Sensytherm® IR-M Berührungsloses Infrarot ... · Spektralfilter, einem Sensor und einer...

Sensytherm® IR-M Berührungsloses Infrarot-Temperaturmesssystem

Bedienungsanleitung 42/10-36 DE Rev. 01

42/10-36 DE Sensytherm IR-M 2

Sensytherm IR-MBerührungsloses Infrarot-Temperaturmesssystem

BedienungsanleitungDruckschrift-Nr. 42/10-36 DE

Ausgabedatum: 12.2001Revision: 01

Hersteller:ABB Automation Products GmbHBorsigstrasse 2

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Inhaltsverzeichnis

Inhalt Seite

1. Technische Daten und Lieferumfang 11.1 Technische Daten 11.1.1. Sensytherm IR-MQ und IR-MF 11.1.2. Sensytherm IR-MS und IR-MN 41.2 Lieferumfang 61.2.1 Optionale Erweiterungen 61.2.2 Zubehör 6

2. Technische Voraussetzungen 72.1 Die Infrarot-Temperaturmessung 72.2 Zweifarb-Infrarot-Thermometer 7

3. Installation 93.1 Positionierung des Meßkopfes 93.1.1 Entfernung und Aufsichtwinkel 93.1.2 Ausrichten des Meßkopfes und Fokussieren 93.1.3 Umgebungstemperatur 103.1.4 Luftreinheit 103.1.5 Elektrische Störungen 103.2 Montage 103.2.1 Montage des Meßkopfes 103.2.2 Meßkopf mit luft- und wassergekühltem Gehäuse 123.2.3 Luftblasvorsatz 123.2.4 Polarisationsfilter 123.2.5 Anschluß von Luft- und Wasserkühlung 133.2.6 Thermoschutzgehäuse 143.2.7 Zubehör zum Thermoschutzgehäuse 153.3 Elektrische Installation 163.3.1 Die Beschaltung des DIN-Verbinders 173.3.2 Stromversorgung 173.3.3 Kabelbeschreibung 173.3.4 Stromausgang 183.3.5 Schaltausgang 183.4 RS-485 183.4.1 Umsetzer für RS-485/RS-232-Interface 18

4. Bedienung 204.1 Manuelle Einstellmöglichkeiten 204.1.1 Sensytherm IR-MQ und IR-MF 204.1.1.1 Einstellungen 204.1.1.2 Umschalten zwischen Einfarb- und Zweifarb-Temperaturmessung 204.1.1.3 Betriebsarten 204.1.1.3a Temp 214.1.1.3b S/E 214.1.1.4 Bestimmung unbekannter Quotientenkorrekturwerte (Slope) 224.1.2 Sensytherm IR-MS und IR-MN 234.1.2.1 Betriebsarten 234.1.2.1a Temp 244.1.2.1b Emissionsgrad 244.1.3 Maximalwerthaltung (Peak Hold, PKH) 254.1.4 Mittelwertbildung (Averaging, AVG) 264.2 Software 274.2.1 Die Data-Temp-Diskette 274.2.2 Anforderungen an die Hard- und Software 274.2.3 Installation der Software 274.2.3.1 Einsatz der Kontaktbrücke 284.2.4 BAUDR_D.EXE 284.2.5 TCDEMO_D.EXE 294.2.6 W2CHAT_D.EXE und T2CHAT_D.EXE 304.2.7 Digitale Kommunikation 314.2.7.1 Poll-Mode 314.2.7.2 Burst-Mode 314.2.8 Digitale Antwortzeit 324.3 Befehlszeichensatz 334.3.1 Steuerkommandos und Abfragen 344.3.2 Steuerkommandos zum Festlegen des Meßbereichs 354.3.3 Steuerkommandos für Diagnose und Kalibrierung 36

5. Wartung 375.1 Hinweise und Fehlersuche 375.2 Fehlermitteilungen 375.3 Reinigen des Schutzfensters 385.4 Auswechseln des Schutzfensters 38

6. Werksvoreinstellungen 38

Anhang: Bestimmung eines unbekannten Emissionsgrades 39

Index 42

Bedienungsanleitung Sensytherm IR-M 1

Technische Daten1. Technische Daten und Lieferumfang

1.1. Technische Daten

1.1.1. Sensytherm IR-MQ, IR-MF

Modell Temperaturbereich min. Temperatur* opt. Auflösung

IR-MQ1 600 ... 1400°C 800°C 35:1

IR-MQ2 700 ... 1800°C 950°C 70:1

IR-MQ3 1000 ... 3000°C** 1300°C 110:1

IR-MF1 650 ... 1400°C 650°C 25:1

IR-MF2 850 ... 1800°C 850°C 50:1

IR-MF3 1100 ... 3000°C** 1100°C 75:1*) Gilt für eine Strahlungsquelle, die 5% der Meßfläche ausfüllt.**) Das Gerät arbeitet bis 3000°C. Die Genauigkeit ist bis 2900°C garantiert.

Thermische / optische Parameter

Spektralbereich: Einfarb-Modus: 0,75 ... 1,1µm

Zweifarb-Modus: 0,75 ... 1,1µm

0,95 ... 1,1µm

Genauigkeit: ± 0,75 % vom Skalenendwert

Reproduzierbarkeit: ± 0,3 % vom Skalenendwert

Ansprechzeit (95%): 10 ms

Temperaturkoeffizient: 0,03% des Skalenendbereiches je °C (bei Umgebungstemp.)

Rauschen (NET): ≤ 1°C (Spitzenwert) für nicht verdecktes Meßobjektmit einem Emissionsgrad = 1,0≤ 3°C (Spitzenwert) für teilweise verdecktes Meßobjekt

Anzeige: 7-Segment-LED-Display(Anzeige von: Temperatur, Emissionsgrad,Quotientenkorrektur, Maximalwert (Haltezeit),Mittelwert (Zeitkonstante), Fehlermitteilungen)

Temperaturauflösung: 1°C

Parametereinstellungen:

Emissionsgrad: 0,10 ... 1,00 in Schritten von 0,01Schleifenwert: 0,850 ... 1,150 in Schritten von 0,001

Maximalwerthaltung: Haltezeit 0 ... 300 s in Schritten von 0,1 sMittelwertbildung: Zeitkonstante 0 ... 300 s in Schritten von 0,1 s

Aufwärmzeit: 15 min.

2 Bedienungsanleitung Sensytherm IR-M

Modelle

Zweifarb-Infrarot-Thermometer werden bevorzugt dort eingesetzt, wo Meßobjekte teilweiseverdeckt sind oder zu klein sind, um das Meßfeld vollständig auszufüllen.

Der maximal zulässige Anteil "verdeckter" bzw. vom Meßobjekt "nicht ausgefüllter" Meß-fläche beträgt 95%. Anders gesagt, das Meßobjekt muß mindestens 5% der Meßfläche aus-füllen. Die nachfolgenden Diagramme stellen das Verhältnis zwischen maximaler Signal-reduzierung und Meßobjekttemperatur für die verschiedenen Modelle dar.

IR-MQ1

IR-MQ2

IR-MQ3


ParameterElektrische Kenndaten

Versorgungsspannung: 24 V Gleichspannung, ± 10%, 500 mA

Ausgänge: • 4-20 mA Stromschleife potentialfrei (bei Verwendung eines geeigneten

Netzteils)• RS485, Baudrate : 300, 1200, 2400, 19200, 38400 Baud Datenformat: 8 Bit, ohne Parität, ein Stoppbit• Schaltausgang (Relais) für Alarm max. 48 V, 300 mA

Max. Schleifenwiderstand: 500 Ohm

Potentialtrennung: 500 V

Abmessungen / Gewicht

Abmessungen: L: 198 mm, ∅: 57 mm- mit Luft-/Wasserkühlgehäuse: L: 198 mm, ∅: 76 mm- mit ThermoJacket: (L x B x H) 338 mm x 125 mm x 158 mm

Gewicht: 560 g- mit Luft-/Wasserkühlgehäuse: 800 g- mit ThermoJacket: 3260 g

Einsatzbedingungen

Umgebungstemperaturbereich:ohne Kühlung: 0 ... 50°Cmit Luftkühlung: 0 ... 120°Cmit Wasserkühlung: 0 ... 175°Cmit ThermoJacket: 0 ... 315°C

Stoßbelastung: IEC 68-2-27, 50 G, 11 ms, jede Achse

Vibration: IEC 6-2-6, 3 G, 11 ... 200 Hz

Relative Luftfeuchtigkeit: 10 ... 95%, nichtkondensierend, bei 22 ... 43°C

Lagertemperatur: -20 ... 70°C

Schutzgrad: IP 65

CE: EN 50081-2

EN 50082-2


Technische Daten

1.1.2. Sensytherm IR-MS, IR-MN

Modell Temperaturbereich opt. Auflösung* Spektralbereich

IR-MS1 500 ... 1400°C ≥ 80 : 1 1 µm

IR-MS2 600 ... 2000°C ≥ 300 : 1 1 µm

IR-MS3 750 ... 3000°C ≥ 300 : 1 1 µm

IR-MN1 250 ... 1000°C ≥ 80 : 1 1,6 µm

IR-MN2 300 ... 1400°C ≥ 200 : 1 1,6 µm

IR-MN3 350 ... 2000°C ≥ 300 : 1 1,6 µm

*) Garantierte Werte für 95 % Energie.

