Thermografie

 

Kontaktloses Temperaturmessen bekommt heute durch seine Genauigkeit und Schnellligkeit der Auswertung immer mehr an Bedeutung.

Einleitung
Kontaktloses Temperaturmessen bekommt heute durch seine Genauigkeit und Schnellligkeit der Auswertung immer mehr an Bedeutung. Die einfachste Art kontaktlos Temperaturen zu messen, beginnt bei Infrarot-Thermometer der Fluke Serie 60. Bei diesen präzisen Messgeräten können Oberflächentemperaturen gemessen werden, wobei die Temperatur als Zahlenwert angezeigt wird.

Müssen Temperaturen und dessen Verlauf deutlich dargestellt oder weitreichend bewertet werden, so ist eine Wärmebildkamera ein nicht mehr wegzudenkedes Hilfsmittel.

Für die Zukunft wird eine Wärmebildkamera ein Werkzeug, wie heute ein Multimeter oder Stromzange werden. Noch vor einigen Jahren konnte man Temperaturen nur mit großem Messaufwand als Wärmebild darstellen. Wir haben heute einen Stand erreicht bei dem man behaupten kann, dass Wärmebildkameras eine Funktionsvielfalt verbunden mit hoher Auflösungen zu einem günstigen Preis erreicht haben.

Fluke setzt dabei großen Wert auf einfache Bedienung, Funktionsvielfalt und der Welt bekannten „Fluke“-Qualität. Dabei ist die patentierte Fusion®-Technologie durch Parallaxenkorrektur von Sicht- und Wärmebild ein fast unverzichtbares Hilfsmittel, welches man in fast allen Wärmebildkameras von Fluke findet.

Software
Der volle Leistungsumfang einer Fluke Kamera zeigt sich erst zusammen mit der Auswertesoftware. Kamera und Software sind perfekt aufeinander abgestimmt, dass man auch hier wieder präzise Auswertungen, für fast jede Situation durchführen kann.

Kamera-Typen – „Ti“ und „TiR“
Durch die Vielzahl von Kameratypen ist es möglich, abgestimmt auf die Anwendung die richtige Kamera zu finden. Generell unterscheidet man bei Fluke Kameras für den allgemeinen gewerblichen Bereich, Industriellen- und für den Gebäudebereich. Kameras der Serie „TI“ sind überschlägig für Gewerbe und Industrie vorgesehen. Unsere Serie mit der Bezeichnung „TiR“ sind für die spezielle Anwendungen an und in Gebäuden konzipiert.

Sollten Sie Probleme haben einen Anwendungsfall genau zuordnen zu können, so haben unsere Kunden die Möglichkeit einer telefonischen Produktberatung unter Tel DE: 07864 / 8009 545, CH: 044 580 75 00, AT: (01) 928 95 00 anzusprechen. Dort wird man Ihnen gerne weitere Hilfestellung bei der Auswahl der richtigen Wärmebildkamera geben.

Wie funktioniert Thermografie:
Wir kennen die Situation sichtbares Licht durch unsere Augen wahrnehmen zu können. Sichtbares Licht ist Energie in Form von elektromagnetischer Strahlung mit einer entsprechenden Wellenlänge und Frequenz.

Infrarotstrahlung ist ebenfalls eine elektromagnetische Strahlung, doch mit höherer Frequenz und Wellenlänge, welche vom menschlichen Auge nur in Ausnahmefällen teilweise wahrgenommen werden kann.

D.h. das wir Infrarotstrahlung erst einmal nicht mit dem Auge wahrnehmen können. Durch die Verwendung von thermischen Detektoren, so genannten Mikrobolometern können Wärmebildkameras heute mit ungekühlten Bolomtern arbeiten. Unter einem Bolometer versteht man ein Bauteil, welches in der Lage ist, elektromagnetische Strahlung zu messen.



Durch entsprechende Auswerteeinheiten werden diese Werte in ein für uns sichtbares Wärmebild umgewandelt.

Heute finden drei Größen von Mikrobolometern Ihre Verwendung, 160 x 120, 240 x 360 und 640 x 480 Pixeln. Diese Messungen könen immer dann durchgeführt werden, wenn die Oberflächentemperatur oberhalb des absoluten Nullpunktes von -273,5 °C liegt, da ansonsten die Molukularstruktur eines Stoffes keine elektromagnetische Strahlung abgeben kann.


