Oberflächentemperaturmessung.

Warum bei vielen Anwendungen der Kontaktfühler dem Infrarotsensor überlegen ist.

Die exakte Messung von Oberflächentemperaturen gilt als eine der schwierigsten Disziplinen im Bereich der Temperaturmessung. Was sich für den Laien zunächst als ganz einfache Aufgabe darstellt – weil zunehmend und geradezu inflationär viele billige Infrarotthermometer im Markt angeboten werden – stellt sich in der Praxis oft problematisch dar.

Selbst billige Infrarotthermometer sind heute mit Laserpointern ausgestattet und gaukeln dem Anwender eine exakte und punktgenaue Messung vor. Diese Produkte sind aber in aller Regel nur für wenige Anwendungen – meist für den Food-Bereich – geeignet. In technischen Anwendungen, hauptsächlich in der Schwermetallindustrie bei der Messung von Kugellagern oder bei der Messung von polierten Oberflächen (Aluminium), aber auch in der Lebensmitteltechnik, zum Beispiel im Verpackungsbereich, scheitert eine verlässliche Messung bereits häufig am fest eingestellten Emissionsfaktor. Der Emissionsfaktor eines Materials beeinflusst aber maßgeblich das Messergebnis. So hat ein verzinktes Blech eines neuen Lüftungskanals einen Emissionsfaktor von 0.05, Edelstahl 0.45 und oxydiertes Kupfer ca. 0.7. Infrarotthermometer für Food-Anwendungen sind aber meistens auf einen Emissionsfaktor von 0.95 eingestellt. Und selbst bei Geräten mit einstellbarem Emissionsfaktor muss der genaue Faktor vorher mit einer entsprechenden berührenden Vergleichsmessung ermittelt werden. Die Vergleichsmessung erfolg mit einem Oberflächenfühler (Kontaktfühler), der die genaue Temperatur anzeigt. Durch Einstellen des Emissionswertes am Infrarotgerät kann dieses Gerät nun der exakten Temperatur angeglichen werden. Gerade bei metallischen Oberflächen kommt es aber dabei auch auf die Oberflächenstruktur, das Anlaufverhalten und den Oxydationsgrad des Materials an. Weitere Einflüsse sind die Umgebungstemperaturen. Bei zu schnellen Temperaturwechseln kann es zum Thermoschock kommen, der vorübergehend ein falsches Messergebnis erzeugt. Ein Thermoschock entsteht, wenn das Gerät nicht temperaturkompensiert ist und großen Temperaturschwankungen ausgesetzt wird.

Die beste Lösung bieten sogenannte Thermoelement-Oberflächentemperaturfühler. Sie eignen sich hervorragend zur Oberflächen-Temperaturmessung in industriellen Anwendungen. Denn sie bestehen aus extrem dünnen Thermoelementbändern, die sich der Materialoberfläche anpassen. Damit ist ein optimaler Wärmeübergang gewährleistet, der ohne große Kenntnisse eine sekundenschnelle Messung, unabhängig von den Materialeigenschaften, gewährleistet. Diese Fühler werden für Handmessgeräte in verschiedenen Bauformen – mit und ohne Handgriff, in gerader oder abgewinkelter Form – für unterschiedlichste Temperaturbereiche bis 800°C angeboten. Die Ansprechgeschwindigkeiten (t99) bewegen sich zwischen 0,5 und 3 Sekunden. Für spezielle Applikationen werden auch magnethaftende Oberflächenfühler angeboten. Für Walzen und rotierende Oberflächen bis 500 m/min. können die Fühler auch mit Rollen angeboten werden. Die Messgeräte können dabei auch Werte von 2 Fühlern gleichzeitig anzeigen und aufzeichnen.

Fazit: Bei stichprobenartigen Messungen oder wenn lediglich eine Temperaturtendenz festgestellt werden soll, ist der Einsatz eines Infrarotmessgerätes ausreichend. Wenn aber sichere, stabile und zuverlässige Messungen gefordert sind, ist es sinnvoll, auf ein Kontaktfühler-Messgerät mit Thermoelement-Oberflächentemperaturfühler zurückzugreifen.