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Metas Bundesamt für Metrologie und Akkre

Pyrometrie: Neue Perspektiven durch berührungslose Temperaturmessung

(ots)

Bern-Wabern, 16. August 2005. Mit Pyrometern können die Oberflächentemperaturen von Objekten bestimmt werden, die sich schnell bewegen, unter elektrischer Spannung stehen oder aus anderen Gründen nicht zugänglich sind. Um den steigenden Bedürfnissen nach Kalibrierungen berührungsloser Temperaturmessgeräte nachzukommen, hat das Bundesamt für Metrologie und Akkreditierung (METAS) ein neues Pyrometrielabor aufgebaut. Es deckt den Bereich von -50 °C bis 1000 °C ab.

Pyrometer messen die Oberflächentemperatur von Festkörpern und 
Flüssigkeiten berührungslos. Diese Messtechnik wird bei der 
vorbeugenden Wartung (Schutz vor Überhitzung von Motoren und Lagern 
(Bild 1) sowie elektrischen und elektronischen Bauteilen), bei der 
Überwachung thermischer Systeme und in der Gebäudetechnik 
(Wärmeverluste, Wärmedämmung) angewendet.
Messung der Strahlungsenergie
Die Pyrometrie nutzt die von jedem Gegenstand in Abhängigkeit 
seiner Temperatur abgegebene elektromagnetische Strahlung. Bei 
Temperaturen von -50 °C bis 1000 °C liegen die Wellenlängen dieser 
Wärmestrahlung innerhalb des Infrarotbereichs (1 Mikrometer bis 100 
Mikrometer). Die Detektoren von Infrarot-Pyrometern erfassen vor 
allem die Strahlungsanteile im Wellenlängenbereich von 8 Mikrometer 
bis 14 Mikrometer. Pyrometer wandeln die erfasste Strahlungsenergie 
in Temperaturinformationen um.
Hohlraumstrahler höchster Güte
Im Pyrometrielabor des METAS werden vier Hohlraumstrahler 
betrieben, die nach dem Prinzip der Wärmerohrofen aufgebaut sind 
(Illustration 2, Bild 3). Diese Technik ergibt äusserst homogene 
Temperaturverteilungen über die Strahlerhohlräume. Dadurch ist die 
abgestrahlte elektromagnetische Energie klar definiert und die 
erreichbaren Messunsicherheiten fallen entsprechend gut aus. Damit 
ist METAS in der Lage, Infrarot-Pyrometer und Hohlraumstrahler mit 
höchster Genauigkeit zu kalibrieren. Die vier Strahler des METAS 
sind: • Ammoniak-Wärmerohrofen (NH3) für Temperaturen von -50 °C bis 
50 °C, • Wasser-Wärmerohrofen (H2O) für Temperaturen von 50 °C bis 
270 °C, • Cäsium-Wärmerohrofen (Cs) für Temperaturen von 300 °C bis 
650 °C und • Natrium-Wärmerohrofen (Na) für Temperaturen von 600 °C 
bis 1000 °C.
Die Rückverfolgbarkeit der pyrometrischen Messungen auf die 
Thermometriebasis des METAS ist durch Normal-Widerstandsthermometer 
gegeben, welche die Strahlertemperatur an der konisch zulaufenden 
Hohlraumrückwand berührend messen (Bild 4).
Kasten
Rückverfolgbare Messungen höchster Qualität
Um industrielle Verfahren evaluieren, optimieren und wiederholen 
zu können, müssen die temperaturbestimmenden Parameter bekannt sein 
und die Temperaturen genügend genau erfasst werden. Für Prozesse, 
die im Bereich von -60 °C bis 100 °C ablaufen, ist neben der 
Temperatur auch die Feuchte von grosser Bedeutung. In den Labors für 
Thermometrie, Pyrometrie und Hygrometrie des METAS werden 
Temperatur- und Feuchtemessgeräte in der geforderten Genauigkeit und 
rückverfolgbar auf das Internationale Einheitensystem (SI) 
kalibriert.
Für akkreditierte Labors sind rückverfolgbare Kalibrierungen 
ihrer Referenzmessgeräte eine wesentliche Voraussetzung. Damit 
können diese Stellen die Kalibrierarbeiten für ihre Kunden in der 
erforderlichen Genauigkeit ausführen. In Fällen, wo diese Labors die 
messtechnischen Anforderungen ihrer Kunden nicht erfüllen können, 
kalibriert METAS zudem industrielle Platin-Widerstandsthermometer, 
Thermistoren, Thermoelemente und Flüssigkeits-Glasthermometer sowie 
Sonden für relative Feuchte.
Vermehrt sind die Temperaturen von Objekten zu bestimmen, die aus 
verschiedenen Gründen nicht zugänglich sind. In diesen Fällen kommen 
berührungslose Temperaturmessgeräte (Pyrometer) zum Einsatz, die 
sehr schnell auf Temperaturänderungen reagieren und nicht durch 
Wärmezu- und -ableitung beeinflusst werden.
METAS verfügt über Laboreinrichtungen höchster Güte und wendet 
das international anerkannte Qualitätsmanagement nach ISO/IEC 17025 
an. Aufträge werden bedarfsgerecht abgewickelt und spezielle 
Kundenwünsche berücksichtigt. Die langjährige Erfahrung der METAS- 
Mitarbeitenden, die weltweite Zusammenarbeit mit anderen nationalen 
Metrologieinstituten und die Mitwirkung in internationalen Gremien 
stellen eine umfassende Fach- und Beratungskompetenz in der 
Temperatur- und Feuchtemessung sicher.
Legenden zu Bildern
1: Thermographisches Bild, aufgenommen von einer Infrarot- 
Wärmebildkamera (Bild: www.transmetra.ch).
2: Schematische Darstellung eines Wärmerohrofen-Hohlraumstrahlers. 
(Illustration: METAS)
3: Frontansicht dreier Hohlraumstrahler: Die zu kalibrierenden 
Pyrometer sind auf einer Trägerplatte befestigt, die in allen drei 
Raumrichtungen hoch genau positioniert werden kann. (Bild: METAS)
4: Rückseite eines Hohlraumstrahlers mit eingesetztem Normal-
Widerstandsthermometer. (Bild: METAS)
Weitere Auskünfte: Bundesamt für Metrologie und Akkreditierung 
(METAS), Dr. Anton Steiner, Leiter der Laboratorien für 
Thermometrie, Pyrometrie und Hygrometrie, Lindenweg 50, 3003 Bern- 
Wabern, Tel. 031 32 33 371,  anton.steiner@metas.ch, www.metas.ch.
Bilder und Texte können von www.metas.ch/de/medien 
heruntergeladen werden.

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