Thermische / optische/allgemeine Parameter

Spektralbereich: IR-MS : 1µmIR-MN: 1,6 µm

Optiken (Vario-Focus): Modell Standardoptik Scharfpunktoptik (CF)IR-MS 600 mm bis ∞ 275 ... 450 mmIR-MN 675 mm bis ∞ 300 ... 550 mm

Genauigkeit: ± (0,3 % vom Meßwert in K + 1K),(für das Modell IR-MN1 gilt ein Offset von 2K)

Reproduzierbarkeit: ± (0,1 % vom Meßwert in K + 1K)

Ansprechzeit (95%): 10 ms (im Fast Mode 1 ms)

Anzeige: 7-Segment-LED-Display(Anzeige von: Temperatur, Emissionsgrad,Maximalwert (Haltezeit),Mittelwert (Zeitkonstante), Fehlermitteilungen)

Temperaturauflösung: 1°C (Display, RS485 und Analogausgang)

Parametereinstellungen:

Emissionsgrad: 0,10 ... 1,00 in Schritten von 0,01

Maximalwerthaltung: Haltezeit 0 ... 299,9 s in Schritten von 0,1 s**) Setzen der Haltezeit, "Peak Hold", auf 300 s erlaubt das "Rücksetzen durch externen Trigger"Mittelwertbildung: Zeitkonstante 0 ... 300 s in Schritten von 0,1 s

Aufwärmzeit: 15 min.


ParameterElektrische Kenndaten

Versorgungsspannung: 24 V Gleichspannung, ± 20%, 250 mA, max. 6 W

Aus- und Eingänge: • 0-20 mA bzw. 4-20 mA Stromschleife potentialfrei (bei Verwendung geeigneten Netzteils)• RS485, Baudrate : 300, 1200, 2400, 19200, 38400 Baud Datenformat: 8 Bit, ohne Parität, ein Stoppbit• Schaltausgang (Relais) für Alarm max. 48 V, 300 mA• Ext. Reset-Eingang, TTL-Signal

Max. Schleifenwiderstand: 500 Ohm

Potentialtrennung: 500 V (garantiert für vom Hersteller gelieferteSpannungsversorgung)

Abmessungen / Gewicht

Abmessungen: L: 198 mm, ∅: 57 mm- mit Luft-/Wasserkühlgehäuse: L: 198 mm, ∅: 76 mm- mit ThermoJacket: (L x B x H) 338 mm x 125 mm x 158 mm

Gewicht: 560 g- mit Luft-/Wasserkühlgehäuse: 800 g- mit ThermoJacket: 3260 g

Einsatzbedingungen

Umgebungstemperaturbereich:ohne Kühlung: 10 ... 65°Cmit Luftkühlung: 10 ... 120°Cmit Wasserkühlung: 10 ... 175°Cmit ThermoJacket: 10 ... 315°C

Stoßbelastung: IEC 68-2-27, 50 G, 11 ms, jede Achse

Vibration: IEC 6-2-6, 3 G, 11 ... 200 Hz

Relative Luftfeuchtigkeit: 10 ... 95%, nichtkondensierend, bei 22 ... 43°C

Lagertemperatur: -20 ... 70°C

Schutzgrad: IP 65

CE: EN 50081-2

EN 50082-2


Lieferumfang1.2. Lieferumfang

• Meßkopf• Schutzkappe• justierbarer Montagewinkel und Montagemutter, vormontiert

1.2.1. Optionale Erweiterungen

Optionen werden werkseitig vorinstalliert und müssen bei der Bestellung des Zweifarb-Thermometers mit angegeben werden. Als Option werden angeboten:

• Luft-/Wasserkühlgehäuse• Werkskalibrierschein

1.2.2. Zubehör

Zubehör kann zu jeder Zeit bestellt werden.

Artikel

- Justierbarer Haltewinkel- Montagemutter- Luftblasvorsatz- Thermoschutzgehäuse- 24V Gleichspannungsversorgung mit galvanischer Trennung- Softwarepaket bestehend aus: - Data Temp-Software - RS-485/RS-232 Interface Adapter (mit 230 V/9V Spannungsversorgung)- 8, 15 oder 30 Meter Hochtemperaturkabel (andere Kabel auf Anfrage)- Polarisationsfilter- Justierbarer Montagefuß- Klappflansch- Schutzrohre (verschiedene Länge)


Grundlagen2. Technische Voraussetzungen

2.1. Die Infrarot-Temperaturmessung

Jeder Körper sendet eine seiner Oberflächentemperatur entsprechende Menge infraroterStrahlung aus. Die Intensität der infraroten Strahlung ändert sich abhängig von derObjekttemperatur. Die ausgesendete (emittierte) Strahlung liegt je nach Material- undOberflächeneigenschaften in einem Wellenlängenbereich von ca. 1 ... 20 µm. Die Intensitätder Infrarotstrahlung ("Wärmestrahlung") ist materialabhängig. Für viele Stoffe ist diesematerialabhängige Konstante bekannt. Sie wird als "Emissionsgrad" bezeichnet (sieheAnhang).

Infrarot-Thermometer sind optoelektronische Sensoren. Diese Sensoren sind in der Lage,"Wärmestrahlung" zu empfangen. Infrarot-Thermometer bestehen aus einer Linse, einemSpektralfilter, einem Sensor und einer elektronischen Signalverarbeitungseinheit.Das Spektralfilter hat die Aufgabe, den interessierenden Wellenlängenbereich zu selektieren.Der Sensor wandelt die Infrarotstrahlung in elektrische Parameter um. Die nachgeschalteteElektronik erzeugt auswertbare elektrische Signale. Da die Intensität der ausgestrahltenInfrarotstrahlung materialabhängig ist, kann der typische Emissionsgrad des Materials amMeßwertaufnehmer eingestellt werden.

Der größte Vorteil der Infrarot-Thermometer ist die berührungslose Messung. Dadurch istdie Oberflächentemperatur sich bewegender oder schwer zu erreichender Meßobjekteproblemlos meßbar.

Eine Grenze für den Einsatz von Infrarot-Thermometern besteht dort, wo das Meßobjektteilweise verdeckt wird. Das ist bei Fertigungsprozessen mit starker Staub- oder Nebelbildungfast immer der Fall.Eine weitere Grenze stellen Meßobjekte dar, die das „Sichtfeld“ eines Infrarot-Thermometersnicht vollständig ausfüllen. Die Messung der Temperatur eines Drahtes ist mit einfachenInfrarot-Thermometern nicht möglich.

2.2. Zweifarb-Infrarot-Thermometer (nur Sensytherm IR-MQ und IR-MF)

Zweifarb-Infrarot-Thermometer ermöglichen die genaue Temperaturmessung auch unterfolgenden Bedingungen:

- Das Meßfeld ist teilweise verdeckt oder abgeschattet.- Der zu messende Bereich ist kleiner als das vom Sensor erfaßte Meßfeld.- Die Emissionswerte sind niedrig und/oder variieren (mit gleichem Faktor) für beide Wellenlängenbereiche.

Zweifarb-Infrarot-Thermometer (auch Quotienten-Pyrometer genannt) ermöglichen genaue undreproduzierbare Temperaturmessungen, die unabhängig von der absolut ausgestrahltenWärmeenergie des Meßobjekts sind.Das Zweifarb-Thermometer ermittelt die Temperatur aus dem Verhältnis der in jeweils zweiWellenlängenbereichen ausgestrahlten Energiemenge.Von großem Vorteil ist außerdem, daß ein Zweifarb-Thermometer hinsichtlich seiner Montageweitgehend unkritisch hinsichtlich der tatsächlichen Meßfleckgröße und Meßentfernung ist.


Meßbedingungen


Positionierung3. Installation

3.1. Positionierung des Meßkopfes

3.1.1. Entfernung und Aufsichtswinkel

Der Meßkopf ist mit einer variablen Optik ausgestattet. Er kann auf Entfernungen von600 mm bis Unendlich fokussiert werden. Bei der Wahl des Montageortes ist zubeachten, daß der Aufsichtswinkel auf das Meßobjekt 45° nicht überschreiten darf.Soll der Meßkopf auch im Ein-Farb-Modus arbeiten, muß der Meßfleck kleiner als daszu messende Objekt sein. Infrarot-Thermometer sind störanfällig gegenüberreflektierter Wärmeenergie. Zu beachten ist daher, daß die Montage desMeßkopfes nicht gerichtet auf Entladungslampen oder Heizelemente erfolgt, dieim Hintergrundbereich oder reflektierend auf das Meßobjekt abstrahlen.

