Profile cover photo
Profile photo
Keller MSR ITS
13 followers
13 followers
About
Keller MSR ITS's posts

Post is pinned.Post has attachment
Compact two-colour pyrometer for wear-free temperature measurements in combustion plants 

Thermocouples are traditionally used to measure temperatures in combustion plants or power plants. The problem with thermocouples is their limited life under high temperatures and contaminated furnace atmospheres. As the thermocouples are not necessarily directly destroyed but the measurement reading slowly drifts, measurement errors are not immediately recognised and may lead to significant damages over an extended period of time. Drifting is a physical phenomenon and can be slowed down by pre-aging but it cannot be completely prevented.
Non-contact pyrometers that capture the infrared radiation of a measuring object from a safe distance and calculate the temperature from the radiation values do not face this problem. Over many years, they measure continuously and reproducibly as long as the optical path is clean and the field of view towards the target is unobstructed. The only drawback compared to thermocouples is their restricted measurement range. To measure temperatures, pyrometers need objects that generate thermal radiation.  In an incineration plant these objects are the hot particles in the air stream. A radiation pyrometer determines the temperature from the average value of the radiation it captures in the measurement area. Therefore, the measurement depends on the distribution and density of the particles. With low particle density and a cooler opposite furnace wall, the reading of a radiation pyrometer may fluctuate and a too low value may be displayed.
The new CellaCombust PK 68 of the compact pyrometer PK series is based on the two-colour measuring method where the radiation density is simultaneously detected at two wavelength ranges. The ratio of the two radiation densities is proportional to the temperature. The advantage of this measuring method is that the device determines the maximum temperature within the measurement area. The measurement is therefore not depending on the particle density and on a cooler furnace wall. A two-colour pyrometer also reacts considerably less sensitively to a contamination of the inspection glass. 
Thanks to a high optical resolution with a narrow viewing cone the compact device can easily be mounted on an existing furnace opening formerly used for thermocouples. The bayonet coupling with integrated protective screen of the mounting assembly is easily opened without tools to clean the protective screen, if necessary, and to check whether the kiln opening is closing up. The mounting assembly comes with an axial air nozzle to minimise the risk of contamination. 
The CellaCombust PK 68 is equipped with an electronic Smart Contamination Monitoring (SCM) function. An alarm is triggered in case of too heavy contamination or when the viewing opening of the furnace has largely closed up. This allows prompt reaction in case of failure and prevents more serious damages. The sensitivity of the monitoring function can be set directly on the pyrometer. A display of the signal strength serves to check the reliability of the measurement value.

Post has attachment
Weltweit erstes Infrarot-Thermometer mit intelligenter IO-Link Schnittstelle

Intelligente Sensoren und Aktoren sind die Basis zur Umsetzung der „Industrie 4.0“. Insofern gilt die Sensorik mit genormter digitaler Schnittstelle heute als Grundlage zur Integration in feldbusunabhängigen Automatisierungslösungen für eine durchgehende Kommunikation bis auf die unterste Feldebene.

Ein wesentlicher Vorteil von IO-Link ist die sehr einfache, schnelle, sichere und damit kostensparende Verdrahtung. Die Inbetriebnahme gestaltet sich durch Verwendung standardisierter Kabel mit Schraubverbindungen denkbar einfach. Ein fehlerhaftes Anschließen oder Masseprobleme sind damit ausgeschlossen. Zur Betriebssicherheit trägt auch der störsichere Signalpegel von 24 V DC bei.

Des Weiteren bietet die Schnittstelle durch die zentrale Parametrierung von der obersten Ebene der Prozesssteuerung aus eine extrem hohe Betriebssicherheit. Bei Tausch eines Sensors wird automatisch die Identifikation überprüft und die in dem IO-Link Master gespeicherten Konfigurationsparameter zum Sensor übertragen. Eine Fehlbedienung ist damit ausgeschlossen. Durch die weltweite, herstellerübergreifende Standardisierung der IO-Link Schnittstelle nach IEC 61131-9 ist das Infrarot-Thermometer in allen klassischen Feldbussystemen einsetzbar. Im Standard-Mode (SIO) kann der Temperatursensor über den Analogausgang wie bisher auch in herkömmlichen Prozesssteuerungen eingesetzt werden. Im IO-Link Betrieb werden parallel zu den Messwerten ein Schaltsignal sowie Diagnosedaten zur Steuerung übertragen. Auch die Fehlersuche, z.B. bei einem Kabelbruch oder Kurzschluss, ist Dank der Diagnosefunktion von zentraler Stelle oder sogar per Fernwartung möglich.

