Bezkontaktní teploměry Raytek pro měření nízkých teplot

Teplota měřená bezkontaktně

Bezkontaktní měření teploty je založeno na fyzikálním jevu, kdy tělesa teplejší než 0 K vyzařují energii v infračervené oblasti elektromagnetického spektra. Pro běžná měření se využívají vlnové délky v rozsahu od 0,7 do 16 μm. Důležité je, aby energie na měřicích vlnových délkách byla co nejméně absorbována atmosférou mezi měřeným objektem a senzorem teploměru. Proto se pro měření volí specifické vlnové délky, kde je útlum nejmenší a tím se zaručuje dobrá přesnost a reprodukovatelnost měření. Vlastní senzory přeměňují dopadající infračervenou energii na výstupní elektrické veličiny. Pracují na nejrůznějších principech, nejčastěji se konstruují jako baterie termočlánků, bolometrická čidla, piezoelektrická nebo kvantová čidla. Záleží vždy na potřebné vlnové délce a na požadovaném teplotním rozsahu, přesnosti a rychlosti odezvy. Současné průmyslově vyráběné teploměry dokáží měřit teplotu od -50 do 3 000 °C. Vyrábějí se jako ruční přístroje pro operativní kontrolní měření nebo jako systémové přístroje pro trvalé nasazení ve výrobních technologiích.

Systémové teploměry Raytek

Nízkými teplotami v průmyslové praxi se rozumí hodnoty od nejnižších teplot do přibližně 600 °C. Pro tento teplotní interval je sortiment teploměrů Raytek nejširší v několika produktových řadách. K dispozici jsou však i speciální modely pro jednoúčelové aplikace. Teploměry jsou doplněny širokou škálou příslušenství pro ochranu přístrojů před nepříznivými vlivy prostředí včetně prachu a vysoké teploty okolí.

Teploměr Compact CM

Compact CM je nejjednodušší a také nejlevnější přístroj pro měření nízkých teplot. Vyniká masivním pouzdrem z nerezové oceli s vysokým krytím a velkou mechanickou odolností. Je vhodný jako přímá náhrada termočlánků J a K a nebo přístrojů s lineárním napěťovým výstupem. Díky nízké ceně se používá v hromadných aplikacích jako OEM produkt. Přes svou jednoduchost a cenu je vybavený auto-diagnostickými prvky a rozhraním RS232 pro digitální komunikaci. Součástí dodávky je výkonný univerzální program DataTemp, který slouží k detailnímu nastavení parametrů a případně i k vizualizaci měřených hodnot a jejich archivaci ve formátu textových souborů.
Teplotní rozsah měření modelu CM je -20 až 500 °C s přesností ±2 °C/±3 % při optickém rozlišení 13 : 1. Napájí se 12 až 24 V a krytí má IP65.

