Instrumentations solutions and gas analysis

Temperaturtransmitter FRC Fuji Electric mit Industriegehäuse und Frontanzeige, montiert in Feldkonfiguration

Temperaturtransmitter FRC Fuji Electric mit Industriegehäuse und teilweise mattiertem Frontdisplay auf hellem Hintergrund

Temperaturmessung in der Industrie

Die Temperaturmessung ist für die Überwachung, Steuerung und Sicherung industrieller Prozesse von entscheidender Bedeutung. Fuji Electric bietet ein umfassendes Sortiment an Temperaturmessgeräten an...

Die Temperaturmessung ist für die Überwachung, Steuerung und Sicherung industrieller Prozesse von entscheidender Bedeutung. Fuji Electric bietet ein umfassendes Sortiment an Temperaturmessgeräten, Messumformern, Signalwandlern, Anzeigegeräten und Sensoren, die für anspruchsvolle Umgebungen ausgelegt sind.Die Temperaturmessung kommt in zahlreichen industriellen Anwendungen zum Einsatz: Prozesssteuerung, Energieüberwachung, Anlagensicherheit, Qualitätsrückverfolgbarkeit, Temperaturregelung oder Anlagenüberwachung. Um eine zuverlässige Temperaturmessung zu gewährleisten, ist es unerlässlich, ein Gerät zu wählen, das für den jeweiligen Prozess, das Medium, den Temperaturbereich, die Umgebung und das verwendete Überwachungssystem geeignet ist.Ein Temperaturmesssystem beschränkt sich nicht nur auf den Sensor. Es kann einen industriellen Temperaturfühler, einen Messumformer, einen Temperaturwandler, eine lokale Anzeige, ein digitales Display oder einen Signalaufbereiter umfassen. Das Ziel besteht darin, eine Temperatur zu messen, das vom Feld kommende Signal umzuwandeln und anschließend verwertbare Informationen an eine SPS, ein DCS, einen Schreiber oder ein Leitsystem zu übertragen.

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Temperaturmessung in der Industrie: Umfassender Einkaufsratgeber

In industriellen Prozessen hat die Temperatur einen direkten Einfluss auf die Produktqualität, die Anlagensicherheit, den Energieverbrauch und die Betriebsstabilität. Eine zuverlässige Temperaturmessung ermöglicht die Steuerung von Heiz- und Kühlprozessen, chemischen Reaktionen, Sterilisationsvorgängen, Verbrennungsprozessen, der Dampferzeugung oder von Regelkreisen.

Bei der Auswahl eines Temperaturmessgeräts geht es nicht nur darum, einen Sensor auszuwählen.

Ganz gleich, ob man die Umgebungstemperatur, die Lufttemperatur, die Temperatur einer Flüssigkeit, eines Gases, von Dampf, eines Festkörpers oder eines Industrieofens messen möchte – es ist unerlässlich, ein Messgerät zu wählen, das für die Betriebsbedingungen und die gewünschte Genauigkeit geeignet ist. Je nach Anwendung kann ein Industriethermometer, ein Messumformer oder ein Wandler eingesetzt werden, um zuverlässige Messwerte zu erhalten. Dabei muss die gesamte Messkette berücksichtigt werden: der Messpunkt, die Art des Signals, die Umwandlung, die Übertragung, die Anzeige, die Kompatibilität mit der Automatisierungstechnik sowie die Installationsbedingungen. Ein industrielles Temperaturmessgerät muss auch unter rauen Umgebungsbedingungen stabile, präzise und verwertbare Messdaten liefern.

Was ist Temperaturmessung?

Die Temperaturmessung ist einer der wichtigsten physikalischen Parameter in der Industrie. Sie ermöglicht die Steuerung von Prozessen, die Optimierung des Energieverbrauchs, die Gewährleistung der Produktqualität und die Sicherstellung der Anlagensicherheit.

Bei der Temperaturmessung wird der Temperaturwert eines Mediums, einer Flüssigkeit, einer Oberfläche, eines Materials oder einer Anlage ermittelt. In der Industrie dient diese Messung dazu, einen Prozess zu überwachen, eine Regelung zu steuern, eine Anlage zu schützen oder die Konformität einer Produktion sicherzustellen.