Für die Montage des Meßkopfes stehen verschiedene Zubehörelemente zur Verfügung(siehe Seite 6 und 11 - 15, Zubehör). Jeder Meßkopf wird standardmäßig mit einemjustierbarem Montagewinkel und einer Befestigungsmutter ausgeliefert. BeiVerwendung des Luftblasvorsatzes oder bei Einsatz des Thermoschutzgehäuses mußder Meßkopf zuvor ausgerichtet und fokussiert werden.

3.1.2. Ausrichten des Meßkopfes und Fokussieren

Befestigen Sie den Meßkopf zunächst so, daß ein leichtes Korrigieren der Ausrichtungmöglich bleibt. Schauen Sie durch das Okkular in Richtung Meßobjekt. Drehen Sie denObjektivring, bis das Bild im inneren Zielkreis des Okkulars stillzustehen scheint,während Sie das Auge leicht bewegen. (Das Meßobjekt erscheint "auf dem Kopfstehend").Der justierbare Montagewinkel erlaubt ein leichtes Korrigieren der axialen Ausrichtung.


Montage3.1.3. Umgebungstemperatur

Der Meßkopf wurde für Messungen bei Umgebungstemperaturen von 0°C bis 50°C (IR-MQ,IR-MF) bzw. 10°C bis 60°C (IR-MS, IR-MN) ausgelegt. Für Umgebungstemperaturen darüberist ein wasser- oder luftgekühltes Gehäuse erhältlich, um den Arbeitsbereich bis 120°C (beiLuftkühlung) bzw. bis 175°C (bei Wasserkühlung) zu erweitern. Bei Gehäusekühlung mittelsWasser wird dringend die Benutzung eines Luftblasvorsatzes empfohlen, um Kondensationenauf der Linse zu verhindern. Für höhere Umgebungstemperaturen (bis zu 315°C) ist dieBenutzung eines Thermoschutzgehäuses erforderlich.

3.1.4. Luftreinheit

Um Fehlmessungen und Beschädigungen der Linse zu vermeiden, sollte diese stets vor Staub,Rauch, Dunst und sonstigen Verunreinigungen geschützt werden. Ein Luftblasvorsatz ist fürdiesen Zweck erhältlich. Setzen Sie ölfreie, technisch reine Luft ein.

3.1.5. Elektrische Störungen

Um elektrische bzw. elektromagnetische Störungen sowie Meßwertstreuungen zu mindern,beachten Sie bitte folgende Vorsichtsmaßnahmen:• Montieren Sie den Meßkopf so weit wie möglich entfernt von Störquellen wie z.B.

motorgetriebenen Baugruppen, die große Störspitzen produzieren.• Achten Sie auf isolierte Montage des Meßkopfes (Vermeidung von Erdschleifen!).• Stellen Sie sicher, daß der Schirm des Meßkopf-Kabels geerdet ist.

3.2. Montage

3.2.1. Montage des Meßkopfes

Alle Meßköpfe werden mit einem starren Haltewinkel und einer Befestigungsmutter geliefert.Der Meßkopf kann aber auch mit Hilfe kundenspezifischer Befestigungsmaterialien montiertwerden (siehe Zubehörübersicht, Seite 6 und Seiten 11 - 15).

WICHTIGER HINWEIS: Alle Meßköpfe und Zubehörteile werden mit 1,5" 20 UN 2Gewinde geliefert (amerikanische Norm).

Abb.: Meßkopf


Montage, Zubehör

Abb.: starrer Montagewinkel

Abb.: justierbarer Montagewinkel

Abb.: Übersicht Zubehör


Montage, Zubehör3.2.2. Meßkopf mit luft- bzw. wassergekühltem Gehäuse

Die Verwendung eines luft- bzw. wassergekühlten Gehäuses ermöglicht den Einsatz desSensors bei Umgebungstemperaturen bis 120°C (luftgekühlt) oder 175° (wassergekühlt). Fürden Anschluß der Kühlmedien sind Edelstahl-Fittings 1/8" NPT vorgesehen.Der Luftstrom sollte 1,4 bis 2,5 l/s (bei 25°C) betragen. Bei Wasserkühlung sollte derDurchfluß etwa 1,0 bis 2,0 l/min (Wassertemperatur zwischen 10 bis 27°C) betragen. KälteresWasser (unterhalb 10°C) wird nicht empfohlen. Um Kondensation auf der Linse sowie derenBeschädigung zu vermeiden, nutzen Sie bitte in Verbindung mit dem wassergekühltenGehäuse den Luftblasvorsatz.

Abb.: Meßkopf mit wasser-/luftgekühltem Gehäuse

3.2.3. Luftblasvorsatz

Der Luftblasvorsatz dient dazu, Staub,Feuchtigkeit, Schwebepartikel und Kondensatvon der Linse fernzuhalten. Er kann vor oderhinter dem Haltewinkel montiert werden.Der Luftstrom wird über Edelstahl-Fittings 1/8"NPT auf die Frontöffnung geleitet. Er sollte aufmaximal 0,5 bis 1,5 l/s begrenzt sein.Reine, ölfreie Luft wird empfohlen.

3.2.4. Polarisationsfilter

Das Polarisationsfilter kann in das Visiereingeschraubt werden, um das Auge vor zustarkem Licht bei extrem hochtemperiertenMeßobjekten zu schützen. Die Messung wirddurch das Polarisationsfilter nicht beeinträchtigt.


Montage, Kühlmedien3.2.5. Anschluß von Luft- bzw. Wasserkühlung

Standardmäßig sind die Zubehörteile mit Edelstahlfittings 1/8" NPT Gewinde ausgestattet.Wenn Sie in Ihrer Anwendung Rohre bzw. Schläuche für die Medienzufuhr einsetzen wollen,empfehlen wir Ihnen nachfolgende Ergänzungselemente.

Bitte kontaktieren Sie in allen weiteren Fragen zu Material, Typensortiment, Preis- undLieferbedingungen direkt den Hersteller.


Montage, Thermoschutzgehäuse3.2.6. Thermoschutzgehäuse

Das Thermoschutzgehäuse ermöglicht den Einsatz des Meßkopfes inUmgebungstemperaturbereichen bis 315°C. Das robuste Aluminiumgußgehäuse umschließtden Meßkopf vollständig und realisiert Wasserkühlung sowie Luftspülung. Meßköpfe könnenproblemlos ein- und ausgebaut werden, während das Thermoschutzgehäuse fest montiertbleibt.Zubehör zum Thermoschutzgehäuse ist auf Seite 15 dargestellt.


Montage, Thermoschutzgehäuse3.2.7. Zubehör zum Thermoschutzgehäuse

Zum ThermoJacket sind weitere Zubehörteile verfügbar. Dazu zählen:

• Montageflansch• justierbarer Montagefuß• Montageflansch für Sichtrohr• Sichtrohr aus rostfreiem Stahl• Sichtrohr aus Keramik• Anschlußflansch mit Sperrschieber• justierbarer Rohradapter• Flußregler für Wasserkühlung (ohne Abbildung)• Flußregler für Luftkühlung (ohne Abbildung)• Luftdruckregler für Luftblasvorsatz (ohne Abbildung)


Elektrische Installation 3.3. Elektrische Installation Der Meßkopf wird zusammen mit dem Anschlußkabel und einem Klemmbrett ausgeliefert.Das Kabel ist auf einer Seite mit einem 12-poligen DIN-Stecker versehen. Auf der anderenSeite stehen freie Anschlußenden zur Verschraubung mit dem Klemmbrett zur Verfügung.Das Klemmbrett sollte möglichst in einem Gehäuse untergebracht werden. Verbinden Sie die freien Kabelenden entsprechend ihrem Farbcode (Abbildung). Achtung! Fehlerhafte Verdrahtung des Meßkopfes kann zur Zerstörung führen! Das Meßkopf-Kabel kann gekürzt, aber nicht verlängert werden. Andere Kabellängen sind aufAnfrage lieferbar. Kabel für die Spannungsversorgung sollen nicht länger als 60 Meterausgeführt werden. Die Länge des RS485-Kabels darf maximal 1200 Meter betragen. Das Meßkopf-Kabel sollte nicht in der Nähe starker elektromagnetischer Felder verlegtwerden (Motoren, Schalter, Gasentladungslampen, Induktionsheizungen). Wenn ein Schutzrohr mit Fitting zur Kabelverlegung verwendet wird, genügt der Meßkopfdem Schutzgrad IP65.


DIN-Verbinder, Stromversorgung 3.3.1. Die Beschaltung des DIN-Verbinders:

Pin Farbe Signal

A schwarz RxA B weiß RxB C grau TxB D purpur TxA E weiß/ Schirm

IR-MQ/IR-MF IR-MS/IR-MN F gelb Relais Schließer Relais Schließer/Öffner G orange Relais Schaltkontakt Relais Schaltkontakt H blau Relais Öffner Trigger J grün Stromausgang + K braun Stromausgang - L schwarz Masse M rot Spannungsvers. + 24 V

3.3.2. Stromversorgung Benötigt werden 24 Volt Gleichspannung, belastbar mit mindestens 500 mA. Eine Spannungsversorgung wird als Zubehör ausgeliefert. 3.3.3. Kabelbeschreibung Das Kabel besteht aus zwei verdrillten Adernpaaren und 8 einzelnen Adern. Der gemeinsameSchirm besteht aus Aluminium- Folie und zu 85% deckendem verzinntem Kupfergeflecht.

