Infrarot-Metrologie | Thermografie

Die Thermografie ist ein bildgebendes Verfahren, um Oberflächentemperaturen darzustellen. Der große Vorteil liegt in der visuellen Darstellung von Temperaturunterschieden.

Thermografische Messungen liefern wertvolle Beiträge in den Bereichen:

  • Prävention, Schadensverhütung

  • Umweltschutz

  • Betriebssicherheit

  • Qualitätssicherung


Erst mit entsprechender Software können thermografische Aufnahmen in ein visuell verwertbares Bild (Thermogramm) erstellt werden. Mit modernen IR-Kamerasystemen ist die Thermografie ein präzises, schnelles und über große Entfernung berührungsloses Messprinzip.
 

Industrie-Thermographie: Isolierung Fehlstellen an Rohrleitungen

Die Thermografie bietet große Vorteile sowohl bei qualitativen als auch quantitativen Messaufgaben, welche mit Kontaktthermometern oder Pyrometer nicht durchgeführt werden können.
Dies sind im wesentlichen Messaufgaben

  • bei hohen Temperaturen, die keinen Einsatz von Thermoelementen erlauben
  • an rotierenden, sich bewegenden oder unzugänglichen Messobjekten
  • an großen Flächen, z.B. Solarmodule
  • an spannungsführenden Aggregaten oder Leitungen und Kontaktstellen
  • an Oberflächen mit geringer Wärmeleitung oder Objekten / Materialien mit geringer Wärmekapazität

Industrie  - Thermografie

  • Überwachung von thermischen Verfahren und Fertigungsprozessen; Gießen, Beschichten, Walzen
     
  • Qualitätsüberwachung bei Schmelz und Umformprozessen
     
  • Inspektionen von beweglichen Maschinenelementen auf Reibung und Wärmeabfluss;
    Lager, Förderbänder, Turbinen, Motoren (Antriebe)
     
  • Isolationsfehlstellen, defekte (nasse) Isolationen in Rohrleitungssystemen / Wärmsilos / Wärmespeicher / Fernwärmeleitungen
     
  • Feststellung von Wärmeverteilung / Abkühlungsverlauf bei der Produktion von Rollen- / Flächenmaterial
infrared thermography

Gebäudethermografie

Bei der Gebäudethermografie wird die von einem Bauwerk ausgehende Wärmestrahlung erfasst und auf einem Thermogramm in unterschiedlichen Temperaturbereiche abgebildet. Dies ermöglicht den energetischen Zustand eines zu untersuchenden Gebäude(teils) zu beurteilen und Schwachstellen (z.B. Wärmebrücken Dichtungs- und Dämmfehler) oder andere Mängel zu erkennen. Zudem sind Lage oder Verlauf von Wasserleitungen, Heizungsleitungen, Fußbodenheizleitungen sowie die Wärmeverteilung in Heizkörpern abbildbar.
Mit der Auswertung der Thermogramme können insbesondere Abweichungen an verdeckten Bauteilen erkannt, und damit Energieverluste ermittelt werden.

  • Energetische Beurteilung
    Prüfung auf Schwachstellen der Isolierung im Gebäudebestand (Wärmeverlsute), Endeckung von Wärmebrücken und Rissbildungen, lokalisierung von Fachwerk unter Putz

     
  • Feuchteschäden
    Feuchtigkeit in Bauteilen, wie z.B. undichte Flachdächer, durchfeuchtetes Mauerwerk, Ortung von Rohrbrüchen
     
  • Schimmelpilzbefall
    Eine Schimmelpilzbildung hängt entscheidend von den inneren Oberflächentemperaturen und der relativen Luftfeuchtigkeit ab. Die kritische Oberflächentemperatur zur Auslösung einer Schimmelpilzbildung bei 20 °C Raumlufttemperatur und 35 % relativer Raumluftfeuchte liegt bei etwa 7,3 °C. Bei einer relativer Raumluftfeuchte von 70 % darf die kritische Oberflächentemperatur 17,9 °C nicht unterschreiten. Werden kritischen Oberflächentemperaturen unterschritten, können an den jeweiligen Bauteiloberflächen die relative Luftfeuchte von 80 % überschritten werden, womit ein Schimmelpilzbefall ausgelöst werden kann.
Thermography Building

