- Temperatuursensoren op basis van toepassingsgebied
- Meettechniek
Meettechniek
Dunne-filmconstructie
ifm gebruikt een hoogwaardige constructiemethode. Het RTD-element wordt eerst verbonden met een dunne, geleidende folie. Die verlaagt de thermische massa van de aansluitkabels. Daarna wordt de geleidende folie en het RTD-element op een speciale montagedrager aangebracht. De drager brengt het RTD-element exact in positie en drukt het met een constante kracht tegen de binnenste mantelwand van de staaf. Daardoor bestaat een direct, constant en gecontroleerd contact tussen het RTD-element en de mantel, waardoor de thermische massa die het RTD-element van het procesmedium scheidt, wordt geminimaliseerd. Het resultaat is een snelle en reproduceerbare reactietijd!
Bij conventionele weerstandsthermometers en temperatuurmeetapparaten is het meetelement in de punt van de mantelbuis gegoten. De gietmassa fungeert als een isolatie-element die de warmteoverdracht naar het RTD-element vertraagt. Gewoonlijk vindt de plaatsing van het RTD-element niet gecontroleerd plaats, maar wordt het element enkel aan de aansluitkabels in de ommanteling aangebracht en verlijmd. Beide factoren hebben een slechte reproduceerbaarheid en reactietijd tot gevolg.
Tot de ifm-apparaten met dunne-filmconstructie behoren de productfamilies TN, TR, TA, TK, TV, TT en TM.
Metaalcomposietpunt
Bij deze ifm-constructie wordt een revolutionair proces toegepast, waarbij het RTD-element rechtstreeks aan de van koper voorziene binnenwand van de staafpunt op metallische wijze wordt verbonden. Dat resulteert in een zeer geringe thermische massa en zodoende een optimale warmteoverdracht. Bij de metaalcomposiettechnologie worden alle polymeerdeeltjes verwijderd, zodat de sensor ook bij hogere temperaturen kan worden toegepast. Bovendien biedt deze composietpunt-constructie - in vergelijking met onze reeds zeer snelle dunne-filmconstructie - twee keer zo snelle reactiesnelheden.
De afbeelding hieronder toont de reactietijden van de dunne-film- en de metaalcomposietconstructie in een direct vergelijk.
De metaalcomposietconstructie is bij uitstek geschikt voor:
- UHT-pasteurisatieprocessen (Ultra High Temperature)
- HTST-pasteurisatieprocessen (High Temperature Short Time)
- SIP-metingen (Sterilization-in-Place)
- Continue processen die een hoge reactiesnelheid en een exacte temperatuurmeting vereisen
De ifm-sensoren uit de TA2-familie voor levensmiddelen- en hygiënische applicaties beschikken over een metaalcomposietpunt.
Sensor met zelfbewaking op basis van twee elementen
De sensoren uit de TCC-familie beschikken over twee sensorelementen, die zichzelf controleren en bij een signaaldrift een overeenkomstige waarschuwing uitgeven. De weerstand van het PTC-element (Positive Temperature Coefficient) neemt toe naarmate de temperatuur stijgt. De weerstand van het NTC-element (Negative Temperature Coefficient) daalt naarmate de temperatuur stijgt.
Omdat PTC- en NTC-element tegenovergesteld reageren op temperatuurveranderingen, meet de microprocessor het verschil tussen de beide en waarschuwt de gebruiker bij een afnemende nauwkeurigheid.
Contactloze infraroodtechniek
Infrarood-temperatuurmeetapparaten, soms ook pyrometers genoemd, registreren de hoeveelheid infraroodstraling (IR) die een object uitstraalt. Daarbij wordt de infraroodstraling door een lens op een detector gereflecteerd, die de energie omzet in een elektronisch signaal. Deze technologie maakt contactloze temperatuurmetingen mogelijk.
Alle objecten met een temperatuur van meer dan -273°C (0 K) stralen een bepaalde hoeveelheid infraroodenergie uit. Het vermogen van het object om deze energie uit te stralen, wordt de emissiviteit (ε) genoemd. Veel factoren, waaronder materiaal en oppervlaktekwaliteit zijn van invloed op de emissiviteit van het object. Gepolijst metaal bezit bijv. een veel lagere emissie dan hetzelfde metaal met een ruw oppervlak. Informatie over de emissiviteit kan worden geraadpleegd op internet en in vakliteratuur enz., maar in de praktijk kunnen de waarden variëren vanwege objectomgeving, vorm en andere factoren. De volgende tabel toont een aantal voorbeelden:
Emissiviteit ε
| Materiaal | [%] | Materiaal | [%] |
|---|---|---|---|
| Zwart voorwerp | 100 | Glas | 85...95 |
| Grafiet | 98 | IJzeroxide | 85...89 |
| Huid, menselijk | 98 | Emaille | 84...88 |
| Oven | 96 | Gips | 80...90 |
| Bitumen (asfaltpapier) | 96 | Hout | 80...90 |
| Water | 92...98 | Textiel | 75...88 |
| Asfalt | 90...98 | Radiatoren | 80...85 |
| Kookplaat | 95 | Koper, geoxideerd | 78 |
| Marmer | 94 | Chamotte | 75 |
| Rubber, zwart | 94 | Aluminiumoxide | 76 |
| Baksteen | 93...96 | Leer | 75...80 |
| Aarde | 92...96 | Klinker, geglazuurd | 75 |
| Kleur en lak, mat | 96 | Papier | 70...94 |
| Verven en lakken, glanzend | 92 | Staal, rood roestend | 69 |
| Pleisterwerk | 91 | Kunststof, ondoorzichtig | 65...95 |
| Zand | 90 | Beton | 55...65 |
| Cement | 90 | Messing, geoxideerd | 56...64 |
| Brood in de oven | 88 | Staal, roestvast | 45 |
IR-pyrometers zijn uitstekend geschikt voor:
- het controleren op de aanwezigheid van zeer hete objecten (tot 2500 °C)
- de temperatuurmeting van soortgelijke objecten (voor exacte meting is de emissiefactor noodzakelijk)
- Industrietakken zoals asfaltproductie, staalfabrieken, glasfabrieken enz.
ifm biedt de infrarood-temperatuursensoren aan in de TW-serie.