Die gemessene Temperatur kann von einer Flüssigkeit, einem Gas, Dampf, einem Ofen, einer Rohrleitung, einem Behälter, einem Wärmetauscher oder einer mechanischen Anlage stammen. Je nach Branche kann die Temperatur an Flüssigkeiten, Gasen, Feststoffen, der Umgebungsluft oder auch am Boden gemessen werden. Jede Anwendung erfordert eine geeignete Messmethode, um präzise und reproduzierbare Werte zu gewährleisten. Darüber hinaus kann die Messung vor Ort erfolgen, ferngeleitet, aufgezeichnet, angezeigt oder in einen automatisierten Regelkreis integriert werden.

Die Temperatur wird in der Regel in Grad Celsius (°C) angegeben, der gemäß dem Internationalen Einheitensystem (SI) in der Industrie am häufigsten verwendeten Einheit. In bestimmten wissenschaftlichen Anwendungen wird auch das Kelvin (K) verwendet, dessen Ursprung dem absoluten Nullpunkt entspricht, also der theoretischen Temperatur, bei der die Bewegung der Teilchen zum Stillstand kommt.

Ein Temperaturmesssystem umfasst in der Regel:

ein Sensor oder eine industrielle Temperatursonde;
ein Anschluss an den Prozess;
ein Messumformer oder Wandler;
ein standardisiertes Ausgangssignal;
ein Anzeige-, Überwachungs- oder Regelsystem.

Das Ziel besteht darin, eine physikalische Größe – nämlich die Temperatur – in eine zuverlässige, lesbare und für den Bediener oder das Steuerungssystem verwertbare Information umzuwandeln.

Warum wird in der Industrie die Temperatur gemessen?

Die Temperaturmessung spielt eine zentrale Rolle bei der Steuerung industrieller Prozesse. Eine zu hohe, zu niedrige oder instabile Temperatur kann zu Qualitätseinbußen, übermäßigem Energieverbrauch, vorzeitigem Verschleiß der Anlagen oder Sicherheitsrisiken führen.

In der Industrie ermöglicht die Temperaturmessung insbesondere Folgendes:

die Fertigungsprozesse zu steuern;
chemische Reaktionen überwachen;
den Wärmeaustausch zu steuern;
die Maschinen vor Überhitzung zu schützen;
die Energieeffizienz zu optimieren;
die Qualität der Endprodukte sicherzustellen.

In anspruchsvollen industriellen Umgebungen muss die Temperaturmessung trotz Vibrationen, Feuchtigkeit, schnellen Schwankungen, mechanischen Belastungen oder gefährlichen Atmosphären stabil bleiben.

Wie funktioniert eine Temperaturmesskette?

Das Prinzip bleibt unabhängig von der Art des Messgeräts dasselbe: Ein Sensor erfasst eine Temperaturänderung und wandelt diese in ein verwertbares Signal um.

Je nach verwendeter Methode kann die Messung wie folgt durchgeführt werden:

durch Kontakt mit dem Verfahren;
durch Erfassung der Wärmestrahlung;
durch Änderung des elektrischen Widerstands;
durch den thermoelektrischen Effekt.

Der gemessene Wert wird anschließend umgewandelt und an eine SPS, ein Überwachungssystem oder eine digitale Anzeige weitergeleitet. Diese Funktion gewährleistet eine zuverlässige Übertragung der Temperaturwerte an die Steuerungssysteme.

Die Qualität der Temperaturmessung hängt von vielen Faktoren ab:

die Position des Messpunkts;
die Prozesstemperatur;
der atmosphärische Druck oder der Prozessdruck, je nach Anwendung;
die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums;
das Auftreten von Schwingungen;
die Reaktionszeit des Sensors.

Mit welchen Geräten lässt sich die Temperatur messen?

