{"id":2601,"date":"2021-02-01T10:45:20","date_gmt":"2021-02-01T10:45:20","guid":{"rendered":"https:\/\/vea.it\/?p=2601"},"modified":"2023-08-28T14:04:58","modified_gmt":"2023-08-28T14:04:58","slug":"metrotronica-temperatura","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/vea.it\/de\/metrotronic-temperature\/","title":{"rendered":"METROTRONICS-Hinweise: Temperatur"},"content":{"rendered":"

Die Messtechnik verl\u00e4sst das Labor und h\u00e4lt Einzug in die Fabrik<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Mit diesem Artikel m\u00f6chte ich mich mit einem der Aspekte befassen, der die Messungen an der Produktionslinie am meisten beeinflusst.<\/p>\n\n\n\n

Ich werde eine kurze Zusammenfassung f\u00fcr diejenigen geben, die den vorherigen Artikel nicht gelesen haben.<\/p>\n\n\n\n

Im produzierenden Gewerbe, insbesondere im Automobilbereich, ist die Nachfrage nach Messungen direkt an der Produktionslinie deutlich gestiegen.<\/p>\n\n\n\n

Daher muss sichergestellt werden, dass alle Produkte mit den Spezifikationen \u00fcbereinstimmen, so dass statistische Stichprobenkontrollen im Labor nicht ausreichen.<\/p>\n\n\n\n

Die Notwendigkeit, aus dem Labor herauszukommen, beinhaltet eine Reihe von nicht gleichg\u00fcltigen Aktivit\u00e4ten, alles, was in den Bereich der Anpassung von messtechnischen Instrumenten f\u00e4llt, damit sie direkt und effektiv in einer industriellen Produktionsumgebung arbeiten k\u00f6nnen, wurde mit dem Begriff \"Metrotronik<\/strong>\", ein Wort zusammengesetzt aus metro(logy)<\/strong> e (mecha)tronisch<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Unter den verschiedenen Aspekten der automatischen Messung in einer unkontrollierten Umgebung hebe ich nun den thermischen Aspekt hervor.<\/p>\n\n\n\n

Die Temperatur ist definitiv einer der am meisten kontrollierten Parameter in einer Laborumgebung, insbesondere wenn L\u00e4ngenmessungen durchgef\u00fchrt werden.<\/p>\n\n\n\n

\u00dcblicherweise wird in vielen messtechnischen Labors die Temperatur innerhalb einer Toleranz von \u00b1 1\u00b0 gehalten.<\/p>\n\n\n\n

Um einen greifbaren Anhaltspunkt f\u00fcr die durch diese Toleranz erzeugte Unsicherheit zu haben, weise ich darauf hin, dass sich ein Aluminiumblock von 42 mm f\u00fcr jedes Grad Celsius um etwa 1\u00b5m ausdehnt.<\/p>\n\n\n\n

In einer Produktionsumgebung, in der die Temperatur zwischen 15 und 35 Grad schwanken kann, werden die Auswirkungen dieser Unsicherheit verzehnfacht.<\/p>\n\n\n\n

Aus diesem Grund muss man, um im Labor ein St\u00fcck von einigen Kilo aus der Produktion zu messen, mehr als eine Stunde warten, bis es sich stabilisiert hat (siehe Tabelle Abb.1 - Stabilisierungszeit - mm).<\/p>\n\n\n\n

In der Produktionslinie besteht die g\u00e4ngigste Praxis zur Verringerung dieser Unsicherheit jedoch darin, die Ger\u00e4te mit Referenzproben in Zeitabst\u00e4nden zu kalibrieren, die der zu ermittelnden Unsicherheit angemessen sind, in der Regel mindestens einmal pro Tag.<\/p>\n\n\n\n

Es wird davon ausgegangen, dass die Ausdehnung der Referenzprobe und des gemessenen St\u00fccks gleich sind und die Kalibrierung, oder vielleicht ist es in diesem Fall besser zu sagen, der Nullabgleich des Ger\u00e4ts, die Kompensation der Umgebungstemperatur erm\u00f6glicht.<\/p>\n\n\n\n

Eines der Probleme bei dieser Praxis ist, dass die Referenzproben oft nicht aus demselben Material wie die gemessene Probe bestehen, so dass sie unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten haben, was sich negativ auf die Unsicherheit auswirkt.<\/p>\n\n\n\n

Es gibt auch temperaturkompensierte Messsysteme oder, einfacher ausgedr\u00fcckt, Tabellen, die den Messwert unter Ber\u00fccksichtigung der von einem Thermometer gemessenen Umgebungstemperatur umrechnen.<\/p>\n\n\n\n

Hier befinden wir uns noch im Bereich der Stichprobenmessungen, die jedoch in einer Produktionsumgebung durchgef\u00fchrt werden. Dieses Verfahren ist vielleicht aus formaler Sicht nicht korrekt, wird aber dennoch h\u00e4ufig verwendet, vor allem von Unternehmen, die kein temperaturkontrolliertes Labor haben, aber auch von Unternehmen, die ein solches haben und dieses Verfahren f\u00fcr h\u00e4ufigere Kontrollen verwenden.<\/p>\n\n\n\n

