Messprinzip Standard und Entwicklungstrend des Infrarot-Thermometers
Die berührungslose Temperaturmessung mit einem Infrarot-Thermometer bietet viele Vorteile und ihre Einsatzmöglichkeiten reichen von kleinen oder schwer zugänglichen Objekten bis hin zu korrosiven Chemikalien und empfindlichen Oberflächen. In diesem Artikel wird auf diesen Vorteil eingegangen, die Entscheidungsfindung bei der richtigen Wahl des Infrarot-Thermometers erläutert usw., um den Anwendungsbereich zu veranschaulichen. Aufgrund der Bewegung von Atomen und Molekülen strahlt jedes Objekt elektromagnetische Wellen aus. Der wichtigste Wellenlängen- bzw. Spektralbereich für die berührungslose Temperaturmessung liegt bei 0,2 bis 2,0 μm. Natürliche Strahlen in diesem Bereich werden Wärmestrahlung oder Infrarotstrahlen genannt.
Ein Prüfgerät zur Temperaturmessung durch von einem Prüfling abgestrahlte Infrarotstrahlen wird nach der Deutschen Industrienorm DIN16160 als Strahlungsthermometer, Strahlungsthermometer oder Infrarot-Thermometer bezeichnet. Diese Bezeichnungen gelten auch für Instrumente, die die Temperatur anhand der von einem Körper abgestrahlten sichtbaren farbigen Strahlung messen und die Temperatur aus relativen spektralen Strahlungsdichten ableiten.
Vorteile der Temperaturmessung mit Infrarot-Thermometern
Die berührungslose Temperaturmessung durch den Empfang von Infrarotstrahlen, die vom zu messenden Objekt abgestrahlt werden, bietet viele Vorteile. Auf diese Weise können auch schwer zugängliche oder bewegte Objekte problemlos gemessen werden, beispielsweise Materialien mit schlechten Wärmeübertragungseigenschaften oder geringer Wärmekapazität. Die sehr kurze Ansprechzeit des Infrarot-Thermometers ermöglicht eine schnelle und effiziente Regelung der Schleife. Thermometer haben keine Verschleißteile, daher fallen keine laufenden Kosten wie bei Thermometern an. Insbesondere bei kleinen zu messenden Objekten, beispielsweise bei der Kontaktmessung, kommt es aufgrund der Wärmeleitfähigkeit des Objekts zu großen Messfehlern. Hier kann das Thermometer problemlos eingesetzt werden, auch bei aggressiven Chemikalien oder empfindlichen Oberflächen, etwa auf Lack-, Papier- und Kunststoffschienen. Durch die Fernsteuerungsmessung kann der Gefahrenbereich ferngehalten werden, so dass der Bediener nicht gefährdet wird.
Der prinzipielle Aufbau eines Infrarot-Thermometers
Die vom Messobjekt empfangenen Infrarotstrahlen werden durch die Linse und den Filter auf den Detektor fokussiert. Der Detektor erzeugt durch Integration der Strahlungsdichte des Messobjekts ein der Temperatur proportionales Strom- oder Spannungssignal. In den anschließend angeschlossenen elektrischen Komponenten wird das Temperatursignal linearisiert, der Emissionsgradbereich korrigiert und in ein Standardausgangssignal umgewandelt.
Entwicklungstrend
Wie in vielen Bereichen der Sensortechnik geht auch bei Thermometern der Entwicklungstrend zu kleinen, feinen Formen, runde Gehäuse mit Zentralgewinde sind die idealsten Formen für den Einbau in Maschinen und Anlagen, und dieser Entwicklungstrend wird durch die kontinuierliche Miniaturisierung der Elektrik verwirklicht Komponenten und hohe Kalkulation, um kleinere und empfindlichere elektrische Komponenten in immer kleineren Räumen zusammenzufassen. Im Vergleich zur bisherigen Analogtechnik wird durch den Einsatz von Mikrocontrollern die Präzision der Linearisierungshöhe des Detektorsignals verbessert und damit auch die Genauigkeit des Instruments verbessert.
Die Marktversorgung erfordert eine schnelle und kostengünstige Messwertaufnahme, die direkt ein temperaturproportionales, lineares Strom-/Spannungssignal ausgeben kann. Messwertverarbeitung, wie Nivellierfunktionen, Sonderwertspeicherung oder Grenzkontakte werden im intelligenten System platziert. Über das Display, den Regler oder die SPS (Programmsteuerung) kann die Emissionsgradeinstellung über das externe Kabel auch außerhalb des Gefahrenbereichs eingestellt werden wenn die Maschine läuft, und kann zu diesem Zeitpunkt auch von der SPS angepasst werden. Durch den Einsatz von Karosseriesteuerungen lässt sich die Datenbusschnittstelle nun problemlos realisieren, die Netzwerkanbindung ist jedoch noch nicht realisiert und die Weiterverarbeitung des Signals erfolgt weiterhin über das bisherige Standard-Analogsignal. Im Detektorbereich wird ein neues Material als fotoelektrischer Sensor verwendet, was eine Verbesserung der Empfindlichkeit und sogar eine Verbesserung der Auflösung beweist. Bei Heißfilmsensoren erfordern neue Sensoren nur kürzere Justierzeiten, die neuesten Entwicklungen sind Pyrometer mit Kollimatoren, sind Wechselobjektive mit Zoom, können ohne Nachprüfung der Kalibrierung ausgetauscht werden, verwenden die gleiche Basis für verschiedene Messpositionen. Instrumente sparen Lagerverwaltungskosten.
