Faseroptische Temperaturmessung in der Praxis

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Nordson (Schweiz) AG - EFD Dosiertechnik

Für jeden Anwendungsfall eine Lösung

Die Einsatzmöglichkeiten liegen in der Medizintechnik (Kernspintomographie), in Mikrowellen- und Hochfrequenzanwendungen, Prozessmonitoring, Generatoren- und Transformatorentechnik, Elektromotoren, Luft- und Raumfahrtanwendungen sowie in der Chemie und Petrochemie. Im Folgenden werden einige Anwendungsfelder dieses Messprinzips dargestellt:

Energietechnik

Die Liberalisierung des Strommarktes hat dazu geführt, dass bestehende Kraftwerke und Netze bis an ihre Leistungsgrenze ausgelastet werden. Um die Betriebssicherheit zu gewährleisten, gehen die Betreiber zunehmend dazu über, an kritischen Stellen in Generatoren und Transformatoren die Temperatur zu messen. Hochleistungsgeneratoren sind oft zwecks effektiver Kühlung mit Wasserstoff gefüllt. Neben der stark elektromagnetisch verseuchten Umgebung kommt hier noch die Explosionsgefahr dazu. Die Anwendung von faseroptischen Thermometern ist hier die Lösung.

Umwelttechnik

Industrielle Altlasten sind oft mit starken Verunreinigungen des Bodens durch Öl, toxische und schwerabbaubare organische Verbindungen belastet. Eine Methode,diese Altlasten zu entsorgen, ist der Einsatz der Bodenerwärmung durch Radiowellen. Ein Hochleistungsgenerator liefert Energie im Radiofrequenzbereich. Über das zu sanierende Areal sind Elektroden verteilt, mittels derer der Boden dielektrisch erwärmt wird. Im Weiteren sind im Boden eine Vielzahl von faseroptischen Sonden verteilt. Je nach Messwert können nun bestimmte Temperaturen beziehungsweise Temperaturverteilungen im Boden realisiert werden. Je nach Kontamination wird durch geringe Temperaturerhöhungen der verstärkte Abbau durch Bodenorganismen aktiviert, beziehungsweise bei Temperaturen bis zu 150°C verdampft das Bodenwasser mit den wasserdampfflüchtigen organischen Verunreinigungen.

Medizintechnik

Faseroptische Thermometer erlauben die Messung an Patienten und Materialien im Kernspintomographen. Dort herrschen Feldstärken von einigen Tesla. Metallische Sensoren führen zu Fehlern in der Bildgewinnung. Für spezielle Krebstherapien sind Sonden mit Durchmessern von 0,5 mm verfügbar. Diese können minimalinvasiv zur Überwachung der Gewebetemperatur verwendet werden. Gesundes Gewebe soll durch die Einwirkung elektromagnetischer Felder nicht über 40°C erwärmt werden, während kanzerogenes Gewebe durch höhere Temperaturen denaturiert. Andere Anwendungsfelder dieser Messtechnik liegen in der Lasertherapie. Durch ein Endoskop wird Laserenergie eingekoppelt und die Temperatur am Therapieort mit einer faseroptischen Sonde gemessen.

Holztrocknung

Bei der Holztrocknung und der Sanierung von Holzkonstruktionen in alten Gebäuden werden die Teile in eingebautem Zustand segmentweise durch Mikrowellen thermisch behandelt. Die Arbeitstemperatur liegt dabei zwischen 80 bis 95°C. Die Kontrolle der Kerntemperatur des Holzes erfolgt durch eine faseroptische Sonde in einer Bohrung im Holz.

Mikrowellenchemie

Chemische Aufschlüsse unter Druck und Temperatur zur Bestimmung von Spuren und Ultraspuren in nachgelagerten Analyseverfahren, Synthesen unter schonenden Bedingungen usw. werden zunehmend in mit Mikrowellen beheizten Apparaturen durchgeführt. Auch hier bietet das faseroptische Thermometer fast die einzige Möglichkeit zum Steuern des Prozesses.

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