I N F R A R O T  -  S E R V I C E

 

Was ist Infrarot-Thermografie

 

Im Jahre 1800 entdeckte William Herschel bei optischen Experimenten das Vorhandensein einer unsichtbaren Wärmestrahlung. Er ließ Sonnenlicht durch ein Dispersionsprisma fallen und wies die Wärmestrahlung, die jenseits des sichtbaren roten Lichtspektrums liegt, mit einem Thermometer nach.

 

Die Infrarotthermografie ist ein zerstörungsfreies Prüf- und Messverfahren auf der Basis der für den Menschen unsichtbaren Infrarotstrahlung. Mit Hilfe der Thermografie lassen sich quantitative und/oder qualitative Aussagen über das zu begutachtende Objekt treffen.(qualitativ – Wärmeverteilung, quantitativ – Temperaturmessung)

 

Alle Körper mit einer Temperatur über dem absoluten Nullpunkt, also die wärmer als -273,15°C ( 0 Kelvin ) sind, geben Infrarotstrahlung ab.

Die Infrarotstrahlung ist elektromagnetische Strahlung in einem bestimmten Wellenbereich. Alle Gegenstände strahlen Infrarotstrahlung ab, wobei die Abstrahlung mit steigender Temperatur zunimmt. Das Stefan-Bolzmann Gesetz definiert das Verhältnis von Temperatur und abgestrahlter Energie. Die abgestrahlte Energie ist proportional zur vierten Potenz der Temperatur. Bei einer Verdopplung der Temperatur in [K] versechtzehntfach sich die gesamte spezifische Abstrahlung.

 

Die Temperatur eines Körpers ist ein Maß für die Bewegungsenergie seiner Moleküle. Die Moleküle sind immer mehr oder weniger in Bewegung, da kein Körper die Temperatur des absoluten Nullpunktes erreichen kann. (-273,15°C)

Wobei sich mit steigender Temperatur die Moleküle immer schneller bewegen der Körper also immer mehr Wärmeenergie enthält.

 

Mit steigender Temperatur verschiebt sich das Strahlungsmaximum hin zu kürzeren Wellenlängen, bis zu den Wellenlängen des sichtbaren Lichts. Ab einer Temperatur von ca. 630°C wird diese Wärmestrahlung am langwelligen roten Ende des sichtbaren Lichts sichtbar.

Wir sehen den Körper tief rot glühen.

 

 

Das elektromagnetische Spektrum

 

Die Infrarot- oder Wärmestrahlung befindet sich jenseits des roten Bereichs des sichtbaren Lichts hin zu den längeren Wellenlängen.

Im Infrarotbereich unterscheidet man zwischen:

 

nahes Infrarot:     0,78 bis 3 µm

mittleres Infrarot: 3,0   bis 6,0 µm

fernes Infrarot:     6,0   bis 14 µm

extremes Infrarot: > 14 µm

 

 

Emission, Absorption, Reflexion, Transmission

 

Diese vier Eigenschaften eines Körpers zu kennen, wobei nicht alle gleich groß oder überhaupt vorhanden sein müssen, ist für das Erstellen und Auswerten von Thermogrammen (keine bunten Bilder) unerläßlich.

Nicht nur wenn es darum geht Temperaturen zu messen sondern auch in der Qualitativen Auswertung von Thermogrammen spielen z.B. die unterschiedlichen Emissionsgrade eine wichtige Rolle.

 

In einem Thermogramm bedeutet hell nicht immer WÄRMER und dunkel nicht zwangsläufig KÄLTER !!!

Hiermit ist nicht die reverse Darstellung der Farbskala gemeint !

 

Hier wird lediglich die von einem Objekt abgestrahlte Energie in Temperatur umgerechnet bzw. die Strahlungsintensitäten bildhaft dargestellt. Dies geschieht immer nur für den in der Kamera eingestellten Emissionsgrad. Wenn im Bildausschnitt also Objekte mit unterschiedlichen Emissionsgraden / Reflexionsgraden etc. vorhanden sind, läßt sich keine Aussage über die Temperaturen nur aufgrund des vorliegenden Thermogramms treffen ohne die Eigenschaften der im Bild vorhandenen Materialien zu kennen..