Teploměry Compact MI3

Přístroje Compact MI3 jsou nejnovější systémové teploměry a představují již třetí generaci miniaturních senzorů s oddělenou hlavicí a řídicí jednotkou. Pod označením Compact MI3 se skrývá promyšlený soubor hlavic, elektronických řídicích jednotek, propojovacích boxů a rozsáhlého příslušenství pro měření nízkých, ale také středních a vyšších teplot. MI3 je aktuálně nejmenší pyrometr s integrovanou elektronikou na světě. Všechny parametry jsou přístupné a nastavitelné z řídicí jednotky s displejem ručně pomocí tlačítek nebo z připojeného počítače pomocí programu DataTemp Multidrop přes vestavěné USB rozhraní.
Konstrukční řešení MI3 s oddělenou inteligentní hlavicí s digitální komunikací a řídicí jednotkou má řadu výhod. Hlavice může být snadno integrována přímo do externího řídicího systému bez nutnosti použití vlastní řídicí elektronické jednotky. Toto řešení je výhodné zejména u rozsáhlejších OEM aplikací.
Při standardním nasazení s řídicí jednotkou použitá technologie Plug and play samočinně identifikuje připojenou hlavici, není proto potřeba zadávat žádná další data. Odpadá i nutnost korekcí při náhradě nebo výměně hlavic. Navíc mohou být současně připojeny různé typy hlavic k jedné řídicí jednotce. Díky vestavěnému rozhraní USB 2.0 je snadné nastavit parametry měření pomocí počítače, přičemž není potřebné žádné další napájení hlavice nebo řídicí jednotky.
Hlavice má nerezové pouzdro, je provedena s krytím IP65 a je mechanicky velmi odolná. Propojovací kabel může mít délku až 30 m. Při pohybu kabelu nedochází k nežádoucím rušivým jevům, což umožňuje použití na robotických rukách, lineárních pojezdech nebo kabelových řetězech.
Řídicí jednotka je k dispozici ve dvou variantách. Základní provedení je v kovovém boxu s vysokým krytím IP65. Na víčku boxu je displej, fóliová klávesnice se 4 tlačítky pro ruční nastavení a signalizační dioda. Uvnitř je vlastní elektronika a konektor rozhraní USB. Box má tři kabelové vývodky pro připojení hlavice, napájení a komunikační signály. Otevřená modulární verze řídicí jednotky s nízkým krytím je určena pro montáž na DIN lištu. Dodává se ve třech variantách a proti uzavřenému provedení má vstupy pro současné připojení až 4 hlavic. Na přání může být dodána s rozhraními RS485, Profibus nebo Modus. V případech vícečetného nasazení se aplikuje propojovací box, který umožní připojení až 8 různých hlavic k jedné elektronické řídicí jednotce.
Pro vyšší komfort měření a ochranu hlavic před vlivy nepříznivého průmyslového okolí je k dispozici rozsáhlé příslušenství jako je například límec pro vzduchové čištění optiky, zrcátko pro pravoúhlé zaměřování nebo vzduchové chladicí pláště, které dokáží ochránit hlavici se senzorem až do 200 °C okolní teploty.
Nové přístroje Compact MI3 vynikají zejména plně digitální komunikací mezi hlavicí a řídicí jednotkou, přinášejí možnost konfigurace přes rozhraní USB a poskytují plné spektrum digitálních i analogových rozhraní.
Měřicí teplotní rozsah přístrojů MI3 je od -40 do 1 000 °C pro nízkoteplotní aplikace při vlnových délkách 8 až 14 μm. Optické rozlišení je 2 až 22 : 1 s nejmenší měřicí stopou o průměru 0,5 mm. Napájí se stejnosměrným napětím 8 až 32 V.

Teploměry Thermalert TX

Modelová řada Thermalert TX je již ve výrobním programu Raytek relativně dlouho, přesto je pořád často využívaná. K dispozici je jednoduchý model TXC s ručním nastavováním emisivity a pokročilý model TXS s možností digitální komunikace přes sériové rozhraní počítače pomocí protokolu HART. Jako jediné mají dvouvodičové připojení s proudovou smyčkou 4 až 20 mA. Teploměry Thermalert jsou k dispozici v mnoha variantách s různými teplotními rozsahy a optickými charakteristikami a s různou spektrální citlivostí. V nabídce jsou i speciální provedení pro měření tenkých plastových fólií a skla. Unikátní modely DZA a F6F pro měření a detekci horkých míst sypkých materiálů na dopravních pásech umožňují nasazení i ve velmi prašném prostředí. Díky zapouzdřenému nerezovému provedení se vzduchovým čištěním je možné dosáhnout velmi dobrých výsledků měření s dlouhodobou stabilitou. Teploměry Thermalert se dodávají také v certifikovaném provedení do prostředí s nebezpečím výbuchu.
Celkový teplotní rozsah měření je -18 až 500 °C s přesností ±1 °C/±1 %. Optické rozlišení je až 33 : 1. K napájení lze použít zdroj stejnosměrného napětí 12 až 24 V. Krytí pouzdra je IP65.

