Temperatuur folie meten

Hallo,

Op dit moment zit er in de productielijn waar ik werk een infrarood thermometer van het merk Optris om de temperatuur van bewegende folie te meten. Het probleem is echter dat deze teveel last heeft van omgevingsfactoren. Ik heb al geprobeerd om de omgeving te verdonkeren, maar het probleem is waarschijnlijk dat de folie (semi-)transparant en semi-reflectief is. Wanneer ik met een warmtecamera naar de folie kijk wordt mijn vermoeden bevestigd omdat koelslangen achter de folie donkerblauw oplichten. (niet zo gek ook als je bedenkt dat warmte IR is en licht door de folie heen kan.

Mijn vraag is nu:
Weet iemand van jullie een andere manier om de temperatuur van dit medium te meten, wanneer in acht gehouden wordt dat er geen fysiek contact met de folie mag zijn? Zelf was ik aan het denken om de focus van de lens van de IRsensor zo te verdraaien dat er in ieder geval een nauwkeurigere meting ontstaat. (meetspot vergroten dus)

Is een laag polystyreenschuim op korte afstand van en aan de keerzijde van de folie niet voldoende voor warmte- en stralingsisolatie?

Die specifieke oplossing heb ik nog niet geprobeerd, maar het probleem is dat ook dat waarschijnlijk de omgevingstemperatuur aanneemt, en dat de sensor door de folie heen kijkt, naar de temperatuur van de achtergrond.

EDIT: welke andere manieren om temperatuur te meten bestaan er eigenlijk, buiten thermokoppel, ntc/ptc en infrarood? het probleem met een contactmeting is dat de folie nogal agressief schuurt en er strepen in de folie achterblijven waar deze aangeraakt wordt.

[Bericht gewijzigd door Verbatim op vrijdag 9 maart 2012 13:52:50 (38%)

Die folie moet toch ergens over een rol lopen. Kun je niet de temp van die rol meten?

GJ_

Moderator

Op 9 maart 2012 11:22:18 schreef BenZ:
Is een laag polystyreenschuim op korte afstand van en aan de keerzijde van de folie niet voldoende voor warmte- en stralingsisolatie?

Dan ga je dus de temperatuur van de schuimpiep meten. Wat voor folie is dat dat de IR straling er dwars doorheen gaat? Want dat zichtbaar licht er doorheen gaat is geen argument. Dat gaat het ook door glas, maar daar gaat geen IR doorheen.

Op 9 maart 2012 19:05:56 schreef NordRack2:
Die folie moet toch ergens over een rol lopen. Kun je niet de temp van die rol meten?

De rollen zijn van aluminium, waardoor je weer ongewenste reflecties krijgt. Daarnaast heeft de rol een dergelijke mate van warmtegeleiding dat de temperatuur van de rol altijd lager is dan die van de folie.

Op 9 maart 2012 19:44:09 schreef GJ_:
[...]
Dan ga je dus de temperatuur van de schuimpiep meten. Wat voor folie is dat dat de IR straling er dwars doorheen gaat? Want dat zichtbaar licht er doorheen gaat is geen argument. Dat gaat het ook door glas, maar daar gaat geen IR doorheen.

Ik heb de folie door een thermal imaging camera bekeken, en het is overduidelijk te zien welke temperaturen zich achter de folie bevinden. Zo licht een koelslang die er achter door loopt overduidelijk blauw (koud) op en op een andere plek een verwarmingselement richting het wit (heet).

We hebben verschillende soorten folie, meestal is het PE. Ik stond er ook versteld van dat ik het kon zien. Ik zou natuurlijk de proef op de som kunnen nemen om een productielijn van achter een raam te bekijken om te zien of daar een gelijkgekleurd vlak op de camera ontstaat. Wanneer dat niet zo is weet ik dat de camera een ander truukje toepast.

GJ_

Moderator

Nee, IR kan niet door glas heen. Ze ziet dan enkel reflecties van andere IR bronnen.

Het kan natuurlijk zijn dat de folie zo dun is dat zijn eigen zwakke warmtestraling1) word overstraalt door IR bronnen er achter. En dat die IR vooral door de folie gaat omdat die nogal dun is.
In dat geval zou een glasplaat boven de folie ook kunnen helpen. Dan heb je de IR rechtstreeks van de folie en gereflecteerd in het glas. Wel zorgen dat er achter de kamera geen bronnen zijn die ook in het glas kunnen reflecteren natuurlijk.

1)De emissiviteit van die PE folie is al zo verrekte laag, dus veel straling komt er niet vanaf. De emissiviteit ligt gemiddeld rond de 0,1 (!)

