Infrarotmesstechnik

Lösungen aus eigener Fertigung

Pyrometer zur berührungslosen Temperatur Erfassung

Unser Portfolio umfasst digitale Pyrometer und Wärmebildkameras, die speziell für anspruchsvolle Branchen entwickelt wurden. Ob glühendes Metall bei 3000 °C, empfindliche Glasoberflächen oder die Brandfrüherkennung in Lagersystemen: Wir liefern die passende Lösung. Wir können für viele Anwednugnen die passende Lösung finden.

Verschleißfreie Messung: Berührungslos, schnell und sicher.
Höchste Qualität: Robuste Systeme für extreme Bedingungen.
Messung an schwer zugänglichen Stellen

Unsere Temperatur-Technologien im Überblick

PMR bietet ein spezialisiertes Portfolio an berührungslosen Temperatur-Technologien, das von klassischen Infrarot-Thermometern bis hin zu modernen, hochpräzisen Pyrometern reicht. Unsere Systeme ermöglichen die Messung an Objekten, die aufgrund extremer Temperaturen, schneller Bewegungen oder schwieriger Oberflächenbeschaffenheit mit herkömmlichen Berührungsthermometern nicht erfassbar sind.

Ob Glühtemperaturen in industriellen Öfen oder die Überwachung thermischer Prozesse in der Fertigung – unsere Pyrometer liefern zuverlässige Ergebnisse dort, wo physikalische Sensoren an ihre Grenzen stoßen. Die Lösungen von PMR sind präzise, wartungsarm und individuell an die Prozessanforderungen anpassbar.

Kompakt, robust und hitzebeständig

Der ultrakompakte Messkopf meistert engste Platzverhältnisse und höchste Umgebungstemperaturen in Ihrer Anlage mühelos, während die empfindliche Auswerteelektronik gut geschützt in einer separaten Box verbleibt. Diese intelligente Trennung garantiert Ihnen maximale Flexibilität, höchste Prozesssicherheit und eine lange Lebensdauer.

Thermischer Schutz der Komponenten: Der Messkopf und die Auswerteelektronik haben unterschiedliche zulässige Betriebstemperaturen. Während der Messkopf für deutlich höhere Umgebungstemperaturen ausgelegt ist (z. B. bis zu 180°C). Die Trennung schützt die Auswerteelektronik vor Überhitzung.
Kompakte Bauform für schwer zugängliche Stellen: Der kleine Messkopf ermöglicht die Temperaturerfassung an engen oder schwer zugänglichen Messobjekten in industriellen Anlagen.
Einsatz unter rauen Bedingungen: Unser extrem robuster Edelstahl-Messkopf wurde speziell für den Einsatz in rauen Industrieumgebungen entwickelt

Präzision auf den Punkt gebracht!

Die Infrarot-Thermometer bieten berührungslose Temperaturmessungen in Perfektion. Konzipiert für den rauen Industrieeinsatz, überzeugen sie durch robuste Edelstahlgehäuse mit Schutzart IP65 und extreme Schnelligkeit ab 5 ms. Dank integrierter Doppel-Laser- oder LED-Visierhilfen richten Sie das Messfeld stets exakt aus. Zuverlässig und hochpräzise im Bereich von -30 °C bis zu 2500 °C!

Robustheit: Sie besitzen ein langlebiges Edelstahlgehäuse mit Schutzart IP65.
Visierhilfe: Beide nutzen ein integriertes optisches Visier (Doppel-Laser oder LED) zur exakten Ausrichtung auf das Messobjekt.
Performance: Sie zeichnen sich durch Zuverlässigkeit und präzise Messergebnisse im industriellen Einsatz aus.

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

Kyrogene Temperaturmessung

Infrarotkameras bieten eine präzise, berührungslose Temperaturmessung für automatisierte Prozesse in rauen Industrieumgebungen. Die stationären Systeme arbeiten dank ungekühlter 2D-Arrays (z. B. Mikrobolometer) langzeitstabil. Für Echtzeit-Datenübertragung sorgen Ethernet/USB. Integrierte Optionen für Wasserkühlung und Luftspülung erweitern den Einsatzbereich erheblich.

Auswerte Software zur Steuerung, Online-Datenerfassung und Visualisierung. Sie ermöglicht Zonenberechnungen, Alarmierung und die Erstellung von Berichten.

