Schnelle digitale Pyrometer im mittleren Infrarot-Wellenlängenbereich

Für Anwendungen in der industriellen berührungslosen Temperaturmesstechnik ist der mittlere Infrarot-Spektralbereich (MWIR, Wellenlängen zwischen 3 µm und 5 µm) von großem Interesse. Beispiele sind Messungen an Keramiken und Metallen (Spektralbereich 3 µm bis 5 µm) oder Halbleitern (3,5 µm bis 4,0 µm). Auch schmalbandige Geräte um 5 µm Wellenlänge für Temperaturmessungen an Glasoberflächen, um 4,6 µm (heißes CO₂), um 3,9 µm (Messungen durch Flammen) und um 3,4 µm (Messungen an dünnen Kunststofffolien) sind von Bedeutung.

Bisher wurden für diese Pyrometer hauptsächlich Thermopile-Infrarotsensoren eingesetzt, die wegen ihrer thermischen Zeitkonstanten nur relativ langsame Pyrometer (Einstellzeiten von 10 ms bis 100 ms) ermöglichten. Das vorhandene Signal/Rausch-Verhältnis (spezifische Detektivität D*) der Thermopile-Sensoren beschränkt auch die erreichbare untere Temperaturmessbereichsgrenze und das Distanzverhältnis (Messabstand/Messfelddurchmesser) der Pyrometer.

Im Vergleich zu Thermopiles sind aktuelle MWIR-Halbleiter-Fotodioden deutlich schneller und empfindlicher (höheres D*). Die mit diesen Detektoren entwickelten Geräte innerhalb der bewährten PYROSPOT-Serie 10 erreichen Einstellzeiten t₉₅ ab 1 ms bei Distanzverhältnissen bis 130:1 und Temperaturmessbereichen zwischen 30 °C und 2500 °C. Die Pyrometer der Serie 10 sind mit ihren Visiereinrichtungen (Laser-/LED-Pilotlicht, Durchblickvisier, Farb-Videomodul), einem temperaturlinearen 0/4…20 mA-Ausgang, einer Schnittstelle RS-485 sowie Display und Bedientasten zur Anzeige und Parametrierung universell sowohl für industrielle Messaufgaben als auch im FuE-Bereich einsetzbar.

Für den stationären Einsatz in rauen Industrieumgebungen wurden mit den neuen MWIR-Fotodioden auch Pyrometer in den PYROSPOT-Serien 44 und 47 entwickelt. Sie ermöglichen Einstellzeiten t₉₅ ab 5 ms und Temperaturmessungen von 20 °C bis 2500 °C bei einem Distanzverhältnis von 50:1. Diese Pyrometer befinden sich in robusten Edelstahl-Rundgehäusen und besitzen neben dem temperaturlinearen 0/4…20 mA-Ausgang eine digitale Schnittstelle (Serie 44: RS-485, Serie 47: Ethernet) zur Datenübertragung und Parametrierung. Ausgewählte Eigenschaften der neuen PYROSPOT-Pyrometer zeigt die folgende Übersicht:

Die Pyrometer der PYROSPOT-Produktreihe werden vom 11 bis 13. Juni 2024 auf der Sensor+Test (Messe Nürnberg, Stand 1-400, Halle 1) vorgestellt. In der Session B3 – IRS² Infrarot-Sensoren der parallel stattfindenden 22. GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2024 werden die neuen Pyrometer am 12. Juni ab 11:20 Uhr im Vortrag vorgestellt:

Schnelle MWIR-Pyrometer zur berührungslosen Temperaturmessung zwischen 20 °C und 2500 °C - Daniel Wagner, Mario Kerl, Dieter Franke, Günter Hofmann, DIAS Infrared GmbH, Dresden

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Autor: Daniel Wagner, Spezialist für Pyrometerlösungen der DIAS Infrared GmbH