Mehr - Öffnen
 |
 |
|
Grundlagen Die IR-Thermografie beruht darauf, dass jede Oberfläche, unabhängig vom Aggregatzustand, mit einer Temperatur oberhalb des absoluten Nullpunktes (0K oder -273°C) eine elektromagnetische Wärmestrahlung emittiert, die jenseits der roten Linie des sichtbaren Lichts (λ0,75 µm) im elektromagnetischen Spektrum liegt. Für die Thermografie ist das Thermische Infrarot mit dem Wellenlängenbereich bis 14 µm von besonderem Interesse, da in diesem Teil des elektromagnetischen Spektrums die Wärmestrahlung am intensivsten emittiert wird. Die relevanten Strahlungsgesetze sind im PLANCK´schen Strahlungsgesetz, im STEFAN-BOLTZMANN´schen Gesetz und WIEN´schen Verschiebungsgesetz beschrieben. Aufgrund der wellenlängenabhängigen Dämpfung der IR-Strahlung in der Atmosphäre nutzen die Bild gebenden IR-Systeme entweder das Kurzwellenband von 2-5 µm (SW) oder das Langwellenband von 8-12 µm (LW). Die einfallende Wärmestrahlung wird von einem IR-Detektor (Energiewandler) in elektrische Signale umgewandelt und zu einem Wärmebild weiterverarbeitet. Die Zuordnung von Temperaturen zur erfassten Wärmestrahlung setzt voraus, dass die Emissionsfaktoren der Objektoberflächen im jeweiligen Wellenlängenbereich bekannt sind. Kameras der neuen Generation sind mit Sensoren in FPA-Qualität (Focal Plane Array) ausgerüstet und wegen ihres geringen Gewichts gut zu handhaben. Für Standarduntersuchungen empfehlen sich Mikrobolometer-Systeme, die ungekühlt sind und über eine Detektorauflösung von 320 x 240 Pixel bei schnellem Bildaufbau, d. h. mindestens 50 IR-Bilder je Sekunde, verfügen. Die neusten Thermpgrafiesysteme haben eine Detektormatrix von 640 x 480 Bildpunkten, dies entspricht 307.200 einzelne Messpunkte. Es können geringste Temperaturunterschiede von 0,1K bei 30°C Umgebungstemperatur (Thermische Auflösung) und besser erfasst werden (abhängig vom Kameratyp). Für untergeordnete Messaufgaben stehen auch preisgünstige Infrarotkameras zur Verfügung. Geringe Bildpunktanzahlen, schlechtere thermische Auflösungen und keine Möglichkeiten verschiedene Optiken oder gar Filter benutzen zu können, charakterisieren in der Regel diese Kameras. Heutige hochleistungsfähige Thermografie- Systeme sind nach wie vor sehr teuer und liefern detailgetreue, temperaturkalibrierte Wärmebilder in Echtzeit, die für eine Tatsachenentscheidung sofort zur Verfügung stehen. Die IR- Bildverarbeitung erfolgt rechnergestützt mit einer anwenderfreundlichen Report-Software. Zahlreiche Funktionen ermöglichen eine kundenspezifische Auswertung. Spricht man anwendungsbezogen im allgemeinen Sinne von Thermografie, so meint man die passive Thermografie, bei der die temperaturabhängige Eigenstrahlung des Objektes detektiert wird. Bei der aktiven Thermografie wird dagegen zum Zwecke der Messung durch äußere Energieeinbringung (Anregung) im Prüfobjekt ein Wärmefluss erzeugt. Anwendungsgebiete Thermografie als probate Untersuchungsmethode deckt Fehlstellen, die an der Objektoberfläche durch Übertemperaturen (Hot Spots) erkannt werden, frühzeitig auf. Daher ergeben sich für Thermovisionskontrollen vielfältige Anwendungsmöglichkeiten, die an einigen Beispielen erläutert werden. Bauwesen Der thermografische Einsatz erfolgt traditionell zum Nachweis von Dichtungs- und Dämmungsfehlern, die als Bauplanungs- und Ausführungsmängel auftreten können. Eingeleitete Sanierungsmaßnahmen verbessern den Wärmeschutz und führen somit zu Energieeinsparungen. Um seriöse Messungen an Gebäuden durchzuführen, machen sich jedoch generell Messungen aus dem Außen- und dem Innenbereich notwendig, da sehr viele thermische Schwachstellen nur aus dem Innenbereich lokalisiert werden können .
|