Alle 43 Typen der CellaTemp® PK Serie mit verschiedenen Wellenlängen und Messbereichen von -30 bis 2500 °C für die unterschiedlichsten Messaufgaben sind standardmäßig mit der neuen IO-Link Schnittstelle ausgestattet. Die Infrarot-Thermometer sind als Einkanalgeräte oder mit der betriebssicheren Quotienten-Technologie erhältlich. Wahlweise verfügen die Sensoren über ein patentiertes LED-Pilotlicht. Der für das menschliche Auge gut sichtbare grüne Lichtfleck kennzeichnet dabei die exakte Größe und Position des Messfeldes sowie den korrekten Messabstand. Die Geräte verfügen weiterhin über eine leuchtstarke LED Anzeige sowie über Taster zur bedarfsorientieren Konfiguration der Parameter und Funktionen vor Ort. Über den klassischen Analogausgang 0(4)-20 mA lassen sich die Geräte wie bisher auch in konventionelle Steuerungen einsetzen. Die Diagnosefunktion ermöglicht eine zustandssorientierte Wartung im Störfall.

In Umgebungstemperaturen bis 250 °C, bei hohen elektromagnetischen Feldern oder bei beengten Montagebedingungen kommen Varianten mit getrenntem optischen Messkopf zum Einsatz. Per Lichtleiter wird die Infrarotstrahlung zur Elektronik übertragen. Dabei kann die Länge des Lichtleiters bis 50 m betragen.

Bei bewegten Objekten wie in der Drahtproduktion oder im Walzgerüst sowie in induktiven Erwärmungsanlagen mit variablem „Hot Spot“, sorgt das Panorama-Pyrometer® CellaTemp® PKL 63 mit rechteckigem Messfeld für eine sichere Messwerterfassung.


http://www.keller-msr.de/infrarot-temperatur-messung-news/infrarot-thermometer-mit-io-link-schnittstelle.php

Post has attachment
The world's first infrared thermometer with intelligent IO-Link interface

Intelligent sensors and actuators are the basis for the implementation of “Industry 4.0” The sensor technology with standardised digital interface is therefore the foundation for integration in field-bus independent automation processes with consistent communication down to the lowest field bus level. KELLER MSR ITS, specialist and manufacturer of infrared thermometers for non-contact temperature measurements now offers its CellaTemp® PK series with the new IO Link interface technology.

A major benefit of IO-Links is easy, fast and safe and thus cost-saving wiring requirements. Commissioning is made easy with standardised cables with screw connectors. Incorrect connections or earthing problems are no issue at all. The interference-free signal level of 24 V DC improves the device’s operating reliability.

As the parameters are set on the highest level, the operating reliability of the interface is also extremely high. Upon exchange of a sensor, the identification of the new sensor is automatically checked and the configuration parameters stored in the master are automatically transferred to the new sensor. An operating error is therefore impossible. The worldwide, non-proprietary standardisation of the IO-Link interface in accordance with IEC 61131-9 allows using the infrared thermometer in all classic field bus systems. In standard mode (SIO), the temperature sensor can be used in conventional process control systems via its analogue output as it was used before. In IO-Link mode, a switching signal and diagnostic data are transmitted in parallel with the measurement readings. Its diagnostic function makes troubleshooting easy, i.e. in case of cable breakage or short-circuit, either from a central spot or even by remote maintenance.

