Temperaturmesstechnik

Lösungen aus eigener Fertigung

Maßgeschneiderte Temperaturmessung für maximale Sicherheit und Effizienz

Präzise Temperaturmessung ist entscheidend für sichere und effiziente Prozesse – ob in der Klimatechnik, im Maschinen- und Anlagenbau, in der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie oder in der Energieerzeugung.

PMR bietet Ihnen ein breites Spektrum an Temperaturfühlern, Temperatursensoren, Thermoelementen, Pyrometern und Infrarotkameras, die exakt auf Ihre Anforderungen zugeschnitten sind. Von kryogenen Bedingungen bis hin zu extremen Hochtemperaturen – unsere Lösungen decken den gesamten Bereich von –253 °C bis +3.000 °C ab.

Unsere Temperatur-Technologien im Überblick

PMR bietet ein breites Portfolio an Temperatur-Technologien, die von klassischen Temperaturfühlern über widerstandsfähige Thermoelemente bis hin zu modernen Messsystemen reichen. Ob extrem niedrige Temperaturen in der Wasserstoffproduktion oder Hochtemperaturen in industriellen Prozessen – unsere Lösungen sind präzise, zuverlässig und individuell an Ihre Anforderungen anpassbar.

Vielfältige Lösungen für Ihre Temperaturmessung.

Temperaturfühler & Sensoren

Unsere Temperaturfühler / Widerstandsthermometer sind für unterschiedlichste Einsatzgebiete erhältlich – von Standardausführungen bis zu individuellen Sonderlösungen.

Widerstandsthermometer (Pt100, Pt1000…): Hohe Messgenauigkeit und langzeitstabil.
Mantel-Temperatursensoren: Flexibel, vibrationsfest, schnelle Ansprechzeiten, Temperaturbereich –253 °C bis 850 °C.
Industrie Temperatursensorn: Einschraub – Temperatursensor, Einschweiss-Temperatursenosren mit optionalen Messumformer (mA, HART, SIL,…)
Labor- und Handfühler: Einstech- und Oberflächenfühler für die Lebensmittelindustrie, Labore und Forschungseinrichtungen – hygienisch, CIP-/SIP-fähig, FDA-konform.
Sensoren für Flüssigkeiten & Gase: Integration in Standardarmaturen oder Sonderausführungen für Behälter, Rohrleitungen und Apparate.

Vorteile: Höchste Präzision, individuelle Abmessungen, hygienische Bauweise, robust und langlebig.

Thermoelemente

Unsere Thermoelemente sind für unterschiedlichste Einsatzgebiete erhältlich – von Standardausführungen bis zu individuellen Sonderlösungen.

Thermoelemente (Typ K, N J, S …): Hohe Messgenauigkeit und langzeitstabil.
Mantel-Thermoelemente: Flexibel, vibrationsfest, schnelle Ansprechzeiten, Temperaturbereich –253 °C bis +1.500 °C.
Schutzrohrwerkstoff: Edelstahl, Keramik oder speziellen Legierungen, je nach Einsatzgebiet (z. B. korrosive Umgebungen, hohe Drücke).

Vielseitig einsetzbar: Für Industrie, Labor, Ofenbau, Lebensmitteltechnik, Automobilbranche etc

Kyrogene Temperaturmessung

Mit speziellen Sensoren messen wir zuverlässig ultra-tiefe Temperaturen bis nahe dem absoluten Nullpunkt. Ideal für Forschung, Medizintechnik und Industrie – robust, schnell und exakt.

Widerstandsthermometer (Pt100): Temperaturmessung bis -253°C möglich
Dioden Temperatursensor: Temperaturmessung bis -270°C möglich

Vorteile: Höchste Präzision, individuelle Abmessungen, hygienische Bauweise, robust und langlebig.

Zubehör Temperaturmessung

In der industriellen Temperatur-Messtechnik umfasst das Zubehör für Sensoren alle Komponenten, die den eigentlichen Messfühler (Sensor) schützen, montieren und dessen Signal verarbeiten.

Schutzrohre: Metallischen; Keramischen; beschichtete Schutzrohren
Einschraubtauchhülsen; Einschweißtauchhülsen
Messumformer
Thermo- und Ausgleichsleitungen
Themroelement Steckverbidungen

Messungen mit Widerstandsthermometern

Der Widerstand eines stromdurchflossenen elektrischen Leiters ist temperaturabhängig. Bei vorhersagbarer stabiler, gleichmäßiger Beziehung lässt sich dieses Phänomen als Basis zur Messung von Temperaturen einsetzen. Es gibt einige Metalle mit dieser Eigenschaft, bei deren Auswahl sich Platin gegenüber Kupfer und Nickeldurchgesetzt hat. Platin hat einen großen Temperatureinsatzbereich und einen spezifischen Widerstand, welchen Kupfer um das 6-fache überschreitet. Der Temperaturbeiwert ist mit einem α von 0,00385 W/K nahezu linear, und der Werkstoff lässt sich in feinste Leiterziehen. Der elektrische Widerstand ändert sich proportional zur Temperatur und dies kann präzise erfasst werden. Um das Ausgangssignal zu erfassen, wird der Widerstand mit einem konstanten Messstrom gespeist und der hervorgerufene Spannungsabfall gemessen.

