pyrometers

Emissionsgrad ist ein Maß für die Fähigkeit von Materialien, infrarote Energie zu absorbieren oder abzustrahlen. Der Wert kann zwischen 0 und 1,0 liegen. So hat beispielsweise ein Spiegel einen Emissionsgrad von 0,1, während der so genannte "Schwarze Strahler" einen Emissionsgrad von 1,0 besitzt. Wenn ein zu hoher Emissionsgrad eingestellt wurde, wird eine niedrigere als die tatsächliche Temperatur angezeigt, vorausgesetzt die Temperatur des Messobjektes ist höher als die Umgebungstemperatur.

Erfahren Sie mehr über die Geschichte der Infrarottechnologie und der berührungslosen Temperaturmessung, über die Entwicklung von Pyrometern, Infrarotsensoren und Wärmebildsystemen. Sehen Sie Beispiele für industrielle Prozessanwendungen: Metallverarbeitung, Glasherstellung und Kunststoffverarbeitung.

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.

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.

Kann ich die Temperatur eines Messobjekts in einem Industrieofen messen? Ja, aber Sie müssen die Reflexionen berücksichtigen. Für gewöhnlich ist der Ofen heißer als das Messobjekt, das aber einen gewissen Reflexionsgrad besitzt. Das bedeutet, dass das Infrarot-Thermometer die vom heißen Messobjekt abgestrahlte Energie sowie die von diesem reflektierte Energie der Ofenwandung oder Heizelemente misst. Das führt dazu, dass ein zu hoher Temperaturwert ausgegeben wird.

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.