Messtechnische Fehler in der Praxis bei der berührungslosen Temperaturmessung von Albert Book Die berührungslose Temperaturmessung oder auch Pyrometrie genannt wird von vielen Praktikern der Temperaturmessung mit Skepsis betrachtet. Die technischen Daten der Hersteller dokumentieren, dass Pyrometer sehr genaue und präzise Messgeräte sind. Entscheidend ist neben der richtigen Auswahl eines für die Anwendung geeigneten Pyrometers vor allem die Berücksichtigung von Materialeigenschaften und umgebungsbedingten Einflüssen vor Ort. Durch den fachgerechten Einsatz können Messfehler vermieden werden. Im Folgenden werden die häufigsten Fehlerursachen und Möglichkeiten zur Reduzierung erläutert. Emissionsgrad Pyrometer messen die emittierte Wärmestrahlung eines Objektes. Die vom Objekt abgestrahlte Infrarotstrahlung ist von dessen Material- und Oberflächeneigenschaften abhängig. Diese Abstrahleigenschaft wird durch den Emissionsgrad e beschrieben. Zur exakten Temperaturmessung ist der Emissionsgrad am Gerät einzustellen. Ein falsch eingestellter Emissionsgrad kann erhebliche Fehler verursachen. Bild 1 zeigt abhängig von der Wellenlänge die Temperaturabweichung (AT) für drei Messwerte, wenn anstelle eines Emissionsgrades von 90% ein Emissionsgrad von 80% am Gerät eingestellt wird. Mit größeren Messwellenlänge oder steigender Temperatur vergrößert sich diese Fehler. Es sollte deshalb der kürzest mögliche Wellenlängenbereich gewählt werden, der für den gewünschten Messbereich zur Verfügung steht. Bild 1 Messfehler in Abhängigkeit der Wellenlänge und Temperatur bei 10% Abweichung des Emissionsgrads (Eserä, = 0,8 und E^ = 0,9) Gerade bei der Messung von Metalloberflächen mit unbekanntem oder stark schwankendem Emissionsgrad verringert sich durch die Wahl einer kürzeren Messwellenlänge der Messfehler erheblich. Der Emissionsgrad von Metallen nimmt mit kürzeren Wellenlängen zu. Gleichzeitig ist der Fehlereinfluss bei einer Fehleinstellung des Emissionsgrades geringer.

Sie beinhaltet entsprechend der folgenden Formel neben dem Emissionsanteil des Messobjektes einen Anteil Hintergrund- Optimale Bedingungen gelten, wenn das Pyrometer ein freies Blickfeld auf das Objekt besitzt. Befinden sich Medien wie strahlung, bestehend aus Reflexions- und Transmissionsanteil der Umgebungsstrahlung. Staub, Gase, Rauch, Schutzscheiben oder opake Materialien im Strahlengang des Pyrometers, so verursachen diese eine Verringerung der Temperaturstrahlung des Objektes. ΦΣ = Φε + Φτ + Φρ ε = Emissionsgrad der Messoberfläche τ = Transmissionsgrad des Messobjektes ρ = Reflexionsgrad...

somit Geräten für niedrige Messbereiche ein noch höherer Aufwand zur optischen Fehlerkorrektur zu betreiben. Dies macht sich bei kostengünstigeren Pyrometern, die ab Raumtemperatur messen, in der Form negativ bemerkbar, dass der angezeigte Messwert sehr von der gewählten Messentfernung abhängig ist. Ist das Objekt deutlich größer als der Messfleck des Pyrometers und die Fläche auf nahezu gleichem Temperaturniveau, so kann dieser Effekt fast vernachlässigt werden. Ansonsten kann der Fehler durch die Verwendung eines Gerätes mit fokussier- Bild 3 Vermeidung von Messfehlern durch reflektierte Hintergrundstrahlung...