Aktuální vydání

celé číslo

08

2019

MSV 2019 v Brně

celé číslo

Bezkontaktní měření teploty

číslo 1/2003

Bezkontaktní měření teploty

Významná část činnosti firmy TSI System je svázána s přístroji a zařízeními pro bezkontaktní měření teploty. Při bezkontaktním měření teploty se využívá fyzikálního jevu, kdy hmota vlivem tepelného pohybu elementárních částic emituje energii ve formě elektromagnetického záření v infračervené oblasti spektra. Přístroje a zařízení pro bezkontaktní měření teploty využívají moderní elektronickou instrumentaci a výhody digitálního zpracování naměřených údajů. Jsou používány téměř ve všech odvětvích průmyslu, protože teplota je jednou z nejsledovanějších technologických a diagnostických veličin.

Obr. 1.

Společnost TSI System je pro český a slovenský trh výhradním dodavatelem bezkontaktní teploměrné techniky značky Raytek, významného světového výrobce s téměř čtyřicetiletou zkušeností v tomto oboru. Sortiment nabízené bezkontaktní teploměrné techniky sahá od jednoduchých ručních přístrojů pro základní diagnostická měření až po přesná systémová zařízení, která jsou určena pro měření ve výrobních procesech. Díky velkému rozmezí měřených teplot od –50 do +3 000 °C lze bezkontaktní teploměry využít ve většině průmyslových činností i služeb. Spektrum uživatelů je velmi široké. Zahrnuje tradiční obory pro bezkontaktní měření teploty, jako jsou hutnictví, tepelné zpracování materiálů a sklářství. V posledních několika letech však bezkontaktní měření teploty ve velkém rozsahu nachází uplatnění i v potravinářských technologiích, při zpracování plastů a textilií a také při výrobě papíru.

Bezkontaktní teploměry firmy Raytek lze formálně rozdělit do několika kategorií podle provedení, teplotního rozsahu, způsobu zaměření měřeného cíle a dalších parametrů. Nejčastější dělení je do tří základních skupin: ruční přístroje, systémové přístroje a zobrazovací systémy.

Ruční přístroje

Ruční bezkontaktní teploměry se využívají všude tam, kde je třeba přesně, pohodlně, rychle a operativně zjišťovat absolutní teplotu, její změnu, popř. teplotní tendence.

Přístroje řady ST jsou určeny hlavně pro všeobecnou teplotní diagnostiku. Měří v rozsahu –30 až +760 °C a uplatňují se především při údržbě automobilů, elektrických spotřebičů a rozvodů energií. Své místo nacházejí i jako diagnostický nástroj pro teplotní kontrolu dopravních prostředků, vzduchotechniky a vytápění.

Tab. 1. Základní přehled ručních přístrojů

Aplikace Typ Rozsah (°C) Přesnost Zaměřování Objektiv Výstup
pro základní diagnostiku a všeobecnou údržbu MT4 –18 až +260 2% laser – bod 06:01 bez
ST20 –32 až +400 1% laser – bod 12:01 bez
ST30 –32 až +545 1% laser – bod 12:01 bez
ST60 –32 až +600 1% laser – kruh 30:01:00 bez
ST80 –32 až +760 1% laser – kruh 50:01:00 bez
pro prediktivní údržbu a monitorování procesů MX2 –30 až +900 0,75% laser – kruh 60:01:00 bez
MX4P –30 až +900 0,75% laser – kruh 60:01:00 RS-233, analogový
MX6 –30 až +900 0,75% laser – kruh 60:01:00 USB, foto
pro potravinářské aplikace MTFS –30 až +200 1 °C laser – bod 04:01 bez
pro výbušné prostředí MTIS –18 až +260 2% laser – bod 06:01 bez
MX2IS –30 až +900 0,75% laser – kruh 60:01:00 bez
pro technologická měření 3i –30 až +3 000 1% laser, optika 25 až 180 : 1 RS-232

Přesné přístroje řady MX se používají pro teplotní analýzu a pro prediktivní údržbu. Dovolují podrobně sledovat výrobní zařízení i technologické procesy v rozsahu teplot –50 až +900 °C. U přístroje MX6 lze pomocí digitální fotografie celý proces i dokonale dokumentovat.

Obr. 2.

Řada přístrojů s označením 3i je určena pro speciální aplikace: měření malých i vzdálených objektů, měření tenkých plastových fólií, kontrolu teploty ve sklářských aplikacích a vysokoteplotní měření ve slévárnách a hutích.

Systémové přístroje

Systémové bezkontaktní teploměry najdou své uplatnění při monitorování a řízení tepelných procesů v těch oblastech průmyslu, vývoje a výzkumu, kde je objektivní znalost teploty nezbytná pro dodržení technologických postupů a kvality procesu i konečného produktu, popř. pro dokonalé poznání procesu. Systémové pyrometry jsou přizpůsobeny nepříznivým průmyslovým podmínkám: k dispozici je ochranné příslušenství a mnoho speciálních provedení, což umožňuje použít je i při vysokých okolních teplotách. Samozřejmá je možnost digitální komunikace přes rozhraní RS-485/232, k dispozici jsou i standardní analogové výstupy. Součástí většiny systémových pyrometrů je výkonné programové vybavení DataTemp, které umožňuje nejen průběžně zobrazovat průběhy teploty na obrazovkách běžných PC, ale i archivovat naměřené údaje v podobě zákaznicky konfigurovatelných souborů.

