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Schwachstellen aufdecken - nachhaltig Energie sparen
Mit der passenden Technik finden Sie schnell und unkompliziert Energieverluste im Gebäude. Checken Sie die Problemstellen, optimieren Sie die Bilanz und sorgen Sie so für mehr Energieeffizienz. Nutzen Sie das Sparpotential - für nachhaltige Gebäude.
Wärmebildkameras
Infrarot-Thermometer
Dichtbänder für Fenster
Materialfeuchtemessgerät
Industriedrohnen
CO2 Messer, effizient lüften um Energie zu sparen
Ratgeber
Eine Wärmebildkamera ist eine Infrarotkamera, die wie ein Infrarot-Thermometer eine berührungslose Temperaturmessung von Oberflächen ermöglicht.
So sind berührungslose und präzise Messungen von Oberflächentemperaturen realisierbar und Sie erhalten detaillierte Wärmebilder, die wertvolle Einblicke in thermische Prozesse und potenzielle Schwachstellen geben.
So können Sie unsichtbare Wärmeverluste an Gebäuden aufdecken, überhitzte Maschinenkomponenten frühzeitig erkennen oder die Effizienz von Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen überprüfen.
In unserem Ratgeber erfahren Sie, wie Wärmebildkameras funktionieren, welche Vorteile sie bieten und worauf Sie bei der Auswahl des richtigen Modells achten sollten.
Egal, ob Sie in der Bauthermografie, der Elektrothermografie oder der Prozessüberwachung tätig sind – wir helfen Ihnen, die passende Wärmebildkamera für Ihre individuellen Anforderungen zu finden.
Je wärmer ein physikalischer Körper ist, desto intensiver ist die Infrarotstrahlung, die er abgibt. Diese Eigenschaft macht sich eine Wärmebildkamera zunutze. Wärmebildkameras sind bildgebende Messgeräte, die eine berührungslose Temperaturmessung ermöglichen. Sie machen Wärmestrahlung sichtbar und zeigen die Oberflächentemperatur von Objekten in Form eines Bildes an. Der Fachbegriff für diese Methode lautet Thermografie.
Wie eine digitale Kamera ist eine Wärmebildkamera mit einer Linse, einem Sensor, einem integrierten Display und einem elektronischen System ausgestattet. Im Unterschied zu einer digitalen Kamera handelt es sich bei dem Sensor jedoch nicht um einen Bildsensor, sondern um einen Detektor, der Infrarotstrahlung aufnimmt. Das elektronische System macht die Strahlung auf dem integrierten Display sichtbar, indem es die entsprechenden Signale in elektrische Signale umwandelt und die Temperatur der aufgenommenen Umgebung als farbiges Bild anzeigt. Orange und Rot stehen dabei für warme Temperaturen, Blau und Grün für kalte Temperaturen. Weil das Wärmebild ausschließlich die thermische Umgebung abbildet, fällt es manchmal schwer nachzuvollziehen, auf welches konkrete Objekt sich die Messung bezieht. Daher sind einige Geräte zusätzlich mit einer digitalen Kamera ausgestattet, so dass gleichzeitig zum Wärmebild auch die Umgebung oder das Objekt als Foto aufgenommen werden.
Wärmebildkameras erhalten Sie als mobile Geräte, sogenannte Taschenkameras, und komplexer aufgebaute Infrarotkameras mit Zubehör. Erstere sind ohne weitere Hilfsmittel nutzbar. Für den professionellen Einsatz werden in der Regel jedoch größere und leistungsstärkere IR-Kameras verwendet, zu denen Sie Zubehör in Form von unterschiedlichen Linsen, Software für Thermografie und dergleichen erhalten. Im weiteren Sinne kann man auch spezielle Pyrometer zu den Wämebildkameras zählen. Das sind IR-Thermometer zur berührungslosen Temperaturmessung via Infrarotstrahlung. Einige Modelle sind mit einem Display ausgestattet, auf dem nicht nur die gemessene Temperatur, sondern auch ein thermisches Bild angezeigt wird.