Für die Industrie sind verschiedenste Bauformen mit verschiedenen Nennwiderständen (100Ω ; 1000 Ω bei 0 °C) und Genauigkeitsklassen verfügbar.

Bauformren von Widerstandsthermometern

In der industriellen Temperaturmesstechnik mit Widerstandssensoren werden vor allem drei Bauformen der Messelemente unterschieden:

Keramik (Draht-Widerstand): Ein Platindraht wird als Wendel in die Bohrungen eines Keramikstabs eingelegt. Dies bietet hohe Präzision und Langzeitstabilität.
Glas: Der Platindraht wird auf einen Glasstab gewickelt und mit Glas verschmolzen. Diese Form ist chemisch sehr resistent
Chip (Dünnschicht-Widerstand): Hierbei wird eine Platinschicht im Vakuum auf ein Keramikplättchen aufgedampft und per Laser abgeglichen. Diese Bauform ist klein, preiswert und sehr vibrationsfest.

Genauigkeitsklassen Widerstandthermometer

Messwiderstände für den industriellen Einsatz sind nach DIN EN 60751 s tandardisiert. Die Fühler in ihren Grenzabweichungen klassifiziert.

Klasse

Grenzabweichung

±0,1 + 0,0017 ΙtΙ

±0,15 + 0,002 ΙtΙ

±0,3 + 0,005 ΙtΙ

±0,6 + 0,01 ΙtΙ

Klassen

Thermoelektrischer Effekt

Der thermoelektrische Effekt (auch Seebeck-Effekt genannt) bildet die physikalische Grundlage für die Temperaturmessung mit Thermoelementen. Er beschreibt die Entstehung einer elektrischen Spannung in einem Stromkreis aus zwei unterschiedlichen metallischen Leitern, wenn zwischen deren Verbindungsstellen eine Temperaturdifferenz besteht.

Kernprinzipien des Effekts

Seebeck-Effekt: An den Kontaktstellen zweier verschiedener Metalle entsteht durch Wärmezufuhr eine Ladungstrennung. Die daraus resultierende Thermospannung ist proportional zur Temperaturdifferenz zwischen der Messstelle (heiß) und der Vergleichsstelle (kalt).
Materialabhängigkeit: Die Höhe der Spannung (EMK – Elektromotorische Kraft) hängt von der spezifischen Materialkombination der Leiter ab. Üblich sind Paarungen wie Platin-Rhodium/Platin (Typ S) oder Nickel-Chrom/Nickel (Typ K).
Linearität: Da der Zusammenhang zwischen Temperatur und Spannung nicht streng linear ist, müssen Messumformer die Werte anhand genormter Grundwertreihen korrigieren.

Technische Bedeutung

In der Industrie wird dieser Effekt genutzt, da Thermoelemente sehr robust sind und extrem weite Temperaturbereiche (bis über 1500 °C) abdecken können. Für eine präzise Messung muss die Temperatur der Vergleichsstelle (meist 0 °C oder elektronisch kompensiert) exakt bekannt sein, da jede Schwankung dort das Messergebnis direkt verfälscht

Thermo- und Ausgleichsleitungen

Ausgleichsleitungen dienen in der Temperaturmesstechnik dazu, die Thermospannung eines Thermoelements verlustfrei bis zur Vergleichsstelle (z. B. im Messumformer) zu übertragen. Sie bestehen aus Werkstoffen, die im begrenzten Temperaturbereich die gleichen thermoelektrischen Eigenschaften wie das Thermoelement selbst besitzen. Im Gegensatz zu teureren Thermoleitungen werden hier oft Ersatzwerkstoffe verwendet. Kurze Entfernungen zwischen Sensor und Messumformer durch Kopfmontage minimieren den Bedarf an diesen Leitungen und reduzieren das Risiko von Störeinstrahlungen

Schutzrohre

In der industriellen Temperaturmesstechnik haben Schutzrohre eine zentrale Bedeutung für die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Messstelle. Ihre Hauptfunktionen lassen sich in folgende Bereiche unterteilen:

Schutz des Sensorelements

Die primäre Aufgabe eines Schutzrohrs besteht darin, den eigentlichen Temperatursensor (z. B. ein Thermoelement oder einen Platin-Messwiderstand) vor schädlichen Einflüssen aus dem Prozessmedium zu bewahren. Dazu gehören:

Chemischer Angriff und Korrosion: Es verhindert den direkten Kontakt des Sensors mit aggressiven Medien, die das Material angreifen oder die elektrischen Eigenschaften (z. B. durch „Vergiftung“ von Platin) verändern könnten.
Mechanische Beanspruchung: Es schützt vor den Kräften strömender Medien, Druckbelastungen sowie vor Abrasion durch im Medium enthaltene Feststoffe.
Verschmutzung: Es verhindert Ablagerungen direkt auf dem Sensor, die das Messergebnis verfälschen könnten.

