Wärmebildkamera

Was ist eine Wärmebildkamera?

Eine Wärmebildkamera ist eine Kamera, die die Oberflächentemperatur eines Objekts erfasst und sie als Bild anzeigt.

Bilder, die mit einer Wärmebildkamera aufgenommen werden, nennt man Thermografie. Wärmebilder, die mit einer Wärmebildkamera aufgenommen werden, unterscheiden sich von Bildern, die mit dem menschlichen Auge oder einer normalen Kamera aufgenommen werden, dadurch, dass Bereiche des Bildes, in denen die Temperatur hoch ist, rot und Bereiche des Bildes, in denen die Temperatur niedrig ist, blau dargestellt werden. Anhand dieses Bildes kann die Oberflächentemperatur bestimmt werden, die nicht allein durch das Betrachten des Bildes ermittelt werden kann.

Wärmebildkameras können auch in Situationen eingesetzt werden, in denen es schwierig ist, das zu messende Objekt zu berühren, da sie Temperaturen ermitteln können, ohne mit dem Objekt in Kontakt zu kommen.

Anwendungen von Wärmebildkameras

Wärmebildkameras werden in einer Vielzahl von Situationen eingesetzt, konkrete Anwendungsbeispiele sind:

• Messung der menschlichen Körpertemperatur
• Überwachung von Maschinen, z. B. in Fabriken und elektrischen Anlagen

Wärmebildkameras werden häufig zur Messung der menschlichen Körpertemperatur eingesetzt, da sie eine einfache und schnelle berührungslose Messung der menschlichen Körpertemperatur ermöglichen. Da sie berührungslos arbeiten, können sie auch zur Messung von Temperaturveränderungen während des Betriebs von Maschinen in Fabriken und elektrischen Anlagen usw. eingesetzt werden, ohne dass eine Gefahr für die gemessene Person besteht und ohne dass die Temperaturmessung am Messobjekt beeinflusst wird.

Darüber hinaus werden Wärmebildkameras auch für andere Zwecke als die Temperaturmessung eingesetzt. Mit Hilfe der Temperaturerkennungsfunktion können Wärmekameras das Vorhandensein von Objekten mit unterschiedlichen Temperaturen in einer Umgebung mit einigermaßen konstanter Temperatur, wie z. B. auf See, erkennen, selbst wenn die Objekte so präsent sind, dass sie mit bloßem Auge nicht zu erkennen sind. Da Wärmebildkameras die Temperatur erfassen, können sie Objekte auch bei schlechter Sicht in der Nacht oder bei Regen erkennen.

Funktionsweise von Wärmebildkameras

Wärmebildkameras erkennen die von einem Objekt ausgehende Infrarotstrahlung und messen und zeigen die Temperatur des Objekts an, indem sie die Intensität der Infrarotstrahlung bestimmen. Alle Objekte oberhalb des absoluten Nullpunkts senden Infrarotstrahlung aus, und es ist bekannt, dass der Wert dieser Energie von der Höhe der absoluten Temperatur abhängt, so dass es möglich ist, die Temperatur anhand der Infrarotstrahlung zu messen.

Wärmebildkameras empfangen und scannen die vom Objekt ausgehende Infrarotstrahlung mit Hilfe eines internen Detektors und verarbeiten dann die A/D- und temperaturgewandelten Daten zu einem Bild, das als Thermografiebild in Rot, Blau oder anderen für das menschliche Auge gut sichtbaren Farben angezeigt wird.

Da das menschliche Sehvermögen vom Zustand des sichtbaren Lichts abhängt, wird die Sichtbarkeit durch die Wetterbedingungen und die Tageszeit beeinträchtigt. Wärmebildkameras erkennen jedoch die vom Objekt ausgehende Infrarotstrahlung und können thermografische Bilder auch dann problemlos anzeigen, wenn der Zustand des sichtbaren Lichts in der Umgebung, z. B. die Sichtbarkeit für Menschen, schlecht ist.

Die im Haushalt gebräuchlichen Thermoelemente und Thermometer erfassen die Temperatur durch Berührung, indem sie die Wärmeleitung des Objekts nutzen. Im Gegensatz dazu nutzen Wärmebildkameras die Wärmestrahlung des Objekts und können Temperaturen berührungslos messen, ohne das Objekt direkt zu berühren, was einen wesentlichen Unterschied darstellt.

Arten von Wärmebildkameras

Wärmebildkameras lassen sich nach der Art der Datenspeicherung in handgehaltene und stationäre Typen sowie in On-Press- und Cloud-basierte Typen unterteilen.

