Pyrometrie -
Temperatur berührungslos

Ein Pyrometer misst die Wärmestrahlung, die von einer Oberfläche abgestrahlt wird. Je wärmer der Gegenstand ist, desto mehr Wärmestrahlung wird emittiert und desto kürzer wird die Wellenlänge der Strahlung. Wurde das Pyrometer zuvor an einer Standard-Strahlquelle kalibriert, kann ein absoluter Temperaturwert erhalten werden.

Die abgegebene Wärmestrahlung hängt auch vom Typ der Oberfläche ab. Kunststoffe haben einen fast idealen Emissionsgrad von nahezu 1. Blanke Metalle hingegen einen weitaus tieferen, so dass ohne Korrektur die gemessene Temperatur zu tief erscheint. 

Im fürs Kunststoffschweissen interessanten Temperaturbereich von 100-400°C ist die Wärmestrahlung im infraroten Bereich des Spektrums rund um ein paar Mikrometern Wellenlänge.

Da beim Laserkunststoffschweissen die Schweissnaht nicht an der Oberfläche liegt, sondern im Bauteil drin, wird die emittierte Wärmestrahlung durch das obere Bauteil beeinflusst. Die Infrarot-Strahlung bei längeren Wellenlängen wird gerade wieder im oberen Bauteil absorbiert und gelangt nicht nach aussen. Für die Pyrometermessung können nur die kürzeren Wellenlängen benutzt werden. Als Detektoren kommen typischerweise Halbleiter-Photodioden zum Einsatz, die bis etwas über 2'000 nm empfindlich sind.

Da ein Teil der Wärmestrahlung im oberen Bauteil absorbiert wurde, kann kein absoluter Temperaturwert mehr angegeben werden, sondern nur ein relatives Temperatursignal. Dieses kann verglichen werden mit Signalen für die gleichen Bauteile von guten Schweissungen beispielsweise mit Hüllkurven, die nicht über oder unterschritten werden dürfen.

Für einen absoluten Temperaturwert müsste das Pyrometer spezifisch für den Typ Kunststoff und Bauteildicke kalibriert werden. Dies wird in Realität aber nicht durchgeführt, sondern das relative Temperatursignal verwendet.