DE3631643A1 - Vorrichtung zur photoelektrischen temperaturmessung eines messobjektes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur photo­ elektrischen Temperaturmessung eines Meßobjektes, insbesondere von metallurgischen Schmelzen, mit einer vom Meßobjekt zu einem Meßwertaufnehmer führenden Strahlungsübertragungseinrichtung, insbesondere aus lichtleitenden Glasstäben, zur Übertragung der auf eine am bzw. beim Meßobjekt liegenden Eintrittsfläche auf­ treffenden Temperaturstrahlung zum Meßwertaufnehmer.

Es ist bekannt, die von einem erhitzten Meßobjekt aus­ gehende Strahlung zur Bestimmung seiner Temperatur heranzuziehen, insbesondere wenn es sich um hohe Temperaturen handelt, wie es bei metallurgischen Schmelzen der Fall ist.

Bei einer berührungslosen Messung, die beispielsweise für bewegte Meßobjekte wie Walzgut herangezogen wird, verwendet man Meßwertaufnehmer, sogenannte Farbpyrometer, die in einem bestimmten Abstand vom Meßobjekt angeordnet sind. Insbesondere bei der Temperaturmessung von metallurgischen Schmelzen bringt eine derartige Meß­ methode jedoch Nachteile mit sich: Als Meßort steht nur die meist mit Oxiden und Schlacke bedeckte Oberfläche der Schmelze zur Verfügung. Außerdem kann das Meßergebnis durch Strahlungseinfall aus Zonen außerhalb des ge­ wünschten Meßbereiches trotz aufwendiger Blendenvorrich­ tungen verfälscht werden.

Es wurde daher bereits vorgeschlagen, zur Temperatur­ messung nicht oder kaum bewegter Meßobjekte, insbesondere metallurgischer Schmelzen, Strahlungsübertragungsein­ richtungen, wie lichtleitende Glasstäbe, vorzusehen, die die Temperaturstrahlung des Meßobjektes zu einem Meß­ wertaufnehmer leiten. Zur Messung der Temperatur von metallurgischen Schmelzen führen diese Glasstäbe im all­ gemeinen durch die Behälterwand nach außen, wodurch auch eine Temperaturmessung im Inneren bzw. am Rand der Schmelze möglich ist. Der Meßbereich (Meßfläche) ist dabei vorteilhafterweise auf die genau festgelegte Eintrittsfläche der Strahlungsübertragungseinrichtung (z.B. Stirnfläche des Glasstabes), die mit dem Meßobjekt in Verbindung steht, exakt festgelegt. Störender Fremd­ strahlungseinfall kann dabei leicht vermieden werden.

An eine solche Strahlungsübertragungseinrichtung können prinzipiell viele bekannte Farbpyrometer angeschlossen werden, wobei sogenannte Zweifarben-Pyrometer von Vorteil sind. Diese Zweifarben-Pyrometer messen im Prinzip das Intensitätsverhältnis der Temperaturstrahlung in zwei verschiedenen Wellenlängenbereichen, wodurch gegenüber der Messung in einem Wellenlängenbereich die Faktoren Meßfläche, Schwächung des Lichtes auf dem Weg zum Farb­ pyrometer und der meist nicht genau bekannte Emissions­ faktor des Meßobjektes bei der Ermittlung des Meß­ ergebnisses herausfallen. Bei derartigen Zweifarben- Pyrometern muß lediglich Sorge getragen werden, daß die im Pyrometer aus der Eingangsstrahlung gebildeten und in verschiedenen Wellenlängenbereichen liegenden Teil­ strahlungen, deren Intensitätsverhältnis gemäß dem Prinzip eines Zweifarben-Pyrometers zur Temperaturbe­ stimmung herangezogen wird, von der eintreffenden Temperaturstrahlung ein und desselben Meßbereiches bzw. Meßbereichteiles herrühren, da es sonst zu einer Ver­ fälschung des Meßergebnisses kommt.

