Willkommen beim Spezialist für
industrielle berührungslose Temperaturmessung

KELLER MSR - Infrared Thermometer Solutions entwickelt, produziert und vertreibt seit fast 50 Jahren Präzisionsmessgeräte und Systemlösungen zur berührungslosen und verschleißfreien Temperaturmesstechnik für industrielle Anwendungen. Diese kommen in den vielfältigsten Bereichen wie der Stahlindustrie, in Gießereien, in der Glas-, Zement-, keramischen und chemischen Industrie zum Einsatz. Dank der permanenten Weiterentwicklung ist KELLER MSR ITS heute einer der führenden Anbieter von Pyrometern und Infrarot-Thermometern weltweit. Pyrometer von KELLER MSR –ITS decken einen Temperaturintervall von -30 °C bis +3.500 °C ab.

Unser Produktportfolio im Bereich der berührungslosen Temperaturmessung

Dank der langjährigen Erfahrung und des intensiven Kundenaustausches hat KELLER MSR – ITS ein breites Produktportfolio im Bereich der berührungslosen Temperaturmessung geschaffen. Hierzu zählen:
  • Stationäre Pyrometer
    für industrielle und wissenschaftliche Anwendungen im Bereich von -30 bis +3000 °C
  • Tragbare Pyrometer
    für vielfältige Anwendungen im Bereich von -30 bis +3000 °C
  • Infrarot Temperaturschalter
    zur schnellen, berührungslosen und verschleißfreien Erkennung von heißen Objekten
  • Komplettlösungen für kundenspezifische Aufgabenstellungen
  • Applikationen
    Messsysteme und Systemlösungen für die industrielle Infrarot Temperaturmessung
  • Applikationsunterstützende Software und Zubehör

Wo wird die berührungslose Temperaturmessung eingesetzt? Einige typische Anwendungsbereiche

  • Berührungslose Temperaturmessung von Metallschmelzen
  • Präzise und kontinuierliche Temperaturmessung in allen Phasen der Metallherstellung und –verarbeitung:
    • Temperaturmessung am Walzgerüst
    • Temperaturmessung an Bändern und Blechen
    • Temperaturmessung am Coil
  • Temperaturmessung bei induktiven Erwärmungsprozessen (Induktionserwärmung)
  • Berührungslose Temperaturmessung bei der Glasherstellung: Einsatzgebiete für Pyrometer sind Schmelzöfen, Regeneratoren, Läuterbädern, Speisetropfen, Glasformen, Floatglasanlagen, Kühl- und Beschichtungsphasen.
  • Temperaturmessung an Glühwendeln
  • Temperaturmessung in Beton-Mischanlagen und Asphaltmischanlagen
  • Temperaturmessung in Tunnelöfen
  • Temperaturmessung bei der Herstellung von Aluminiumprodukten

Spezielle Anwendungen erfordern hochspezialisierte Messsysteme

Messsystem CellaAsphalt

Sichere und verschleißfreie Temperaturmessung für Asphaltmischanlagen und -fertiger

Was ist bei der präzisen Temperaturmessung bei der Verarbeitung von Asphalt besonders?
Bei der Verarbeitung des Asphalts hat die Temperatur einen entscheidenden Einfluss auf eine gleichbleibend hohe Qualität des Fahrbahnbelages. Um dies zu gewährleisten, ist eine sichere Erfassung der Temperatur schon bei der Produktion und Verladung die Voraussetzung.

Typisch für die Messstellen in Asphaltmischanlagen und -fertigern sind die extremen Umgebungsbedingungen durch heiße, aggressive Dämpfe und starke Stäube.

CellaAsphalt: Unsere Lösung für die präzise Temperaturmessung in Umformprozessen
Für die Temperaturerfassung des fließenden Materials sind Pyrometer von KELLER MSR – ITS ideal geeignet. Diese erfassen berührungslos und aus sicherer Entfernung die vom Material abgestrahlte Infrarotstrahlung und ermitteln daraus die Temperatur.

Bei handelsüblichen Pyrometern besteht die Gefahr, dass die Geräte und insbesondere die Linse durch die aggressiven Dämpfe und Stäube zerstört werden. Das speziell für den Einsatz in Asphalt- und Betonmischanlagen entwickelte Infrarot-Thermometer CellaTemp PK 18 besitzt ein Edelstahlgehäuse und eine spezielle Linse. Die extrem widerstandsfähige Oberfläche der Linse bietet einen hohen Schutz gegen Verschmutzung. In Verbindung mit der strömungstechnisch optimierten Montagearmatur PK 01-014 mit Freiblaseinrichtung und Vorsatzrohr ist eine sichere Temperaturmessung über viele Jahre garantiert.

