InfrarotTemperaturfühler

Ein Infrarot-Temperaturfühler ist ein Nichtkontakt-Sensor, der die von einem Objekt abgegebene Infrarotstrahlung erfasst und daraus die Oberflächentemperatur ableitet. Typische Bauformen umfassen Thermopile- oder Bolometer-Detektoren, eine Optik zur Bündelung der Strahlung, ggf. einen Emissionsfilter und eine Signalverarbeitungseinheit. Die Messung erfolgt in der Regel im mittleren Infrarotbereich (ungefähr 8 bis 14 Mikrometer), wobei der Sensor die empfangene Strahlung in eine Temperatur umwandelt.

Funktionsprinzip: Jedes Objekt emittiert Strahlung proportional zu seiner Temperatur. Der Sensor misst die spektrale Radiance und berechnet daraus eine Temperatur, wobei der Emissivitätswert ε des Materials, die Sichtlinie und Umweltstrahlung berücksichtigt werden. Da reale Oberflächen nicht perfekt schwarze Körper sind, ist eine Emissivitätseinstellung oder -korrektur wichtig. Die Genauigkeit hängt zudem von der Distanz-zu-Spot-Verhältnis, dem Strahlungsfenster und Umgebungsbedingungen ab.

Typen und Anwendungen: Infrarot-Temperaturfühler finden Anwendung in der Industrie, der Gebäudetechnik, der Lebensmittel- und Medizintechnik sowie in der Automobil- und Elektronikdiagnose. Es gibt kompakte Handgeräte, fest installierte Sensoren sowie Scanner, die Oberflächenbereiche oder bewegte Objekte erfassen. Typische Messgrößen sind Spotmessung, Flächenmessung oder kontinuierliche Temperaturüberwachung.

Vor- und Einschränkungen: Vorteile sind schnelle, berührungslose Messung und die Fähigkeit, sich bewegende oder schwer zugängliche Objekte zu erfassen. Einschränkungen ergeben sich aus der Emissivitätseinstellung, dem Einfluss von Feuchtigkeit, Staub oder Reflexionen sowie aus begrenzter Genauigkeit im Vergleich zu Kontaktsonden. Kalibrierung gegen bekannte Referenztemperaturen oder Blackbody-Standards ist üblich.

Ausgabe und Integration: Die Sensorelektronik liefert Analogleitungen (z. B. 0–10 V, 4–20 mA) oder digitale Schnittstellen (I2C, SPI, UART) zur Anbindung an Steuerungen, Datenlogger oder SIC-/SCADA-Systeme. Eine korrekte Ausrichtung, Genauigkeitsangabe und Emissionswert müssen bei der Anwendung beachtet werden.

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