All 43 types of the CellaTemp® PK series with various wavelengths and measuring ranges from -30 to 2500 °C for a large variety of measuring tasks are, as a standard, equipped with the new IO-Link interface. The infrared thermometers are available as single channel devices or with the reliable two-colour technology. Optionally, the sensors are available with a patented LED spot light. The green LED spot, usually clearly visible to the human eye, marks the exact size and position of the measurement area and the correct distance to the target. The devices are equipped with a powerful LED display and keys to configure the parameters and functions on site as required. As before, the devices can be used in conventional control systems via their classic analogue 0(4)-20 mA output. The diagnostic function allows a need-based maintenance in case of malfunction.

Models with a separate optical sensor are used for environments with temperatures up to 250 °C or in highly electromagnetic fields or when there is limited space to install the pyrometer. The optical fibre transmits the infrared radiation to the electronic unit. The length of the fibre optics cable can be up to 50 m.

Especially with swinging objects as in wire production, at a roller stand or in inductive heating plants where the “hot spot” is moving, the panorama pyrometer® CellaTemp® PKL 63 with rectangular measurement area allows for a safe detection of the measuring value.
Photo

Post has attachment
In January 2017, Krohne-Inor (Malmö http://krohne-inor.se ) and Keller MSR ITS met in Goteborg for the annual sales meeting. Krohne-Inor is specialized in the selling of thermocouples, transmitters and indicators. Thanks to their knowledge and their very efficient sales force, Krohne-Inor is one of our best distributors in Europe. This year was also the opportunity to meet the new Sales Manager: Göran Håkansson.
Sweden is a rich industrial country that produces iron ore, steel, pharmaceutics, cars and services. Its GPD is continuously increasing and is key country for Keller MSR ITS.

During this happy and friendly event, we introduce some of the new products and solution like the CellaTemp PA 28 to measure metal from 75°C or the CellaCombust solution to control the temperature of combustion gas in incinerator.

From the right to the left
Jari Stadig (Inor Finnland), Per Ramstrom (North / Inor), Peter de Courcy (West / Inor), Vanbever Francois (Export Sales Manager/ Keller MSR ITS), Albert Book (director of Keller MSR ITS), Göran Håkansson (Sales Manager Inor).

Photo

Post has attachment
CELLACAST PA 80/PT 180 NA BEZKONTAKTNÉ MERANIE TEPLOTY
PRI ZLIEVANÍ KOVOV

Jedným z najdôležitejších parametrov, ktorý ovplyvňuje výslednú kvalitu, pevnosť a pracovné vlastnosti odliatkov z kovov, je teplota. Príliš horúci roztavený kov môže poškodiť pieskové formy, no ak je naopak
jeho teplota príliš nízka, môže dôjsť k nízkej tekutosti. Nedostatočne horúci kov nezatečie cez zložité úseky formy, čo má za následok vytvorenie bublín a dutín.

Obzvlášť presnú kontrolu teploty pri liatí roztaveného kovu vyžaduje
výroba zložitých a tenkostenných odliatkov. Striktné dodržiavanie
parametrov procesu je preto nanajvýš dôležité a vyžaduje precízne
sledovanie a reguláciu teploty už počas výroby roztaveného kovu, na
výtoku z pece, tlakových liacich systémov či zlievarenských strojov.
Teplota roztaveného kovu sa najčastejšie meria ponáraním jednorazovej
termočlánkovej sondy. Tento postup však neumožňuje neustále
sledovanie teploty a správnosť nameranej teploty podlieha
presnosti, s ktorou operátor zlievarne meranie vykonáva. Nameraný
údaj sa môže meniť v závislosti od polohy a hĺbky ponoru sondy.
Termočlánková sonda vydrží jedno alebo niekoľko meraní, potom
zhorí.
Druhá možnosť je meranie bezkontaktným pyrometrom. Pyrometer
zaznamenáva infračervené žiarenie emitované objektom a na základe
nameraných hodnôt určuje teplotu. Dokáže merať nepretržite
počas prebiehajúceho tavenia, ako aj v rozhodujúcich okamihoch
odlievania, v momente, keď sa plní forma. Vďaka tomu možno vytvoriť
konštantné podmienky na výrobu. Meranie pomocou pyrometra
zabezpečuje úplnú teplotnú kontrolu každého jedného odliatku.
Žiadna časť pyrometra nepodlieha opotrebovaniu, a tak zlievarni
nevznikajú prevádzkové náklady.
Photo

Post has attachment
BEZKONTAKTNÉ MERANIE TEPLOTY V PRIEMYSLE

Pyrometre vysokej kvality Cella Temp® sa používajú v náročných aplikáciách na hranici technických možností – tam, kde bežné riešenia termometrie zlyhávajú.