Wärmebildkameras wurden ursprünglich für das Militär entwickelt, um Personen ausfindig zu machen. Heute werden sie zu diesem Zweck auch von Polizei und Feuerwehr eingesetzt. Die Feuerwehr nutzt sie zudem bei der Suche nach versteckten Glutnestern. Auf der Jagd kommen Wärmebildkameras zum Einsatz, um Tiere im Unterholz oder erlegtes Wild aufzuspüren. Im industriellen Sektor finden sie Anwendung bei der Inspektion von Werkstücken. Auf dem Bau werden sie genutzt, um Leckagen oder undichte Stellen zu finden. Daneben ist es mithilfe von Wärmekameras möglich, die Wärmedämmung von Gebäuden zu überprüfen und Heizleitungen zu lokalisieren. In der Medizin lassen sich mit den Kameras Entzündungen oder Durchblutungsstörungen diagnostizieren. Darüber hinaus gibt es Kameras mit Wärmebildfunktion, die der Überwachung dienen.
Eine Wärmebildkamera verfügt über einen internen Speicher, auf dem die aufgezeichneten Bilder abgelegt werden. Der Speicherplatz lässt sich häufig unter Zuhilfenahme einer SD-Karte erweitern. Die meisten Kameras können über einen USB-Anschluss mit einem Drucker oder einem Computer verbunden werden, um die Bilder auszudrucken oder weiter zu verarbeiten. Für professionelle Dokumentationen gibt es eine spezielle Thermografie-Software. Diese ermöglicht neben der chronologischen Speicherung von Bildern eine Bildanalyse, eine Diagrammdarstellung und eine einfache Erstellung von Reports. Ebenso ist es möglich, Live-Aufnahmen der Wärmebildkamera via Software zu verfolgen und auszuwerten. Im Regelfall sind die Softwarelösungen mit Windows, Mac und Linux kompatibel.
Bei einer Wärmebildkamera sind eine präzise Messung und eine hohe Anzahl von Pixeln für ein aussagekräftiges und detailliertes Bild ausschlaggebend. Die sogenannte thermische Empfindlichkeit gibt an, in welchem Bereich von einer Wärmebildkamera Temperaturen erkannt werden können. Sie wird auch als thermische Auflösung bezeichnet, in Millikelvin (mk) angegeben und gibt Aufschluss über den kleinstmöglichen Temperaturunterschied, den das Messgerät zu erkennen imstande ist. Je feinere Temperaturunterschiede detektiert werden können, desto präziser ist die Messung. Zur Orientierung: High-End-Geräte haben eine thermische Auflösung von weniger als 30 mk.
Einfache Wärmebildkameras können Temperaturen zwischen -20 °C und 120 °C erkennen. Höherwertige Geräte sind in der Lage, im Minusbereich Temperaturen von bis zu -40 °C oder noch niedriger zu erfassen. Es gibt sogar Modelle, deren Messbereich bei -200 °C beginnt. Was die Temperaturen oberhalb des Gefrierpunkts betrifft, können manche Messgeräte bis zu 400 °C, High-End-Geräte sogar bis zu 3.000 °C erkennen.
Je höher die Auflösung und die Anzahl der Pixel des Bildes, desto besser können Sie Details wie heiße Drähte auf dem Wärmebild erkennen. Die Anzahl der Pixel wird durch den Detektor bestimmt. Die Pixel-Anzahl ist mit denen einer Digitalkamera nicht vergleichbar und liegt deutlich darunter. Einfache Wärmebildkameras weisen nur 80 x 80 Pixel oder niedrigere Auflösungen auf. In der Mittelklasse finden sich Modelle mit 160 x 120 Pixel, 320 x 240 Pixel oder 640 x 480 Pixel. High-End-Industriekameras haben eine Auflösung von 1280 x 960 Pixeln.
Die Auflösung des Detektors ist eine Komponente zur Bestimmung des IFOV, dem Instantaneous Field of View (zu Deutsch "momentanes Sichtfeld"). Es beschreibt die geometrische Auflösung einer Wärmebildkamera. Neben der Pixelanzahl des Detektors ist hier noch die Größe des Blickfelds (FOV = Field of View) entscheidend, das von der Brennweite des Objektivs abhängt. Je kleiner die Brennweite ist, desto größer ist das Blickfeld. Das IFOV, angegeben in mrad (milliRadiant), ist umso höher, je mehr Pixel der Detektor hat und je kleiner die Brennweite ist. Kurzum: Ein hoher IFOV-Wert steht für eine hohe Auflösung und ein großes Blickfeld.
