Skip to content

Měření technologických tepelných procesů

Výzkumné téma „Měření technologických tepelných procesů“ se soustřeďuje na výzkum a vývoj řešení pro technologie, jejichž součástí je ohřev materiálu. Výsledkem jsou jednak samostatné měřicí systémy a jednak technologie řízeného ohřevu materiálu doplněné měřicím systémem. Přínosem je dosažení či dokladování žádaného ohřevu z pohledu časového průběhu a prostorového rozložení teploty. Výzkum je určen pro průmyslové stroje s tepelnými procesy nebo pro laboratorní vědecké přístroje s ohřevem vzorků zkoumaných materiálů.

Nabídka spolupráce

Vývoj měřicích metod pro průmyslové technologie

Nabízená spolupráce se týká potřeb využití měřicích systémů pro optimalizaci, monitorování či řízení tepelného procesu a technologií, kde dochází k žádoucímu tepelnému ovlivnění materiálu jako např. laserové technologie zpracování materiálů, technologie žárových nástřiků, technologie 3D tisku, PVD/CVD technologie nanášení vrstev, tepelné zpracování potravin, apod.

Přemýšlíte, jak stanovit rozložení teplot, tepelných toků nebo přestupů tepla ve vaší technologii? Chcete si pořídit měřicí přístroj nebo zajistit službu měření? – Můžeme vám poradit s výběrem měřicí metody či konkrétního zařízení. Můžeme přijet k vám a změřit vaše procesy.

Vývoj laboratorních ohřevů

Nabízená spolupráce se týká potřeb laboratorního ohřevu vzorků v souvislosti s výzkumem chování materiálů v závislosti na teplotě, tj. výzkumem změn struktury, chemického složení a různých vlastností v závislosti na teplotě či výzkumem teplotní degradace materiálu. Týká se také potřeb ohřívat vzorky materiálu v rámci laboratorních depozičních aparatur jako předehřev vzorků či tepelné modifikace v průběhu procesů vytváření materiálů.

Stavíte nové laboratorní uspořádání? Řešíte jak ohřívat vzorky a měřit jejich teplotu? – Můžeme vám poradit nebo dodat celé technické řešení nebo pro vás zajistit testy teplotního chování vzorků materiálů v našich aplikačních laboratořích. 

Kontaktujte nás

    Naše řešení

    Naše řešení ohřevu jsou založena na využití zdrojů tepla ve formě infračervených laserů nebo lamp. Pro směrování paprsků infračerveného záření na ohřívaný materiál využíváme zrcadel, vláken či polopropustných materiálů. Jedná se o komponenty typicky využívané v laserových technologiích svařování nebo tepelného zpracování povrchů materiálů. 

    Pro správné nastavení a řízení tepelného procesu využíváme termokamer nebo speciálních infradetektorů, které měří prostorové rozložení a časový průběh teploty povrchu ohřívaného materiálu. Bezkontaktní měření obvykle kombinujeme s použitím kontaktních teplotních čidel a aplikací termografických barev.

    Benefity našich metod

    • bezkontaktní působení 
      ohřev i měření teploty probíhají na dálku, dokonce je možné ohřívat přes okno například ve vakuové komoře
    • homogenní ohřev
      časoprostorovým rozložením působení infračervených zdrojů lze kompenzovat tepelné ztráty a dosáhnout homogenní teploty ohřívaných předmětů různého tvaru
    • lokální ohřev
      rozložením zdrojů, fokusací nebo jejich pohybem lze dosáhnout efektů lokálního ohřevu v přesně definovaných oblastech
    • rychlé změny teploty
      infračervený zdroj nemá žádnou setrvačnost, lze provádět rychlé změny teploty, například simulovat rázové děje nebo teplotní cyklování
    • monitorování tepelného procesu
      využitím prostředků kvantitativní termografie lze zaznamenávat a on-line/off-line vyhodnocovat prostorové rozložení a časový průběh teplot, gradientů, toků popř. přestupů tepla
    • vysokoteplotní procesy
      použití bezkontaktních metod měření i ohřevu lze vhodně využít i pro aplikace s vysokými teplotami a vysokými tepelnými toky

    Vybrané publikace

    • Anton Schmailzl, Johannes Käsbauer, Jiří Martan, Petra Honnerová, Felix Schäfer, Maximilan Fichtl, Tobias Lehrer, Jiří Tesař, Milan Honner, Stefan Hierl, Measurement of core temperature through semi-transparent polyamide 6 using scanner-integrated pyrometer in laser welding, International Journal of Heat and Mass Transfer, Volume 146, 2020

    • Martan, J., Tesař, J., Kučera, M., Honnerová, P., Benešová, M., Honner, M., Analysis of short wavelength infrared radiation during laser welding of plastics (2018) Applied Optics, 57 (18), pp. D145-D154. DOI: 10.1364/AO.57.00D145

    • M. Kučera, J. Martan, A. Franc, Time-resolved temperature measurement during laser marking of stainless steel, Int. J. Heat Mass Transf. 125 (2018) 1061-1068.