• Spannungsversorgung: 2 Adern, schwarz/rot Leiterquerschnitt 0,3 mm²(AWG 22), Isolation 0,15 mm FEP, ungeschirmt

• RS485: 2 verdrillte Adernpaare, schwarz/weiß und purpur/grau, Leiterquerschnitt 0,22 mm²(AWG 24), Isolation 0,15 mm FEP, Aluminium-Folie mit Führungsdraht

• Ausgänge und Masse: 6 Adern, grün/braun, blau/orange, gelb/klar, Leiterquerschnitt 0,22 mm² Isolation 0,15 mm FEP, ungeschirmt

Kabeldurchmesser: 7 mm Temperaturbereich: -80°C ... 200°C

Hochtemperaturkabel sind beständig gegenüber Wettereinflüssen, Hitze, Wasser, Säuren undLaugen sowie Alkohol. Sie sind nicht beständig gegenüber Kraftstoffen (Gasolin, Kerosin)und Lösungsmitteln.

verdrillte Adern

verdrillte Adern


RS485 3.3.4. Stromausgang

Ein Analogsignalausgang mit einer Auflösung von 1°C steht zur Verfügung. Er kann direktmit einem Aufzeichnungsgerät verbunden werden. Der Signalausgang wurde alsStromschleifenausgang 4-20 mA ausgelegt. Maximaler Schleifenwiderstand ist 500 Ohm.

3.3.5. Schaltausgang Sensytherm IR-MQ und IR-MF:

Als Alarmausgang steht ein Relais-Umschaltkontakt zur Verfügung. Er ist potentialfrei.Maximale Schaltleistung: 48V bei 300 mA, Potentialdifferenz kleiner 500V. Die Bezeichnungen auf dem Klemmbrett bedeuten:

Relay NO Schließer, Adernfarbe blau Relay COM Schaltkontakt, Adernfarbe orange Relay NC Öffner, Adernfarbe gelb

3.3.6. Schaltausgang Sensytherm IR-MS und IR-MN:

Relay NO/NC Schließer bwz. Öffner (durch Software festgelegt), Adernfarbe blau Relay COM Schaltkontakt, Adernfarbe orange Trigger Trigger, Adernfarbe gelb Auslösend: L-Pegel (Verbindung zu GND)

- für mindestens 15 ms im Setup-Modus,- für ≥ 1,5 ms im FAST-Modus

3.4. RS485

Die RS485-Schnittstelle gestattet Übertragungsraten bis zu 10 MegaByte je Sekunde. Zweiverdrillte Adernpaare sind für das Senden und Empfangen von Daten zu beschalten. Die RS485-Schnittstelle arbeitet mit folgenden Parametern:• Übertragungsrate: 300, 1200, 9600, 19200 oder 38400 Baud (voreingestellt)• Datenformat: 8 Bit, ohne Parität, 1 Stopbit

3.4.1. Umsetzer für RS485/RS232 Interface

Üblicherweise sind Computer mit RS232-Schnittstellen ausgestattet. Diese werden als COM1,COM2, COM3 oder COM4 bezeichnet. Dabei ist die COM1 meist mit einer Maus (oder einemähnlichen externen Gerät) belegt.Über einen Interface-Umsetzer (Abb. Seite 19) kann der Meßkopf (RS485) mit einem Computer(RS232-Schnittstelle) kommunizieren.


RS485 AdapterDer Interface-Umsetzer kann direkt oder über ein Verlängerungskabel an den RS232-Port desComputers angeschlossen werden. Als Anschlußmöglichkeit ist eine 25-poligeStandardbuchse vorhanden. Sollte Ihr Computer eine 9-polige RS232-Schnittstelle besitzen,verwenden Sie einen im Handel erhältlichen Adapter (9-auf 25-polig).Die Sende- und Empfangsleitungen vom Meßkopf werden in die entsprechendenSchraubklemmen des Umsetzers geführt. Falls vorhanden, kann auch ein RJ-11Adapterstecker verwendet werden (Abb. ganz unten).

Beachten Sie die Schalterstellung der Schiebeschalter (beide Richtung RS232-Buchse)!

Bitte achten Sie darauf, Sende- und Empfangsadernpaar als verdrillte Leitung auszulegen.Beachten Sie nachfolgendes Anschlußschema zum Anschluß der RS485-Signalleitungen anden RS485/RS232-Umsetzer.


Bedienung4. Bedienung

4.1. Manuelle Einstellmöglichkeiten

Das Bedienfeld ermöglicht die Einstellung der Betriebsart. Darüber hinaus können dieaktuelle Meßtemperatur und verschiedene Voreinstellungen abgefragt werden. Im normalenBetriebszustand ist das Bedienfeld nicht zugänglich.

4.1.1. Sensytherm IR-MQ und IR-MF:

Die Abbildung zeigt die Anordnung der Bedien- und Anzeigeelemente:

4.1.1.1. Einstellungen

Kontrollieren Sie zunächst, ob alle Verbindungen korrekt angeschlossen sind. Schalten Siedie Spannungsversorgung ein. Der Meßkopf benötigt etwa 15 Minuten bis zum Erreichen derinternen Betriebstemperatur (Aufwärmzeit).Nach dem Einschalten wird zunächst die aktuelle Temperatur angezeigt.

4.1.1.2. Umschalten zwischen Einfarb- und Zweifarb-Temperaturmessung

Der mit 2C/1C bezeichnete Schalter gestattet die Wahl zwischen Einfarb- und Zweifarb-Temperaturmessung.Die jeweils aktive Meßmethode wird durch eine Leuchtdiode (2C oder 1C) angezeigt.

4.1.1.3. Betriebsarten

Über den mit MODE bezeichneten Schalter ist die Betriebsart einstellbar. Dabei können dieEinstellwerte mit Hilfe der im oberen Teil des Bedienfelds befindlichen Taster (�,�) erhöhtoder verringert werden.Der Wechsel zwischen den Betriebsarten wird durch Drücken des MODE-Tasters infolgender Reihenfolge ermöglicht:

TEMP - S/E - PKH - AVG - TEMP - ... usw.


Bedienung

Betriebsart Funktion

TEMP Anzeige des aktuellen Temperaturwertes

S/E Quotientenkorrektur (2-Farb-Modus), Voreinstellung 1.000Emissionsgrad (1-Farb-Modus), Voreinstellung 1.00

PKH Spitzenwerthaltung (PeakHold), Voreinstellung 0 Sekunden

AVG Mittelwertbildung (Averaging), Voreinstellung 0 Sekunden

a) TEMP

Wenn TEMP eingestellt ist, läßt sich die Anzeige durch Betätigung des �-Tasters zwischen°C und °F (Fahrenheit) umschalten. Die zugehörige Leuchtdiode (C oder F) zeigt an, ob derMeßwert in °C oder °F ausgegeben wird.

b) S/E

Die mit S/E bezeichnete Leuchtdiode zeigt an, daß die Einstellung von Quotientenkorrekturbzw. Emissionsgrad vorgenommen werden kann. Bei der Einfarb-Temperaturmessung wirdder Emissionsgrad eingestellt.

• Emissionsgrad

Ein idealer Strahler hätte 100% Strahlungsenergie, sein Emissionsgrad wäre ε=1.00. In der Praxis treten aber Störungen zwischen Meßobjekt und Meßinstrument auf. Diegemessene Energiemenge wird in der Regel kleiner sein als die eines idealen Strahlers. Vonwesentlichem Einfluß sind das Material, aus dem das Meßobjekt besteht, sowie dieOberflächenbeschaffenheit. Für viele Materialien sind die erforderlichen Korrekturwertebekannt. Die mit dem �- bzw. �-Symbol gekennzeichneten Taster gestatten das Erhöhen bzw.Verringern des gewählten Einstellwertes. Drücken Sie nach vollzogener Einstellung den MODE-Taster, bis das Temperatur-Anzeigedisplay aktiviert wird.

• Quotientenkorrektur (Slope)

Bei vielen Materialien ergeben sich für die verschiedenen Wellenlängenbereicheunterschiedliche Emissionsgrade.Bei der Zweifarb-Temperaturmessung wird dieser Unterschied über die Einstellung derQuotientenkorrektur kompensiert. Voreinstellung ist 1.000. Für die auf Seite 22 aufgelistetenMaterialien sind die erforderlichen Korrekturwerte bekannt.Die mit dem �- bzw. �-Symbol gekennzeichneten Taster gestatten das Erhöhen bzw. Verringern desgewählten Einstellwertes.Drücken Sie nach vollzogener Einstellung den MODE-Taster, bis das Temperatur-Anzeigedisplayaktiviert wird.


