Bild 1: Verzunderungen ändern die Strahlungseigenschaften eines Blocks
erheblich
kunden wird die Temperatur
erfasst, der Regelung
als Istwert
zur Leistungseinbringung
zugeführt
und Blöcke mit Temperaturen
außerhalb
der Toleranz aussortiert.
Eine der größten Schwierigkeiten
bei der optischen Temperaturmessung
in Schmiedeprozessen
ist die Verzunderung
und
Oxidation der Oberfläche
(Bild 1). In vielen Schmiedeprozessen
wird inzwischen auf Schutzgas
verzichtet.
Somit entstehen im
Laufe der Erwärmung größere Partikel an Zunder auf der Oberfläche.
Der Emissionsgrad,
sprich die Strahlungsfähigkeit
des
Schmiedeblocks,
verändert
sich dadurch extrem. Beispielsweise
variiert bei einer wahren Objekttemperatur
von 1.200 °C
der Messwert
bei einer Emissionsgradänderung
zwischen
zirka 40 Prozent
für die saubere
Oberfläche
und 80 Prozent bei
Zunder um 130 °C.
MESSVERFAHREN
Bei der Auswahl
der Infrarot
Thermometer kann zwischen
zwei Messverfahren
ausgewählt
werden. Spektral
Pyrometer
erfassen die Infrarot
Strahlung
bei einer Wellenlänge.
Quotienten
Pyrometer
messen die Strahlung
bei zwei Wellenlängen
AUS DER PRAXIS
Bild 2: Spektral-Pyrometer messen bei einer Wellenlänge die Strahlung (TS), ein
Quotienten-Pyrometer ermittelt aus dem Verhältnis der Strahldichte aus zwei
Wellenlängenbereichen die Temperatur (TQ).
und ermitteln
aus dem Verhältnis
der beiden Strahlungsintensitäten
die Temperatur
(Bild 2). Die Auswahl
hängt von der
angestrebten
Messgenauigkeit,
der gewünschten Flexibilität
des Geräts und der Bedienerfreundlichkeit
ab.
Aus Kostengründen
werden häufig Spektral-Pyrometer
eingesetzt.
Bei den Geräten kann aufgrund
der Oberflächeneffekte
die gemessene
Temperatur
stark schwanken.
Um den Messwert
zu glätten, wird daher im Pyrometer
oder in der Steuerung
der Mittelwert
gebildet. Der so ermittelte
Anzeigewert
weicht
jedoch von der wahren Blocktemperatur
ab. Die Schwankungsbreite
ist dabei vom Verschmutzungsgrad
der Oberfläche
des
Werkstücks
abhängig. Auch wird als weitere Variante
zur Eliminierung
der Oberflächeneinflüsse
der Spitzenwertspeicher
im
Spektral-Pyrometer
aktiviert,
um innerhalb
der Messperiode
den Maximalwert
zu ermitteln.
Aufgrund
des höheren Emissionsgrads
der verzunderten
Oberfläche
kann das Pyrometer
einen höheren Messwert
anzeigen als an der zunderfreien
Stelle. Die eigentliche
Temperatur
liegt jedoch niedriger.
Daher
entspricht
der Spitzenwert
nicht zwingend der Blocktemperatur
an der sauberen
Oberfläche.
massivUMFORMUNG | SEPTEMBER 2019 37