Der Großteil der bekannten Zweifarben-Pyrometer weist bewegliche, abwechselnd in den Strahlengang von einem Photoelement eingebrachte, verschieden wellenlängen­ selektive Filter auf, um sicherzustellen, daß die ab­ wechselnd je nach eingebrachtem Filter gebildeten Teil­ strahlungen von einer Temperaturstrahlung aus demselben Meßbereich bzw. Meßbereichteil herrühren. Die Auswertung (die Meßdaten in beiden Wellenlängenbereichen liegen nicht gleichzeitig vor) ist bei diesen Zweifarben-Pyro­ metern erschwert und zur Erfassung schneller Abkühlvor­ gänge nicht geeignet. Außerdem sind diese Pyrometer auf Grund der beweglichen Teile technisch aufwendig, stör­ anfällig und sperrig.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine technisch einfache und kompakte Vorrichtung zur photoelektrischen Temperatur­ messung zu schaffen, die insbesondere im Hinblick auf die bevorzugte Anwendung in der Metallurgie robust und damit nicht störanfällig ist und die eine exakte Temperaturmessung in einem genau festgelegten Meßbereich erlaubt.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Strahlungsübertragungseinrichtung mindestens einen diffus streuenden, optischen Bauteil zur gleichmäßigen Intensitätsverteilung der Temperaturstrahlung über eine dem Meßwertaufnehmer zugewandte Austrittsfläche aufweist und daß der Meßwertaufnehmer im Bereich dieser Austritts­ fläche mindestens zwei verschieden wellenlängenselektive, optische Bauteile, vorzugsweise Durchlaßfilter, und wenigstens ein, vorzugsweise zwei Photoelement(e) zum Empfang der von den wellenlängenselektiven Bauteilen ausgehenden Teilstrahlungen enthält.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, die vom Meßobjekt zum Meßwertaufnehmer führende Strahlungsübertragungsein­ richtung, indem sie einen diffus streuenden Bauteil auf­ weist, derart auszubilden, daß ein robuster, einfacher und ebenfalls kleiner, nach dem Prinzip eines Zweifarben­ bzw. Mehrfarben-Pyrometers arbeitender Meßwertaufnehmer mit feststehenden wellenlängenlängenselektiven, optischen Bauteilen (vorzugsweise Durchlaßfilter) und wenigstens einem Photoelement (vorzugsweise zwei Photoelementen) verwendbar ist, ohne an Meßgenauigkeit einzubüßen, wobei auch sehr rasche Temperaturänderungen des Meßobjektes erfaßbar sind.

Durch den diffus streuenden Bauteil, der im einfachsten Fall aus einem Glasstab mit einer mattgeschliffenen Fläche besteht, erreicht man in jedem Wellenlängen­ bereich gleichmäßige Intensitätsverteilung über die dem Meßwertaufnehmer zugewandte Austrittsfläche, so daß auf alle in diesem Bereich angeordneten, verschieden wellen­ längenselektiven Bauteile eingangsseitig jeweils eine Temperaturstrahlung mit der gleichen Intensität auf­ trifft. Damit ist gewährleistet, daß das Intensitäts­ verhältnis der ausgangsseitig aus diesen Bauteilen aus­ tretenden Teilstrahlungen auch wirklich ein Maß für die Temperatur des Meßobjektes an der Meßfläche ist.

Im folgenden wird unter Licht jede elektromagnetische Strahlung verstanden. Insbesondere sind Lichtleiter nicht nur Bauteile, die zur Leitung von sichtbarem Licht geeignet sind, sondern Bauteile, die auch jede andere elektromagnetische Strahlung, vor allem auch Infrarot- Strahlung leiten können.

Die von den verschieden wellenlängenselektiven, optischen Bauteilen ausgehenden Teilstrahlungen können wellen­ längenmäßig überlappen, d.h. Anteile mit gleicher Wellen­ länge haben, aber auch in vollkommen getrennten Wellen­ längenbereichen liegen.

Die Auswertung der von den Photoelementen ausgehenden elektrischen Signale gestaltet sich besonders einfach, wenn jedem wellenlängenselektiven, optischen Bauteil mindestens ein Photoelement zum Empfang der von diesem ausgehenden Teilstrahlung zugeordnet ist, wobei Photo­ dioden auf Grund ihrer linearen Kennlinie (Strom proportional der Strahlungsintensität) am geeignetsten erscheinen.

