infraline typ r2610 - bartec · 2015. 5. 26. · bartec messtechnik und sensorik · schulstraße 30...

BARTEC Messtechnik und Sensorik · Schulstraße 30 · 94239 Gotteszell , Deutschland· Tel. +49 (0) 9929 301-0 · Fax +49 (0) 9929 301-112

Produktinformation

INFRAline Typ R2610

Ungekühlte Infrarot-Linienkamerazur berührungslosen Temperaturmessung

Stand: Mai 2001

Inhalt1-1


Inhalt

Inhalt Seite

1 Beschreibung .................................................................... 1-11.1 Arbeitsweise ...................................................................................... 1-11.2 Funktionsprinzip ................................................................................ 1-21.3 Aufbau der Kamera ........................................................................... 1-3

2 Systemvarianten ................................................................ 2-12.1 RS232C-Ankopplung......................................................................... 2-12.2 RS 422-Ankopplung .......................................................................... 2-22.3 LWL-Übertragung und RS232C-Ankopplung.................................... 2-32.4 LWL-Echtzeitübertragung.................................................................. 2-4

3 Software ............................................................................ 3-13.1 Firmware............................................................................................ 3-13.2 Windows-Software ............................................................................ 3-23.3 Software-Optionen............................................................................. 3-1

4 Zubehör Hardware ............................................................ 4-14.1 Analog Ausgangskarte für PCI-BUS.................................................. 4-14.2 Digital Ausgangskarte für PCI-Bus.................................................... 4-14.3 Visierhilfe für 40°-Optik...................................................................... 4-1

5 Anwendungsmöglichkeiten................................................ 5-1

6 Referenzliste ..................................................................... 6-1

7 Applikationsfragebogen..................................................... 7-1

Beschreibung1-1


1 Beschreibung1.1 Arbeitsweise

Die Infrarot (IR) - Linienkamera INFRAline dient zur berührungsfreienAufnahme von Temperaturverteilungen an stationären und bewegtenObjekten. Sie wurde für den stationären Einsatz in Industrieumgebungenentwickelt und ist für Systemlösungen zur automatisierten Prozeßkontrolleund -steuerung sowie der Meßdatenverarbeitung an Maschinen und Anlageneinsetzbar.Die Kamera besteht aus einem Kamerakopf, der alle zum Betriebnotwendigen Baugruppen enthält. Aufgrund der im allgemeinen abgesetztenMontage in der Nähe des zu überwachenden Prozesses besitzt die Kamerakeine Bedienelemente. Zur Steuerung, Überwachung undMeßwertübertragung ist eine Serielle-Schnittstelle in die Kamera integriert. InVerbindung mit einem PC kann damit die Programmierung und Meßwert-datenerfassung erfolgen. Prozeßbedingte Parameter (z.B. derEmissionsgrad) sind damit von einer Leitzentrale in die Kamera eingebbar.

Optional kann die Datenübertragung in Echtzeit und über größereEntfernungen über eine Lichtleitkabelverbindung mit PCMCIA-Schnittstellen-karte oder eine RS422 realisiert werden.

Die Kamera kann auch autonom ohne ständig angeschlossenen Rechnerarbeiten. Über vier unabhängig voneinander programmierbare, galvanischgetrennte Ein- bzw. Ausgänge können einfache Überwachungsaufgabengelöst werden. Alle Prozeßparameter der Stand-alone-Ausführung werdenüber die PC-Verbindung (tragbarer PC, Laptop) einmalig vor Ortprogrammiert. Ein integrierter, nichtflüchtiger Speicher sorgt dafür, daß auchnach einer Betriebsspannungsunterbrechung die Kamera mit denprogrammierten Werten weiterläuft.

Der Einsatz einer optionalen Wasserkühlung und Objektivfreiblaseinrichtungvergrößert die Außenabmessungen der Kamera nicht, da sie in das Gehäuseintegriert sind.


