Thermographie bzw. Wärmebilder

Mit Wärmebildkameras kann die Wärmeverteilung zweidimensional in Form von farbigen (in Sonderfällen auch schwarz-weißen) Bildern dargestellt werden. Die konkreten Oberflächentemperaturen können dabei aus entfernter Position an jedem beliebigen Bildpunkt ermittelt werden. Je genauer der Emissionsfaktor der Oberfläche bekannt ist, desto genauer lassen sich diese Temperaturen auch absolut feststellen. Temperaturdifferenzen werden im Bereich zwischen -40°C und + 1200°C auf bis zu 1/10 Grad K genau erfaßt (Auflösung 0,03 K). Mittels einer speziellen Makro-Optik kann eine Fingerkuppe noch formatfüllend in einer Auflösung von 300 Pixeln in jeder der 200 Zeilen dargestellt werden. Es steht dann noch ein 5-fach-Zoom zur Verfügung. Das kleinste Bildfeld beträgt dann etwa 8mm x 6mm.

Die Thermographie ist ein passives Verfahren. D.h., es wird die Wärmestrahlung des zu messenden Objekts untersucht, die es ohnehin ständig abgibt. Es kommt also zu keiner Zeit zu irgendeiner unnatürlichen Strahlenbelastung, da die zu untersuchenden Objekte (ähnlich wie glühendes Metall) selbst "leuchten". Nur eben weit unterhalb der sichtbaren Lichtfrequenzen, was teure Spezialkameras erfordert.

Es wird mit einer mobilen IR-Kamera im Wellenlängenbereich 8...12 µm (Optik mit Germaniumlinsen) gearbeitet. Der Sensor wird mit flüssigem Stickstoff (-196°C) gekühlt.

Typische Einsatzgebiete der Thermographie:

• Gebäude, Altbausanierung, Wärmeisolierungen, Fußbodenheizungen, Kältebrücken, Lecksuche in Heizungsanlagen, tatsächliche Wärmeverteilung in Gebäuden... (weitere Details ...)

• Verfahrens- und Versorgungstechnik: Wärmeverteilung in Behältern, Strömungsverhalten, Schichtung, Erkennen defekter Rohrisolierungen...

• Kunststofftechnik: Tiefziehen, Abkühlung von Spritzgußteilen, Wärmeverteilung in der geöffneten Spritzgußform, Kontrolle von Laminiervorgängen...

• Maschinenbau: vorbeugende Wartung, heißlaufende Lager, Wärmeführung, Kühlung...

• Medizin: passive Messung (keine Strahlenbelastung) der Wärmeverteilung der Körpertemperatur, Feststellen peripherer Durchblutungsstörungen, Phlebologie, Neurologie, Dermatologie, Zahnheilkunde, ...  weitere Details

• Tierheilkunde: Schwangerschaftstest bei Säugetieren, Erfassung entzündlicher und anderer wärmerelevanter Vorgänge dicht unter der Haut. Bei Rennpferden z.B. Gelenke, Hufe,...

• Elektronik: Leiterplattentest, Wärmestau in Gehäusen, in Platinen, Schaltschränken, Bauteilen... Sofern es sich um handliche Gerätschaften und kleine Stückzahlen handelt, kann ich die Messungen in meinem Labor vornehmen. Damit entfallen dann teure Anfahrtswege. Es steht ein Labor-Doppelnetzteil mit je 0...40V und 0,01...3A sowie eines mit 0...40V und 0,01...5A zur Verfügung, die sowohl in Serie als auch Parallel geschaltet werden können. Per Videokonferenz lassen sich z.T. erhebliche Reisekosten einsparen.

• Elektroanlagen, Schaltschränke: Erkennen schlechter oder überlasteter Kontakte zur vorbeugenden Wartung, lokale Überhitzungen...

• Energietechnik: Orte der Wärmeverluste eingrenzen, Überprüfung von Wärmeverteilungsnetzen, Schaltanlagen, Isolatoren, Transformatoren usw.

• Entwicklung/Konstruktion: Test von Prototypen, Optimierung von Prozess- und Fertigungsparametern, Visualisierung von tatsächlich erreichten Kühl- und Heizmaßnahmen...

• temperaturabhängige Lebensdauerabschätzung z.B. von Kondensatoren, Versprödung von Kunststoffen, Verdunsten von Schmierstoffen...

• Umweltanalytik: z.B. Wärmeeinleitung in Gewässer, Mikroklimaerfassung, Altlasten- u. Deponieuntersuchung, ...

• Landwirtschaft: Erfassung spezifischer schlagbezogener Daten in Pflanzenbau und Züchtung sowie Maschinenüberwachung

• Zerstörungsfreie Lageerkennung verdeckter Bauelemente oftmals selbst hinter Metallen ohne aufwendigen Strahlenschutz

• Katastrophenschutz: Erkennung verdeckter Brandherde, Personen in dichtem Rauch, Ortung von (Schwel-) Bränden in Luftschächten, Brandwache...

• Geologie, Archäologie: Darstellung von Bodenformationen, Temperaturverteilung z.B. in Fließgewässern am Kühlwassereinlauf von Kraftwerken
  
  
• Renovierung von Kunstwerken, Skulpturen usw. Man kann z.B. in Steinplastiken das Eindringen von Wasser in kleinste Risse nachweisen. Dieses Verfahren wurde z.B. bei der Fassadensanierung des Petersdoms in Rom angewandt.

Mit Thermographie genügt oft schon ein Blick um die schadhaften oder gefährdeteten Bauteile zu lokalisieren noch bevor ein teurer Schaden eintritt.

Das Wetter ist insbesondere für die Gebäudethermographie wichtig Falls die Gebäudeisolierung vermessen werden soll: Kein Regen, Schneefall, Nebel, Wind, Temperatur unter +5°C (+7°C, wenn die Innentemperatur entsprechend erhöht wird), keine direkte Sonneneinstrahlung  
Thermographie am Bau
Thermographie in der Technik
Thermographie in der Medizin
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