Bei ordnungsgemäßem Betrieb arbeitet das Messsystem wartungs- und verschleißfrei. Die integrierte Digitalanzeige im Pyrometer ist sehr hilfreich bei der Inbetriebnahme und Wartung. Beim Verladen auf LKW wird die Temperatur pro Charge erfasst und als Nachweis im Datenerfassungssystem gespeichert.

Mehr zu CellaAsphalt hier

Messsystem CellaCast

zur berührungslosen Temperaturerfassung von flüssigen Metallen

Was ist bei der Messung von flüssigem Metall besonders?
Die Temperatur ist bei der Herstellung von Erzeugnissen aus flüssigem Metall eine der wichtigsten physikalischen Einflussgrößen für die Ausschussrate, Qualität, Festigkeit und Verarbeitungseigenschaft. Ist die Schmelze zu heiß, können die Sandkerne zerstört werden. Mit sinkender Temperatur wird das Metall zähflüssig. Insbesondere bei komplexen und dünnwandigen Gussteilen ist die gleichmäßige Verteilung in der Form nicht mehr gewährleistet. Es besteht die Gefahr, dass nicht mehr alle Hohlräume gefüllt werden und sich Lunker bilden. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, die Gießtemperatur unmittelbar beim Befüllen der Formen so genau wie möglich zu erfassen und einzuhalten.

Die üblicherweise eingesetzte Tauchmesslanze kann lediglich zur Messung im Ofen oder in der Gießpfanne, jedoch nicht während des eigentlichen Gießvorganges, eingesetzt werden. Eine Kontrolle der Temperatur der einzelnen Werkstücke ist damit nicht möglich. Ein weiterer Nachteil der Tauchtemperaturmessung ist, dass die Messgenauigkeit vom Bediener, sprich von der Messposition im Ofen und der Eintauchtiefe, abhängig ist.

Die Besonderheit der optischen Temperaturmessung von flüssigem Metall liegt darin, dass sich auf der Oberfläche von Metallen sehr schnell Oxide und Schlacke bilden. Für eine korrekte Messung ist es zwingend erforderlich, dass das Pyrometer nur die Strahlung der blanken Metalloberfläche auswertet. Dazu verfügt das CellaCast über eine spezielle CSD-Funktion (Clean Surface Detection). Diese filtert die Temperatur an den schlacke- und oxidfreien Stellen des Metalls heraus.

CellaCast: Unsere Lösung zur präzisen Temperaturerfassung von flüssigen Metallen
Für die Temperaturmessung des flüssigen Metalls in Gießrinnen wird das CellaCast PA 80 eingesetzt. Beim CellaCast System handelt es sich um ein optisches Verfahren zur berührungslosen Temperaturmessung. Es ist ein verschleiß- und wartungsfreies Messsystem zur Temperaturmessung an Schmelz-, Warmhalte-, Kupol- und Hochöfen sowie an Gießautomaten. Es verfügt über eine sehr hochauflösende Optik, um auch aus großer Entfernung die schlacke- und oxidfreien Stellen der fließenden Schmelze sicher zu erfassen. Die Temperatur wird periodisch ermittelt und angezeigt.

Durch das Quotientenmessverfahren liefert das Pyrometer selbst unter rauesten Industriebedingungen trotz Staub und Dampf sichere Messwerte. Da das Pyrometer berührungslos und ohne Verschleißteile arbeitet, entstehen im Unterschied zur Tauchmessung keine laufenden Verbrauchskosten für die Messsonden.

Die Messwerte können mit einem vor Ort vorhandenen Datenerfassungssystem oder mit der zum Lieferumfang des CellaCast Systems gehörenden PC-Software CellaView zur Dokumentation online dargestellt, aufgezeichnet und archiviert werden.

Zur optischen Ausrichtung und Kontrolle des Messfeldes sind die Geräte mit einer Durchblick-Optik, einem Laser oder mit einer Videokamera ausgestattet, um vom Leitstand die Messstelle jederzeit überprüfen zu können.

Für die mobile Kontrolle der Temperatur kann das portable Pyrometer CellaPort PT 180 eingesetzt werden.

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Messsystem CellaInduction

zur schnellen, sicheren und präzisen Temperaturmessung von Bolzen, Blöcken, Knüppel oder Stangen in Umformprozessen

Was ist bei der präzisen Temperaturmessung in Umformprozessen besonders?
Induktive Erwärmungsanlagen bilden die typische Vorstufe für automatische Umformungsprozesse. Vor dem Schmieden, Pressen oder Walzen werden die Bolzen, Blöcke, Stangen oder Knüppel auf die benötigte Temperatur erwärmt. Um sowohl über die Länge als auch über den Querschnitt des Werkstücks eine gleichmäßige Wärmeverteilung und damit eine konstant hohe Produktqualität sicher stellen zu können, ist eine präzise Überwachung und Einhaltung der optimalen Schmiedetemperatur notwendig.