CellaTemp® PK je kompaktný pyrometer na bezkontaktné meranie
teploty v rôznych priemyselných aplikáciách. Sníma infračervené
žiarenie vyžarované objektom, pričom jeho intenzitu prevádza na
elektrický signál a z neho vypočítava teplotu objektu. Nameranú
teplotu zobrazuje na integrovanom displeji a vysiela úmerný analógový
výstup. Unikátna kombinácia analógových a digitálnych linearizačných
funkcií umožňuje spracovanie signálu s vysokým rozlíšením.
Z tohto dôvodu je možné meranie vo veľmi širokom rozsahu
teplôt a zároveň s extrémne nízkym šumom. Preto pyrometre radu
CellaTemp®PK, PKF, PKL poskytujú veľmi stabilné namerané hodnoty
aj pri veľmi krátkom reakčnom čase. Moderný mikroprocesor
s vysokou frekvenciou umožňuje krátky reakčný čas od 2 ms. Jasne
čitateľný LED displej je dobre vidieť aj z veľkej diaľky.

Photo

Post has attachment
Bezkontaktné meranie teploty v priemysle

Prinášame prvú časť seriálu článkov o produktoch jedného zo svetových lídrov vo výrobe bezkontaktných pyrometrov – nemeckého výrobcu Keller MSR. Pyrometre vysokej kvality Cella Temp® sa používajú
v náročných aplikáciách až na hranici technických možností – tam, kde bežné riešenia termometrie zlyhávajú. S poznaním teórie a praxe bezkontaktného merania teploty a vyše 20-ročnou skúsenosťou s jeho
aplikáciou prispievame kompaktnou informáciou o bezkontaktých pyrometroch a ich použití v priemysle.
Photo

Post has attachment
Emisivita – definícia a vplyv na bezkontaktné meranie teploty

Photo
Photo
30/12/2016
2 Photos - View album

Post has attachment
Präzise berührungslose Temperaturmessung von
blanken Metallen
von Albert Book

Die Messung von blanken Metallen bei niedrigen Temperaturen ist für die berührungslose Temperaturmessung aufgrund der sehr
geringen Wärmestrahlung und der variierenden Strahlungseigenschaften von Metallen nach wie vor eine anspruchsvolle Messaufgabe. Der folgende Artikel beschreibt die physikalischen Grundlagen, die verschiedenen Messmethoden, die neuesten technischen Entwicklungen und die Rahmenbedingungen
für eine zuverlässige Messung.

Physikalische Grundlagen
Ein Pyrometer erfasst die von dem Messobjekt abgestrahlte
Wärmestrahlung bzw. Infrarotstrahlung und ermittelt daraus
anhand der Planck’schen Formel die Temperatur. Die Höhe der
Strahlung hängt neben der Temperatur in hohem Maße auch
von der Strahlungseigenschaft sprich dem Emissionsgrad des
Messobjektes ab. Der Emissionsgrad ist eine relative Größe
und ergibt sich aus dem Verhältnis der Strahlungsenergie eines
realen Strahlers zu der eines idealen oder auch sogenannten
„Schwarzen Strahlers“. Für nicht transparente Objekte gilt der
Zusammenhang zwischen dem Emissionsgrad ε und dem
Reflexionsgrad ρ von ε + ρ = 1. Gute Wärmestrahler mit einem
hohen Emissionsvermögen besitzen ein geringes Reflexionsvermögen und umgekehrt. Alle nicht transparenten Nichtmetalle besitzen in der Regel einen hohen Emissionsgrad > 80 %. Daher bereiten nichtmetallische Messobjekte bei der berührungslosen Temperaturmessung weniger Probleme. Bei Metallen hingegen variiert der Emissionsgrad sehr stark von < 10 % bei hochglänzenden Metallen bis zu > 80 % bei oxidierten, beschichteten oder glühenden Metallen. Außerdem kann sich der Emissionsgrad mit der Temperatur ändern. Darüber hinaus ist der Emisesssionsgrad von Metallen von der Wellenlänge der Strahlung
abhängig. Er steigt mit kürzerer Wellenlänge (Bild 1).

