Wie wählt man eine Wärmebildkamera für die wissenschaftliche Forschung aus?

Da Infrarot-Wärmebildkameras eine berührungslose Temperaturmessung ermöglichen, gewährleisten sie Sicherheit und liefern gleichzeitig präzise thermische Daten. Daher sind sie zu unverzichtbaren Werkzeugen für die Erfassung von Temperaturdaten in einer Vielzahl von Forschungs- und Entwicklungsprojekten geworden.

Um Ihnen bei der Auswahl einer Wärmebildkamera zu helfen, die Ihren Forschungsanforderungen am besten entspricht, erläutert dieser Leitfaden die wichtigsten Parameter und typischen Anwendungsszenarien und ermöglicht so einen fundierteren und wissenschaftlich fundierten Auswahlprozess.

1. Welcher Temperaturbereich soll gemessen werden?

Bei der Auswahl einer Wärmebildkamera zur Temperaturmessung sollten Sie zunächst den ungefähren Temperaturbereich des zu messenden Objekts berücksichtigen. Verschiedene Arten von Infrarot-Wärmebildkameras unterstützen unterschiedliche Messbereiche.

Beispielsweise können geschmolzene Metallwerkstoffe Temperaturen von bis zu 1601,9 °C erreichen. In solchen Fällen ist es ratsam, Modelle zu wählen, die Hochtemperatur-Objektive unterstützen, wie beispielsweise die H-Serie (Messbereich: –40 °C bis 2000 °C) oder die PT-II-Serie (Messbereich: –40 °C bis 2500 °C), die speziell für die Anforderungen von Anwendungen mit extrem hohen Temperaturen ausgelegt sind.

Im Gegensatz dazu reicht in Niedrigtemperaturszenarien – wie beispielsweise bei hydrophoben Materialien bei –12,2 °C – eine Wärmebildkamera in Standardkonfiguration aus, um genaue Temperaturdaten zu erhalten.

2. Welcher Grad an Temperaturgenauigkeit ist erforderlich?

Die Zuverlässigkeit der Temperaturdaten hängt in erster Linie von der Messgenauigkeit und Stabilität der Wärmebildkamera ab. Die Temperaturgenauigkeit bezieht sich auf die Abweichung zwischen dem Messwert und dem tatsächlichen Wert.

In industriellen Umgebungen liegt die typische Genauigkeitsanforderung für Wärmebildkameras bei ±2 °C. Viele wissenschaftliche Forschungsanwendungen erfordern jedoch eine höhere Präzision. So bietet beispielsweise die Guide Sensmart PT II-Serie eine Messgenauigkeit von bis zu ±1 °C, was sich besser für Forschungsszenarien eignet, die eine Trendanalyse erfordern, wie etwa die Verfolgung von Temperaturschwankungen im Zeitverlauf.

3. Welche Bildrate wird benötigt?

Die Bildrate bezeichnet die Anzahl der Bildrahmen, die eine Wärmebildkamera pro Sekunde aufnimmt. Sie bestimmt direkt die Fähigkeit der Kamera, Temperaturänderungen bei dynamischen Objekten zu erfassen.

In den meisten Fällen erfüllen die intelligenten Wärmebildkameras der H-Serie mit einer Bildrate von 30 Hz die Anforderungen gängiger Temperaturmessaufgaben, wie zum Beispiel:

• Prüfung elektrischer Geräte

• Prüfung der thermischen Leistung von Leiterplatten

• Tests zum Laden und Entladen von Batterien

Bei der Messung von kurzzeitigen Erwärmungsvorgängen oder sich schnell bewegenden Objekten ist jedoch eine höhere Bildrate erforderlich. Die Flaggschiff-Wärmebildkamera PT II mit einer Bildrate von 50 Hz eignet sich besser für die Erfassung schneller Temperaturänderungen in Anwendungen wie:

• Prüfung des schnellen Temperaturanstiegs bei Batterien

• Fehlersimulation bei rotierenden Maschinen

• Temperaturüberwachung beim Laserschweißen

Eine höhere Bildrate hilft, Bewegungsunschärfe zu vermeiden, die andernfalls zu ungenauen Temperaturmesswerten führen kann.

4. Wie groß ist das Messobjekt und wie weit entfernt ist es?

Vor der Auswahl einer Wärmebildkamera ist es unerlässlich, die Zielgröße auf die Messentfernung abzustimmen, da dies ein entscheidender Faktor zur Vermeidung von Messfehlern ist. Bei der Auswahl eines geeigneten Geräts sollten daher Auflösung und Brennweite berücksichtigt werden.

• Die Auflösung (z. B. 120×90, 256×192, 384×288, 640×512, 1280×1024) bestimmt den Detaillierungsgrad, den eine Wärmebildkamera erfassen kann. Eine höhere Auflösung ermöglicht die Erkennung kleinerer Ziele bei gleicher Entfernung.

• Die Brennweite (z. B. 2,28 mm, 7 mm, 10,5 mm, 37,5 mm, 50 mm) bestimmt das Sichtfeld (FOV).

Kürzere Brennweiten bieten ein breiteres Sichtfeld und eignen sich daher für die Beobachtung großer Objekte aus nächster Nähe. Längere Brennweiten bieten ein engeres Sichtfeld und eignen sich daher besser für die Fokussierung auf kleine Objekte in größerer Entfernung.

Darüber hinaus können Guide Sensmart-Wärmebildkameras mit Makroobjektiven ausgestattet werden, was die Temperaturanalyse extrem kleiner Objekte wie Nanomaterialien, Elektronikchips und Mikrokomponenten ermöglicht.

5. Sind wiederholte Tests und vergleichende Analysen erforderlich?

In der Produktforschung und -entwicklung sind die von einer Wärmebildkamera gelieferten Temperaturdaten nur der Ausgangspunkt. Der eigentliche Wert liegt in der Überprüfung und Analyse dieser Daten.

Für Aufgaben wie wiederholte Temperaturtests, die Organisation von Daten, Vergleichsanalysen und die Erstellung von Berichten kann der Einsatz professioneller Infrarot-Analysesoftware wie ThermoTools sowohl die Effizienz in Forschung und Entwicklung als auch die Zuverlässigkeit der Versuchsergebnisse erheblich verbessern.

Ganz gleich, ob Sie in Umgebungen mit extrem hohen Temperaturen oder niedrigen Temperaturen arbeiten, mikroskopisch kleine Objekte messen, kurzzeitige thermische Veränderungen erfassen oder eine eingehende Analyse der Temperaturdaten durchführen – Guide Sensmart bietet Ihnen eine maßgeschneiderte Lösung für Ihre Anforderungen.

Wir hoffen, dass dieser Leitfaden Ihnen hilft, unnötiges Ausprobieren zu vermeiden und das richtige Wärmebildgerät auszuwählen, das wirklich zu Ihren