1.2 FunktionsprinzipDie Infrarot–Linienkamera arbeitet nach dem bewährten Prinzip eineshochwertigen Wechsellichtpyrometers, wobei der punktförmige Sensordurch einen Zeilensensor mit 128 Elementen und eine dazugehörigeAuswerteschaltung ersetzt wurde. Bild 1 zeigt das Funktionsprinzip desZeilensensors als Herzstück der Linienkamera.

a

b

c

Temperaturstrahlung

Zeilensignal

pyroelektrisches Chip

Multiplexer

empfindliche Elemente Elektroden

Vorverstärker

Bild 1: Funktionsprinzip des Zeilensensors

An den Kreuzungsflächen der oberen und der unteren Elektroden befindensich die empfindlichen 128 Elemente, in denen die Temperaturstrahlung überden pyroelektrischen Effekt in elektrische Signale gewandelt wird. DieAbmessungen der empfindlichen Flächen (Pixel) betragen a×b = (90×100) µm2 und der Mittenabstand der Pixel c = 100 µm. Damitergibt sich bei 128 Pixeln eine Zeilengeometrie von 12,8 mm Länge und 100µm Breite, die multipliziert mit dem Abbildungsmaßstab des verwendetenObjektivs die Meßfleckgeometrie auf dem Meßobjekt beschreibt. Die in denempfindlichen Elementen erzeugten Signale werden in einemAusleseschaltkreis vorverstärkt und über einen Multiplexer 128 mal proSekunde ausgelesen. Der pyroelektrische Zeilensensor besitzt eine hoheStabilität und benötigt keine Kühlung.

Beschreibung1-3


1.3 Aufbau der KameraDer Gesamtaufbau der Linienkamera geht aus folgendem Bild hervor.

192

35

196

49

17 22

40°

44

AusleseschaltkreisVorverstärkerMultiplexer

Digitaler Signalprozessor

Strahlungswerte ⇒ ⇒ Temperaturwerte

⇒ Steuersignale

Lichtwellen-leiter

(optional)

RS 232 Coder optional

Feldbus

digitaleI/O

zeilenförmigeMeßfleckverteilung

Objektiv ZeilensensorChopper Kühlwasser fürGehäusekühlung(optional)

Druckluftfür Blasblende(optional)

Programmierung der Kamera;Datenübertragung

schnelle Datenübertragung

Triggerung, Prozeßsteuerung

Betriebsspannung

Bild 2: Funktionsprinzip der Linienkamera

Die Verwendung hochwertiger Infrarot–Objektive sorgt für eine präziseMeßfleckgeometrie über den gesamten Bereich des zu messendenTemperaturprofils.

Die Signalverarbeitung kompensiert die technologisch bedingten geringenEmpfindlichkeitsunterschiede zwischen den einzelnen Sensorelementen undgarantiert für eine exakte Messung der Temperaturverteilung.Ein automatisierter Kalibriervorgang gewährleistet, daßEmpfindlichkeitsunterschiede und Temperaturkoeffizienten der einzelnenPixel voll kompensiert werden. Der Signalprozessor ist über eine seriellle Schnittstelle programmierbar undkann auch ohne externen Rechner in Abhängigkeit von den Meßwerteneine Vielzahl von Prozeßsteuerungsaufgaben durchführen. Dazu dienen insbesondere auch die digitalen I/O Kanäle. Mit einem Bild-und Zeilentrigger kann die Datenaufzeichnung mitdem Produktionsprozess synchronisiert werden.

Systemvarianten2-1


2 Systemvarianten2.1 RS232C-Ankopplung

! max. 4-32 Hz Abtastrate (9,6 – 115,2 Kbaud Übertragungsgeschwindigkeit)

! max. Übertragungsentfernung 15 – 2 m

Syst

emka

bel T

yp 2

500-

100

(5,8

,12m

)

Ansc

hluß

einh

eit

Typ

2500

-51

Bild

trigg

erZe

ilent

rigge

rG

renz

kont

akt

e

PC-S

oftw

are

für W

indo

ws

95 /

98 /

2000

/ N

T

Systemvarianten2-2


2.2 RS 422-Ankopplung! 32 Hz Abtastrate bei 115,2 Kbaud! Übertragungsentfernung bis 500m

Syst

emka

bel T

yp 2

600-

102

(5,8

,12m

)

Ansc

hluß

einh

eit

Typ

2500

-51

Bild

trigg

erZe

ilent

rigge

rG

renz

kont

akt

e

PC-S

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are

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indo

ws

95 /

98 /

2000

/ N

T

Net

z-St

rom

vers

orgu

ngB.