Um gleichzeitig einen hohen Materialdurchsatz und kurze Taktzeiten zu erzielen, ist eine schnelle, sichere und zerstörungsfreie Messung der Temperatur des Rohlings am Ausgang des Erwärmungsofens vor dem Umformprozess erforderlich.

CellaInduction: Unsere Lösung für die präzise Temperaturmessung in Umformprozessen
Die Infrarot-Thermometer der Serie CellaTemp PKL wurden entwickelt, um die speziellen Anforderungen an die Temperaturmessung in induktiven Erwärmungsanlagen optimal zu erfüllen. Die kompakte Baugröße und das M30 Zentralgewinde ermöglichen die einfache Montage auch unter beengten Bedingungen. Mit einer Ansprechzeit ab 2 ms erfüllen die Geräte die für das Aussortieren der Bolzen oder für eine schnelle Temperaturregelung erforderliche kurze Reaktionszeit.

Zur Überprüfung der Ausrichtung auf das Messobjekt verfügen die Infrarot-Thermometer der Serie CellaTemp PKL über ein permanent leuchtendes LED Pilotlicht. Es zeigt sowohl den korrekten Fokusabstand als auch die exakte Größe und Position des Messfeldes an.

Die ATD (Automatic Temperature Detection) Funktion ermöglicht unabhängig von der Geschwindigkeit und Größe der Rohlinge die automatische Erfassung der Temperatur der vorbeilaufenden Bolzen.

Über die große LED Anzeige lässt sich die Temperatur selbst aus einigen Metern Entfernung vor Ort kontrollieren. Sämtliche Konfigurationsparameter sind direkt am Gerät einstellbar.

Neben dem Analogausgang 0/4-20 mA für die Regelung der Vorschubgeschwindigkeit und Heizleistung verfügen die Geräte über einen Schaltausgang zur Steuerung der Ventile für das Aussortieren der Bolzen. Das Quotienten-Infrarot-Thermometer CellaTemp PKL 68 besitzt einen zweiten Schaltkontakt, so dass sich darüber zu heiße und zu kalte Bolzen getrennt aussortieren lassen.

Mit Messbereichen von 180 °C bis 2500 °C decken die verschiedenen Gerätevarianten den erforderlichen Temperaturbereich für Eisen und Nicht-Metalle ab. Abhängig von der Objektgröße und des Montageabstandes kann jeweils zwischen zwei optischen Varianten ausgewählt werden.

Der Typ CellaTemp PKL 29 ist mit einem speziellen Sperrfilter ausgestattet. Dadurch wird die Messung nicht durch Tageslicht beeinflusst. Auch auf reflektierende Störstrahlung in der Umgebung reagiert das Infrarot-Thermometer unempfindlicher als herkömmliche, kurzwelliger messende Geräte. Das CellaTemp PKL 29 wird zur Temperaturmessung von Aluminium, Messing, Kupfer, Bronze und blanken Metallen bei niedrigen Temperaturen eingesetzt.

Bei Objekttemperaturen > 500 °C empfiehlt sich der Einsatz des kurzwellig messenden CellaTemp PKL 38 mit einer Wellenlänge < 1 µm, um den Einfluss des Emissionsgrades so gering wie möglich zu halten.

Ist eine sehr hohe prozessbedingte Messgenauigkeit und Betriebssicherheit gefordert, wird vorzugsweise das Quotienten-Infrarot-Thermometer CellaTemp PKL 68 eingesetzt.

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Allgemeines

Was sind Pyrometer?
Pyrometer (von altgriechisch „pyr“ = Feuer), auch Strahlungsthermometer genannt, dienen der berührungslosen Temperaturmessung. Pyrometer erfassen die vom Objekt abgestrahlte Infrarotstrahlung in bestimmen Spektralbereichen und ermitteln daraus die Objekttemperatur. Sie können theoretisch Temperaturen zwischen -50 °C und +4000 °C messen.
(Quelle: wikipedia)

Was ist eine Infrarot-Temperaturmessung?
Neben der Zeit stellt die Temperatur die am häufigsten gemessene physikalische Größe dar. Infrarot-Temperaturmessgeräte bestimmen aus der vom Messobjekt abgegebenen Infrarotstrahlung die Temperatur, ohne das Objekt dabei zu berühren.

