Messprinzip - DIAS PYROVIEW Bedienungsanleitung

10 Ungekühlte IR-Kamera PYROVIEW

Messprinzip

In diesem Abschnitt sollen die grundlegenden physikalischen Zusammenhänge, die für
das Verständnis des Temperaturmessprinzips der Kamera von Bedeutung sind, kurz
wiedergegeben werden. Weitere und ausführliche Informationen können u.a. folgender
Literatur entnommen werden /1/, /2/, /3/.
Im Gesamtspektrum
Spektralbereich den Wellenlängenbereich von ca. 780 nm bis 1 mm ein. Diese
Strahlung entsteht vorzugsweise durch die Schwingungen von Atomen bzw. Molekülen
oder durch Ionisationsvorgänge bei höheren Temperaturen (> 4000 °C).
Im folgenden Bild ist die spezifische spektrale Ausstrahlung für die Wellenlängen des
infraroten Spektralbereiches und verschiedene Temperaturen eines schwarzen Strahlers
dargestellt. Das Maximum der spezifischen Ausstrahlung verschiebt sich dabei mit
steigenden Temperaturen nach kürzeren Wellenlängen.
12
10
1300 K
6
10
0
10
0,1
Spektrale spezifische Ausstrahlung (
λ
von der Wellenlänge ( )
Je nach gewünschtem Temperaturmessbereich sollte deshalb der zu messende
Wellenlängenbereich möglichst mit dem Maximum der Ausstrahlung zusammenfallen.
Eine Einschränkung bei der Wahl des spektralen Messbereichs wird durch die
Absorptions- bzw. Emissionsbanden der Gase zwischen Strahlungssender und
-Empfänger gebildet, die das Messergebnis verfälschen. Das Emissionsvermögen der
Messobjekte (siehe „Emissionsgradproblematik" auf Seite 25), welches häufig ebenfalls
wellenlängenabhängig ist, bestimmt des weiteren die Wahl des Spektralbereiches.
Üblicherweise wird deshalb je nach Temperaturmessbereich vorzugsweise in drei
infraroten Spektralbereichen gemessen:
für den Temperaturbereich
für den Temperaturbereich 300 °C bis 800 °C:
für den Temperaturbereich 600 °C bis 2000 °C:
Der Strahlungsaustausch zwischen einem angenommenen Sender und Empfänger unter
Annahme der Rückwirkungsfreiheit wird durch das fotometrische Grundgesetz
beschrieben:
(
Φ = ⋅
2
d L dA cos
1
der elektromagnetischen
1000 K
1 10
λ (µm)
M
) eines schwarzen Strahlers in Abhängigkeit
λ
S ,
0 °C bis 400 °C:
1
)
ϕ ϕ
⋅
dA cos
1 2 2
2
r
Wellen nimmt der
750 K
500 K
300 K
100
8 µm bis 14 µm,
3 µm bis 5 µm,
0,8 µm bis 1,8 µm.
infrarote
1000