Dat zou ik inderdaad wel eens kunnen proberen ja, met die glasplaat er achter. Maar dat neemt niet weg dat het glas ook een temperatuur aanneemt, waardoor ik uiteindelijk ook daarvan weer de temperatuur meet door de folie heen. Ideaal zou natuurlijk zijn dat het medium er achter de temperatuur van de folie zelf aanneemt. Misschien is een spiegel een idee? of ben ik dan roet in mijn eigen eten aan het gooien?

Dan ga je dus de temperatuur van de schuimpiep meten.

Die piepschuim oppervlaktetemperatuur neemt toch bij continue foliestroom + sleeplucht de temperatuur van de folie aan?

GJ_

Moderator

Op 9 maart 2012 21:25:16 schreef Verbatim:..Misschien is een spiegel een idee?..

Glas is een spiegel voor IR. Vandaar mijn opmerking over uitkijken met IR bronnen achter de camera.

Op 9 maart 2012 21:26:38 schreef BenZ:
[...] Die piepschuim oppervlaktetemperatuur neemt toch bij continue foliestroom + sleeplucht de temperatuur van de folie aan?

Als je geduld hebt zal dat idd in de buurt komen. Ik ben echter bang dat dat wel eens te laat kan zijn. De productie van dunne PE folie is al lastig genoeg, als je sensoren dan ook nog eens erg traag reageren kan dat vervelend zijn. En foliebreuk zullen ze ook niet op zitten te wachten. Ik weet niet hoe ingewikkeld dat web is, maar ik kan me er wel iets bij voorstellen. Ik weet natuurlijk niet of het hier wel om productie gaat en hoe dun natuurlijk. Maar de kiloprijs van dunne folie is flink hoger dan van dikkere folie, ook al omdat het lastiger produceren is.

[Bericht gewijzigd door GJ_ op vrijdag 9 maart 2012 21:38:41 (12%)

GJ je slaat de spijker op zijn kop. Het gaat om dunne folie, ong 30 micron als ik me niet vergis. Het gaat inderdaad ook om de productie ervan, niet om de bewerking. (in dat stadium nog niet in ieder geval). Het is de bedoeling dat we een verandering in de temperatuur snel kunnen detecteren, want (aangezien het om een buisfolie gaat) komt bij hogere temperaturen interne blocking voor. Dat houdt in dat de twee folielagen aan elkaar gaan plakken omdat deze nog niet helemaal gekristaliseerd is. Die grens ligt overigens bij 52 graden, maar dat ter zijde.

Zijn er eigenlijk nog andere manieren om temperatuur te meten?
Zelf was ik nog aan het denken om een dun, superglad gecoat (geanodiseerd) stuk aluminium te nemen dat langs de folie strijkt, om daar een termokoppel op (in?) te monteren. probleem daarbij is echter dat we liever zo weinig mogelijk tegen de folie aan willen houden waar deze nog niet helemaal gekristaliseerd is.

Op 9 maart 2012 22:28:39 schreef Verbatim: Het is de bedoeling dat we een verandering in de temperatuur snel kunnen detecteren

Wat is snel? Je zult bij een ongewenste temperatuur moeten reageren, hoe snel heeft dat effect? Het draait dus om tijdconstanten, van je opnemer, van storende effecten en van je regelcircuit. Waar de oplossing gezocht moet worden valt zonder nadere gegevens lastig te bepalen.

PE folie is transparant in het grootste deel van het IR spectrum. Je moet dus een sensor hebben die het goede IR stuk eruit pakt om te meten. Volgens dit artikel: http://www.calex.co.uk/downloads/application_guidance/plastic_temperat… zou je een sensor moeten hebben die bij 3.4 um golflengte meet. Ik weet niet welke sensor jij gebruikt. De meeste Optris sensors die ik zie meten in het gebied 8-14 um.

Ik heb weinig ervaring in dit gebied, dus vergeef me als ik onzin schrijf. Maar je eigen woorden stellen dat een warmtecamera het verschil kan zien tussen folie en achtergrond ?

Kan je dan niet een warmtecamera nemen, en middels een computersysteem alleen die gebieden "meten" die de camera opneemt die je werkelijk wilt meten (en dus niet de koelbuizen in de achtergrond)

Lijkt mee een redelijk simpele conversie van een kleur binnen een gebied naar een decimaal gemiddelde...

Is het ook mogelijk om met een smalle gleuf lucht over de breedte van de folie te blazen ? En dan achter de folie de luchtverplaatsing meten ? Ik bedoel, als er een scheur is, ontstaat er "tocht" aan de andere kant waar de luchtdruk-sensoren zitten.
Maar ja, door dat blazen op de folie kan de temperatuur van de folie ook te veel zakken...
Ik weet niet, maar is zo maar een gedachtenspinsel van me.

Van elk bezoek aan CO leer ik weer meer...