Als wellenlängenselektive, optische Bauteile eignen sich für die erfindungsgemäße Anordnung neben Durchlaßfiltern auch selektiv reflektierende Spiegel.

An der Ausgangsseite dieser wellenlängenselektiven Bau­ teile kann gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung vorgesehen sein, daß zur Verhinderung von Interferenzen zwischen den Teilstrahlungen vorzugsweise glasfaser­ optische Lichtleiter vorgesehen sind, die vom jeweiligen wellenlängenselektiven, optischen Bauteil zu mindestens einem Photoelement führen.

Ein besonders kompakter und kleiner Meßwertaufnehmer, der sich in der Metallurgie vor allem bei Messungen an kleinen Probetiegeln eignet, wo auch die Strahlungsüber­ tragungseinrichtungen geringe Baugrößen, etwa im Zenti­ meterbereich aufweisen, kann dadurch erreicht werden, daß die Photoelemente direkt an die jeweiligen wellen­ längenselektiven Bauteile angrenzen.

Diese kleine Vorrichtung mit einem kleinen Meßwertauf­ nehmer und einer einfachen und billigen Strahlungsüber­ tragungseinrichtung kann aber auch zur Temperaturmessung an realen Gußstücken (Oberfläche) herangezogen werden, indem sie im Kern- und/oder Formsand miteinformbar sind. Entsprechend isoliert und angebracht kann der kleine Meßwertaufnehmer nach dem Abkühlen wieder ver­ wendet werden.

Da die Strahlungsübertragungseinrichtung vor allem an ihrer Eintrittsfläche, etwa durch eine Metallschmelze stark belastet ist bzw. nach dem Meßvorgang nicht mehr verwendbar ist, sieht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vor, daß die Strahlungsübertragungsein­ richtung mindestens zwei im Strahlengang hinter­ einanderliegende Lichtleiterelemente aufweist, von denen wenigstens eines lösbar mit den anderen verbunden ist. Das mit dem Meßobjekt in Kontakt stehende Licht­ leiterelement kann z.B. ein bei Messungen an metallur­ gischen Schmelzen üblicher feuerfester Glasstab sein, der bei jeder oder nach einigen Messungen verloren ist. Der Rest der Vorrichtung, also ein weiteres Lichtleiter­ element bzw. der optisch streuende Bauteil und der daran anschließende Meßwertaufnehmer, kann durch die lösbare Befestigung etwa am oben genannten Glasstab nach der Messung weiterverwendet werden bzw. für mehrere vorhandene Meßobjekte verwendet werden, indem man ihn z.B. an jeweils ein mit diesen Meßobjekten ver­ bundenes Lichtleiterelement ansteckt und nach dem Meß­ vorgang wieder löst.

Insbesondere bei einem lösbar mit einem Teil der Strahlungsübertragungseinrichtung verbundenen, beispiels­ weise ansteckbaren Meßwertaufnehmer ist es von Vorteil, daß das bzw. die Photoelemente an eine, die über eine vorbestimmte Zeitspanne registrierten Meßdaten, vorzugs­ weise in digitaler Form, speichernde, beispielsweise batteriebetriebene transportable Speichereinrichtung angeschlossen ist. Ohne Probleme mit langen Kabeln oder sperrigen Auswerteinrichtungen zu haben, kann so der Meßwertaufnehmer (samt Speichereinrichtung) allenfalls mit einem Teil oder der ganzen Strahlungsübertragungs­ einrichtung zur Registrierung von Meßdaten an nicht oder nur schwer beweglichen Meßobjekten bzw. an dort fix an­ gebrachte Lichtleiterelemente angeschlossen werden. Die Auswertung der gespeicherten Daten erfolgt dann an einer zentralen Auswerteinheit.