Nach dem Wienschen Verschiebungsgesetz ändert sich in
Abhängigkeit der Temperatur die Schwerpunktwellenlänge, bei
der das Messobjekt die maximale Strahlung emittiert (Bild 2).
Je niedriger die Temperatur ist, desto langwelliger ist das Maximum der Strahlung. Um ab Raumtemperatur messen zu können, sind daher langwellig messende Pyrometer mit einer spektralen Empfindlichkeit von 8-14 μm erforderlich. Blanke Metalle sind in diesem Wellenlängenbereich wie Bild 1 zeigt jedoch schlechte Wärmestrahler. Ein Großteil der vom Pyrometer empfangenen Strahlung resultiert daher aus der Hintergrundstrahlung der Messumgebung, die von der Oberfläche des Messobjektes reflektiert wird. Zudem reagiert ein langwellig messendes Pyrometer mit großen Schwankungen des Messwertes, wenn sich der Emissionsgrad der metallischen Oberfläche ändert.
Um überhaupt zuverlässige Messwerte an blanken Metallen
erzielen zu können, ist daher ein Pyrometer mit einer kurzen
Wellenlänge notwendig, bei der ein metallisches Objekt ausreichend
Wärmestrahlung emittiert. Mit kürzerer Wellenlänge steigt
aus physikalischen Gründen die Messbereichsanfangstemperatur.
Auswertbare Messsignale lassen sich mit Geräten mit
einer Wellenlänge von 2,8 μm ab ca. 50 °C erzielen, wenn der
Strahlungsdetektor auf rund 25 °C gehalten wird.

Messverfahren
Bisher werden zur direkten Messung von Metallen bei niedrigen
Temperaturen häufig kurzwellig messende Geräte mi teinem fotoelektrischen PbS-Sensor mit einer Wellenlänge von 2,4 μm eingesetzt. Diese Sensoren haben eine hohe Empfindlichkeit.
Nachteil ist, dass PbS-Sensoren um bis zu 4 % pro °C Änderung der Eigentemperatur driften. Um überhaupt ein stabiles Messsignal zu erzielen, müssen die Sensoren im Wechsellichtverfahren betrieben werden. Dabei rotiert eine Scheibe vor dem Sensor. Die Scheibe besitzt eine reflektierende Oberfläche sowie eine Öffnung Bei der Rotation der Scheibe sieht der Sensor abwechselnd die Objektstrahlung durch die Öffnung und die reflektierte Eigenstrahlung einer geräteinternen Referenzfläche mit bekannter Temperatur. Bei Verwendung von sich kontinuierlich drehenden Komponenten in einem Messgerät stellt sich natürlich die Frage nach der Lebensdauer und dem Wartungsaufwand, insbesondere wenn die Geräte in industriellen, rauen Produktionsbedingungen bei hohen Umgebungstemperaturen zum Einsatz kommen.

