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Die Messformel
Wie bereits erwähnt empfängt die Kamera beim Betrachten eines Objekts nicht nur die
Strahlung vom Objekt selbst. Sie nimmt auch die Strahlung aus der Umgebung auf, die
von der Objektoberfläche reflektiert wird. Beide Strahlungsanteile werden bis zu einem
gewissen Grad durch die Atmosphäre im Messpfad abgeschwächt. Dazu kommt ein drit-
ter Strahlungsanteil von der Atmosphäre selbst.
Diese Beschreibung der Messsituation, wie in der folgenden Abbildung dargestellt, ist
eine recht genaue Erläuterung der tatsächlichen Bedingungen. Vernachlässigt wurden
wahrscheinlich die Streuung des Sonnenlichts in der Atmosphäre oder die Streustrahlung
von starken Strahlungsquellen außerhalb des Betrachtungsfeldes. Solche Störungen sind
schwer zu quantifizieren, in den meisten Fällen jedoch glücklicherweise so gering, dass
sie vernachlässigbar sind. Ist dies nicht der Fall, ist die Messkonfiguration wahrscheinlich
so ausgelegt, dass zumindest ein erfahrener Bediener das Störungsrisiko erkennen kann.
Dann liegt es in seiner Verantwortung, die Messsituation so zu ändern, dass Störungen
vermieden werden, z. B. durch Ändern der Betrachtungsrichtung, Abschirmen starker
Strahlungsquellen usw.
Unter Berücksichtigung der obigen Beschreibung kann mit Hilfe der nachfolgenden Abbil-
dung eine Formel zur Berechnung der Objekttemperatur über das Ausganggsignal der
kalibrierten Kamera abgeleitet werden.
Abbildung 31.1 Schematische Darstellung der allgemeinen thermografischen Messsituation 1: Umge-
bung; 2: Objekt; 3: Atmosphäre; 4: Kamera
Wir gehen davon aus, dass die empfangene Strahlungsleistung W von einem Schwarz-
körper als Temperaturquelle T
bei einer kurzen Entfernung ein Ausgabesignal U
source
source
der Kamera erzeugt, das proportional zum Leistungseingang ist (Kamera mit linearer Lei-
stung). Daraus ergibt sich (Gleichung 1):
oder einfacher ausgedrückt:
wobei C eine Konstante ist.
Handelt es sich um einen Graukörper mit der Abstrahlung ε, ist die empfangene Strah-
lung folglich εW
.
source
Jetzt können wir die drei gesammelten Größen zur Strahlungsleistung notieren:
1 – Emission von Objekt = ετW
, wobei ε die Abstrahlung des Objekts und τ die Trans-
obj
mission der Atmosphäre ist. Die Objekttemperatur ist T
.
obj
2 – Reflektierte Emission von Umgebungsquellen = (1 – ε)τW
, wobei (1 – ε) die Reflek-
refl
tion des Objekts ist. Die Umgebungsquellen haben die Temperatur T
.
refl
Publ. No. T559772, rev. 5071 – de-DE
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PK Elektronik Vertriebs GmbH, E-Mail: info@pkelektronik.com, Internet: www.pkelektronik.com
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