Weisen die Lichtleiterelemente der Strahlungsüber­ tragungseinrichtung einen ähnlichen Durchmesser auf, so kann ein hitzefestes Schutzrohr in besonders günstiger Weise für eine Steckverbindung der Lichtleiterelemente verwendet werden, indem es die Verbindungsstelle außen umgibt.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind nicht nur Oberflächentemperaturen meßbar, sondern beispielsweise auch Temperaturen in der Schmelzbadmitte. Dazu erstreckt sich die Strahlungsübertragungseinrichtung in die Schmelze und ist bis auf eine Eintrittsfläche von einer einen Strahlungseintritt verhindernden Hülle umgeben.

Der bzw. die diffus streuenden Bauteile können einen diffus streuenden Oberflächenbereich, etwa eine matt­ geschliffene oder geätzte Fläche aufweisen, wobei mehrere solche Bauteile, beispielsweise Glasstäbe mit mattierten Stirnflächen, im Strahlengang hintereinander angeordnet sein können. Es kann aber alternativ oder zusätzlich ein Bauteil aus lichtstreuendem Material vorgesehen sein (Streuglas, Volumenstreuer).

Um zu verhindern, daß in allenfalls vorhandenen, nicht diffus streuenden Abschnitten der Strahlungsübertragungs­ einrichtung sich eine über den Querschnitt ungleichmäßige Intensitätsverteilung ergibt, die dann auch eingangs­ seitig an den wellenlängenselektiven Bauteilen anliegt und damit das Meßergebnis verfälscht, sieht eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vor, daß zu­ mindest ein diffus streuender Bauteil im Bereich der zum Meßwertaufnehmer weisenden Austrittsfläche der Strahlungsübertragungseinrichtung angeordnet ist und vorzugsweise diese Austrittsfläche ausbildet. Dabei ist es auch günstig, wenn die wellenlängenselektiven, optischen Bauteile direkt an die Austrittsfläche der Strahlungsübertragungseinrichtung angrenzen.

Selbstverständlich werden die von den Photoelementen ausgehenden elektrischen Signale direkt oder nach Zwischenspeicherung auf einer oben genannten Speicher­ einrichtung von einer Auswerteeinrichtung (z.B. mit linearen Vorverstärkern und einem logarithmischen Differenzverstärker) weiterverarbeitet und die Meß­ ergebnisse angezeigt, ausgedruckt oder anderweitig (etwa zur Temperatursteuerung) weiterverwertet.

Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Ausführungs­ beispielen durch die Figuren der Zeichnung näher er­ läutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Aus­ führungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Temperaturmessung samt angeschlossener Speicher­ und Auswertschaltung,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie A-A der Fig. 1

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht des Meßwertaufnehmers und eines Teiles der Strahlungsübertragungseinrichtung der in der Fig. 1 gezeigten Vorrichtung,

Fig. 4 und Fig. 5 weitere Ausführungsbeispiele der optisch streuenden Bauteile bzw. des Meßwertaufnehmers,

Fig. 6 und Fig. 7 einen zur direkten Messung am Gußstück im Oberkasten bzw. im Kern mitgeformten Meßwertaufnehmer.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zur photo­ elektrischen Temperaturmessung besteht im wesentlichen aus einem Meßwertaufnehmer 2 und einer Strahlungsüber­ tragungseinrichtung 1, welche die vom Meßobjekt 4 (im vorliegenden Fall eine metallurgische Schmelze) aus­ gehende Temperaturstrahlung zum Meßwertaufnehmer 2 führt, der an in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer 3 be­ zeichneten Signalweiterverarbeitungseinrichtungen angeschlossen ist.

Die Strahlungsübertragungseinrichtung 1 weist vier im Strahlengang hintereinanderliegende Lichtleiterelemente 5, 6 a, 6 b und 6 c aus feuerfestem Quarzglas auf (zylindrische Glasstäbe). Dabei ist der eintrittsseitig gelegene Glas­ stab 5 mittels Schlichte 7 fest in die Wand 8 aus kunst­ harzgebundenem Quarzsand des die Schmelze 4 aufnehmenden Probetiegels eingeklebt, während die restliche Strahlungs­ übertragungseinrichtung 1 samt dem Meßwertaufnehmer 2 lösbar mit diesem Glasstab 5 verbunden, nämlich mit dem Vorderteil des Schutzrohres 9 auf diesen Glasstab 5 aufsteckbar ist. Zwischen dem Schutzrohr 9 aus Metall oder Keramik und den Lichtleiterelementen 5, 6 a, 6 b und 6 c befinden sich Haltebänder 10 aus hitzefestem Material. Nach der Erstarrung der Schmelze 4 im Probetiegel ist der Glasstab 5 i.a. nicht mehr verwendbar, während der übrige Teil der Vorrichtung unbeschadet bleibt und weiterverwendet werden kann.

