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Fachzeitschrift für Industrielle Automation, Mess-, Steuer- und Regeltechnik

Messtechnik

Messtechnik IPEmotion-Klimapaket zur Berechnung von Kältekreisläufen Ipetronik bietet für die Professional- und Developer- Editionen seiner Messsoftware IPEmotion ein optionales Klimapaket, mit dem sich komplexe Berechnungen von Kältekreisläufen durchführen und grafisch visualisieren lassen. Das IPEmotion-Klimapaket eignet sich sowohl für alle Untersuchungen an Kühl- und Klimasystemen als auch an Wärmepumpen. Physikalisches Prinzip Die Erzeugung von Kälte ist ein wichtiger physikalischer Vorgang, der in vielen industriellen Anwendungen zum Einsatz kommt. Das physikalische Prinzip basiert darauf, dass durch die Expansion und Verdampfung einer Flüssigkeit und die damit einhergehende Änderung des Aggregatzustandes von flüssig zu gasförmig eine Verdampfungswärme entsteht, die der Umgebung Wärme entzieht. Bei den Kompressions-Kältemaschinen wird dieses Prinzip technisch ausgenutzt, um in einem geschlossenen System das gasförmige Kältemittel durch den Kompressor unter Druck im Kondensator zu verflüssigen. Wenn dann das Kältemittel über das Expansionsventil im Verdampfer durch einen Druckabfall sehr schnell vom flüssigen in den gasförmigen Zustand übergeht, wird der Umgebung Wärme entzogen, dadurch entsteht Kälte (Bild 1). Kältekreislauf berechnen Ein derartiger Kältekreislauf lässt sich nun mit dem IPEmotion-Klimapaket berechnen und visualisieren. Durch die in der Software implementierten Enthalpie-Formeln und die Einbindung der Refrop-Stoffdatenbank für Kältemittel (NIST Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties Database, www.nist.gov) kann die Enthalpie [kJ/kg], also die nutzbare Wärmeenergie je Masseneinheit, in den definierten Punkten des Kreisprozesses ermittelt werden. Die Berechnungsergebnisse lassen sich in einem Logph-Diagramm entsprechend der Aggregatzustände des Kältemittels grafisch darstellen (Bild 2). Derzeit werden die Kältemittel r134a, r1234yf, r22, r404a, r410a, r507a und CO 2 unterstützt. Diese müssen in den Berechnungsformeln als Index berücksichtigt werden. Die Konfiguration ist sehr einfach. Der Anwender wählt nur die Basisformel aus dem Formelpool aus und ordnet die Messkanäle für Temperatur und Druck sowie den Kältemittelindex den Kreislaufpunkten zu. Folgende Formeln stehen zur Verfügung • h_std: zur Enthalpie- Berechnung • h_liq: zur Enthalpie- Berechnung für Messpunkte, die sich im Flüssig- oder Mischgebiet befinden. • h_vap: zur Enthalpie- Berechnung für Messpunkte im Dampfgebiet • T_sat_vap: zur Berechnung der Sättigungstemperatur an der Taulinie • T_sat_liq: zur Berechnung der Sättigungstemperatur an der Siedelinie IPEmotion bietet viele Lösungen für messtechnische Aufgaben. Über die Möglichkeiten der nachgelegten Datenverarbeitung können die Enthalpie und Druck-Referenzpunkte im Log-ph-Diagramm auch über Offline-Berechnungen auf Basis von Messdaten bestimmt werden. Das Klimapaket von IPEmotion wurde in erster Linie für Prüfstandapplikationen für den Geschäftsbereich IPEtec von Ipetronik entwickelt und dort erfolgreich eingesetzt. Es kann aber auch von anderen Unternehmen verwendet werden. IPEtec ist auf die Entwicklung von individuellen Prüfständen für Systemkomponenten wie Kompressoren spezialisiert. Zudem baut der Ipetronik- Geschäftsbereich Klima- und Akustikkammern für die Konditionierung von Fahrzeugklimaanlagen. Mit den Prüfständen können Prüflinge konditioniert werden, um die verschiedenen Klima- und Temperaturzonen zu simulieren, denen ein Fahrzeug ausgesetzt ist. Mit Hilfe der Log-ph-Diagramme und den Berechnungsformeln zur Enthalpie erkennt der Anwender, welche Leistung ein Kompressor unter verschiedenen Umgebungsbedingungen erbringt. Mit dem IPEmotion- Klimapaket lassen sich Kompressoren so auslegen, dass sie für Fahrzeug und Fahrgast unter allen Umgebungstemperaturbedingungen die optimale Klimatisierung bei möglichst wirtschaftlichem Energieverbrauch zur Verfügung stellen. • IPETRONIK GmbH & Co. KG www.ipetronik.com 26 PC & Industrie 4/2012