Robuste Bauweise: Speziell für den zuverlässigen Einsatz in rauen Industrieumgebungen entwickelt.
Erweiterter Schutz: Bietet integrierte Optionen für Wasserkühlung und Luftspülung für extreme Bedingungen.
Maßgeschneiderte Software: ist perfekt auf die Steuerung und Online-Datenerfassung der Kameras abgestimmt.
Digialte Schnittstellen: Erlaubt eine einfache Einbignung in Ihre Steuerung

Präzise Kalibrierung

Für die zuverlässige Überprüfung und exakte Kalibrierung von Strahlungsthermometern und Wärmebildkameras bieten wir eine eigene Reihe hochpräziser Schwarzer Strahler an. Die Kalibrierstrahler umfasst eine Vielzahl an unterschiedlichen Modellen, die einen extrem breiten Temperaturbereich von -15 °C bis 3000 °C abdecken.

Technologische Highlights für verlässliche Messergebnisse:

Perfekter Emissionsgrad: Um eine ideale Strahlungsquelle mit einem Emissionsgrad nahe 1 zu garantieren, setzen wir je nach Modell auf Flächenstrahler mit spezialbeschichteten Oberflächenstrukturen oder auf Hohlraumstrahler mit einer robusten Keramik-Cavity.
Maximale Stabilität und Präzision: Das Zusammenspiel aus hochgenauen Präzisions-Temperaturfühlern und intelligenten PID-Reglern sorgt für eine herausragende Temperaturgenauigkeit und eine absolut konstante Stabilität während des gesamten Kalibriervorgangs.

Sichern Sie die Qualität und Präzision Ihrer berührungslosen Temperaturmesstechnik – mit den flexiblen und langlebigen Kalibrierstrahler von PMR

Emissionsgrad

Der Emissionsgrad ( $\epsilon$ ) ist ein entscheidender Faktor in der berührungslosen Infrarot-Temperaturmesstechnik. Er beschreibt die Fähigkeit eines Körpers, Wärmestrahlung abzugeben, und hängt maßgeblich von der chemisch-physikalischen Beschaffenheit der Oberfläche ab.

Physikalische Definition und Bedeutung

Grundlage: Jeder Körper mit einer Temperatur über dem absoluten Nullpunkt ( $-273,15\text{ °C}$ ) sendet eine seiner Eigentemperatur proportionale elektromagnetische Strahlung aus.
Der „Schwarze Strahler“: In der Theorie dient der ideale „Schwarze Körper“ als Referenz. Er absorbiert 100 % der einfallenden Strahlung und strahlt bei jeder Wellenlänge die maximal mögliche Energie ab. Sein Emissionsgrad ist definiert als $\epsilon = 1$ .
Reale Körper: In der Praxis haben reale Objekte meist einen Emissionsgrad von kleiner als 1 ( $\epsilon = 1$ $< 1$ ). Er gibt an, wie viel Strahlung ein Objekt im Vergleich zu einem schwarzen Strahler bei gleicher Temperatur abgibt.

Einflussfaktoren und Korrektur

Der Emissionsgrad ist kein fester Wert, sondern kann variieren durch:

Materialbeschaffenheit: Die Oberfläche (z. B. glatt, oxidiert, beschichtet) beeinflusst den Wert stark.
Wellenlänge: Für präzise Messungen muss die Wellenlänge des Messgeräts auf das Material abgestimmt sein (z. B. $5\text{ µm}$ für Glasoberflächen).
Temperaturbestimmung: Um die wahre Temperatur eines Objekts zu ermitteln, muss der Emissionsgrad am Messgerät korrekt eingestellt werden.

Besonderheiten bei Metallen

Starke Varianz: Saubere, glänzende oder polierte Metalloberflächen können einen sehr niedrigen Emissionsgrad (oft < 0,1), während oxidierte oder beschichtete Metalle deutlich höhere Werte erreichen können.
Wellenlängenabhängigkeit: Metalle sollten idealerweise bei möglichst kurzen Wellenlängen gemessen werden, da hier der Einfluss von Emissionsgradfehlern geringer ist.
Reflexion: Aufgrund des niedrigen Emissionsgrades reflektieren blanke Metalle stark die Infrarotstrahlung aus der Umgebung, was Messfehler verursachen kann.

Reflexion

In der Infrarot-Messtechnik ist die Reflexion ( $\rho$ ) neben der Emission ( $\epsilon$ ) und der Transmission ( $\tau$ ) eine der drei Komponenten, die bestimmen, wie Strahlung mit einem Objekt interagiert. Es gilt das physikalische Gesetz: $\epsilon + \rho + \tau = 1$ . Da die meisten Messobjekte im industriellen Umfeld (außer z. B. dünne Folien oder Glas) für Infrarotstrahlung undurchlässig sind ( $\tau = 0$ ), vereinfacht sich die Formel zu: $\epsilon + \rho = 1$ .