Nr.:

496

528

Adap

ter R

S422

/RS2

32C

B.N

r.: 4

9653

8

PC-S

trom

vers

orgu

ngB.

Nr.:

496

496

Systemvarianten2-3


2.3 LWL-Übertragung und RS232C-Ankopplung! max. 32 Hz Abtastrate (115,2 KBaud Übertragungsgeschwindigkeit)! max. Übertragungsentfernung 500m

Syst

emka

bel T

yp 2

500-

100

(5,8

,12m

)

Ansc

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Typ

2500

-51

Bild

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rG

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ws

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98 /

2000

/ N

T

Net

z-St

rom

vers

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ngB.

Nr.:

496

528

PC-S

trom

vers

orgu

ngB.

Nr.:

496

496

LWL-

Kabe

l Typ

e 26

00-1

01

Adap

ter L

WL/

-RS2

32C

B.N

r.: 4

9649

2

Systemvarianten2-4


2.4 LWL-Echtzeitübertragung! 128 Hz Abtastrate! max. Übertragungsentfernung 500m

Ansc

hluß

einh

eit

Typ

2500

-51

Bild

trigg

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ilent

rigge

rG

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LWL-

Kabe

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Syst

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500-

100

(5,8

,12m

)

PCM

CIA

-Kar

teB.

Nr.:

496

482

Software3-1


3 SoftwareDie Infrarot–Linienkamera ist mit einem Prozessor ausgerüstet, der über dieAuswertung der aufgenommenen Meßwerte hinaus eine Vielzahl vonProzeßsteuerungs– und Überwachungsaufgaben eigenständig ausführenkann.

Die zum Lieferumfang gehörende Software umfaßt 3 Teile:

1. die Firmware zum Betrieb des in der Kamera integrierten Signal-prozessors,

2. Software zu Service- und Inspektionszwecken für die Kamera, lauffähigauf PC’s mit DOS-Betriebssystem und Verbindung zur Kamera über diegelieferte-Schnittstelle,

3. Software zur Visualisierung und Archivierung der Meßergebnisse sowiezur Steuerung der Kamera, lauffähig auf PC’s mit Windows-Betriebs-system.

Die Software für die Punkte 2 und 3 wird mit dem Setup-Programm der zumLieferumfang gehörenden Diskette auf dem Ziel-PC installiert.

3.1 FirmwareDie Erfassung der Meßsignale erfolgt im internen Signalprozessor derLinienkamera mit einer Datenbreite von 16 Bit. Aus den Meßsignalen werdenim Prozessor die Temperaturmeßwerte berechnet. Bei dieser Berechnungfindet eine automatische Korrektur des Umgebungstemperatureinflussesstatt und die geringfügigen Empfindlichkeitsunterschiede der Pixel desZeilensensors werden eliminiert. Bei der Berechnung derTemperaturmeßwerte werden der Emissionsgrad des Meßobjektes undeventuelle Transmissionsverluste durch die Atmosphäre am Meßortberücksichtigt. Damit stehen präzise Temperaturmeßwerte für Steuerungs–und Überwachungsaufgaben zur Verfügung, die über die Serielle–Schnittstelle ausgegeben werden können. Es können bis zu 128Temperaturverläufe (Zeilen) intern in Echtzeit gespeichert und späterausgegeben werden. Für eine Übertragung der Meßdaten in Echtzeit istoptional ein Lichtwellenleiter verfügbar. Der Prozessor ist auch in der Lage,aus den Meßwerten eigenständig Steuerbefehle oder Alarmsignaleabzuleiten und über die oben genannten Schnittstellen oder direkt in Formvon Schaltfunktionen (galvanisch getrennte Schaltkontakte) auszugeben.Dazu kann das gemessene Temperaturprofil in Zonen eingeteilt werden. DieZoneneinteilung kann zusätzlich auch zeitabhängig erfolgen, wobei einebestimmte Anzahl Zeilen eine Zone bilden und damit der zeitlicheTemperaturverlauf eines Meßobjektes überwacht werden kann. Für jedeZone kann ein separater Wert für den Emissionsgrad eingegeben werden.Pro Zone stehen zwei Alarmwerte zur Verfügung, deren Über– oderUnterschreitung durch das aktuelle Signal oder durch den Mittelwert zurAlarmauslösung führen kann. Die Alarmbedingungen sind dabei logischmiteinander verknüpfbar. Jeder Zone ist ein physischer Alarmkontaktund/oder eine Software–Alarmroutine zuordenbar.Die Steuerung bzw. Programmierung der Linienkamera erfolgt über einenexternen Rechner, der an die vorhandene Schnittstelle (RS 232)angeschlossen werden kann. Ist die Einstellung / Programmierung derLinienkamera beendet, kann der Betrieb autark fortgesetzt werden. DieLinienkamera behält die Einstellwerte für den Betrieb auch dann bei, wennein diskontinuierlicher Einsatz mit Unterbrechungen der Betriebsspannungerfolgt.

