PI 05M

Die Optris PI 05M ist eine ultrakurzwellig messende Wärmebildkamera, die für die berührungslose Temperaturmessung von Hochtemperaturzielen entwickelt wurde. Die Infrarotkamera arbeitet im kurzwelligen Infrarotbereich (0,50–0,54 μm). Die Wärmebildkamera ist für die präzise Temperaturanalyse von Materialien wie geschmolzenen Metallen sowie für additive Fertigungsprozesse ausgelegt, die Nahinfrarot-(NIR)- und Kohlendioxid-(CO2)-Laser verwenden. Die PI 05M bietet einen breiten Temperaturmessbereich und eine hohe Genauigkeit und eignet sich damit für anspruchsvolle industrielle Anwendungen.

Die PI 05M Wärmebildkamera ist mit einem Objektiv ausgestattet, das ein Sichtfeld von 27° x 17° bietet und detaillierte Wärmebildgebung sowie genaue Temperaturanalyse in industriellen Umgebungen ermöglicht. Diese Konfiguration unterstützt die präzise Messung von Hochtemperaturmaterialien und komplexen additiven Fertigungsprozessen. Nicht reflektierende Materialien behalten im Allgemeinen eine stabile Emissivität bei, insbesondere in langwelligen Spektralbereichen. Metallische und reflektierende Materialien weisen dagegen bei langen Infrarotwellenlängen häufig eine niedrige Emissivität auf, was zu weniger zuverlässigen Messungen führt. Der kurzwellige Bereich der PI 05M entspricht bei den meisten Metallen einer höheren Emissivität und verbessert damit die Zuverlässigkeit berührungsloser Temperaturmessungen. Nach dem Planckschen Strahlungsgesetz wird im kurzwelligen Bereich mehr Infrarotstrahlung emittiert, wodurch der Einfluss von Emissivitätsschwankungen auf die Wiederholgenauigkeit der Messung reduziert wird. Daher werden ultrakurzwellig messende Infrarotkameras für die genaue Temperaturmessung reflektierender Materialien bei erhöhten Temperaturen empfohlen. Die PI 05M wird in Deutschland nach industriellen Standards gefertigt und bietet im Vergleich zu langwelligen Alternativen eine verbesserte Präzision, Genauigkeit und Wiederholbarkeit.

Die PI 05M verfügt über eine spektrale Bandbreite von 0,50–0,54 μm und einen kontinuierlichen Messbereich von 900 °C bis 2450 °C. Diese Leistungsfähigkeit macht sie geeignet für die Temperaturmessung von geschmolzenen Metallen, Hochtemperaturmaterialien sowie den meisten NIR- und CO2-Laserbearbeitungsanwendungen.

Die Wärmebildkamera bietet außergewöhnliche Vielseitigkeit mit verschiedenen Bildfrequenzen und Teilbildoptionen für unterschiedliche Anwendungsanforderungen. Bei einer Auflösung von 764 x 480 Pixeln arbeitet sie mit 32 Hz und liefert detaillierte Bildgebung. Bei 382 x 288 Pixeln erreicht sie eine höhere Bildfrequenz von 80 Hz, ideal für die klare Erfassung schnell bewegter Objekte. Für noch schnellere Anwendungen, etwa schnelle Temperaturänderungen, kann sie mit 1 kHz bei einer Auflösung von 72 x 56 Pixeln betrieben werden.

Die Kamera bietet außerdem einen Teilbildmodus mit 764 x 8 Pixeln bei 1 kHz, der für Line-Scanning-Anwendungen entwickelt wurde. Dieser Modus ermöglicht eine präzise Temperaturüberwachung entlang einer kontinuierlichen Linie und unterstützt verschiedene industrielle Mess- und Bildgebungsaufgaben.