Současně je možné z počítače nastavovat parametry pyrometru, včetně emisivity, měřicího rozsahu a kritických teplotních mezí pro signalizaci. Volitelné digitální zpracování měřicího signálu, jako je výpočet průměrné hodnoty a zachycení maximální či minimální hodnoty, dovoluje detailně řídit měřicí nebo regulační proces. Základní přehled systémových pyrometrů je uveden v tab. 2.

Zobrazovací systémy

Tam, kde je třeba zjistit teplotní profil pohybujícího se objektu, je vhodné použít tzv. řádkové skenery. Tato zařízení umožňují snímat a zobrazovat teplotní profil velkých plošných cílů rychlostí až 48 řádků za sekundu při 256 měřených bodech na jeden řádek.

Tab. 2. Základní přehled systémových přístrojů

Typová řada Typ Rozsah (°C) Přesnost Zaměřování Objektiv Výstup
Compact CI 0 až +500 2% nemá 04:01 J/K, 0 až 5 V
MID –40 až +600 1% nemá nebo laser 01:10,1 4 až 20 mA, RS-232
GP –18 až +538 1% nemá nebo laser 2 : 1, 10 : 1, 35 : 1 4 až 20 mA
Thermalert TX –18 až +2 000 1% nemá až 60 : 1 4 až 20 mA
SX –18 až +2 000 1% optika nebo laser až 90 : 1 4 až 20 mA, HART
T3 Plus –18 až +3 000 1% nemá nebo optika až 90 : 1 4 až 20 mA, RS-232
Marathon MR +600 až +3 000 1% optika nebo laser až 130 : 1 4 až 20 mA, RS-485
MA +250 až +3 000 1% optika nebo laser až 300 : 1 4 až 20 mA, RS-485
FR +500 až +2 500 1% nemá nebo laser až 65 : 1 4 až 20 mA, RS-485
FR +250 až +3 000 1% nemá nebo laser až 100 : 1 4 až 20 mA, RS-485

Typickým využitím řádkových skenerů je kontrola teploty kontinuálně vyráběných materiálů, jako je ploché sklo, plastové fólie nebo papír. Časté využití najdou také při kontrole technologických zařízení, jako jsou např. pláště rotačních pecí, tepelných výměníků apod.

Obr. 3.

Další činnosti a služby

TSI System nenabízí pouze dodávky jednotlivých teploměrů, ale zaměřuje se také na zákaznická řešení měření teploty. Ne vždy stačí hlavici systémového pyrometru pouze připojit k napájení a zamířit na měřený objekt. Často je nutné před definitivní volbou správné hlavice vykonat množství zkušebních měření, experimentovat s volbou optické a spektrální charakteristiky hlavice a určit správné zpracování měřicího signálu. Také dokonalá prezentace naměřených hodnot a jejich dokumentace a archivace jsou důležitou stránkou řešení teploměrné úlohy. Všechny tyto činnosti jsou součástí nabízené expertní činnosti TSI System, která odráží dlouholeté zkušenosti s instalací bezkontaktní teploměrné techniky Raytek.

Pro zajištění metrologické návaznosti je pro bezkontaktní teploměry nezbytné zabezpečit odpovídající kalibraci. Existuje několik teplotních laboratoří, které jsou vybaveny zařízením pro kalibraci bezkontaktních teploměrů v poměrně širokém rozsahu teplot. Žádná z nich však neumožňuje kvalifikovaně seřídit bezkontaktní teploměr, jehož parametry po dlouhém užívání překročily výrobcem stanovené tolerance. Proto TSI System začíná budovat vlastní kalibrační laboratoř za podpory výrobce bezkontaktních teploměrů Raytek. V současné době je k dispozici kalibrační a seřizovací zařízení pro vybrané nejběžnější typy ručních přístrojů i systémových hlavic s teplotním rozsahem do 300 °C.

Tab. 3. Přehled vlastností skenerů zobrazovacích systémů Raytek

Provedení Spektrální rozsah (µm) Teplotní rozsah (°C) Opakovatelnost (°C) Optika (90% energie)
LT 3 až 5 20 až 350 ±1 100:01:00
MT 3,9 200 až 800 ±2 100:01:00
G50 5 100 až 600 ±1 100:01:00
G51 5 200 až 950 ±1 100:01:00
P30 3,4 30 až 250 ±1 33:01:00
P31 3,4 100 až 350 ±1 60:01:00
1M 1 600 až 1 200 ±2 100:01:00
2M 1,6 400 až 950 ±2 100:01:00

Pro věrohodnost bezkontaktních měření teploty je nutné, aby pracovníci, kteří tato měření provádějí, byli dostatečně vzděláni v tomto oboru. Fyzikální základy bezkontaktního měření teploty jsou poměrně obsáhlé a jejich interpretace v praxi není jednoduchá. Proto je nezbytné pro metrologický a diagnostický personál zajistit kvalifikační kursy, které poskytnou potřebnou míru teoretické i praktické přípravy. TSI System se podílí na přípravě kursů termodiagnostiky, které bude organizovat Asociace technických diagnostiků a které budou poskytovat potřebné znalosti pro správné provádění bezkontaktního měření teploty.

TSI System s. r. o.
Mariánské nám. 1
617 00 Brno
tel.: 545 129 462
fax: 545 129 467
e-mail: info@tsisystem.cz
http://www.tsisystem.cz

Inzerce zpět