Ohřívače a sušičky

Optimalizace regulace teploty průmyslových infračervených ohřívačů a sušiček

Integrace kompaktních a vysokoteplotně odolných pyrometrů do infračervených ohřívačů pro sušení nátěrů, barev, kompozitů a plastů

Výzva

Přehřátí nebo nedostatečné vysychání může ohrozit kvalitu nátěru a barvy, zatímco kontaktní senzory nedokážou poskytnout přesná nebo praktická měření během rychlých a velkoobjemových průmyslových procesů v blízkosti výkonných infračervených ohřívačů.

Řešení

Infračervené pyrometry umožňují přesnou kontrolu výkonu infračervených ohřívačů v reálném čase díky bezdotykovému sledování teploty povrchu, přičemž využívají oddělení vlnových délek, aby se zabránilo rušení signálu, a kompaktní hlavy snímačů, které odolávají stísněným podmínkám s vysokou teplotou.

Výhody

  • Zabraňuje přehřátí nebo nedostatečnému sušení, čímž zajišťuje konzistentní kvalitu nátěrů a barev
  • Umožňuje přesnou kontrolu energie pro rychlejší a efektivnější procesy sušení
  • Vyhýbá se rušení měření díky oddělení vlnové délky od emise ohřívače
  • Vhodný přímo do kompaktních krytů infračervených ohřívačů bez nutnosti chlazení
  • Snižuje prostoje a plýtvání energií díky průběžné zpětné vazbě o teplotě v reálném čase.

Potřebujete něco podobného?

Zabránění přehřátí a nedostatečnému schnutí nátěrů a barev pomocí infračervených ohřívačů

Infračervená sušička nebo ohřívač je topný systém pro sušení barev, nátěrů a inkoustů na vodní bázi. Často se také používá k ohřevu plastů, plastových fólií a kompozitů pro další výrobní krok.

Skládá se z výkonných infračervených zářičů a reflektorů, které zaostřují infračervené záření na substrát, čímž urychlují průmyslové procesy sušení. Infračervené zářiče nabízejí několik výhod, protože nevyžadují ani kontakt, ani mezilehlé přenosové médium. Umožňují řízenou aplikaci tepla s rychlou dobou odezvy a zajišťují přesné dodávání tepla pouze tam, kde je potřeba, a po tak dlouhou dobu, jak je potřeba. Ve srovnání s horkovzdušnými pecemi vede infračervené vytápění často k nižší spotřebě energie, vyšším výrobním rychlostem, menším výrobním prostorům a lepším výsledkům vytápění.

Materiály interagují s infračerveným zářením tak, že část absorbují, část odrážejí od povrchu a část propouštějí. Klíčem k úspěšnému ohřevu je výběr zářičů s vhodným spektrem, které zajistí, že materiál absorbuje maximální možné množství záření a přemění ho na teplo. Toto pečlivé sladění infračerveného zářiče s vlastnostmi produktu, pokud jde o jeho vlnovou délku, tvar a výkon, je pro úspěšný ohřev zásadní.

Teplota topného tělesa určuje vlnovou délku záření infračerveného zářiče, což ovlivňuje proces ohřevu. Krátkovlnné záření může pronikat hluboko do některých pevných materiálů a zajišťovat tak rovnoměrné ohřev, zatímco středněvlnné záření je absorbováno převážně na vnějším povrchu, kde jej převážně ohřívá. Středněvlnné záření je obzvláště dobře absorbováno mnoha plasty, sklem a zejména vodou, kde se přímo přeměňuje na teplo.

Řízení infračerveného záření vyzařovaného ohřívačem je zásadní. Pokud je infračervený ohřívač umístěn příliš blízko a vyzařuje příliš mnoho tepla, může se sušící materiál přehřát, což může způsobit puchýře nebo popáleniny. Na druhou stranu, pokud infračervený ohřívač nevyzařuje dostatek tepla, materiál nemusí zcela vyschnout, což vede k prohýbání a nedostatečné povrchové úpravě. Proto je pro úspěšný proces ohřevu zásadní udržovat správnou rovnováhu při řízení infračerveného záření.

Použití konvenčních kontaktních teplotních senzorů na sušených materiálech je v průmyslových, objemově orientovaných výrobních procesech nepraktické. Navíc objemná kontaktní senzorová hlava absorbuje teplotu jinak než tenkovrstvé nátěry, barvy nebo inkousty kvůli odlišné spektrální absorpci a vyšší tepelné hmotnosti. Proto je nutná bezkontaktní metoda snímání teploty.

Zmírnění přeslechů mezi infračerveným ohřívačem a pyrometry pomocí separace vlnových délek

Pochopení stavu ohřívaného povrchu je klíčové pro řízení procesu ohřevu. Infračervené měření, nejrychlejší a nejpřímější metoda, hraje v tomto procesu klíčovou roli. Pyrometr poskytuje naměřenou teplotu přímo do řídicí jednotky ohřívače, což usnadňuje optimalizaci energie v reálném čase. Tím je zajištěno, že je vždy aplikováno správné množství energie, což vede k nejlepším a nejefektivnějším výsledkům. Infračervený senzor, strategicky umístěný uprostřed infračervených ohřívačů, se zarovnává se směrem tepelného záření.

