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W?rmebildkamera

Einführung zum Thema Thermografie mit W?rmebildkameras

W?rmebildkameras erm?glicht Ihnen, berührungslos Temperaturprofile zu erkennen, die für das menschliche Auge nicht sichtbar sind. W?rmebildkameras registrieren die bei Temperaturen von allen Materialien übertragene oder reflektierte Infrarotenergie und wandeln die Intensit?t der Infrarotstrahlung in einen Temperaturwert oder ein W?rmebild um. Das von einer W?rmebildkamera ausgegebene W?rmebild zeigt die diversen Oberfl?chentemperaturen eines Objekts, das Infrarotenergie abgibt, übertr?gt oder reflektiert.

Anwendungsgebiete für W?rmebildkameras

W?rmebildkameras kommen zur vorbeugenden Instandhaltung und zur Inspektion von elektrischen und mechanischen Systemen zum Tragen. Hilfreich sind W?rmebildkameras auch bei der Entwicklung und Auslegung von Leiterplatten und deren Komponenten. Auch in der Automobilbranche hat man unz?hlige Anwendungsm?glichkeiten vor allem bei Forschung und Entwicklung.
Typische W?rmebildkamera

Weitere Informationen über W?rmebildkameras

von einer W?rmebildkamera registriert

Wozu dienen W?rmebildkameras?

W?hrend übliche Infrarotthermometer (Pyrometer) nur eine einzige Temperatur an einer einzigen Stelle erfassen, liefern W?rmebildkameras die Temperaturen für einen gr??eren Bereich. Dabei erreichen einige Kameras eine Aufl?sung von bis zu 320000 Messstellen pro Bild. W?rmebildkameras stellen das effektivste Werkzeug zur Ermittlung bereits bestehender oder potentieller Probleme in unterschiedlichsten Anwendungsbereichen dar.

Warum sollte ich zur Temperaturmessung in meiner Anwendung eine W?rmebildkamera verwenden?

W?rmebildkameras erlauben die Temperaturmessung bei vielen Anwendungen, für die herk?mmliche Sensoren ungeeignet sind, speziell bei bewegten Objekten (z. B. Rollen, Maschinenbauteilen oder F?rderb?ndern), bei Anwendungen, die aufgrund von Kontaminationen oder sonstigen Gef?hrdungssituationen (z. B. Hochspannung) den Einsatz eines berührungslosen Messverfahrens zwingend erforderlich machen, bei zu gro?en Entfernungen oder bei Temperaturen, die für Thermoelemente oder die für kontaktierend messende Sensoren schlicht zu hoch sind. W?rmebildkameras zeigen auf einen Blick die Temperaturunterschiede am untersuchten Objekt. Im Gegensatz zu herk?mmlichen Infrarotpyrometern, die lediglich Mittelwerte für den erfassten Bereich liefern, geben W?rmebilder direkt Aufschluss über die einzelnen überhitzten Stellen.

Warum ist die Aufl?sung wichtig?

Je h?her die Aufl?sung, umso leichter lassen sich auch kleinere Problemstellen aus gr??erer Entfernung erkennen. So k?nnen Sie schwerwiegende Probleme ermitteln, die Ihnen bei einer Kamera mit geringerer Aufl?sung m?glicherweise entgingen. Ein Beispiel w?re eine überhitzte Komponente auf der Hauptplatine eines Computers. Mit einer W?rmebildkamera wird die überhitzte Stelle sofort augenf?llig.

Welche Aspekte meiner Anwendung sollte ich bei der Auswahl einer W?rmebildkamera bedenken?

Die wichtigsten Faktoren bei jedem Kauf einer W?rmebildkamera sind das Sichtfeld (gem?? Gr??e und Entfernung des Objekts), die Art der zu erfassenden Oberfl?che (Stichwort Emissionsfaktor), die spektrale Empfindlichkeit (wichtig bei atmosph?rischen St?rungen oder der übertragung durch Oberfl?chen hindurch), der Temperaturbereich sowie Montageoptionen (tragbare Handger?te oder feste Installation). Weitere Faktoren sind Reaktionszeit, Einsatzumgebung, Einschr?nkungen bei der Montage, Anwendungen mit Sichtfenster sowie ben?tigte Signalverarbeitungsoptionen.

