten Werkstatthallen, in der Nähe von Hochöfen und Glasschmelzöfen, große Temperaturdifferenzen herrschen und sich die Umgebungstemperatur auch während des Meßvorganges ändern kann. Bei den bisher üblichen Pyrometerlampen mit glatten Leuchtkörper-Drahtbügeln konnte der starke Einfluß von Raumtemperaturschwankungen zu schwer kontrollierbaren Meßfehlern führen. The second requirement is also indispensable, since it is more optical when used Pyrometers in practice, for example in cold workshops, near Blast furnaces and glass melting furnaces, large temperature differences prevail and the Ambient temperature can also change during the measurement process. With the usual ones Pyrometer lamps with smooth filament wire straps could the strong influence of Fluctuations in room temperature lead to measurement errors that are difficult to control.

Schwankungen der Umgebungstemperatur wirken sich über die wärmeleitenden Stromzuführungsdrähte auf die Leuchtkörpertemperatur aus. Beiden genannten Forderungen steht daher in den bekannten Pyrometerlampen die Wärmeableitung von den Enden des Leuchtkörperdrahtes auf die Stromzuführungsdrähte entgegen. Theoretisch werden beide Forderungen von einem unendlich langen Leuchtkörperdraht im Vakuum erfüllt. Je kürzer der Leuchtkörperdraht jedoch ist, desto kürzer wird auch die Mittelzone konstanter Temperatur, und desto stärker wirken sich Schwankungen der Umgebungs- temperatur auf die Temperatur der Leuchtkörpermittelzone aus. Die Mittelzone wird bei weiterer Verkürzung des Leuchtkörperdrahtes nur noch punktförmig sein, und schließlich erreicht der Draht auch an seiner heißesten Stelle in der Mitte nicht mehr die Temperatur der Mittelzone von sehr langen Drähten. Fluctuations in the ambient temperature have an effect on the thermally conductive Power supply wires on the filament temperature. Both of these requirements is therefore in the known pyrometer lamps the heat dissipation from the ends of the Luminous wire against the power supply wires. In theory both will Requirements met by an infinitely long filament wire in a vacuum. The shorter however, the filament wire, the shorter the center zone becomes, the more constant it becomes Temperature, and the greater the effect of fluctuations in the temperature on the temperature of the luminous element center zone. The middle zone becomes with further Shortening of the filament wire will only be point-like, and will eventually be achieved the wire no longer maintains the temperature even at its hottest point in the middle the central zone of very long wires.

Durch Abflachen des Runddrahtes läßt sich zwar eine Mittelzone konstanter Temperatur herstellen. By flattening the round wire, a central zone can be made more constant Establish temperature.

Die Temperaturschwankungen infolge von Schwankungen der Umgebungstemperatur werden jedoch durch diese Maßnahme nicht verringert.The temperature fluctuations due to fluctuations in the ambient temperature however, are not reduced by this measure.

Mit einem genügend langen Leuchtkörperdraht könnte man zwar in der Mitte des Drahtes eine hinreichend lange, gleichmäßig temperierte Drahtzone erzielen. Ein solch langer Leuchtkörperdraht wäre aber nicht mehr mechanisch stabil und würde leicht zu Schwingungen erregt werden, die eine für das optische System erforderliche genaue Justierung unmöglich machen. Zusätzliche Halter würden wiederum die erstrebte gleichmäßig temperierte Mittelzone infolge der Wärmeableitung über die Halter gefährden. With a long enough filament wire, you could be in the Achieve a sufficiently long, evenly tempered wire zone in the middle of the wire. Such a long filament wire would no longer be mechanically stable and would can easily be excited into vibrations which are necessary for the optical system make exact adjustment impossible. Additional holders would in turn be sought after Endanger the evenly tempered central zone as a result of the heat dissipation via the holder.

Es ist schon versucht worden, eine gleichmäßig temperierte Mittelzone durch Einbau eines Heizdrahtes in die Glühlampe zu erreichen, der eine andere Strom-Temperatur-Charakterstik hat als der Leuchtkörper. Attempts have already been made to create an evenly tempered central zone by installing a heating wire in the incandescent lamp, a different current-temperature characteristic can be achieved has as the filament.