Anwendungsgebiete

Die passende Kamera
Die erste Frage die sich ein Interessent einer Wärmebildkamera stellt, ist natürlich wo kann man die Thermografie wirtschaftlich einsetzen? Die Frage kann sehr schnell beantwortet werden, überall dort wo Temperaturen an Oberflächen oder Temparaturverläufe an Oberflächen überprüft werden müssen.

Es gibt eine Vielzahl von Störungen, in der Temparaturen eine bedeutende Rolle einnimmt, welche aber mit Hilfe einer Wärmebildkamera sehr schnell lokalisiert werden können. Schließlich ist die Temperatur die zweithäufigste physikalische Größe, welche gemessen wird.

Um Ihnen eine Hilfestellung bei der Auswahl geben zu können, haben wir Ihnen nachfolgend einige Anwendungsbeispiele zusammengefasst.




Handwerk:
Eine optimale Anwendung einer Wärmebildkamera findet man im Bereich Sanitärhandwerk und Heizungsbau. Es liegt auf der Hand, dass in diesen Bereichen immer mit unterschiedlichen Temperaturen gearbeitet wird, einmal mit Warm- und Kaltwasser als Gebrauchswasser, das andere Mal als Heizungswasser mit seinen Vorlauftemperaturen bis 75°C oder mehr. Hier können Kameras wie die Fluke TiS, Ti9, Ti10 als auch die Ti25 sehr präzise eingesetzt werden.


Sanitärhandwerk:
Zu unserem Komfort gehört es heutzutage, Leitungen so gut wie möglich unter Putz zu installieren. Dieser optische Vorteil bringt in einem Störungsfall einer undichten Leitung ein großes Problem mit sich. Wir wollen dies an einer undichten Wasserleitung veranschaulichen:

Bei einer undichten Wasserleitung gibt es das Problem, dass sich das Wasser erst einmal einen Weg bahnt, der von seinen Umgebungsbedingungen vorgegeben wird. So wird das Wasser einer undichter Fußbodenheizung erst einmal den Weg auf dem Rohfußboden finden, mit dem größten Gefälle.

So wird das Wasser einer undichten Wasserleitung erst einmal den Weg zu dem Material finden, welches die größte Hygroskopizität (Feuchtegehalt) besitzt. Dies bringt für den Handwerker das Problem mit sich, das die Stelle an dem das Wasser einen Schaden produziert nicht die Stelle ist, an dem das Wasser austritt. Somit sind Reparaturarbeiten nur mit hohem Zeitaufwand und Kosten verbunden. Sobald ein Temperaturunterschied von mind. 8…10 °C zwischen dem austretenden Wasser und den Oberflächentemperaturen des Leckageortes vorhanden ist, kann mit der Wärmebildkamera sehr einfach die Austrittstelle lokalisiert werden.




Heizungsbau
Zur Optimierung einer Heizungsanlage gehört der hydraulische Abgleich. Dieser soll dafür sorgen, dass die Wärmeverteilung an einem Heizkörper oder an ein Fußbodenheizung gleichmäßig erfolgt.

Zu einem wird damit bis zu 15% Energie eines Hauses eingespart, zum anderen erhält jeder Raum genau diese Energie die er benötigt. Somit ist es für den Heizungsbauer sehr einfach den Kunden davon zu überzeugen, wie Heizkörper vor so einem Abgleich eingestellt waren und diese und dessen Wärmeverteilung nach einem hydraulischen Abgleich eingestellt sind. Auch als Nachweis für eine fachmänische Arbeit können solche Bilder sehr gut herangezogen werden.




Photovoltaik
Auch hier gewinnt die Thermografie immer mehr an Bedeutung. Zur schnellen überschlägigen Bewertung von Photovoltaikanlagen kann die Thermografie eingesetzt werden.Sehr schnell sind dabei sogenannte HOTSPOTS zu erkennen. Diese lassen schlechte Verbindungen eventuell in Sperrichtung betrieben Zellen und fehlerhafte Bypass Dioden erkennen.