Was ist unter Sichtfeld zu verstehen und warum ist es von Bedeutung?

Das Sichtfeld beschreibt den Sichtwinkel, in dem das Ger?t betrieben wird, und basiert auf den optischen Eigenschaften des Ger?ts. Die Erfassung korrekter Temperaturmesswerte setzt voraus, dass das untersuchte Objekt das gesamte Sichtfeld des Ger?ts ausfüllt.

Was bedeutet Emissionsfaktor und welche Rolle spielt er bei Infrarottemperaturmessungen?

Der Emissionsfaktor ist definiert als das Verh?ltnis aus der vom Objekt bei einer bestimmten Temperatur abgegebenen Energie zu der von einem idealen W?rmestrahler – einem schwarzen K?rper – bei gleicher Temperatur abgegebenen Energie. Der Emissionsfaktor eines Schwarzk?rpers betr?gt 1,0. S?mtliche Emissionsfaktoren liegen im Bereich zwischen 0,0 und 1,0. Die meisten Infrarotthermometer verfügen über die M?glichkeit zur Kompensation der jeweiligen Emissionsfaktoren verschiedener Materialien. I. d. R. gestaltet sich die Erfassung korrekter Temperaturwerte mit Infrarotmessger?ten umso einfacher, je h?her der Emissionsfaktor des untersuchten Objekts ist. Objekte mit sehr niedrigem Emissionsfaktor (unter 0,2) k?nnen eine gro?e Herausforderung darstellen. Einige polierte, gl?nzende Metalloberfl?chen, beispielsweise aus Aluminium, reflektieren im IR-Bereich derart, dass pr?zise Temperaturmessungen nicht selten unm?glich sind.



W?hlen Sie die ideale W?rmebildkamera für Ihre Anwendung

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Tragbare W?rmebildkameras Tragbare W?rmebildkameras
Handgeführte und tragbare W?rmebildkameras geh?ren zu den g?ngigsten Arten von Infrarotpyrometern. Sie erfreuen sich in unterschiedlichsten Industriezweigen und Anwendungsbereichen, wie z. B. Klimatechnik, Automotive, Geb?udeinspektion, Energieeffizienzprüfung, Anlagenwartung, Elektrotechnik und W?rmed?mmung, gro?er Beliebtheit.
Fest installierte W?rmebildkameras Fest installierte W?rmebildkameras
Fest auf einem Stativ montierte W?rmebildkameras finden h?ufig bei industriellen Prozessen Verwendung, bei denen die IR-Thermometer ihren Dienst permanent an derselben Position verrichten sollen.
FLIR OSXL-SC W?rmebildkameras für Forschung & Entwicklung
FLIR W?rmebildkameras mit Aufl?sungen 80 x 64 Pixel bis 640 x 480 Pixel, Thermische Empfindlichkeit bis <50 mK, mit Ethernet-PoE-Schnittstelle, kompatibel mit GigE Vision Standard, MSX, Touchscreen und Analysesoftware ResearchIR
FLIR OSXL-T400 W?rmebildkameras für die vorbeugende Instandhaltung
FLIR W?rmebildkameras mit Aufl?sungen von 60 x 60 Pixel bis 640 x 480 Pixel, Thermische Empfindlichkeit bis <35 mK, LCD-Touchscreen

H?ufig gestellte Fragen

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Fünf Verfahren zur Bestimmung des Emissionsfaktors

