Die gemessenen Temperaturwerte oder -differenzen dienen in der Glasindustrie unter anderem zur Regelung des Prozesses und des Energieeintrages oder zur Sicherstellung der Verarbeitbarkeit und Formgebung. Außerdem können Materialgrenzen und Alarmwerte überwacht werden.
Oftmals müssen die Geräte zur berührungslosen Temperaturmessung speziell an die jeweilige Anwendung und die Einsatzbedingungen angepasst werden, um physikalisch sinnvolle und optimale Messergebnisse zu erreichen. Wichtig hierbei ist die Abstimmung zwischen benötigtem Temperaturmessbereich und dem bestmöglichen Spektralbereich des Pyrometers oder der Wärmebildkamera im Hinblick auf die zu messende Oberfläche und deren Emissionsgrad. Die Tabelle rechts gibt einen Überblick über die Zusammenhänge und Anwendungsbeispiele aus der Glasindustrie.
Dias Infrared bietet für alle in der Tabelle aufgeführten Spektral- und Temperaturmessbereiche zahlreiche Typen von Pyrometern und Wärmebildkameras an, die je nach Kundenanforderung individuell als Systemlösung an die spezielle Messaufgabe angepasst werden können. Beispielsweise werden zur Überwachung der Schmelze in der Glaswanne Pyroinc-Feuerraumkameras eingesetzt. Sie besitzen eine Boreskop-Optik mit Motorfokus und Schutzfenster. Kamera und Boreskop-Optik befinden sich in einem wassergekühlten Edelstahl-Sondenkühlmantel. Die Infrarot-Strahlungseintrittsöffnung hat eine patentierte Luftspülung. Sie besitzt einen sehr kleinen Durchmesser. Der Sondenkühlmantel kann direkt durch eine Öffnung in der Brennraumwandung eingefahren werden. Eine automatisierte Rückzugsvorrichtung gewährleistet maximale Sicherheit auch bei kritischen Einsatzbedingungen.
Der vordere Teil des Sondenkühlmantels widersteht Temperaturen um 1800 °C. Die Pyroinc-Systeme liefern ein nahezu komplettes Temperaturprofil des Schmelzofens und können auch zur Überwachung der Gasbrenner dienen. Die Kameras messen im Spektralbereich von 0,8 μm bis 1,1 μm oder in einer speziellen Version um 3,9 µm. Die verwendeten Sensoren ermöglichen große, durchgängige Temperaturmessbereiche zwischen 600 und 1800 °C. Zur Visualisierung und Weiterverarbeitung der Messwerte werden die Thermobilder via Ethernet in Echtzeit übertragen und mit der leistungsfähigen Software Pyrosoft dargestellt.
Bei der Herstellung von Flaschen- und Behälterglas übernehmen vorwiegend Pyrometer die Temperaturüberwachung der Glasschmelze im Gewölbe und in der Glaswanne. Für diese Anwendung sowie für die Messung in mehreren Zonen über den Vorherd verteilt bis zum Speiser können die speziellen Pyrometer Pyrospot DSF 30NG mit Lichtwellenleiter im Messbereich von 600 bis 1800 °C eingesetzt werden. Deren solider Aufbau im robusten Alugehäuse mit Monofaser-Lichtwellenleiter (bis zu 30 m) gewährleistet einen Einsatz selbst unter rauen Bedingungen und Umgebungstemperaturen bis 250 °C.
An die spezielle Optik für den Lichtwellenleiter können Luftblasvorsätze mit verschiedenen Inconel-Rohren oder Keramikrohren montiert werden. Die Linse ist leicht zu reinigen und austauschbar. Durch das temperaturlineare Standardausgangssignal von 4 bis 20 mA oder über eine busfähige RS-485-Schnittstelle, ist die problemlose Implementierung in bestehende Mess- und Regelsysteme möglich.
Die Temperatur beziehungsweise die Temperaturverteilung im Glastropfen lassen sich mit der besonders schnellen Infrarot-Linienkamera Pyroline HS 512N oder Quotienten-Pyrometer Pyrospot DSR 54NCV im Wellenlängenbereich von 0,8 µm bis 1,1 µm messen. Dafür ist eine sehr hohe Messgeschwindigkeit notwendig. So arbeiten die Pyroline-Zeilenkameras mit Messfrequenzen bis 2000 Hz. Die Pyrometer DSR 54NCV besitzen eine spezielle Optik, welche ein rechteckiges Messfeld abbildet und damit sicherstellt, dass der Glastropfen zuverlässig erfasst wird.
Für die Temperaturmessung in den Kühlzonen und den Behälterformen stehen verschiedene Infrarotkameras und Pyrometer zur Verfügung. Hier ist die Auswahl und Einhaltung des richtigen Spektralbereiches für die Messgenauigkeit und Qualitätssicherung entscheidend. Die am häufigsten eingesetzten Geräte arbeiten im Spektralbereich um 5 µm, da in diesem Spektralbereich eine besonders gute Absorption erreicht wird. Ein Beispiel ist das Zweileiterpyrometer Pyrospot DT 40G (100…2500 °C). Aber auch im kurzwelligeren Spektralbereich, besonders zur Temperaturmessung an Behälterformen, kommen Infrarotkameras wie Pyroview 320N (1,4 µm bis 1,6 µm, 250 °C bis 1200 °C) zum Einsatz. Zur schnellen Inspektion und Überprüfung können die neuen tragbaren Pyrometer Pyrospot DG 80NV verwendet werden. ■
Der Autor
Daniel Wagner
Vertriebsingenieur und Produktmanager
Pyrometer
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