Die Optris PI 05M Wärmebildkamera wird über USB mit einem Computer verbunden und ist mit der PIX Connect Software kompatibel, die Funktionen wie Line Scanning und Image Merging bereitstellt. PIX Connect ist ohne zusätzliche Kosten verfügbar und unterstützt die Wärmebildverarbeitung sowie die Erfassung von Temperaturdaten. Für Integratoren, die kundenspezifische Softwarelösungen benötigen, werden außerdem Developer Kits angeboten.

Die PI 05M Infrarotkamera ist mit verschiedenen Zubehörteilen kompatibel, die für den Einsatz in rauen Umgebungen entwickelt wurden. Dazu gehören ein wassergekühltes Gehäuse, das den Betriebstemperaturbereich der Kamera auf 315 °C erweitert, sowie Luftspülungen, die helfen, die Linse in staubigen Umgebungen sauber zu halten.

Weiteres Zubehör umfasst mechanische Befestigungskomponenten, elektrische Schnittstellen und Verbindungskabel. Diese Optionen erleichtern die Integration der PI 05M in bestehende Systeme für zuverlässige Wärmebildanwendungen.

Die Thermografie-Software optris PIX Connect ist im Lieferumfang enthalten und lizenzfrei. Alle Infrarotkameras werden mit der Thermografie-Software optris PIX Connect ausgeliefert, die speziell für die umfangreiche Dokumentation und Analyse von Wärmebildern entwickelt wurde. Die Windows-basierte PIX Connect Software ermöglicht es Anwendern, die Infrarotkameras an spezifische Anforderungen anzupassen. Sie analysiert Live- und aufgezeichnete Temperaturdaten und löst Alarmsignale für die Prozessintegration aus. Der Schlüssel zur optimalen Nutzung der Optris Infrarotkamera ist eine korrekte Konfiguration. Dazu gehören detaillierte gerätespezifische Einstellungen wie Bildfrequenz, Anpassung des Messbereiches, Einstellungen für die externe Kommunikation sowie USB-/Ethernet-Konfigurationen. Darüber hinaus ermöglicht PIX Connect Firmware-Updates und das Herunterladen von Konfigurationsdateien über das Internet. PIX Connect Optris bietet mehrere verschiedene SDKs für unsere Xi- und PI-Wärmebildkameras an. Abhängig von der verwendeten Plattform, der Infrarotkamera, der Programmiersprache und der Hardwareplattform können unterschiedliche Software-Schnittstellen genutzt werden: SDK Die Optris IRmobile App ermöglicht es Anwendern, ein Optris Infrarot-Pyrometer oder eine Infrarotkamera mit einem Android-Smartphone oder -Tablet einzurichten und in Betrieb zu nehmen. Dieses Tool ist besonders hilfreich bei der Inbetriebnahme und Ausrichtung des Sichtfeldes der Infrarotkamera oder bei der Anpassung der Konfiguration. Die App analysiert den Live-Infrarotbildstrom der angeschlossenen Infrarotkamera mit automatischer Heiß- und Kaltpunkt-Erkennung. Für Pyrometer wird ein Temperatur-Zeit-Diagramm oder das Videosignal angezeigt. Diese App funktioniert auf den meisten Android-Geräten mit Version 5.0+ mit einem USB-Anschluss, der USB-OTG (On The Go) unterstützt. Google Play

Kann ich der Temperaturmessung eines einzelnen Pixels vertrauen?

Aufgrund der beugungsbegrenzten Eigenschaften von Infrarotoptiken sind die optische Auflösung und die Bildqualität physikalisch begrenzt. Da die Abmessungen der einzelnen Pixel im gleichen Bereich wie die Infrarotwellenlänge liegen, sollten Anwender sicherstellen, dass das Messobjekt größer ist als das MFOV der Kamera.

Wie fokussiere ich die Wärmebildkamera?

Ältere Versionen der Kamera verfügen über einen zusätzlichen Objektivtubus mit Schutzfenster. Bitte entfernen Sie den Objektivtubus und fokussieren Sie die Optik durch Drehen des Objektivs.

