Was ist ein Infrarot-Thermometer?
Infrarot-Thermometer erfassen die von dem zu messenden Objekt abgegebene Infrarot-Strahlungsenergie und zeigen ein Bild der Temperaturverteilung auf der Oberfläche des Objekts an. Dabei wird die Eigenschaft der Infrarotstrahlung ausgenutzt, dass die abgegebene Infrarotstrahlung umso stärker ist, je höher die Temperatur eines Objekts ist.
Infrarot-Thermometer zeichnen sich durch folgende Merkmale aus:
- Messung von Temperaturen aus der Ferne, ohne das Objekt zu berühren.
- Messung der Temperaturverteilung über einen großen Bereich und nicht nur der Temperatur an einem einzelnen Punkt des Objekts.
- Messung von Temperaturen in Echtzeit.
Anwendungen von Infrarot-Thermometern
Infrarot-Thermometer werden zur Temperaturkontrolle, Überwachung und Inspektion in einer Vielzahl von Industriebereichen eingesetzt, da sie die Oberflächentemperatur eines Objekts in Echtzeit sichtbar machen.
Im Bausektor können unsichtbare Abplatzungen von Fliesen an der Außenseite von Gebäuden anhand von Unterschieden in der Oberflächentemperatur erkannt werden. Weitere Anwendungen sind die Inspektion von Solarzellen, da diese bei Anomalien mehr Wärme erzeugen.
An Standorten, an denen Industriemaschinen eingesetzt werden, werden sie auch für die vorbeugende Wartung von Ausfällen verwendet, wobei die Tatsache ausgenutzt wird, dass elektrische Geräte dazu neigen, hohe Temperaturen zu erreichen, bevor sie ausfallen.
Sie werden auch für Untersuchungen bei der Planung von Wärmeableitungsmechanismen für Schalttafeln und elektronische Schaltungen verwendet. Sind die Bereiche bekannt, die zu hohen Temperaturen neigen, kann ein wirksamerer Wärmeableitungsmechanismus entworfen und installiert werden.
Da die Temperaturen hygienisch gemessen werden können, ohne mit dem Objekt in Berührung zu kommen, wird das System auch in der Lebensmittelindustrie eingesetzt, um die Lagerbedingungen von frischen Lebensmitteln zu überwachen, undichte Stellen bei der Auslieferung von zubereiteten Lebensmitteln zu erkennen und Verpackungen zu überprüfen.
Da es außerdem den Fieberstatus einer Person schnell und berührungslos anzeigen kann, wird es häufig als Aufnahmethermometer für Einrichtungen verwendet, in denen Maßnahmen zur Bekämpfung von Infektionskrankheiten erforderlich sind. In den letzten Jahren, mit dem Ausbruch des neuen Coronavirus, wurden viele Infrarot-Thermometer in Einrichtungen zur Untersuchung von Fieber installiert.
Funktionsweise von Infrarot-Thermometern
Alle Materialien, die Wärme abgeben, emittieren Infrarotstrahlung, die ihrer Temperatur entspricht. Infrarot-Thermometer machen sich diese Tatsache zunutze, um die von dem zu messenden Objekt abgestrahlte Infrarotenergie zu erfassen und diesen Wert in eine Temperatur umzuwandeln, um die Oberflächentemperatur des Objekts zu bestimmen.
Während eine typische Kamera sichtbares Licht erfasst und abbildet, erfasst ein Infrarot-Thermometer in ähnlicher Weise die Infrarotstrahlung und bildet sie ab.
Neben der Energie der vom Objekt ausgehenden Infrarotstrahlung treffen folgende weitere Energien auf den Detektor des eigentlichen Infrarot-Thermografiesystems auf:
- Energie, die vom Objekt aus der umgebenden Infrarotstrahlung reflektiert wird.
- Energie, die von der Infrarot-Thermografiekamera selbst abgestrahlt wird.
Außerdem gibt es Verluste bei der Erfassung, so dass die tatsächlich gemessene Energie mit Fehlern behaftet ist.
Da diese von der Umgebungstemperatur abhängen, wird diese gleichzeitig mit der einfallenden Energie gemessen und die Infrarotenergie nach einer Korrektur zur Beseitigung des Fehlerfaktors in eine Temperatur umgerechnet.
Die Infrarotenergie ist proportional zur vierten Potenz der absoluten Temperatur, wenn es sich um ideale Wärmestrahlung handelt, die von einem schwarzen Körper (einem Objekt mit einem Emissionsgrad von 1) ausgeht. In der Praxis schwankt der Emissionsgrad des zu messenden Objekts zwischen 0 und 1. Da auch der Abstand zum Objekt, die Wellenlänge der Infrarotstrahlung und andere Faktoren eine Rolle spielen, wird eine Kalibriertabelle verwendet, um die Infrarotenergie in eine Temperatur umzurechnen.
Weitere Informationen zu Infrarot-Thermometern
Normale Kameras können keine Infrarotstrahlung auffangen und daher auch kein Thermografiebild erzeugen.
In letzter Zeit geht der Trend jedoch dahin, Smartphones als Infrarot-Thermometer zu verwenden, indem spezielle Geräte an die Smartphone-Kamera angeschlossen werden und spezielle Apps verwendet werden.