Nederlandse Vereniging van Gieterijtechnici (NVvGT) Temperaturmessung in Gießereien

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Meta Adler
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1 Nederlandse Vereniging van Gieterijtechnici (NVvGT) Temperaturmessung in Gießereien

2 AGENDA 1 Einführung 2 Temperaturmesssysteme in Gießereien 3 Messprinzipien Thermoelektrisch, Pyrometrisch 4 Bestandteile eines Thermoelektrischen Messsystems, Beispiele 5 Thermische Analyse 6 Optische Messung Prinzipien, Anwendungsbeispiele 2 Nederlandse Vereniging van Gieterijtechnici (NVvGT) 2014

3 Einführung Die genaue Kontrolle und Steuerung der Temperatur von Metallschmelzen ist Voraussetzung zur Sicherstellung einer qualitätsgesicherten und effizienten Produktion im Gießereibetrieb Auch unter dem Aspekt der Ressourceneffizienz ist heutzutage die Einhaltung von engen Toleranzen bei der Temperaturführung zwingend gefordert Eine präzise Temperaturführung im Gießereibetrieb erfordert ein gleichermaßen präzises wie auch robustes Messwerkzeug, dass den extremen Anforderungen standhält Gleichzeit werden kosteneffiziente Messtechniken gefordert die einfach zu handhaben sind 3

4 Temperaturmesssysteme In Gießereien kommen zur Temperatursteuerung im Wesentlichen zwei Messprinzipien zum Einsatz: Optisch + Thermoelektrisch Optisch Pyrometer ohne direkten Schmelzenkontakt Glasfasertechnik mit direktem Schmelzenkontakt Thermoelektrisch Mantelthermolemente -> Dauertemperaturmessung Einweg Tauchthermolelemente Mehrfach Tauchtermolemente 4

Die Temperaturmessung in Metallschmelzen Messprinzipien Thermoelektrisch Pyrometrisch Die thermolektrische Messung basiert auf dem Seebeck Effekt (1821) Optische Messung gib es seit der Kupferzeit (6.

5 Die Temperaturmessung in Metallschmelzen Messprinzipien Thermoelektrisch Pyrometrisch Die thermolektrische Messung basiert auf dem Seebeck Effekt (1821) Optische Messung gib es seit der Kupferzeit (6.000 v.chr.) 1885 Einführung des Platin/PlatinRhodium Thermoelementes durch Henri Le Chatellier Das erste Industrie-taugliche Pyrometer wurde vom William Chandler Roberts-Austen in 1880 entwickelt Standardisiert nach DIN , IEC 584 Teil 1 und DIN Die beiden messen die Zeit, wir die Intensität Prinzipieller Aufbau 5

Messprinzipien Thermoelektrisch Das Thermoelement erzeugt eine Spannung an der Messstelle (mv) die wir in Temperatur ( C) umrechnen Die Messlanze sorgt dafür, dass das Signal von der Messsonde

6 Messprinzipien Thermoelektrisch Das Thermoelement erzeugt eine Spannung an der Messstelle (mv) die wir in Temperatur ( C) umrechnen Die Messlanze sorgt dafür, dass das Signal von der Messsonde abgegriffen und weitergeleitet wird. Die Leitung (Ausgleichsleitung) überträgt das Messsignal zum Messgerät in dem die Auswertung und der Abgleich stattfindet. Die Messgenauigkeit liegt in der Regel bei ± 2 C, in speziellen Fällen max. 1 C Pyrometrisch Die direkte Optische Messung beschränkt sich auf Messstellen bei denen die Oxyd-Haut oder Schlacke nicht anwesend ist. Dies kann ein Gieß-Strahl sein. Bei der Glasfaser Messung wird eine Glasfaser in die Schmelze hinein geführt. Dies kann entweder mit einem Hilfsmittel oder mit einem inerten Gas stattfinden. 6

7 Thermoelektrisch Mantelthermoelement Thermoelement in einem Schutzrohr aus Keramik und/oder Metall Tauchtemperaturmessung Vorteile Dauermessung Nachteile Träge Messung 7

Tauchtemperaturmessung Vorteile: Hohe Genauigkeit +/- 2K Kostengünstig Hohe

8 Thermoelektrisch Einweg Tauchthermoelement Aufbau Messkopf mit Pt/PtRh Thermoelement Mit und ohne Spritzschutz Papprohre von 200 bis 1700 mm Länge Tauchtemperaturmessung Vorteile: Hohe Genauigkeit +/- 2K Kostengünstig Hohe Ansprechzeit Nachteile Spotmessung Handhabung Abfall Zerstörende Qualitäts-Kontrolle 8

9 Thermoelektrisch Messlanze / Ausgleichsleitung / Messgerät Mögliche Mess-Einflüsse Kontaktstücke (Verschleiß/Korrosion) Lanzen-Innenleitung (Thermisch angegriffen) Ausgleichsleitungen (Übergänge, Korrosion) mangelnder Kontakt (Wackel-Kontakt) Induktions Spannungen 9

10 Beispiel Die Temperaturmessung in Metallschmelzen Thermoelektrisch 1586 C 10

11 Thermische Analyse Die Temperaturmessung in Metallschmelzen Thermoelektrisch Bei der Thermischen Analyse verfolgt ein Thermoelement die Abkühlung der Probe 11 Genauigkeit des Thermoelementes: 1 K

12 Pyrometrie Die Temperaturmessung in Metallschmelzen Optisch Nahezu idealer Fall 12 Prinzip eines Pyrometers und Spektrum Umgebungseinflüsse

13 Optisch Eine Glasfaser wird im Argon-Gasstrom in die Schmelze eingeführt 13 ε = 1 DynTemp System DynConTemp System Genauigket < 1 K

14 Optisch Eine Glasfaser wird im Argon-Gasstrom in die Schmelze eingeführt Vorteile Sicher, kein Spritzen Spot- und/oder Dauer-Messung Sehr hohe Ansprechzeit Hohe Genauigkeit Nachteile Hohe Anschaffungskosten 14 DynTemp System

15 Vielen Dank! Kontakt Minkon GmbH Heinrich-Hertz-Str D Erkrath Telefon: +49 (0) Telefax: +49 (0)

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