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Der „Heißsporn“ unter den Temperatursensoren

Juni 2014
18
Autor: Daniel Dittrich
Firma: ifm electronic gmbh
Der „Heißsporn“ unter den Temperatursensoren Mit Display und Bedientasten: Kompakte Infrarot-Temperatursensoren von ifm electronic

In der Automatisierungs- und Prozesstechnik gehört die Überwachung und Regelung von Temperaturen zu den wichtigsten Messaufgaben. Die richtige Temperatur hat häufig einen Einfluss auf die Qualität und Wirtschaftlichkeit der entsprechenden Prozesse. Auch die präzise Überwachung der Temperatur ist in vielen Produktionen sicherheitsrelevant.
Seit 2013 bietet ifm electronic zwei unterschiedliche Verfahren für die Temperaturerfassung an: Neben der berührenden Temperaturmessung, bei der der Fühler direkt mit dem Medium in Kontakt steht (TW7-Serie), beinhaltet das Portfolio nun auch kompakte Infrarot Temperatursensoren, die berührungslos Temperaturen messen – die TW2-Serie.
Die kontaktlos arbeitenden Infrarot-Temperatursensoren messen die Temperatur, indem sie die Infrarotstrahlung erfassen, die alle Materialien und Objekte mit einer Temperatur über dem absoluten Nullpunkt (0° Kelvin) abgeben. Die Funktion wird gewährleistet, indem eine Linse die Infrarot-Energie auf dem Detektor bündelt und die Energie in ein elektrisches Signal umwandelt. Diese Konfiguration ermöglicht die Messung der Temperatur aus einer gewissen Entfernung und ohne Kontakt mit dem Messobjekt. Damit ist das „Infrarot-Thermometer“ TW von ifm ideal für Messaufgaben, bei denen sich das Messobjekt bewegt, aus besonderen Gründen schwer zugänglich ist oder schnelle Ansprechzeiten notwendig sind.
 
Welche TW-Serie ist für Sie die richtige?
Für Sie als Anwender ist es wichtig zu wissen, welche Messaufgabe der Sensor erfüllen muss.
 
Möchten Sie in Ihrer Applikation eine Positionsabfrage durchführen (heißes Objekt vorhanden/nicht vorhanden) und die Auswertung der tatsächlichen Temperatur spielt keine Rolle? Dann ist die TW7-Serie genau die richtige für Sie.
Die Sensoren der TW7-Serie detektieren die von Objekten ausgesandte Infrarotstrahlung und setzen diese in ein Ausgangssignal um. Liegt die erfasste Temperatur über der eingestellten Schaltschwelle, wird der Schaltausgang gesetzt und der Schaltzustand über LEDs angezeigt. Über das integrierte Display bekommen Sie einen prozentualen Wert als Visualisierung ausgegeben, um die gewählten Schaltpunkte problemlos zu hinterlegen.
 
Benötigen Sie hingegen ein System, das die Temperatur ermittelt, vor Ort anzeigt und Ihnen die Temperatur an die Steuerung übergibt, fällt die Wahl auf die TW2-Serie.
Bei diesen Systemen ist zu beachten, dass der Sensor nur dann eine Temperatur ausgeben kann, wenn dieser auf das Messobjekt eingestellt wird. Jedes Material verfügt nämlich über einen anderen Emissionsgrad. Was sich hinter dem Begriff „Emissionsgrad“ verbirgt?
 
Der Emissionsgrad und wie kann er bestimmt werden?
Die Fähigkeit eines Messobjektes, die von ihm aufgenommene Wärmestrahlung wieder abzugeben, wird durch den Emissionsgrad beschrieben. Um mit Infrarot-Temperatursensoren eine exakte Temperaturmessung durchführen zu können, ist der Emissionsgrad des zu messenden Objekts im Sensor zu hinterlegen.
 
Doch wie können Sie den richtigen Emissionsgrad bestimmen?
Hier haben Sie mehrere Möglichkeiten:
 
  • Referenzlisten im Internet dienen zur Orientierung
  • Verwendung eines Epsidotaufklebers (Anwendung bis 250°C)
Diese Methode ist bei niedrigen Temperaturbereichen zu empfehlen, da die Aufkleber über einen fixen Emissionsgrad von 94%. verfügen.
Haben Sie die Temperatur über den Aufkleber ermittelt, können Sie auf die Oberfläche des zu messenden Objektes schwenken und über den Emissionsgrad die zuvor erfasste Temperatur einstellen.
  • Referenzmessung durch ein Widerstandthermometer oder Thermoelement
  • die anliegende Temperatur ist bekannt und lässt sich über den Emissionsgrad einstellen
 
Kleiner Tipp bei der Auswahl des richtigen Sensors!!
„Immer so kurzwellig wie möglich und so langwellig wie nötig messen.“ – Je kürzer die Wellenlänge und je enger der Spektralbereich, desto weniger wirken sich Änderungen im Emissionsfaktor des Objektes auf die Messung aus. Die Messgenauigkeit wird dadurch erhöht und der Messfehler minimiert.


Vielen Dank für Ihr Interesse bisher!

Im nächsten Teil folgt:
TW7-Serie / TW2 Serie – Wie funktionieren die beiden Sensorfamilien?





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