Ein weiterer Nachteil des Wechsellichtverfahrens ist tendenziell
eine längere Ansprechzeit. Dies begrenzt die Einsatzmöglichkeit
für Messungen an sich schnell bewegenden Objekten.
Alternativ werden zur Messung von Metallen bei niedrigen
Temperaturen Geräte mit thermischen Gleichlichtsensoren und
einer Wellenlänge von 8-14 μm angeboten, die ohne bewegte
Teile aufgebaut sind. Thermische Strahlungsempfänger besitzen
jedoch im Vergleich zu fotoelektrischen Detektoren eine geringere
Strahlungsempfindlichkeit. Die daher notwendige hohe
Signalverstärkung erfordert eine längere Zeit für die Signalverarbeitung, um das Signalrauschen für ein stabiles Messsignal hinreichend zu reduzieren. Dies schränkt den Einsatz zur
Messung an schnell bewegten Objekten ein. Aufgrund des geringen Detektorsignals reagieren Geräte mit thermischem Gleichlichtdetektor empfindlicher auf kurzzeitige Schwankungen
der Umgebungstemperatur. Wenn zudem die Messköpfe
klein sind und damit eine geringe Masse besitzen, wirkt
sich ein empfindliches Thermoschockverhalten z.B. in Produktionsanlagen, bei denen das warme Objekt periodisch vom Pyrometer erfasst wird, in Form eines starkes Überschwingen in der
Messwertanzeige aus. Nur durch aufwendige Kompensationsmaßnahmen lässt sich dieser Einfluss minimieren.
Um den Einfluss der Umgebungstemperatur zu kompensieren
und die Stabilität des Messsignals zu verbessern, wird
das Wechsellichtverfahren teils auch bei langwellig messenden
Pyrometern mit thermischen Strahlungsempfängern angewandt.
Diese Geräte weisen physikalisch bedingt bei geringen
Strahlungsintensitäten im Vergleich zu kurzwellig messenden
Geräten ein größeres Rauschen auf. Als Konsequenz kannder Messwert am Messbereichsanfang bei kurzer Messzeit durchaus um bis zu 20 °C schwanken. Von einem Präzisionsmessgerät
kann dann sicherlich nicht mehr gesprochen werden.

Eine weitere oft verwendete Maßnahme zur Signalsteigerung
ist die Verwendung einer Optik mit geringer Auflösung, um die
Messfläche zu vergrößern. Mit diesen Geräten ist der Einsatz an
kleinen Messobjekten oder aus größerer Messentfernung nur
bis zu gewissen Grenzen möglich.

Durch eine große Linsenöffnung am Pyrometer ließe sich die
Menge der empfangenen Strahlung deutlich erhöhen. Allerdings
sind dazu hochwertige Präzisionslinsen erforderlich, um die
optischen Abbildungsfehler gering zu halten. Stattdessen sind
die Geräte teils mit einer einfachen Fixfokus-Optik mit einem
kurzen Fokusabstand ausgestattet. Um optische Messfehler zu
minimieren reduzieren, müssen die Geräte bei kleinen Messobjekten
genau im spezifizierten Fokusabstand f montiert werden.
Wenn der Messabstand a bereits nur wenige Millimetern vom
Fokuspunkt abweicht, nimmt der Durchmesser des Messfeldes
stark zu. Dann besteht die Gefahr, dass das Pyrometer auch die
kalte Hintergrundstrahlung außerhalb des Messobjektes erfasst
und eine zu niedrige Temperatur anzeigt (Bild 3). Der Einsatz
eines Pyrometers mit einer Fixfokus-Optik schränkt daher die
Flexibilität in der Wahl des Montageortes und des Messabstandes
ein.

Bei der Auswahl von Geräten ist ein großes Augenmerk auf die technischen Spezifikationen wie Ansprechzeit, Messverfahren,
Temperaturkoeffizient, optische Auflösung und Temperaturauflösung
(NETD) zu legen und diese im Detail zu vergleichen. Leider werden die technischen Daten in den Dokumenten der Hersteller nicht immer angegeben. Daher empfiehlt es sich, diese zu hinterfragen, um später im praktischen Einsatz keine unschönen Überraschungen zu erleben.

Alternative Messverfahren
Eine Möglichkeit, mit einem langwellig messenden Gerät z.B.
dennoch die Temperatur des Bandes in einer Bandbeschichtungsanlage zu erfassen, ist die Messung im Spalt zwischen dem Band und der Führungsrolle. Die Mehrfachreflexion der Wärmestrahlung wirkt sich wie eine Erhöhung des Emissionsgrades (Bild 4) aus.