Es gibt verschiedene Arten von Geräten zur Temperaturmessung. Die Wahl hängt von den Prozessanforderungen, den gewünschten Leistungsmerkmalen sowie den erwarteten Funktionen ab, wie beispielsweise digitale Kommunikation, lokale Anzeige oder Diagnosefunktionen.

Temperaturmessumformer

Temperaturmessumformer messen, wandeln um und übertragen die Signale von Widerstandsthermometern oder Thermoelementen an digitale oder analoge Geräte. Sie können über ein lokales Display, HART-Kommunikation, Konfigurationsfunktionen und Diagnosefunktionen verfügen.

Sie eignen sich besonders für Anwendungen, bei denen Signalzuverlässigkeit, Messgenauigkeit und die Integration in die Automatisierungstechnik von entscheidender Bedeutung sind.

Temperaturwandler

Temperaturwandler dienen dazu, ein Feldsignal in ein Standardsignal umzuwandeln. Sie ermöglichen die Anbindung einer Temperaturmessung an eine SPS, ein Überwachungssystem oder einen Schreiber.

Sie sind nützlich, wenn das Sensorsignal isoliert, verstärkt, linearisiert oder umgewandelt werden muss, um eine zuverlässige Übertragung zu gewährleisten.

Signalaufbereiter

Signalkonditionierer sorgen für die galvanische Trennung, Verstärkung, Umwandlung oder den Schutz von Signalen, die von industriellen Sensoren stammen. Sie verbessern die Signalqualität und gewährleisten eine sichere Übertragung in störungsbehafteten Umgebungen.

Anzeigen und digitale Displays

Mit den Anzeigen lässt sich eine gemessene Temperatur vor Ort ablesen. Sie erleichtern den Betrieb der Anlagen, insbesondere wenn das Bedienpersonal einen direkten Messwert möglichst nahe am Prozess benötigt.

Industrielle Temperaturfühler

Temperaturfühler dienen zur Temperaturerfassung. Sie können in Flüssigkeiten, Gasen, Dampf, Öfen, Behältern oder Rohrleitungen eingesetzt werden. Die detaillierte Auswahl des Temperaturfühlertyps wird auf einer eigenen Seite behandelt, um die Technologien, Bauformen, Werkstoffe und Messbereiche gesondert zu erläutern.

Industrielle Anwendungen der Temperaturmessung

Die Temperaturmessung spielt in der gesamten Industrie eine Rolle. Jede Branche hat ihre eigenen Anforderungen, sei es bei der Prozesssteuerung, der Lagerung, dem Transport von Flüssigkeiten oder Gütern oder auch bei der Überwachung von Gebäuden und Infrastrukturen.

Die Anforderungen variieren je nach Verfahren, Temperaturbereichen, Sicherheitsauflagen und Rückverfolgbarkeitsanforderungen.

Chemische und petrochemische Industrie

In chemischen Prozessen hat die Temperatur einen direkten Einfluss auf die Reaktionsgeschwindigkeit, die Produktstabilität und die Anlagensicherheit. Eine präzise Messung ermöglicht die Steuerung exothermer Reaktionen, des Wärmeaustauschs, von Kolonnen, Reaktoren und Förderleitungen.

Energie, Dampf und industrielle Versorgungsleistungen

Anlagen zur Erzeugung von Energie, Dampf oder Warmwasser erfordern zuverlässige Messungen, um den Wirkungsgrad zu optimieren, die Anlagen zu überwachen und die Netzwerke zu sichern. Die Temperatur spielt bei der Überwachung von Kesseln, Wärmetauschern, Turbinen, Kühlkreisläufen und Verteilungsnetzen eine wichtige Rolle.

Lebensmittel- und Pharmaindustrie

In der Lebensmittel- und Pharmaindustrie ist die Temperatur entscheidend für die Qualität, Hygiene und Konformität der Produkte. Sie spielt eine Rolle beim Garen, bei der Sterilisation, der Pasteurisierung, der Reinigung vor Ort, der Lagerung und der Produktion in kontrollierten Umgebungen.