Gerade dann, wenn eine Wärmebildkamera draußen oder in anspruchsvollen Umgebungen (bspw. bei einem Einsatz der Feuerwehr) verwendet wird, ist es wichtig, dass das Gerät eine ausreichend hohe Schutzart (IP-Schutz) aufweist. Der IP-Code setzt sich aus zwei Ziffern zusammen. Die erste Ziffer steht für den Schutz gegen Fremdkörper und Berührung, die zweite für den Schutz gegen Wasser. Je höher die Ziffern sind, desto höher ist der Schutzgrad.
Um eine Wärmebildkamera mit anderen Geräten zu verbinden und beispielsweise Aufzeichnungen näher betrachten, auswerten oder weiterleiten zu können, sind entsprechende Schnittstellen notwendig. USB ist weit verbreitet, die Frage ist nur, welche Form davon unterstützt wird. Manche Kameras haben noch einen USB-2.0-Anschluss, andere bieten das moderne USB-C und unterstützen höhere Datentransferraten. Daneben gibt es Exemplare mit Bluetooth und/oder WLAN für die kabellose Verbindung, Kameras mit SD-Karten-Slot und Modelle mit DisplayPort-Anschluss. Letztere können zum Anzeigen der Aufnahmen direkt an einen Bildschirm angeschlossen werden.
Unterschiedliche Materialien haben unterschiedliche Emissionsgrade. Der Emissionsgrad beschreibt, wie viel Wärmestrahlung ein Körper im Vergleich zu einem völlig schwarzen Körper als idealem Wärmestrahler abgibt. Für eine exakte Temperaturmessung ist es wichtig, die Emissivität des Materials, dessen Temperatur gemessen werden soll, zu berücksichtigen. Informieren Sie sich darüber, was für einen Emissionsgrad das vorliegende Material hat, und stellen Sie Ihre Infrarotkamera passend dazu ein. Zusatztipp: Für Messungen an reflektierenden Oberflächen können Sie Emissionsklebeband verwenden. Bringen Sie ein Stück Klebeband auf dem Messobjekt an und ermitteln Sie dann genau an dieser Stelle mit Ihrer Infrarot-Wärmebildkamera die Temperatur.
Wie genau messen Wärmebildkameras Temperaturen?
Die Genauigkeit einer Wärmebildkamera ist von diversen Faktoren abhängig wie der räumlichen Auflösung und der Emissivitätseinstellung, aber auch von Umgebungseinflüssen in Form von Luftfeuchtigkeit, Staub oder Dampf. In der Regel liegt die Genauigkeit von Wärmebildkameras aber bei höchstens ±2 °C.
Gibt es Objekte, die von einer Wärmebildkamera nicht erfasst werden können?
Wie gut ein Objekt von einer Wärmebildkamera erfasst werden kann, ist nicht nur von deren Qualität, sondern auch davon abhängig, inwieweit das Objekt Wärme aussendet und abstrahlt. Besonders gut ist die Infrarotstrahlung auf glatten und glänzenden Körpern detektierbar. Durch Goldfolie, Styropor, Glas oder Wände hindurch lässt sich ein Objekt mit einer Wärmebildkamera jedoch nicht erkennen.
Wie weit reicht eine Wärmebildkamera?
Ausschlaggebend für die Reichweite sind die Sensorauflösung und die Objektivbrennweite und damit einhergehend das Sichtfeld, sprich das IFOV. Um herauszufinden, ob die Temperatur eines Zielobjekts aus Ihrer Distanz messbar ist, nutzen Sie folgende Formel: (IFOV/1000) x Zielobjektentfernung in Millimetern. Dabei erhalten Sie einen Millimeterwert, der angibt, wie "groß" ein Punkt (Pixel) ist, den Sie aus der jeweiligen Entfernung messen können.
Was ist Focal Plane Array?
Focal Plane Array ist eine andere Bezeichnung für einen thermischen Detektor, wie er in Infrarotkameras, aber auch in astronomischen oder medizinischen Geräten und in Bolometern verwendet wird.