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Infrarot-Technologie

Infrarot-Technologie

Sowohl in der Fertigung als auch in der Qualitätskontrolle spielt die Temperatur als Indikator für den Zustand eines Produktes oder einer Maschine eine große Rolle. So werden Stillstandszeiten verringert, da die Fertigungsprozesse ohne Unterbrechungen unter optimalen Bedingungen ablaufen können. Die Infrarot-Technologie wird bereits seit Jahrzehnten erfolgreich in der Industrie eingesetzt. Neuentwicklungen haben die Kosten sinken lassen, die Zuverlässigkeit erhöht und die Abmessungen der berührungslos messenden Thermometer verringert.

Infrarot-Technologie

Was ist Infrarot?

Ein IR-Thermometer lässt sich mit dem menschlichen Auge vergleichen. Die Linse des Auges stellt die Optik dar, durch welche die Strahlung (Photonenfluss) vom Objekt über die Atmosphäre zur lichtempfindlichen Schicht (Netzhaut) gelangt. Dort findet eine Umwandlung in ein Signal statt, welches zum Gehirn geleitet wird. In Abb. 3 ist ein IR-Messsystem gezeigt.

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Entdeckung der Infrarot-Strahlung

Feuer und Eis, heiß und kalt - die Extreme der Elemente haben die Menschen schon immer fasziniert und herausgefordert. Verschiedene Hilfsmittel wurden benutzt, Wärme und Kälte genauer und vergleichbar zu bestimmen. So wurden bei der Keramikherstellung Schmelzkörper eingesetzt, die das Erreichen bestimmter Temperaturen durch Formänderung anzeigten. Ein Bäcker hingegen behalf sich mit einem Blatt Papier - je schneller es im Ofen braun wurde, desto heißer war dieser. Von Nachteil war, dass dieser Vorgang nicht umkehrbar war - Abkühlung konnte nicht festgestellt werden.

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Wie funktionieren Quotientenpyrometer?

Betrachten wir im folgenden Beispiel zunächst die blaue Kurve. Das Zweifarbenthermometer ist auf einen Schwarzen Strahler (Blackbody) mit einem Emissionsgrad von 1,0 und einer Temperatur von 1500 ° C gerichtet. Basierend auf dem Planck-Gesetz liefern die beiden Detektoren bei einem Emissionsgrad von 1,0 gemäß der blauen Kurve folgende Energieeinheiten: Detektor 1 mit Wellenlänge λ1 gibt 500 Einheiten aus Detektor 2 mit (anderer) Wellenlänge λ2 gibt ein Signal von 1000 Einheiten aus.

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Technologie der Temperaturprofilmessung

Technologie der Temperaturprofilmessung

Unter Temperaturprofilmessung wird die Erfassung und Interpretation der Produkttemperaturen verstanden, während das Produkt einen Wärmeprozess im Förderband- oder Chargenofen durchläuft. Die gesammelten numerischen Daten werden von einer Analysesoftware in aussagekräftige Informationen umgewandelt und grafisch – als <strong>Temperaturprofil</strong> – dargestellt.

Technologie der Temperaturprofilmessung

Was ist Temperaturprofilmessung?

Bei der Temperaturprofilmessung werden die Temperaturen der in einem Durchlauf- oder Chargenofen befindlichen Produkte (und/oder der Luft) erfasst und analysiert. Dazu werden Thermoelemente an verschiedenen Stellen am Produkt angebracht und mit dem Datenlogger, der durch einen Hitzeschutzbehälter vor den extremen Umgebungsbedingungen geschützt ist, verbunden. Das Messsystem durchläuft den Prozess zusammen mit dem Produkt und zeichnet dabei kontinuierlich Messdaten auf.

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Technologie der Temperaturprofilmessung

Thermoelemente - theoretische Grundlagen

Das Thermoelement gehört zu den flexibel einsetzbaren Sensoren und kann sowohl robust als auch kostengünstig sein, sodass es sich ideal für den Einsatz in industriellen Anwendungen eignet. Ein Thermoelement besteht aus zwei Metallleitern unterschiedlichen Materials, die an der Messstelle (heiße Verbindungsstelle) miteinander verbunden sind. Die vom Thermoelement ausgegebene Spannung ist proportional zur Temperaturdifferenz zwischen der Verbindungsstelle und dem kalten Ende der Drähte.

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