Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Temperatur eines metallischen Bauteils anhand einer Impedanz einer Induktionsspule

• Main Author: Baader, Uwe
• Format: Patent
• Language: German
• Published: 06.10.2016
• Subjects: MEASURING; MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES; MEASURING QUANTITY OF HEAT; MEASURING TEMPERATURE; PHYSICS; TESTING; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung der Temperatur (T) eines metallischen Bauteils (1) anhand einer Impedanz (Z) einer Induktionsspule (2), die zur Heizung des Bauteiles (1) elektrische Ströme in dem Bauteil (1) erzeugt, wobei die Induktionsspule (2) mittels eines Rechteckgenerators (4) mit einer Rechteckspannung vorgebbarer Frequenz (f), die eine sinusförmige Grundschwingung enthält, gespeist werden und wobei die Impedanz (Z) aus dem Verhältnis von Spannung (Uz) an der Induktionsspule (2) und Strom (Iz) durch die Induktionsspule (2) bestimmt wird und anhand von Kalibrierdaten aus der Impedanz (Z) die Temperatur (T) des Bauteiles (1) bestimmt wird. Erfindungsgemäß wird aus den Messwerten von Spannung (Uz) und Strom (Iz) im Wesentlichen nur die Wirkung der Grundschwingung des Rechteckgenerators (4) herausgefiltert und zu einer Grundschwingungsspannung (Uz_g) bzw. einem Grundschwingungsstrom (Iz_g) weiterverarbeitet, deren Quotient einer Grundschwingungsimpedanz (Z_g) entspricht, aus der anhand von Kalibrierdaten die Temperatur (T) berechnet wird. Bei der Umrechnung wird bevorzugt eine Korrektur zweiter Ordnung nach vorher bestimmten Kalibrierdaten für die Abhängigkeit der Impedanz von unterschiedlichen Strömen (Iz_g) vorgenommen. Die Erfindung ermöglicht eine genaue Temperaturregelung, insbesondere in einem rotierenden induktiv beheizbaren Bauteil (1), z. B. einer Gallette in einer Textilmaschine, ohne zusätzliche Sensoren in dem Bauteil (1).