Ik vind mijn eigen idee (zoals gewoonlijk) zo gek nog niet.
Als een 30 micron folie over een alu rol loopt neemt de folie gewoon de temperatuur van de rol aan lijkt me.
E.e.a. natuurlijk alleen als de contacttijd lang genoeg is. Je hoeft dan niet zo zeer de folie te meten als wel de temperatuur van de rol(len) nauwkeurig sturen.
Maar goed, ik ken het proces niet.

Nordrack, het zou best kunnen dat ze commercieel pe folie aan het maken zijn, dus dat het met behoorlijk hoge snelheid gaat... Bovendien kan het zijn dat ze juist de temperatuur willen WETEN zoals ie bij de rol komt en niet dat ie voor een volgend proces bepaald moet zijn. (i.e. dus dat ze het voorgaande proces moeten bijsturen als het PE folie er te warm of te koud uitkomt).

Als de temperatuur echt voor een volgende proces-stap goed moet zijn, dan kan je dat inderdaad met de rollen sturen, of door bijvoorbeeld lucht tegen de transportrichting in langs het folie te blazen.

Maar als je het wil meten, zou ik toch echt gewoon even naar de gamma gaan en een pak piepschuim kopen. En dan eens kijken wat het resultaat is met je warmte camera. Hoe dichter het piepschuim bij de folie zit, hoe meer ook het piepschuim de temperatuur van het folie zal aannemen. Gewoon het folie op 5mm boven het piepschuim laten transporteren en aan de zijkanten proberen met een borstel of zo de boel nog meer van "tocht" af te sluiten.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
GJ_

Moderator

Op 9 maart 2012 22:28:39 schreef Verbatim:...langs de folie strijkt...

Er bestaan gewoon sleep thermokoppels en die zijn best glad. Of dat zo geweldig is op bewegende PE weet ik eigenlijk niet. Ze zijn wel geschikt voor kunstof:
http://www.tcdirect.nl/images/prodimages/large/401101.jpg
Ik zou toch nog steeds voor contactloos, IR dus, gaan als het kan. Dat is ook een stuk sneller.

Kan het verkleven trouwens niet deels ook worden voorkomen door statische elektriciteit te elimineren? (Simco) Als je een keer wil experimenteren, ik heb nog een anti statische bar plus hoogspanningstrafo liggen. De bar is iets van 1800mm lang, maar kan worden ingekort.

Goed, even antwoorden op jullie allemaal - voor zover mogelijk.

Op 9 maart 2012 22:39:27 schreef BenZ:
[...]
Wat is snel? Je zult bij een ongewenste temperatuur moeten reageren, hoe snel heeft dat effect? Het draait dus om tijdconstanten, van je opnemer, van storende effecten en van je regelcircuit. Waar de oplossing gezocht moet worden valt zonder nadere gegevens lastig te bepalen.

Een regelcircuit is niet aan de orde. De regelaar is de operator van de machine die bij een te hoge waarde alarm moet slaan en de koeling van de extruder moet aanpassen.

Op 10 maart 2012 10:29:02 schreef rew:
Nordrack, het zou best kunnen dat ze commercieel pe folie aan het maken zijn, dus dat het met behoorlijk hoge snelheid gaat... Bovendien kan het zijn dat ze juist de temperatuur willen WETEN zoals ie bij de rol komt en niet dat ie voor een volgend proces bepaald moet zijn. (i.e. dus dat ze het voorgaande proces moeten bijsturen als het PE folie er te warm of te koud uitkomt).

Als de temperatuur echt voor een volgende proces-stap goed moet zijn, dan kan je dat inderdaad met de rollen sturen, of door bijvoorbeeld lucht tegen de transportrichting in langs het folie te blazen.

Maar als je het wil meten, zou ik toch echt gewoon even naar de gamma gaan en een pak piepschuim kopen. En dan eens kijken wat het resultaat is met je warmte camera. Hoe dichter het piepschuim bij de folie zit, hoe meer ook het piepschuim de temperatuur van het folie zal aannemen. Gewoon het folie op 5mm boven het piepschuim laten transporteren en aan de zijkanten proberen met een borstel of zo de boel nog meer van "tocht" af te sluiten.

Over piepschuim ben ik nog niet zo te spreken. piepschuim is van zichzelf al statisch geladen wanneer je het gekocht hebt. Hoe dichter dat bij de bewegende folie komt hoe meer statische elektriciteit er waarschijnlijk opgewekt wordt. Er wordt inderdaad commercieel folie geproduceerd en de folie loopt met ongeveer 50m/min langs de sensor door.

Op 10 maart 2012 13:27:11 schreef GJ_:
[...]

Ik zou toch nog steeds voor contactloos, IR dus, gaan als het kan. Dat is ook een stuk sneller.

