[发明专利]用于运动延伸物体的非接触温度测量的装置

说明书

本发明涉及一种对沿运动路线前进的延伸物体，尤其是前进中的纱线，测量其温度的装置。这样一种装置是已知的，例如可从DE2136564C2获知。在本专利中描述了一种测量室，该室基本上被保持在一个恒定的基准温度，室中装有传感器表面，使该表面有可能与该物体进行热传递，并使它可产一个正比于该热传递的输出信号。这种已知装置特别适用于对纺织机中高速前进的纱线进行非接触温度测量，但也适合于其它用途。在许多领域中和许多情况下都出现关于运动物体的温度测量问题，例如最不同的材料带的生产领域，网、片、丝或纤维线形式的塑料热处理领域，纸加工领域，尤其在涂复或粘结纸时，粘贴片料时，固化粘合剂和涂料时，干燥湿的涂料时，尤其是涂敷油漆涂料时，或监测运动机械部件时。

下面通过参照前进中纱线温度测量的实例描述本发明的操作方法，但它不限于这种用途。

从现有技术状况看，测量装置的测量原理在于使测量室中传感器表面准确地处于基准温度，这时被测量的物体也处于这一温度。然而，当具有较低或较高温度的物体从传感器表面旁边经过时，传感器表面温度会由于热传递，即辐射和/或对流而变化。这一温度变化是能够测量的，例如用与温度有关的电阻器测量，尤其是与一处于基准温度的基准电阻器相比较而测量。

从概念上看，这一已知测量原理适合于精确测量。然而，物体离它从其旁边经过的传感器表面的距离，对热传递起决定性作用。因此，当不能准确地保持物体离传感器表面的距离时，测量会基本不真实。

在1991年11月《Chemiefasern/Textilindustrie》（化学脱纱/纺织工业）期刊41/93期上发表的文章“Neue Einrichtung Zur Deruhrungslosen Temperaturmessung”（用于非接触温度测量的新设备）文章中，描述了一种有进一步发展的用于非接触温度测量的装置。在该文章描述的装置中，一个接一个地装有两个相同的传感器表面，并用一台微处理机计算两者的测量结果，从而解决了校正问题。然而，这篇文章也仍然没有解决被测物体离传感器表面的距离的变化问题。

对快速运动的物体，尤其对快速运动的纱线，它们能以例如1000米每分的速度前进，通常有振动或颤动产生，所以几乎不可能使离传感器表面的距离保持恒定。因此，本发明之目的在于提供一种即使运动物体有振动或颤动，也能准确地测出结果的装置，重视尽量用最简单和最准确的方法计算其输出信号。

为实现此目的，就要用这样一种装置去测量沿运动路线运动的延伸物体的温度，尤其是前进中纱线的温度，即有可能使物体经过一个测量室，该室被维持在一基本恒定的基准温度，室中一个传感器表面被安排得它与物体之间可进行热传递，还有可能产生一个正比于热传递的输出信号。根据本发明，在测量室中至少有两个面对面排列的传感器表面，物体就在其间前进。这种装置的优点是，当物体振动或颤动时，虽然它本身远离一个传感器表面，但同时靠近另一传感器表面。在这种情况下，它与第一传感器表面的热交换减少，但与第二传感器表面的热交换增加。在对许多应用来说是足够的首次近似中，这些影响会自己补偿，以致在计算两个传感器表面的输出信号时有可能得到很准确的测量结果。

当相对于物体运动路线对称地排列布置这些传感器表面时，更有其特殊优点，因为这可以在物体改变其位置时在测量信号之间进行最佳补偿。

正如将参照附图较详细描述的那样，为了避免与物体接触，传感器表面有一间隔α，并最好沿垂直于运动路线和垂直于其间隔的第一方向盖住延伸长度h，而h大于总偏移d1，使物体可以沿这第一方向离开运动路线。这样，首先保证，平行于两个传感器表面的物体振动或颤动，实际上对热传递，从而对输出信号没有影响。当传感器表面的延伸长度h明显大于物体离开运动路线的最大偏移时，尽管可能有偏移d1，物体也会总是完全面对着传感器表面。尤其是，当延伸长度h大于间隔α时，将是有利的。在这种情况下，传感器表面相互间的间隔α必须在垂直于运动路线的第二方向稍大于总偏移d2，使物体可以在这第二方向离开运动路线。在这种情况下，可以保证，即使在物体振动或颤动时，也能使物体不接触传感器表面。

按照现有技术的情况，为了避免干扰影响，本发明的装置也是特别有利的，因为传感器表面被设置在可加热的部件中，该部件对其环境是热隔离的，且是按基准温度进行恒温控制的。这就使测量与环境温度无关，并使基准温度在被测温度范围内调节，从而大大增加测量精度。