Um mit dem menschlichen Auge Infrarotstrahlen zu erfassen, braucht es eine spezielle Technik. Mithilfe von Wärmebildkameras können Sie Oberflächen-Temperaturen messen und ein Wärmebild erstellen. Wir erklären Ihnen, was Wärmebildkameras sind, welchem Zweck sie dienen und was Sie investieren müssen.
Alles auf einen Blick:
- Mit Infrarot-Wärmebildkameras kann die Grad-Abstrahlung von Oberflächen gemessen werden.
- Die Anwendung ist relativ einfach und funktioniert auch bei Dunkelheit.
- Die Kameras sind mit einer integrierten Display-Anzeige ausgestattet, auf der die Ergebnisse problemlos abgelesen werden können.
- Genutzt werden Infrarot-Kameras unter anderem für die Brandbekämpfung und als Überwachungskameras.
Definition
Gegenstände weisen unterschiedliche Temperaturen auf und geben Infrarotenergie ab. Das ist für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar, wird von einer Wärmebildkamera aber erfasst. Diese Art der Kamera wird in vielen verschiedenen Bereichen eingesetzt.
Was ist eine Wärmebildkamera?
Infrarotkameras, die auch Thermografie- oder Thermalkameras genannt werden, ähneln vom Aussehen her einer normalen Digitalkamera mit großem Display, sind aber im Gegensatz zu dieser in der Lage, Infrarotstrahlen zu empfangen und als Bild wiederzugeben. Die Funktion ist auch unter den Begriffen Wärmebildgerät, vor allem beim Militär, und FLIR bekannt. FLIR bedeutet Forward Looking Infrared und ist gleichzeitig auch eine Marke, die FLIR-Wärmebildkamera. Am bekanntesten sind in diesem Bereich sicherlich die FLIR C5 sowie die FLIR One. Aber es gibt auch zahlreiche andere Hersteller, wie zum Beispiel Fluke, HTI-Xintai, Seek Thermal oder Bosch, die unter anderem die Bosch Professional GTC 400 C im Programm haben. Entsprechendes Zubehör mit unterschiedlicher Funktion in der Anwendung ergänzt die Programme.
Die Geräte gibt es sowohl fest montiert, zur kontinuierlichen Erfassung, als auch portabel – einsetzbar in Bereichen wie der Jagd oder zu einer ersten Fehlersuche vor Ort. Manche verfügen zusätzlich über eine Bild-in-Bild-Funktion oder eine Gaserkennung.
Wie funktioniert eine Infrarotkamera?
Mithilfe der verwendeten Technik lassen sich verschiedene Temperaturen von Gegenständen erfassen, die für das menschliche Auge nicht erkennbar sind. Möglich ist dies, da alle Gegenstände unterschiedliche Wärmegrade aufweisen und entsprechende Infrarotenergie abgeben. Während Steine beispielsweise im Vergleich recht kalt sind und daher grün dargestellt werden, wird der menschliche Körper mit seiner relativ hohen Temperatur rot dargestellt. Mit dem Verfahren, das auf der sogenannten Thermografie basiert, lassen sich zum Beispiel auch Energieverluste aufzeigen.
Damit es gelingt, die verschiedenen Oberflächentemperaturen farblich darzustellen, verfügt das Gerät über ein optisches System, das die eingefangene Energie mittels Sensor Array zusammenfasst und durch Pixel in einem Raster anordnet, und zwar in der bestmöglichen Auflösung. Dadurch wird ein elektronisches Signal erzeugt, das wiederum zur farbigen Darstellung umgewandelt wird, die als Wärmebild direkt vom Display der Kamera abgelesen werden kann.
Erweiterte Technologien wie beispielsweise die IR-Fusion® Technologie bieten eine Optimierung an, indem ein Bild im sichtbaren Lichtspektrum mit IR-Bildern kombiniert wird.
Wo werden Wärmebildkameras eingesetzt?
Infrarot-Wärmebildkameras kommen in verschiedenen, auch temperaturkritischen Bereichen zum Einsatz:
- Bei Bränden
Die Feuerwehrleute können mithilfe eines Wärmebildgerätes herausfinden, ob sich in dem brennenden Gebäude noch Personen befinden. - Für Drohnen
Vor allem für Notfalleinsätze, bei denen die Rettungskräfte die Situation aus der Luft beurteilen wollen, kann sich die Thermografie lohnen. - Für die Jagd
Im Bereich der Jagd dürfen tragbare Wärmebildkameras zum Beobachten eingesetzt werden. Es ist jedoch verboten, Tiere damit anzuvisieren. - Zur Überwachung der Natur
Forscher machen so beispielsweise die Bewegungsmustern von Tieren deutlich. - In der Schifffahrt
Die Schifffahrt profitiert vor allem bei schlechter Sicht von der Technik: Kollisionen mit anderen Schiffen können verhindert werden. - Für die Überwachung
Infrarotkameras eignen sich auch hervorragend als Überwachungskameras. Sie bieten selbst bei absoluter Dunkelheit optimale Bilder. - Für Forschung, Wissenschaft und Technik
Ungewöhnliche Temperaturunterschiede können ein Anzeichen für bevorstehende Probleme sein. Wärmebildkameras helfen dabei, Schwachstellen in technischen Anlagen aufzudecken. Dies ist vor allem bei Anlagen wichtig, bei denen die Sicherheitsstandards sehr hoch sind (vorbeugende Instandhaltung). In der Industrie werden mithilfe von IR-Kameras auch Anlagen mit explosiven Gasen überwacht.
Ein weiteres Einsatzgebiet ist gerade im privaten Bereich das optische Darstellen von Wärmeverlusten bei Häusern. Wärmebilder zeigen hier, wo die Schwachstellen, zum Beispiel in der Dämmung, liegen.