Kan het verkleven trouwens niet deels ook worden voorkomen door statische elektriciteit te elimineren? (Simco) Als je een keer wil experimenteren, ik heb nog een anti statische bar plus hoogspanningstrafo liggen. De bar is iets van 1800mm lang, maar kan worden ingekort.

Contactloos lijkt mij ook de beste optie.
Het verkleven is overigens geen gevolg van statische elektriciteit, in ieder geval niet op dat punt van de productie. Wellicht is dat wel een optie om toe te passen voordat het product wordt opgewikkeld. Al wordt er bij de klant tijdens het afwikkelen wel weer nieuwe statische elektriciteit opgewekt bij het van elkaar af halen van de lagen.

Op 9 maart 2012 23:40:49 schreef floppy:
PE folie is transparant in het grootste deel van het IR spectrum. Je moet dus een sensor hebben die het goede IR stuk eruit pakt om te meten. Volgens dit artikel: http://www.calex.co.uk/downloads/application_guidance/plastic_temperat… zou je een sensor moeten hebben die bij 3.4 um golflengte meet. Ik weet niet welke sensor jij gebruikt. De meeste Optris sensors die ik zie meten in het gebied 8-14 um.

Wellicht is de optie van floppy wel de beste, ervan uitgaande dat zijn verhaal correct is. Ik zal even nakijken wat de exacte samenstelling van de folie is en zal eens nakijken welke sensor we op dit moment precies gebruiken. Het enige dat ik nu weer is dat het een sensor van optris is die er als volgt uitziet:
http://img.directindustry.com/images_di/photo-g/compact-infrared-temperature-sensor-480530.jpg

Alvast bedankt voor het meedenken!

EricP

mét CE

Als je nou eens 2 stroken piepschuim van een paar cm. breed beplakt met alufolie en je PE folie tussen die stroken door laat lopen? In het midden meten. Door het alu heb je geen last meer van statische electriciteit. Door de reflectie (van het alu) zou je theoretisch steeds door het folie heen kijken naar wat er achter je zit... maar daar zit ook weer een reflector (nl. de andere kant). Door het piepschuim voorkom je dat het alu zelf gaat stralen door wat er achter zit. Enige 'ellende' die ik nog zie is lucht die evt. door het folie mee getrokken wordt.

Als je voor de bandpass optie zou gaan; Edmund heeft zo te zien een filter dat het kan. Daar dan een normale 7-14 um sensor achter.

Zo wordt je relatief veel gevoeliger voor het kleine gebiedje waar de folie goed "zichtbaar" is. Allicht is het een mailtje naar Edmund waard.

Een matte achtergrond met een bekende temperatuur (een soort blackbody) lijkt me altijd goed, om de gevoeligheid op te voeren zou je mechanisch kunnen choppen, en het signaal demoduleren.

Op 11 maart 2012 18:38:29 schreef Aart:
Als je voor de bandpass optie zou gaan; Edmund heeft zo te zien een filter dat het kan. Daar dan een normale 7-14 um sensor achter.

Even voor mijn duidelijkheid...
Wanneer ik een 7-14 (ik denk dat je 8-14 bedoelt?) sensor achter het filter zet, dan neemt die sensor toch niets waar als ik alleen een band van 3,4 +/-0,1 door laat? Of maak ik nu een grote beginnersfout?

Als je d'r nu eens een opticaprobleem van maakt? Wat je dan zou kunnen doen is je bundel in tweeen splitsen en door twee detectoren laten meten; een gaat door je folie heen, en een ander staat naast de folie (en meet dus 'lucht'). Laat vervolgens een mechanische chopper( http://www.scitec.uk.com/optical_chopper/ ) je beam in stukjes hakken, vervolgens detecteer je -met een lock-in/pll- je signaal en achtergrond bij je chopfrequentie, die je dan vervolgens van elkaar aftrekt.

hier vind je trouwens allerlei IR-spectra van PE-films. Je kunt ook zien dat je de dikte van de films er uit kunt halen (35 um is te doen).

Je hebt trouwens een hele andere optie, maar dat is echt research, duur, en ws. niet goed genoeg qua resolutie: de plek van de pieken in een IR-spectrum is hoogstws. temperatuurafhankelijk, dus dan zou je de temperatuur van je folie kunnen afleiden uit je spectrum. Alleen moet je dan dus wel in een redelijk tempo complete spectra kunnen meten.

waarom moet je dat signaal dan choppen en kun je niet gewoon die twee signalen van elkaar aftrekken?

Je kunt dan heel scherp filteren op je chopfrequentie, zodat je alle andere ruis (tl-balken, omgevingslicht) wegfiltert. hier meer info.

[Bericht gewijzigd door alex278 op dinsdag 13 maart 2012 12:22:48 (24%)