Um in einem ausreichenden Sicherheitsabstand die Geräte
montieren und dennoch in dem engen Rollenspalt hinein
messen zu können, werden Geräte mit einer hohen optischen
Auflösung und einer parallaxefreien Visiereinrichtung (Laserpilotlicht,
Durchblickvisier oder Videokamera) zur optimalen Ausrichtung
der Geräte eingesetzt. Bei der Messung des Bandes am Haspel einer Bandbeschichtungsanlage ändert sich die Position des Spaltes abhängig vom Durchmesser des Coils. Um korrekte Messwerte zu erfassen, wird vor dem Pyrometer ein Schwenkspiegel montiert, der das Messfeld periodisch ablenkt (Bild 5). Pro Scan wird der maximale Temperaturwert ermittelt. Die Spalt-Messmethode wird erfolgreich eingesetzt, ist jedoch mit einem gewissen Montageaufwand verbunden und auf bestimmte Messposition in der Produktionsanlage beschränkt.

Eine andere messtechnische Lösung verwendet einen halbkugelförmigen Goldspiegel. Der Spiegel wird so positioniert,
dass sich das Metallband im Krümmungspunkt des Spiegels
befindet. Auch hier entsteht durch die Mehrfachreflexion eine
Signalerhöhung. Die Einschränkung dieser Lösung besteht darin,
dass der Messabstand zum Band sehr gering und genau einzuhalten ist. Diese Messmethode funktioniert nur zufriedenstellend,
solange der Spiegel nicht verschmutzt ist. Außerdem besteht unter rauen Industriebedingungen die Gefahr der Beschädigung
der reflektierenden Oberfläche, die üblicherweise mit Gold beschichtet ist. Daher scheitert der erfolgreiche Einsatz dieser Methode oft an der praktischen Umsetzbarkeit.

Des Weiteren wird zur Messung der Temperatur von metallisch
blanken Walzen eine indirekte pyrometrische Messmethode
mit Hilfe eines Emissionsgradwandlers eingesetzt. Dabei
wird vor dem Pyrometer ein Teflonband montiert, das auf einem
federnden Bügel befestigt ist (Bild 6). Das Teflonband wird auf
die Walze gedrückt wird. Das Pyrometer erfasst die Strahlung
auf der Rückseite des Bandes, das einen hohen Emissionsgrad
besitzt. Nachteilig sind der mechanischer Aufwand für die Montage
und das Verschleißen des Teflonbandes.

Neuste technische Entwicklungen Wünschenswert wären Geräte, die sich einfach an einer beliebiger Stelle in der Produktionsanlage einsetzen lassen und aus sicherer Entfernung die Temperatur des Messobjektes direkt bestimmen können. Dies setzt jedoch voraus, dass die Geräte in der Lage sind, die sehr geringe Infrarotstrahlung zu erfassen und auswerten zu können.
Dazu ist ein gewisser optischer Aufwand notwendig, damit
ausreichend abgestrahlte Energie des Messobjektes von der
Bild 6 Bügel mit einem Teflonband zur Messung an blanken Walzen.
Optik empfangen wird und zum Sensor gelangt. Je größer die
Optik, desto mehr Strahlungsenergie wird vom Pyrometer empfangen Allerdings steigt mit dem Durchmesser der optischen
Komponenten auch der Aufwand zur Reduzierung der optischen
Abbildungsfehler. Daher sind hochwertige fehlerkorrigierte
Objektive und ein komplexer mechanischer Aufbau der Optik
notwendig, um die Abbildungsfehler und zu minimieren. Nur so
lässt sich erreichen, dass der Messwert sich nicht in Abhängigkeit
des Messabstandes und der Messentfernung ändern. Diese
Abhängigkeit wird als Size-of-Source Effect bezeichnet. In
Grafik (Bild 7) sind die SSE-Kurven für zwei optisch qualitativ
unterschiedliche Geräte bezogen auf das Verhältnis der Objektgröße
zur Größe des Messfeldes dargestellt. Bei dem Gerät mit
der einfachen Optik muss das Messobjekt mehr als 2,5-mal so
groß wie das Messfeld des Pyrometers sein, damit der optisch
bedinge Messfehler unter 2 % liegt.