Es ist auch bekannt, die Meßfehler, die bei der Benutzung von Pyrometerlampen infolge von Temperaturschwankungen der Umgebung entstehen, mittels eines zweiten Drahtbügels und einer geeigneten Schaltung zu kompensieren. Dieser zweite Drahtbügel, vorzugsweise aus dem gleichen Material und mit dem gleichen Durchmesser wie der Leuchtkörper, unterliegt im Lampengefäß den gleichen Temperaturschwankungen wie der Leuchtkörper. In der Brückenschaltung sind der Leuchtkörper-Drahtbügel und der zweite Drahtbügel so angeordnet, daß sich die an beiden Drahtbügeln infolge von Temperaturschwankungen auftretenden Feiner kompensieren. It is also known the measurement errors that occur when using pyrometer lamps arise as a result of temperature fluctuations in the environment, by means of a second Compensate wire clip and a suitable circuit. This second wire hanger, preferably made of the same material and with the same diameter as the Luminaire, is subject to the same temperature fluctuations in the lamp vessel like the luminous body. In the bridge circuit are the filament wire bracket and the second wire bracket arranged so that the two wire brackets as a result Compensate for fine effects caused by temperature fluctuations.

An diesen beiden Anordnungen sind nachteilig die zusätzlichen Einschmelzungen und die erforderliche größere Glashülle. Offensichtlich rufen zwei Glühdrähte in einem gleich großen Kolben bei gleicher Belastung eine stärkere Kolbenschwärzung während der Lebensdauer der Glühdrähte hervor als ein Glühdraht. Aus diesem Grunde erfordert ein zusätzlicher Glühdraht eine größere Glashülle als ein einziger Glühdraht. Bei der zuletzt erwähnten bekannten Konstruktion mit Brückenschaltung bilden die Verbindungsstellen zwischen den Drahtbügeln bei höheren Temperaturen eine schwache Stelle des Innenaufbaues und können zu Störungen und Ausfällen der Pyrometerlampe führen. The additional fuses in these two arrangements are disadvantageous and the required larger glass envelope. Obviously, two filaments call in a piston of the same size with the same load a stronger piston blackening during the life of the filament emerges as a filament. For this reason an additional filament requires a larger glass envelope than a single filament. In the case of the last-mentioned known construction with a bridge circuit, the The connection points between the wire brackets are weak at higher temperatures Place of the internal structure and can lead to malfunctions and failures of the pyrometer lamp to lead.

Die Erfindung weist demgegenüber einen technologisch einfacheren und zuverlässigeren Weg zur Erzielung einer für die visuelle Abgleichung der Leuchtdichten des Meßkörperbildes und des Vergleichslampen-Leuchtkörpers ausreichend langen, gleichmäßig temperierten Drahtzone des Leuchtkörper-Drahtbügels. Die Erfindung besteht darin, daß die für die Messung nicht verwendeten, innerhalb des Lampengefäßes befindlichen Enden des Leuchtkörper-Drahtbügels gewendelt sind. Eine hinreichend lange, gleichmäßig temperierte Drahtzone stellt sich insbesondere dann in der Mitte des Drahtbügels ein, wenn die Drahtlänge des glatten Bügels etwa ein Fünftel der gesamten stromdurchflossenen Leuchtkörperdrahtlänge und etwa das Zweifache der Länge des gewendelten Leuchtkörperendes beträgt. In contrast, the invention has a technologically simpler one and more reliable way of achieving one for visual matching of luminances of the measuring body image and the comparison lamp filament sufficiently long, evenly tempered wire zone of the filament wire bracket. The invention consists in that those not used for the measurement are located inside the lamp vessel Ends of the filament wire bracket are coiled. Long enough, evenly The temperature-controlled wire zone then arises in particular in the middle of the wire bracket one when the wire length of the smooth bracket is about one fifth of the total current flowing through it Filament wire length and about twice the length of the coiled filament end amounts to.

