Messprinzipstandards und Entwicklungstrends von Infrarot-Thermometern
Die Verwendung eines Infrarot-Thermometers zur berührungslosen Temperaturmessung bietet viele Vorteile, von kleinen oder schwer erreichbaren Objekten bis hin zu korrosiven Chemikalien und empfindlichen Oberflächenmaterialien. In diesem Artikel wird auf diesen Vorteil eingegangen und der Anwendungsbereich bei der Bestimmung der richtigen Wahl des Infrarot-Thermometers erläutert. Aufgrund der Bewegung von Atomen und Molekülen sendet jedes Objekt elektromagnetische Wellen aus, und die wichtige Wellenlänge bzw. der Spektralbereich für die berührungslose Temperaturmessung beträgt 0,2 bis 2,0 μm. Die natürlichen Strahlen in diesem Bereich werden als Wärmestrahlung oder Infrarotstrahlung bezeichnet.
Das Prüfgerät zur Temperaturmessung durch die Infrarotstrahlung des Messobjekts wird nach der deutschen Industrienorm DIN16160 als Strahlungsthermometer, Strahlungsthermometer oder Infrarot-Thermometer bezeichnet. Diese Namen gelten auch für Instrumente, die die Temperatur mithilfe sichtbarer farbiger Strahlen messen, die vom Messobjekt emittiert werden, sowie für Instrumente, die die Temperatur aus der relativen spektralen Strahlungsdichte ableiten.
Vorteile der Temperaturmessung mit Infrarot-Thermometern
Die berührungslose Temperaturmessung durch den Empfang von Infrarotstrahlung vom Messobjekt bietet viele Vorteile. Auf diese Weise können problemlos Temperaturmessungen an schwer zugänglichen oder bewegten Objekten durchgeführt werden, beispielsweise bei Materialien mit schlechter Wärmeübertragungsleistung oder sehr kleiner Wärmekapazität. Durch die kurze Reaktionszeit des Infrarot-Thermometers kann schnell eine effektive Anpassung des Stromkreises erreicht werden. Das Thermometer enthält keine Komponenten, die verschleißen können, sodass keine laufenden Kosten wie bei der Verwendung eines Thermometers entstehen. Insbesondere bei sehr kleinen Messobjekten, wie beispielsweise bei der Kontaktmessung, führt die Wärmeleitfähigkeit des Objekts zu erheblichen Messfehlern. Es besteht kein Zweifel, dass Thermometer hier ebenso eingesetzt werden können wie bei korrosiven Chemikalien oder empfindlichen Oberflächen, etwa auf Lack-, Papier- und Kunststoffbahnen. Durch die ferngesteuerte Messung ist es möglich, sich von gefährlichen Bereichen fernzuhalten, sodass für das Bedienpersonal keine Gefahr besteht.
Prinzip und Aufbau des Infrarot-Thermometers
Fokussieren Sie das vom Messobjekt empfangene Infrarot durch eine Linse und einen Filter auf den Detektor. Der Detektor erzeugt durch Integration der Strahlungsdichte des Messobjekts ein temperaturproportionales Strom- oder Spannungssignal. In den angeschlossenen elektrischen Komponenten wird das Temperatursignal linearisiert, der Emissionsgradbereich korrigiert und in ein Standardausgangssignal umgewandelt.
