Produktionstrend 2015/11, Technische Diagnoseabteilung

Moderne Wärmebildkameras aus fachlicher Sicht (IX)

Zusammenfassung der Auswahlkriterien

In unserem letzten Kapitel über Wärmebildkameras betrachten wir schrittweise die aufgabenbezogenen Auswahlkriterien für Wärmebildkameras, die den konkreten thermografischen Messaufgaben entsprechen.

1) Fest installiert oder mobil?

• Fest installierte Wärmebildkameras sind nicht für Handmessungen geeignet, da sie weder über einen Akku noch über Bedienelemente oder ein eigenes Display verfügen (das ständige Tragen eines angeschlossenen Notebooks ist in keiner Weise praktisch),
• Tragbare Wärmebildkameras sind nicht für fest installierte Aufgaben geeignet, bei denen Kühlung/Heizung der Wärmebildkamera, Feuchtigkeits- und Staubschutz erforderlich sind, da solche Schutzhüllen typischerweise nur für fest installierte Typen erhältlich sind.

2) Wellenlängenbereich

Der langwellige Bereich ist nicht anwendbar

• nur bei Objekten mit hoher Emissionsrate im mittelwelligen Bereich,
• wenn zwischen dem Objekt und der Wärmebildkamera Glas (oder ein anderes Material, das keine langen Wellen durchlässt) vorhanden ist

Der mittelwellige Bereich ist nicht anwendbar

• bei Messungen von niedrig temperierten Objekten,
• bei Messungen aus großen (mehrere 10 m) Entfernungen,
• nur bei Objekten mit akzeptabler Emission im langwelligen Bereich,
• bei Materialien zwischen dem Objekt und der Wärmebildkamera, die mittlere Wellenlängen nicht durchlassen.

3) Detektortechnologie

Kriterien: Wellenlänge, Bildwiederholfrequenz. Bolometer-/Mikrobolometer-Sensoren können verwendet werden, wenn

• ein Gerät im langwelligen Bereich benötigt wird und
• eine maximale Bildwiederholfrequenz von 50/120 Hz (bzw. bei speziellen Wärmebildkameras maximal 240 Hz) ausreicht. (Anmerkung: Bei freihändiger Verwendung einer Wärmebildkamera beträgt die minimal erforderliche Bildwiederholfrequenz zur Vermeidung von Bewegungsproblemen 50 Hz.)

Photonendetektoren sind erforderlich, wenn

• im mittelwelligen Bereich gemessen werden muss (z. B. durch Glas) oder
• eine Bildwiederholfrequenz über 50/120 Hz (bzw. in Ausnahmefällen 240 Hz) benötigt wird. (Anmerkung: Photonendetektoren sind wesentlich teurer als Bolometer und erfordern zusätzlich Kühlung, was je nach Technologie auch eine Lebensdauerbegrenzung bedeutet.)

4) Temperatur (thermische) Auflösung

• aufgabenbezogen zu berücksichtigen,
• nicht kritisch bei der Überwachung von Kesseln und Öfen, Zustandsüberwachung von Maschinen oder elektrischen Anlagen, da Fehlerstellen (thermische Phänomene) mit großen Temperaturunterschieden einhergehen,
• wichtig bei der Suche nach Feuchtigkeit/Lecks, Bewertung von Wärmedämmungen, feuerfesten Auskleidungen (Abnutzung),
• in biologischen oder Materialprüfungen ist dieser Parameter in der Regel am wichtigsten. (Anmerkung: Mit der Verbesserung der thermischen Auflösung erhalten wir ein schärferes, klareres und erkennbareres Wärmebild.)

5) Temperaturmessbereich

• aufgabenbezogen zu berücksichtigen,
• besonders wichtig bei der Messung von niedrig temperierten Objekten.