Es gibt fünf Verfahren zur Bestimmung des Emissionsfaktors eines Materials, der für eine pr?zise Temperaturmessung unerl?sslich ist:
  1. Heizen Sie eine Probe des betreffenden Materials auf eine bestimmte Temperatur auf, die Sie mit einem Pr?zisionsfühler ermitteln. Messen Sie die Temperatur auch mit einem IR-Messger?t. Stellen Sie nun den Wert des Emissionsfaktors so ein, dass die Anzeige des IR-Messger?ts die korrekte Temperatur ausgibt.
  2. Bei relativ niedrigen Temperaturen (bis 260°C) kann die Temperatur unter Verwendung eines Abdeckbands mit einem Emissionsfaktor von 0,95 gemessen werden. Stellen Sie nun den Wert des Emissionsfaktors so ein, dass die Anzeige des IR-Messger?ts die korrekte Temperatur des Materials ausgibt.
  3. Bei der Messung hoher Temperaturen kann in das Objekt ein Loch gebohrt werden, dessen Tiefe mindestens den sechsfachen Wert des Durchmessers betragen sollte. Das Loch fungiert als schwarzer K?rper mit einem Emissionsfaktor von 1,0. Messen Sie die Temperatur im Loch und stellen Sie dann den Wert des Emissionsfaktors so ein, dass die Anzeige des IR-Messger?ts die korrekte Temperatur des Materials ausgibt.
  4. Falls das Material ganz oder teilweise lackiert werden kann, liefert eine matte schwarze Farbe einen Emissionsfaktor von ca. 1,0. Messen Sie die Temperatur der Farbe und stellen Sie dann den Wert des Emissionsfaktors so ein, dass die Anzeige des IR-Messger?ts die korrekte Temperatur des Materials ausgibt.
  5. Standardisierte Emissionsfaktorwerte (PDF) sind für die meisten Materialien verfügbar. Sie k?nnen diese Werte in das Messinstrument eingeben, um für Ihre jeweiligen Materialien realistische Emissionsfaktoren festzulegen.


Welche W?rmebildkamera ist für meine Anwendung geeignet?


Kaufen Sie die W?rmebildkamera mit der h?chsten Detektoraufl?sung und Bildqualit?t, die Ihr Budget zul?sst.
Die meisten W?rmebildkameras verfügen über weniger Bildpunkte als gew?hnliche Digitalkameras für sichtbares Licht. Achten Sie deshalb besonders auf die Detektoraufl?sung. Infrarotkameras mit h?herer Aufl?sung sind in der Lage, kleinere Ziele aus gr??erer Entfernung zu erfassen und sch?rfere W?rmebilder zu erzeugen. Beides erh?ht die Genauigkeit und Verl?sslichkeit der Messergebnisse.

Beachten Sie zudem, dass Detektoraufl?sung und Displayaufl?sung nicht dasselbe sind. Manche Hersteller prahlen mit einer hohen Aufl?sung ihrer LCD-Displays und verheimlichen die geringe Aufl?sung ihrer Detektoren, obwohl es vor allem auf die Detektoraufl?sung ankommt.

Müssen Sie Ihre Messergebnisse pr?sentieren?

Besorgen Sie sich ein System mit integrierter Kamera für sichtbares Licht samt Beleuchtung und Lasermarker.
Dank entsprechender Digitalaufnahmen zus?tzlich zu Ihren W?rmebildern f?llt es Ihnen leichter, ein Problem zu dokumentieren und Entscheidungstr?gern dessen genaue Position mitzuteilen. Die Markierungen von Lasermarkern sind n?mlich auch auf herk?mmlichen Fotos gut sichtbar.

W?hlen Sie eine Kamera, die pr?zise und reproduzierbare Ergebnisse liefert.

Infrarotkameras zeigen Temperaturunterschiede nicht nur an, sondern erlauben auch die Messung dieser Unterschiede. Um bestm?gliche Resultate zu erhalten, sollten Sie eine W?rmebildkamera mit einer Genauigkeit von mindestens ±2 % (bzw. 2°C) w?hlen. Die W?rmebildkamera sollte zudem über integrierte Funktionen zur Eingabe von Werten sowohl für den Emissionsfaktor als auch für die reflektierte Temperatur verfügen. Eine Infrarotkamera, die Ihnen die mühelose Eingabe und Anpassung dieser Parameter gestattet, liefert Ihnen vor Ort verl?ssliche Messwerte, auf deren Basis Sie dann die richtigen Entscheidungen treffen k?nnen.

Achten Sie auch darauf, dass die IR-Kamera Bilder in Standarddateiformaten speichert und exportiert.

