Thermografie: Ihre Fragen, unsere Antworten.

Tauchen Sie ein in die Welt der Thermografie und vertiefen Sie Ihr Wissen. Unsere Experten stehen bereit, um mit Ihnen alle Facetten des Einsatzes von Thermografie zu beleuchten.

Was ist Thermografie?

Die Thermografie ist eine Bildtechnik zur Darstellung der Oberflächentemperatur von Objekten. Es handelt sich um ein berührungsloses Messverfahren, das die von einem Objekt abgestrahlten Temperaturen erfasst und als Wärmebilder (Thermogramme) sichtbar macht. Die Thermografie wird in verschiedenen Bereichen von der Industrie bis hin zur Medizin eingesetzt, um Temperaturauffälligkeiten und damit verbundene potenzielle Probleme zu erkennen. Als nicht-invasive Technik bietet die Thermografie zudem wertvolle Informationen für Qualitätskontrollen und Präventivmaßnahmen.

Was ist eine Wärmebildkamera?

Wärmebildkameras wandeln die für das menschliche Auge unsichtbare Wärmestrahlung (Infrarotstrahlung) in elektrische Signale um. Eine Wärmebildkamera (oder Infrarotkamera) hilft beispielsweise beim Aufspüren von „heißen Stellen“, die Ausfälle bei elektrischen und mechanischen Anlagen zur Folge haben können. Elektrische Schaltschränke und Motorsteuerzentralen werden deshalb regelmäßig mit einer Wärmebildkamera untersucht. Auf diese Weise lassen sich Problemstellen in einem frühen Stadium entdecken und Produktionsausfälle verhindern.

Welche Wärmebildkameras gibt es?

Es gibt verschiedene Arten von Wärmebildkameras (Infrarotkameras) für unterschiedliche Anforderungen. Die Auswahl der geeigneten Kamera hängt von der spezifischen Anwendung, den zu messenden Temperaturen und den Umgebungsbedingungen ab und reicht von günstigen und bedienerfreundlichen Kameras bis hin zu hochspezialisierten HD-Kameras für Wissenschaft und Forschung.

Mit Wärmebildkameras lassen sich in sicherer Entfernung Systeme überwachen und Fehler diagnostizieren, die zu Störungen oder Energieverlusten führen können. Zentrale Anwendungsgebiete sind die Instandhaltung von Industrieanlagen und -maschinen, die Entwicklung und Überwachung von Elektronikkomponenten, die Energieberatung sowie das Bauhandwerk (Gebäudethermografie). In der Medizin unterstützen Wärmebildkameras in der Diagnostik. Auch Drohnen werden mit Wärmebildkameras ausgestattet. Sie kommen beispielsweise in der Agrar- und Forstwirtschaft zum Einsatz und helfen bei der Beobachtung von Tieren (Rehkitzrettung) und bei der Ermittlung von Wildschäden. Weitere Einsatzgebiete sind Inspektionen von Starkstromleitungen, Solar- und Windkraftanlagen aber auch die Personensuche, die Brandherd-Erkennung und die Brandbekämpfung.

Wärmebildkameras für Smartphones

Speziell für Smartphones entwickelte Wärmebildkameras erweitern dessen Funktionalität um die Fähigkeit zur Wärmebildaufnahme. Diese Kameras sind als externe Anbaugeräte erhältlich und werden direkt mit dem Smartphone verbunden. Smartphone-Wärmebildkameras unterstützen sowohl Profis als auch Heimwerker beim schnellen Auffinden von Wasserschäden und Wärmeverlusten sowie bei der Inspektion von elektrischen Schaltschränken. Aber auch bei der Suche nach einem verlorenen Haustier oder bei der Beobachtung von Wildtieren ist eine Smartphone-Wärmebildkamera hilfreich.

Was ist ein Pyrometer (Punktpyrometer)?

Ein Pyrometer (auch Strahlungsthermometer, Punktpyrometer, Temperaturmesspistole oder Infrarot-Thermometer) erkennt ebenso wie die Wärmebildkamera eine vom Objekt abgegebene Infrarotstrahlung und wandelt diese in Temperaturmesswerte um. Allerdings misst ein Punkt-Pyrometer lediglich die Temperatur eines einzigen Punkts und erzeugt kein Bild, sondern zeigt nur einen Messwert an. Als eine Art ortsfester Wärmesensor werden Punkt-Pyrometer häufig zur Temperaturmessung auf Hochtemperaturoberflächen verwendet, beispielsweise in Brennöfen.