Umweltschutz-Thermografie

  • Deponien oder auch Bergehalden
    Exotherme Reaktionen durch chemische Prozesse führen zu erwärmten lokalen Stellen, welche im IR Sprektrum erkannt werden können, (Wärmenester, Schwelbrände)
     
  • Altlastflächen
    Durch Wärmeeinstrahlung von aussen, kann über verschiedene Abstrahlungsverhältnisse erkannt werden ob und welche möglichen Altlasten in einer spezifizierten Bodenfläche verbieben sind
     
  • Wassereinleitung
    Ausbreitung aus thermalen Prozessen (Kraftwerke) in Fließ-Gewässer
    Plumes möglicher illegaler Einleitung in Gewässer
     
  • Landwirtschaft
    Thermogramme können vor der Mahd genutzt werden, um Kitze zu entdecken und zu schützen

 

Deponie Infrarot

Thermografie in Elektrischen Anlagen

  • Erstinspektion neu eingerichteter Anlagen (Montagefehler)
     
  • Untersuchungen bei elektrischen Niederspannungs- Freiluftschaltanlagen
     
  • Prüfungen bei Freileitungen, Prüfungen bei Anlagen im Gleich- und Wechselstrombereich
     
  • Prüfungen von Elektro-Installationen (Leitungen, Schalteinrichtungen)
     
  • Feststellung von Fehlern in Solarmodulen
Grundlagen

Eine der Grundgrößen des Internationalen Einheiten Systems ist die Temperatur. Sie ist neben dem Druck und der Konzentration die dritte der sogenannten Zustandsgrößen, welches den Energiegehalt eines Systems eindeutig bestimmt. Für jedes System gibt es bei den definierten Zustandsgrößen Druck, Temperatur und Konzentration nur einen stabilen Zustand, dem energieärmsten Zustand. Diese stabile Lage verlässt ein System nur bei Veränderung der Zustandsgrößen. Steht ein Körper im Energieaustausch mit seiner Umgebung, verändert sich die Temperatur des Körpers und der Umgebung bis zur Einstellung eines neuen Gleichgewichts.

Grundsätzlich sendet jede Oberfläche, unabhängig vom Aggregatzustand der betrachteten Materie eine elektromagnetische Strahlung, die sogenannte Temperaturstrahlung aus. Diese Strahlung breitet sich im freien Raum als transversale Welle geradlinig mit Lichtgeschwindigkeit aus. Alle Strahlungen welche das elektromagnetische Spektrum bilden, unterscheiden sich nur in der Amplitude, der Frequenz und in ihrem Polarisationszustand untereinander. Dabei sind ihre Intensität (Amplitude) und Wellenlänge ausschließlich von der Temperatur abhängig. Das Produkt aus Wellenlänge und Frequenz ist stets die Lichtgeschwindigkeit.
Die Temperaturstrahlung oder Wärmestrahlung entsteht somit aus dem inneren Energiezustand einer Materie.

Bei Feststoffen und Flüssigkeiten sind im wesentlichen die Schwingungen im Raumgitter bzw. der Molekülverbände für die Intensität der Strahlung ausschlaggebend. Bei Gasen wird durch die Rotation, Schwingungen und Geschwindigkeitsenergie der einzelnen Atome, bzw. Moleküle der Energiezustand bestimmt.

Die Intensität der Wärmestrahlung von Festkörpern sowie Flüssigkeiten weist ein gleichmäßiges Spektrum von Wellenlängen auf, welches sich kontinuierlich vom sichtbaren in den fernen Infrarotbereich erstreckt. Während Gase nur in bestimmten engen Wellenlängenbereichen Strahlung aufweisen.