Kann ich die PI 05M Wärmebildkamera bei Metallen einsetzen?

Ja. Die PI 05M ist speziell für heiße Metallobjekte entwickelt und optimiert.

Kann die PI 05M Wärmebildkamera mit mehr als einem Objektiv kalibriert werden?

Für die PI 05M stehen drei verschiedene Objektivoptionen zur Verfügung; jedes davon kann die an der Kamera installierte Optik ersetzen. Jede Optik dämpft Infrarotsignale in unterschiedlichem Maß und muss zusammen mit der Kamera kalibriert werden, um genaue Temperaturmessungen zu liefern. Daher ist es sinnvoll, zukünftige Optikanforderungen im Voraus zu berücksichtigen und diese bereits in die Erstbestellung der Kamera aufzunehmen.

Kann ich später ein weiteres Objektiv kaufen, wenn ich bei meiner ersten PI 05M IR-Kamera nicht mehr als eine Infrarotoptik bestelle?

Ja. Optris führt regelmäßig nachträgliche Kalibrierungen von Infrarotobjektiven durch. Sie müssen die Wärmebildkamera jedoch an Optris zurücksenden, damit die dämpfenden Effekte des neuen Objektivs während des Kalibrierprozesses korrekt berücksichtigt werden können.

Wie lade ich unterschiedliche Kalibrierdateien, wenn ich die Optik wechsle?

Kalibrierdateien für jede Optikkombination der Wärmebildkamera sind auf den Optris Servern verfügbar und werden auf Ihren PC geladen, wenn dieser mit dem Internet verbunden ist und der Ladevorgang gestartet wird. Zusätzlich wird mit der Infrarotkamera ein USB-Stick mit der Software und den Kalibrierdateien geliefert.

Wo wird die PI 05M hergestellt, und enthält sie Speicherkomponenten, die außerhalb der USA oder der Europäischen Union bezogen werden?

Die PI 05M Wärmebildkamera wird in Berlin, Deutschland, entwickelt, gefertigt und kalibriert. Einige elektronische Komponenten können außerhalb der EU oder der USA bezogen werden. Wichtig ist jedoch, dass die PI 05M keine Wärmebilder oder Temperaturwerte in nichtflüchtigem Speicher speichert. Die PI 05M speichert vollständige Wärmebilder, Wärmevideos (.ravi-Dateien) und Temperaturwerte ausschließlich auf dem Kunden-PC, auf dem die für den Betrieb der Kamera erforderliche PIX Connect Software installiert ist. Die Kamera verwendet Speicherkomponenten innerhalb der Kameraelektronik, die außerhalb der EU oder der USA bezogen werden können, um ein Referenzbild (auch Dark Picture genannt) des Shutters bzw. Flags für die Nichtuniformitätskorrektur sowie einige Referenztemperaturen zur Korrektur von Temperaturdrift zu speichern. Alle diese Speicherelemente werden gelöscht, sobald die Stromversorgung des Kamerakopfes abgeschaltet wird.

Verfügt die PI 05M Wärmebildkamera über WLAN oder andere Kommunikationsmöglichkeiten?

Die PI 05M Wärmebildkamera verfügt über keine elektronischen Komponenten, die eine externe Kommunikation ermöglichen.

Kann die PI 05M ohne Verbindung zu einem Computer betrieben werden?

Die PI 05M Wärmebildkamera muss mit einem PC verbunden sein, auf dem die Optris PIX Connect Software installiert ist, um Wärmebilder und berührungslose Temperaturmessungen zu erzeugen. Durch den Verzicht auf Verarbeitung im Wärmebildkamerakopf und die Nutzung der PC-Rechenleistung kann der Kamerakopf kleiner ausgeführt und die zulässige Umgebungstemperatur erhöht werden. Ein autonomer Betrieb (ohne PC) wird von Optris Xi-Serien-Infrarotkameras unterstützt.

