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Vorteile der Infrarot-Überwachungstechnologie in der Klinkerproduktion

Die ideale Lösung für die Zementindustrie – Wärmebildkameras für den Klinkerkühlungsprozess

Herausforderung

Die Klinkerkühlung erfordert eine präzise Temperaturkontrolle, um Verzögerungen und Ineffizienzen zu vermeiden. Visuelle Kontrollen sind jedoch in staubigen, heißen Umgebungen unzuverlässig und bergen das Risiko verfrühter oder verspäteter Prozessschritte.

Lösung

Kontinuierliche, Echtzeit-Wärmebildüberwachung ermöglicht eine präzise Temperaturkontrolle des Klinkers während der gesamten Kühlphase und verbessert das Timing und die Prozesssteuerung selbst unter extremen Umgebungsbedingungen.

Vorteile

  • Genaue Bestimmung des optimalen Übergabezeitpunkts verbessert den Prozessfluss und reduziert Verzögerungen
  • Echtzeitüberwachung minimiert manuelle Kontrollen und reduziert die Arbeitsbelastung der Bediener
  • Verbesserte Prozesssteuerung führt zu geringerem Energieverbrauch und weniger Ineffizienzen
  • Zuverlässige Daten gewährleisten gleichbleibende Klinkerqualität für nachgelagerte Prozesse
  • Schnellere Entscheidungsfindung senkt Betriebskosten und erhöht den Durchsatz

Herausforderungen der Temperaturmessung im Klinkerkühlprozess

Der Klinkerherstellungsprozess stellt hohe Anforderungen an die Temperaturüberwachung, insbesondere während der Kühlphase. Klinker, der in einem Drehrohrofen bei Temperaturen von bis zu 1450 °C gebrannt wird, muss auf unter 200 °C abgekühlt werden, bevor er weiterverarbeitet werden kann. Die Überwachung dieses Prozesses war für viele Klinkerhersteller eine Herausforderung, da herkömmliche visuelle Systeme keine genauen Informationen über die Materialtemperatur liefern können. In der Vergangenheit wurde der Klinker bei vielen Herstellern visuell kontrolliert, was häufig zu ineffizienten und zeitaufwendigen Abläufen führte. Lange Kühlphasen ohne Rückmeldung über die tatsächliche Materialtemperatur verursachten Verzögerungen und ein suboptimales Prozessmanagement. Oft überprüften erfahrene Mitarbeitende die Temperatur manuell und leiteten erst danach den nächsten Prozessschritt ein.

Die Notwendigkeit einer genaueren Steuerung des Kühlprozesses ergibt sich daraus, dass Klinker nur bei optimalen Temperaturen für den nächsten Verarbeitungsschritt bereit ist. Ohne präzise Temperaturdaten bestand das Risiko, dass der Klinker entweder zu früh oder zu spät in die nächste Phase überführt wurde, was zusätzliche Kosten und Zeitverluste verursachte. Die Herausforderung bestand darin, eine Lösung zu finden, die eine exakte Temperaturmessung in der staubigen und extrem heißen Umgebung des Klinkerkühlers ermöglicht. Die Überwachung des Kühlprozesses durch präzise Temperaturmessung ist daher entscheidend für die Prozessoptimierung und die Steigerung der Effizienz.

Vorteile der Infrarot-Überwachungstechnologie in der Klinkerproduktion
Integration der Lösung – Überwachung des Kühlprozesses in Echtzeit

Integration der Lösung – Echtzeitüberwachung des Kühlprozesses

Die technische Umsetzung der Temperaturüberwachung im Klinkerkühlprozess durch Optris wurde mit der PI 1M realisiert, einer hochmodernen Infrarotkamera mit einem weiten Messbereich von 450 °C bis 1800 °C. Diese fest installierte Infrarotkamera eignet sich besonders für Hochtemperaturprozesse wie sie bei der Klinkerkühlung auftreten. Dank ihres speziellen CMOS-Detektors und der hohen Auflösung von bis zu 764 x 480 Pixeln bei 32 Hz liefert die Kamera selbst in anspruchsvollen Umgebungen präzise Wärmebilder. Die hohe Bildfrequenz von bis zu 1 kHz ermöglicht zudem die Überwachung schneller Prozesse. Aufgrund ihres kompakten Designs und des robusten Kühlgehäuses (Cooling Jacket Advanced) kann die Wärmebildkamera auch bei Umgebungstemperaturen von bis zu 70 °C zuverlässig eingesetzt werden.

