Optische Verfahren

Die Infrarot-Thermografie ist ein strahlungsbasiertes, berührungsloses, Verfahren zur Messung von Oberflächentemperaturen. Jeder Körper mit einer Temperatur von T > 0 K strahlt Energie im elektromagnetischen Spektrum aus. Diese abgestrahlte Energie ist unmittelbar mit der Oberflächentemperatur des Körpers verknüpft. Zur Messung der Temperatur muss bestimmt werden, wie viel Energie bei welcher Wellenlänge abgestrahlt wird. Aus dieser Information lässt sich dann mit Hilfe des Plankschen Gesetzes und des Wienschen Verschiebungs-Gesetzes die Temperatur bestimmen.
Infrarotbasierte Temperaturmessgeräte bestehen aus optischen Messköpfen, in denen die einfallenden Photonen in elektrische Signale umgewandelt werden. Eine nachgeschaltete Auswerteelektronik liefert unmittelbar die gesuchte Oberflächentemperatur. In der Praxis werden heutzutage meist flächige Messgeräte, Infrarot-Kameras, angewendet, die die einfallende Strahlung mittels eines hochempfindlichen CCD-Chips flächig auswerten können.
Kommerzielle Infrarot-Kameras sind üblicherweise in drei unterschiedlichen Wellenlängenbereichen erhältlich: im kurzwelligen (SWIR), im mittelwelligen (MWIR) oder im langwelligen (LWIR) Infrarotbereich. Der Grund hierfür liegt im wellenlängenabhängigen Transmissionsgrad von Luft, der in genau diesen drei Bereichen maximal ist.

Am Fachgebiet Aerodynamik ist eine Infrarotkamera der Firma FLIR im Einsatz. Die SC3000
arbeitet im langwelligen Infrarotbereich von 8-9μm und besitzt einen "Quantum Well Infrarot Photonen" (QWIP) Detektor. Sie hat eine räumliche Auflösung von 320 x 240 Pixel und eine zeitliche Auflösung von 50Hz im Vollbildmodus und bis zu
750 Hz  im Teilbildmodus (Anzahl der Zeilen wird reduziert).
Die technischen Daten der Infrarotkamera sind im Folgenden zusammengetragen:

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. W. Nitsche [4]