letzter Update 13.7.2001
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.
Typischerweise wird die Thermographie zur qualitativen Gesamterfassung
von Objekten herangezogen. Zur quantativen Erfassung ist mit deutlich
erhöhtem Auswerteaufwand zu rechnen.
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, ...
- 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.
In Sonderfällen kann ich zusammen mit Ihnen auch eigens
Meßkonzepte entwickeln, wenn es keine Standardlösung geben
sollte. Ich freue mich über jede Herausforderung.
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
Beispiele für Thermographie-Bilder (157 kB
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