Pyromètre bi-chromatique CellaTemp PA 40

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1 Pyromètre bi-chromatique CellaTemp PA 40 pour une mesure précise en milieu sévère Caractéristiques Plage de mesure C / F Mesure précise même en présence de fumées, vapeurs ou poussières 5 lentilles focalisables interchangeables Système de visée au choix: directe, pointeur laser ou caméra vidéo 2 sorties analogiques, 2 sorties relais, 2 entrées paramétrables Tous les paramètres accessibles directement depuis le clavier du pyromètre Sorties USB et RS 485 Option: fonction ATD (Automatic Temperature Detection)

2 CellaTemp PA 40 Le pyromètre CellaTemp PA 40 bichromatique mesure l énergie infrarouge provenant de l objet à 2 longueurs d onde, au même instant par le biais d un détecteur photodiode à construction sandwich. La température est déterminée à partir du rapport des intensités reçues Schéma des modules du CellaTemp PA40 La gamme CellaTemp PA repose sur un concept modulaire constitué des modules optiques (1), l'acquisition et le traitement du signal (2), la sortie de données (3), et le système de visée (4). Le convertisseur A/N haute résolution couplé à un traitement du signal spécifique permet une mesure précise et constante sur toute la plage. Le CellaTemp PA 40 dispose de 2 sorties analogiques, une sortie USB et une sortie RS485 pour le transfert de données. Deux contacts relais sont également disponibles. Le calcul de la température se fait indépendamment sur les 2 voies monochromatiques ainsi que sur la voie bi-chromatique. L utilisateur a ainsi accès à ces 3 valeurs simultanément. Trois systèmes de visée sont disponible au choix: visée directe, pointeur laser ou caméra vidéo couleur. Grâce à ces différents modules, le CellaTemp se décline en 39 versions pour s adapter au mieux à l application de l utilisateur. Principe de la mesure Le principe de la mesure bichromatique autorise une atténuation de près de 90% de l intensité du signal reçu sans diminuer la fiabilité et la précision. La présence d obstacle comme les poussières, fumées ou vapeurs absorbent de l énergie infrarouge et est interprétée par le pyromètre monochromatique comme une baisse de température. Il en va de même pour l encrassement de la lentille ou du hublot du four. Seuls les modèles bichromatiques permettent de faire une mesure de température dans ces conditions. De même, les changements d état de surface ou la plage de mesure modifient l émissivité et entrainent de variations parfois importantes de la lecture. Les modèles bi-chromatiques sont beaucoup moins sensibles aux variations d émissivité voire insensibles pour de nombreux matériaux. Alerte encrassement Le CellaTemp PA 40 est équipé de la fonction S.A.M. (Signal Attenuation Monitoring) qui permet d avertir l opérateur lorsque la lentille ou le hublot est trop encrassé. Lorsque l intensité du signal devient trop faible parce que trop atténué, le pyromètre déclenche une alarme. Ce seuil de déclenchement est réglable. Diffé e tes sou ces de co ta i ao s su le t ajet op ue 2

3 Lentille Un pyromètre est un instrument optique. La qualité des lentilles est donc essentielle pour garantir la précision de la mesure. L effet de taille de source influe sur la précision du pyromètre. Lorsque celui-ci est éloigné de l objet à mesurer, la valeur affichée diminue. Seules des optiques de hautes performances permettent de contrer ce phénomène et de maintenir la précision de la mesure. Le graphique ci-dessous montre cet effet pour 2 modèles de pyromètre. Les pyromètres CellaTemp PA utilisent des lentilles traitées pour le spectre visible et infrarouge, permettant de garder un réglage précis dans les 2 spectres. De plus, l ensemble mécanique et optique sont étudiés pour minimiser les perturbations provenant des réflexions parasites de l environnement. En fonction de la taille de l objet et de la distance de travaille, vous avez le choix parmi 5 lentilles focalisables. Contact entrée Les sorties relais peuvent être configurées en entrée pour: Réinitialiser les mémoires Activer le pointeur laser Lentilles interchangeables Variation de lecture pour différentes tailles d objet ayant la même température avec un CellaTemp et un pyromètre low-cost Sorties analogiques Le CellaTemp PA 40 dispose de deux sorties analogiques paramétrables et indépendantes. Par exemple, la sortie 1 peut renvoyer la température de la voie spectrale 1 pendant que la voie 2 renvoie la température bichromatique. Ceci peut apporter des informations sur les variations d émissivité du matériau. On peut aussi renvoyer la même voie sur les 2 sorties mais avec des traitements du signal (lissage) différents. Enfin, une des sortie peut être utilisée pour alerter en cas de dépassement de la température interne autorisée. C est une surveillance du bon fonctionnement du système de refroidissement. Entrée analogique La seconde sortie analogique peut être configurée en entrée. Cela permet par exemple de modifier en cours de mesure la valeur d émissivité via la PLC ou le boitier VK Cette entrée permet également d intégrer la température des parois chaudes extérieures. Le pyromètre ajuste alors son calcul pour augmenter la précision des mesures en tenant compte des radiations parasites environnantes.. Sorties relais Le CellaTemp PA 40 dispose de 2 sorties relais indépendantes et paramétrables. Il peut ainsi déclencher des alarmes sur le dépassement des températures de tolérances ou de la température interne. Electronique PZ PZ Alarme en cas de dépassement des tolérances de production Affichage lumineux si le processus est actif PZ PZ PZ