Metallurgie, Zementindustrie und Industrieöfen

Hochtemperaturprozesse erfordern robuste Geräte, die unter rauen Umgebungsbedingungen eingesetzt werden können. Die Temperaturmessung ermöglicht die Steuerung von Öfen, Wärmebehandlungen, Trocknern, Mühlen und Verbrennungsanlagen.

Wasser, Umwelt und Fluidtechnik

Die Temperatur beeinflusst die Leistung von Aufbereitungsprozessen, die Qualität der damit verbundenen Messungen und die Betriebsbedingungen der Anlagen. Sie wird in Aufbereitungsanlagen, Kühlkreisläufen, Brauchwassernetzen und Umweltüberwachungssystemen gemessen.

Wie wählt man ein Temperaturmessgerät aus?

Die Auswahl eines Temperaturmessgeräts hängt von mehreren technischen Kriterien ab. Eine sorgfältige Auswahl gewährleistet die Genauigkeit, Stabilität und Lebensdauer der Messkette.

Temperaturbereich

Das Gerät muss den gesamten Temperaturbereich des Prozesses abdecken, einschließlich Übergangsphasen, An- und Abschaltvorgänge sowie eventuelle Spitzenwerte. Oft ist eine Sicherheitsmarge erforderlich, um Abweichungen oder vorzeitige Verschleißerscheinungen zu vermeiden.

Genauigkeit und Stabilität

Die erwartete Genauigkeit hängt von der jeweiligen Anwendung ab. Eine kritische Regelung, eine Qualitätsprüfung oder eine Sicherheitsmaßnahme erfordern eine höhere Genauigkeit als eine einfache lokale Anzeige. Auch die Langzeitstabilität ist entscheidend, um Wartungsarbeiten zu reduzieren.

Antwortzeit

Bestimmte Anwendungen erfordern eine schnelle Reaktion auf Temperaturschwankungen. Bei anderen stehen Stabilität und Robustheit im Vordergrund. Die Ansprechzeit hängt vom Sensor, der Montage, dem Schutzrohr, dem Medium und den Strömungsbedingungen ab.

Prozessbedingungen

Druck, Vibrationen, Korrosion, Feuchtigkeit, Staub, Dampf, explosionsgefährdete Bereiche, hohe Temperaturen oder Kältebedingungen können die Materialauswahl beeinflussen.

Die Materialien, das Gehäuse, die Anschlüsse und die Schutzvorrichtungen müssen für die Einsatzumgebung geeignet sein.

Ausgangssignal und Integration

Das Signal muss mit dem Steuerungssystem kompatibel sein: 4–20 mA, HART, Spannung, Relais, digitale Kommunikation oder lokale Anzeige. Mit Wandlern und Messumformern lässt sich die Temperaturmessung an bestehende Automatisierungsarchitekturen anpassen.

Wartung und Barrierefreiheit

Die Anlage muss die Überprüfung, den Austausch oder die Kalibrierung der Messgeräte ermöglichen, ohne die Produktion unnötig zu stören. Schutzrohre, Feldgehäuse und konfigurierbare Messumformer erleichtern die Wartungsarbeiten.

Häufig gestellte Fragen zur Temperaturmessung

Mit welchem Gerät lässt sich die Temperatur in der Industrie messen?

Ein industrielles Temperaturmessgerät kann ein Fühler, ein Industriethermometer, ein Sensor, ein Messumformer, ein Wandler oder ein Anzeigegerät sein. In einer kompletten Messkette misst der Fühler die Temperatur, woraufhin der Messumformer oder der Wandler das Signal in Informationen umwandelt, die von einer SPS, einem Display oder einem Überwachungssystem verarbeitet werden können.

Im Gegensatz zu Thermometern für den Endverbraucher sind industrielle Messgeräte für den Einsatz in anspruchsvollen Umgebungen ausgelegt, in denen besonders hohe Belastungen durch Druck, Vibrationen, Korrosion oder Temperatur auftreten.

Was ist der Unterschied zwischen einem Sensor, einer Sonde und einem Temperaturmessumformer?

