[发明专利]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

说明书

本发明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。本发明还涉及一种相应的装置。

技术领域

本发明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100mm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。

背景技术

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15μm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＝1 式(1)

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(1)简化为如下等式：

e+r＝1 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＝1中的热辐射系数e<1而使1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1。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℃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 4 409 042A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。

发明内容

由所述现有技术出发，本发明的目的在于，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。