4 Sortie numérique Les liaisons numériques USB et RS485 permettent le transfert des mesures ainsi que la configuration du pyromètre depuis un PC ou un terminal déporté. La liaison RS 485 permet un branchement en réseau des différents instruments et sur de grandes distances. Le logiciel de communication intégré permet d accéder directement au pyromètre depuis n importe quel PC ou terminal sans ajout de logiciel spécifique. Logiciel CellaMevis Fonctionnant sous Windows, le logiciel permet de paramétrer le pyromètre et d afficher et enregistrer les mesures. Il est possible d afficher les min/max, de zoomer, d archiver les données etc Les données peuvent être transférées vers un fichier Excel au format CSV. Interface Windows Affichage des températures datées en temps réel Analyses des min/max Archivage des données Zoom et sélection de zones Paramétrage à distance du pyromètre Paramètres ajustables Plage de mesure Type de données et plage pour les entrées/sorties analogiques Fonction de lissage Mémoire Min/max Hold time Emissivité Transmission Compensation des radiations environnantes Alarmes (mode et valeurs) Fonction A.T.D Linéarisation Fonction des LED Emulation courant / température C / F Valeur d étalonnage utilisateur Camera vidéo : Fonction TBC Balance des blancs statut LED afficheur USB Choix Panneau de commande Tous les paramètres peuvent être modifiés directement sur l instrument même en fonctionnement. L accès au menu est facilité par un écran de grande taille et une structure simplifiée. Etalonnage tungstène L émissivité du tungstène varie fortement en fonction de la température. Un étalonnage spécifique peut être effectué. statut LED Menu / activation du laser connecteur Fonction A.T.D En option, la fonction A.T.D (Automatic Temperature Detection) permet la détection des objets chauds lors des processus discontinus. L intervalle de temps entre 2 objets consécutifs peut varier sans perturber la mesure. C est très utile par exemple au laminoir ou en sortie d un four à induction. Cet algorithme détecte la présence d un nouvel objet et commence la mesure. Le pyromètre peut ainsi définir une température unique pour chaque nouvelle pièce. Fonction de service Lors de l installation ou de la maintenance, il est possible d émuler une température ou un courant pour vérifier l intégrité de la chaine complète de mesure. On peut ainsi configurer la PLC sans avoir d objet chaud présent. Inclus au colis Le pyromètre Câble VK 02/A (5 m)* Câble vidéo VK 02/F (5 m)* pour les modèles concernés Câble USB VK 11/D (1.8 m) Logiciel CellaMevis Manuel d utilisation * autres longueurs possibles en option 4

5 Systèmes de visée Directe La visée directe avec cible intégrée permet une vision claire de la zone d application ainsi que de la surface exacte de mesure. Le port de lunettes ou d une visière est possible grâce à l oculaire réglable en face arrière. Il est possible d ajouter occasionnellement un adaptateur laser PA 20/Q. Ceci est pratique lors de l utilisation à distance pour faciliter l alignement. Pointeur laser Le CellaTemp PA peut être équipé d un pointeur laser interne. Le laser visualise le centre de la zone de mesure même à plusieurs mètres de distance. La focalisation est également possible en cherchant le point le plus intense. Le laser peut être activé directement sur le pyromètre ou via un signal externe à distance. Caméra vidéo En option, l instrument peut être équipé d une camera vidéo couleur intégrée. La caméra dispose des dernières technologies HDR permettant un contrôle d exposition automatique sur toute la plage de mesure. L image reste nette et non saturée. La fonction TBC (Target Brightness Control) permet de régler la sensibilité de la caméra en intégrant seulement la surface de la cible. Ainsi, l image de l objet mesuré reste nette quelque soit la température de l arrière plan. Le réglage des blancs peut être fait en mode automatique ou daylight. Le signal composite renvoie l image ainsi que la température. Il n est pas nécessaire d avoir un PC. La cible affichée indique la zone exacte de mesure. Avec une résolution de 5.6 µm / pixel, le moindre détail est visualisé. Sur l image du haut, la fonction TBC est activée. L objet est nette. L exposition est calculée par rapport à la luminosité de la surface du cercle de cible. Lorsque la fonction TBC est désactivée, l exposition est calculée sur tout le champ de visée de la caméra. L objet plus chaud apparait donc sur-exposé. 5

