Infrarotfenster

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Infrarotfenster, ein Planungsleitfaden

Die Wärmebildtechnik wird als flexibles, wirtschaftliches und vorbeugendes Wartungsinstrument immer beliebter. Da es sich um ein berührungsfreies Verfahren handelt, gestattet es eine Überprüfung bei laufendem Betrieb, was aus mehreren Gründen äußerst vorteilhaft ist. Die Produktivität wird nicht unterbrochen. Die erfassten Wärmedaten sind aussägekräftiger, da das System in Betrieb ist. Prüfungen können zudem schnell ohne Verzicht auf Genauigkeit durchgeführt werden. Das spart Zeit und Geld.

 

Um sich diese Vorteile zu Nutze zu machen, muss allerdings die Sicherheit des Personals gewährleistet sein. Die Unternehmen setzen vermehrt Infrarotfenster ein, um den Einsatzbereich der Thermografie zu maximieren und das Personal zu schützen.

 

Motiviert wird dieser Schritt durch alarmierende Zahlen. Jedes Jahr erleiden Elektriker starke Verbrennungen und verlieren sogar ihr Leben, nur weil sie ihre Arbeit machen. Das Öffnen von Schaltschranktüren oder Schalttafeln zur Durchführung von Wärmeuntersuchungen an einer Busschiene oder einem Trafo bei anliegender Spannung kann zu lebensverändernden und tödlichen Lichtbogenüberschlägen führen. Leider passiert das nicht selten.

 

Eine Lösung besteht sicherlich darin, die Stromquelle zu trennen. Dies reflektiert aber nicht den Betriebszustand der Anlage oder Komponente unter Last. Infrarotfenster schaffen hier nachweislich Abhilfe und stellen die weitaus bessere Lösung dar. Der Zustand des Systems kann unter Last auf diese Weise unverfälscht „beobachtet“ werden. Zugleich wird die Lichtbogengefahr zu 99,9 % beseitigt.

 

Kristall oder Polymer

Ursprünglich gab es Infrarotfenster nur mit Kristall-Linsen. Heute stehen aber auch Alternativen aus Polymer zur Verfügung. Wofür sollten Sie sich entscheiden?

Damit ein Prüfausschnitt, Sichtfenster oder Sichtglas für die Thermografie genutzt werden kann, muss es für infrarote Strahlung durchlässig sein. Für diesen Zweck wurden ursprünglich Kristallfenster aus Kalziumfluorid (CaF2) entwickelt. Das Material wird zu Blöcken gezüchtet, in Scheiben aufgetrennt und anschließend bis zur völligen Transparenz stark poliert.

 

Kristall ist für Laboranwendungen und für hohe Temperaturen eine gute Wahl, aber abgesehen davon sind noch weitere Faktoren in Betracht zu ziehen.

 

Zunächst ist die Größe wichtig. Kristallfenster sind normalerweise nur in runden Formen und mit bis zu vier Zoll Durchmesser erhältlich. Das Sichtfeld ist dadurch sehr schmal. Auch das Anwendungsspektrum ist dadurch eingeschränkt. Da Kristalle naturgemäß zerbrechlich sind, brechen sie leicht, besonders bei Einwirkung von Vibrationen.

 

Weitere Faktoren sind die Empfindlichkeit gegenüber Sonnenlicht (UV-Strahlung) und Luftfeuchtigkeit; beide sorgen dafür, dass die Kristall-Linse opak wird oder beschlägt. Auch bei Installation in einer Umgebung, in der die Temperatur und Luftfeuchte geregelt sind, nimmt die Güte von Kristall-Linsen mit nichtlinearem Tempo ab. Genau wegen dieser Verschlechterung wird die Übertragung mit der Zeit verhindert und die Genauigkeit der Wärmemessungen beeinträchtigt.

 

Um diesen Effekten entgegen zu wirken, müssen Kristall-Linsen beschichtet werden. Dadurch wird nicht nur die Lebensdauer der Linse besonders bei Luftfeuchtigkeit und UV verlängert, die Linse wird auch vor Kratzern geschützt.

 

Vorteile von Polymer

Auch als relative Neuentdeckung gewinnen Infrarotfenster auf Polymerbasis rasch an Popularität. Das erste Fenster dieser Bauart bestand aus einem opaken Linsenmaterial, das IR-Strahlung durchließ, jedoch den Nachteil hatte, dass es nicht wie Kristall durchsichtig war. Die wichtigen Vorteile bot es aber dennoch an.

 

Diese Linsen wurden in Industriequalität, berst- und vibrationsgeschützt ausgeführt. Das machte sie zur idealen Lösung für Fertigungs- und Verarbeitungsumgebungen, besonders im Zusammenhang mit Nahrungs- und Arzneimitteln. Der Polymerwerkstoff ist außerdem resistent gegenüber Säuren und bleibt auch von der UV-Strahlung und Luftfeuchte unbeeindruckt – eine gute Nachricht für die Bereiche Marine und Offshore.

 

 

Polymer sorgt für eine feste und stabile Übertragungsgeschwindigkeit. Das bedeutet, dass eine Wärmebildkamera nur einmal auf ein Polymerfenster kalibriert werden muss und anschließend exakte Messungen liefert. Die Größe ist damit auch kein Problem mehr! Polymerfenster können in nahezu beliebiger Form produziert werden, sogar konturiert zur Umhüllung von Motoren, Pumpen und Lagergehäusen. Sie können sogar eine Größe von 2 x 1,3 m annehmen, falls die Anwendung dies erfordert.

 

Vor nicht allzu langer Zeit wurde eine neue Polymer-Generation entwickelt, die die Langlebigkeit ihres Vorläufers mit der hohen Transparenz von Kristall kombiniert. Es handelt sich um ein klares Polymer, das eine Prüfung im UV-Bereich, im sichtbaren Bereich und in allen drei Infrarotspektren gestattet. Prüffachleute können nun Wärmebildkameras und UV- oder Koronakameras benutzen, um die Lichtbogen- und Kriechwegbildung zu untersuchen.

 

Kristalle spielen aber immer noch dort eine Rolle, wo die Anwendung Temperaturen über 270 °C erfordert, aber bei den meisten industriellen Anwendungen ist die Polymer-Alternative erheblich besser geeignet.

 

Das neue IR-Fensterprogramm auf Polymerbasis von RS kann entweder in opaker oder durchsichtiger Ausführung bestellt werden. Beide Ausführungen sind zugelassen nach UL, Lloyds und ABS (American Bureau of Shipping) und besitzen exklusiv die CSA Zertifizierung nach C22.2 Nr. 14-10 Standard; sie wurden ferner auf Stoß- und Belastungsfestigkeit nach IEEE C27 20.2.a.3.6 geprüft. Mitgeliefert werden alle Aufkleber und Installationsschablonen. Nach der Installation entsprechen die Fenster der Schutzklasse IP65/NEMA 4.

 

Martin Robinson

CEO

IRISS Group