Die erfindungsgemäßen, in der Strahlungsübertragungsein­ richtung 1 angeordneten, diffus streuenden, optischen Bauteile werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel von den Lichtleiterelementen 6 a, 6 b und 6 c gebildet, deren Stirnflächen mattgeschliffen bzw. geätzt und somit diffus streuend sind, um eine gleichmäßige Intensitätsverteilung der Temperaturstrahlung über die dem Meßwertaufnehmer 2 zugewandte Austrittsfläche 11 der Strahlungsübertragungs­ einrichtung und damit über die gesamte Eintrittsfläche (vgl. auch Fig. 2) der direkt angrenzenden, verschieden wellenlängenselektiven Durchlaßfilter 12, 13, die die wellenlängenselektiven, optischen Bauteile des Meßwert­ aufnehmers 2 bilden, zu erreichen. Der Durchlaßfilter 12 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Filter vom Typ RG 830, der Licht mit einer Wellenlänge über 800 mm durchläßt, während der Durchlaßfilter 13 vom Typ KG 1 ist und Licht von 250 bis 600 mm durchläßt.

Der letzte diffus streuende Bauteil (Lichtleiterelement 6 c) bildet - wie dies auch in Fig. 3 dargestellt ist - mit seiner dem Meßwertaufnehmer 2 zugewandten, mattierten Stirnfläche die Austrittsfläche 11 aus.

Im Meßwertaufnehmer 2, der von einer nur in Fig. 1 dar­ gestellten, schützenden Hülle 14 umgeben ist, wird die mit gleichmäßig über die Eintrittsfläche verteilten Intensität auffallende Temperaturstrahlung des Meßobjektes 4 durch die zwei wellenlängenselektiven Durchlaßfilter 12, 13 in Teilstrahlungen in zwei verschiedene Wellen­ längenbereiche aufgeteilt, wobei die jeweils einem Durch­ laßfilter 12 bzw. 13 zugeordneten und direkt angrenzenden Photodioden 15, 16 die Intensitäten der Teilstrahlungen unabhängig voneinander feststellen und dementsprechende elektrische Signale, deren Verhältnis ein Maß für die Temperatur des Meßobjektes 4 an der Eintrittsfläche des Glasstabes 5 darstellt (Prinzip eines Zweifarben-Pyro­ meters), an die über Steckverbindungen 17, 18 und Leitungen 19, 20 angeschlossenen Signalweiterverarbeitungs­ einrichtungen 3 übergeben. Eine reflektierende Trennfolie 21 verhindert auf an sich bekannte Weise unerwünschte Interferenzen der beiden in verschiedenen Wellenlängen­ bereichen liegenden Teilstrahlungen.

Eine erste Variante der Signalweiterverarbeitungsein­ richtungen besteht in einer batteriebetriebenen, transportablen Speichereinrichtung 22, die die Meßsignale der Photodioden 15, 16 über eine bestimmte Zeitspanne hin­ weg in einem Analog-Digital-Wandler 22 a digitalisiert und in einem Speicherteil 22 b zwischenspeichert. Vor allem bei Messungen an unbewegbaren Meßobjekten können damit lange Kabel vermieden werden, die zur eigentlichen, meist ebenfalls nicht oder nur schwer beweglichen Aus­ werteinrichtung 24 führen. Außerdem braucht die Auswert­ schaltung damit nicht in die Gefahrenzone etwa einer Werkshalle, in der die Messung z.B. an einer Schmelze stattfindet, mitgenommen werden. Nach der Messung steckt man die Speichereinrichtung 22 nur mehr mittels eines Viel­ kanalsteckers 23 in eine Vielkanalmuffe 23′ an der Aus­ werteschaltung (z.B. ein zentraler Rechner), worauf die gespeicherten Meßdaten verarbeitet und über ein optisches Anzeigegerät 25 oder einen Drucker 26 ausge­ geben werden können.

