Das Optris CTi 4M ist ein sehr schnelles mittelwelliges Pyrometer für berührungslose Temperaturmessungen von 0 bis 600 °C. Sein Spektralbereich von 2,2 bis 6 µm adressiert Messaufgaben, bei denen langwellige LT-Sensoren wegen niedriger, unbekannter oder wechselnder Emissionsgrade an Grenzen stoßen können – etwa bei Metallen, Metalloxiden und Keramiken. Mit 110 µs Belichtungszeit, einer vom Hersteller mit 320 µs beworbenen Ansprechzeit und 3300 Hz Abtastfrequenz ist das CTi 4M auf kurze Maschinenzyklen und schnelle Temperaturänderungen ausgelegt. Der kompakte M12-Messkopf wird mit einer separaten Elektronik kombiniert, die analoge Signale und verschiedene digitale Schnittstellen für die Maschinenintegration bereitstellt.
Die Besonderheit des CTi 4M liegt in der Verbindung aus niedriger Starttemperatur und hoher Messgeschwindigkeit. Das Modell beginnt bereits bei 0 °C und arbeitet mit einem InAsSb-Detektor im mittelwelligen Bereich von 2,2 bis 6 µm. Optris positioniert es damit ausdrücklich als Alternative zu langwelligen LT-Sensoren, wenn anspruchsvolle Oberflächen und schnelle Prozesse zusammenkommen.
Relevant ist das beispielsweise bei Metallen, Metalloxiden, Keramiken oder Materialien, deren Emissionsgrad nicht konstant bekannt ist. Die mittelwellige Messung kann hier gegenüber 8–14-µm-Sensoren Vorteile bieten. Sie macht die Messung aber nicht unabhängig vom Emissionsgrad: Oberfläche, Reflexionen, Messwinkel und Hintergrundstrahlung bleiben Teil der Auslegung.
CTi 4M besitzt nur die Variante CTi 4ML. Die Auswahlfrage liegt deshalb weniger zwischen mehreren Temperaturvarianten als zwischen unterschiedlichen Sensorprinzipien. Für vollständig höhere Metalltemperaturen sollten CTi 3M, 2M oder 1M geprüft werden. Dort stehen kürzere Wellenlängen und je nach Modell höhere optische Auflösungen zur Verfügung.
Auch die Messgeometrie kann gegen das CTi 4M sprechen: 10:1 ergeben mit Standardoptik 40 mm Messfleck bei 400 mm Abstand. Für kleine Ziele oder größere Arbeitsabstände kann eine CTi-xM-Variante mit höherer optischer Auflösung die robustere Wahl sein.
Bei schnellen Niedertemperaturprozessen müssen Spektralbereich, Messfleck und Zeitverhalten gemeinsam betrachtet werden. Die Belichtungszeit von 110 µs und die Abtastfrequenz von 3300 Hz schaffen die Voraussetzung für kurze Ereignisse. Ob ein Prozesssignal tatsächlich sicher erfasst wird, hängt zusätzlich von Dauer und Größe der heißen Zone, Werkstückgeschwindigkeit, Signalverarbeitung und der Zykluszeit der übergeordneten Steuerung ab.
Die Standardoptik bietet 10:1 beziehungsweise 40 mm bei 400 mm. Mit der optionalen Close-Focus-Linse sind 5,0 mm bei 50 mm möglich. Optris verlangt bei Verwendung dieser Linse einen Transmissionswert von 0,93. Der relevante Objektbereich muss den Messfleck vollständig und reproduzierbar ausfüllen.
Der Messkopf arbeitet laut aktueller Optris-Spezifikation bis +70 °C Umgebung. Liegt die reale thermische Belastung höher, müssen Einbauort, Abschirmung, Luftspülung oder Kühlung geprüft werden. Dabei zählt nicht nur die Lufttemperatur: Strahlungswärme, Wärmeleitung über die Befestigung und Verschmutzung können die Messstelle zusätzlich belasten.
Was wir bei der Auswahl konkret klären: Material und Oberflächenzustand, Temperaturfenster, Dauer des thermischen Ereignisses, Zielgröße und Arbeitsabstand, Einbauraum, thermische Belastung sowie die benötigte Schnittstelle werden zusammen betrachtet. So lässt sich entscheiden, ob CTi 4M wirklich zur Aufgabe passt oder CTi 3M/2M/1M beziehungsweise eine andere Optris-Plattform geeigneter ist.
Das CTi 4M trennt Messkopf und Elektronik. Der kompakte Messkopf kann nahe an der Prozessstelle positioniert werden; die Elektronik übernimmt Parametrierung, Signalverarbeitung und Anbindung an die Steuerung. Zur Verfügung stehen 0–20 mA, 4–20 mA, 0–5 V, 0–10 V sowie Thermoelement K/J. USB ist integriert; optional sind RS232, RS485, Ethernet und Relais sowie unter anderem Modbus RTU/TCP, PROFINET und EtherNet/IP verfügbar.
CompactPlus Connect und IRmobile unterstützen die Parametrierung. Funktionen wie Mittelwert, Peak Hold, Valley Hold, Advanced Peak Hold und triggerbare Signalausgabe können genutzt werden, um das Rohsignal an die Prozesslogik anzupassen. Bei sehr schnellen Ereignissen sollte diese Signalverarbeitung bewusst gewählt werden, damit Filter oder Haltefunktionen die gewünschte Dynamik nicht unbeabsichtigt verändern.
Das Messkopfkabel ist mit 3 m Standard sowie 8 m und 15 m verfügbar. Optris erlaubt beim CTi 4M eine Kürzung des Kabels um maximal 3 m. Diese produktspezifische Regel sollte bei Serienmaschinen bereits in Konstruktion und Stückliste berücksichtigt werden.
Der Messkopf ist laut strukturierter Optris-Spezifikation nicht als austauschbar ausgewiesen. Die Hersteller-FAQ zur Close-Focus-Linse erwähnt gleichzeitig eine Head ID beziehungsweise einen Kalibriercode. Diese Angaben werden vor Livegang nochmals gegen das aktuelle Datenblatt und Manual geprüft; öffentlich sollte daraus bis dahin keine Serviceaussage zum Messkopftausch abgeleitet werden.
Was wir bei der Integration konkret klären: Messposition, Befestigung, Messfleck, Kabelweg, Umgebungseinflüsse, Analog- oder Feldbussignal und Signalverarbeitung werden mit Maschinenzyklus und Steuerungsarchitektur abgestimmt. Für OEM-Serien sollte die komplette Sensor-, Optik-, Kabel- und Schnittstellenkonfiguration vor Freigabe eindeutig dokumentiert werden.
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