Ein Tageslichtfoto des betreffenden Ausschnitts sollte in jedem Fall vorhanden sein. Auch Angaben über die zum Zeitpunkt der Untersuchung herrschenden Klimaverhältnisse sowie über die auf das Objekt einfallende Hintergrundstrahlung ( Objekte die sich hinter / neben dem Thermografen befinden und ihre Wärmestrahlung in Richtung Objekt abgeben )

 

 

Emissionsgrad:         Verhältnis zwischen der spezifischen Ausstrahlung eines                                    Körpers und der eines schwarzen Strahlers. Er ist                                    zahlenmäßig gleich dem Absorptionsgrad.

 

Absorptionsgrad:      Verhältnis zwischen dem absorbierten und dem                                   auftreffenden Strahlungsfluß.

 

Reflexionsgrad:        Verhältnis zwischen dem zurückgestrahlten und dem                                   auftreffenden Strahlungsfluß.

 

Transmissionsgrad:  Verhältnis zwischen dem durchgelassenen und dem                                   auftreffenden Strahlungsfluß.

 

Nimmt man die gesamt auftreffende Energie mit 1 an, dann liefern die Faktoren Absorptionsgrad, Reflexionsgrad und Transmissionsgrad die jeweiligen Anteile an absorbierter, reflektierter und durchgelassener Energie.

 

 

 Der Mauszeiger über dem linken IR-Bild zeigt das zugehörige Tageslichtfoto

              

  Hier sieht man die Tür zu einer Holztrockenkammer mit ca.80°C Innentemp.  Im linken

  IR-Bild  stellt sich die obere Hälfte der Tür dunkler also  vermeindlich kälter dar als die untere   Hälfte. Im rechten IR-Bild stellt sich  diese Erscheinung mit einer anderen Fabpalette noch   deutlicher heraus.

  Dieser Effekt wird aufgrund des  hohen Reflexionsgrades der Türverkleidung  hervorgerufen.   Der vermeindlich  kältere obere Teil  der Tür reflektiert einen  großen Teil der Wärmestrahlung   des ca. -65°C  "warmen" klaren  Nachthimmels. Im unteren Teil reflektiert sich  die während   des  Tages durch  die Sonne aufgeheizte Betonfläche. Diese  beiden Efekte  überlagern sich mit   der eigentlichen Wärmeabstrahlung der Tür.

  Um eine  dennoch  brauchbare Temperaturmessung zu ermöglichen bedient  man sich   Materialien von welchem man den Emmisionsgrad kennt und bringt diese auf der Oberfläche   an.  Nun mißt  man  die  Temperatur des aufgebracheten Materials mit dem  bekannten   Emmisionsgrad.

 

Zusammenhang zwischen:

gesamter-, reflektierter-, absorbierter- und transmittiereter Strahlung:

Фgesamt:  gesamte auf das Objekt auftreffende Strahlung

 

ФRef:        vom Objekt reflektierte Strahlung

 

ФAbs:        vom Objekt absorbierte Strahlung

 

ФTrans:    durch das Objekt transmittierte Strahlung

 

Anwendungsbereiche

 

Alle Anwendungsbereiche der Infrarotthermografie aufzuzählen würde den Rahmen dieser Infoseite sprengen. Hier nur einige ausgewählte Beispliele:

 

  • Bauthermografie,
  • Leckageortung,
  • Elektrothermografie,
  • Industriethermografie,
  • Veterinärthermografie,
  • Humanthermografie,
  • Thermografie in Luft- nd Raumfahrt,
  • Thermografie in Forschung und Entwicklung,
  • Thermografie zur Qualitätskontrolle,
  • Thermografie zur Überwachung von Produktionsprozessen,
  • Thermografie zur vorbeugenden Instandhaltung
  • sowie unzählige weitere Anwendungsbereiche.

 

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-vom 15.02.2006

-vom 28.01.2008

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Mobil: 0177 - 3226889 

 

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