Wo wird Thermografie eingesetzt?


Thermografie bzw. Wärmebildtechnik wird hauptsächlich in den folgenden Bereichen eingesetzt:

Gebäude und elektrische Anlagen

In Gebäuden spielen Thermografie-Geräte eine zentrale Rolle beim Aufspüren von Wärmelecks und Wasserschäden sowie bei der Überprüfung elektrischer Anlagen. Die Qualität von Gebäudehüllen wird gemessen, indem man Wärmebilder bei niedrigen Außentemperaturen und normaler Beheizung erstellt. Anhand der Thermogramme lassen sich minderwertig konstruierte oder defekte Stellen identifizieren, an denen Wärme verlorengeht (Dach, Fenster, Türen, Fassade etc.). Wasserschäden lassen sich mittels Thermografie zentimetergenau bestimmen, indem der Temperaturunterschied zwischen dem austretenden Wasser und der Umgebung ermittelt wird. Bei der Wartung elektrischer Anlagen dient die Thermografie dazu, Wärmeentwicklungen – beispielsweise durch eine unzureichende Leitfähigkeit – aufzuspüren und dadurch Energieverluste, aber auch Ursachen für Brände, zu vermeiden. Regelmäßige thermografische Inspektionen können auch zu einer optimalen Leistungsfähigkeit von PV-Anlagen beitragen, indem verschmutzte oder beschädigte Solarzellen oder eine fehlerhafte Verkabelung erkannt werden.

Industrieanlagen

Wärmebildkameras tragen in der Industrie dazu bei, Störungen frühzeitig zu identifizieren und dadurch die Sicherheit, Effizienz und Zuverlässigkeit von Prozessen zu verbessern. So werden sie verwendet, um elektrische Einrichtungen wie Schaltschränke und Leitungen zu überprüfen. Durch die Erfassung von Temperaturunterschieden werden überhitzte Komponenten oder lose Verbindungen detektiert, bevor es zu Schäden kommt. Bei der Überwachung von Maschinen und Anlagen helfen Wärmebildkameras bei der Beurteilung des Zustands von Lagern, Motoren und anderen mechanischen Teilen. Überhitzung kann auf mangelnde Schmierung oder andere Probleme hinweisen, die zu einem Ausfall führen können.

Automobil-Bereich

Im Kfz-Bereich reichen die Anwendungen für Wärmebildkameras von Fahrerassistenz-Funktionen über die Wartung bis hin zur Fehlerdiagnose. Als Teil von Nachtsichtsystemen ermöglichen sie es beispielsweise, Unfälle zu vermeiden, indem Personen und Tiere bei Dunkelheit oder schlechten Sichtverhältnissen frühzeitig erkannt werden. In der Fahrzeugwartung identifizieren Wärmebildkameras überhitzte Komponenten, elektrische Probleme und Lecks in Klimaanlagen, was zu einer effizienteren Fehlerdiagnose und Reparatur führt. In Hybrid- und Elektrofahrzeugen überwachen Wärmebildkameras die Temperaturverteilung in den Batterien. Die gleichmäßige Kühlung ist entscheidend, um ihre Sicherheit zu gewährleisten und die Lebensdauer zu verlängern.

Polizei und Feuerwehr

Für Feuerwehr, Polizei und Grenzschutz sind Wärmebildkameras unentbehrliche Hilfsmittel. Sie unterstützen bei der Suche nach Personen und deren Rettung und Bergung in unwegsamem Gelände oder bei schwierigen Sichtverhältnissen. Bei Bränden können die Hilfskräfte der Feuerwehr eingeschlossene Personen orten und in Sicherheit bringen. Glutnester lassen sich mit Hilfe von Wärmebildkameras auch bei Nullsicht identifizieren und Feuer somit zuverlässig löschen. Auch zum vorbeugenden Brandschutz und zur Brandfrüherkennung können Wärmebildkameras genutzt werden, indem man mit ihnen Freiflächen und Lager überwacht und kritische Temperaturzustände frühzeitig identifiziert und lokalisiert.