6) Anzahl der Bildpunkte

• absolutes Minimum: 160×120 Bildpunkte (mit weniger Pixeln ist effektive Arbeit kaum möglich),
• empfohlenes Minimum: 256×256 oder 320×240 Bildpunkte,
• wirtschaftlich: 384×288 Bildpunkte,
• professionell: 640×480 oder 640×512 Bildpunkte,
• derzeitiger Höhepunkt: 1024×768 Bildpunkte,
• vorteilhafte Lösung: Vervierfachung der Bildpunkte mit Microscan (bis zu 1280×960 oder 2048×1536 Bildpunkte, mit oder ohne Stativ verwendbar; keine interpolierten Berechnungen, sondern echte Messpunkte). (Anmerkung: Je mehr Bildpunkte die Kamera hat, desto mehr Details werden im Bild erkennbar oder desto größere Objekte (Geräte) können mit angemessener, d. h. bewertbarer Auflösung gleichzeitig untersucht werden.)

7) Geometrische Auflösung

• aufgabenbezogen zu berücksichtigen,
• bei verschiedenen Aufgaben sollte idealerweise eine Wärmebildkamera mit austauschbarem Objektiv gewählt werden, damit stets die passende geometrische Auflösung zur Verfügung steht,
• vorteilhafte Lösung ohne austauschbares Objektiv: Vervierfachung der Bildpunkte mit dem Microscan-Verfahren, wodurch die geometrische Auflösung auf 2/3 des für dasselbe Detektor-Optik-Setup spezifizierten Werts verbessert wird.

8) Spezielle Fähigkeiten

• Schnelle interne Speicherung von Wärmebildserien ohne PC,
• Fernsteuerbarkeit, Live-Datenübertragung,
• Austauschbare Objektive, spezielle Filter.

Die Parameter der Wärmebildkameras für verschiedene Aufgaben finden Sie in der Tabelle auf der nächsten Seite.