Ermöglichen des Sensoraustauschs während des Betriebs

Schutzrohre dienen als Barriere zum Prozessraum. Dies ermöglicht es, den eigentlichen Messeinsatz zu Wartungs- oder Kalibrierzwecken auszutauschen, ohne den Prozess stoppen oder den Behälter bzw. die Rohrleitung entleeren zu müssen. Das Schutzrohr verbleibt dabei fest in der Anlage installiert.

Mechanische Stabilität und Prozessanschluss

Das Schutzrohr stellt die mechanische Verbindung zwischen dem Sensor und dem Prozess her. Es ist so konstruiert, dass es den spezifischen Anforderungen am Einsatzort standhält:

Dichtigkeit: Über Prozessanschlüsse wie Gewinde oder Flansche sorgt es für eine dichte Trennung zwischen Prozessmedium und Außenwelt.
Druckfestigkeit: Besonders bei hohen Drücken müssen Schutzrohre (oft aus Vollmaterial gebohrt) die erforderliche Festigkeit aufweisen.

Werkstoffwahl und Auslegung

Die Funktion des Schutzrohrs hängt maßgeblich von der richtigen Materialwahl ab. Es muss sowohl gegen die chemische Aggressivität als auch gegen die vorherrschenden Temperaturen beständig sein.

Metalle: Häufig werden Edelstähle oder Sonderlegierungen verwendet, die je nach Medium (z. B. schwefelhaltige Atmosphäre) ausgewählt werden.
Keramik: Bei extrem hohen Temperaturen (über 1000 °C) kommen keramische Schutzrohre zum Einsatz, da Metalle hier an ihre Belastungsgrenzen stoßen oder das Thermomaterial chemisch beeinflussen könnten.

Hinweis zum dynamischen Verhalten: Während Schutzrohre für die Sicherheit unerlässlich sind, beeinflussen sie das Ansprechverhalten der Messung. Die zusätzliche thermische Masse führt zu einer Verzögerung (höhere Zeitkonstante) bei Temperaturänderungen.

Mantel-Temperatursensor

In der industriellen Temperaturmesstechnik sind Mantel-Temperatursensoren eine spezialisierte Bauform, bei der die Sensorleitungen in einer hochverdichteten Isolationsschicht innerhalb eines metallischen Schutzmantels eingebettet sind. Man unterscheidet dabei hauptsächlich zwischen Mantelthermoelementen und Mantelwiderstandsthermometern.

Hier sind die wichtigsten Eigenschaften und Merkmale dieser Sensoren:

Aufbau und Herstellung

Mineralisolierte Leitung: Der Kern besteht aus den Thermodrähten (bei Thermoelementen) oder Innenleitern (bei Widerstandsthermometern), die in hochreinem, pulverförmigem Magnesiumoxid (MgO) eingebettet sind.
Metallmantel: Diese Isolierschicht wird von einem nahtlosen Metallrohr umschlossen. Durch einen speziellen Herstellungsprozess (Ziehverfahren) wird das gesamte System hochgradig verdichtet, wodurch es biegsam und gleichzeitig mechanisch extrem widerstandsfähig wird.
Durchmesser: Sie können mit sehr kleinen Außendurchmessern gefertigt werden, was Messungen an schwer zugänglichen Stellen ermöglicht.

Wesentliche Eigenschaften

Biegsamkeit: Trotz des Metallmantels lassen sich diese Sensoren mit engen Radien biegen (oft bis zum 3-fachen des Außendurchmessers), was eine flexible Installation ermöglicht.
Schnelle Ansprechzeit: Aufgrund der hohen Packungsdichte der Isolation und der geringen thermischen Masse reagieren Mantelsensoren sehr schnell auf Temperaturänderungen.
Mechanische Robustheit: Der Aufbau schützt die empfindlichen Innenleiter wirksam gegen Erschütterungen, Vibrationen und hohe Drücke.
Schutz vor Kontamination: Die dichte MgO-Füllung verhindert das Eindringen von Gasen oder Flüssigkeiten, was die Drift der Sensoren minimiert und die Lebensdauer erhöht.

Einsatzgebiete

Mantelsensoren werden aufgrund ihrer Flexibilität und Robustheit in vielen anspruchsvollen Bereichen eingesetzt, darunter:

Wärmetauscher: Zur Messung von Rohrwandtemperaturen mit speziellen Anschweißteilen.
Maschinenbau: In Lagerschalen oder Gehäusen, wo oft nur wenig Platz für Bohrungen vorhanden ist.
Forschung und Entwicklung: Überall dort, wo punktförmige Messungen mit minimaler Beeinflussung des Temperaturfeldes erforderlich sind