Human- und Veterinärmedizin

Sowohl in der Human- als auch in der Veterinärmedizin leistet die Thermografie wertvolle Dienste bei Vorsorge und Diagnostik. Ein Einsatzgebiet in der Humanmedizin ist die Brustkrebs-Früherkennung, bei der Thermografie-Geräte die Mammografie ergänzen. Sie erfassen berührungslos thermische Abweichungen, die auf einen Tumor hindeuten können. Hilfreich ist die Thermografie auch bei der Diagnose von Entzündungen und Durchblutungsstörungen sowie von Gelenkerkrankungen und Nervenschädigungen, beispielsweise nach einem Unfall. In der Veterinärmedizin werden Thermografie-Geräte häufig eingesetzt, um größere Tiere wie Pferde schonend zu untersuchen. Sie helfen bei der Einordnung von Beschwerden des Verdauungs- und Bewegungsapparats, ohne die Tiere zu großem Stress auszusetzen.

Landwirtschaft

In der Landwirtschaft findet die Thermografie Anwendung, um den Zustand von Pflanzen, Tieren und landwirtschaftlichen Anlagen zu überwachen. Durch die Analyse von Thermogrammen lassen sich kranke oder von Schädlingen befallene Pflanzen frühzeitig identifizieren und Anzeichen auf eine unzureichende Bewässerung erkennen. Auch kann man mit Hilfe von Thermografie den Reifegrad von Früchten oder Pflanzen bestimmen. In der Haltung von Nutztieren werden Wärmebilder zur Gesundheitsüberwachung eingesetzt. Durch die Messung der Körpertemperatur können Anzeichen von Krankheiten wie Fieber oder Entzündungen erkannt werden, bevor die Tiere Symptome zeigen. Bei Stallungen und Lagern werden Thermografie-Geräte verwendet, um Wärmelecks oder unzureichende Isolierung zu identifizieren. Dies ermöglicht eine rechtzeitige Reparatur und trägt zur Verbesserung der Energieeffizienz bei.

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Was ist der Unterschied zwischen aktiver und passiver Thermografie?

Der Unterschied zwischen aktiver und passiver Thermografie besteht darin, dass dem Messobjekt bei der aktiven Thermografie-Messung Wärmeimpulse zugeführt werden. Diese müssen nicht sonderlich stark sein. Es reichen meist ein paar zehntel Grad Celsius. Die Wärme wandert in das Innere des Objektes. Kommt es zu einem Fehler bei der Wärmeleitfähigkeit, bleibt die Oberfläche länger warm. Die passive Thermografie hingegen braucht keine externe Wärmequelle. Hier wird die Temperaturverteilung einer Oberfläche anhand der Eigenwärme des Objektes erfasst.

Wo kommt die aktive Thermografie zum Einsatz?

Die aktive Thermografie wird eingesetzt um Haftungsschwächen, Risse, Delaminationen, Blasen, Lufteinschlüsse oder Korrosionsbildung an Objekten ausfindig zu machen. Auch die Festigkeit von Schweiß-, Klebe- oder Lötverbindungen lässt sich mittels aktiver Thermografie prüfen.

Wo kommt die passive Thermografie zum Einsatz?

Die passive Thermografie zur Temperaturmessung und -überwachung ist enorm vielseitig und kommt deshalb in zahlreichen Branchen und Umgebungen zur Anwendung. Dazu zählen die Industrie, das Gebäudemanagement, die Bereiche Automotive, Elektro und Medizin sowie Forschung und Entwicklung, aber auch Sicherheit, Personensuche und Brandbekämpfung. Auch zum Auffinden von Wärmebrücken in der Bautechnik wird die passive Thermografie eingesetzt.

Wie groß ist die Tiefenwirkung einer Infrarot-Temperaturmessung?

Die Messung findet direkt an der Oberfläche statt, die Tiefenwirkung liegt praktisch bei null.

Sind die Wetterbedingungen für eine Thermografie-Messung relevant?

Es ist wichtig darauf zu achten, dass die Außenwände des Gebäudes weder vor noch während der Messung Sonnenstrahlung ausgesetzt sind. Ebenso können bei einer Außenthermografie bereits leichte Winde die Messwerte verfälschen.

Was ist die beste Zeit für eine Infrarot-Messung?

Thermografie-Messungen werden bestenfalls bei Dunkelheit durchgeführt, um verfälschte Werte durch Sonneneinstrahlung zu verhindern.

Thermografische Prüfung: Welche Normen sind relevant?

Die thermografische Prüfung von elektrischen Anlagen nach DIN 54191 ist ein verpflichtendes Messverfahren, das regelmäßig zur Kontrolle der Sicherheit und Funktionalität durchgeführt werden muss. Hier geht es insbesondere um Bereiche in Industriegebäuden wie Werkhallen und Lager. Hat die Anlage die Norm-Prüfung bestanden, wird ein amtliches Zertifikat und ein Prüfsiegel mit Datum der nächsten Prüfung ausgestellt. Die Prüfungsintervalle hängen von der Art, Komplexität und Größe des Objektes ab.