Ein wesentlicher Vorteil der PI 1M ist ihre kurze Wellenlänge von 0,85 – 1,1 µm, die es ermöglicht, die Kamera durch ein Borosilikat-Sichtfenster zu betreiben und den Klinkerkühler zu beobachten. Dadurch ist eine kontinuierliche Überwachung des Materialkühlprozesses gewährleistet. Die Infrarotkamera kann gleichzeitig die Temperatur des Klinkers an mehreren Messpunkten erfassen. Mit der mitgelieferten PIX Connect Software lassen sich bis zu acht oder mehr Messbereiche definieren, deren Temperaturdaten in Echtzeit erfasst und über Analogausgänge an das Leitsystem übertragen werden. So ist eine präzise Steuerung des Kühlprozesses möglich, wobei die gemessenen Temperaturen eine Genauigkeit von ±1 % aufweisen.

Darüber hinaus bietet die Wärmebildkamera einen Echtzeit-Analogausgang mit einer Reaktionszeit von nur 1 ms, wodurch bei Bedarf schnelle Prozessanpassungen möglich sind. Die Verbindung zum zentralen Überwachungssystem erfolgt über Ethernet, was eine stabile und schnelle Datenübertragung gewährleistet. Durch diese präzise Temperaturüberwachung wird der gesamte Klinkerkühlprozess erheblich optimiert.

Zeit- und Kosteneinsparungen durch Prozessoptimierung der Klinkerkühlung

Der Einsatz der PI 1M Infrarotkamera hat den Klinkerkühlprozess deutlich verbessert und den Klinkerproduzenten entscheidende Vorteile verschafft. Dank präziser Temperaturmessung kann der Prozess exakt überwacht und bei Bedarf angepasst werden. Dies führt zu erheblichen Zeiteinsparungen, da der Klinker nun genau zum richtigen Zeitpunkt ohne unnötige Verzögerungen weiterverarbeitet werden kann. Die Echtzeitüberwachung und die hohe Bildfrequenz von bis zu 1 kHz stellen sicher, dass auch schnelle Temperaturänderungen sofort erkannt werden. Dies war mit herkömmlichen visuellen Systemen, die lediglich Bilder, aber keine genauen Temperaturdaten lieferten, nicht möglich.

Die Kamera verfügt über eine thermische Empfindlichkeit (NETD) von weniger als 2 K bei Temperaturen unter 900 °C und weniger als 4 K bei Temperaturen unter 1400 °C. Diese hohe Empfindlichkeit ermöglicht die präzise Erkennung von Temperaturunterschieden, selbst in staubigen und herausfordernden Umgebungen wie dem Klinkerkühler. Darüber hinaus ist die Kamera dank des Schutzgehäuses und der laminaren Luftspülung, die die Linse kontinuierlich staubfrei hält, optimal vor äußeren Einflüssen geschützt.

Ein weiterer Vorteil der Lösung ist das hervorragende Preis-Leistungs-Verhältnis, das Klinkerhersteller durch die Integration der PI 1M Infrarotkamera erzielen. Die hohe Präzision, das robuste Design und die einfache Integration in bestehende Prozesse machen die IR-Kamera ideal für die Klinkerkühlung. Die Möglichkeit, mehrere Messbereiche zu definieren und in Echtzeit zu überwachen, sorgt für eine optimale Prozesssteuerung. Dies führt zu Kosteneinsparungen, da der Prozess effizienter abläuft und unnötige Schritte entfallen. Die Wärmebildkamera hat sich somit als zuverlässige Lösung zur Optimierung des Klinkerkühlprozesses bewährt.

Zeit- und Kosteneinsparungen durch Prozessoptimierung der Klinkerkühlung

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