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Berührungslose Temperaturmessung mit Infrarotthermometern - GRUNDLAGEN

 

Das Messprinzip

Die berührungslose Temperaturmessung mit Infrarot-Thermometern ist ein modernes, zuverlässiges und schnelles Messverfahren.

Was wird gemessen?

Jeder Körper und jede Flüssigkeit mit einer Temperatur oberhalb des absoluten Nullpunktes (0 Kelvin = -273,15°C) sendet an der Oberfläche infrarote Strahlen aus. Die abgegebene Energie steht in einer festen mathematischen Beziehung zur Oberflächentemperatur. Sie wird von InfrarotThermometern gemessen, in elektrische Signale umgewandelt und als Temperaturwert angezeigt.
Strahlen alle Körper gleiche stark Infrarotstrahlen ab?
Nein, die Intensität der infraroten Strahlen hängt einerseits von der Temperatur des Messobjektes und andererseits von der Beschaffenheit der Oberfläche sowie deren Material ab. So senden z.B. Objekte mit hohen Temperaturen mehr

 

 

Infrarotstrahlen aus als Objekte mit niedrigen Temperaturen. Objekte mit blanker, heller Oberfläche senden weniger Infrarotstrahlen aus als Objekte mit rauher, dunkler Oberfläche.
Wie können dann Infrarot-Thermometer trotzdem die Oberflächentemperatur genau messen?
Um genaue Messwerte zu erhalten, muss man Infrarot-Thermometer mit verstellbarem Emissionsfaktor verwenden. Der Emissionsfaktor beschreibt das Verhältnis der Energie, die von einem Messobjekt bei einer bestimmten Temperatur abgegeben wird zu der Energie, die ein schwarzer Körper (idealer Strahler) bei dieser Temperatur abgibt. Einige Werte für Emissionsfaktoren sind in den BedienungsAnleitungen unserer Infrarotmessgeräte angegeben.

 

Vorteile der berührungslosen Temperaturmessung gegenüber der berührenden Temperaturmessung:

 

• Berührungslose Messung

Das Messobjekt muss überhaupt nicht berührt

 

werden.

• Zerstörungsfrei

Messobjekte werden nicht zerstört, Materialflüsse

 

werden nicht gestört.

• Messen von beweglichen Objekten

Berührende Thermometer können die Temperatur

 

nur an ruhenden Objekten zuverlässig messen.

• Schnell und verzögerungsfrei

Messzeiten kleiner 1 ms sind kein Problem.

• Rückwirkungsfrei

Ein Infrarot-Thermometer verfälscht nicht das

 

Messergebnis, da es dem Messobjekt keine Energie

 

entzieht (im Gegensatz zu Thermoelementen).

• Direkte Messung

Infrarot-Thermometer messen die

 

Oberflächentemperatur der Messobjekte,

 

Thermoelemente messen ihre eigene Temperatur.

 

Was benötigt ein Infrarot-Thermometer umbedingt, um sicher zu messen?

Es braucht vor allem eine freie Sicht auf das Messobjekt. Infrarot-Thermometer können, von einigen Glassorten abgesehen, nicht durch Objekte hindurchmessen.

 

Die Einsatzgebiete


Der Einsatz von Infrarot-Thermometern ist immer dann notwendig, wenn das Messobjekt nicht berührt werden kann oder darf, weil

  • es zu weit entfernt ist o es sich bewegt
  • das Objekt unter Spannung steht
  • es sich um eine giftige Chemikalie handelt o das Messobjekt steril bleiben soll, oder
  • es zu heiß ist, um mit einem Thermoelement gemessen zu werden.

Wichtig für den Einsatz von Infrarot-Thermometern: 

  • Welche Temperaturen sollen gemessen werden?
  • Aus welchem Material besteht die Oberfläche des Messobjektes? o Wie ist die Oberflächenbeschaffenheit (rauh, glatt)?
  • Wie groß ist das Messobjekt?
  • Wie weit ist das Messobjekt entfernt?
  • Wie hoch ist die Umgebungstemperatur?

Die Begriffe

Emissionsfaktor: gibt das Verhältnis der Strahlungsenergie des Messobjektes zur Strahlungsenergie eines idealen schwarzen Körpers bei einer bestimmten Temperatur an.

Messbereich: gibt die Temperaturen an, die das Gerät messen kann.

Messunsicherheit: Kein Messgerät der Welt misst absolut genau. Viele Faktoren beeinflussen die Genauigkeit des Gerätes. Das Maß dafür ist die Messunsicherheit. 

Spektralbereich: Bei der Infrarotmesstechnik messen Sensoren die elektromagnetischen Wellen, die ein Körper ausstrahlt. Diese liegen in einem Wellenlängenbereich oberhalb der des sichtbaren Lichts. Der Spektralbereich des Messgerätes gibt also die Wellenlängen an, die das Gerät messen kann. Die Wahl des Spektralbereiches hängt dabei von den zu messenden Materialien ab. 

Temperaturauflösung: kleinste Einheit, die angezeigt wird (z.B. 0,11 °°C oder 1 °°F)

Wiederholbarkeit: Maß für die zulässige Abweichung des Messwertes verschiedener Messungen unter den gleichen Bedingungen.

 

 

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