In kleineren Laboratorien oder bei laufend zu überwachen­ den Meßobjekten kann aber auch eine direkte Meßdaten­ erfassung vorteilhaft sein. Im vorliegenden Ausführungs­ beispiel (strichlierte Linien in Fig. 1) ist dazu ein Analog-Digital-Wandler 27 vorgesehen, der selbstver­ ständlich auch in die Auswerteinrichtung 24 integriert sein kann. Neben der laufenden Anzeige der Meßdaten auf einem optischen Anzeigegerät 25 oder einem Drucker 26 bietet sich natürlich auch die Möglichkeit in Abhängig­ keit von der gemessenen Temperatur der Meßobjekte mittels einer Regeleinrichtung 28 bestimmte Regel- oder Steuer­ funktionen auszuführen.

Die Fig. 4 zeigt den Meßwertaufnehmer 2 und einen Teil der Strahlungsübertragungseinrichtung 1 eines anderen Ausführungsbeispieles. Dabei sind gleiche oder äquiva­ lente Teile gleich bezeichnet wie in den Fig. 1 bis 3. Während bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Aus­ führungsbeispiel die Streuung der Temperaturstrahlung hauptsächlich an den mattierten Stirnflächen der Licht­ leiterelemente 6 a, 6 b und 6 c erfolgt, weist die Strahlungsübertragungseinrichtung gemäß Fig. 4 ein gesondertes Streuglas 6′ aus lichtstreuendem Material auf, um eine gleichmäßige Intensitätsverteilung der Strahlung über die gesamte Austrittsfläche 11 der Strahlungsübertragungseinrichtung zu erzielen.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ebenfalls ein solches Streuglas 6′ vorgesehen. Der Meß­ wertaufnehmer 2 weist jedoch Photodioden 15, 16 auf, die nicht direkt an die Durchlaßfilter 12, 13 angrenzen, sondern aus wärmetechnischen oder bautechnischen Gründen über flexible, glasfaseroptische Lichtleiter 29, 30 mit diesen Durchlaßfiltern 12, 13 in Verbindung stehen. Die Lichtfilter 29, 30 leiten die von den Durchlaßfiltern 12, 13 ausgehenden Teilstrahlungen ohne Interferenzen zu den zugeordneten Photodioden 15, 16.

Neben der Messung an einer Schmelze in einem Probetiegel, etwa zur Ermittlung des Erstarrungsverhaltens, eignet sich die kleine erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere auch für Messungen direkt am realen Gußstück 35 bzw. dessen Oberfläche, wobei die gesamte Vorrichtung 1, 2 beispielsweise im Formsand des Oberkastens 36 (Fig. 6) oder im Kern 37 (Fig. 7) miteingeformt werden kann. Die elektrischen Meßsignale gelangen über schematisch darge­ stellte Leitungen 19, 20 in eine batteriebetriebene, transportable Speichereinrichtung 22, welche im folgenden an eine nicht dargestellte, zentrale Auswerteinrichtung anschließbar ist. Nach der Erstarrung des Gußstückes wird der vorderste Teil der Strahlungsübertragungsein­ richtung 1 nicht mehr verwendbar sein, wohl aber der geeignet isolierte Meßwertaufnehmer 2 und allenfalls ein zugewandter Teil der Strahlungsübertragungsein­ richtung 1.

Natürlich bietet sich vor allem bei dünnen Ober- und Unterkastenwänden auch die Möglichkeit, nur die Strahlungs­ übertragungseinrichtung 1 mitzuformen und den Meßwertauf­ nehmer 2 außen anzuordnen. Auch an sich bekannte glas­ faseroptische Lichtleiter sind möglich.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist sowohl in der An­ wendung als auch im Aufbau nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise können auch nicht durchstrahlte, sondern selektiv reflektierende Bauteile als wellenlängenselektive Bauteile verwendet werden. Die Strahlungsübertragungseinrichtung kann eben­ falls anders aufgebaut sein, insbesondere was die diffus streuenden Bauteile angeht. Schließlich eignen sich neben Photodioden selbstverständlich auch andere an sich bekannte Photoelemente wie Phototransistoren etc.