Fachgebiet	Spektralbereich	Technologie	Kalibrierbereich	Pixelfrequenz	Geometrische Auflösung	Temperaturauflösung	Bildaufnahmefrequenz	Empfohlene Funktionen/Zubehör
Gebäudethermografie	8...12 µm	Bolometer (Photonendetektor ist auch gut, aber teuer)	min. -20°C ... 100°C besser -40°C (obere Grenze ungefähr)	min. 320x240 besser 384x288 empfohlen 640x480 Spitze 1024x768	min. 1,5 mrad besser 1 mrad + Teleobjektiv	min. 80 mK besser 50 mK am besten 30 mK (30mK: kann über mehrere Tage gemessen werden = bessere Rückkehr)	manuelle Aufnahme: min. 50 Hz	- wählbare Farbskala - Autofokus - Teleobjektiv - Weitwinkelobjektiv
Elektrogerätemessungen	8...12 µm	Bolometer (Photonendetektor ist auch gut, aber teuer)	min. -0°C ... 150°C besser -20°C ... 250°C	min. 160x120 besser 320x240 empfohlen 384x288 oder 640x480 Spitze 1024x768	min 2 mrad besser 1,5 mrad am besten 1 mrad	min. 120 mK besser 80 mK am besten 50 mK	manuelle Aufnahme: min. 50 Hz	- wählbare Farbskala - Autofokus - Digitalkamera - Kompositbildgebung - digitale Tonaufzeichnung
Maschinenmessungen	8...12 µm	Bolometer (Photonendetektor für bewegte Objekte, schnelle Prozesse)	min. -20°C ... 250°C besser -40°C ... 400°C	min. 160x120 besser 320x240 empfohlen 384x288 oder 640x480 Spitze 1024x768	min 2 mrad besser 1,5 mrad	min. 120 mK besser 80 mK am besten 50 mK	manuelle Aufnahme: min. 50 Hz bewegte Objekte: >>50 Hz	- wählbare Farbskala - Autofokus - Serienaufnahme - Differenzaufnahme - Digitalkamera - Kompositbildgebung - digitale Tonaufzeichnung
Medizinische (biologische) Messungen	8...12 µm	Bolometer (Photonendetektor ist auch gut, aber teuer)	min. -20°C ... 50°C besser -40°C (obere Grenze ungefähr)	min. 320x240 besser 384x288 empfohlen 640x480 Spitze 1024x768	min. 1,5 mrad besser 1 mrad	min. 50 mK besser 30 mK am besten 10 mK	manuelle Aufnahme: min. 50 Hz	- wählbare Farbskala - Autofokus - Serienaufnahme - Differenzaufnahme - hohe Bildhomogenität - Kompositbildgebung
Messungen im Zusammenhang mit Glas	3...5 µm (8...12 µm nur für Glasoberflächen)	Photonendetektor	min. 100°C ... 1200°C besser 0 ... 2000°C	min. 320x256 empfohlen 640x512 Spitze 1280x1024	min 2 mrad besser 1,5 mrad	min. 120 mK besser 80 mK	Prozessabhängig (typisch >>50Hz)	- wählbare Farbskala - Autofokus - Serienaufnahme - Differenzaufnahme - spezielle Filter - Makroobjektive - Mikroskopobjektive - Schutzfenster
Mikroelektronikmessungen	8...12 µm (3...5 µm ist auch gut, aber teuer)	Bolometer (Photonendetektor für schnelle thermische Prozesse)	min. -0°C ... 150°C besser -20°C ... 250°C	min. 320x240 besser 384x288 empfohlen 640x480 Spitze 1024x768	min. 1,5 mrad empfohlen 1 mrad besser 0,7 mrad + Speziallinsen	120 mK besser 80 mK am besten 50 mK	> 2 x Prozessfrequenz (min. 50 Hz)	- wählbare Farbskala - Autofokus - Serienaufnahme - Differenzaufnahme - Makroobjektive - Mikroskopobjektive - Pixelweise Emissionskorrektur - schnelle Wärmebildaufnahme
Messungen in der Metallurgie	8...12 µm oder 3...5 µm	Bolometer oder Photonendetektor	min. 300°C ... 1200°C besser 0 ... 2000°C	min. 160x120 besser 320x240 empfohlen 384x288 oder 640x480 Spitze 1024x768	min 2 mrad besser 1,5 mrad	120 mK besser 80 mK	manuelle Aufnahme: min. 50 Hz	- wählbare Farbskala - Autofokus - Serienaufnahme - Differenzaufnahme - Digitalkamera - Kompositbildgebung - Teleobjektiv - Schutzfenster - Zusätzliche Kühlung - spezielle Filter
Messungen industrieller Isolierungen	8...12 µm	Bolometer (Photonendetektor ist auch gut, aber teuer)	min. -20°C ... 300°C besser -40°C ... 600°C	min. 320x240 besser 384x288 empfohlen 640x480 Spitze 1024x768	min. 1,5 mrad besser 1 mrad	120 mK besser 80 mK am besten 50 mK	manuelle Aufnahme: min. 50 Hz	- wählbare Farbskala - Autofokus - Serienaufnahme - Differenzaufnahme - Digitalkamera - Kompositbildgebung - digitale Tonaufzeichnung
Messungen an Stromleitungen	8...12 µm	Bolometer (Photonendetektor ist auch gut, aber teuer)	min. -20°C ... 120°C besser -40°C ... 300°C	min. 320x240 besser 384x288 empfohlen 640x480 Spitze 1024x768	min. 0,3 mrad empf. 0,2 mrad besser 0,1 mrad	120 mK besser 80 mK am besten 50 mK	manuelle Aufnahme: min. 50 Hz	- wählbare Farbskala - Der Inhalt der Veröffentlichung ist urheberrechtlich geschützt. Die (auch teilweise) Verwendung, elektronische oder gedruckte Weiterveröffentlichung ist nur unter Angabe der Quelle und des Autors sowie mit vorheriger schriftlicher Genehmigung des Autors gestattet. Die Verletzung des Urheberrechts (Copyright) hat rechtliche Konsequenzen. Copyright © PIM Professzionális Ipari Méréstechnika Kft. 2026 | Minden jog fenntartva Impresszum | Adatkezelés Moderne Wärmebildkameras aus fachlicher Sicht (IX)