Überall, wo Temperatur als kritische Prozessgröße gilt, ist der Einsatz von Infrarot-Sensoren und Kameras sinnvoll: Sei es bei der Defekterkennung von spritzgegossenen Kunststoffteilen, bei der Bauteilüberwachung in der Elektronikindustrie, beim Messen der Produkttemperatur in der Lebensmittelindustrie oder auch beim Warmwalzen von Blechen.

IR-Strahlung geht von jedem Körper aus, dessen Temperatur über dem absoluten Nullpunkt liegt. Der IR-Sensor beziehungsweise die IR-Kamera erfasst die abgestrahlte Energie und lenkt diese auf einen Detektor. Im Detektor wird die Energie der IR-Strahlung in elektrische Signale umgewandelt, die dann auf Grundlage der Kalibrierung des Sensors und des eingestellten Emissionsgrades in Temperaturwerte umgerechnet werden. Basierend auf dieser Auswertung kann die gemessene Temperatur auf einem Display angezeigt, als analoges Signal ausgegeben oder über einen digitalen Ausgang auf einem Computer dargestellt werden. Die Messung erfolgt berührungslos: Damit sind schnelle und sichere Temperaturmessungen von bewegten, heißen oder schwer zugänglichen Objekten möglich. Während ein berührender Temperaturfühler die Temperatur des Messobjektes beeinflussen und das Produkt selbst unter Umständen beschädigen oder verunreinigen könnte, gewährleistet das berührungslose Verfahren zu jederzeit präzise Messwerte ohne Kontakt. IR-Sensoren und Kameras zur Prozessautomatisierung ermöglichen eine kontinuierliche Temperaturüberwachung. Intelligente, digitale Systeme erlauben dem Anwender die Fernprogrammierung der Sensoren sowie die online Messdatenübertragung und -aufzeichnung.
Speziell für industrielle Anwendungen stellt Micro-Epsilon die neue hochauflösende Miniatur-Infrarotkamera Thermoimager TIM 640 vor. Sie liefert Wärmebilder mit einer optischen Auflösung von 640 x 480 Pixel (VGA) in Echtzeit. Durch die hohe geometrische Auflösung, verbunden mit einer hohen thermischen Empfindlichkeit, ist sie speziell für präzise Messaufgaben konzipiert worden. Der Anschluss an den Rechner erfolgt über eine USB-Schnittstelle, über die auch die Spannungsversorgung vorgenommen wird. Zur Einbindung in den Prozess steht ein Prozess-Interface mit Analog- und Digital-I/Os zur Verfügung. Die Kamera wird mit der Auswerte-Software TIM Connect und einem Software-Development-Kit (SDK) geliefert. Die Kamera deckt den Spektralbereich von 7,5 bis 13 µm ab. Der Temperaturbereich reicht von -20 bis +900 °C, die thermische Empfindlichkeit beträgt 75 mK.
Mit der automatischen Hot- und Cold-Spotsuche können Objekte thermisch untersucht und heiße oder kalte Stellen automatisch gefunden werden. Zur einfachen Prozessintegration verfügt die Wärmebildkamera über ein industrielles Prozess-Interface mit drei Ein-/Ausgängen und eine integrierte Watchdog-Funktion. Dieser Watchdog sichert den Messvorgang durch eine intelligente Eigenüberwachung gegen Störungen ab. Die Auswerte-Software bietet zahlreiche Möglichkeiten zur automatischen Prozess- und Qualitätskontrolle, zum Beispiel die individuelle Einstellung von Alarmschwellen in Abhängigkeit vom Prozess, Zeilenkamera-Funktionen zur Überwachung von Prozessen mit bewegten Objekten, Definition visueller oder akustischer Alarme und analoge Datenausgabe. Temperaturverteilungen auf einer Oberfläche lassen sich im Millisekunden-Intervall erfassen.

Qualitätskontrolle bei Spritzgussteilen
Die Infrarotkamera eignet sich für die Qualitätskontrolle, Prozessüberwachung und Analyse von elektronischen Mikrobauteilen in nahezu allen Industriesektoren. Im Kunststoffspritzguss beispielsweise ist in Verbindung mit einer branchenspezifischen Software die Überwachung kleiner Bauteile im laufenden Prozess (Inline-Thermographie) möglich. Bei dieser Art der Qualitätskontrolle ergänzt die Thermographie das menschliche Auge: Sie erfasst die vom Messobjekt ausgehende Infrarotstrahlung und visualisiert sie. In der Spritzgießproduktion liefert die Temperaturverteilung eine umfassende Qualitätsaussage über die Fehltemperierung des Werkstücks: Fehlfunktionen des Werkzeugs, sichtbare Geometriefehler und verdeckte Fehler wie etwa Materialfehler können erkannt werden. Mit der neuen Kamera lassen sich auch Fehler im mm²-Bereich identifizieren.
Micro-Epsilon bietet eine Thermographie-basierte Lösung für die Inline-Qualitätsprüfung bei Spritzgussmaschinen als schlüsselfertiges System (Soft- und Hardware) an. Die Bedien-Software visualisiert das Werkstück und vergleicht es mit einem Infrarot-Referenzbild. Das System ermöglicht die Steuerung und automatische Aussortierung fehlerhafter Teile. Weiterhin ist auch eine schnelle und gesicherte Maschinenumstellung möglich, da nach dem Wechsel des Spritzwerkzeugs umgehend eine Bewertung der neu produzierten Teile erfolgt. Gerade für die Automobilzulieferer, bei denen der Wert von Spritzgussteilen im Prozess um ein Vielfaches steigt, ist die durchgehende Qualitätskontrolle von Bedeutung.