Slope

Die Quotientenkorrektur (Slope) ist für folgende Materialien (bei oxidierter Oberfläche) mit1.000 anzusetzen:

• Kobalt • Eisen • Stahl • Nickel

Für folgende Materialien mit sauberer, nicht korrodierter Oberfläche gilt eineQuotientenkorrektur von 1.060:

• Kobalt • Eisen • Gußeisen • Molybdän • Nickel• Rhodium • Tantal • Platin • Stahl • Rostfreier Stahl

4.1.1.4. Bestimmung unbekannter Quotientenkorrekturwerte (Slope)

Um die Temperatur eines Materials messen zu können, dessen Quotientenkorrekturwertunbekannt ist, gehen Sie wie folgt vor:

1. Ermitteln Sie die Temperatur der Oberfläche des Meßobjekts mit Hilfe eineszuverlässigen Kontaktthermometers.Wenn Sie einen größeren Meßbereich erfassen wollen, ermitteln Sie die durchschnittlicheTemperatur.

2. Richten Sie das Zweifarb-Thermometer auf das Ziel aus.

3. Drücken Sie den MODE-Taster, bis die S/E-LED aufleuchtet.Die zuletzt eingestellte Quotientenkorrektur wird auf dem Display angezeigt.

4. Durch Drücken der Taster � und � können Sie den Wert für die Quotientenkorrekturerhöhen oder verringern.

5. Drücken Sie den MODE-Taster so oft, bis die C oder F-LED leuchtet.Vergleichen Sie den angezeigten Temperaturwert mit der Kontaktthermometermessung.Wiederholen Sie die Schritte 3-5, bis Sie eine Übereinstimmung der Meßwerte erzielthaben.


Bedienung4.1.2. Manuelle Einstellmöglichkeiten Sensytherm IR-MS und IR-MN

Bei den Varianten mit Durchsichtvisier ist das Sichtfenster mit einem Gewinde versehen underlaubt so den Einsatz eines Polarisationsfilters. Optional wird eine Verschlußkappe mitGlasfenster ausgeliefert. Diese ermöglicht "freie Sicht" auf alle Anzeigeelemente, verhindertaber den Einsatz des Polarisationsfilters.Die Abbildungen zeigen die Anordnung der Bedien- und Anzeigeelemente:

4.1.2.1. Betriebsarten

Kontrollieren Sie zunächst, ob alle Verbindungen korrekt angeschlossen sind. Schalten Siedie Spannungsversorgung ein. Der Meßkopf benötigt etwa 15 Minuten bis zum Erreichen derinternen Betriebstemperatur (Aufwärmzeit).

Über den mit MODE bezeichneten Schalter ist die Betriebsart einstellbar. Dabei können dieEinstellwerte mit Hilfe der im oberen Teil des Bedienfelds befindlichen Taster (�,�) erhöhtoder verringert werden.Der Wechsel zwischen den Betriebsarten wurd durch Drücken des MODE-Tasters infolgender Reihenfolge ermöglicht:

TEMP - Emissionsgrad - PKH oder AVG* - TEMP - ... usw.* Sie wählen entweder PKH oder AVG mit Hilfe der Taster (�,�)

Die Betriebsarten im Einzelnen:

TEMP Anzeige des aktuellen TemperaturwertesEmissionsgrad Erlaubt Emissionsgradeinstellung, Voreinstellung 1,00PKH Spitzenwerthaltung (PeakHold), Voreinstellung 0 Sekunden (Aus)AVG Mittelwertbildung (Averaging), Voreinstellung 0 Sekunden (Aus)


Bedienunga) TEMP

Wenn TEMP eingestellt ist, läßt sich die Anzeige durch Betätigung des �-Tasters zwischen°C und °F (Fahrenheit) umschalten. Die zugehörige Leuchtdiode (C oder F) zeigt an, ob derMeßwert in °C oder °F ausgegeben wird.

Umschalten °C / °F:

b) Emissionsgrad

Ein idealer Strahler emittiert 100% Strahlungsenergie, die allein seiner Eigentemperaturentspricht. Die abgestrahlte Energiemenge wird in der Regel kleiner sein als die eines idealenStrahlers. Von wesentlichem Einfluß sind das Material, aus dem das Meßobjekt besteht,sowie die Oberflächenbeschaffenheit. Für viele Materialien sind die erforderlichenKorrekturwerte bekannt. Im Anhang sind typische Werte für den Emissionsgrad aufgelistet.

• Ändern der Emissionsgrad-Einstellung

1. Drücken Sie die MODE Taste, bis die mit ε bezeichnete LED leuchtet.Der aktuell gültige Emissionsgrad wird auf dem Display angezeigt.

2. Die mit dem �- bzw. �-Symbol gekennzeichneten Taster gestatten das Erhöhen bzw.Verringern des gewählten Einstellwertes.

3. Drücken Sie nach vollzogener Einstellung den MODE-Taster, bis das Temperatur-Anzeigedisplay aktiviert wird (die Anzeige-LED °C bzw. °F leuchtet dann).

Emissionsgrad-Einstellung:


Spitzenwerthaltung4.1.3. Maximalwerthaltung (Peak Hold, PKH)

Diese Betriebsart wird häufig zur Steuerung von Produktionsprozessen verwendet. Derjeweils höchste ermittelte Meßwert wird für die Dauer der "Haltezeit" am Signalausgangausgegeben. Tritt während dieser "Haltezeit" ein höherer Meßwert auf, wird dieserübernommen und die "Haltezeit" beginnt von Neuem.Der Einsatz von Peak Hold ist nur dann sinnvoll, wenn die Hintergrundtemperatur deutlichgeringer als die des Meßobjektes ist (Abb.).

Aktivieren Sie die Maximalwerthaltung (Peak Hold, PKH) wie folgt:

1. Drücken Sie den MODE Taster, bis die PKH-Anzeige-LED aufleuchtet.2. Der �-Taster erlaubt das Einstellen der "Haltezeit" in 0,1s Schritten bis zu maximal 300s.3. Drücken Sie den MODE Taster, bis die C- oder F-Anzeige-LED aufleuchtet. Wenn die Maximalwerthaltung aktiviert wurde (das bedeutet, der Eingabewert für die "Haltezeit" ist größer Null), leuchtet die PKH-Anzeige-LED.

Die Maximalwerthaltung wird ausgeschaltet, indem die "Haltezeit" auf Null gesetzt wird.


Mittelwertbildung4.1.4. Mittelwertbildung (Averaging, AVG)

Diese Betriebsart wird häufig verwendet um die mittlere Prozeßtemperatur zu ermitteln. Dazuwerden spontane Temperatursprünge ausgeblendet.Der jeweils ermittelte Meßwert wird am Signalausgang ausgegeben. Wie schnell derSignalausgang einer Änderung der Eingangstemperatur folgen soll, läßt sich über eineZeitkonstante bestimmen (Abb.).Für Techniker: die implementierte Mittelwertbildung bildet das Verhalten eines RC-Tiefpasses erster Ordnung nach.

Aktivieren Sie die Mittelwertbildung (Averaging, AVG) wie folgt:

1. Drücken Sie den MODE Taster, bis die AVG-Anzeige-LED aufleuchtet.2. Der �-Taster erlaubt das Einstellen der "Zeitkonstante" in 0,1s Schritten bis zu maximal

300s.3. Drücken Sie den MODE Taster, bis die C- oder F-Anzeige-LED aufleuchtet. Wenn die Mittelwertbildung aktiviert wurde (das bedeutet, der Eingabewert für die "Zeitkonstante" ist größer Null), leuchtet die AVG-Anzeige-LED.

Die Mittelwertbildung wird ausgeschaltet, indem die "Zeitkonstante" auf Null gesetzt wird.


Software4.2. Software

4.2.1. Die Data-Temp-Diskette enthält folgende Programme:

BAUDR_D.EXE Dieses Programm läuft unter Windows®. Falls Ihr Computer unter der voreingestellten Baudrate von 38,4 kBaud nicht mit dem Sensy-therm IR-M kommunizieren kann, stellen Sie mit Hilfe diesesProgrammes eine geringere Übertragungsgeschwindigkeit ein.

TCDEMO_D.EXE Dieses Programm läuft unter Windows. Es veranschaulicht dieUnterschiede zwischen Einfarb- und Zweifarb-Temperaturmessung.Die Einstellparameter können modifiziert werden, wobei dieAuswirkung der Wertänderung im Demonstrationsprogramm ersichtlichist. Wenn ein IR-M an den Computer angeschlossen wird, sindEchtzeitmessungen und Parametereinstellungen möglich.

W2CHAT_D.EXE Mit der Möglichkeit der zwei-Wege-Kommunikation können Anwenderdas Sensytherm IR-M mit Hilfe Ihres Computers programmierenund den korrekten Gebrauch der Kommandos in einem Terminalmodeausprobieren.

