Was ist der Unterschied zwischen IR-Thermometern und Wärmebildkameras?

Wärmebildkameras und berührungslose Infrarot-Thermometer (IR-Thermometer) werden beide für berührungslose Temperaturmessungen in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Beide arbeiten nach demselben Prinzip: Sie erkennen die vom Zielobjekt abgegebene Infrarotstrahlung und wandeln diese in Temperaturmesswerte um. Jedoch bieten Wärmebildkameras gegenüber IR-Thermometern gleich mehrere Vorteile.

Ein IR-Thermometer, auch bekannt als Punkt-Pyrometer oder eine Temperaturmesspistole, liefert Ihnen eine einzige Zahl—die Temperaturmessung eines einzelnen Punkts auf Ihrem Ziel. Eine Wärmebildkamera liefert Temperaturmesswerte für jedes Pixel des gesamten Wärmebildes und ermöglicht es Ihnen, eine ganze Szene in Wärme zu visualisieren. Wärmebildkameras können auch Temperaturen aus größerer Entfernung auflösen, so dass der Benutzer große Bereiche schnell überprüfen kann.

Eine Wärmebildkamera kann Hotspots in einem Bild schnell identifizieren.

Da sie nach demselben physikalischen Prinzip wie Wärmebildkameras funktionieren, könnte man IR-Thermometer durchaus als Wärmebildkameras mit nur einem Pixel bezeichnen. Obwohl es für zahlreiche Aufgaben nützlich ist, kann der Anwender damit jedoch leicht wichtige Informationen übersehen, da sie nur einen einzigen Punkt messen.

Ein IR-Thermometer kann jeweils nur einen Punkt messen, d. h. es kann länger dauern, bis ein Hotspot oder ein anderer Fehler gefunden wird.

Messen von Temperaturen aus der Ferne

Ein großer Vorteil von Wärmebildkameras gegenüber IR-Thermometern liegt darin, dass sich damit auch präzise Temperaturmessungen aus größerer Entfernung vom Ziel ausführen lassen. Die Entfernung, in der eine bestimmte Wärmebildkamera oder ein IR-Thermometer ein Ziel einer bestimmten Größe genau messen kann und dennoch eine genaue Temperaturmessung erhält, wird als Verhältnis von Entfernung zu Größe (D:S-Verhältnis) bezeichnet.

Die meisten Wärmebildkameras haben ein viel größeres D:S-Verhältnis als IR-Thermometer. Ein durchschnittliches IR-Thermometer kann z. B. ein 1 cm großes Ziel in einer Entfernung von 10 bis 50 cm messen. Die meisten Wärmebildkameras können jedoch ein Ziel mit gleich großem Durchmesser (1 cm) aus mehreren Metern Entfernung messen.

Die FLIR TG54 beispielsweise hat ein D:S-Verhältnis von 24:1, d. h. sie kann ein 1 cm großes Ziel in 24 cm Entfernung messen (oder ein 1-Zoll-Ziel in 24 Zoll Entfernung). Die FLIR E8, eine Wärmebildkamera mit einer Auflösung von 320 × 240 Pixeln, hat ein D:S-Verhältnis von etwa 120:1, d. h. sie kann ein 1 cm großes Ziel in 120 cm Entfernung messen.

(Hinweis: Während das D:S-Verhältnis in der Regel als eine der Spezifikationen für IR-Thermometer angegeben wird, erfordert die Berechnung des D:S-Verhältnisses für Wärmebildkameras etwas mehr Arbeit—lesen Sie unseren Artikel Das Verhältnis von Entfernung zu Größe, um herauszufinden, wie wir zu dieser Zahl kommen.)

Wärmebildkameras wie die FLIR T865 sind in der Lage, die Temperatur aus großer Entfernung genau zu messen.

Viele der fortschrittlicheren Wärmebildkameras verfügen über austauschbare Objektive, die das D:S-Verhältnis der Kamera beeinflussen. Die FLIR T865 Wärmebildkamera kann beispielsweise mit einem Teleobjektiv mit 6° FOV kombiniert werden, um Wärmebildprüfungen von Zielen aus großer Entfernung durchzuführen.

Messung von Tausenden von Punkttemperaturen zur gleichen Zeit

Selbst wenn ein Hotspot zu klein oder zu weit entfernt ist, um genau gemessen werden zu können, kann eine Wärmebildkamera ihn beim Scannen eines Bereichs erkennen und dem Bediener die Möglichkeit geben, näher heranzugehen, um eine genauere Messung zu erhalten. Bei IR-Thermometern hingegen muss man in der Regel bereits wissen, wo sich der Hotspot oder der gewünschte Bereich befinden soll, bevor man versucht, ihn zu messen.

Große Bereiche mit vielen Komponenten mit einem IR-Thermometer zu scannen dauert sehr lange, da jede Komponente einzeln gescannt werden muss. Eine Wärmebildkamera kann selbst kleinste Probleme viel schneller erkennen.

Geräte wie bestimmte Kameras der FLIR TG-Serie kombinieren den praktischen Formfaktor eines herkömmlichen IR-Thermometers mit einer Wärmebildkamera, um Fehler schnell zu erkennen.

Messen kleiner Zielee

IR-Thermometer sind außerdem nur begrenzt in der Lage, die Temperatur an kleinen Objekten zu messen. Aber genau diese Funktion spielt bei der Inspektion von Elektronikbauteilen eine immer wichtigere Rolle. Da die Verarbeitungsgeschwindigkeit unserer Geräte in immer kleineren Gehäusen zunimmt, wird es immer schwieriger, Wege zu finden, die Wärme abzuleiten und Hotspots zu identifizieren.

Ein IR-Thermometer kann die Temperatur effektiv erfassen und messen, aber sein Messpunkt ist möglicherweise zu groß für die Messung extrem kleiner Komponenten. Eine mit einem Teleobjektiv ausgestatteten Wärmebildkamera kommt hier bereits mit einem 5μm (Mikrometer) kleinen Punkt pro Pixel aus. Damit können die Ingenieure und Techniker auch die Temperatur von sehr kleinen Zielobjekten zuverlässig messen.

Leistungsstarke Wärmebildkameras können Messungen in sehr kleinem Maßstab vornehmen.

Ein IR-Thermometer ist ein großartiges, erschwingliches Hilfsmittel für viele Anwendungen, insbesondere im Nahbereich, wenn man genau weiß, wo man messen muss. Allerdings ist eine Wärmebildkamera in der Regel das bessere Gerät, wenn es darum geht, einen großen Bereich schnell zu scannen. Erfahren Sie mehr über FLIR IR-Thermometer und handgeführte Wärmebildlösungen von FLIR.