Infrarotsensoren: Grundlagen zur Berührungslosen Temperaturmessung

Die Temperatur gehört zu den physikalischen Größen, die wohl am häufigsten in vielen industriellen Anwendungen und Prozessen gemessen wird. Generell kann hierbei zwischen berührungslosen und medienberührenden Messprinzipien unterschieden werden. Die medienberührende Temperaturmessung erfolgt zumeist unter Einsatz eines PT100 Thermowiderstandes als Messfühler, der an eine Auswerteeinheit bzw. an ein Anzeigegerät zur Ermittlung respektive Visualisierung der gemessenen Temperatur angeschlossen wird. In vielen Bereichen lassen sich solche Lösungen jedoch nicht einsetzen, sei es bspw. weil nicht medienberührend gemessen werden soll, die Geräte durch die Wärmestrahlung eines Objektes gestört werden oder aber aufgrund von vorherrschenden Umgebungsbedingungen derart stark verschmutzen, dass keine verwertbaren Messergebnisse erzielt werden können.


In solchen und vielen weiteren Fällen empfiehlt sich der Einsatz von Infrarotsensoren. Diese Geräte arbeiten berührungslos und somit völlig verschleißfrei, da keine Systemkomponente, z. B. der Messfühler, zur Temperaturbestimmung einen Kontakt zum Medium oder Objekt benötigt. Innerhalb der optischen Sensoren nehmen solche Geräte gewissermaßen eine Sonderstellung ein, da sie die von Objekten abgestrahlte Infrarotstrahlung in ein elektrisches Signal umwandeln. Dieses Signal wird verstärkt und in einen proportional zur Objekttemperatur linearisierten Messwert transformiert, der als Schalt- oder Analogsignal ausgegeben werden kann.


Zu den häufigsten Aufgaben von Infrarotsensoren gehört die Ermittlung der Oberflächentemperatur von schwer zugänglichen oder sich bewegenden Objekten, insbesondere wenn diese über eine hohe Wärmeabstrahlung verfügen. Die potenziellen Einsatzfelder von Infrarotsensoren sind daher äußerst breitgefächert, etwa in Schmieden, Walzwerken oder allgemein in stahlverarbeitenden Betrieben.


Dieses White Paper vermittelt einige wesentliche Grundlagen zur berührungslosen Temperaturmessung mittels Infrarottechnologie und stellt in diesem Zusammenhang einige konkrete Lösungen aus dem reichhaltigen Portfolio an Infrarotsensoren von ipf electronic vor.