Stahlbrammenmessung mit Handpyrometer durch Rauchbelastung

Quotientenpyrometer

Quotientenpyrometer messen die Infrarotstrahlung bei zwei nah beieinander liegenden Wellenlängen gleichzeitig und bestimmen die Temperatur durch Quotientenbildung.

Einsatz finden solche Geräte häufig bei Messungen durch verschmutzende Sichtscheiben, Dampf- oder Staubbelastungen im Pyrometersichtfeld, wenn das Messobjekt kleiner als das Pyrometer-Messfeld ist oder der Emissionsgrad des Materials unbekannt oder eine genaue Bestimmung nicht möglich ist.

Collage aus Pyrometer und Innenansicht mit 2 Messdetektoren

Unsere Quotienten­pyrometer zeichnen sich aus durch:

  • 2 separate Messdetektoren für die beiden Spektralbereiche für eine sichere Messwertaufnahme auch bei niedrigen Signalstärken.
  • Digitale Mikrocontroller-Signalverarbeitung für 100%ige Reproduzierbarkeit der angezeigten Messwerte.
  • IR-Signalüberwachung zur Warnung bei zur starken Optik- oder Fensterverschmutzungen.

Die Quotiententechnik erlaubt auch die Bestimmung sehr spezieller Anwendungsfälle wie die Gießstrahlmessung oder die Flammenmessung. Hier sind zusätzlich noch intelligente Algorithmen integriert, die aus dem komplexen Zusammenspiel der Einzelsignale, den Signalstärken und den unterschiedlichen Emissionsgraden der Messwellenlängen ein vernünftiges Messergebnis ausgeben.

Softwarescreenshot mit 3 Auswertegraphen der Einzelkanäle, der Quotiententemperatur und der Signalstärke

Immer dabei, Software SensorTools:
Zur Anzeige und Auswertung der

  • Quotiententemperatur
  • Temperaturen der einzelnen Messwellenlängen
  • Signalstärke

Quotientenpyrometer sind in den folgenden Serien verfügbar:

  • Handpyrometer Capella

    CAPELLA C322 (Hand-Quotientenpyrometer)

    3 Messbereiche zw. 300 und 1800°C / 572 und 3272°F
    Spektralbereich 1,45 – 1,8 µm; < 1 ms schnell;
    Kleinstes Messfeld 1,2 mm; 0,4 mm mit Vorsatzlinse;
    Display, Einstelltasten, USB.

  • Handpyrometer Capella

    CAPELLA C311 (Hand-Quotientenpyrometer)

    3 Messbereiche zw. 600 und 2500°C / 1112  und 4532°F;
    Spektralbereich 0,75 – 1,1 µm; < 1 ms schnell;
    Kleinstes Messfeld 1,2 mm; 0,4 mm mit Vorsatzlinse;
    Display, Einstelltasten, USB.

  • Pyrometerserie METIS M3

    METIS M322 (Quotientenpyrometer)

    7 Messbereiche zw. 300 und 3300°C / 572 und 5972°F
    Spektralbereich 1,45 – 1,8 µm; < 1 ms schnell
    kleinstes Messfeld 0,8 mm
    Display, Einstelltasten, Schalt-Ein- / Ausgänge

  • Pyrometerserie METIS M3

    METIS M311 (Quotientenpyrometer)

    7 Messbereiche zw. 600 und 3300°C / 1112 und 5972°F
    Spektralbereich 0,75 – 1,1 µm; < 1 ms schnell
    kleinstes Messfeld 0,8 mm
    Display, Einstelltasten, Schalt-Ein- / Ausgänge

  • Pyrometerserie METIS M3

    METIS M3F1 (Flammenpyrometer)

    4 Messbereiche zw. 600 und 3300°C / 1112 und 5972°F
    Spektralbereich 0,695 – 1,1 µ m; 10 ms schnell
    Display, Einstelltasten, Schalt-Ein- / Ausgänge

  • Pyrometerserie METIS H3

    METIS H322 (Highspeed-Quotientenpyrometer)

    8 Messbereiche zw. 350 und 3000°C / 662 und 5432°F
    Spektralbereich 1,45 – 1,8 µm; < 80 µs schnell
    kleinstes Messfeld 0,8 mm
    Display, Einstelltasten, Schalt-Ein- / Ausgänge