In der aktuellen Norm DIN EN 62446 VDE 0126-23 2010-07 wird schon auf die Prüfung mittels Wärmebildkamera hingewiesen. Zur Bewertung einer Photovoltaikanlage empfiehlt die Norm Mindest-Beleuchtungsstärke am PV-Generator-Ebene von mehr als 600 W/², so dass zur Erzeugung von wahrnehmbaren Temperaturschwankungen ein ausreichender Strom vorhanden ist.

Diese Untersucheng darf laut Norm als Bestandteil einer Erstprüfung oder einer wiederkehrenden Prüfung aufgenommen werden. Hier können Kameras wie die Fluke Ti9, Ti10, Ti25, Ti27, Ti29 als auch die Ti32 sehr präzise eingesetzt werden.,




Industrie: Elektrotechnik
In der Elektrotechnik zeigt sich der Vorteil einer Wärmebildkamera sehr schnell. Wir kennen alle die Situation Wiederholungsprüfungen an elektrischen Anlagen durchführen zu müssen, können aber die elektrische Anlage nicht abschalten um alle Messungen durchführen zu können. Durch Einsatz dieser Zukunftstechnologie ist man aber in der Lage eine Übersicht über die Funktionssicherheit einer Anlage zu erhalten. Wir möchten dies anhand eines Beispiels darstellen:

Öffnen wir die Türe eines Stromverteilerschrankes und versuchen bei voller Funktionsfähigkeit die Funktionssicherheit zu überprüfen. Wir werden feststellen dass dies nur mit großem Aufwand möglich ist. Das gleiche versuchen wir nun mit einer Wärmebildkamera.

Wir entfernen die Kunststoffabdeckungen und beginnen nun die Stromleiter und Sicherungen mit der Wärmebldkamera zu bewerten. Was werden wir erkennen?

Sehr schnell können wir unter entsprechender Auslastung – diese sollte mind. 40 % betragen – feststellen, welche Leiter und welche Sicherungen abweichende Temperaturen haben, ohne dass die Person Arbeiten unter Spannung ausführen muss.

Gezieltes Abschalten eines Produktionsablaufes kann dadurch in die Wege geleitet werden. Teure Ausfallzeiten werden dadurch erheblich reduziert. Hier können Kameras wie die Fluke Ti10, Ti25, Ti27, Ti29 und Ti32 sehr präzise eingesetzt werden.



Gebäude:
Aufgrund der Tatsache, dass der Atomaustieg in Deutschland beschlossen ist, wird die Sanierung von Gebäuden immer wichtiger. Um Alternativenergien in einem Gebäude sinnvoll einsetzen zu können, bedarf es grundsätzlich erst einmal eines hohen Dämmstandards. Dabei ist die Bewertung einer Bausubstanz durch die Thermografie die beste Grundlage einer guten Sanierung.

Die von Fluke speziell entwickelten Wärmebildkameras der Serie TIR helfen Ihnen wichtige Schwachstellen im Vorfeld zu finden um eine optimale Dämmmaßnahme zu gewähren.

Oft hört man, das nach Dämmmaßnahmen Schimmel in den Wohnungen Einzug gefunden hat. Dies rührt in vielen Fällen daher, dass vor einer Dämmmaßnahme keine thermografische Bewertung durchgeführt wurde.

Aufgrund von fehlenden Feuchtigskeitssperren oder eines defekten Fassadenputzes haben Häuser sehr häufig Feuchtigkeitsprobleme ohne dass dessen Eigentümer dies bemerken. Solange durch undichte Fenster genügend Luftaustausch vohanden ist, wird dieses Problem nicht wahrgenommen.

Wird nun die Dämmung auf eine feuchte Wand angebracht, so wird sich an der feuchten Stelle eine kältere Oberflächentemperatur bilden als an der Oberfläche der trockenen Wand. Dies hat dann zu Folge, dass es trotz erhöhten Wärmeschutzes an dieser Wand zur Schimmelbildung kommt. Generell sollte einer Dämmmaßnahme immer eine thermografische Bewertung vor einer Dämmmaßnahme und nach einer Dämmmaßnahme bei Temperaturunterschieden zwischen Innen- und Außentemperaturen von > 10 °C durchgeführt werden.

Hier können Kameras wie die Fluke TiR, TiR1, TiR27, TiR29 und TiR32 sehr präzise eingesetzt werden.

Quellenhinweis: Fluke / Messfibel 5. Auflage
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