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15 Grundlagen der berührungslosen Temperaturmessung
Jeder Stoff sendet in allen seinen Aggregatzuständen oberhalb des absoluten
Nullpunktes der Temperatur Wärmestrahlung aus� Die Strahlung entsteht als Folge
von Schwingungen der Atome oder Moleküle�
Diese Temperaturstrahlung nimmt im gesamten elektromagnetischen Strahlungs-
spektrum einen begrenzten Bereich ein� Sie reicht vom sichtbaren Bereich von
etwa 0,5 µm bis hin zum ultrafernen Infrarotbereich mit mehr als 40 µm Wellenlän-
ge� Die Strahlungspyrometer nutzen diese Infrarotstrahlung zum berührungslosen
Messen der Temperatur�
15.1 Vorteile der berührungslosen Temperaturmessung
• Berührungslose Temperaturmessung bedeutet: Wirtschaftliche Tempera-
turmessung d� h� einmalige Investition des Messgerätes ohne Folgekosten für
Verbrauchsmaterialien wie zum Beispiel Thermoelemente�
• Auch sich bewegende Objekte - schnelle Temperaturmessung im Millisekunden-
bereich - zum Beispiel bei automatischen Schweißvorgängen sind möglich�
• Objekte mit kleinen Abmessungen bei mittleren bis hohen Temperaturen stellen
ebenfalls kein Problem dar�
• Bei Messobjekten mit kleinen Wärmekapazitäten gibt es keine Verfälschung der
Temperatur wegen Wärmeentzug durch einen berührenden Temperaturfühler�
Darüber hinaus sind berührungslose Temperaturmessungen an Schmelzen
aus aggressiven Materialien, wo bei vielen Applikationen Thermoelemente nur
begrenzt einsetzbar sind, möglich�
• Letztlich können auch spannungsführende Objekte gemessen werden�
15.2 Messungen an Schwarzen Strahlern (Hohlraumstrahlern)
Die Kalibrierung der Strahlungspyrometer erfolgt an einem Schwarzen Körper oder
Schwarzen Strahler� Dieser ist so gestaltet, dass seine Strahlung nicht von den
Materialeigenschaften, sondern nur von der Temperatur abhängt� Er strahlt bei
jeder Wellenlänge den für die jeweilige Temperatur maximal möglichen Energie-
betrag ab� Reale Körper besitzen diese Fähigkeit nicht� Anders ausgedrückt: ein
Schwarzer Strahler absorbiert die auffallende Strahlung komplett, ohne Verluste
durch Reflektion oder Transmission. Der Emissionsgrad ε(λ) eines Schwarzen
Strahlers ist gleich 1 oder 100 %�
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