[发明专利]用于确定条状物的温度的方法

说明书

本发明涉及一种用于确定条状物的温度的方法，其特征在于下列步骤：在条状物的纵轴方向上沿着温度已知的背景辐射体输送所述条状物；在输送期间，借助位置分辨的热成像传感器在背景辐射体前方拍摄所述条状物，形成在热成像传感器的测量值区域上的积分，该测量值区域在任何时间都对位于所述背景辐射体前方的条状物区段完全地进行检测，由所形成的积分与参考值的比较得出所述条状物的温度。

技术领域

本发明涉及一种用于确定条状物、例如玻璃纤维或者丝线的温度的方法。例如玻璃纤维在拉丝塔中制成，所述拉丝塔完全可以具有大于30米的高度。在那里，玻璃纤维以接近3000m/min的速度由被加热到熔化温度的、具有大约100到250mm直径的预成型件被拉出。玻璃纤维自身(如果它要例如用于当今的数据传输线路)典型地具有在125μm的范围内的直径，该直径必须以在纳米范围内的精度来制造。

背景技术

在此，玻璃纤维在拉丝塔的加热区域中的拉出温度是至关重要的。对预成型件温度的调节应该尽可能如此进行，使得在变化的拉出速度下，在启动过程中就已经达到玻璃纤维的精确的直径，以使次品最少化。在拉丝塔的下部区域中，玻璃纤维穿过冷却段，在该冷却段中，玻璃纤维被冷却到尽可能恒定的低的温度，该温度例如为70℃。这样的冷却段经常用极其昂贵的氦运行，从而要避免不必要的冷却，以便不在非必要的情况下提高拉丝塔设备的运行成本。也是由于这个原因，精确地了解玻璃纤维的温度是重要的。此外，玻璃纤维通常接着冷却段设有涂层。对于该涂层，玻璃纤维恒定的温度是前提条件，以便使在这方面窄公差的涂层的厚度和同心度的波动最小化。当玻璃纤维的温度与涂层的最优温度特性不对应时，还可能由于滴漏效应在拉丝塔中形成结节和颈缩。

曾有过这样失败的尝试：借助热成像摄像机来确定这种运动的条状物、如玻璃纤维或者丝线的温度。在此，借助光学器件对焦地将要测量的条状物映射到热成像摄像机上。然后，由热成像摄像机所检测的测量值的最大值来确定温度。然而，该方法在实践中没有被证明为可靠的。一个关键的问题在于，相对于热成像摄像机的像素的时间常数，要测量的条状物快速的运动。例如在用于制造玻璃纤维的拉丝塔中，不可避免地会导致沿着其纵轴线输送的玻璃纤维的高频振动。例如，直径为125μm的玻璃纤维在拉丝塔中既横向于测量平面又纵向于测量平面完全以1毫米的幅度摆动。常用的热成像传感器的典型的热时间常数在10毫秒的范围中。在生产期间的其他运动或者相对于成像的热成像摄像机的非正交的定向也会导致测量误差。此外，在制造期间，例如由预制件可能没有完全竖直竖立引起的纤维从中部缓慢的游移会导致条状物的失焦。根据玻璃纤维制造商，这虽然会被识别，但从一定的程度开始才会被校正。

特别成问题的是在要测量的条状物中阐明的困难，所述条状物的温度信号仅稍微高于背景的温度信号。这例如发生在玻璃纤维由石英玻璃制成的情况下，所述玻璃纤维在对于热成像摄像机通常所感兴趣的从大约7到14μm的红外波长范围中，发出几乎如黑体所发出的热辐射(辐射率e＝0.95)一样的热辐射。另一问题在于，要测量的条状物、例如金属丝或者玻璃纤维的尺寸小于由热成像摄像机和光学器件组成的成像系统的光学分辨率。

所有这些问题导致：在目前，所述类型的用热成像传感器对条状物的非接触式的温度测量无法以足够更精确的并且更可靠的方式实现。

发明内容

因此，从所述现有技术出发，本发明的目的在于，提供一种开头所述类型的方法，借助该方法，可以以更精确的并且更可靠的方式测量条状物、例如丝线和玻璃纤维的温度。

本发明通过本发明的主题来实现该目的。本发明通过用于确定条状物的温度的方法来实现所述目的，该方法的特征在于下列步骤：

-在条状物的纵轴线方向上沿着已知温度的背景辐射体输送所述条状物，

-在输送期间，借助位置分辨的热成像传感器在背景辐射体前方拍摄所述条状物，

-形成在热成像传感器的测量值区域上的积分，该测量值区域在任何时间都对位于所述背景辐射体前方的条状物区段进行完全的检测，