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Berührungsloser Wirbelstrom-Temperaturschwellwertsensor

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Published/Copyright: May 2, 2013
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HTM Journal of Heat Treatment and Materials
From the journal HTM Journal of Heat Treatment and Materials Volume 59 Issue 2

Kurzfassung

Die berührungslose Temperaturmessung ist bislang im Wesentlichen den Strahlungsmessgeräten vorbehalten. Oft sind die Messstellen jedoch optisch nicht zugänglich. Das hatte bisher zur Folge, dass in solchen Fällen eine berührungslose Temperaturmessung nicht möglich war. Basierend auf der Wirbelstromtechnik und der magnetischen Umwandlung ferromagnetischer Materialien wurde ein neues Temperaturmessverfahren entwickelt, mit dem das Überschreiten einer bestimmten Temperatur erfasst werden kann. Es wurden verschiedene Messmethoden und Messgrößen, wie Impedanzmessungen, Spannungsmessungen an Doppelspulen und Erfassen der Oberwellenanteile der Spulenspannung, untersucht. Die Ergebnisse konnten schließlich erfolgreich in einem Prototypen umgesetzt werden, der auch die Erfassung von Schwelltemperaturen an bewegten Objekten erlaubt. Mögliche Einsatzfelder sind überall dort zu finden, wo eine bestimmte Temperatur nicht überschritten werden darf oder eine bestimmte Temperatur eingehalten werden muss. Der Abstand zwischen dem temperaturbeständigen Wirbelstromsensor und der ferromagnetischen Schicht darf einige Millimeter betragen und ermöglicht somit auch Messungen an bewegten Objekten wie Walzen oder Wellen. Nichtmetallische Medien zwischen Messspule und Sensorschicht haben keinen Einfluss auf die Messung. Dies ist von großem Vorteil, wenn Schmierstoffe, Kühlstoffe oder andere Flüssigkeiten eine Messung mit Pyrometern unmöglich machen.

Abstract

The contactless measurement of temperature is reserved for radiation measurement instruments as the pyrometer. The position to measure is sometimes optically not accessible. So in these cases contactless temperature measurements are not possible. Based on eddy current and the magnetic transformation of ferromagnetic coatings a new method of temperature measurement is developed, which can detect, if a defined temperature is exceeded. Different methods of measuring eddy current like impedance measure-ment, voltage measurement, and harmonic analysis are applied to different coil systems. The results of this research are implemented into a prototype, which allows to measure contactless defined threshold temperatures even at moving objects. Application can be seen where defined threshold temperatures are to be kept. The distance between the temperature resistant eddy current sensor and the ferromagnetic coating can be some millimeters. So even measuring at rotating objects as shafts are possible. There is no influence of non metallic material in the gap. This is of enormous importance, because pyrometer measurement fail if there is as a lubricant or a fluid cooling medium in the optical path.

Dr.-Ing. Heinrich Klümper-Westkamp, geb. 1956, studierte Physik an der TU Darmstadt. Seit 1984 ist er an der Stiftung Institut für Werkstofftechnik tätig und leitet die Arbeitsgruppe “Sensortechnik in der Wärmebehandlung“.

Dipl. Phys. Christian Willeke, geb. 1968, studierte Physik an der TU Braunschweig. Seit 1998 ist er an der Stiftung Institut für Werkstofftechnik in der Abteilung Wärmebehandlung tätig.

Apl. Prof. Dr.-Ing. habil. Franz Hoffmann, geb. 1950, studierte Maschinenbau an der Universität Karlsruhe. Seit 1975 ist er an der Stiftung Institut für Werkstofftechnik in Bremen tätig und leitet dort die Abteilung Wärmebehandlung.

Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Mayr, geb. 1938, ist Professor an der Universität Bremen und Leiter des Fachgebietes Werkstoffwissenschaften im Fachbereich Produktionstechnik. Er ist geschäftsführender Direktor der Stiftung Institut für Werkstofftechnik in Bremen und Leiter der Hauptabteilung Werkstofftechnik.

Literatur

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Erhalten: 2003-11
Online erschienen: 2013-05-02
Erschienen im Druck: 2004-04-01

© 2004, Carl Hanser Verlag, München

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  1. Inhalt/Contents
  2. Inhalt
  3. Kurzfassungen/Summaries
  4. Kurzfassungen
  5. Vorwort
  6. Herrn Professor Dr.-Ing. habil. Johann Grosch zum 65. Geburtstag
  7. Nitrieren
  8. Nitrieren im Spannungsfeld von Theorie und Praxis∗
  9. Wärmebehandlungsverfahren
  10. Steigerung der Härte nichtrostender martensitischer Stähle∗
  11. Steigerung der Gebrauchsdauer von wälzbeanspruchten Bauteilen unter verschmutztem Schmierstoff∗
  12. Der Umgang mit Acetylen und dessen Reaktionsprodukten bei der Niederdruckaufkohlung AvaC∗
  13. Das induktive Randschichthärten mit dem Zweifrequenz-Simultan-Verfahren (SDF-Verfahren)∗
  14. Berührungsloser Wirbelstrom-Temperaturschwellwertsensor
  15. Schädigung von Ofenbauteilen durch mit dem Wärmebehandlungsgut eingeschleppte Fremdstoffe∗
  16. Konzept zur prospektiven Bestimmung gemischter Bauteilchargen anhand von charakterisierenden Eigenschaften∗
  17. Integration von Wärmebehandlungsverfahren in andere industrielle Fertigungen
https://doi.org/10.3139/105.100281

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