Whitepaper Temperaturmessung Metall

InfrarotThermometer in der Praxis: Induktive Härte und AnlassprozesseEin Beispiel zur Messung von Metalloberflächen ist die Wärmebehandlung über das Induktionshärten. Hierbei wird ein Bauteil in ein starkes Wechselfeld gebracht, dadurch erwärmt und im gewünschten Gefüge eingefroren. Durch Steuerung der Frequenz ist es möglich, die Eindringtiefe der Wärme in das Material lokal einzustellen und so bestimmte Bereiche des Bauteils zu behandeln. Die angestrebte Gefügestruktur des Metalls ist abhängig von einem optimalen ZeitTemperaturVerlauf. Daher ist es notwendig, die Temperatur permanent zu überwachen. Abbildung 5: Das Diagramm zeigt, wie hoch der Messfehler über die unterschiedlichen Wellenlängen ist, wenn der Emissionsgrad bei MeWichtige Parameter eines InfrarotThermometers zur kortallen um 10 falsch eingestellt ist Legende: LT = 814 µm; G5 = 5 µm; MT = 3,9 µm; 3M = 2,3 µm; 2M = 1,6 µm; 1M = 1,0 µmrekten Temperaturmessung sind:Von Elektronik abgesetzter Optikkopf, dadurch kein intensität, sondern auch den höchsten Emissionsgrad. Einfluss der elektromagnetischen Belastung auf das Zum Zweiten gleichen sie sich hier dem Emissionsgrad Messergebnisvon Metalloxiden an, so dass Temperaturabweichungen, hervorgerufen durch sich ändernde Emissionsgrade AnSpeziell für Metalloberflächen geeignete Wellenlänge lauffarben, minimiert werden Abb. 4.1,0 μm / 1,6 μm / 2,3 μmEinen weiteren wichtigen Einfluss auf die Wahl eines UmgebungstemperaturKompensation T, z.B. Ambientkurzwellig messenden InfrarotThermometers hat die Tatdurch Referenztemperatur sache, dass Metalle im Vergleich zu anderen Materialien auch unbekannte Emissionsgrade aufweisen können. Zuverlässige Temperaturmessung von Metallen von Kurzwellig messende Geräte reduzieren bei einem falsch 50C bis 1800Ceingestellten Emissionsgrad erheblich den Messfehler Abb. 5. Schnelle Temperatursteuerung durch Messung innerhalb 1 msReproduzierbare Messungen trotz ReflexionMessung kleiner Bauteile durch hohe optische Je niedriger der Emissionsgrad einer Oberfläche ist, Auflösung Messfleckgröße ab 0,7 mm und desto mehr reflektierte Strahlung empfängt ein InfrarotMessfleckmarkierung durch DoppelLaserThermometer aus der Umgebung. Da die meisten Körper, wie auch Metalle, keine Transmission im Infrarotbereich haben, gilt:ε ρ = 1Dabei ist ε der Emissionsgrad und ρ der Reflexionsgrad. Die infrarote Strahlung, welche das Messgerät auswertet und in Temperaturen umrechnet, wird also nicht nur durch den Emissionsgrad der Metalloberfläche beeinflusst und den kompensierten Strahlungsanteil, sondern auch entscheidend durch heiße Objekte in der Umgebung T, z.B. durch Anlagenteile und Öfen. AmbientJe niedriger die Temperatur der zu messenden Metalloberfläche und je höher die reflektierte Temperatur aus der Umgebung ist, desto mehr muss der Parameter T berücksichtigt werden. Der Reflexionsanteil ist in Ambientder Praxis jedoch meist gerichtet und daher einfach zu Abbildung 6: InfrarotThermometer zur zuverlässigen Messung von bestimmen. Er ist zur Temperaturberechnung als Größe Metalloberflächen mit DoppelLaser zur exakten Markierung der Messvorgebbar und sichert reproduzierbare Messergebnisse.fleckgröße in jeder EntfernungOptris GmbH FerdinandBuissonStr. 14 13127 Berlin Germany2Tel.: 49 30 500 1970 Fax: 49 30 500 19710Email: [EMail Adresse entfernt] Internet: www.optris.deÄnderungen vorbehaltenASMetalD201109A
APPLIKATIONSARTIKELgentemperatur proportionale, elektromagnetische StrahBerührungslose Temperaturmessung lung aus. von Metalloberflächen mittels InfrarotDer infrarote Spektralbereich nimmt dabei im gesamten Bei fast allen industriellen Herstellungsschritten ist elektromagnetischen Strahlungsspektrum nur einen sehr das Einhalten vorgegebener Temperaturen ein probegrenzten Abschnitt ein. Er reicht vom Ende des sichtzess und qualitätsbestimmender Faktor. Berühbaren Spektralbereichs von etwa 0,78 µm bis zu Wellenrungslos messende InfrarotThermometer haben sich längen von 1000 µm. Das Spektrum der für Temperaturdabei als Messtechnik etabliert, so auch bei der Mesmessungen interessanten infraroten Strahlung reicht von sung von Metallen. Eine korrekte Überwachung und 0,8 µm bis 14 µm. Oberhalb dieser Wellenlänge sind die Steuerung der Prozesstemperaturen erfordert jedoch Energiemengen so gering, dass Detektoren nicht empeine gute Beratung seitens der Hersteller bzw. Grundfindlich genug sind, diese zu messen Abb. 1. kenntnisse zur Messtechnik beim Kunden. Wichtige Parameter wie Emissions und Reflexionsgrad sowie Die vom Objekt abgegebene Infrarotstrahlung durchdie daraus resultierenden Ursachen für Messfehler dringt die Atmosphäre und kann mittels einer Linse auf werden im folgenden Artikel in Grundzügen erklärt. ein Detektorelement fokussiert werden
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