Thermografie – Wie funktioniert Wärmebild Technik
Auf dieser Seite habe ich ja bereits einiges über die Spektralfarben und dem Zusammenhang mit der Lichtbrechung geschrieben. Heute widme ich mich einem Untergebiet dieses Themas, der Thermografie. Das ist die Technologie, die hinter einer Wärmebildkamera steckt. Ich zeige euch wie sie funktionier und, in welchen Gebieten dieses Verfahren besonders häufig eingesetzt wird.
Was ist Thermografie?
Thermografie ein technisches Verfahren, bei dem die Wärmestrahlung von Gegenständen erfasst und für dsa menschliche Auge sichtbar gemacht wird. Sie funktioniert berührungslos.
Die Basis dieser Methode ist es ein Lichtspektrum mit einem Gerät (Kamera) zu erfassen, welches für das menschliche Auge sonst nicht sichtbar ist. Wärmestrahlung äußert sich in Form von Infrarot-Licht. Während Ultraviolett-Strahlung eine sehr kurze Wellenlänge hat, und deshalb nicht für uns sichtbar ist, ist es bei Infrarot die besonders hohe Wellenlänge, die es für das menschliche Auge unsichtbar macht.
Je nach Temperatur eines Gegenstandes, sendet dieser innerhalb des Infrarot-Bereichs auch mit einer unterschiedlichen Wellenlänge. Diese Strahlen werden durch eine Wärmebildkamera aufgefangen und die Temperaturunterschiede sichtbar gemacht. Das Resultat sieht ungefähr so aus:
Wie man auf dem Bild erkennt, gibt es eine Skala zwischen 24-37 Grad Celsius. Anhand der unterschiedlichen Färbung, kann man als Betrachter erkennen, welche Gegenstände bzw. Objekte wärmer und kühler sind. Im obigen Fall ist die Körpertemperatur der Frau deutlich höher als die der Raumluft, daher ist sie gelblich wiedergeben, während der Rest des Raumes um die 25 Grad einnimmt.
Wo wird die Thermografie insbesondere eingesetzt?
Bauthermografie
Ein wichtiges Anwendungsgebiet ist die Baubranche – die so genannte Bauthermografie. Nachdem das Thema CO2 Emissionen und Energiesparen in den letzten Jahren immer wichtiger geworden ist, müssen an vielen Gebäuden Optimierungen am Energieverbrauch vorgenommen werden. Aus diesem Grund sind auch Energieausweise von Gesetzes wegen her zu erstellen. Sie erfassen die Energieeffizienz von Gebäuden, um Aussagen über deren zukünftigen Energieverbbrauch zu liefern.
Mit Hilfe einer Wärmebildkamera kann in der Bauthermografie die korrekte Funktion einer Wärmeisolierung quasi mit dem Auge geprüft werden. Zudem lassen sich die Stellen identifizieren, an denen es offenbar zu größeren Wärmeverlusten kommt. Sie heißen in der Fachsprache Wärmbebrücken. Wenn man sie identifiziert, dann lassen sich die Maßnahmen ergreifen, welche die Energieeffizienz am wirksamsten verbessern können.
Hier im Video ist mehr zum Thema Bauthermografie im Zusammenhang mit Baugutachten zu sehen:
Für diesen Zweck ist es wichtig, eine möglichst hochwertige Kamera einzusetzen, die eine hohe Auflösung verwendet. Das erlaubt eine sehr genaue Lokalisierung von Stellen, an denen es zu hohen Verlusten an Wärme kommt.
Sicherheitstechnik
Ein weiteres, wichtiges Anwendungsgebiet ist die Sicherheitstechnik. Die Polizei verwendet zum Beispiel Wärmebildkameras, um bei Nacht Grenzen zu überwachen, oder den Standort von verfolgten Personen zu identifizieren. Es gibt viele Grenzgebiete, die für das bloße Auge nur schwer überschaubar sind. Insbesondere wenn Baum- und Buschwerk die Sicht erschweren. Wenn sich dort jemand verstecken würde, wäre es für die Sicherheitsbehörden auf normalem Wege schwer diese Personen ausfindig zu machen. Mit einer Wärmebildkamera sieht man jedoch sofort, wo sich Menschen in einem weiträumigen Gebiet verstecken. Somit ist es ein Leichtes, sie ausfindig zu machen. Man sieht solche Aufnahmen sehr häufig aus den USA, wo der Grenzschutz mit einer großen Menge an illegalen Grenzübergängen zu tun hat.
Die Feuerwehr wiederum verwendet Thermografie-Technik dafür, um die Glutnester von Bränden ausfindig zu machen. So erkennen sie die Quelle für einen Brand noch schneller. Zudem lässt sich so schneller klären, ob sich in einem brennenden Gebäude noch Menschen aufhalten, die gerettet werden müssen.
Welche Vorteile bietet die Thermografie
Mit Hilfe der Thermografie lassen sich Temperaturverteilungen auf großen Flächen dauerhaft und sehr genau überwachen. Dieses Verfahren liefert deutlich bessere Ergebnisse als der Einsatz von Thermometern an mehreren, verschiedenen Messpunkten.
Zudem lassen sich mit Hilfe verbundener, technischer Anwendungen Kriterien einrichten, die zu einem automatischen Alarm führen. So kann man zum Beispiel rechtzeitig erkennen, ob in einem Maschinenpark irgendwo eine kritische Temperatur überschritten wird. Sobald die Kamera das erkennt, kann sie automaticsh ein Warnsignal weiterleiten.
Die Thermografie lässt sich im Dunkeln nutzen und ermöglicht damit eine sehr gute Sicht zu einem Zeitpunkt, wo andere Verfahren nicht helfen. Nachtsichtgeräte wären zwar auch eine Alternative, allerdings können diese nicht so leicht dabei helfen Lebewesen / Wärmequellen vom Rest des Umfeldes zu unterscheiden.
Die Messung kann über eine große Distanz erfolgen und erlaubt es somit einen Sicherheitsabstand zu einer potenziellen Gefahrenquelle einzuhalten.
Nachteile der Thermografie
Eine Wärmebildkamera lässt sich im Außenbereich schwer anwenden, wenn die Wetterbedingungen ungünstig sind. So können zum Beispiel Schneefall oder heftiger Regen die Messung erschweren oder sogar unmöglich machen.