6 Modèles PA 40 AF... Directe Systèmes de visée Caméra vidéo Pointeur laser Plage de température Lentille Focale Ratio O.N Temps de réponse AF 20 AF 20/C AF 20/L C F PZ ,3 m : 1 10,8 10 ms (T > 650 C) AF 1 AF 2 AF 3 AF 1/C AF 2/C AF 3/C AF 1/L AF 2/L AF 3/L C F PZ PZ PZ ,4 m... 0,2... 0,4 m 1,2 m : 1 75 : : 1 7,1 7,0 4,5 AF 10 AF 10/C AF 10/L PZ ,2 m : ms (T > 750 C) AF 4 AF 4/C AF 4/L PZ ,4 m : 1 7,1 AF 5 AF 5/C AF 5/L C PZ ,2... 0,4 m 140 : 1 7,0 AF 6 AF 6/C AF 6/L F PZ ,2 m : 1 4,5 AF 11 AF 11/C AF 11/L PZ ,2 m : ms (T > 950 C) AF 7 AF 7/C AF 7/L PZ ,4 m : 1 7,1 AF 8 AF 8/C AF 8/L C PZ ,2... 0,4 m 140 : 1 7,0 AF 9 AF 9/C AF 9/L F PZ ,2 m : 1 4,5 10 ms (T > 1050 C) AF 12 AF 12/C AF 12/L PZ ,2 m : 1 27 Données techniques Données caméra Capteur Photodiode Plage spectrale 0,95 / 1,05 µm 2 sorties analogiques 0(4) - 20 ma linéaire, ajustable Impédance de sortie max. 500 Ω Entrée tension 0-10 V linéaire, ajustable 2 sorties relais Open Collector 24 V, 30 ma 2 entrées relais 0-24 V Sorties numériques USB RS 485 Afficheur LED 4-digit (8 mm) Précision de la mesure 1 % de la lecture, (ε = 1; T a = 23 C) Reproductibilité 2 K Coefficient de température 0.05 %/K de la lecture [ C], déviation à 23 C Résolution Sortie courant 0.2 K % de la plage Température lue 1 K USB / RS K Alimentation électrique 24 V DC +10% / -20% Entrée courant 135 ma 150 ma avec le laser 175 ma avec la caméra Ripple 200 mv Humidité tolérée 95 % H.R max. (non condensée) Température de fonctionnement 0-65 C (sans refroidissement) Température de stockage C Boitier Acier inox Protection IP65 selon la DIN Poids approx. 0.9 kg Signal vidéo: Composite PAL, 1Vpp, 75 Ohm Résolution: 722 x 576 pixels Contrôle de l'exposition TBC: Automatique sur toute la plage de mesure Info sur la l image vidéo Cible de mesure Température mesurée Connecteur: TNC C.E.M EN EN EN / -3 / -4 / -6 EN Dimensions 6

7 Diagramme de visée Chaque taille de spot est déterminée pour une focalisation correcte 7

8 Lentilles supplémentaires Une lentille supplémentaire peut être ajoutée devant le pyromètre pour atteindre une taille de spot de Ø 0.3 mm. Quatre lentilles supplémentaires sont disponibles en fonctions des distances et tailles d objet à mesurer. Electronique Lentille Lentille supplémentaire Pyromètre Lentilles supplémentaires PZ 20/O-50 PZ 20/O-63 PZ 20/O-75 PZ 20/O-120 Distance [mm] Taille de cible Ø mm Distance [mm] Taille de cible Ø mm Distance [mm] Taille de cible Ø mm Distance [mm] Taille de cible Ø mm PA 40 AF ,65-0, ,80-1, ,90-1, ,30-2,10 PA 40 AF ,60-0, ,70-1, ,80-1, ,10-1,70 PA 40 AF , ,10-1,40 PA 40 AF 4 / ,35-0, ,40-0, ,45-0, ,70-1,10 PA 40 AF 5 / ,30-0, ,35-0, ,40-0, ,55-0,90 PA 40 AF 6 / , ,55-0,67 PA 40 AF ,45-2, ,10-3,45 Diagramme de connexion 8

9 Accessoires Fixation PA 11/U Fixation orientable PA 11/K Collier de fixation PZ 20/L: Ø 70 mm PZ 20/N: Ø 65 mm Pied de montage PB 08/K Adaptateur laser PA 20/Q Exemples de montage Purge à air PZ 20/A Fenêtre en quartz Fenêtre à quartz à charnière PZ 20/I Montage PA constitué de: Filtre de polarisation Anneau d éclairage PZ 10/P Bride rotule PB 08/I Pied de montage PB 08/K Module de refroidissement PA 20/B AF 1 Collier de fixation PZ 20/L AF 2 Purge à air PZ 20/A Tube intermédiaire tube PZ 20/C Arrêt poussières PZ 20/T Module de protection, ouvert PA 40/B Module de protection, fermé PA 40/M Protection ATEX PA 40/E Module de refroidissement, ouvert PA 20/B Module de refroidissement, fermé PA 20/M Miroir oscillant PZ 20/X Montage PA constitué de: Module de refroidissement PA 20/M AF 1 Fenêtre quartz à charnière PZ 20/I Purge à air PZ 20/A Tube intermédiaire tube PZ 20/C Lentille supplémentaire PZ 20/O Protection en Quartz Boitier de sélection d émissivité VK Arrêt poussières PZ 20/S Bride de montage PZ 20/F Bride rotule PB 08/I 9

10 Accessoires spéciaux Miroir oscillant PZ 20/X Bague d éclairage PZ 10/P Afficheur DA 230 Un miroir oscillant peut être placé devant le CellaTemp PA pour scanner une ligne. Il est possible d enregistrer la position et la température de chaque point pour tracer un profil de température. Il est parfois impossible de visualiser l intérieur des fours. Hors à l installation ou lors de contrôle, il faut pouvoir vérifier l objet et la focale du pyromètre. L installation d une seconde source lumineuse n est pas toujours possible ou économique. Le PZ20/X permet: détecter les points chauds sur une ligne de production Mesurer la température d un câble de petite section et oscillant Faire le profil de température d une feuille ou d une brame Mesurer la température d un objet dont la position et la taille varie Le PZ 20/X est livré avec le logiciel de visualisation CellaScan. Le profil est retracé en fonction de la position ou de l angle. Dans ce cas, le PZ10/P permet d éclairer la.zone de mesure au travers du tube de visée du pyromètre. Le PZ 10/P facilite l alignement et la focalisation du pyromètre lors de son installation ou des phases de maintenance. L opérateur peut à tout moment voir l intérieur du four. En complément de la caméra vidéo couleur, cela permet d avoir une image nette du four et de renvoyer le signal vidéo ainsi que la température en salle de contrôle. CellaTemp PA Entrée: 0(4) 20 ma / 0(2) 10 V Thermocouples Typ K, S, J, T PT 100 Sortie analogique: 0(4) 20 ma Plages configurables Panneau de montage: 48 x 96 mm Alimentation électrique V/50 60 Hz, Sortie alim. 24 V DC Sortie RS 485 Possibilité de le raccorder au logiciel CellaMevis Contrôleur URE 422 Contrôleur universel PID Entrée: 0(4) 20 ma / 0(2) 10 V PT 100, Thermocouples K;S;J;T Plages configurables Sortie: 0(4) 20 ma 2 sorties relais Panneau de montage 96 x 96 mm Alimentation électrique V/50 60 Hz, Sortie alim. 24 V DC (en option) 10

11 Applications Grâce à ses nombreuses déclinaisons et la possibilité de travailler en présence de fumées et de poussières, la gamme CellaTemp PA 40 est l outil idéal pour la mesure de température sans contact en milieu industriel sévère. Cristallogenèse Cockerie Câble métallique Filaments Coulée continue Usine d incinération Laminoir Hauts fourneaux Réacteur Sinter plant Tuberie Verre Four rotatif Four à induction Sous réserve de modifications techniques 2013/09 11

12 KELLER HCW GmbH Division MSR Carl-Keller-Straße Ibbenbüren Germany Tel. +49(0) Fax+49(0) [email protected] Service centers et distributeurs Chine Tel.+86(10) [email protected] France Tel.+33(0) [email protected] Inde Tel. +91(44) [email protected] Russie Tel.+7(495) [email protected] Distributeurs étrangers