Software3-2


Die Firmware ermöglicht die Einstellung von:- Averaging (Anzahl der zur Mittelwertbildung für das Temperaturprofil

benutzten Zeilenabtastungen). Je größer das Averaging gewählt wird,desto niedriger ist die Zeilenfrequenz und um so besser wird derSignal/Rauschabstand;

- Zoneneinteilung (von Pixel ..... bis Pixel) oder (von Zeile ..... bis Zeile),Zuordnung der gewünschten Alarmwerte, Alarmkontakte und desEmissionsgrades pro Zone;

- Art der Informationsausgabe (Strahlungswerte / Temperaturwerte),jeweils 16 Bit;

Auch ohne externen Rechner ist eine Triggerung der Linienkamera überdigitale Eingänge möglich.

3.2 Windows-SoftwareFür den Betrieb der Linienkamera mit einem externen Rechner steht einekomfortable Auswerte– und Betriebssoftware zur Verfügung:- Steuerung und Programmierung aller Funktionen der Linienkamera- Darstellung der Meßwerte in verschiedenen Normierungen als

Temperaturprofil (mit oder ohne Zoneneinteilung und Alarmwerten) oderThermobild (bei sich bewegenden Meßobjekten).

- Speichern, Laden und Drucken von Temperaturprofilen oderThermobildern

- Nachträgliche Bildauswertung unter pyrometrischen Gesichtspunkten- Punkttemperaturbestimmung und Anzeige- Datenexport im Textformat für andere WINDOWS–Anwendungen (z.B.

Meßwertverarbeitung in EXCEL–Dateien)

Die Software wird durch eine kontextsensitive HILFE unterstützt. EineAnpassung an individuelle Kundenwünsche ist möglich.

Bild 5: Windows-Software IR-LINE

Software3-3


Bild 6: Zonendarstellung und -programmierung in IR-Line

Software-Optionen3-1


3.3 Software-Optionen

„HD-Watch-Dog“Ermöglicht im Zusammenwirken mit dem Recorder die Überwachung desfreien Festplattenspeicherplatzes.Automatische Löschfunktion für Dateien, die älter als eine vorgegebeneAnzahl von Tagen sind.

„Trendanalyse“Ermöglicht die Off- und On-Line Darstellung von mit dem Recordergespeicherten Daten.Die Profil- oder Bildpunkte könne frei gewählt werden.

„Passwortschutz“Zur passwort-geschützten Einstellung aller Programmfunktionen mit dreiBerechtigungsebenen.Jedem Menüpunkt kann eine Berechtigungsebene zugeordnet werden.

„COM-Export“Ermöglicht den Datenexport im Textformat über eine separate COM-Schnittstelle am PC.Max. 115,2 Kbaud.

„Auto-Export“Ermöglicht den On-Line-Datenexport während der Datenaufnahme in eineTextdatei.

„Kameras zusammenfassen“Ermöglicht die Zusammenfassung von Kamerasignalen

„DDE-Schnittstelle“Eine Schnittstellenverbindung zwischen INFRAline-Software undSteuerungssoftware unter Windows.

„Gültigkeitsbereich definieren“Bei einer festen Zoneneinteilung und unterschiedlich großen Objekten kannzu diesen Objekten ein Gültigkeitsbereich definiert werden. Die Messpunkteaußerhalb des Objektes werden für die Max-, Min- und Mittelwertbildung derZonen ausgeblendet.