Bei der Pyrometerlampe nach der Erfindung ist der Leuchtkörperdraht nicht nur so lang, daß sich eine genügend lange Mittelzone konstanter Temperatur einstellen kann und der Einfluß von Temperaturschwankungen der Stromzuführungen auf die Temperatur der Mittelzone gering ist, sondern die durch die Wendelung der Enden des Leuchtkörperdrahtes erfolgende gegenseitige Aufheizung der Windungen verstärkt noch diese beiden Wirkungen. In the pyrometer lamp according to the invention, the filament is wire not just so long that there is a sufficiently long central zone of constant temperature can adjust and the influence of temperature fluctuations in the power supply on the temperature of the central zone is low, but that caused by the coiling of the Ends of the filament wire reinforced mutual heating of the windings nor these two effects.

Als ein der Erläuterung der Erfindung dienendes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung eine Pyrometerlampe in etwa dreifacher Vergrößerung teils im Schnitt, teils in Ansicht dargestellt. As an exemplary embodiment serving to explain the invention is in the drawing a pyrometer lamp in about three times magnification partly in Section, partly shown in view.

Die Pyrometerlampe besitzt ein konisches Gefäß 1 und einen Schraubsockel 2. Mit 3 ist der Quetschfuß bezeichnet. Die Stromzuführungen 4 tragen den Leuchtkörper-Drahtbügel, der aus dem glatten Bügelteil 5 und den beiden gewendelten Leuchtkörperteilen 6 besteht. Die beiden Leuchtkörperschenkel schließen einen Winkel a von etwa 300 ein. An die gewendelten Leuchtkörperteile 6 schließen sich noch die kurzen glatten Drahtstücke 7 an, welche zur Befestigung des Leuchtkörpers an den Stromzuführungen 4 dienen. The pyrometer lamp has a conical vessel 1 and a screw base 2. With 3 the pinch foot is referred to. The power supply lines 4 carry the filament wire bracket, that made up of the smooth bracket part 5 and the two coiled filament parts 6 consists. The two filament legs enclose an angle α of approximately 300. To the coiled filament parts 6 are still closed by the short, smooth pieces of wire 7, which are used to attach the luminous element to the power supply lines 4.

Die Gesamtlänge des stromdurchflossenen Drahtes beträgt etwa 62 mm, die Drahtlänge des glatten Bügels 5 ist 12,9 mm, und die Länge jedes gewendelten Leuchtkörperteiles 6 beträgt 6,45 mm. The total length of the current-carrying wire is about 62 mm, the wire length of the smooth bracket 5 is 12.9 mm, and the length of each coiled one Luminous body part 6 is 6.45 mm.

Claims

The production of a luminous element according to the invention does not offer any Difficulties, because the spiral winding with interruptions in the spiral is at the manufacture of incandescent lamp coils has been carried out by machine for many years and has so far served to obtain coils with smooth ends, since the smooth It is better to attach the ends to the power supply lines rather than continuously coiled ones Luminous body. The filament wire was attached to the smooth stretches for this purpose cut in such a way that spirals with a smooth end on each side result. An independent protection for the manufacture of the lamp wires according to these known ones Procedure is not used.

Of course, the invention does not apply to pyrometer lamps conical bulb, but can also be used, for example, with pyrometer lamps be used with success in which the vessel part surrounding the luminous element cylindrical with two plane-parallel, parallel or inclined to the plane of the filament Walls is formed.

PATENT CLAIMS: 1. Electric light bulb for optical pyrometers, in which to measure the temperature of a radiator, its luminance with the luminance of the one that serves as a reference radiator and forms a smooth wire bracket, except for the power supply holderless filament of the incandescent lamp by changing the to be measured or the comparison radiation is brought into agreement, thereby characterized in that those not used for the measurement are inside the lamp vessel located ends of the filament wire bracket are coiled.

2. pyrometer lamp according to claim 1, characterized in that the Wire length of the smooth bracket about a fifth of the total current flowing through it Wire length and about twice the length of each coiled filament end amounts to. ~~~~~~~~ Publications taken into consideration: Austrian patent specification No. 99 605; U.S. Patent No. 1,219.