Ofenanwendungen

Berührungslose Temperaturmessung zur Optimierung der Ofenregelung

Applikation Ofenanwendungen

In dem heutigen internationalen Wettbewerb ist auch ein Hersteller von grobkeramischen Erzeugnissen oder Feuerfestmaterialien gezwungen, sich permanent mit der Reduzierung der Produktionskosten und der Steigerung

der Effizienz der Produktionsanlage zu befassen.

Sinnvoll ist es, an den Stellen anzusetzen, an denen die größten Einsparungen möglich sind, nämlich an den

kostenintensivsten Produktionsparametern wie Ausschuss und Brennstoffverbrauch.

Maßgeblichen Einfluss auf die Ausschussrate und den Brennstoffverbrauch hat die Temperaturkurve des Ofens. Für eine optimale Ofenregelung sind genaue Messgeräte erforderlich, die direkt die Materialtemperatur erfassen.

Vorteile der berührungslosen Temperaturmessung

Mehr und mehr werden daher nicht nur neue, sondern auch bestehende Anlagen mit Pyrometern ausgerüstet. Pyrometer ermitteln aus der Infrarot-Strahlung eines Objektes die Temperatur und erfassen daher im Unterschied zu Thermoelementen aus der Distanz direkt die Oberflächentemperatur des Materials und damit den für den Regelprozess entscheidenden Produktionsparameter. Die mit Thermoelementen nahe der Ofenwandung erfasste Lufttemperatur

kann sich erheblich von der Besatztemperatur unterscheiden. Zudem ist die Lufttemperatur von der Besatzhöhe und den Luftströmungen im Ofen abhängig.

Thermoelemente reagieren sehr träge auf Temperaturschwankungen, dagegen erkennen Pyrometer Änderungen in Sekunden. Das Pyrometer erkennt sofort die Schubvorgänge und regelt unverzüglich nach. Die optimale Brennkurve lässt sich wesentlich exakter einhalten und damit der Brennstoffverbrauch deutlich senken. Besonders ungünstig für eine optimale Ofenregelung wirken sich physikalisch bedingte Drifterscheinungen der Thermoelemente aus. Die schleichende Fehlmessung wird letztendlich erst erkannt, wenn die produzierte Ware am Ende des Brennprozesses Mängel aufweist. Somit kann erst sehr spät eingegriffen werden, wenn es bereits zur Produktion von Ausschuss gekommen ist. Da Pyrometer keiner Drift unterliegen, wird driftbezogener Ausschuss vermieden. Darüber hinaus ist das pyrometrische

Messverfahren verschleißfrei, so dass keine Folgekosten entstehen.

Da zudem die Anschaffungskosten für eine pyrometrische Messeinrichtung mittlerweile kaum über denen der Thermoelemente liegen, ist im Zuge der Modernisierung der Ofensteuerung zur Reduzierung von Produktionskosten eine Umstellung auf Pyrometer sinnvoll.

Das Edelstahlgehäuse mit lediglich Ø 30 x 210 mm beinhaltet bereits die komplette Optik und Elektronik. Auf dem integrierten Display wird unmittelbar vor Ort die Temperatur angezeigt. Das Pyrometer liefert ein lineares Stromsignal 0(4) – 20 mA, so dass es an handelsübliche Anzeigen, Regler oder Steuerungen angeschlossen werden

kann. Abgerundet wird das Messsystem durch eine für Ofenanwendungen konzipierte Armaturenkombination, bestehend aus Wärmefalle, Bajonettverschluss mit Sichtfenster, Freiblaseinrichtung, Sichtrohr und Montageflansch.

Einzige Schwachstelle herkömmlicher Spektral-Pyrometer ist ein Verschmutzen der Optik, da dies zu einer Signalminderung führt. Daher werden in der PK-Serie auch Quotienten-Pyrometer angeboten. Durch das Quotienten-Messverfahren reagiert das Gerät wesentlich unempfindlicher auf Verschmutzungen. Zudem sorgt eine integrierte Verschmutzungsüberwachung dafür, dass im Bedarfsfall der Bediener im Störfall unmittelbar auf ein Problem hingewiesen wird. Dies sorgt für einen dauerhaft sicheren Betrieb.

Mobiles Messgerät

Für schnelle Kontrollmessungen werden die tragbaren Pyrometer der Serie CellaPort PT eingesetzt. Die Geräte

verfügen über eine sehr scharf abbildende fokussierbare Durchblick-Optik. Die Messfleckmarkierung

im Sucher kennzeichnet den wahren Messfleck des Pyrometers und ermöglicht dadurch ein exaktes Anvisieren

des Messpunktes durch die Ofenöffnung hindurch.

Die ATD-Funktion macht die Bedienung denkbar einfach, da zur Messung nur noch das heiße Messobjekt anvisiert werden muss. Die Messwerterfassung startet automatisch. Nach 3 Sekunden signalisiert ein akustisches Signal das Ende der Messung. Eine patentierte Ampelanzeige im Durchblick- Visier unterstützt zudem das Erkennen der heißesten Stelle.

Das zum Lieferumfang des CellaPort gehörige PC-Anschlusskabel und die Analysesoftware CellaView bieten die Möglichkeit, Temperatur-/ Zeitverläufe auch über einen längeren Zeitraum aufzunehmen und auszuwerten.

Zusammenfassung

Für die Temperatur in Brennöfen werden anstelle von Thermoelementen heutzutage moderne Pyrometer eingesetzt, die betriebssicher über viele Jahre messen, keine Folgekosten verursachen, den Ausschuss vermindern und den Brennstoffverbrauch verringern. Neben den stationären Messsystemen der PK-Serie wird für schnelle Kontrollmessungen das tragbare Pyrometer CellaPort PT eingesetzt. Nur wer kontinuierlich in neue, verbesserte und kostensparende

Technologien investiert, wird langfristig wettbewerbsfähig bleiben.