Zubehör Hardware4-1


4 Zubehör Hardware4.1 Analog Ausgangskarte für PCI-BUS

Galvanisch getrennte 8-fach Stromausgangskarte mit 12Bit Auflösung.37 pol. SUB-D Stecker mit 1m Verbindungskabel zu Klemmblock fürHutschienenmontage.

4.2 Digital Ausgangskarte für PCI-BusAuf Anfrage

4.3 Visierhilfe für 40°-OptikAuf Anfrage

Anwendungsmöglichkeiten5-1


5 AnwendungsmöglichkeitenTemperaturverteilung bei

• Trocknungsverfahren• Aufschmelzverfahren• Glühprozessen• Härteprozessen• Backprozessen• Kunststoffformprozessen• Glasformprozessen• Extrusionsverfahren• Kalandrierung von Folien• Kaschieren von Platten und Folien• Papierproduktion• Papierbearbeitung• Walzprozessen

Referenzliste6-1


6 ReferenzlisteKunde Ort Land Anwendung BemerkungEldra KunststofftechnikGmbH

Vilsbiburg D Thermoformen von Kunststoffteilenfür die Automobilindustrie

EMTEC Magnetics München D Beschichten von FolienHerz System-Anlagenbau Zernien D ThermoformanlagenHP-Pelzer Neutraubling D Thermoformen von Teppichteilen für

AutomobilindustrieHSM Department Diderar San Nicolas AR Qualitätsüberwachung bei

WeißblechherstellungIMS Isotopen Heiligenhaus D Qualitätsüberwachung bei

WeißblechherstellungKönig & Bauer GmbH Würzburg D Temperaturverteilung in der

DrucktechnikLenzing Plastics Lenzing A Kalandrieren von FolienMenzolit Fibron Kraichtal D Thermoformen von Teppichteilen für

AutomobilindustrieMerck KgaA Darmstadt D Temperaturüberwachung an

DrehrohrtrommelofenMeyer Maschinenfabrik Rötz D ThermoformanlagenNexpress GmbH Kiel D Temperaturverteilung in der

DrucktechnikOptipack GbhH & Co.KG Aretsried D Thermoformen von

KunststoffbechernKiefel GmbH Freilassing D ThermoformanlagenPeguform Bötzingen D Thermoformen von Kunststoffteilen

für die AutomobilindustrieR+S Stanztechnik GmbH Offenbach D ThermoformanlagenSchott Glaswerke Mainz D FlachglasproduktionSchott Pietermann B.V. Oosterwalde NL FlachglasproduktionStankiewicz Adelheidsdorf D Thermoformen von Teppichteilen für

Automobilindustrie

Applikationsfragebogen7-1


7 ApplikationsfragebogenTELEFAX-Antwort Firma: _________________________BARTEC Messtechnik u. Sensorik PLZ,Ort: _________________________

Straße: _________________________Name:__________________ Abt.: _________________________94239 Gotteszell Name/Funktion:________________________Fax: 09929 / 301-112 Telefon: _________________________Email: [email protected] Telefax: _________________________Seiten:_____ Email: _________________________

Messaufgabe / Applikation:z.B.: Thermoformen von Kunststoff, Glas biegen, Folienextrusion, usw.________________________________________________________________________

Messobjekt:z.B.: Kunststoff PPE, Kunststoff-Folie 0,2mm, Metall Alu, usw.________________________________________________________________________

Umgebungsbedingungen:Temperatur:___ [°C]; Staubbelastung ja / nein; Feuchtigkeit ja / nein; Vibrationen ja / nein;

Messwertverarbeitung:Analog 0/4 – 20 mA;Digital DDE-Schnittstelle ja / nein; COM-Schnittstell ja / nein;

Ziel der Temperaturmessung:Datenspeicherung ja / neinSteuerung ja / neinRegelung ja / nein

Bemerkungen:

Objektgeschwindigkeit ____m/s

Obj

ekta

bsta

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___m

m

Anla

genb

reite

___

__m

m

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___

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m

Zeilenpyrometer Typ R2610

Objekttemperatur _____ °C

infraline typ r2610 - bartec · 2015. 5. 26. · bartec messtechnik und sensorik · schulstraße 30...

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