Bild 01: Temperatursensoren von Micro-Epsilon sorgen für eine hohe Qualität, Effizienz und Nachhaltigkeit in industriellen Prozessen. (Quelle: Micro-Epsilon)
Das Messen von Temperaturen ist – neben der Messung von Zeit – eine der ältesten Messdisziplinen überhaupt. Die Anfänge reichen von der Antike, über das Mittelalter bis hin zu den ersten vorindustriellen Thermometern der Erfinder Fahrenheit, Celsius oder Kelvin. Im 20. Jahrhundert entwickelten sich daraus unterschiedliche Messprinzipien wie Thermoelemente, Widerstandsthermometer oder Infrarotsensoren. Heute misst man Temperaturen berührungslos mit schnellen, hochpräzisen Infrarot-Pyrometern. Diese kommen in nahezu allen Branchen und Lebensbereichen zum Einsatz. Sie messen Temperaturen in industriellen Anwendungen, der Automation, Kunststoff-, Lebensmittel- sowie Pharmaindustrie, in der Halbleiterproduktion und an Prüfständen.
Für industrielle Messaufgaben sind langlebige, robuste und wartungsfreundliche Temperatursensoren gefragt (Bild 1). Auch eine hohe Genauigkeit der Messgeräte ist entscheidend, damit Messfehler nicht zu Anlagenstillständen oder unvorhergesehenen Aktionen führen.
Infrarotstrahlung als Basis
Zur berührungslosen Temperaturmessung zieht Micro-Epsilon [1] bei seinen Sensoren die Infrarotstrahlung eines Körpers heran. Sie setzt sich aus der Emission des Objekts, der Transmission sowie der Reflexion zusammen. Zum Ermitteln der tatsächlichen Objekttemperatur wird lediglich die Emission betrachtet. Durch Eingabe eines Emissionsgrads werden die zuvor beschriebenen Materialeigenschaften abgebildet und hierauf basierend der korrekte Temperaturwert auf Basis der gemessenen Infrarotenergie berührungslos, sehr schnell und ohne Einuss auf das Messobjekt berechnet.
Infrarot-Pyrometer bestehen im Wesentlichen aus einem Sensor und einem Controller für die Signalverarbeitung und Ausgabe. Diese Komponenten können in einem gemeinsamen Gehäuse oder voneinander getrennt als Sensor und Controller aufgebaut sein. Micro-Epsilon bietet sowohl integrierte Systeme als auch Sensoren mit abgesetztem Controller an. So tragen je nach Applikation die verschiedenen Vorteile einer Systemvariante zur optimalen Gesamtlösung bei.
Berührungslose Temperaturmessung bis 1100 °C
Die Serien der Temperatursensoren Thermometer UC, SE und FI erfassen berührungslos und präzise sehr hohe Temperaturen von −50 °C bis 1100 °C. Das Edelstahlgehäuse sorgt dafür, dass die Sensoren auch bei rauen Umgebungsbedingungen stabil und präzise messen, bei gleichzeitig hoher Signalqualität und -stabilität. Ein kompaktes Gehäuse mit hoher Schutzart, Industrieschnittstellen und die einfache Montage mit M12-Standardkabeln prädestinieren die Sensoren für den Einsatz in Automation sowie Prozesstechnik. Alle Modelle sind werkseitig voreingestellt und können schnell und einfach ohne PC in Betrieb genommen werden. Optional lässt sich bei jedem Modell eine Verbindung zur Micro-Epsilon-Software Sensortool herstellen, welche umfangreiche Konfigurationsmöglichkeiten und eine einfache Inbetriebnahme ermöglicht. Das wichtigste Unterscheidungsmerkmal der Serien UC, SE und FI liegt im Aufbau der Sensoren.
Abgesetzter Controller für hohe Umgebungstemperaturen
Die Variante UC (Universal Controller) trennt Sensor und Controller voneinander – verbunden durch ein Kabel von 1 m bis 15 m Länge – ideal für hohe Umgebungstemperaturen, ohne dabei die Controllereinheit zu gefährden (Bild 2). Somit kann der Sensor auch bei höheren Temperaturen bis zu 180 °C eingesetzt werden. Der Temperaturmessbereich umfasst dabei −50 °C bis 1000 °C, mit einer Genauigkeit von ±1 °C und einer Auflösung von 50 mK. Aufgrund der abgesetzten Controllereinheit bietet sich die UC-Variante insbesondere an, wenn ohne Einsatz eines PC der Sensor konfiguriert werden soll. Zusätzlich können die Messwerte digital, beispielsweise über industrielle Schnittstellen wie RS-485, weiterverarbeitet werden.
Mit seinen vier Eingabetasten auf der Frontseite und dem integrierten LCD-Display sowie der RGB-Hintergrundbeleuchtung ist der Sensor schnell und einfach zu bedienen. Optional lässt er sich über ein M12-USB-Kabel an einen PC anschließen und mit der Software Sensortool parametrieren. Aufgrund der Inline- und Prozessfähigkeit eignet sich das Thermometer UC für den OEM- oder Serieneinsatz, zum Beispiel im Bereich der Prozessüberwachung, Automation oder Anlagen- und Maschinenintegration.
Fertig vorkonfektioniert
Die Thermometerserie SE (Separate Electronic) wird als Einheit aus Sensor, Controller und Kabel fertig vorkonfektioniert geliefert (Bild 3). Sie ermöglicht einen einfachen und direkten Anschluss über offene Kabelenden. Die kleinste Sensor- und Controllerbauform im fertigen Messkanal misst berührungslos Temperaturen von −40 °C bis 1100 °C bei einer maximalen Umgebungstemperatur des Sensors von 120 °C. Das inline- und prozessfähige Pyrometer ist auf Strom- oder Spannungsausgang (Plug-and-play) voreingestellt und wird ready-to-use ausgeliefert. Auch bei dieser Baureihe können Anwender über einen optionalen USB-Konverter Voreinstellungen mit der Software Sensortool verändern sowie individuelle Konfigurationen vornehmen, wie z. B. eine Skalierung oder Umschaltung des Analogausgangs von Strom auf Spannung. Die Industrietauglichkeit wird durch die Schutzart IP65 sowie das miniaturisierte Design erreicht. Dadurch sind die Sensoren für den Serieneinsatz in industriellen Umgebungen geeignet.