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Infrarot-Thermometer / Pyrometer

Einführung zum Thema kontaktlose Infrarot-Thermometer

In seiner einfachsten Konstruktion besteht ein Infrarot-Thermometer aus einem Objektiv, dass die Infrarot-Energie auf einen Detektor fokussiert. Diese Energie wird dann in ein elektrisches Signal umwandelt.

Einsatzbereiche

  • Das zu messende Objekt bewegt sich.
  • Das Objekt ist von einem elektromagnetischen Feld wie z.B. bei Induktionsheizungen umgeben.
  • Das Objekt befindet sich in einem Vakuum oder in einer anderen kontrollierten Atmosph?re.
  • Anwendungsbereiche in denen ein schnelles Ansprechen erforderlich ist.
Infrarot-Thermometer
Kontaktlose Temperaturmessung

Weitere Informationen über Infrarot-Thermometer

So w?hlen Sie das richtige Infrarot-Thermometer aus

  1. Optik
    Durch die Optik wird festgelegt welcher Messfleck bei einer bestimmten Entfernung vom Sensor erfasst wird. Die Optik wird als Verh?ltnis zwischen Entfernung und Messfleck angeben. Zum Beispiel eine Optik 10:1 entspricht bei 10 cm Entfernung zwischen Sensor und Messobjekt einen Messfleck von ? 1 cm.
  2. Emissionsfaktor
    Bestimmen Sie die Art der zu messenden Oberfl?che sowie deren Emissionsfaktor. Dieser Faktor korrigiert den Messwert und passt diesen an das zu messende Material an. Der Faktor l?sst sich entweder durch das Material ermitteln oder Messtechnisch. Hierbei wird eine Vergleichsmessung gemacht und der E-Faktor wird so lange angepasst bis er sich mit der Referenz deckt. Viele Handmessger?te haben hierfür einen extra Thermoelement-Eingang.
  3. Temperaturbereich
  4. Montageart Station?r oder Handmessger?t
  5. Bei speziellen Anwendungen spielen Reaktionszeit, Einsatzumgebung, Einschr?nkungen bei der Montage, Anwendungen mit Sichtfenster sowie ben?tigte Signalverarbeitungsoptionen eine Rolle.

Was bedeutet Emissionsfaktor und welche Rolle spielt er bei Infrarottemperaturmessungen?

Der Emissionsfaktor ist definiert als das Verh?ltnis aus der vom Objekt bei einer bestimmten Temperatur abgegebenen Energie zu der von einem idealen W?rmestrahler – einem schwarzen K?rper – bei gleicher Temperatur abgegebenen Energie. Der Emissionsfaktor eines Schwarzk?rpers betr?gt 1,0. S?mtliche Emissionsfaktoren liegen im Bereich zwischen 0,0 und 1,0. Die meisten Infrarotthermometer verfügen über die M?glichkeit zur Kompensation der jeweiligen Emissionsfaktoren verschiedener Materialien. I. d. R. gestaltet sich die Erfassung korrekter Temperaturwerte mit Infrarotmessger?ten umso einfacher, je h?her der Emissionsfaktor des untersuchten Objekts ist. Objekte mit sehr niedrigem Emissionsfaktor (unter 0,2) k?nnen eine gro?e Herausforderung darstellen. Einige polierte, gl?nzende Metalloberfl?chen beispielsweise aus Aluminium reflektieren im IR-Bereich derart, dass pr?zise Temperaturmessungen nicht selten unm?glich sind.