Nicht wenige Infrarotkameras speichern Bilddateien n?mlich in propriet?ren Formaten, sodass sich die Bilder nur in Spezialsoftware importieren und analysieren lassen. Bilder im JPEG-Standardformat samt den eingebetteten Resultaten der vollst?ndigen Temperaturanalyse erlauben hingegen den Versand der Infrarotaufnahmen an Kunden und Kollegen ohne Verlust dieser entscheidenden Daten. Achten Sie auch darauf, dass die Infrarotkamera das Streaming von Videos im MPEG-4-Format auf Rechner und Monitore über eine USB-Schnittstelle erm?glicht.

Denken Sie an Bluetooth und Wi-Fi

Moderne Prüf- und Messwerkzeuge erlauben die drahtlose übertragung von wichtigen Diagnosedaten wie etwa Feuchtigkeit, Strom, Spannung und Widerstand direkt an die Kamera. Diese Daten werden dann zur Dokumentation der IR-Messdatenanalyse automatisch als Anmerkungen zu den W?rmebildern hinzugefügt und in die radiometrischen JPEG-Aufnahmen eingebettet. Angesichts der zunehmenden Nutzung von Anwendungen auf Wi-Fi-f?higen und mobilen Endger?ten erlangt die M?glichkeit des Versands von W?rmebildern und IR-Prüfberichten innerhalb des Firmengel?ndes oder per E-Mail von einem anderen Standort aus immer gr??ere Bedeutung, insbesondere wenn der Faktor Zeit eine gro?e Rolle spielt.

Ergonomische Ausstattungsmerkmale

Je leichter die W?rmebildkamera, umso geringer die Belastung von Schulter und Rücken bei langen Prüfsitzungen. Einige Modelle besitzen um 120° vertikal schwenkbare Objektivsysteme, die dem Prüfer auch bei sehr hoch oder tief positionierten Messobjekten eine komfortable Nutzung des Displays ohne Kopfverrenkungen erlauben. Eine oder zwei zus?tzliche Tasten k?nnen die Bedienung der Kamera deutlich vereinfachen, denn die Navigation durch ein Labyrinth von Menüoptionen mithilfe nur einer einzigen Taste gestaltet sich oft schwierig. Alle Tasten sollten intuitiv angebracht und komfortabel zu bedienen sein. Einige Kameramodelle sind mit einem integrierten Touchscreen ausgestattet.

Bild im Bild (PiP) und/oder Bildfusion

Diese Funktionen erlauben die Kombination von W?rmebildern und normalen Fotos zwecks Erstellung leichter verst?ndlicher Berichte.

Berichterstellungssoftware

Ist es m?glich, direkt von der Kamera aus oder auf einem mobilen Endger?t mit angebundener Wi-Fi-f?higer Kamera im Handumdrehen Berichte zu erstellen? Ist die Software in der Lage, eine breite Palette an Aufgaben – von einfachen punktuellen Messungen bis hin zu benutzerdefinierten radiometrischen Kalibrierungen – durchzuführen oder mithilfe von Drittanbietersoftware wie etwa MatLab? oder Excel spezielle Datenanalysen vorzunehmen?

Temperaturbereich

Auch der Temperaturbereich und die thermische Empfindlichkeit sind wichtige Kriterien. Der Temperaturbereich verr?t die niedrigste und h?chste Temperatur, die eine Kamera zu messen in der Lage ist (ein typisches Beispiel ist ein Bereich zwischen -20 bis +2000°C).

Schutz get?tigter Investitionen

Kaufen Sie eine Kamera, für die ein umfangreiches, erweitertes Gew?hrleistungspaket verfügbar ist. So schützen Sie Ihre Investition auch auf lange Sicht.

Technischer Support und Schulungen

Die Qualit?t der Kundenbetreuung sowie die Effektivit?t des technischen Supports sollten elementare Kriterien bei Ihrer Kaufentscheidung sein.

Wir empfehlen zudem die Lektüre von ?12 Things to Consider Before Buying an Infrared Camera, A Guide for Investing in Infrared“ (engl.) PDF, eines ausführlichen, vom Anbieter FLIR Systems herausgegebenen Leitfadens zum Kauf von Infrarotkameras.
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