Berührungslose Temperaturmessung

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

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