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Micro-Epsilon und TU München

Temperaturmessung im Hyperloop – bei 100 m/s

06. September 2017, 13:00 Uhr   |  Dipl.-Ing. Manfred Pfadt (Micro-Epsilon)


Fortsetzung des Artikels von Teil 2 .

Das Messprinzip

Hyperloop-6
© Micro-Epsilon

Die berührungslose Temperaturmessung bietet zahlreiche Vorteile, wie die Messung an bewegten, schwer zugänglichen oder sehr heißen Objekten, sehr kurze Mess- und Ansprechzeiten, rückwirkungsfreie Messungen, keine Beeinflussung des Messobjektes und verschleißfreie Messungen.

Jeder Körper mit einer Temperatur über dem absoluten Nullpunkt von -273,15°C (= 0 Kelvin) sendet an der Oberfläche eine seiner Eigentemperatur proportionale elektromagnetische Strahlung, die sogenannte Eigenstrahlung aus, ganz gleich ob es sich um Eis oder heißen Stahl handelt. Ein Teil dieser Strahlung ist Infrarotstrahlung, die zur Temperaturmessung verwendet werden kann.

Diese Strahlung wird im Infrarot-Messsystem mittels einer Linse (Eingangsoptik) auf ein Detektorelement fokussiert, das ein der Strahlung proportionales elektrisches Signal erzeugt. Das Signal wird verstärkt und mittels nachfolgender digitaler Signalverarbeitung in eine der Objekttemperatur proportionale Ausgabegröße umgesetzt. Der Messwert kann auf einem Display angezeigt oder als analoges Signal ausgegeben werden, das einen einfachen Anschluss an Regelsysteme der Prozesssteuerung ermöglicht.

Bei der Infrarot-Temperaturmessung kommt es vor allem auf die drei Faktoren Emission, Transmission und Reflexion an. Der Emissionsgrad eines Körpers gibt beispielsweise an, wie viel Strahlung er im Vergleich zu einem idealen Wärmestrahler, einem schwarzen Körper, abgibt. Optimale Temperaturmessungen können bei Wellenlängen durchgeführt werden, bei denen der Transmissionsgrad unabhängig von der Dicke annähernd Null ist. Polyurethan, Polyester Teflon, FEP und Polyamid beispielsweise sind bei 7,9 µm undurchlässig.

Modular und kompakt

Infrarot-Temperatur-Sensoren der Baureihe thermoMETER sind modular aufgebaut und für ein breites Anwendungsspektrum in der berührungslosen Temperaturmessung ausgelegt. Von niedrigen Temperaturen, die in Kühlketten oder Laboren vorherrschen, bis zu höchsten Temperaturen in Schmelzen und Hochöfen messen Infrarotsensoren präzise und zuverlässig. Dank der kompakten Bauweise der Temperatursensoren werden sie in Anwendungen mit beschränktem Bauraum integriert, z.B. im Maschinenbau, im Kleinstapparatebau oder in OEM Anwendungen mit Mehrfach-Infrarot-Messstellen.

Kurze Ansprechzeiten, hohe Genauigkeit und Auflösung zeichnen alle Modelle der thermoMETER Produktgruppe aus. Besonders bei temperaturkritischen Anwendungen werden Infrarotsensoren von Micro-Epsilon eingesetzt. Sie spielen ihre Stärken besonders bei bewegten, stromführenden oder auch kleinen Objekten aus. Des Weiteren liefern sie auch bei Chemikalien, im Vakuum oder anderen abgeschlossenen Umgebungen präzise Ergebnisse. Vermessen werden beispielsweise Dichtungen in einer Vakuum Pumpe, Silikonwafer in der Verarbeitung unter Vakuum, Plasmabeschichtungen in einem Vakuum oder Niederdruckplasmen, die zur Herstellung von Brillen oder Objektiven, in der Automobiltechnik zur Herstellung von Scheinwerfern oder Spiegeln oder in der Werkzeugherstellung bei gehärteten Oberflächen zum Einsatz kommen.

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1. Temperaturmessung im Hyperloop – bei 100 m/s
2. Zuverlässig trotz Vakuum und hohen Drehzahlen
3. Das Messprinzip

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