Alle Objekte geben Infrarotstrahlung (Wärme) entsprechend ihrer Temperatur ab. Die von einem Objekt abgegebene Infrarotstrahlung wird als Wärmesignal bezeichnet. Je heißer ein Objekt ist, desto mehr Strahlung gibt es in der Regel ab. Eine Wärmebildkamera ist im Wesentlichen ein Wärmesensor, der selbst kleinste Temperaturunterschiede erfassen kann. Das Gerät sammelt die Infrarotstrahlung von Objekten in seiner Umgebung und erstellt anhand dieser Temperaturunterschiede elektronische Bilder. Da Objekte selten exakt die gleiche Temperatur wie andere Objekte in ihrer Umgebung aufweisen, können sie von der Wärmebildkamera erfasst werden und sind im Wärmebild deutlich sichtbar.
Wärmebilder sind üblicherweise grau: Schwarze Objekte sind kalt, weiße heiß, und die Graustufen verdeutlichen den Temperaturunterschied. Einige Wärmebildkameras ergänzen das Bild jedoch um Farben, um die Unterscheidung von Objekten unterschiedlicher Temperatur zu erleichtern.
Was ist Wärmebildtechnik?
Infrarot-Wärmebildkameras wandeln Wärme (d. h. Wärmeenergie) effektiv in sichtbares Licht um und ermöglichen so die Analyse der Umgebung. Dadurch sind sie sehr vielseitig einsetzbar. Biologische und mechanische Bauteile geben Wärme ab und sind selbst im Dunkeln sichtbar. Die Wärmebilder sind sehr präzise und funktionieren bereits mit geringer Wärmemenge.
Wie funktioniert die Wärmebildtechnik?
Sichtbares Licht ist für Menschen und andere Organismen äußerst nützlich, stellt aber nur einen kleinen Teil des elektromagnetischen Spektrums dar. Infrarotstrahlung, die durch Wärme entsteht, nimmt einen größeren Teil des Spektrums ein. Die Infrarot-Wärmebildkamera erfasst und analysiert die Wechselwirkung von absorbierter, reflektierter und teilweise auch transmittierter Wärme.
Die von einem Objekt abgegebene Wärmestrahlung wird als Wärmesignal bezeichnet. Je heißer ein Objekt ist, desto mehr Wärme strahlt es in die Umgebung ab. Wärmebildkameras können zwischen Wärmequellen und geringen Wärmestrahlungsunterschieden unterscheiden. Sie erstellen aus diesen Daten eine vollständige Wärmekarte, um Objekte nach Wärmeintensität zu differenzieren.
Wozu dient die Wärmebildtechnik?
Ursprünglich für nächtliche Aufklärung und Kampfeinsätze entwickelt, wurden sie seither für den Einsatz durch Feuerwehrleute, Elektriker, Polizeibeamte und Rettungsteams in Katastrophengebieten verbessert. Sie finden außerdem breite Anwendung bei der Gebäudeinspektion, -wartung und -optimierung.
Wie lässt sich Wärmebildtechnik realisieren?
Die Wärmebildtechnik ist kompakt und effektiv. Einfache Wärmebildkameras erfassen die Wärmequelle im Zentrum des Fadenkreuzes. Komplexere Systeme bieten mehrere Vergleichspunkte, sodass Anwender Umgebungsbedingungen analysieren können. Die Farbpalette von Wärmebildern ist sehr vielfältig und reicht von monochromen Darstellungen bis hin zu einer vollständigen „Pseudofarbpalette“.
Worauf sollte man bei Wärmebildgeräten achten?
Konkret hängt Ihr Bedarf an einer Wärmebildkamera von der jeweiligen Einsatzumgebung ab. Zwei Bereiche sind jedoch die wichtigsten Qualitätsmerkmale von Wärmebildkameras: die Detektorauflösung und die thermische Empfindlichkeit.
Wie viele andere Auflösungen beschreibt auch die Auflösung die Gesamtzahl der Pixel – beispielsweise besteht eine Auflösung von 160×120 aus 19200 Pixeln. Jedes einzelne Pixel verfügt über zugehörige Wärmedaten, daher kann eine höhere Auflösung ein schärferes Bild erzeugen.
Die thermische Empfindlichkeit ist die Temperaturdifferenzschwelle, die das Bildgebungssystem erfassen kann. Beträgt die Empfindlichkeit beispielsweise 0,01 °C, lassen sich Objekte mit einer Temperaturdifferenz von einem Prozent unterscheiden. Auch der minimale und maximale Temperaturbereich sind wichtig.
Wärmebildkameras weisen einige grundlegende Einschränkungen auf: Beispielsweise können sie aufgrund der reflektierenden Eigenschaften von Glas nicht durchdringen. Sie ermöglichen zwar die Sicht, können aber die Wand nicht durchdringen. Dennoch hat sich die Wärmebildtechnik in vielen Anwendungsbereichen als nützlich erwiesen.
Veröffentlichungsdatum: 07.12.2021