1. Handgehaltene und stationäre Typen

Wärmebildkameras, die zur Messung der menschlichen Körpertemperatur verwendet werden, lassen sich in zwei Haupttypen unterteilen, nämlich handgehaltene und stationäre Kameras. Handgehaltene Wärmebildkameras sind leicht zu tragen und werden zur zuverlässigen Messung der Körpertemperatur einer kleinen Anzahl von Personen eingesetzt, beispielsweise in Geschäften, Empfangsbereichen und Geschäftsräumen.

Stationäre Wärmebildkameras eignen sich für die Messung der Temperatur einer großen Anzahl von Personen auf einmal oder wenn eine konstante Temperaturmessung erforderlich ist. Stationäre Wärmebildkameras sind auch als Kamera- und Kuppelversionen erhältlich, die sich für die Messung großer Flächen eignen. 

2. Vor-Ort und Cloud-basiert

Je nachdem, wo die Messdaten gespeichert werden, lassen sich Wärmebildkameras in Vor-Ort- und Cloud-basierte Typen unterteilen. Vor-Ort-Systeme verwenden ihre eigenen Server. Dies hat den Vorteil, dass die vorhandene Ausrüstung des Unternehmens genutzt werden kann und ein hohes Maß an Freiheit bei der Verknüpfung mit den unternehmenseigenen Systemen besteht. Der Nachteil ist jedoch, dass die Betriebs- und Wartungskosten hoch sind.

Cloud-basierte Systeme hingegen nutzen Cloud-Server. Cloud-basierte Systeme haben die Vorteile der einfachen gemeinsamen Nutzung von Daten über mehrere Standorte hinweg und der geringen Betriebs- und Wartungskosten. Andererseits bieten einige Dienste ein komplettes Paket von der Wärmebildkamera über die Anwendung bis hin zur sicheren Verbindungsumgebung an, obwohl dies in manchen Umgebungen zu Sicherheitsproblemen führen kann.

Weitere Informationen über Wärmebildkameras

1. Messung der Körpertemperatur mit Wärmebildkameras

Wärmebildkameras unterscheiden sich von herkömmlichen Thermometern dadurch, dass sie die Oberflächentemperatur der menschlichen Haut messen. Die Oberflächentemperaturen werden erheblich von der Jahreszeit und der äußeren Umgebung beeinflusst. Wird also eine Messung unmittelbar nach dem Betreten eines Raumes von außen im Winter durchgeführt, wird die Oberflächentemperatur als niedriger eingestuft, während eine Messung unmittelbar nach dem Sport im Sommer eine höhere Oberflächentemperatur ergibt.

Es ist daher wichtig, die Umgebungsunterschiede vor und nach der Messung zu berücksichtigen, um eine genaue Messung der Körpertemperatur mit einer Wärmebildkamera zu gewährleisten. Eine Methode für hochgenaue Messungen ist die Verwendung eines Schwarzkörpers.

Der Schwarzkörper ist ein Gerät zur Temperaturkalibrierung. Die Temperatur des Schwarzkörpers und die Intensität der vom Schwarzkörper abgegebenen Infrarotstrahlung werden als Referenz verwendet, um die Temperatur in der Wärmebildkamera ständig zu korrigieren. Dadurch wird sichergestellt, dass der Fehler der Wärmebildkameras selbst so gering wie möglich gehalten wird.

2. Wärmebildkameras im Kampf gegen die Coronavirus-Infektion

Tägliche Temperaturkontrollen sind bei der Bekämpfung von Infektionskrankheiten sehr wichtig. Wärmebildkameras werden bereits an verschiedenen Orten installiert und eingesetzt, da sie folgende Vorteile bieten:

• Echtzeitmessung von Temperaturveränderungen in einem großen Bereich, ohne das zu messende Objekt zu berühren
• Erfassung der von den Objekten ausgesandten Ferninfrarotstrahlung, was eine Erkennung auch bei Dunkelheit ermöglicht
• Schnelle Erfassung und Erkennung auch von sich bewegenden Objekten
• Erkennung von Objekten in der Ferne
• Ferninfrarotstrahlung ist transparent, so dass Objekte auch dann erfasst werden können, wenn sie die Sicht versperren

Bei der Installation einer Wärmebildkamera kommt es darauf an, wo sie eingesetzt wird und was mit ihr überprüft werden soll. In Bereichen, in denen viele Menschen ein- und ausgehen, ist eine KI-gesteuerte Wärmebildkamera beispielsweise eine gute Wahl.

Werden abnormale Temperaturen festgestellt, wird eine Warnung ausgegeben. Sie werden in Flughäfen, Krankenhäusern und großen kommerziellen Einrichtungen eingesetzt, in denen viele Menschen ein- und ausgehen und wo es schwierig ist, zeitaufwändige Inspektionen bei jeder einzelnen Person durchzuführen.