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Thermografie – Fachbegriffe

 Infrarotthermografie

Befasst sich mit der Aufnahme und Analyse thermischer Informationen unter Verwendung berührungsloser Wärmebildgeräte.

Warum ist Temperatur wichtig

Temperatur ist eine Schlüsselgröße für fast alle Prozesse und Situationen

Nutzen der Thermografie

Thermografie ist berührungslos und funktioniert über (große) Entfernungen, sie ist bildgebend und funktioniert in Echtzeit

Infrarottechnik umfasst die Anwendungsbereiche

Kamerabedienung, Anwendung, Analysetechniken, Strahlungslehre, Wärmelehre, Inspektionsvorschriften, Berichterstellung

Zustandsorientierte Instandhaltung

Zustandsüberwachung zur Optimierung der Instandhaltung von z. Bsp.:

  • Rohrleitungen (Fußbodenheizung)
  • Gebäude
  • Anlagen / Photovoltaik
  • Maschinen (Motore, Lager…)
  • Betriebskessel / Behälter

Weitere Anwendungen

Forschung und Entwicklung, Human- und Veterinärmedizin, Qualitätssicherung, Prozessüberwachung, zerstörungsfreie Prüfung, verdeckte Bauteilsuche (z. Bsp. Trockenbauprofile, Heizleitungen…)

Level und Span

Span ist der Teil des betrachteten Temperaturbereiches

Level bezeichnet die Mitte des Span

Wichtigste Einstellungen

Temperaturbereich, optischer Fokus, Bildausschnitt

Temperaturbereich

Maximale bis minimale Temperatur im betrachteten Bereich.

Optischer Fokus

Ist wichtig für die Messgenauigkeit und Bildschärfe

Bildausschnitt

Erfasst das Messobjekt im Bild

Wärme

Die Wärmeenergie eines Körpers ist gleich der Summe der Bewegungsenergie seiner Moleküle

Wärme ist eine Energieform

Temperatur

Die Temperatur ist ein Maß der durchschnittlichen Geschwindigkeit der Moleküle und Atome eines Körpers

Absoluter Nullpunkt

Dies ist die theoretisch tiefste mögliche Temperatur.

273,15°C / 0K (Kelvin) / 459°F

Diese Temperatur stellt die geringste vorstellbare molekulare Bewegung, absoluter Stillstand, dar.

Energieerhaltungsgesetz

Die Summe der Gesamtenergie in einem geschlossenen System ist konstant.

Wärmestrom (Fließrichtung)

Wärme fließt spontan von warm nach kalt und überträgt dabei Wärme von einem Körper oder Ort auf einen anderen

Arten der Wärmeübertragung

Wärmeleitung, Konvektion, Verdunstung/Kondensation, Strahlung

Wärmeleitung

Ist die direkte Übertragung von Energie von Molekül zu Molekül, verursacht durch die Kollision von Molekülen

Wärmeleitung im stationären Zustand

Im stationären Zustand ist der Wärmestrom direkt proportional zur Wärmeleitfähigkeit des Körpers, der Querschnittsfläche des Körpers, durch welche die Wärme fließt und dem Temperaturunterschied zwischen den beiden Enden des Körpers.

Er ist umgekehrt proportional zur Länge, oder Dicke, des Körpers.

Stationäre Wärmeübertragung

Ein stabiler Zustand, ohne Temperaturveränderungen, mit einem konstanten Wärmestrom

Instationäre Wärmeübertragung

Veränderung der Temperatur und des Wärmestromes

Wärmeleitfähigkeit

(k oder auch λ) ist eine materialabhängige Eigenschaft. Die Einheit ist Watt pro Meter und Kelvin (W/mK)

Spezifische Wärmekapazität

Die Fähigkeit eines Materials Wärme zu speichern.

Konvektion

Ist eine Art der Wärmeübertragung, bei der ein Fluid (strömungsfähiger Stoff), Flüssigkeit oder Gas, entweder durch Schwerkraft, oder andere Kräfte in Bewegung gebracht wird und dabei Wärme von Ort zu Ort überträgt.

Verdunstung

Umwandlung von Flüssigkeit in Gas

Kondensation

Umwandlung von Gas in Flüssigkeit

Wärmeübertragung durch Strahlung

Bei der Wärmestrahlung wird Wärmeenergie durch Emission und Absorption elektromagnetischer Wellen übertragen.

Welle

Eine Störung oder Veränderung, bei der Energie in einem Medium fortschreitend von einem Punkt an einen anderen Übertragen wird und die als elastische Verformung oder Änderung des Drucks, der elektrischen oder magnetischen Intensität, der Spannung oder der Temperatur auftreten kann.

Lichtgeschwindigkeit

= 2,997925 * 108 m/s entspricht etwa 300.000 km/s

Wellenlängenbänder

  • Gammastrahlen

  • Röntgenstrahlen

  • UV-Strahlen

  • Sichtbares Licht

  • Infrarotstrahlen

  • Mikrowellen

  • Radiowellen

Emission

Abgabe von Strahlung (emittieren)

Absorption

Aufnahme und Speichern von Strahlung (absorbieren)

Reflexion

Rückgabe von Strahlung (reflektieren)

Transmission

Durchlassen von Strahlung (transmittieren)

Einfallende Strahlung

Gesamtheit der Umgebungsstrahlung, die auf einen Körper auftrifft.

α+τ+ρ=1=100%

α=Absorbieren

τ=Transmittieren

ρ=Reflektieren

Exitante Strahlung

Ist die gesamte Strahlung die einen Körper verlässt, unabhängig vom abstammenden Ursprung

Emissionsgrad und Absorpionsgrad

Die Fähigkeit eines Körpers, einfallende Strahlung zu absorbieren ist immer gleich der Fähigkeit, seine eigene Strahlung zu emittieren.

Scheinbare Temperatur

Ist der unkompensierte Messwert einer Infrarotkamera, der alle auf das Instrument anfallende Strahlung beinhaltet, ungeachtet der Quelle.

Temperaturgradient

Ist die ortsabhängige graduelle Veränderung der Temperatur auf einer Oberfläche

Thermische Feineinstellung

Temperaturskala des Bildes für das Messobjekt anpassen und somit den Kontrast optimieren (Einstellung von Level und Span)

Isotherme

Ersetzt bestimmte Farben in der Skala mit Kontrastfarbe und markiert so ein Intervall gleicher scheinbarer Temperarur.

Qualitative Thermografie

Verwendet die Analyse von Wärmemustern, um Auffälligkeiten aufzudecken, ihre genaue Position zu lokalisieren und sie zu beurteilen

Quantitative Thermografie

Dient die gemessene Temperatur als Kriterium zur Einschätzung des Schweregrades einer Auffälligkeit und zur Dringlichkeit von Reparaturen

Delta-T

Ist der Temperaturunterschied zwischen der tatsächlichen Temperatur des Bauteils mit der Auffälligkeit und einer Referenztemperatur