Schulungen nach DIN 54162 sind relevant für Personengruppen aus den Bereichen Energieberatung, Sachverständigenwesen für Bauschäden, Architektur, Baubiologie und Bauingenieurwesen, aber auch für Geschäftsführende und verantwortliche Mitarbeitende von Handwerksbetrieben sowie für Regulierungsbeauftragte der Versicherungswirtschaft. Die Schulungen umfassen Inhalte wie Vorschriften, Richtlinien und Normen sowie die Darstellung verschiedener Thermografie-Systeme, Wärme- und Temperaturmessung, Grundlagen der Strahlungsphysik, IR-Kameratechnik und Messparameter, Kamerabedienung, Thermogrammanalyse, passive und aktive Thermografie, Praxis bei Erkennung von Wärmebrücken, Luftundichtigkeiten und Durchfeuchtungen sowie Praxisleitfäden zur erfolgreichen (gerichtlich belastbaren) Berichterstellung. Die Prüfung wird von der unabhängigen Personen-Zertifizierungsstelle des TÜV abgenommen, den Abschluss bildet das Zertifikat „Fachkraft für Thermografie (TÜV) nach DIN 54162 und EN 473“.

Worauf muss ich beim Kauf einer Wärmebildkamera achten?

Beim Kauf einer Wärmebildkamera ist ein wesentliches Auswahlkriterium die Art der Anlage, die Sie überprüfen möchten. Geht es beispielsweise im Rahmen einer Instandhaltung darum, mechanische oder elektrische Probleme möglichst schnell zu erkennen, so eignen sich ergonomische und benutzerfreundliche Kameras besonders gut. Sie bieten ausreichend Flexibilität für die unterschiedlichsten Einsatzmöglichkeiten. Wärmebildkameras mit Spezialobjektiven wie Weitwinkel- oder Teleobjektiven sind sinnvoll, wenn Messungen aus größerer Entfernung vorgenommen werden sollen, beispielsweise in Bereichen mit schwer zugänglichen Motorsteuereinheiten oder an Hochspannungssystemen. Wenn es darum geht, sehr hohe Temperaturen wie beispielsweise an Drehrohröfen zu messen, sollten Thermografie-Geräte entsprechend kalibriert werden können.

Zu den wichtigsten Auswahlkriterien für eine Wärmebildkamera zählen:

  • Thermische Auflösung: Je höher die thermische Auflösung, desto kleinere Temperaturunterschiede können erkannt werden.
  • Messbereich und Genauigkeit: Der Messbereich sollte den Anforderungen der geplanten Anwendung entsprechen, und die Genauigkeit des Geräts ist entscheidend für präzise Messungen.
  • Bildqualität und Auflösung: Eine höhere Bildqualität und Auflösung ermöglichen detailliertere Aufnahmen, was für die Identifizierung von Problemen wichtig ist.
  • Bildüberlagerung und Fusion: Die Möglichkeit, Wärmebilder mit optischen Bildern zu überlagern, erleichtert die Lokalisierung von Problembereichen.
  • Messgeschwindigkeit: Schnelle Messungen sind in einigen Anwendungen wichtig, z. B. bei der Überwachung sich rasch ändernder Prozesse.
  • Tragbarkeit und Ergonomie: Leichte, handliche Geräte mit einfachen Bedienelementen erhöhen die Benutzerfreundlichkeit, Mobilität und Flexibilität.
  • Datenspeicherung und -übertragung: Die Möglichkeit, Daten zu speichern und einfach zu übertragen, ist wichtig für die Dokumentation und Analyse.
  • Akkulaufzeit: Lange Akkulaufzeiten sind besonders wichtig bei mobilen Anwendungen oder Feldarbeiten.
  • Robustheit und Zuverlässigkeit: Ein robustes Design und Zuverlässigkeit sind entscheidend für den Einsatz in unterschiedlichen Umgebungen und Bedingungen.
  • Kalibrierungsmöglichkeiten: Regelmäßige Kalibrierungsoptionen sind wichtig, um die Genauigkeit der Wärmebildkamera zu gewährleisten.

Welche Firmen stellen Wärmebildkameras (Infrarotkameras) her?

Zu den wichtigsten Lieferanten für eine Wärmebildkamera zählen:


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