Jednou z výzev měření infračerveného záření v blízkosti infračervených ohřívačů je vyhnutí se měření ve stejném spektrálním rozsahu, ve kterém ohřívače pracují. Infračervené ohřívače a sušičky obvykle fungují ve vlnových délkách blízkého infračerveného záření (NIR) a středního infračerveného záření (MIR). Ohřívače NIR obvykle pracují v rozsahu 0,75 µm až 1,5 µm, což poskytuje intenzivní a soustředěné teplo ideální pro aplikace rychlého ohřevu. Ohřívače MIR pracují v rozsahu 1,5 µm až 5,0 µm, což nabízí vyvážený ohřev vhodný pro oba povrchy a mírně hlubší pronikání do materiálů.

Aby se zabránilo přeslechům, pyrometr obvykle pracuje v rozsahu dlouhých vln (LT) 8 µm – 14 µm pro většinu aplikací sušení a ohřevu. To je výhodné, protože většina nátěrových a lakovacích materiálů má široký spektrální rozsah s vysokou emisivitou. Pokud je kovový povrch tepelně ošetřen infračerveným ohřívačem v blízkém infračerveném záření (NIR) a emisivita materiálu je pro rozsah LT nedostatečná, lze s infračerveným ohřívačem spárovat pyrometr 3M s citlivostí 2,3 µm. Ačkoli je pro infračervený ohřívač vzácné emitovat záření v rozsahu dlouhých vlnových délek od 8 µm do 14 µm, platí stejný osvědčený postup: abyste se vyhnuli přeslechům, použijte infračervený senzor s jinou citlivostí než infračervený ohřívač. V tomto případě by se doporučil infračervený senzor s krátkou vlnovou délkou.

Přesné ovládání infračervených ohřívačů vyžaduje kompaktní infračervené senzory odolné vůči vysokým teplotám

Integrace pyrometru do infračerveného ohřívače představuje vzhledem k omezenému dostupnému prostoru jedinečnou výzvu. Hlavice infračerveného senzoru musí být co nejmenší, aby se vešla do úzkých prostor ohřívače. Navíc, protože je hlavice senzoru instalována blízko infračerveného zářiče, musí být schopna odolat vysokým okolním teplotám. Tento dvojí požadavek na kompaktnost a vysokou teplotní toleranci je nezbytný pro efektivní integraci. Data o teplotě shromažďovaná pyrometrem musí být navíc bezproblémově předávána do řídicí jednotky ohřívače, aby byla zajištěna přesná regulace a optimalizace procesu ohřevu. U sériově vyráběných řešení musí být tato integrace signálu jednoduchá a nákladově efektivní, aby splňovala požadavky velkovýroby.

Optris CSmicro řeší tyto výzvy díky své mimořádně malé snímací hlavici se závitem M12, který zjednodušuje integraci do infračervených ohřívačů. Tato kompaktní snímací hlavice je navržena tak, aby odolala teplotám až do 180 °C, včetně kabelu, bez kompromisů v přesnosti teploty nebo nutnosti chlazení. Rychlé zahřívání infračervených sušiček činí odolnost senzoru vůči teplotním šokům obzvláště cennou, což zajišťuje spolehlivé a přesné teplotní údaje a regulaci.

Teplotní data z Optris CSmicro jsou přenášena analogovým signálem 4–20 mA, což umožňuje přímou integraci s řídicím systémem ohřívače. Pokud je však preferováno nebo vyžadováno digitální rozhraní, nabízí řada Optris CT všestrannou alternativu. Řada CT si zachovává stejnou malou snímací hlavu, ale připojuje se k elektronické krabičce, která nabízí flexibilní možnosti výstupu signálu. Uživatelé si mohou vybrat z analogových a různých digitálních rozhraní, díky čemuž je systém přizpůsobitelný různým požadavkům a preferencím řízení.

Tato kombinace malých rozměrů, vysoké teplotní tolerance a všestranného datového výstupu činí z řady Optris CSmicro a CT ideální řešení pro integraci do infračervených ohřívačů. Poskytují spolehlivé a přesné měření a regulaci teploty a zajišťují tak optimální výkon v průmyslových vytápěcích aplikacích.

Potřebujete něco podobného?

Výběr z nabídky měřicích přístrojů...

Máte zájem o něco podobného? Zajímá Vás cena?

Zašlete nám kontakt, ozveme se Vám. Případně jsme k zastižení zde:

tm@trinstruments.cz

+420 541 633 670

Kontakt

TR instruments spol. s r.o.

      Looking for reseller ?

Are you looking for
a sales partner?

More info