Vor- und Nachteile
IR-Kameras eignen sich für zahlreiche Bereichen, können sogar bei absoluter Dunkelheit Objekte sichtbar machen. Allerdings sollten Sie bei der Auswahl der richtigen Wärmebild-Kamera genau Ihre Bedürfnisse in der Anwendung festlegen und auf die entsprechenden Extras wie einfache Handhabung, Taschengröße oder Bild-in-Bild-Funktion, aber auch auf das für Sie richtige Zubehör wie einen integrierten Laser-Entfernungsmesser achten.
Wo liegen die Vor- und Nachteile einer IR-Kamera?
Der größte Vorteil von Wärmebildgeräten besteht sicherlich darin, dass sie die Temperaturen großer Flächen gleichzeitig feststellen können und zwar aus größerer Entfernung, was in manchem Situationen die Sicherheit erhöht. Im Vergleich zur exakten Messung mit einem Thermometer fallen die Ergebnisse allerdings schlechter aus.
Ein weiteres Problem besteht dann, wenn die Objekte sich schnell bewegen. In diesem Fall sollte eine Hochgeschwindigkeits-Wärmebildkamera eingesetzt werden, die eine hohe Bildfrequenz liefert. Der herkömmliche Messbereich ist in der Regel auf weniger als 50 Hz begrenzt, was nicht ausreicht für die Aufnahme sich schnell bewegender Objekte.
Vorteile in der Übersicht:
- im Vergleich zum Thermometer kann mit Infrarot eine größere Fläche überwacht werden
- um die Temperatur einer Fläche zu messen, sind keine Berührungen notwendig
- selbst, wenn es sehr dunkel ist oder eine starke Rauchentwicklung vorherrscht, lassen sich Objekte erkennen
- mithilfe von Infrarot-Thermografie ist das Aufspüren von Schwachstellen in technischen Anlagen möglich
Nachteile in der Übersicht:
- glatte Oberflächen und Glas können nur schwer gemessen werden, auch Reflexionen können das Bild stören
- im Vergleich zur Messung mit einem Thermometer liefert eine Infrarotkamera meist schlechtere Ergebnisse
- relativ teuer in der Anschaffung
- bei schnellen Bewegungsabläufen liefert die Kamera keine exakten Ergebnisse
Wie ist das Preis-Leistungs-Verhältnis?
Noch vor einigen Jahren war die Technologie sehr teuer, unter 5.000 Euro war keine Infrarotkamera zu haben. Heute ist die Thermografie deutlich erschwinglicher, es gibt neben den bekannten wie FLIR oder Fluke immer mehr Anbieter mit immer mehr Modellen und sogar Extra-Aufsätze für iOS oder Android-Geräte.
Die Preise für Kameras dieser Art richten sich unter anderem nach dem Hersteller, nach der verwendeten Technologie, nach den Eigenschaften des Gerätes und natürlich nach den Extras, die für Ihren Bedarf notwendig sind. Hersteller wie FLIR bieten Infrarotkameras in unterschiedlichen Preisklassen an. Je nachdem, ob die Kamera im privaten Bereich oder professionell, zum Beispiel bei der Feuerwehr, eingesetzt werden soll, unterscheiden sich die Preise erheblich.
Günstige Kameras für den Freizeitbereich
Wenn Sie die Kamera beispielsweise für die Tierbeobachtung kaufen möchten, müssen Sie mit mindestens 200 Euro rechnen. Auch diese Geräte haben teilweise schon eine sehr gute Infrarot-Bildauflösung. Nach oben hin ist die Skala natürlich offen – je nachdem, auf welches Zubehör und welche Extras Sie bei Ihrem Wärmebildgerät nicht verzichten möchten. Im privaten Bereich sollten Sie vor allem auf eine einfache Handhabung und eine praktische Funktionsweise achten. Im Einstiegsbereich werden Kameras ab 80 x 60 Pixel angeboten.
Eine so geringe Auflösung erkennt allerdings besonders kleine Objekte oder solche in großer Entfernung nicht mehr.
Teure Produkte für Profis
Profi-Wärmebildkameras kosten mehrere tausend Euro. Je hochwertiger je mehr Reichweite benötigt wird, je besser die Bild-Auflösung ist und je mehr Leistung beziehungsweise Funktionsweisen sie bieten, desto teurer sind sie natürlich auch. Trotzdem: Nicht immer sind die teuersten auch die besten Wärmebildkameras. Ein Vergleich kann sich lohnen.
Worin besteht der Unterschied zu einem Nachtsichtgerät?
Der größte Unterschied zwischen Wärmebildkamera und Nachtsichtgerät ist die verwendete Technologie. Nachtsichtgeräte verstärken lediglich das noch vorhandene Licht, während Infrarotkameras mithilfe von IR-Bildern arbeiten und hierdurch exaktere Ergebnisse liefern. Das bedeutet, dass das Wärmebildgerät auch bei vollkommener Dunkelheit zuverlässige Bilder liefert.
Das Nachtsichtgeräte erkennt zudem bei Staub oder Rauch sowie bei Nebel kaum oder gar keine Objekte – im Gegensatz zur Wärmebildkamera, die auch hier punktet.
Fazit
Wärmebildkameras eignen sich hervorragend, um Temperaturunterschiede auf größeren Flächen sichtbar zu machen. Sie verwenden hierfür die von Objekten abgestrahlten Infrarotstrahlen und können so erkennen, welche Bereiche besonders heiß und welche eher kühl sind. Vor allem für den Brandschutz, aber auch für die Verwendung als Überwachungskamera oder zum Erkennen von Wärmeverlust oder sich abzeichnenden Problemen sind sie gut geeignet.