W?hlen Sie das ideale Infrarot-Temperaturmessger?t für Ihre Anwendung

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Tragbares Infrarot-Thermometer Tragbare Infrarot-Thermometer
Das tragbare Infrarot-Thermometer ist eine der h?ufigsten Ausführungen. Auch wenn einige Modelle über einen integrierten Stativanschluss verfügen, werden sie in erste Linie für mobile Anwendungen eingesetzt. OMEGA bietet eine gro?e Auswahl an Infrarot-Thermometern in verschiedenen Formen und Baugr??en an. Zu einem gro?en Teil verfügen die tragbaren Infrarot-Thermometer von OMEGA über das patentierte Laserkreis-/Laserpunktvisier, mit dem das Sichtfeld des IR-Thermometers auf dem Messobjekt angezeichnet wird. Die meisten Handmessger?te verfügen über einen zus?tzlichen Thermoelement-Eingang.
Infrarot-Thermometer in Taschen- oder Stabausführung Infrarot-Thermometer in Taschen- oder Stabausführung
Taschen-Infrarotthermometer sind extrem kompakt. Die meisten sind so klein, dass sie bequem in eine Hemdentasche passen.
Infrarot-Thermoelement Infrarot-Thermoelemente
Ein Infrarot-Thermoelement ist ein kleiner, kostengünstiger Infrarotsensor. Das besondere an diesen Sensoren ist, dass sie keine externe Spannungsversorgung ben?tigen und das Ausgangssignal eines Thermoelements nachbilden.
Fest installierte Infrarot-Thermometer/Messumformer Fest installierte Infrarot-Thermometer
Fest installierte Infrarot-Thermometer finden h?ufig bei industriellen Prozessen Verwendung, bei denen die IR-Thermometer ihren Dienst permanent an derselben Position verrichten sollen. Weitere Informationen zur OS4000-Serie finden Sie in unserem Artikel Schnelles Glasfaser-Pyrometer für industrielle Anwendungen.
IR-Quotientenpyrometer IR-Quotientenpyrometer
Der Emissionsfaktor hat einen gro?en Einfluss auf die Genauigkeit der Temperaturmessung mit Infrarot-Thermometern. Daher überrascht es nicht, dass Messverfahren entwickelt wurden, die keine derartige Abh?ngigkeit aufweisen. Der bekannteste und in der Praxis am h?ufigsten eingesetzte Ansatz ist die Zweifarb-Verh?ltnismessung, die dem IR-Quotientenpyrometer zugrunde liegt. Das Verfahren ?hnelt den bisher beschriebenen Messverfahren von IR-Thermometern, jedoch wird anstelle eines absoluten Energiebetrags das Verh?ltnis der von einem Messobjekt auf zwei Wellenl?ngen abgestrahlten Energie gemessen. Das Wort "Farbe" ist in diesen Zusammenhang etwas irreführend, jedoch nach wie vor in Gebrauch. Es stammt von der alten Vorstellung eines Zusammenhangs zwischen sichtbarer Farbe und der Temperatur, die sich auch im Wort "Farbtemperatur" wiederfindet."

H?ufig gestellte Fragen

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Fünf Verfahren zur Bestimmung des Emissionsfaktors

Es gibt fünf Verfahren zur Bestimmung des Emissionsfaktors eines Materials, der für eine pr?zise Temperaturmessung unerl?sslich ist:
  1. Heizen Sie eine Probe des betreffenden Materials auf eine bestimmte Temperatur auf, die Sie mit einem Pr?zisionsfühler ermitteln. Messen Sie die Temperatur auch mit einem IR-Messger?t. Stellen Sie nun den Wert des Emissionsfaktors so ein, dass die Anzeige des IR-Messger?ts die korrekte Temperatur ausgibt.
  2. Bei relativ niedrigen Temperaturen (bis 260 °C) kann die Temperatur unter Verwendung eines Abdeckbands mit einem Emissionsfaktor von 0,95 gemessen werden. Stellen Sie nun den Wert des Emissionsfaktors so ein, dass die Anzeige des IR-Messger?ts die korrekte Temperatur des Materials ausgibt.
  3. Bei der Messung hoher Temperaturen kann in das Objekt ein Loch gebohrt werden, dessen Tiefe mindestens den sechsfachen Wert des Durchmessers betragen sollte.
  4. Das Loch fungiert als schwarzer K?rper mit einem Emissionsfaktor von 1,0. Messen Sie die Temperatur im Loch und stellen Sie dann den Wert des Emissionsfaktors so ein, dass die Anzeige des IR-Messger?ts die korrekte Temperatur des Materials ausgibt.
  5. Falls das Material ganz oder teilweise lackiert werden kann, liefert eine matte schwarze Farbe einen Emissionsfaktor von ca. 1,0. Messen Sie die Temperatur der Farbe und stellen Sie dann den Wert des Emissionsfaktors so ein, dass die Anzeige des IR-Messger?ts die korrekte Temperatur des Materials ausgibt.
  6. Standardisierte Emissionsfaktorwerte sind für die meisten Materialien verfügbar (siehe Seiten 114-115). Sie k?nnen diese Werte in das Messinstrument eingeben, um für Ihre jeweiligen Materialien realistische Emissionsfaktoren festzulegen.


Wie werden Infrarot-Thermometer montiert?

Infrarot-Thermometer werden als tragbare oder station?re Ausführungen angeboten. Fest installierte Ger?te werden im Allgemeinen an einem Ort aufgestellt, um einen bestimmten Prozess fortlaufend zu überwachen. Sie werden in der Regel über eine Stromleitung versorgt und zielen auf einen einzigen Punkt. Der Ausgang bei dieser Art von Ger?t kann eine lokale Anzeige oder eine Fernanzeige sein; der Analogausgang kann dabei für ein anderes Display oder einen Regelkreis verwendet werden. Batteriebetriebene, tragbare Infrarot-"Pistolen" sind ebenfalls erh?ltlich, die über dieselben Funktionen und Merkmale wie fest installierte Ger?te verfügen. Im Normalfall fehlt allerdings der zur Regelung vorgesehene Analogausgang. Allgemein werden diese Ger?te zur Wartung, Diagnose, Qualit?tskontrolle und Punktmessung kritischer Prozesse eingesetzt.
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