Kann die PI 05M Wärmebildkamera Temperaturinformationen von Messpunkten oder Bereichen an meine SPS senden?

Die PI 05M Wärmebildkamera kann Temperaturinformationen oder Temperaturalarmmeldungen über den Process-Interface-Anschluss auf der Rückseite der Kamera senden. Ein Kabel mit integrierter Elektronik und Klemmenblock ist im Lieferumfang der Kamera enthalten. Es kann in der PIX Connect Software als Analogeingang (AI) und Digitaleingang (DI) zur Steuerung der Kamera oder als Analogausgang (AO) zur Prozesssteuerung programmiert werden. Der Signalpegel beträgt immer 0–10 V (DI = 24 V). Optional ist außerdem ein Industrial Process Interface erhältlich, das bis zu drei unabhängige Temperaturwerte oder Alarme an eine kundenseitige SPS ausgibt. Für Anwendungen mit Ausgabebedarf für mehr als drei Bereiche sind USB-RS485-Adapter verfügbar.

Wie hoch ist die Bit-Tiefe unserer Kamera?

Die Bit-Tiefe unserer Kameras beträgt 14 Bit. Die Daten liegen mit 16 Bit vor, jedoch werden nur 14 Bit für die Temperaturdaten verwendet; die übrigen 2 Bit bleiben ungenutzt.

Welche zugehörigen Artikelnummern gibt es für dieses Produkt?

OPTPI05MO13, OPTPI05MO27, OPTPI05MO41, MEPPI05MO13, MEPPI05MO27, METPI05MO41

Ich habe eine PI 640i und möchte sie mit dem USB-Kabel verbinden. Was kann ich tun, wenn ich in der Software kein Signal erhalte?

• Prüfen Sie im WINDOWS-Gerätemanager, ob der USB-Treiber korrekt erkannt wurde.
• Gehen Sie zu Einstellungen/Kamera oder suchen Sie nach „Kamera“ und aktivieren Sie dann die Option „Apps den Zugriff auf Ihre Kamera erlauben“. Dies kann aufgrund eines Windows-Updates erforderlich sein.
• Wenn Sie in der PIXConnect-Software einen schwarzen Bildschirm sehen, kann dies an einer schwachen Leistung Ihres Grafikchips oder an der Hardwarebeschleunigung liegen. Reduzieren Sie in diesem Fall die Bildschirmauflösung des Monitors.
• Prüfen Sie das USB-Kabel sowie die Steckerkontakte an Kamera- und PC-Seite.
• Versuchen Sie einen anderen USB-Port am PC oder – falls verfügbar – einen anderen PC, um auszuschließen, dass das USB-Kabel ein Problem hat.
• Möglicherweise ist die USB-Stromversorgung des PCs, an dem die Kamera betrieben wird, zu schwach.
• Ein zu langes USB-Kabel, ein nicht von Optris bereitgestelltes USB-Kabel oder ein USB-Verlängerungskabel kann der Grund dafür sein, dass die PIXConnect-Software kein Signal erhält.
• Verwenden Sie einen PC, auf dem Sie Administratorrechte haben, oder sprechen Sie mit Ihrem lokalen Administrator.

Ich verwende das SDK, um SimpleViewer unter Linux auszuführen, und habe PI Connect auf Windows installiert. Nach der Kalibrierung erscheint das Wärmebild vollständig schwarz und zeigt einen falschen Temperaturwert von 257 °F an. Welche Einrichtungs- oder Kalibrierungsschritte könnte ich übersehen haben, damit dies korrekt funktioniert?

• Bezüglich der schwarzen Anzeige in der PIXConnect-Software: Dies kann durch eine schlechte Leistung Ihres Grafikchips verursacht werden, z. B. durch die Hardwarebeschleunigung. Reduzieren Sie die Bildschirmauflösung Ihres Monitors oder – wenn möglich – die Hardwarebeschleunigung.
• Stellen Sie die Optimierung auf „Performance“ und entfernen Sie das Häkchen bei „High Speed temperature calculation“

Unterstützt die PI 640i externes Triggern? Kann ich konkret einen Relaisausgang oder den Digitalausgang einer Steuerung verwenden, um die Bildaufnahme der Kamera auszulösen?