T2CHAT_D.EXE W2CHAT_D.EXE und T2CHAT_D.EXE ermöglichen den direktenZugriff auf die Einstellparameter des IR-M. Sie können Änderungender Einstellparameter vornehmen oder Echtzeit-Informationen zurDatenanalyse speichern.Das Programm W2CHAT_D läuft unterWindows.T2CHAT_D arbeitet unter DOS.

Achtung:

T2CHAT_D.EXE ist ein DOS-Programm und darf nicht aus WindowsTM heraus gestartetwerden. Verlassen Sie Windows und starten Sie Ihren Computer im DOS-Mode. (Windows95TM Nutzer: Schaltfläche „Start“, „Beenden“, und nachfolgende Auswahl: „Windows imMS-DOS-Mode starten“.)

4.2.2. Anforderungen an Hard- und Software

Hardware PC mit 386 Prozessor, 4 MB RAM (8 MB für Windows 95),Diskettenlaufwerk 3,5", Festplatte und VGA-Grafikkarte.

Software Windows 3.1 oder Windows 95 für alle Programme außerT2CHAT_D.EXE (mindestens DOS 5.0 für T2CHAT_D.EXE).

4.2.3. Installation der Software

Die Programme können von der Diskette gestartet werden. Für eine größereArbeitsgeschwindigkeit empfiehlt sich aber, die Programme auf die Festplatte zu übertragen.Rufen Sie dazu „Install“ von der Programmdiskette auf. Alle Programme werden dann auf IhrerFestplatte im Verzeichnis C:\sytherm abgelegt.Wenn Sie unter Windows arbeiten, benötigen Sie das Programm T2CHAT_D.EXE nicht.


Programmierung MeßkopfHinweis:

Bitte prüfen Sie, ob sich Dateien mit der Dateierweiterung *.TXT auf Ihrer Diskettebefinden. Diese enthalten Informationen, die in diese Programmbeschreibung nichtmehr aufgenommen werden konnten. Öffnen Sie die Programme mit Hilfe einesTexteditors (DOS) oder mit Hilfe von „Write“ (Win 3.1) bzw. „WordPad“(Windows 95).

4.2.3.1. Einsatz der Kontaktbrücke

Mitunter verlangt ein Programm den Einsatz einer Kontaktbrücke am Bedienfeld des IR-M(„install a jumper on the control panel“). Die mitgelieferte Kontaktbrücke muß dazu in diezwei kleinen Öffnungen unterhalb des Visiers eingeführt werden (Abbildung).

4.2.4. BAUDR_D.EXE

Dieses Programm ermöglicht das Ändern der Übertragungsgeschwindigkeit (Baudrate).Nutzen Sie das Programm, wenn Ihr Computer mit der voreingestellten Baudrate von38,4 kBaud mit dem Sensytherm IR-M nicht kommunizieren kann.Starten Sie das Programm durch Doppelklick auf das entsprechende Symbol („Set Baudrate“).

Nach Öffnen des Programms erscheint der Hinweis:

Please noteThe software is written for the PC (Windows 3.1) and is not supported. It will notrun on all compatible systems under all configurations. Ensure that theprogramming jumper is installed on the switch panel and the unit has aninternal firmware revision „D_“.

Beachten Sie also, daß die Kontaktbrücke in die dafür vorgesehenen Öffnungen eingeführt ist(siehe oben).Im Menü „Baudrate Settings“ können Sie Ihre Auswahl vornehmen.Einstellbar sind Baudraten von 300, 1200, 2400, 9600, 19200 und 38400 Baud.Entfernen Sie nach der Einstellung der neuen Baudrate die Kontaktbrücke.


DEMO-Programm4.2.5. TCDEMO_D.EXE

TCDEMO_D.EXE läuft unter Windows. Die Unterschiede bei Einfarb- und Zweifarb-Temperaturmessung werden mittels dieses Demo-Programms anschaulich dargestellt. Wennein Zweifarb-Infrarot-Thermometer angeschlossen wurde, lassen sich Änderungen derEinstellparameter hinsichtlich ihrer Auswirkung auf die übertragenen Meßwerteveranschaulichen.Das Programm ist weitgehend selbsterklärend und präsentiert sich mit folgendem Menü:

Im Demo-Mode (kein Zweifarb-Infrarot-Thermometer angeschlossen) wird fortlaufend einefiktive Temperatur gemessen.Die im Demo-Programm rotierende Scheibe rechts unten im Diagramm stellt das sichändernde Sichtfeld auf das Meßobjekt dar. Im praktischen Meßaufbau befindet sich zwischenMeßkopf und Meßobjekt eine rotierende Scheibe, welche den optischen Strahlengang mehroder weniger verdeckt. Die Einfarb-Temperaturmessung wird dadurch extrem beeinflußt(stark schwankende Kurve im Diagramm). Demgegenüber sind die Auswirkungen auf dieZweifarb-Temperaturmessung recht gering (obere Kurve im Diagramm). Die jeweiligeAbschottung des optischen Strahlengangs wird unter „Blocking“, im Feld unterhalb derTemperatur-Meßwerte, angezeigt.

Über die Felder „max. Temp.“ und „min. Temp.“ können Sie den Darstellungsbereich für dasMeßdiagramm frei wählen. Unrealistische Eingaben werden vom Programm negiert.


ParametrierungÜber die Befehlsleiste können folgende Funktionen ausgeführt werden:

File: Daten speichern, Einstellparameter speichern bzw. laden,Bildschirm drucken (auf unter Windows eingerichteten Druckern),Programm beenden.

Configuration: Sämtliche erforderlichen Einstellungen bis hin zur Definition desDatensatzes sind möglich. Folgendes Menü erscheint:

Über „Configure Burst String“ läßt sich der Informationsgehalt des Sendedatensatzes desMeßkopfes einstellen.

Stromausgang und Alarmrelais lassen sich über das Menü Diagnostics testen.

4.2.6. W2CHAT_D.EXE und T2CHAT_D.EXE

Unter Anwendung der erlaubten Steuerzeichen kann das Zweifarb-Infrarot-Thermometer andie jeweiligen Erfordernisse des Anwenders angepaßt werden.T2CHAT_D.EXE ist nur unter DOS lauffähig und darf nicht aus Windows herausgestartet werden. Verlassen Sie Windows und starten Sie Ihren Computer im DOS-Mode.Das Programm ist in der Lage, vom Zweifarb-Infrarot-Thermometer gesendete Datenaufzuzeichnen. Die Daten werden als Textdatei unter 2C_CHAT.LOG abgespeichert. DieAufzeichnung von Daten starten Sie mit <Strg><f>. Erneutes Betätigen von <Strg><f>beendet die Aufzeichnung.


Digitale Kommunikation4.2.7. Digitale Kommunikation

Das Zweifarb-Infrarot-Thermometer ist fernprogrammierbar. Um den Meßkopf innerhalb derAnwendung programmtechnisch einbinden zu können, wird folgend die Struktur derSteuerkommandos erläutert. Die Steuerkommandos lassen sich in drei Gruppen unterteilen:

• Anfordern eines Wertes• Ändern der Parametereinstellung• Festlegen einer Ausgabe-Folge (Ausgabe-String)

Der Meßkopf beantwortet jedes Steuerkommando zunächst mit einer Bestätigung (d.h., miteinem „Acknowledge-String“, beginnend mit dem Zeichen „!“) oder mit einer Ablehnung(„Not Acknowledge-String“, Zeichen „*“).Die Ablehnung eines Steuerkommandos erfolgt bei

• Verwendung nicht definierter Steuerzeichen• Kommandos, die nicht existente Werte abfordern (z.B. Bereichsüberschreitung)• falscher Eingabe von Werten• Verwendung kleingeschriebener Buchstaben

Der Datentransfer erfolgt sequentiell. Nachdem ein Steuerkommando an den Meßkopfübertragen wurde, muß das steuernde System (z.B. Personalcomputer) auf die Antwortwarten, bevor der nächste Befehl gesendet werden kann.Dieser Vorgang kann einige Sekunden in Anspruch nehmen.

Zur digitalen Kommunikation stehen zwei Möglichkeiten zur Verfügung.

4.2.7.1. Poll-Mode

Die Daten werden nur auf Anforderung durch das steuernde System (z.B. Personalcomputer)übertragen.

Im Poll-Mode sind folgende Informationen nicht im Datensatz enthalten:Poll/Burst Mode, Baudrate, Status des Alarmausganges.

4.2.7.2. Burst-Mode

Die Daten werden fortlaufend vom Meßkopf mit der voreingestellten Baudrate übertragen. Vorjeder neuen Übertragung der Werte prüft der Meßkopf, ob ein Steuerkommando eingetroffen ist.Während der Burst-Mode aktiv ist, kann jederzeit eine spezielle Anforderung durch dasSteuersystem ausgelöst werden (Poll-Mode).

Im Burst-Mode sind folgende Informationen nicht im Datensatz enthalten:Poll/Burst-Mode, Baudrate, Typennummer und Seriennummer des Meßkopfes, Alarmausgang.