    • Vostřák M., Tesař J., Houdková – Šimůnková Š., Smazalová E., Hruška M. Diagnostic of laser remelting of HVOF sprayed Stellite coatings using an infrared camera, Surface & Coatings Technology 318, 2017, 360–364

    • M. Švantner, P. Honnerová, Z. Veselý, The influence of furnace wall emissivity on steel charge heating Infrared, Physics and Technology, Vol. 74, 2016, pp. 63-71

    • ŠVANTNER, M., HONNEROVÁ, P., HONNER, M., Non-contact charge temperature measurement on industrial continuous furnaces and steel charge emissivity analysis, INFRARED PHYSICS & TECHNOLOGY, 2013, roč. 61, č. November, s. 20-26. ISSN: 1350-4495

    • TESAŘ, J., MARTAN, J., REZEK, J., On surface temperatures during high power pulsed magnetron sputtering using a hot target, Surface and Coatings Technology, 2011, roč. 206, č. 6, s. 1155-1159. ISSN: 0257-8972

    • MARTAN, J., SEMMAR, N., CIBULKA, O., Precise nanosecond time resolved infrared radiometry measurements of laser induced silicon phase change and melting front propagation, Journal of Applied Physics, 2008, roč. 103, č. 8, s. 084909-1-084909-3. ISSN: 0021-8979

    • HONNER, M., ŠVANTNER, M., Thermal box-barrier for a direct measurement in high temperature environment, Applied Thermal Engineering, 2007, roč. 27, č. 2-3, s. 560-567. ISSN: 1359-4311

    Reference

    Continental Barum s.r.o., ČR

    Kiekert

    Mittal

    Pilsen Steel, ČR

    Vybrané disertační práce

    • Marek Vostřák – Charakterizace tepelných procesů při laserovém přetavování povlaků školitel, Doc. Ing. Milan Honner, Ph.D. (obhájil 2018)

    • Jiří Tesař – Termografie v plazmových a laserových technologiích, školitel Doc. Ing. Milan Honner, Ph.D. (obhájil 2014)

    • Ondřej Cibulka – Nerovnovážné šíření tepla ve fyzice technologických procesů školitel, Prof. Ing. Josef Kuneš, DrSc. (obhájil 2008)

    • Pavel Litoš – Měření emisivity a teplotních polí ve fyzikálních technologiích, školitel Prof. Ing. Josef Kuneš, DrSc. (obhájil 2006)

    Vybrané patenty

    • Method of laser beam writing with shifted laser surface texturing, typ: mezinárodní, číslo přihlášky: PCT/IB2015/000807, číslo dokumentu: WO/2016/189344, datum zveřejnění: 01.12.2016, International Filing Date: 28.05.2015, vlastník: University of West Bohemia, udělený patent v USA, původci: Kučera Martin, Moskal Denys, Martan Jiří.


    • Milan Honner: Způsob a zařízení pro on-line řízení dálkového transmisního laserového svařování materiálů  App. No:  2012-176,

    Náš příběh

    Do NTC jsme přešli v roce 2000 z výzkumu Škody Plzeň. Navazujeme na dlouholetou tradici výzkumu ohřevů v průmyslových pecích a technologií objemového tepelného zpracování velkých výkovků a obrobků. Postupem času jsme se přesunuli k výzkumu technologií lokálního povrchového zpracování a ohřevům s využitím výkonných laserů. Dvacet let jsme řešili různé způsoby ohřevu materiálu jako součást našeho výzkumu metod měření optických a tepelných vlastností materiálů i metod aktivní termografie. Nyní nabízíme získané znalosti a zkušenosti ostatním vědeckým pracovištím.

    Naše spolupráce v oblasti automobilového průmyslu byly zaměřeny na zjišťování tepelných bilancí a prostupů tepla konstrukcí dopravních prostředků s využitím pro návrh systémů topení a klimatizace. Postupem času jsme se začali více soustřeďovat na ohřevy osob a využití měřicích systémů pro tyto aplikace.