Lettura Temperature - Rilevamento senza contatto

[ROEN]

Ho questo problema: rilevare una temperatura su di un corpo in movimento, per la precisione sulla lamiera di un forno rotativo. Sto cercando sensori idonei a questa applicazione e accetto molto volentieri consigli.....

Grazie per l'aiuto e ciao a tutti.

[andrea.fa]

I dati mi sembrano un po' pochini

In prima battuta penserei ad un banale pirometro ma devi valutare alcune cose come gamma di temperatura, distanza di lettura, temperatura "ambiente" in prossimità del trasduttore, velocità di risposta ecc. ecc.

Andrea

[ROEN]

Scusate, aggiungo altri dati:

temperatura da rilevare: 350 - 550 ° circa;

distanza: 10 cm;

temperatura ambiente: 100 ° circa in meno di quella da rilevare;

uscita sensore: 4-20ma;0-10 v cc; mv0-50.

[Paolo Cattani]

Data la gamma di temperatura non elevata, hai un'ampia scelta fra i costruttori: cito ad esempio la Land Instruments, ma credo che ormai, per quelle temperature, lo facciano un po' tutti.

Piuttosto, fai attenzione alle altre caratteristiche che ti torneranno utili:

-dato l'ambiente caldo e polveroso vicino ai rotativi, scegli un modello con attacco per l'aria compressa che serve per il raffreddamento e tiene lontana la polvere.

-in fonderia la gente è un po' rude: proteggilo con una copertura avvolgente a prova di guerra nucleare. Quando penserai di aver esagerato, raddoppia ancora la resistenza

-ovviamente fai lo stesso per i cavi di silicone, per il calore radiante nel primo tratto usa anche il materassino di fibra ceramica, o il tubo metallico ti "cuoce" anche il cavo all'interno

Ho solo una curiosità: a che serve? Non certo per vedere se ha ceduto qualche refrattario, la zona di visione è troppo ristretta... Forse per dedurre quando il refrattario è diventato troppo sottile?

Ottone, alluminio?

Ricorda anche che i pirometri ottici leggono la temperatura della SUPERFICIE. Ergo, se fra il metallo e il pirometro c'e qualcos'altro che fa da isolante, la temperatura letta è inferiore: esempio, da noi si voleva usarlo per la temperatura dei bacini, ma purtroppo leggeva la temp. della SCORIA e non del metallo fuso = 50 gradi in meno.

[ROEN]

Attualmente la temperatura viene letta da normali termocoppie J poste a circa 20 cm dal corpo rotante del forno. Per dei cedimenti su alcuni cunicoli di circolazione dell'aria calda, si sono create incogruenze tra lettura registrata e qualita' del prodotto: in buona sostanza il prodotto ottenuto è troppo cotto. Tramite un lettore ad infrarossi abbiamo scoperto che le paratie metaliche del cilindro rotante sono molto più calde della temperatura dell'aria circolante nei cunicoli (calore prodotto dalla reazione del prodotto all'interno). Quindi per evitare problemi maggiori, vorremo lavorare sulla temperatura reale del cilindro... spero di essere stato abbastanza chiaro. Grazie per la dritta sulla land, provo subito ad avere notizie.

[dtoso]

In fatti io ho risolto un problema analogo ma con un costruttore di pirometri all'infrarosso meno costoso

in ogni caso e' fattibile.

Ciao.

Davide.

[essea]

Da quel poco che capisco stai parlando di un forno di cottura...

Trovo inutile andare a leggere la temperatura sulla banda.

Se il prodotto ti si brucia o non si cuoce perché, appunto, come dici si è rotto un cunicolo dell'aria, devi intervenire sistemandolo.

In un forno l'aria deve essere ben distribuita. Ultimamente molti si sono messi a fare forni industriali, ma veramente pochi riescono ad avere un buon controllo della temperatura ed un prodotto ottimale.

Ma il tuo forno, mi pare, necessita più di manutenzione che di altro.

Tieni presente una cosa: il calore lo fa l'aria che entra, e quindi la banda non sarà mai alla stessa temperatura dell'aria. Quindi tu devi misurare proprio la temperatura dell'aria ed essere certo che essa sia ben distribuita nella camera di cottura.

Comunque non dici quante zone ha il forno... la sua lunghezza... insomma, sei vago e secondo me anche fuori strada per risolvere il tuo problema.

Spegami un po' meglio la situazione e saprò valutare.

Ciao.

[Paolo Cattani]

Già, anch'io sono finito fuori strada seguendoti... pensavo ad una fonderia per metalli!

Qualche indicazione in più non guasterebbe

[Mario Maggi]

Roen,

se non dici di che materiale si tratta, non conosciamo l'emissivita' infrarossa di quel corpo e quindi i consigli non possono essere dati in modo serio.

Ciao

Mario

[ROEN]

Il forno rotativo in questione serve per la produzione di ossidi di piombo. Premettendo che la risoluzione definitiva del problema (ripristino funzionalità condotti dell'aria) è prevista per la fermata estiva dell'azienda, resta il problema attuale di avere un riferimento più certo possibile dell'andamento dell'impianto. Avendo constatato, con rilevamenti manuali, che la temperatura rilevata sulle lamiere del cilindro rotante da una corrispondenza corretta col tipo di prodotto in uscita, si è stabilito di variare il tipo di rilevamento della temperatura. Per questo mi serve avere notizie su pirometri o quant'altro per questo scopo.

Spero di essere stato più caro. Scusate ancora.

[Mario Maggi]

Caro Roen,

se non dici di che materiale si tratta

E' piu' importante di quanto ti possa sembrare, dato che non hai risposto. C'e' lamiera e lamiera. Ci sono lamiere con emissivita' 0,10 e altre con emissivita' 0,93.