Digitale Antwortzeit4.2.8. Digitale Antwortzeit

Die mittlere Antwortzeit auf eine Anfrage des steuernden Systems ist abhängig von derAnzahl abgefragter Parameter sowie der Übertragungsgeschwindigkeit.

Sie läßt sich berechnen nach

t = 9,9 +

mitt: mittlere digitale Antwortzeit in msn: Anzahl der Zeichen im Antwort-String, einschließlich <CR> und <LF>b: Baudrate (Übertragungsgeschwindigkeit)

Beispiel:

Die Übertragungsgeschwindigkeit sei 38400 Baud.Der Ausgabe-String besteht aus: Temperatureinheit (°C/°F), Temperatur,

Emissionsgrad sowie Umgebungstemperatur(20 Zeichen)

t = 9,9 +

t = 17,7 ms

Hinweis:

Der Meßkopf erlaubt die manuelle Einstellung von Parametern. Um Konflikteauszuschließen, wird die jeweils letzte Änderung eines Parameters als gültig erklärt. Dabei istegal, ob diese manuell oder softwaregesteuert ausgeführt wurde.In jedem Fall sendet der Meßkopf einen Bestätigungs-String lt. vorhergehender Beschreibungzum steuernden System.

n x 15000 b

20 x 15000 38400


Befehlszeichensatz4.3. Befehlszeichensatz

Steuerzeichen(Nur Großbuchstaben)

Definition

? Parameter abfragen= Parameter setzen! Anforderung vom IR-M anerkannt* Anforderung vom IR-M abgewiesen$ Festlegen (oder Anfordern) Ausgabe-String# Meldung manueller Änderung zum Computer

<CR> Ende der EingabeA nicht genutztB Gemessene Abschottung (%)C Temperaturangabe in °CD BaudrateE EmissionsgradF Temperaturangabe in °FG Average time (Zeitkonstante Mittelwertbildg.)H Temperaturwert für 20 mA AusgangsstromI Interne TemperaturJ Freigabe manuelle Eingabe am IR-MK Steuerung des AlarmausgangsL Temperaturwert für 4 mA AusgangsstromM Betriebsart (1- oder 2-Farb-Modus)N Narrow band temperatureO Setzen des Ausgangsstroms (mA)P Peak hold time (Dauer Spitzenwerthaltung)Q Wide band powerR Narrow band powerS Slope (Quotientenkorrektur)T gemessene Temperatur im 2-Farb-ModusU Maßeinheit für Temperatur (°C oder °F)V Auswahl Poll oder Burst ModeW Wide band temperatureX Genutzt für erweiterten BefehlssatzY % Abschottung für Auslösen des RelaisZ % Abschottung für Unterschreiten

Erweiterter Befehlssatz

X$ Anfordern der Struktur des Ausgabe-StringsXF WerksvoreinstellungenXI Initialisierungsmitteilung an den ComputerXM Lesen ModelltypXR Lesen RevisionsnummerXV Lesen Seriennummer

Standard Ausgabe-String: C T W N B Q R S E P G M I Y H L O ZBeispiel einer Anforderung: $=UTWQRSEGH<CR>Antwort: C T1250 W1100 Q0400.023 R0040.012 S1.110 E0.95 G005.5 H1400 <CR><LF>


ProtokollbeschreibungenIm folgenden werden die Protokollbeschreibungen in englischer Sprache aufgelistet.

4.3.1. Steuerkommandos und Abfragen (Hinweis: W2CHAT_D.EXE zeigt nach Eingabe von CTRL-I alle Kommandos)


Steuerkommandos4.3.2. Steuerkommandos zum Festlegen des Meßbereiches

Einstellung des Analogausgangs(Hinweis: W2CHAT_D.EXE zeigt nach Eingabe von CTRL-I alle Kommandos)


Diagnose, Kalibrierung4.3.3. Steuerkommandos für Diagnose und Kalibrierung

(Hinweis: W2CHAT_D.EXE zeigt nach Eingabe von CTRL-I alle Kommandos)


Wartung

5. Wartung

Bitte wenden Sie sich bei Fragen zum Einsatz des Infrarot-Thermometers oder bei technischenProblemen an unsere Service-Abteilung. Viele Probleme lassen sich bereits durch ein Telefonatklären.Die Rufnummern finden Sie auf der letzten Seite dieser Bedienungsanleitung.

5.1. Hinweise zur Fehlersuche

Im Folgenden werden häufige Fehler und Möglichkeiten zu deren Beseitigung aufgezeigt.

• Keine Anzeige - Kontrollieren Sie die Spannungsversorgung.

• Falsche Temperaturanzeige - Möglicherweise falsch angeschlossenes Kabel. Kontrollieren Sie die Verbindungen.

- Das Sichtfeld ist verdeckt bzw. Störung durch reflektierte Wärmestrahlung. Prüfen Sie die Anordnung des Meßkopfes.

- Das Meßfenster ist verschmutzt. Reinigen Sie das Meßfenster.

- Falsche Einstellung von Emissionsgrad bzw. Quotientenkorrektur. Korrigieren Sie die Einstellung.

• Die Temperatur "wandert" - Falsche Signalverarbeitung. Korrigieren Sie die Einstellung für Maximalwerthaltung/Mittelwertbildung.

5.2. Fehlermitteilungen

Wenn voreingestellte Temperaturbereiche über- oder unterschritten werden, schaltet das Relais desSchaltausganges in den aktiven Zustand um. Dieser Schaltausgang ist für Steuerungszwecke innerhalbdes Prozesses vorgesehen.

Achtung! Verwenden Sie niemals den Schaltausgang als Notabschalter!Sichern Sie temperaturkritische Prozesse immer durch ein unabhängiges Alarmsystem!

Bei Auslösen eines Schaltvorganges wird auf dem Anzeigedisplay ein Fehlercode angezeigt. DerAnalogausgang schaltet auf Maximal- bzw. Minimalwert. Über die RS485-Schnittstelle wird derjeweilige Display-Code als "MAIN TEMP" gesendet.

Temperaturbereich überschritten EHHH 21 mATemperaturbereich unterschritten EUUU 2,5 mAInterne Temp. überschritten EIHH 21 mAInterne Temp. unterschritten EIUU 2,5 mAInterne Kalibrator-Temp. überschritten ECHH 21 mAInterne Kalibrator-Temp. unterschritten ECUU 2,5 mA


Werksvoreinstellungen

5.3. Reinigen des Schutzfensters

Achten Sie stets auf die Sauberkeit des Schutzfensters. Fremdkörper beeinträchtigen dieMeßgenauigkeit. Die Reinigung des Schutzfensters muß mit Vorsicht erfolgen. Gehen Siedazu bitte wie folgt vor:

1. Lose Partikel mit sauberer Luft wegblasen.

2. Verbleibende Partikel entfernen Sie äußerst vorsichtig mit einem Kamelhaarpinsel odereinem Brillentuch.

3. Stärkere Verunreinigungen entfernen Sie mit einem sauberen, weichen Tuch, das mitdestilliertem Wasser angefeuchtet wurde. Vermeiden Sie auf jeden Fall Kratzer auf derLinsenoberfläche!

Für die Entfernung von Fingerabdrücken oder Fett verwenden sie bitte nur Spiritus, technischenAlkohol oder Kodak Linsenreiniger. Silikone (z.B. Hautcreme) läßt sich mittels Hexan entfernen.Reinigen Sie das Schutzfenster in feuchtem Zustand und lassen Sie es lufttrocknen!

Achtung! Benutzen Sie keinesfalls Ammoniak oder Ammoniak enthaltende Reiniger zurReinigung des Schutzfensters. Dies könnte zur Dauerbeschädigung der Oberfläche führen.

5.4. Auswechseln des Schutzfensters

Das Schutzfenster wird durch einen umlaufenden Gummidichtring in der Vorderseite des Meßkopfesgehalten. Zum Austausch des Meßfensters muß der Dichtring vorsichtig entfernt werden. VerwendenSie hierzu keine Hilfsmittel, die zur Zerstörung des Dichtringes führen könnten. Der Dichtring ist nachAustausch des Schutzfensters wieder einzusetzen.

6. Werksvoreinstellungen:

Temperatur: °CQuotientenkorrektur: 1.000 (IR-MQ / IR-MF)Emissionsgrad: 1.00Maximalwerthaltung: 0 Sekunden (aus)Mittelwertbildung: 0 Sekunden (aus)Baudrate: 38400 BaudTemperatur-Voreinstellung für 4 mA: Unteres MeßbereichsendeTemperatur-Voreinstellung für 20 mA: Oberes MeßbereichsendeAuslösen des Relais: 95% AbschottungBereichsunterschreitung: 99% AbschottungÜbertragungsmode serielle Schnittstelle: Burst Mode, String C TXXXX SX.XXX IXXXDefinition des Ausgabe-String: Temp.-Bereich, Temp., Slope, interne Temp.Steuerung Alarmausgang: am GerätSetzen Ausgangsstrom: am Gerät

Die Werksvoreinstellungen können durch gleichzeitiges Betätigen der s und t Taste für dieDauer von mindestens 2 Sekunden geladen werden.Das Kommando für das Rücksetzen über die RS-485 Schnittstelle lautet #XF (Seite 29).