Eine große lichtstarke Optik ist wiederum mit einer geringen
Schärfentiefe verbunden. Um Messfehler durch eine unscharfe
Abbildung zu vermeiden, ist der Fokusabstand bei der Montage
genau einzuhalten. Vorteilhaft sind daher Geräte mit einer durch
den Benutzer fokussierbaren Optik. Diese Geräte sind im Vergleich
zu Pyrometern mit Fixfokus-Optik flexibel einsetzbar und
einfach an die gegebene Montagebedingung anpassbar.
Auch ist ein hoher elektronischer Aufwand zu betreiben, um
die kleinen Messsignale zu verstärken und auswerten zu können
sowie den Einfluss der Umgebungstemperatur zu kompensieren.
Durch den Einsatz von rauscharmen Verstärkern, hochauflösenden
Analog-Digitalwandlern, leistungsfähigen Prozessoren
für die Signalverarbeitung sowie durch komplexe, mathematische
Algorithmen für die Linearisierung und Kompensation der
Umgebungstemperatur können heute mit modernen, kurzwelligmessenden Geräten auf Gleichlichtbasis stabile und
zuverlässige Messergebnisse erzielt werden (Bild 8). Die Geräte messen in Millisekunden und sind daher auch an schnell bewegten Objekten einsetzbar. Eine hohe optische Auflösung ermöglicht
die Messung aus großer Messentfernung und von kleinen
Objekten ab 2 mm z.B. beim der induktiven Wärmebehandlung.

Neben stationären Pyrometern werden auf Basis dieser Technologie auch tragbare Pyrometer mit einer Schwerpunkt-Wellenlänge von 2,4 μm angeboten, um einfach und schnell Temperaturkontrollen an den
verschiedensten Messstellen durchführen zu können.

Rahmenbedinungen für die Messung niedriger Temperaturen an metallischen Objekten Die direkte Messmethode hat die inschränkung, dass die Objekttemperatur mindestens 25 °C über der Geräteinnentemperatur liegen muss, um eine ausreichende Strahlung zu erfassen. Mit höherer Umgebungstemperatur und kleinerem Emissionsgrad steigt die minimal mögliche Messtemperatur (Bild 9). Die Angabe des Messbereichsanfangs wird von den Herstellern teils auf einen schwarzen Strahler mit einem Emis-sionsgrad von 100 % bezogen oder die Rahmenbedingungen
erst gar nicht angegeben. Bei der Messung an realen Objekten
mit einem niedrigen Emissionsgrad liegt die minimal messbare
Temperatur dann deutlich über dem spezifizierten Wert. Wie im
Bild 9 zu sehen ist, steigt beispielsweise der Messbereichsanfang
bei einem Objekt mit einem Emissionsgrad von 10 % und
einer Umgebungstemperatur von 50 °C auf 125 °C.

Für eine zuverlässige Messung von niedrigen Temperaturen
an blanken Metallen ist es dennoch notwendig, dass die Messstelle
von der Störstrahlung aus der Umgebung abgeschattet wird. Bereits das normale Tageslicht besitzt, im Vergleich zu der geringen Wärmestrahlung des Messobjektes, noch störende Strahlungsanteile im infraroten Messbereich des Pyrometers. Daher kann häufig auf die Verwendung eines Sichtrohres nicht verzichtet werden. Ein einfaches Sichtrohr ist nur bedingt geeignet, da das Rohr selbst wiederum als Strahler fungieren kann. Das Sichtrohr muss kälter als das Messobjekt sein und aus einem strahlungsarmen Material wie Edelstahl oder Aluminium bestehen. Um eine ausreichende Abschattung zu erzielen, ist der Durchmesser des Rohres mindestens 6 mal größer als der Abstand des Rohrendes zum Messobjekt zu wählen.

Fazit
Modernen Gleichlicht-Pyrometern mit einer lichtstarken Optik sowie neuster Sensorik und Elektronik sind in der Lage, eine stabile Messung von niedrigen Temperaturen an Metallen durchzuführen. Voraussetzung ist, dass die Rahmenbedingungen bei der Auswahl der Messstelle und des Montagezubehörs beachtet werden. Die Stabilität des Messergebnisses wird jedoch letztendlich von den physikalisch bedingten berflächeneigenschaften bestimmt.
PhotoPhotoPhotoPhotoPhoto
28/11/2016
10 Photos - View album
Wait while more posts are being loaded