TR Optische Einflussgrößen_201609_de
1 / 4Seiten

Optische Einflussgrößen bei der berührungslosen Temperaturmessung von Albert Book basiert auf einem optischen Messverfahren. Dabei haben die optischen Eigenschaften eines Pyrometers einen großen und oft unterschätzten Einfluss auf die Messgenauigkeit. Vielfach werden lediglich die im Daten- Optische Abbildungsfehler Sphärische Aberration (Öffnungsfehler) Lichtstrahlen, die nahe am Rand einer Linse einfallen, werden auf einer anderen Entfernung fokussiert, als mittig einfallende Lichtstrahlen. Die Folge ist ein leicht verschwommenes Bild. blatt spezifizierten Parameter bei der Prüfung Die Sphärische Aberration kann in optischen Systemen, die aus mehreren Linsen bestehen, durch eine geeignete Kombination können durch einfache, falsch ausgewählte mehrerer Linsenoberflächen reduziert werden. oder falsch eingestellte Optiken sehr gravierendere Messfehler entstehen. Der folgende Bericht erläutert die Grundlagen und Auswirkungen von optischen Abbildungsfehlern sowie die Spezifikation der optischen Parameter von Pyrometern. Es wird eine Möglich- Chromatische Aberration (Farblängsfehler) Die Brennweite von Linsen ist von der Wellenlänge abhängig. Licht bzw. Strahlung verschiedener Wellenlängen wird in verschiedenen Punkten fokussiert. Das Bild eines Objektes keit vorgestellt, wie der Anwender selbst die erscheint dann mit farbigen Rändern um das Bild. Die chroma- Qualität der Optik des Pyrometers kontrollie- tische Aberration kann durch den Einsatz von Optiken, die für zwei (Achromat) oder drei (Apochromat) Wellenlängen korrigiert sind, stark reduziert werden (Bild 2). Die Materialien der Linsen werden dabei derart gewählt, dass sich für zwei bzw. drei Wellenlängen die Abbildungsfehler der Linsen gegenseitig kompensieren. Spezifikation der Optik von Pyrometern Zur Spezifikation der Optik wird entweder die Messfleckgröße für eine bestimmte Entfernung oder das Distanzverhältnis, also das Verhältnis von Messabstand zu Messfelddurchmesser, angegeben. Die Messfleckgröße von Pyrometern wird auf einen festgeBild 1 Pyrometer CellaTemp PA mit hochauflösender Präzisionsoptik. legten Prozentsatz der maxim

4,00 Einzellinse nicht farbkorrigiert aus Kronglas Achromat farbkorrigiert für den sichtbaren Bereich Achromat farbkorrigiert für den sichtbaren und infraroten Bereich Wellenlänge [nm] Bild 2 Brennweitenabweichung aufgrund von Farblängsfehler für unkorrigierte und farbkorrigierte Linsen. baren Energie bezogen. 100 % entspricht einem unendlich größe sind deshalb nur vergleichbar, wenn sie sich auf den großen Messobjekt. Die Messfeldgröße wird typisch auf 90, 95 selben Prozentsatz beziehen. Einige Hersteller geben den oder 98 % der maximal empfangbaren Energie bezogen (Bild 3). prozentualen...

Die über die Messfläche empfangene Strahlung wird dann genannt und ist eine mehr oder minder große Fehlerquelle unterschiedlich stark erfasst. Temperaturänderungen im Zentrum bei allen Pyrometern. Die Ursachen sind Abbildungsfehler der wirken sich stärker aus als im Randbereich des Messfeldes. Optik, Streulicht und Reflexion an optischen Komponenten und Gehäuseteilen sowie Beugung durch die Wellennatur des Dies hat insbesondere Auswirkungen auf die Kalibrierung des Lichtes. Der Size-of-Source Effekt wird mit kürzer werdender Pyrometers vor einem „Schwarzen Strahler“. Die Öffnung des...

In Bild 7 sind beispielsweise die Durchmesser der Mess- objekte für 90 % und 95 % der Strahlungsenergie angegeben. Bezogen auf 90 % sind die Unterschiede in den Messfeldgrößen mit Ø 14 mm für die einfache Optik und Ø 10,2 mm für die hochwertige Optik noch relativ klein. Doch bei 95 % (Ø 24 mm bei der einfachen und Ø 11,5 mm bei der hochwertigen Optik) Strahlungsquelle sind die Angaben doch schon sehr unterschiedlich. Um also einen besseren (kleineren) Wert für den Messfelddurchmesser Bild 6 Messaufbau zur Überprüfung der optischen Eigenschaften. angeben zu können, geben einige Hersteller...