Der Sensor oder die Sonde erfasst die Temperatur an der Messstelle. Der Messumformer wandelt das von dieser Sonde kommende Signal anschließend in ein Standardsignal um, beispielsweise 4–20 mA, um die gemessene Temperatur an ein Steuerungssystem zu übertragen. Der Messumformer kann zudem Anzeige-, Konfigurations- und Diagnosefunktionen bieten.

Wie wählt man einen Temperatursensor aus?

Bei der Auswahl eines Messsensors müssen der Temperaturbereich, die erforderliche Genauigkeit, das zu messende Medium, der Druck, die Umgebungsbedingungen, die Ansprechzeit, die Art der Montage und das erforderliche Ausgangssignal berücksichtigt werden.

Warum sollte man einen Temperaturumrechner verwenden?

Ein Temperaturwandler dient dazu, das Signal eines Fühlers oder Sensors an eine SPS, ein DCS, ein Anzeigegerät oder ein Datenerfassungssystem anzupassen. Er kann das Signal umwandeln, galvanisch trennen, verstärken oder linearisieren, um eine zuverlässigere und leichter auswertbare Messung zu gewährleisten.

Wie lässt sich die Zuverlässigkeit einer industriellen Temperaturmessung verbessern?

Um die Zuverlässigkeit einer Temperaturmessung zu gewährleisten, muss ein für die jeweilige Anwendung geeignetes Gerät ausgewählt, die Messstelle korrekt installiert, der Sensor bei Bedarf geschützt, ein mit dem Steuerungssystem kompatibles Signal verwendet und eine regelmäßige Kalibrierung vorgesehen werden. Die Qualität der Verkabelung, die Signalisolierung und der Schutz vor elektrischen Störungen sind ebenfalls wichtig.

In welchen Bereichen wird die Temperaturmessung eingesetzt?

Die Temperaturmessung findet Anwendung in den Bereichen Energie, Chemie, Petrochemie, Lebensmittelindustrie, Pharmazie, Metallurgie, Wasseraufbereitung, industrielle Versorgungseinrichtungen, Öfen, Kessel, Dampfnetze, Kühlanlagen und Fertigungsprozesse, die eine präzise Temperaturregelung erfordern.

Welche Temperatureinheiten gibt es?

Die Temperatur kann in verschiedenen Einheiten angegeben werden.

Das Grad Celsius (°C)

Das Celsius-Grad ist die Referenzeinheit in der Industrie. Diese Skala basiert auf zwei physikalischen Punkten:

der Gefrierpunkt von Wasser (0 °C);
die Siedetemperatur von Wasser (100 °C) bei normalem atmosphärischem Druck.

Das Kelvin (K)

Das Kelvin ist die offizielle Einheit des Internationalen Einheitensystems. Sein Ursprung entspricht dem absoluten Nullpunkt (-273,15 °C), der theoretischen Grenze, an der die thermische Energie der Teilchen ihr Minimum erreicht.

In bestimmten Anwendungen in Laboren, in der Forschung oder in der Kryotechnik wird diese Einheit direkt verwendet.

Fuji Electric, Ihr Partner für die Temperaturmessung

Fuji Electric bietet ein umfassendes Sortiment an Messgeräten für die industrielle Temperaturmessung: Messumformer, Wandler, Signalaufbereiter, Anzeigegeräte, Displays, Fühler und Zubehör. Diese Lösungen ermöglichen die Messung, Umwandlung, Anzeige und Übertragung von Temperaturwerten in vielfältigen industriellen Umgebungen.

Ganz gleich, ob Sie ein Temperaturmessgerät für eine Neuanlage, einen Austausch, eine Modernisierung der Automatisierungstechnik oder eine spezielle Anwendung suchen – unsere Teams unterstützen Sie bei der Auswahl der Lösung, die Ihren Prozessanforderungen am besten entspricht.

Unsere Teams unterstützen Sie bei der Auswahl der Lösung, die für Ihre Anwendung, die gewünschten Funktionen und die erwartete Leistung am besten geeignet ist, damit Sie langfristig zuverlässige Temperaturwerte erhalten.

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