Thermografie: Ein wenig Theorie

Thermografie ist die Sichtbarmachung und Messung der von einem Objekt abgestrahlten thermischen Energie mit Hilfe einer Kamera.

Thermische oder infrarote Energie ist Licht mit einer Wellenlänge, welche zu groß ist, um vom menschlichen Auge wahrgenommen zu werden. Diese Energie ist derjenige Abschnitt des elektromagnetischen Spektrums, welchen wir als Wärme wahrnehmen. Im Gegensatz zu sichtbarem Licht strahlt in der Welt des Infraroten jedes Objekt, dessen Temperatur über dem absoluten Nullpunkt liegt, Wärme ab. Daher geht sogar von sehr kalten Objekten wie z. B. Eiswürfeln infrarote Strahlung aus. Je höher die Temperatur eines Objekts ist, desto intensiver ist die von ihm abgegebene Infrarotstrahlung. Im Infraroten können wir Dinge erkennen, die sonst für unsere Augen nicht sichtbar sind.

Infrarotkameras erzeugen Bilder der unsichtbaren Infrarot- bzw. Wärmestrahlung und ermöglichen damit präzise berührungslose Temperaturmessungen. Fast jede technische Komponente wird heiß, bevor sie ausfällt. Infrarotkameras zeigen diese Probleme frühzeitig und werden dadurch zu einem extrem kosteneffizienten und wertvollen Instrument, das in den verschiedensten Anwendungsfällen zum Einsatz kommen kann. Angesichts der Tatsache, dass sich die Unternehmen heute sehr darum bemühen, ihre Produktionsprozesse effizienter zu gestalten, den Energieverbrauch zu senken, die Produktqualität zu verbessern und die Sicherheit am Arbeitsplatz zu erhöhen, ergeben sich ständig neue Anwendungsmöglichkeiten für Infrarotsysteme.

Infrarotkameras erzeugen Bilder der unsichtbaren Infrarot- bzw. Wärmestrahlung und ermöglichen damit präzise berührungslose Temperaturmessungen. Fast jede technische Komponente wird heiß, bevor sie ausfällt. Infrarotkameras zeigen diese Probleme frühzeitig und werden dadurch zu einem extrem kosteneffizienten und wertvollen Instrument, das in den verschiedensten Anwendungsfällen zum Einsatz kommen kann. Angesichts der Tatsache, dass sich die Unternehmen heute sehr darum bemühen, ihre Produktionsprozesse effizienter zu gestalten, den Energieverbrauch zu senken, die Produktqualität zu verbessern und die Sicherheit am Arbeitsplatz zu erhöhen, ergeben sich ständig neue Anwendungsmöglichkeiten für Infrarotsysteme.

Wie funktionieren Infrarotkameras?

Eine Infrarotkamera ist ein System, das die Infrarotenergie (Wärme) eines Objekts berührungslos detektiert und in elektronische Signale umwandelt. Diese können anschließend zu Videobildern aufbereitet und zu Temperaturberechnungen verwendet werden. Die von einer Wärmebildkamera erfasste Wärme lässt sich sehr genau quantifizieren, so dass der Anwender nicht nur Wärmeentwicklungen überwachen, sondern auch den relativen Schweregrad wärmebedingter Probleme identifizieren und bewerten kann. Durch neueste Entwicklungen - hier sind vor allem die Detektortechnologie, die integrierten Bildaufnahmesysteme, die Automatisierung von Funktionen und die Weiterentwicklung von Softwarelösungen zu nennen - ist es heute möglich, Systemlösungen für thermische Analysen anzubieten, die kostengünstiger und effizienter sind als je zuvor.

Wozu Temperaturen messen?

Ein Problem mit einer Infrarotkamera zu entdecken reicht manchmal nicht aus. Denn ein Infrarotbild allein, ohne exakte Temperaturmessungen, sagt nur wenig über den Zustand einer elektrischen Verbindung oder eines überlasteten mechanischen Teils aus. Viele elektrische Komponenten arbeiten korrekt bei Temperaturen, die deutlich über der Umgebungstemperatur liegen. Ein Infrarotbild ohne Temperaturmessung kann irreführen, da es gegebenenfalls visuell auf ein Problem deutet, das tatsächlich nicht existiert.

Mit Infrarotkameras, in die Funktionen zur Temperaturmessung integriert sind, können professionelle Anwender in der vorbeugenden Instandhaltung fundierte Urteile zum Betriebszustand elektrischer und mechanischer Bestandteile abgeben. Temperaturmessungen können mit vor längerer Zeit gemessenen Betriebstemperaturen oder mit thermischen Werten ähnlicher Betriebsmittel zur selben Zeit verglichen werden. Dadurch lässt sich bestimmen, ob ein deutlicher Temperaturanstieg die Zuverlässigkeit von Komponenten oder die Anlagensicherheit beeinträchtigt.

Die in den meisten Infrarotkameras von FLIR Systems vorhandene digitale Bildspeicherung erzeugt kalibrierte Wärmebilder mit mehr als 78.000 einzelnen Temperaturmesswerten, die jederzeit mit den Infrarot-Softwareprodukten von FLIR Systems auf einem standardmäßigen PC analysiert werden können.