Vorteile der berührungslosen Temperaturmessung
  • sehr schnelle Messung
  • sehr lange, durchgängige Messbereiche möglich (z. B. 350 … 3500 °C)
  • kein Verschleiß
  • keine Temperatur-Beeinflussung des Messobjekts oder Fehler durch mangelhaften Wärmekontakt
  • keine mechanische Beschädigung von empfindlichen Objekten wie Folien oder Papier
  • kein Problem mit bewegten Messobjekten
  • Möglichkeit der Messung auch bei hohen Spannungen, elektromagnetischen Feldern oder aggressiven Materialien

Herausforderungen der berührungslosen Temperaturmessung

Der Emissionsgrad muss für Material, Wellenlänge und Temperatur bekannt sein. Starke Emissionsgrad-Variationen (z. B. bei Metall) erschweren eine präzise Messung

Wie funktioniert die Infrarot-Temperaturmessung?


Einleitung

Die Temperaturmessung kann in zwei Kategorien unterteilt werden; berührend und kontaktlos. In der Praxis sind Thermoelemente und Pt 100-Fühler die am häufigsten eingesetzten Vertreter der ersten Gruppe. Sie müssen das Messobjekt berühren und messen prinzipiell die eigene, dem Objekt angeglichene Temperatur. Dies führt zu einem relativ langsamen Ansprechverhalten. Kontaktlos arbeitende Sensoren messen die von einem Objekt abgestrahlte Infrarot (IR)-Energie, besitzen schnelle Ansprechzeiten und werden oft zur Messung bewegter Objekte sowie von Objekten eingesetzt, die sich in einem Vakuum befinden oder aus anderen Gründen unzugänglich sind.

Infrarot-Thermometer oder Pyrometer sind hochentwickelte Sensoren, die in Forschung und Industrie breite Verwendung erlangt haben. Dieser Aufsatz beschreibt in verständlicher Weise die Theorie, auf der dieses Meßprinzip basiert und wie diese Theorie helfen kann, mit den verschiedenen applikationsspezifischen Parametern umzugehen, denen potentielle Anwender gegenüberstehen.

Theorie und Grundlagen

Die Infrarot-Strahlung wurde 1666 von Sir Isaac Newton entdeckt, als er das Sonnenlicht durch ein Prisma leitete und in die Regenbogenfarben auftrennte. Im Jahre 1880 tat Sir William Herschel den nächsten Schritt, indem er die relative Energie der einzelnen Farben ermittelte. Er entdeckte auch die Energie jenseits des sichtbaren Spektrums. Anfang 1900 definierten Planck, Stefan, Boltzmann, Wien und Kirchhoff die Aktivitäten des elektro-magnetischen Spektrums weiter und stellten quantitative Daten und Gleichungen zur Beschreibung der IR-Energie auf.

Infrarot-Thermometer messen die Temperatur, indem sie die Infrarotstrahlung messen, die alle Materialien und Objekte mit einer Temperatur über dem absoluten Nullpunkt (0° Kelvin) abgeben. In der einfachsten Bauform bündelt eine Linse die IR-Energie auf den Detektor, der die Energie in ein elektrisches Signal umwandelt. Nach Kompensation der Umgebungstemperatur kann dieses Signal dann angezeigt werden. Diese Konfiguration ermöglicht die Messung der Temperatur aus einer gewissen Entfernung und ohne Kontakt mit dem Meßobjekt. Damit eignet sich das Infrarot-Thermometer für Meßaufgaben, in denen Thermoelemente oder andere Fühler nicht eingesetzt werden können oder ungenaue Ergebnisse liefern. Einige typische Beispiele sind die Messung bewegter oder sehr kleiner Objekte, stromführende Teile oder aggressive Chemikalien, Messungen in starken elektromagnetischen Feldern, Messung von Objekten, die sich im Vakuum oder anderen abgeschlossenen Umgebungen befinden sowie Anwendungen, in denen eine schnelle Ansprechzeit gefordert ist.
Erste Entwürfe für Infrarot-Thermometer existieren seit dem 19ten Jahrhundert. Einige Konzepte wurden von Charles A. Darling in seinem Buch ”Pyrometry” vorgestellt, das 1911 veröffentlicht wurde.
Es dauerte bis 1930, bevor die Technologie verfügbar war, diese Konzepte in die Praxis umzusetzen. Seit dieser Zeit fand eine kontinuierliche Weiterentwicklung dieser Instrumente statt, in deren Verlauf ein umfangreiches Wissen und Applikationserfahrung gesammelt werden konnte. Heute hat sich dieses Konzept als Standard-Messverfahren durchgesetzt und wird in Industrie und Forschung eingesetzt.

Lesen Sie hier mehr zu den Grundlagen der Infrarot-Temperaturmessung