Teploměry XR

U teploměrů řady XR jsou spojeny přednosti přístrojů MI3 a Thermalert. Kompaktní hlavice s výkonnou optikou je osazena pomocným displejem, tlačítky a přepínači. Uživatel tak může snadno
přečíst informaci o teplotě měřeného cíle přímo na přístroji, případně operativně ručně zkorigovat jeho nastavení. V základní verzi jsou k dispozici uživatelsky volitelné analogové napěťové i proudové výstupy. Rozšířená verze je osazena průmyslovým sériovým rozhraním RS485 pro digitální komunikaci. Dodávají se v několika různých verzích včetně provedení s laserovým zaměřováním. To je výhodné zejména pro precizní zaměření malých cílů.
Základní technické parametry jsou obdobné jako u předchozího modelu.

Teploměry Marathon MM

Nejvýkonnějšími přístroji pro měření nízkých teplot jsou teploměry řady Marathon MM. Kompaktní masivní hlavice z nerezové oceli je osazena 12 pólovým DIN konektorem pro připojení kabelu se svorkovnicí. Napájí se 24 V a kromě digitálního sériového rozhraní RS485 je vyveden proudový výstup, kontakty relé signalizace a vstup pro externí spoušť. Na zadní straně přístroje je integrovaný displej a ovládací tlačítka pro ruční nastavení měřicích parametrů. Přístroji Marathon MM je možné měřit i velmi malé cíle od průměru 1,1 mm. Jedinečné je provedení MM3 pro měření nízkých teplot kovů s vynikající odolností proti vlivům nízké a proměnlivé emisivity jejich povrchů. Teploměry Marathon MM se vyrábí i ve variantě s nastavitelným ohniskem. Optimální velikost měřicí stopy se tak dá měnit nejen změnou vzdáleností od měřeného cíle, ale i posunutím ohniska. Zaostřuje se pomocí vestavěného servopohonu. Všechny typy mají zaměřovací laser a navíc optické zaměřování přímým průhledem přes tělo pyrometru nebo pomocí vestavěné CCD kamery. V kritických aplikacích tak může mít operátor obrazovou informaci o měřené scéně průběžně na monitoru počítače.
Teplotní rozsah pro nízké teploty je od -40 až do 800 °C, přesnost měření je ±1 °C/±1 %. Optické rozlišení je až 70 : 1. Provedení hlavice má krytí IP65.

Aplikace měření nízkých teplot

Existují stovky různých aplikací bezkontaktních teploměrů pro měření nízkých teplot, které pokrývají prakticky celé spektrum průmyslových výrob od potravinářského průmyslu přes výrobu papíru, plastických hmot a stavebních materiálů až po zpracování skla a kovů. Významnou roli hraje také jejich využití v teplotní diagnostice výrobních zařízení.
Jednou z těch méně obvyklých aplikací je měření teploty povrchu živičného koberce při jeho finální pokládce a zhutňování. Hlavice řady Compact MI je umístěna, jak je patrné z obrázku, přímo na konstrukci zhutňovacího stroje. Údaje o teplotě měřeného povrchu, které jsou zobrazovány v kabině stroje, slouží jako informace pro operátora stroje o dodržení technologických požadavků při pokládce.
K diagnostice spojek zapouzdřených vodičů v elektrárně jsou použity teploměry MI3. Hlavice jsou izolovaně namontovány do vnějšího pláště vodiče, jak je vidět na obrázku. Měří se teplota spojek zapouzdřených vodičů na vývodech generátoru a na připojení k vysokonapěťovému transformátoru. Informace o teplotě spojek je snímána vždy třemi hlavicemi a zobrazena na displejích jednotlivých řídicích jednotek. Ty jsou přes sériové průmyslové rozhraní RS485 propojeny na monitorovací systém elektrárny. V případě dosažení mezní teploty přes 100 °C je spuštěna signalizace.
Při monitorování a řízení výroby pryžových hadic jsou použity nízkoteplotní bezkontaktní teploměry řady XR. Tyto přístroje mají modifikovanou optickou charakteristiku tak, aby bylo možné měřit s malou stopou na krátkou vzdálenost a jsou vybaveny navíc laserovým zaměřováním. Naměřená teplota v desítkách až stovkách °C je průběžně zobrazována na panelu operátora linky. V pokročilejších instalacích je teploměr připojený k řídicímu systému linky a umožňuje tak automatické řízení teploty.