Kommen wir nun zu den automatischen Messsystemen. Ob Sie nun LVDT (Linear Variable Displacement Transducer) Messtaster, optische Ma\u00dfst\u00e4be, optische Bildverarbeitungssysteme, Laser oder andere verwenden, das Prinzip \u00e4ndert sich nicht, die Temperatur bewirkt eine Ausdehnung des gemessenen Teils mit allem, was dies mit sich bringt. Einige dieser Ger\u00e4te erm\u00f6glichen die Kompensation der Temperatur, in der Regel der Umgebungstemperatur, seltener der des analysierten St\u00fccks.<\/p>\n\n\n\n

Die Messung der Temperatur des Werkst\u00fccks scheint die logischste Ma\u00dfnahme zu sein, aber in der Praxis erlaubt die Geschwindigkeit, mit der die Messungen normalerweise von diesen automatischen Systemen durchgef\u00fchrt werden, kein zuverl\u00e4ssiges Ablesen der Temperatur.<\/p>\n\n\n\n

In der Tat sind ber\u00fchrende Thermosonden wie Thermoelemente oder Pt100 aufgrund der thermischen Tr\u00e4gheit der Materialien, aus denen sie bestehen, sehr langsam. Andererseits sind Infrarot-W\u00e4rmesonden (Pyrometer), insbesondere bei Metallen, durch das Problem des Emissionsgrades beeintr\u00e4chtigt, was sich auf ihre Genauigkeit auswirkt.<\/p>\n\n\n\n

Au\u00dferdem messen Sie unabh\u00e4ngig vom verwendeten Messtastertyp nur die \u00e4u\u00dfere Oberfl\u00e4che des Teils, und in der Metrotronik ist dieses Wissen nicht immer ausreichend.<\/p>\n\n\n\n

Die online gemessenen St\u00fccke stammen oft von Prozessen, die die Temperatur erh\u00f6hen, seltener von Prozessen, die sie senken. Selbst bei vermeintlich stabilen Bedingungen, d. h. bei St\u00fccken, die aus Lagern oder Prozessen stammen, die den thermischen Aspekt nicht beeinflussen, ist es oft normal, Unterschiede von einigen Grad in Bezug auf die Umgebungstemperatur festzustellen.<\/p>\n\n\n\n

Unter diesen Umst\u00e4nden ist es leicht m\u00f6glich, dass die durchschnittliche Temperatur des Werkst\u00fccks nicht mit der Temperatur seiner Oberfl\u00e4che \u00fcbereinstimmt, geschweige denn mit der Umgebungstemperatur.<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr eine korrekte Messung ist jedoch die Kenntnis der durchschnittlichen Temperatur des Teils erforderlich, insbesondere wenn die geforderte Genauigkeit weniger als ein Tausendstel der Messung betr\u00e4gt.<\/p>\n\n\n\n

Es gibt wahrscheinlich verschiedene L\u00f6sungen f\u00fcr diese Probleme, aber wir haben das Problem untersucht, indem wir uns auf zwei Aspekte konzentriert haben.<\/p>\n\n\n\n

Die erste besteht darin, eine ausreichend schnelle und wiederholbare IR-Sonde zu realisieren, die, ausgehend von der Morphologie des Werkst\u00fccks, das Problem des Emissionsgrades effektiver kompensiert als der klassische Kompensationsparameter RTC (Reflected Temperature Compensation).<\/p>\n\n\n\n

Die zweite ist die Anwendung einer Methode, um die durchschnittliche Temperatur eines Objekts zu kennen, das sich z. B. abk\u00fchlt. Um dieses Ziel zu erreichen, hilft uns die Tatsache, dass die in der Produktionsumgebung gemessenen Teile normalerweise immer die gleichen sind und wir ihre Eigenschaften kennen.<\/p>\n\n\n\n

Wenn man als Ausgangsdaten einige Charakteristika des Teils wie Volumen, Morphologie und Material hat, ist es m\u00f6glich, einige thermodynamische Parameter wie HTC (Heat Transfer Coefficient) und Biot-Zahl zu bestimmen.<\/p>\n\n\n\n

Von hier aus l\u00e4sst sich durch Messung der Oberfl\u00e4chentemperatur zu verschiedenen Zeitpunkten in der Produktionslinie die durchschnittliche Temperatur mit Hilfe thermodynamischer Formeln absch\u00e4tzen. Die Anwendung des Fourier'schen Gesetzes f\u00fcr die Leitungsstr\u00f6mung im Festk\u00f6rper an der Oberfl\u00e4che und des Newton'schen Abk\u00fchlungsgesetzes f\u00fcr den konvektiven Verlust an der Oberfl\u00e4che, erlauben es, bereits diskrete Ergebnisse zu erhalten; komplexere Formeln erlauben eine bessere Zuverl\u00e4ssigkeit.<\/p>\n\n\n\n

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Prototyp des schnellen Temperatursensors HCE-TMP-02<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Das Ergebnis dieser beiden Untersuchungen sind die neuen, besonders kompakten Thermosensoren der Serie HCE-TMP, die speziell f\u00fcr die thermische Kompensation von Messsystemen in der Produktion ausgelegt sind.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Die Messtechnik verl\u00e4sst das Labor und betritt die Fabrik In diesem Artikel werde ich einen der Aspekte untersuchen, der die Messungen in der Produktionslinie am meisten beeinflusst. Hier ist eine kurze Zusammenfassung f\u00fcr diejenigen, die den vorherigen Artikel nicht gelesen haben. Im produzierenden Gewerbe, insbesondere in der Automobilbranche, ist der Bedarf an Messungen an der Produktionslinie deutlich gestiegen.<\/p>\n

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