Das Optris CTi P3 ist ein zweiteiliges Infrarot-Pyrometer für die berührungslose Temperaturmessung sehr dünner Kunststofffolien. Solche Folien können im üblichen langwelligen Bereich von 8–14 µm teilweise transparent sein; Strahlung aus dem Hintergrund beeinflusst dann das Messergebnis. Das CTi P3 arbeitet deshalb schmalbandig bei 3,43 µm – einer Absorptionsbande, in der zahlreiche kohlenwasserstoffbasierte Kunststoffe für die Infrarotmessung deutlich undurchlässiger werden. Der Sensor deckt 35 bis 600 °C ab, bietet eine optische Auflösung von 15:1 und reagiert in 15 ms. Entscheidend für die Auswahl ist jedoch nicht allein die Bezeichnung der Folie: Polymer, Folienstärke, Pigmentierung, Additive, Beschichtung und der thermische Hintergrund bestimmen gemeinsam, ob 3,43 µm für die konkrete Messaufgabe die richtige Wellenlänge ist.
Bei dickeren oder stark pigmentierten Kunststoffen kann eine langwellige Messung bei 8–14 µm gut funktionieren. Optris nennt als Orientierung Kunststoffe oberhalb von etwa 0,4 mm sowie pigmentierte Folien. Sehr dünne Folien können in diesem Bereich dagegen teilweise transparent werden. Dann erfasst das Pyrometer nicht nur die Folie, sondern auch Strahlung aus dem Hintergrund.
CTi P3 nutzt deshalb den sehr schmalen Spektralbereich von 3,43 µm. Optris nennt dort unter anderem PE, PP, Cellophan, PS, PMMA/Acryl, PC, PET und PVC als Materialien, die in diesem Bereich infrarot-undurchlässig sein können. Diese Liste ist keine pauschale Materialfreigabe: Rezeptur, Dicke, Farbe, Füllstoffe und Beschichtungen können die spektralen Eigenschaften verändern.
Die wichtigste Abgrenzung innerhalb der CTi-Kunststoffsensoren ist CTi P3 gegenüber CTi P7. P7 arbeitet bei 7,9 µm und ist für andere materialspezifische Absorptionsbanden vorgesehen. Optris nennt dort insbesondere Polyester, Polyurethan, PTFE/Teflon, FEP und Polyamid. Die Auswahl sollte deshalb vom realen Material ausgehen – nicht davon, welcher Sensor den größeren Temperaturbereich besitzt.
Auch bei einem grundsätzlich passenden Polymer kann ein Muster- oder Prozesscheck sinnvoll sein. Gerade Mehrschichtfolien, beschichtete Bahnen oder kundenspezifische Compounds lassen sich nicht zuverlässig allein aus dem Materialnamen beurteilen.
Bei teiltransparenten Materialien gehört der Hintergrund zur Messaufgabe. Befindet sich hinter der Folie eine heiße Walze, ein kaltes Maschinenteil oder ein wechselnder freier Hintergrund, kann dessen Strahlung das Signal beeinflussen. Messposition, Bahnführung und Hintergrundtemperatur müssen deshalb gemeinsam mit der spektralen Eignung betrachtet werden. Mit 15:1 bietet CTi P3 bei Standardfokus beispielsweise einen Messfleck von rund 26,7 mm bei 400 mm Abstand. Der Messfleck muss vollständig auf der relevanten Folienzone liegen. Für kleine Messbereiche führt Optris eine spezielle Close-Focus-Linse für P3; deren konkrete Geometrie sollte anhand des aktuellen Optikdiagramms beziehungsweise Optikrechners ausgelegt werden.
Die Ansprechzeit von 15 ms macht CTi P3 für dynamische Folienprozesse deutlich interessanter als die ältere CT-P3-Generation mit 100 ms. Ob 15 ms für eine konkrete Bahn tatsächlich ausreichen, hängt aber zusätzlich von Geschwindigkeit, Länge der relevanten Temperaturzone, Messfleck, Filterung und nachgelagerter SPS-Verarbeitung ab.
Der Messkopf ist für -20 bis +85 °C ausgelegt. Liegt die Einbaustelle thermisch höher oder ist sie durch Strahlungswärme belastet, müssen Position und gegebenenfalls Schutz- beziehungsweise Kühlzubehör geprüft werden. Die spezialisierte Wellenlänge ersetzt keine thermisch geeignete Installation.
Was wir bei der Auswahl konkret klären: Polymer und Folienaufbau, Dicke und Pigmentierung, Beschichtungen/Additive, realer Temperaturbereich, Hintergrund, Zielgröße, Arbeitsabstand und Bahngeschwindigkeit. Daraus lässt sich ableiten, ob P3 bei 3,43 µm passt, P7 bei 7,9 µm sinnvoller ist oder eine langwellige Messung ausreicht.
CTi P3 folgt der zweiteiligen CTi-Plattform: Ein kompakter Edelstahl-Messkopf sitzt an der Messstelle, die Elektronik mit Display und Programmiertasten kann räumlich günstiger montiert werden. Der Messkopf ist austauschbar; die CTi-Plattform arbeitet mit einer Head-ID beziehungsweise gespeicherten Kalibrierdaten, sodass Service und Wiederholmaschinen strukturiert dokumentiert werden können.
Für die Maschinenanbindung stehen 0/4–20 mA, 0–5 V, 0–10 V und Thermoelement-Ausgang sowie integriertes USB zur Verfügung. Optional nennt Optris unter anderem RS232, RS485, Relais, Modbus RTU, Ethernet TCP/IP, Modbus TCP, EtherNet/IP, PROFINET, IO-Link und EtherCAT. Die Schnittstelle sollte nach Regelungsaufgabe, Diagnosebedarf und Maschinenstandard gewählt werden.
Beim CTi P3 darf das Kabel zwischen Messkopf und Elektronik laut Optris um maximal 3 m gekürzt werden. Diese produktspezifische Regel sollte bereits bei der Konstruktion berücksichtigt werden; Kabeländerungen dürfen nicht pauschal von anderen CTi-Modellen übertragen werden.
Für Folienmaschinen ist eine reproduzierbare Messposition besonders wichtig. Sensorwinkel, Abstand, Messfleck, Hintergrund und Materialführung sollten für Serienmaschinen festgelegt werden. Sonst kann dieselbe Sensorparametrierung an einer geometrisch veränderten Anlage zu einem anderen Messsignal führen.
Was wir bei der Integration konkret klären: Messposition und Hintergrund, Optik, Kabelweg, Elektronikposition, Ausgangssignal, Schnittstelle und Signalverarbeitung werden mit Bahnführung und Maschinensteuerung abgestimmt. Ziel ist eine Messstelle, die nicht nur im Versuch funktioniert, sondern in der Maschine reproduzierbar bleibt.
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