Messtechnik Infrarotthermometer mit Ziellaser Dostmann electronic stellt mit dem neuen Infrarotthermometer Scantemp 486 ein Messgerät zur berührungslosen schnellen und präzisen Messung von Oberflächentemperaturen vor. Die Überwachung von Produktionsprozessen ist ein typisches Anwendungsgebiet für das Scantemp 486. Durch die kontaktfreie Messmethodik werden Temperaturbestimmungen an schlecht zugänglichen Objekten, z.B. spannungsführenden Teilen wie elektrischen Bauelementen und Transformatoren ebenso möglich wie in der chemischen Industrie an aggressiven Medien. Aufgrund der kurzen Ansprechzeit von weniger als einer Sekunde eignet sich das Gerät sehr gut zur Temperaturermittlung bei sich bewegenden Teilen. Die Lebensmittelindustrie nutzt bevorzugt IR-Messgeräte zur keimfreien Temperaturbestimmung, da die Produkte nicht durch einen Messfühler verunreinigt werden. Das IR-Thermometer wird auch in der Medizin oder in der pharmazeutischen Industrie für die Messung keimfreier Medien verwendet sowie bei der Wartung von Kühl- und Heizungsanlagen, im Straßenbau zur Kontrolle der Teerabkühlung und am Bau zur Messung frisch lackierter Teile. Dank des geringen Gewichts von 500 g ist das Handmessgerät leicht transportabel und erlaubt den universellen Einsatz an häufig wechselnden Einsatzorten. Das ergonomisch geformte Gerät kann mit einer Hand gehalten und bedient werden. Das Scantemp 486 arbeitet mit einem Doppel-Ziellaser, welcher die Ränder des tatsächlichen Messflecks anzeigt. Mit der vergüteten Optik wird ein Messfleckverhältnis von 12:1 erreicht. Der große Temperaturmessbereich für IR- Messungen reicht von -60 bis +550 °C mit einer Genauigkeit von ±2%. Der Emissionsgrad ist zwischen 0,1 und 1,00 einstellbar. Ein zusätzlicher Thermoelement-Eingang am Gerät ermöglicht auch berührende Messungen mit einem externen Temperaturfühler NiCr-Ni (Typ K), z.B. einem Einstechfühler, Glasfaser-Temperatur- und Dehnungsmessung mit Millimeterauflösung Polytec hat ihr Produktprogramm mit dem faseroptischen Temperatur- und Dehnungsmesssystem OdiSI erweitert. Das System nutzt die von einer Standardglasfaser zurückgestreute Rayleigh-Streuung um lokale Temperatur- und Dehnungsänderungen zu erfassen. Dabei wirkt jeder Punkt der Faser als Sensor, so dass quasi-kontinuierlich verteilte Messungen durchgeführt werden können. Pro Scan werden alle Messpunkte gleichzeitig ausgelesen, was mit einer Rate von bis zu 3 Hz möglich ist. Der Temperaturmessbereich reicht von -50 bis +700 °C, der Dehnungsmessbereich beträgt ±15.000 Microstrain. Die Messauflösung liegt bei 0,1 °C, beziehungsweise ±1 Micro.strain. Dabei sind Messstrecken bis zu 50 Meter möglich bei einer im Bereich zwischen -64 und +1.370 °C mit einer Genauigkeit von ±1%. Die Arbeitstemperatur des Scantemp 486 liegt für einen einwandfreien Betrieb zwischen 0 und +50 °C. Das große LC-Display zeigt mit einer Auflösung von 0,1 °C (ab 200 °C 1 °C) gleichzeitig den aktuellen Messwert in °C oder °F und den Maximalbzw. Minimalwert an. Die MAX- Funktion hilft, die höchste Temperatur eines Objekts sicher zu erfassen. Für spezielle Auswertungen existiert zusätzlich eine DIF- und eine AVG-Funktion. Die zuschaltbare Hintergrundbeleuchtung verbessert das Ablesen bei schlechten Lichtverhältnissen, akustische und optische Signale (HI-LOW-Alarm) warnen vor der Über- bzw. Unterschreitung definierter Grenzwerte. Die Stromversorgung erfolgt mit zwei handelsüblichen 1,5-V AAA-Batterien, die einen Dauerbetrieb bis zu 40 Stunden ermöglichen. • Dostmann electronic GmbH info@dostmann- electronic.de www.dostmann-electronic.de räumlichen Auflösung im Millimeterbereich. Als Messleitung kann eine kostengünstige Standard-Glasfaser aus dem Telekombereich eingesetzt werden, was die Betriebskosten auf einem niedrigen Niveau hält. Das OdiSI ist speziell auf Temperatur- und Dehnungsmessungen ausgelegt und ermöglicht auch dem ungeübten Anwender einen schnellen Einstieg durch die bedienungsfreundliche Nutzeroberfläche. • Polytec GmbH www.polytec.de www.polytec.de/odisi PC & Industrie 4/2012 27

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