Weshalb sollte man Infrarotmesssysteme einsetzen?

Ein Bild sagt mehr als tausend Worte. Nur durch Infrarot-Thermografie können Sie Wärmeentwicklungen unverzüglich sichtbar machen und beurteilen. Die Infrarotkameras von FLIR weisen Sie auf thermische Probleme hin, quantifizieren diese mit präzisen berührungslosen Verfahren zur Temperaturmessung und dokumentieren die Messdaten in Sekundenschnelle in Form von leicht erstellbaren, aussagefähigen Berichten.

Praktisch jede Komponente, die Energie aufnimmt oder überträgt, erwärmt sich, bevor sie ausfällt. Kosteneffiziente Energieüberwachungssysteme sind deshalb von entscheidender Bedeutung für die Sicherstellung der Zuverlässigkeit elektrischer und mechanischer Systeme. Es ist unumstritten, dass die Infrarot-Thermografie eine der effektivsten und bewährtesten Technologien für die vorbeugende Instandhaltung darstellt. Sie ist ein schnelles, exaktes und sicheres Verfahren zur Identifizierung von thermischen Problemen, bereits im Vorfeld von Störungen. Im Juni 2001 erschien im US Fachmagazin Maintenance Technology ein Artikel, wonach jeder in ein Infrarotmesssystem investierte Dollar Kosteneinsparungen von 4 Dollar garantiert. Das Erkennen und die Reparatur einer störanfälligen elektrischen Verbindung vor dem Ausfall eines Gerätes kann Ihnen die weitaus höheren Kosten ersparen, die durch Maschinenstillstandzeiten, Produktionsausfälle, Stromausfälle, Brände oder andere schwerwiegende Betriebsstörungen entstehen würden.

Das bloße Erkennen eines Problems reicht jedoch oft nicht aus. Schließlich sagt eine Infrarot-Wärmebildaufnahme ohne eine begleitende exakte Temperaturmessung nur wenig über den Zustand eines elektrischen Anschlusses oder eines abgenutzten Maschinenteils aus. Und eine Infrarotüberwachung ohne eine Möglichkeit, die Inspektionsergebnisse schnell zu Berichten aufzubereiten und auszuwerten, liefert keine Informationen für eine rechtzeitige Entscheidung über Reparaturen oder Anhaltspunkte zum Einkreisen jener "Hot Spots", die den störungsfreien Betrieb einer Anlage beeinträchtigen könnten. Die ThermaCAM®-Infrarotkameras und die ThermaCAM® Reporter-Software von FLIR spüren nicht nur thermische Probleme in kürzester Zeit auf, sondern liefern Ihnen mit ihren Funktionen zur präzisen berührungslosen Temperaturmessung und thermischen Analyse unverzüglich alle Daten, die Sie für eine gezielte und rechtzeitige Durchführung erforderlicher Reparaturarbeiten benötigen.

Ob Sie nun Gebäude oder Hybridschaltungen überwachen möchten - es gibt mit Sicherheit eine ThermaCAM-Infrarotkamera, die für Ihren Anwendungsfall geeignet ist. FLIR hält ein umfassendes Angebot an Infrarotkameras, Software und Zubehör bereit und bietet darüber hinaus professionelle Thermografie-Schulungen und einen qualifizierten Anwendungssupport. Bei FLIR finden Sie auch für Ihren speziellen Infrarot-Anwendungsbereich die ideale Lösung. FLIR ist Ihr zuverlässiger Partner für Infrarotsysteme.

Geschichte der Infrarotstrahlung

Der Astronom Friedrich Wilhelm (Sir William) Herschel entdeckte im Jahr 1800 die infrarote Strahlung. Da er seine Teleskope selbst baute, war er mit optischen Komponenten wie Linsen und Spiegeln bestens vertraut. Herschel wusste, dass das Sonnenlicht alle Farben des Spektrums enthält und zudem eine Wärmequelle ist, und wollte nun herausfinden, welche Farben für die Erwärmung von Objekten verantwortlich sind. Dazu ersann er ein Experiment, in dem er ein Prisma, Pappe und Thermometer mit geschwärzten Kolben verwendete, um die den verschiedenen Farben entsprechenden Temperaturen zu messen. Herschel beobachtete in seinem Experiment einen Anstieg der Temperatur, wenn er das Thermometer vom violetten in den roten Bereich des Farbspektrums bewegte, das er durch die Aufspaltung des Sonnenlichts mit einem Prisma erzeugt hatte. Dabei stellte er fest, dass die höchste Temperatur jenseits des roten Farbbereichs gemessen wurde - die Strahlung, die diese Erwärmung verursachte, war nicht sichtbar. Herschel bezeichnete diese unsichtbare Strahlung damals als "calorific rays" (Wärmestrahlen). Heute kennen wir sie als Infrarotstrahlung.

Wenn Sie mehr über Thermografie und Infrarottechnologie erfahren möchten, setzen Sie sich mit uns telefonisch in Verbindung, oder klicken Sie auf den Button "Kontaktaufnahme".

Quellen: www.flir.de und www.topa-gmbh.de