Die Aufgabe
Ein Kunde wollte zusätzliche Messstellen entlang des Zylinders seines Extruders, um die tatsächliche Temperaturverteilung beurteilen zu können. Bei einem konventionell beheizten Extruder ist das meist unkompliziert: Bohrung setzen, Fühler einbauen, fertig.
Hier war das nicht möglich. Der Zylinder bestand aus einem Bimetallaufbau und durfte nachträglich nicht angebohrt werden. Gesucht war deshalb ein Fühler, der außen dauerhaft am Zylinder hält und dessen Oberflächentemperatur zuverlässig erfasst.
Der erste Versuch hielt. Er stimmte nur nicht.
Wir begannen mit einem handelsüblichen Oberflächenfühler, der durch einen starken Magneten am Zylinder befestigt wurde. Mechanisch überzeugte die Lösung sofort: Der Fühler saß sicher, die Montage dauerte nur wenige Sekunden und der Zylinder blieb unverändert.
Dann folgte die Kontrollmessung. Direkt neben dem fest montierten Magnetfühler setzten wir einen mobilen Oberflächenfühler auf dieselbe Stelle. Der Magnetfühler zeigte rund 21 °C weniger an.
Ein Fühler, der zuverlässig sitzt und zuverlässig die falsche Temperatur meldet, hilft bei der Prozessbeurteilung nicht.
Woher kam die Abweichung?
Bei einem induktiv beheizten Extruder entsteht die Wärme nicht durch außen anliegende Heizbänder. Ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt Wirbelströme und damit Wärme direkt im Metall des Zylinders. Zusätzliche magnetische und metallische Bauteile sind in diesem Umfeld nicht neutral.
Entscheidend ist außerdem der gesamte Wärmeweg von der Zylinderoberfläche bis zum Messelement. Das Thermoelement allein bestimmt das Messergebnis nicht.
Kontaktfläche und Anpressdruck
Wie vollständig und mit welchem Druck liegt der Fühler tatsächlich an?
Lage des Messelements
Erfasst das Messelement die Oberfläche oder vor allem die Temperatur des Gehäuses?
Thermische Masse
Zusätzliche Masse speichert und verteilt Wärme und kann die Messstelle beeinflussen.
Wärmeableitung
Gehäuse und Anschlussleitung können Wärme von der eigentlichen Messstelle abführen.
Werkstoffe der Befestigung
Magnetische, metallische und wärmeleitende Werkstoffe reagieren unterschiedlich auf das Feld und den Wärmestrom.
Es wäre fachlich zu einfach, die 21 °C allein dem Magneten zuzuschreiben. Die Abweichung entstand aus dem Zusammenspiel von Magnetbefestigung, induktivem Feld, thermischer Ankopplung und konstruktivem Aufbau des Fühlers.
Warum ein stärkerer Magnet nichts gebracht hätte
Die Aufgabe bestand nicht darin, den Fühler besser festzuhalten. Er hielt bereits. Er musste magnetisch befestigt bleiben und zugleich die tatsächliche Oberflächentemperatur unter den Bedingungen des induktiven Feldes erfassen.
Deshalb wurde die gesamte Messstelle neu konstruiert: magnetische Befestigung, Kontakt zur Oberfläche, Wärmeübertragung und Position des Messelements. Jede Größe wurde auf die Anwendung abgestimmt.
Das Ergebnis: Die Abweichung von 21 °C war verschwunden.
Was der Kunde damit gewonnen hat
Der neue Fühleraufbau erfasst die Oberflächentemperatur am Extruder, ohne den Bimetallzylinder anzubohren oder anderweitig zu verändern. Er lässt sich an den benötigten Positionen anbringen und bleibt dort magnetisch fixiert.
Zusätzliche Messstellen
Bestehende Anlagen erhalten weitere Messpunkte ohne mechanischen Eingriff.
Vergleich entlang des Zylinders
Temperaturzonen lassen sich direkt miteinander vergleichen und auffällige Bereiche erkennen.
Regelung überprüfen
Die vorhandene Temperaturregelung kann durch unabhängige Oberflächenmessungen beurteilt werden.
Dauermessung nachrüsten
Die Messstelle bleibt ohne Fühlerbohrung dauerhaft am gewünschten Ort.
Was dieser Fall zeigt
Ein Standardfühler ist nicht automatisch für jede Messaufgabe geeignet, auch wenn er mechanisch einwandfrei sitzt. Fühlertyp, Befestigung und Einbausituation müssen gemeinsam betrachtet werden. Das gilt besonders bei induktiver Beheizung, eingeschränkten Montagemöglichkeiten und Prozessen, bei denen wenige Grad entscheidend sind.
Aus einem Magnetfühler, der zunächst nur mechanisch funktionierte, entstand so eine Messlösung, die zur Anwendung passt.
Sie brauchen zusätzliche Messstellen, können aber nicht bohren? Senden Sie Angaben zu Zylinder und Werkstoffaufbau, Temperaturbereich, Beheizungsart und gewünschter Messposition. Wir prüfen den geeigneten Fühleraufbau.
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