Siccome non e' assolutamente possibile misurare senza contatto la temperatura di un corpo, puoi solo dedurla conoscendo pero' l'emissivita' infrarossa. Se sbagli a impostare l'emissivita', fai una lettura non corretta.

Ciao

Mario

[essea]

Ok, capisco.

Allora punta su rilevatori all'infrarosso, dei quali però non ho alcuna esperienza.

Se trovi un produttore presumo sappia indicarti anche il miglior utilizzo e il tipo di rilevamento in base al materiale in questione.

Buon lavoro.

[Mario Maggi]

Aggiungo:

dato che gli infrarossi viaggiano alla velocita' della luce, non ha molto senso mettere il sensore in zona calda ma, se possibile, e' meglio collocarlo a temperatura ambiente, compatibilmente con le dimensioni dell'area da tenere sotto controllo e dell'eventuale ottica di correzione.

Ciao

Mario

[andrea.fa]

x Mario Maggi

Ci sono lamiere con emissivita' 0,10 e altre con emissivita' 0,93.

Siccome non e' assolutamente possibile misurare senza contatto la temperatura di un corpo, puoi solo dedurla conoscendo pero' l'emissivita' infrarossa

questa tua affermazione mi lascia un po' perplesso....di termometri "senza contatto" ne trovi di vari tipi ma che io sappia nessuno necessita di una imputazione di un dato così tecnico. Mi sbaglio?

ciao

Andrea

[Mario Maggi]

X Andrea.

Ti sbagli.

Ciao

Mario

[Paolo Cattani]

Ma l'emissività non dovrebbe riferirsi alla quantità di calore irradiata, piuttosto che alla sua qualità (o temperatura)?

Voglio dire, quando punto un pirometro ottico su qualcosa, leggo la sua temperatura di colore: se è al calor rosso, la temperatura sarà uguale anche su corpi di natura, emissività, o dimensioni (e quindi potenza irradiata) diverse.

Giusto?

[Mario Maggi]

Caro Paolo,

io non sono un tuttologo e non sono la persona piu' adatta per rispondere.

Ho capito che l'emissione di infrarossi - e anche l'assorbimento da parte di uno strumento di misura - dipendono soprattutto:

- dalla temperatura superficiale del corpo che emette o riceve

- dalla caratteristica di emissivita' riferita ad una specifica frequenza infrarossa

- dalla frequenza infrarossa considerata

e quindi dipende pochissimo dalla distanza alla quale viene fatta la misura.

Non mi riferisco solo a pirometri ma anche a telecamere.

Come per la luce visibile (es.: tungsteno, che per ottenere una certa temperatura di colore richiede di fatto una temperatura maggiore), cosi' avviene per gli infrarossi. La temperatura di colore non e' mai una certezza, se non riferita al corpo nero teorico.

Nel caso degli ossidi di piombo, temo che possano avere uno spettro di emissivita' discontinuo, il che complica le cose e obbliga a fare degli aggiustamenti sulle letture.

Ciao

Mario

[Paolo Cattani]

Mi sono meglio informato ed ho riscontrato che (ovviamente!) Mario ha perfettamente ragione. Evidentemente i pirometri ottici a contrasto davano indicazioni molto più grossolane.

Domanda: qual'è il vantaggio nell'utilizzo dei pirometri IR a doppia banda?

Altra domanda: sull'ultimo numero di NE c'è un pirometro a termopila: é il sistema utilizzato anche nei sistemi di cui abbiamo parlato? (questo perchè non mi spiego la doppia banda, a meno che ci siano dei filtri, e di conseguenza tutto il discorso sull'emissività)

[ETR]

Per la questione pirometri sono molteplici le case su cui poter fare riferimento, dalle internazionali a quelle italiane, che tutto sommato si difendono molto bene. Poi passiamo al tipo di pirometro, allo spettro di misura con il range di temperatura, allo spot di misura e al tipo di sensore (fibra ottica o classico con sensore a bordo). Poi veniamo alla costruzione, con o senza camicia di raffreddamento, raffreddamento ad acqua o ad aria, separazione tramite il processo con barriere d'aria, vetri (specifici ovviamente) ecc....

Dovendo misurare la lamiera del forno rotante, bisognerebbe valutare se come veniva giustamente suggerito ti puoi risparmiare notevoli fastidi portandoti in un ambiente meno caldo, ed avendo a disposizione un buono spot, misurare il cilindro da lontano. Oppure valutando economicamente, veder di piazzarlo in zona con opportuni sistemi di raffreddamento, oppure separare l'elettronica dal sensore tramite fibra ottica.

Questo per sistemi di medio-alto costo. Se ne avessi la possibilità esistono poi dei sensori di piccole dimensioni, anche con camicia raffreddata ad aria (corpo in AISI316) che non più grandi di un prox M12 hanno delle discrete prestazioni con costi contenuti rispetto ai loro fratelli maggiori (intendo maggiori es. prodotti per acciaieria, laminotoi continui ecc...). Esistono poi dei sistemi molto più economici che sono dei rilevatori senza contatto con curva di risposta linearizzata in curva K, ma hanno distanze di misura limitate ad alcuni millimetri (utilizzati nel tessile o nella carta), ma non fanno per te in questo caso.

Ti suggerirei di contattare un paio di case (senza star qua a far pubblicità a nessuno con una rapida ricerca ottineni subito le informazioni) 2 italiane, 1 tedesca (rappresentata benissimo in italia) e come ultima anche quella già citata, ma non ultima per qualità di prodotti si badi bene, ma esclusivamente per i costi.