Grundlagen der Infrarotmessung

Bei der Infrarot Messtechnik wird kontaktlos die Oberflächentemperatur gemessen. Es handelt sich um ein rein optisches Verfahren. Gemessen wird die vom Messobjekt abgegebene Strahlung in einem nicht sichtbaren Bereich, im Infrarot Bereich. Der rote Punkt (Laser) des Messgerätes dient nur als Orientierungshilfe und hat auf die Messung keinerlei Einfluss. Messgeräte mit einer 2-Punkt-Lasermarkierung oder mit Kreuzmarkierung haben den Vorteil, dass sie die Messfleckgröße genau markieren.

 
 
Die Optik und die Entfernung zum Messobjekt bestimmen die Größe des Messflecks.
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Nicht alle Materialien strahlen gleich intensiv. Es kann unterschieden werden in einfach, schwierig und bedingt messbare Materialien:

Einfach messbare Materialien:

Alle nichtmetallischen Teile und Oberflächen, organische Stoffe wie Lacke und Farben, Papier, Plastik und Gummi, Holz, Kunststoffe, Lebensmittel, Glas, Textilien, Mineralien, Steine, usw.

Schwierig messbare Materialien:

Blanke, spiegelnde Oberflächen von Metallen, wechselnde Oberflächenstrukturen z. B. durch Zunder. Anwendungsfälle für diese Gruppe sind nur schwer und nur unter besonderen Bedingungen zu lösen. Der Strahlungswert ist nur mit einer bestimmten Bandbreite bekannt. Die Werte sind klein und schwanken über das Temperaturintervall.

Bedingt messbare Materialien:

Matt erscheinende Metalloberflächen und transparente Folien. Hier ist von Fall zu Fall eine Unterscheidung zu treffen, ob und wie das Messproblem angegangen werden muss. Strahlungswert durch Vergleichsmessung mit Kontakt-Thermometer ermitteln oder Beschichtungen mit definierten Strahlungswert aufbringen. Wichtig ist, dass die Beschichtung oder das Klebeband gut die Temperatur des Messobjektes aufnehmen kann. Dies ist bei Körpern mit guter Wärmekapazität (große Masse) und guter Wärmeleitung (Körper aus Metall) gewährleistet.

IR-Temperaturmessgeräte eignen sich besonders

  • Bei schlechten Wärmeleitern wie Keramik, Gummi, Kunststoffen; etc. Ein Fühler für kontaktbehaftete Messung kann nur die richtige Temperatur anzeigen, wenn er die Temperatur des Messkörpers annehmen kann. Bei schlechten Wärmeleitern ist dies meist nicht der Fall bzw. sind die Einstellzeiten sehr lang.
  • Für die Bestimmung der Oberflächentemperatur von Getrieben, Gehäusen und Lagern von kleinen und großen Motoren.
  • Für sich in Bewegung befindliche Teile, z.B. laufende Papierbahnen, drehende Reifen, laufende Blechbahnen etc.
  • Für nicht berührbare Teile, z.B. frisch lackierte Teile, keimfreie Teile oder aggressive Medien.
  • Für Messungen von kleinsten und größten Flächen.
  • Für spannungsführende Teile, z.B. elektrische Bauelemente, Stromschienen, Transformatoren etc.
  • Für kleine und massearme Teile, bei denen ein Kontaktfühler zu viel Wärme entzieht und somit Fehlmessungen verursacht.

Bei der berührungslosen Temperatur-Messung kann die Zusammensetzung der Übertragungsstrecke zwischen Gerät und Messobjekt einen Einfluss auf das Messergebnis haben.

  • nur messen, wenn keine Störgrößen vorhanden sind.

Störgrößen sind beispielsweise

  • Staub- und Schmutzpartikel
  • Feuchtigkeit (Regen), Dampf,Gase

Falsch eingestellte oder zu niedrige Emissionsgrade können zu erheblichen Fehlern führen.

  • Einstellung Emissionsgrad anhand Emissionsgradtabelle oder mit Kontaktfühler überprüfen. Bei zu niedrigen Emissionsgraden müssen zur berührungslosen Messung Beschichtungen, wie z.B. Lack, Öl oder Emissionsklebeband mit definiertem Emissionsgrad, auf das Messobjekt aufgebracht werden.

Das Messgerät ist nach Temperaturwechsel noch nicht auf die neue Temperatur angeglichen (Vergleichstelle). Dies kann zu erheblichen Messfehlern führen.

  • Gerät möglichst dort lagern, wo auch gemessen wird! Dadurch wird die Problematik der Angleichzeit vermieden (aber: Betriebstemperatur der Geräte beachten!).

IR-Messung ist eine rein optische Messung:

  • Eine saubere Linse ist Voraussetzung für eine genaue Messung.
  • Nicht mit beschlagener Linse messen, z. B. über Wasserdampf.

IR-Messung ist eine Oberflächenmessung

  • Immer für reine Oberflächen sorgen! Wenn sich Schmutz, Staub, Raureif usw. auf der Oberfläche befinden, wird nur die oberste Schicht gemessen, sprich der Schmutz.
  • Nicht an Lufteinschlüssen (z. B. bei Verpackungen) messen.

Abstand zwischen IR-Messgerät und Messobjekt ist zu groß, d. h. der Messfleck ist größer als das Messobjekt.

  • Abstand Messgerät-Messobjekt so klein wie möglich wählen.