• Ja, die PI 640i Kamera unterstützt über die PIXConnect-Software ein externes Triggern zur Aufnahme eines Bildes.
• Sie können über das Process Interface (PIF) ein analoges Eingangssignal oder ein digitales Eingangssignal verwenden, um die Kamera zu triggern.
• Im Konfigurationsmenü unter den PIF-Einstellungen können Sie das Spannungssignal für das analoge Signal zum Triggern der Kamera festlegen oder die Flankenbedingungen für das digitale Signal definieren, um die Kamera auszulösen.
• Eine weitere Möglichkeit, einen Snapshot über den Digitalausgang einer Steuerung auszulösen, ist die serielle Kommunikation (sofern an der SPS verfügbar). Dafür können Sie die Befehlsliste der seriellen Kommunikation verwenden, um den Befehl zur Aufnahme eines Snapshots zu senden.

Welche Optris Infrarotkamera eignet sich am besten zur Temperaturmessung bei Schweißprozessen?

• Die Wahl der richtigen Optris Infrarotkamera hängt vom Temperaturbereich und von der Art des Schweißprozesses ab.
• Für Kunststoffschweißen kann eine PI/Xi LT Kamera verwendet werden (8–14 µm).
• Für Metallanwendungen (z. B. Stahl) sollte eine kurzwellige Kamera wie PI 1M/08M/05M, Xi 1M oder Xi05M eingesetzt werden (0,85–1,1 µm, 780–820 nm, 500–540 nm).
• Für Laserschweißanwendungen bietet Optris IR-Kameras mit Sperrfilter an.

Wie hoch ist die Bit-Tiefe unserer Kamera?

Die Bit-Tiefe unserer Kameras beträgt 14 Bit. Die Daten liegen mit 16 Bit vor, jedoch werden nur 14 Bit für die Temperaturdaten verwendet, die anderen 2 Bit bleiben ungenutzt.

Können wir die Roh-ADU-Daten der Kamera an eine andere kommerzielle Software zur Verarbeitung senden?

Grundsätzlich geben wir keine Informationen über Rohdaten heraus. Die einzige Möglichkeit besteht darin, mit dem Connect SDK die ADU-Werte der Kamera als Matrix auszugeben. Diese ADU-Werte sind jedoch nicht interpretiert. Die Kameras können Temperaturinformationen und Farbinformationen an eine andere kommerzielle Software zur Weiterverarbeitung senden.

Ändert sich die Darstellung des Bildes, wenn im Connect SDK der Modus von Temperature auf ADU umgestellt wird?

Nein, die Art der Bilddarstellung ändert sich nicht. Das können Sie auch in den mit der PIX Connect Software bereitgestellten Softwarebeispielen sehen (Menü HELP => Connect SDK => Examples). Im Konfigurationsmenü unter => External communication => ConnectSDK können Sie den Modus von „Temperatures“ auf „ADU“ umstellen. Dies hat keinen Einfluss auf das angezeigte Bild.

Unser Unternehmen entwickelt und liefert Kamerasysteme für Stahlherstellungsprozesse und prüft verschiedene Kameratypen. Würden Sie für diese Anwendung langreichweitige, nahinfrarote oder kurzwellige Infrarotmodelle empfehlen?

Für Stahlherstellungsprozesse empfehlen wir kurzwellige Infrarotkameras wie die PI 1M, PI 08M, PI05M, Xi1M oder Xi 05M. Verwenden Sie möglichst die niedrigste Wellenlänge bzw. den niedrigstmöglichen Spektralbereich.

Die angegebene Genauigkeit in diesem Bereich für die PI 640i LT beträgt ±2 °C, aber ich frage mich, ob sich die Genauigkeit mithilfe von Informationen zur Oberflächenemissivität weiter verbessern oder auf ±1 °C oder besser kalibrieren ließe.

