Infrarot Thermometer – Genauigkeit und Funktionsweise

Was ist eigentlich ein Infrarot Thermometer und wie funktioniert es? Das sind Fragen, die sich der Laie öfter stellen mag. Ein Infrarot Thermometer, das man auch als Pyrometer bezeichnet, misst die Wärme eines Objektes ohne es zu berühren.

Infrarot Thermometer Funktionsweise

Während bei einem herkömmlichen Thermometer eine sich ausdehnende oder zusammenziehende Flüssigkeit durch Kontakt mit der Umgebung eine Erwärmung oder eine Abkühlung erfährt, die man auf einer Skala ablesen kann, beruht die Funktion eines Infrarot Thermometers auf völlig anderen Grundlagen.

Die seit 300 Jahren gebräuchlichen klassischen Thermometer verfügen über ein dünnes Röhrchen, in dem die eingefüllte Flüssigkeit durch Erwärmung an Volumen zu- oder bei Abkühlung abnimmt. Die jeweilige Temperatur wird auf der aufgebrachten Skala abgelesen.

Ein Pyrometer misst die Wärme, indem es die Strahlung innerhalb eines bestimmten Frequenzspektrums bündelt und auf einen Sensor leitet. Aus der Menge der einfallenden Strahlen kann dieser die exakte Temperatur bestimmen. Diese Funktionsweise machen sich auch digitale Fieberthermometer zunutze, die in Sekundenbruchteilen die jeweilige Körpertemperatur messen können.

Berührungslose Temperaturmessung

Jedes Objekt sendet eine messbare Wärmestrahlung aus. Die Temperatur kann also über diese bestimmt werden. Ist ein Objekt kälter, als das zur Messung eingesetzte Infrarot Thermometer, sendet dieses Strahlen an das Objekt zurück. Man spricht von einem sogenannten negativen Strahlungsfluss. Der Messbereich ist dank moderner Technologie extrem hoch. Allerdings gibt es zu bedenken, dass die Intensität der Wärmestrahlung auch von der Beschaffenheit des Materials abhängig ist.

Unterschiedliche Stoffe geben auch unterschiedliche Strahlungsmengen ab, obwohl sie die gleiche Temperatur haben. Um diese Fehlerquelle auszuschließen, ist es notwendig, den jeweiligen als Emissionsgrad bezeichneten Wert zu kennen.

Die Haut des Menschen verfügt über einen relativ konstanten Emissionsgrad. Daher spielt dieser Faktor bei einem Fieberthermometer keine bedeutende Rolle, wenn es darum geht, ein genaues Ergebnis zu erzielen.

In anderen Bereichen, wie zum Beispiel bei technischen Messungen, muss der Emissionsgrad des jeweiligen Materials zum Zeitpunkt der Messung bekannt sein.

Welche Arten von Pyrometern gibt es?

Die berührungslose Temperaturmessung findet in vielen Anwendungsbereichen Verwendung. Das Spektrum reicht vom medizinischen Gebrauch, über die Nutzung im Haushalt bis zum Einsatz in der Industrie.

Die Geräte werden in folgenden Bereichen eingesetzt:

  • in der Medizin werden sie als Fieberthermometer genutzt. Die Temperatur wird am Trommelfell mit einem Ohrthermometer oder an der Stirn mit einem Stirnthermometer gemessen.
  • in der Küche erweisen Pyrometer nützliche Dienste bei der Zubereitung von Säuglingsnahrung, sind aber auch bei der Zubereitung von Heißgetränken wie Kaffee oder Tee im Gebrauch. Leidenschaftliche Köche verwenden sie auch zur Messung der Gartemperatur für Fleisch, Steaks und vielem mehr.
  • in Haus und Garten gibt es zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten. Hier können zum Beispiel Quellen für Wärmeverluste im Haus aufgespürt, die Heizungstemperatur kontrolliert oder die Temperatur von laufenden Motoren gemessen werden.
  • in der Industrie leisten Pyrometer einen wichtigen Beitrag für die unterschiedlichsten Zwecke. Im professionellen Einsatz ist es erforderlich, dass die Geräte exakt für die von ihnen zu bewältigende Aufgabe konfiguriert sein müssen. Präzise Einstelloptionen und ein verfeinerter Messbereich sind zwingend notwendig. Die Geräte werden zum Beispiel zur Kontrolle von Produktionsstraßen eingesetzt.
  • in der Forschung ist eine hochgradige Spezialisierung der Geräte unablässig. Gemessen werden hier zum Beispiel Oberflächentemperaturen oder die Wärmeverteilung innerhalb eines geschlossenen Systems.

Infrarot Thermometer Genauigkeit

Besonders im Industriellen- oder Forschungsbereich sind exakte Messungen von größter Bedeutung. Für die einfacheren Anwendungen muss man Toleranzen von bis zu 0,5 Grad hinnehmen. Das ist letztlich natürlich eine Preisfrage.

Geräte mit hoher Genauigkeit können schon einmal tiefe Löcher ins Budget reißen. Man erhält aber bereits für durchaus akzeptable Kosten ein funktionstüchtiges Gerät. In den meisten Fällen ist eine gewisse minimale Abweichung durchaus zu verschmerzen.

Ein empfehlenswerter Hersteller von Thermometern und digitalen Wetterstationen ist zum Beispiel die Firma TFA Dostmann aus Reicholzheim.

Die Vorteile der berührungslosen Temperaturmessung

  • Messungen können auch an bewegten Objekten vorgenommen werden
  • schwer zugängliche Stellen sind kein Problem mehr
  • auch heiße Objekte können bedenkenlos gemessen werden
  • sekundenschnelle und präzise Messergebnisse
  • völlig schadlose Messungen ohne Auswirkungen auf das zu messende Objekt möglich
  • berührungsfreies Arbeiten mit entsprechend geringem Verschleiß
  • in der Regel sehr einfach zu bedienen
  • Aufspüren von Schwachstellen
  • wertvolle Zeit wird eingespart und damit oftmals bares Geld

Anwendungen für Infrarot Thermometer  im Alltag

Da wäre zunächst das digitale Fieberthermometer, das in keinem Haushalt fehlen sollte. Insbesondere dann, wenn Kleinkinder im Haus sind.

In der Küche liefern die präzisen und schnellen Messgeräte gute Dienste beim Garen und Kochen und im technischen Bereich sind sie unerlässliche Helfer für zerstörungsfreie Messungen.

Klimatechniker benötigen genaue Informationen über die Temperaturverteilung im Raum und bei der Einstellung von Öl- und Gasheizungen lassen sich die Temperaturen im Brenner problemlos messen.

Auch in der KFZ-Diagnose spielt die berührungslose Temperaturmessung eine große Rolle. Fehlerquellen schnell lokalisieren zu können erspart den aufwendigen testweisen Austausch kostspieliger Teile. Von der Klimaanlage, über Kühl- Brems- und Einspritzsystem und Erhitzungen am Katalysator lassen sich Fehler schnell und unkompliziert ermitteln.

Ohne die Gefahr sich an heißen Teilen zu verbrennen oder schwer zugängliche Stellen nicht erreichen zu können liefern Pyrometer zuverlässige und schnelle Ergebnisse, die hohe Kosten durch den Austausch von Bauteilen vermeiden helfen.

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