Wärmebildkameras

Wärmebildkameras sind opto-elektronische Geräte, die Infrarotstrahlung in ein sichtbares Bild umwandeln. Das erzeugte Thermogramm zeigt die räumliche Verteilung der Oberflächentemperaturen von Objekten. Im Gegensatz zu herkömmlichen Kameras arbeiten sie im infraroten Spektrum, typischerweise im LWIR-Bereich (ungefähr 7 bis 14 Mikrometer).

Funktionsprinzip: Ein Wärmebildsensor erfasst IR-Strahlung und wandelt sie in elektrische Signale um. Die Sensoren bestehen meist aus ungekühlten Mikrobolometern, die Temperaturänderungen der Detektorschicht in Widerstandsänderungen übersetzen. Das System rekonstruiert daraus ein Graustufen- oder Farbbild, wobei wärmere Bereiche oft in warmen Farben dargestellt werden.

Typen: Gegenwärtig dominieren ungekühlte Mikrobolometer-Kameras in Handheld- und fest installierten Systemen. Gekühlte Detektoren kommen vorrangig in High-End-Militär-, Luftfahrt- oder Forschungsanwendungen zum Einsatz.

Anwendungen: Bauwesen und Energiediagnostik (Dämmverluste, Leckagen), Industrie- und Maschinenwartung (Hotspots an Maschinen), Feuerwehr (Brandherde lokalisieren), Sicherheit und Überwachung, medizinische Thermographie und wissenschaftliche Forschung. In der Fahrzeugtechnik dienen IR-Kameras als Nachtsichtsysteme.

Vorteile: Betrieb unabhängig von Umgebungslicht; Erkennung von Temperaturunterschieden und Hotspots; nicht-kontaktierte Messung; Einsatz bei schlechten Sichtverhältnissen.

Einschränkungen: Die Bildauflösung ist oft geringer als bei sichtbaren Kameras; Emissivität und Oberflächenbeschaffenheit beeinflussen Messwerte; Reflexionen, Wetter und Staub stören die Messung; Kosten und Bedarf an Kalibrierung und Schulung.

Historie: Wärmebildkameras entstanden in der Militärforschung der Mitte des 20. Jahrhunderts; der Durchbruch kam mit ungekühlten Mikrobolometern in den 1990er Jahren, die den Massenmarkt ermöglichten.

Siehe auch: Thermografie, Infrarotkamera.