Nein, die tatsächliche Temperaturgenauigkeit lässt sich durch Informationen über die Oberflächenemissivität nicht weiter verbessern. Für die PI640i Kamera beträgt sie ±2 °C oder ±2 %. Genaue Informationen über die Emissivität der Oberfläche sind jedoch notwendig, um auf Basis des Reflexionsanteils auf der zu messenden Oberfläche die korrekte Temperatur zu bestimmen. Eine falsch eingestellte Emissivität führt zu einer Temperaturabweichung.

Ist Ihre Infrarotkamera langwellig (LWIR) oder kurzwellig (SWIR/MWIR)? Wie hoch ist die typische Bildfrequenz? Wie groß ist das IFOV (instantaneous field of view / Pixelgröße)? Und erfolgt die Verbindung zum PC über USB oder welche anderen Plattformen/Schnittstellen werden unterstützt (z. B. Ethernet)?

Optris bietet verschiedene Typen von IR-Kameras mit unterschiedlichen Wellenlängen an. Nachfolgend finden Sie eine Übersicht über die verschiedenen Kameratypen hinsichtlich Spektralbereich, typischer Bildfrequenz und Schnittstellenvarianten (USB oder Ethernet (ETH)):

Langwellige (LWIR) Kameras (Spektralbereich 8–14 µm):

• PI400i LT (80 Hz, umschaltbar auf 27 Hz)
• PI450i LT (80 Hz, umschaltbar auf 27 Hz)
• PI640i LT (32 Hz, 640×120 px @ 125 Hz)
• Xi80 LT ETH (50 Hz)
• Xi400 LT USB (80 Hz, umschaltbar auf 27 Hz)
• Xi410 LT ETH (25 Hz über Ethernet, 4 Hz über USB)
• Xi640 LT USB (32 Hz)

Langwellige (LWIR) Kameras (Spektralbereich 7,9 µm):

• PI450iG7 (80 Hz, umschaltbar auf 27 Hz)
• PI640iG7 (32 Hz, 640×120 px @ 125 Hz)

Mittelwellige (MWIR) Kameras (Spektralbereich 3,9 µm):

• Xi320MT (30 Hz)

Kurzwellige (SWIR) Kameras:

• PI1M (0,85–1,1 µm), 32 Hz (382×268 px @ 80 Hz, umschaltbar auf 27 Hz / 72×56 px / 764×8 px @ 1 kHz)
• PI08M (780–820 nm), 32 Hz (382×268 px @ 80 Hz, umschaltbar auf 27 Hz / 72×56 px / 764×8 px @ 1 kHz)
• PI05M (500–540 nm), 764×480 px @ 32 Hz / 382×288 px @ 80 Hz (umschaltbar auf 27 Hz) / 72×56 px / 764×8 px @ 1 kHz
• Xi1M ETH (0,85–1,1 µm), 396×300 px, 20 Hz, 396×8 px (autonom: 396×1 px), 500 Hz, Ethernet, USB 2.0 (nur 20 Hz), autonomer Betrieb
• Xi05M ETH (500–540 nm), 396×300 px, 20 Hz, 396×8 px (autonom: 396×1 px), 500 Hz, Ethernet, USB 2.0 (nur 20 Hz), autonomer Betrieb

Für die Xi 80 / 410 / 05M / 08M Kameras sind folgende digitale Schnittstellenkits verfügbar:

• Ethernet TCP/IP / Modbus TCP Interface-Kit
• EtherNet/IP Interface-Kit
• Profinet-Kit

• Infrarotkamera PI 05M
• USB Kabel (1 m)
• IO Kabel für output/input (1 m) mit Klemmblock
• Tripod
• Robuster Transportkoffer für den Außenbereich (IP67)
• Software PIX Connect
• PI Betriebsanleitung