Claims (13)

1. Vorrichtung zur photoelektrischen Temperaturmessung eines Meßobjektes, insbesondere von metallurgischen Schmelzen, mit einer vom Meßobjekt zu einem Meßwert­ aufnehmer führenden Strahlungsübertragungseinrich­ tung, insbesondere aus lichtleitenden Glasstäben, zur Übertragung der auf eine am bzw. beim Meßobjekt liegenden Eintrittsfläche auftreffenden Temperatur­ strahlung zum Meßwertaufnehmer, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Strahlungsübertragungseinrichtung (1) mindestens einen diffus streuenden, optischen Bauteil (6 a, 6 b, 6 c, 6′) zur gleichmäßigen Intensitätsverteilung der Temperaturstrahlung über eine dem Meßwertaufnehmer (2) zugewandte Austritts­ fläche (11) aufweist und daß der Meßwertaufnehmer (2) im Bereich dieser Austrittsfläche (11) mindestens zwei verschieden wellenlängenselektive, optische Bauteile (12, 13), vorzugsweise Durchlaß­ filter, und wenigstens ein, vorzugsweise zwei Photo­ element(e) (15, 16) zum Empfang der von den wellen­ längenselektiven Bauteilen (12, 13) ausgehenden Teil­ strahlungen enthält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der wellenlängenselektiven, optischen Bauteile ein selektiv reflektierender Spiegel ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Verhinderung von Interferenzen zwischen den Teilstrahlungen vorzugsweise glasfaser­ optische Lichtleiter (29, 30) vorgesehen sind, die vom jeweiligen wellenlängenselektiven, optischen Bauteil (12, 13) zu mindestens einem Photoelement (15, 16) führen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Photoelemente (15, 16) direkt an die jeweiligen wellenlängenselektiven Bauteile (12, 13) angrenzen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die Photoelemente (15, 16) an eine, die über eine vorbestimmte Zeit­ spanne registrierten Meßdaten, vorzugsweise in digitaler Form, speichernde, beispielsweise batterie­ betriebene, transportable Speichereinrichtung (22) angeschlossen sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsübertragungsein­ richtung (1) mindestens zwei im Strahlengang hinter­ einanderliegende Lichtleiterelemente (6 a, 6 b, 6 c) auf­ weist, von denen wenigstens eines (6 a) lösbar mit den anderen (6 b, 6 c) verbunden ist.

7. Vorrichtung zur Messung der Temperatur metallurgi­ scher Schmelzen, nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Strahlungs­ übertragungseinrichtung (1) in die Schmelze (4) erstreckt und im von der Schmelze umgebenen Bereich bis auf die Eintrittsfläche von einer einen Strahlungseintritt verhindernden Hülle umgeben ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein streuender Bauteil (6 a, 6 b, 6 c) einen diffus streuenden Oberflächenbereich aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Bauteil aus einem durchstrahlten, lichtleitenden Glasstab (6 a, 6 b, 6 c) mit mattgeschliffener und/oder geätzter Eintritts­ und/oder Austrittsfläche besteht.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als diffus streuende Bauteile mehrere Glasstäbe (6 a, 6 b, 6 c) mit mattierten Stirn­ flächen im Strahlengang hintereinander angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein diffus streuender Bauteil, beispielsweise ein Streuglas (6′) aus einem lichtstreuenden Material besteht.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein diffus streuender Bauteil (6 c, 6′) im Bereich der zum Meßwertaufnehmer (2) weisenden Austrittsfläche (11) der Strahlungs­ übertragungseinrichtung (1) angeordnet ist und vor­ zugsweise diese Austrittsfläche (11) ausbildet.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die wellenlängenselektiven, optischen Bauteile (12, 13) direkt an die Austritts­ fläche (11) der Strahlungsübertragungseinrichtung (1) angrenzen.