Das bedeutet: Je geringer der Emissionsgrad eines Körpers ist, desto stärker reflektiert er die Strahlung aus seiner Umgebung. Besonders bei blanken Metalloberflächen ist die Reflexion extrem hoch. Ein Infrarot-Sensor misst in diesem Fall nicht nur die Eigenstrahlung des Objekts, sondern auch die reflektierte Wärmestrahlung von heißen Maschinen, Lampen oder Personen in der Nähe. Dies führt ohne Korrektur zu erheblichen Fehlmessungen, da das Pyrometer eine viel zu hohe oder schwankende Temperatur anzeigt.

Um diesen Effekt zu minimieren, muss am Messgerät die reflektierte Umgebungstemperatur (Hintergrundstrahlung) kompensiert werden. In der Praxis versucht man zudem, durch die Wahl einer kurzen Messwellenlänge den Einfluss der Reflexion zu verringern oder die Oberfläche durch matte Beschichtungen (Lacke, Klebeband) künstlich zu „schwärzen“, um den Emissionsgrad zu erhöhen und die Reflexion fast vollständig zu eliminieren. Nur so ist eine präzise berührungslose Temperaturmessung möglich.

Transimssion

In der Infrarot-Messtechnik beschreibt die Transmission ( $\tau$ ), welcher Anteil der Wärmestrahlung ein Objekt ungehindert durchdringt.

Die meisten festen Körper sind für Infrarotstrahlung undurchlässig ( $\tau = 0$ ). Eine Ausnahme bilden Materialien wie Glas, Kunststofffolien oder spezielle Kristalle (z. B. Germanium). Bei diesen Stoffen misst ein Sensor nicht nur die Oberflächentemperatur, sondern auch die Strahlung von Objekten, die hinter dem Material liegen. Für präzise Messungen müssen daher Sensoren mit speziellen Wellenlängen gewählt werden, bei denen das Material eine geringe Transmission aufweist.

Spektralbereich

In der Infrarot-Messtechnik ist der Spektralbereich der Teil des elektromagnetischen Spektrums, der für die Temperaturmessung genutzt wird. Er schließt an das sichtbare Licht an und reicht von etwa 0,7 µm bis 14 µm.

Die Wahl des richtigen Bereichs ist entscheidend für die Messgenauigkeit:

Kurze Wellenlängen (0,8–2,3 µm): Ideal für Metalle und hohe Temperaturen, da sie Messfehler durch falsch eingestellte Emissionsgrade minimieren.
Mittlere Wellenlängen (ca. 5 µm): Speziell für Messungen an Glasoberflächen.
Lange Wellenlängen (8–14 µm): Standard für Nichtmetalle und allgemeine Anwendungen bei niedrigen Temperaturen.

Messfeld Messabstand

Das Messfeld (Spot size) ist der Bereich, den ein Infrarot-Thermometer zur Temperaturermittlung erfasst. Seine Größe hängt direkt vom Messabstand und der Optik des Geräts ab.

Die Optik wird oft als Verhältnis (z. B. 15:1) angegeben: Bei 15 cm Abstand beträgt der Messfleck 1 cm Durchmesser. Für präzise Ergebnisse muss das Messobjekt immer größer als dieser Messfleck sein, da sonst die Hintergrundstrahlung das Ergebnis verfälscht. Ein Laserpointer hilft meist beim Visieren, markiert aber oft nur die Mitte oder den Rand des Feldes.

Quotienten-Pyrometer

Ein ratiometrischer Sensor, auch Quotienten-Pyrometer genannt, misst die Temperatur eines Objekts durch die Auswertung der Infrarotstrahlung bei zwei unterschiedlichen, eng beieinander liegenden Wellenlängen. Im Gegensatz zu Standard-Pyrometern, die nur die absolute Intensität der Strahlung messen, berechnet dieser Sensor das Verhältnis (die Ratio) dieser beiden Signale.

Dieser Ansatz bietet enorme Vorteile in schwierigen Industrieumgebungen: Da das Temperaturergebnis aus dem Verhältnis gebildet wird, haben Faktoren, die die Strahlungsintensität insgesamt abschwächen, kaum Einfluss auf die Messgenauigkeit. Dazu gehören beispielsweise Staub, Dampf, Rauch oder verschmutzte Schutzfenster in der Sichtlinie. Auch wenn das Messobjekt kleiner als das Messfeld ist oder sich der Emissionsgrad während des Prozesses ändert (solange er sich bei beiden Wellenlängen proportional gleich verhält), bleibt das Messergebnis stabil.

Diese Sensoren sind daher ideal für Prozesse wie das Gießen von Metallen, Induktionserwärmung oder Messungen in Öfen, bei denen herkömmliche Infrarot-Thermometer durch Sichtbehinderungen versagen würden. Sie sind zwar technisch aufwendiger und teurer, bieten aber die höchste Zuverlässigkeit bei schwankenden Bedingungen.