Infrarot Thermometer

Infrarotthermometer (IR-thermometer) sind sogenannte Pyrothermometer, die mit Infrarotstrahlung Temperatur berührungslos auf Materialoberflächen messen können.

Funktionsprinzip
Jeder Gegenstand emittiert normalerweise Wärmestrahlung die mit der Temperatur zusammenhängt. Diese Strahlung kann mit einem Infrarotthermometer erfasst und ausgewertet werden. Die Grundlagen für diese Messung liegen im Stefan-Boltzmann-Gesetz, das grob gesagt das Verhältnis von Strahlungsleistung, Wärme, Fläche und zwei Konstanten, die Stefan-Boltzmann-Konstante und der Emissionsgrad des zu messenden Materials. Für den Laien gilt es nur festzuhalten, dass man für unterschiedliche Materialen unterschiedliche Emissionsgrade (auch K-werte) hat und daher die IR-temperaturmessung dementsprechend angepasst werden muss.

2-Farben-Pyrometer (auch Quotientenpyrometer) umgehen diese Einschrändung, indem Sie nicht nur die Strahlungsintensität von einer Wellenlänge messen, sondern ein Verhältnis/Quotient aus zwei Intensitäten unterschiedlicher Wellenlängen bilden. Die Temperatur wird nicht durch die Helligkeit/Intensität gemessen, sondern durch den Unterschied der Wellenlängen. Durch die Verhältnisbildung spielt der Emissionsgrad bei der Messung keine Rolle mehr.

Detektoren
Als Detektoren für Infrarotthermometer werden thermische (z. B. Bolometer, pyroelektrische Sensoren oder Thermosäulen aus Thermoelementen) oder photoelektrische Detektoren (ungekühlte oder gekühlte Fotodioden) verwendet. Die Linse oder das Fenster für Geräte im nahen Infrarotbereich besteht aus Glas oder Quarzglas. Im mittleren und fernen IR sind die Geräte fensterlos, oder die Linsen bzw. Fenster bestehen aus Kristallen wie Germanium, CaF2, ZnS, ZnSe, KRS5 oder auch aus Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP)

Was ist bei der Messung zu achten?
Da es sich um ein optisches Messverfahren handelt, werden prinzipiell Oberflächentemperaturen gemessen. Das Infrarotthermometer muss freie Sicht zum Messobjekt haben. Auch ein Glasstück dazwischen kann stören, IR strahlen nicht durch Glas gehen. