Nauwkeurige infrarood-temperatuurmeting bij inductieharden

Oplossing

Kortgolvige infraroodcamera’s meten de oppervlaktetemperatuur in realtime, ongevoelig voor elektromagnetische velden. Ze bieden continue, gebiedsdekkende monitoring van dynamische componenten zoals krukassen en maken het mogelijk om hotspots te detecteren. Zo ontstaat betrouwbare temperatuurfeedback voor automatische vermogensregeling in inductie-hardingsprocessen.

Infrarood-temperatuurfeedback voor inductieharden

Hardingsprocessen verbeteren slijtvastheid, oppervlakteduurzaamheid en vermoeiingssterkte door een harde buitenlaag te creëren, terwijl de kernstructuur intact blijft. Inductieharden wordt toegepast om lokale mechanische eigenschappen van ferrometalen te versterken, vooral bij onderdelen die zware torsie- of impactbelastingen moeten weerstaan.

Typische toepassingen zijn tandwielen, assen, krukassen, nokken, spindels en stansdelen in aandrijflijnen, ophangingen en motorcomponenten. Geschikte materialen zijn onder andere koolstofstaal, gelegeerd staal, gietijzer, roestvast staal en smeedijzer.

Bij inductieverwarming wordt warmte niet via contact, maar door elektromagnetische inductie in het oppervlak van het werkstuk opgewekt. Een sterk wisselend magnetisch veld uit een koperen spoel induceert elektrische stromen in het metaal, die door weerstand warmte produceren. De stroom concentreert zich in de oppervlaktelaag, waarvan de diepte wordt bepaald door de frequentie van het veld, materiaal-eigenschappen, warmte-tijd en dikte. Na het verwarmen wordt het onderdeel direct afgeschrikt (quenching) in water, olie of een polymeeroplossing, waardoor een hardere microstructuur ontstaat dan het basismateriaal.

Een nauwkeurige temperatuurregeling is essentieel: oververhitting veroorzaakt brosheid, onderverhitting onvoldoende hardheid. Bij dynamische onderdelen, zoals een bewegende krukas, is betrouwbare temperatuurterugkoppeling cruciaal om het proces te sturen.

In deze toepassing wordt de warmteverdeling over de krukas gemeten om hotspots te lokaliseren. Deze informatie stuurt direct de vermogensregeling van het inductiesysteem aan.

Optimalisatie met contactloze infraroodmeting

Contactloze infraroodtechnologie biedt de beste methode voor temperatuurmeting in inductieprocessen. Deze instrumenten leveren snelle, nauwkeurige metingen bij zeer hoge temperaturen (tot 3000 °C), zonder beïnvloeding door elektromagnetische velden.
Alle sensoren bevinden zich buiten het inductieveld, waardoor de meting volledig vrij blijft van storingen.

Bij inductieharden is deze precisie van groot belang om de juiste hardingsstructuur te realiseren. Het combineren van bewegende doelen met stoom of olienevel vormt een uitdaging voor elk optisch systeem. Daarom worden vaak ratio-pyrometers met smalle meetvelden toegepast. In situaties met grotere of bewegende objecten biedt echter een kortgolvige infraroodcamera meer flexibiliteit: het volledige beeldveld kan worden benut en door hotspot-analyse worden gedeeltelijk bedekte zones toch correct beoordeeld.

De Optris PI 1M levert realtime, nauwkeurige temperatuurbeelden tot circa 1000 °C zonder het proces te verstoren. Afhankelijk van de installatieomstandigheden kunnen accessoires zoals de Optris koelmantel worden toegepast om de camera te beschermen. Temperatuurdata kunnen zowel analoog als digitaal via software worden doorgegeven aan de besturing.

Gesloten regelkring met kortgolvige infraroodcamera’s

De kortgolvige infraroodcamera’s van Optris zijn ontworpen voor betrouwbare meting in zware industriële omgevingen. Ze zijn volledig ontkoppeld van de inductor en immuun voor elektromagnetische interferentie. Operators ontvangen continue temperatuurinformatie van één of meerdere meetgebieden of volledige thermische beelden, die tevens kunnen worden opgeslagen voor documentatie.

In tegenstelling tot pyrometers, die één punt meten, geven infraroodcamera’s een volledig beeld van het temperatuurverloop — ideaal bij grote of bewegende objecten. Dankzij hun brede kijkhoek kunnen gebieden die tijdelijk worden afgedekt door de inductor of stoom alsnog gecompenseerd worden via hotspotdetectie. Deze functionaliteit maakt ze bijzonder geschikt voor toepassingen waar een groot afstand-tot-meetveld-verhouding nodig is.

In dit proces ontvangt de PLC constante temperatuurdata van de infraroodcamera, die worden gebruikt voor directe koppeling met de vermogensregeling van het inductiesysteem. Optris biedt daarbij aanvullende accessoires voor bescherming en koeling van de camera, zodat het systeem betrouwbaar presteert in elke hardingsomgeving.

Kortom:
Met kortgolvige infraroodcamera’s zoals de Optris PI 1M kunnen inductie-hardingsprocessen nauwkeurig worden bewaakt, gestuurd en gedocumenteerd. Dit resulteert in betere hardingskwaliteit, hogere reproduceerbaarheid en minder uitval — precies wat nodig is voor moderne productie- en kwaliteitscontroleomgevingen.