  • Pyrometerserie METIS H3

    METIS H311 (Highspeed-Quotientenpyrometer)

    7 Messbereiche zw. 600 und 3300°C / 1112 und 5972°F
    Spektralbereich 0,75 – 1,1 µm; < 80 µs schnell
    kleinstes Messfeld 0,8 mm
    Display, Einstelltasten, Schalt-Ein- / Ausgänge

  • Heavy-Duty-Messsystem für METIS M3- und H3-Pyrometer

    Heavy-Duty-Messsystem für METIS-M3- oder H3-Pyrometer

    Fokusabstand bis zu 4,5 m
    Einsatz bis zu 250°C am Messkopf
    Edelstahl-Gewebeschlauch in Längen bis zu 30 m
    Freiblasvorrichtung für das Objektivsystem

FAQ

Welche Rolle spielt der Abstand der beiden Wellenlängen?

In jedem Wellenlängenbereich wird eine eigenständige Messung durchgeführt, die im Normalfall den Emisisonsgrad des Messmaterials benötigt. Da dieser sich bei der Verhältnisbildung aber wieder herauskürzt, ist es wiederum nicht nötig, ihn zu kennen.

Voraussetzung für ein fehlerfreies Messergebnis ist allerdings ein immer konstantes Verhältnis, auch wenn die Messtemperatur sich ändert. Bei vielen Materialien ändert sich der Emissionsgrad aber abhängig von der Temperatur oder auch dem Messwinkel. Je weiter die beiden Messwellenlängen nun auseinander liegen, umso stärker ändert sich bei solchen Materialien das Verhältnis, wenn sich die Temperatur ändert. Die Messabweichungen sind dann unterschiedlich groß, je nachdem, welche Temperatur gerade gemessen wird. Messgeräte mit weiter auseinanderliegenden Spektralbereichen sind nur für Messungen an sogenannten „grauen Strahlern“ geignet, die es in der Regel nicht gibt.

Die Messwellenlängen bei Sensortherm-Quotientenpyrometern liegen nah beieinander, um diesen Fehler so gering wie möglich zu halten. Die Einzelmessergebnisse der beiden Spektralbereiche sind damit paralleler, was notwendig ist, um den Quotienten bei allen Messtemperaturen immer korrekt zu berechnen. 

Wann mus ich das Emissionsgradverhältnis einstellen?

Messobjekte, die auf den beiden Wellenlängen des Quotientenpyrometers gleich emittieren, werden oft als „Graue Strahler“ bezeichnet (z.B. gut oxidierte Eisen- oder Stahloberflächen). Sie können ohne Korrektur mit der Einstellung 1,00 für das Emissionsgradverhältnis genau gemessen werden.
Messobjekte, deren Emissionsgrad auf den beiden Wellenlängen des Quotientenpyrometers unterschiedlich ist (z.B. blanke nicht oxidierte Metalloberflächen) benötigen für eine genaue Temperaturmessung eine Korrektureinstellung, das sog. Emissionsgradverhältnis Ɛ2/Ɛ1. Der Wert kann größer oder kleiner als 1 sein, je nachdem, ob der Emissionsgrad von Kanal 1 oder 2 höher ist (Verstärkung 1,000–0,800; Dämpfung 1,000–1,200).

Unabhängig davon, ob mit Emissionsgradverhältnis 1 oder darüber oder darunter gemessen wird, das Verhältnis muss über den benötigten Temperaturbereich konstant bleiben. In der Software SensorTools können gleichzeitig die Quotienentemperatur und die der beiden Einzelkanäle dargestellt werden. Verlaufen die Kurven der beiden Einzelkanäle im benötigten Messbereich gleichmäßig parallel, so ist das Verhältnis konstant und eine Quotientenmessung ist möglich. Sind die Temperaturwerte der Kurven gleich (bei gleich eingestelltem Emissionsgrad), so ist das Emissionsgradverhältnis 1. Laufen sie parallel, so muss der richtige Wert für das Emissionsgradverhältnis gefunden werden, z.B. durch eine Vergleichsmessung mit einem Thermoelement und anschließender Verhältniseinstellung, bis die Temperaturen übereinstimmen.