AnhangAnhang: Bestimmung eines unbekannten Emissionsgrades

Der Emissionsgrad ist ein Maß für die Fähigkeit von Materialien, infrarote Energie zu absorbierenoder abzustrahlen. Der Wert kann zwischen 0 und 1,0 liegen. So hat beispielsweise ein Spiegel einenEmissionsgrad von 0,1, während der sogenannte „Schwarze Strahler“ einen Emissionsgrad von 1,0besitzt. Wenn ein zu hoher Emissionsgrad eingestellt wurde, wird eine niedrigere als die tatsächlicheTemperatur angezeigt, vorausgesetzt die Temperatur des Meßobjektes ist höher als dieUmgebungstemperatur. Wenn Sie zum Beispiel 0,95 eingestellt haben, der Emissionsgrad jedoch nur0,9 beträgt, wird eine niedrigere als die tatsächliche Temperatur angezeigt.

Ein unbekannter Emissionsgrad kann nach einer der folgenden Methoden ermittelt werden:

1. Bestimmen Sie mit Hilfe eines Kontaktfühlers (PT100), eines Thermoelementes oder einer anderen geeigneten Methode die aktuelle Temperatur des Materials. Messen Sie anschließend die Temperatur des Objektes und korrigieren Sie die Einstellung des Emissionsgrades bis der korrekte Temperaturwert erreicht ist. Sie haben nun den richtigen Emissionsgrad des gemessenen Materials ermittelt.

2. Bei Messung von relativ niedrigen Temperaturen (bis 260°C) bringen Sie auf dem zu messenden Objekt einen Kunststoffaufkleber an, der groß genug ist, den Meßfleck zu bedecken.Messen Sie danach dessen Temperatur bei Einstellung eines Emissionsgrades von 0,95.Messen Sie anschließend die Temperatur eines angrenzenden Gebietes auf dem Objektund verändern Sie den Emissionsgrad solange, bis die gleiche Temperatur erreicht ist.Sie haben nun den richtigen Emissionsgrad des gemessenen Materials ermittelt.

3. Wenn möglich, tragen Sie auf einen Teil der Oberfläche des Meßobjektes matte, schwarze Farbe auf, deren Emissionsgrad größer als 0,98 ist. Dann messen Sie die Temperatur dergefärbten Stelle bei eingestelltem Emissionsgrad von 0,98.Messen Sie danach die Temperatur einer angrenzenden Fläche auf dem Objektund verändern Sie den Emissionsgrad solange, bis die gleiche Temperatur erreicht ist.Sie haben nun den richtigen Emissionsgrad des gemessenen Materials ermittelt.

TYPISCHE EMISSIONSGRADE

Die folgenden Emissionsgradtabellen können zu Rate gezogen werden, wenn keine der obigenMethoden zur Emissionsgradbestimmung durchführbar ist. Allerdings sind die Tabellenwertelediglich Durchschnittswerte, da der Emissionsgrad eines Materials von verschiedenen Faktorenbeeinflußt wird. Dazu gehören:

1. Meßwinkel2. Oberflächenbeschaffenheit (poliert, rauh, oxidiert, sandgestrahlt)3. Spektralbereich der Messung


Emissionsgrade

Emissionsgrade von Metallen

Material Emissionsgrad

1µm 1,6µm

Aluminiumnicht oxidiert 0,1-0,2 0,02-0,2oxidiert 0,4 0,4Legierung A3003,oxidiert - 0,4aufgerauht 0,2-0,8 0,2-0,6poliert 0,1-0,2 0,02-0,1

Bleipoliert 0,35 0,05-0,2rauh 0,65 0,6oxidiert - 0,3-0,7

Chrom 0,4 0,4Eisen

oxidiert 0,4-0,8 0,5-0,9nicht oxidiert 0,35 0,1-0,3verrostet - 0,6-0,9geschmolzen 0,35 0,4-0,6

Eisen, gegossenoxidiert 0,7-0,9 0,7-0,9nicht oxidiert 0,35 0,3geschmolzen 0,35 0,3-0,4

Eisen, geschmiedetstumpf 0,9 0,9

Gold 0,3 0,01-0,1Haynes

Legierung 0,5-0,9 0,6-0,9Inconel

oxidiert 0,4-0,9 0,6-0,9sandgestrahlt 0,3-0,4 0,3-0,6elektropoliert 0,2-0,5 0,25

Kupferpoliert 0,05 0,03aufgerauht 0,05-0,2 0,05-0,2oxidiert 0,2-0,8 0,2-0,9

Magnesium 0,3-0,8 0,05-0,3Messing

poliert 0,8-0,95 0,01-0,05oxidiert 0,6 0,6


1µm 1,6µm

Molybdänoxidiert 0,5-0,9 0,4-0,9nicht oxidiert 0,25-0,35 0,1-0,35

Monel (Ni-Cu) 0,3 0,2-0,6Nickel

oxidiert 0,8-0,9 0,4-0,7elektrolytisch 0,2-0,4 0,1-0,3

Platinschwarz - 0,95

Quecksilber - 0,05-0,15Silber 0,04 0,02 0,02Stahl

kaltgewalzt 0,8-0,9 0,8-0,9Grobblech - -poliertes Blech 0,35 0,25Schmelzstahl 0,35 0,25-0,4oxidiert 0,8-0,9 0,8-0,9rostfrei 0,35 0,2-0,9

Titanpoliert 0,5-0,75 0,3-0,5oxidiert - 0,6-0,8

Wolframpoliert 0,35-0,4 0,1-0,3

Zinkoxidiert 0,6 0,15poliert 0,5 0,05

Zinnnicht oxidiert 0,25 0,1-0,3


Emissionsgrade

Emissionsgrade von Nichtmetallen


1µm

Asbest 0,9Beton 0,65Keramik 0,4Kohlenstoff

nicht oxidiert 0,8-0,95Graphit 0,8-0,9

Beachten Sie folgende Richtlinien, um die Messung der Oberflächentemperatur imEinfarb-Modus zu optimieren:

1. Bestimmen Sie den Emissionsgrad des Objektes mit Hilfe des Gerätes, welches auch fürdie Messungen benutzt werden soll.

2. Vermeiden Sie Reflexionen, indem Sie das Objekt gegen umliegende Temperaturquellenabschirmen.

3. Für die Messung an heißeren Objekten verwenden Sie bitte Geräte mit der kürzestenmöglichen Wellenlänge.

4. Für die Messung durchscheinender Materialien, wie zum Beispiel Kunststoffolien oderGlas, ist es wichtig, daß der Hintergrund einheitlich beschaffen und kälter als dasMeßobjekt ist.

5. Achten Sie bitte bei Emissionsgraden unter 0,9 auf Installation des Meßkopfes senkrechtzur Oberfläche des Meßobjektes. Weichen Sie auch in den anderen Fällen nicht mehr als30 Grad von der Senkrechten ab.


IndexAufsichtswinkel......................................................9Aufwärmzeit .............................................................BAUDR_D.EXE ..................................................28Bedien- und Anzeigeelemente.........................20,23Bedienung.............................................................20Befehlszeichensatz ...............................................33Bestimmungeines unbekannten Emissionsgrades.....................39Bestimmung unbekannterQuotientenkorrekturwerte (Slope) ........................22Betriebsarten....................................................20,23Diagnose...............................................................37Digitale Kommunikation ......................................31DIN-Verbinder .....................................................17Durchfluß .............................................................12Einstellungen ........................................................20Elektrische Installation .........................................16Emissionsgrade.....................................................39Hardware ..............................................................27Höhere Umgebungstemperatur .............................10Installation..............................................................9Interface-Umsetzer ...............................................18Kabelbeschreibung ...............................................17Klemmbrett...........................................................16Kondensation...................................................10,12Lieferumfang ..........................................................6Luftkühlung..........................................................10Maximalwerthaltung.............................................25Medienzufuhr .......................................................13Mittelwertbildung.................................................26Modelle...................................................................2Montage..................................................................8Optionale Erweiterungen........................................6Programmdiskette.................................................27Protokollbeschreibungen ......................................34Quotientenkorrektur .............................................21RS485...................................................................18Schaltausgang.......................................................18Slope.....................................................................22Software ...............................................................27Spektralbereich der Messung................................39Steuerkommandos ................................................34Stromausgang .......................................................18Stromversorgung ..................................................17T2CHAT_D.EXE.................................................30TCDEMO_D.EXE................................................29Technische Daten ...................................................1Temperatur ...............................................................Thermoschutzgehäuse ..........................................14Umgebungstemperatur..........................................10Umsetzer für RS485/RS232 Interface ..................18W2CHAT_D.EXE................................................30Wasserkühlung .....................................................10Zubehör ..................................................................6

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