Strahlungsthermometer

Was ist ein Strahlungsthermometer?

Ein Strahlungsthermometer ist ein Gerät, das die Temperatur misst, indem es die von einer Substanz abgegebene Infrarotstrahlung erfasst.

Alle Stoffe geben je nach ihrer Temperatur Infrarotstrahlung ab, so dass die Temperatur durch Erfassen der Menge an Infrarotstrahlung gemessen wird. Es kann nicht die Temperatur im Inneren einer Substanz oder die Temperatur eines Gases messen, aber es kann die Temperatur sofort messen, ohne das Objekt zu berühren.

Der Messbereich (Messfleckdurchmesser) und der Messabstand werden durch das Gerät bestimmt, das je nach Situation ausgewählt wird.

Anwendungen von Strahlungsthermometern

Strahlungsthermometer können Temperaturen bei hohen Geschwindigkeiten und auch berührungslos ohne direkten Kontakt messen. Sie eignen sich daher zur Messung der Temperatur von sich bewegenden und rotierenden Objekten sowie von Objekten mit geringer Wärmekapazität, deren Temperatur sich bei Kontakt mit dem Sensor ändert.

Sie werden in einem breiten Spektrum von Anwendungen eingesetzt, zum Beispiel in industriellen Prozessen und in der Forschung. Strahlungsthermometer können in folgenden Fällen eingesetzt werden:

• Wenn sich das Objekt bewegt
• Wenn das Objekt von einem elektromagnetischen Feld umgeben ist
• Wenn sich das Objekt in einem Vakuum oder anderer konditionierter Luft befindet

Funktionsweise von Strahlungsthermometern

Alle Materie, auch der Mensch, sendet Infrarotstrahlung aus. Wenn Sie Ihre Handfläche in die Nähe Ihrer Wange legen, spüren Sie Wärme, weil die Haut Ihrer Hand die von Ihrer Wange ausgehende Infrarotstrahlung wahrnimmt. Im Allgemeinen gilt: Je höher die Temperatur eines Stoffes ist, desto stärker ist die abgegebene Infrarotstrahlung.

Strahlungsthermometer sammeln zunächst die von der Substanz abgegebene Infrarotstrahlung auf einem Sensorelement, dem so genannten Thermosäule. Die Thermosäule ist ein Fühlerelement, das aufgrund der absorbierten Infrarotstrahlung ein elektrisches Signal abgibt.

In der Thermosäule sind mehrere Thermoelemente in Reihe geschaltet, wobei der warme Übergang zur Mitte zeigt, und in der Mitte, wo der warme Übergang liegt, ist eine infrarotabsorbierende Membran angebracht. Das von der Linse gesammelte Licht trifft nur auf die warme Anschlussstelle, wodurch ein Temperaturunterschied zur kalten Anschlussstelle auf der Außenseite entsteht. Dadurch entsteht aufgrund des Seebeck-Effekts eine Spannungsdifferenz, die eine Temperaturmessung ermöglicht.

Die Infrarotstrahlung ist Teil des elektromagnetischen Spektrums und ihre Frequenz liegt zwischen dem sichtbaren Licht und den Radiowellen. Innerhalb dieses Frequenzbereichs werden nur Frequenzen zwischen 0,7 und 20 Mikrometer für praktische Temperaturmessungen verwendet.

Weitere Informationen zu Strahlungsthermometern

1. Genauigkeit von Strahlungsthermometern

Strahlungsthermometer haben eine hohe Genauigkeit von ±1 °C für Allzweckprodukte. Es muss jedoch darauf geachtet werden, dass die Messbedingungen des Geräts bei der eigentlichen Messung korrekt eingehalten werden, da es sonst zu Messfehlern kommen kann. Die folgenden drei Bedingungen bestimmen die Messgenauigkeit:

Messpunkt
Der Messbereich (oder Messfleckdurchmesser) hängt von der Entfernung zum Messobjekt ab. Im Allgemeinen ist der Messbereich umso größer, je größer der Messabstand ist. Der Messabstand und der messbare Bereich hängen vom Typ des Strahlungsthermometers ab; überprüfen Sie daher diese beiden Bedingungen.

Temperaturdrift
Wenn sich die Umgebungstemperatur des Strahlungsthermometers abrupt ändert, kann sich der Messwert aufgrund der Temperaturänderung ändern. Achten Sie daher darauf, dass sich die Umgebungstemperatur nicht zu schnell ändert.

Emissionsgrad der zu messenden Oberfläche
Strahlungsthermometer messen die Temperatur durch Messung der Intensität der Infrarotstrahlung, die von der Oberfläche des zu messenden Objekts ausgeht. Die Intensität der von dem zu messenden Objekt ausgehenden Infrarotstrahlung wird nicht nur durch die Temperatur des Objekts, sondern auch durch einen Koeffizienten namens Emissionsgrad bestimmt. Daher ist für die Temperaturmessung eine Korrektur um den Emissionsgrad erforderlich.

2. Messung der Körpertemperatur mit Strahlungsthermometern

In den letzten Jahren wird unter dem Einfluss des gestiegenen Hygienebewusstseins die Körpertemperatur zunehmend mit Strahlungsthermometern gemessen. Im Allgemeinen wird bei der Messung der Körpertemperatur in Fällen, in denen die Außentemperatur niedriger ist als die Körpertemperatur, die Körpertemperatur aufgrund der Außentemperatur niedriger angezeigt.

Umgekehrt kann in Fällen, in denen die Außentemperatur höher ist, wie z. B. in der Nähe einer Heizung, eine höhere Temperatur angezeigt werden. Schauen Sie bei der Messung der Körpertemperatur in der Bedienungsanleitung des Strahlungsthermometers nach und führen Sie die Messungen in der richtigen äußeren Umgebung durch.

3. Über Thermografie

Die Thermografie ist ein berührungsloses Gerät zur Messung der Temperatur. Die Thermografie ist ein Gerät, das die Sichtbarmachung der Oberflächentemperatur des gesamten Messobjekts durch eine Farbcodierung in verschiedenen Farbtönen erleichtert. Konkrete Beispiele für ihre Anwendung sind:

• Temperaturverteilung auf der Körperoberfläche einer Person
• Temperaturverteilung aufgrund des Blutflusses in Händen und Füßen
• Erkennung von abnormalen Temperaturen in Maschinen und Geräten
• Verfolgung des Verhaltens von Tieren mit Nachtsichtkameras

Strahlungsthermometer werden im Inneren der Thermografiekamera verwendet.