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bekannt (siehe Abschnitt Emissionsgrad).
Infrarot-Thermometer sind optoelektronische Sensoren. Sie ermitteln die von einem Körper abgegebene
Infrarotstrahlung und berechnen auf dieser Grundlage die Oberflächentemperatur. Die wohl wichtigste
Eigenschaft von Infrarot-Thermometern liegt in der berührungslosen Messung. So lässt sich die Temperatur
schwer
zugänglicher
Infrarot-Thermometer bestehen im Wesentlichen aus folgenden Komponenten:
Linse
Spektralfilter
Detektor
Elektronik (Verstärkung/ Linearisierung/ Signalverarbeitung)
Die Eigenschaften der Linse bestimmen maßgeblich den Strahlengang des Infrarot-Thermometers, welcher
durch das Verhältnis Entfernung (Distance) zu Messfleckgröße (Spot) charakterisiert wird. Der Spektralfilter
dient der Selektion des Wellenlängenbereiches, welcher für die Temperaturmessung relevant ist. Der
Detektor hat gemeinsam mit der nachgeschalteten Verarbeitungselektronik die Aufgabe, die Intensität der
emittierten Infrarotstrahlung in elektrische Signale umzuwandeln.
8. Emissionsgrad
Ermittlung des Emissionsgrades:
Die Intensität der infraroten Wärmestrahlung, die jeder Körper aussendet, ist sowohl von der Temperatur als
auch von den Strahlungseigenschaften des zu untersuchenden Materials abhängig. DerEmissions-grad (ε -
Epsilon) ist die entsprechende Materialkonstante, die die Fähigkeit eines Körpers, infrarote Energie
auszusenden, beschreibt. Er kann zwischen 0 und 100 % liegen. Ein ideal strahlender Körper, ein so
genannter „Schwarzer Strahler", hat einen Emissionsgrad von 1,0, während der Emissionsgrad eines
Spiegels beispielsweise bei 0,1 liegt.
Wird ein zu hoher Emissionsgrad eingestellt, ermittelt das Infrarot-Thermometer eine niedrigere als die
reale Temperatur, unter der Voraussetzung, dass das Messobjekt wärmer als die Umgebung ist. Bei einem
geringen Emissionsgrad (reflektierende Oberflächen) besteht das Risiko, dass störende Infrarotstrahlung
von Hintergrundobjekten (Flammen, Heizanlagen, Schamotte usw.) das Messergebnis verfälscht. Um den
Messfehler in diesem Fall zu minimieren, sollten die Montage sehr sorgfältig erfolgen und der Sensor gegen
reflektierende Strahlungsquellen abgeschirmt werden.
Zur Bestimmung eines unbekannten Emissionsgrades gibt es folgende Verfahrensweisen:
- Mit einem Thermoelement, Kontaktfühler oder ähnlichem lässt sich die aktuelle Temperatur des
Messobjektes bestimmen. Danach kann die Temperatur mit dem Infrarot-Thermometer gemessen
und der Emissionsgrad soweit verändert werden, bis der angezeigte Messwert mit der
tatsächlichen Temperatur übereinstimmt.
- Bei Temperaturmessungen bis 260 °C besteht die Möglichkeit, auf dem Messobjekt einen speziellen
Kunststoffaufkleber anzubringen, der den Messfleck vollständig bedeckt. Stellen Sie nun den
Emissionsgrad auf 0,95 ein und messen Sie die Temperatur des Aufklebers. Ermitteln Sie dann die
Temperatur einer direkt angrenzenden Fläche auf dem Messobjekt und stellen Sie den
Emissionsgrad so ein, dass der Wert mit der zuvor gemessenen Temperatur des
Kunststoffaufklebers übereinstimmt.
- Tragen sie auf einem Teil der Oberfläche des zu untersuchenden Objektes, soweit dies möglich ist,
matte, schwarze Farbe mit einem Emissionsgrad von mehr als 0,98 auf. Stellen Sie den
Emissionsgrad Ihres Infrarot-Thermometers auf 0,98 ein und messen Sie die Temperatur der
gefärbten Oberfläche. Anschließend bestimmen Sie die Temperatur einer direkt angrenzenden
Fläche und verändern die Einstellung des Emissionsgrades soweit, bis die gemessene Temperatur
der an der gefärbten Stelle entspricht.
oder
sich
bewegender
Objekte
ohne
Schwierigkeiten
bestimmen.
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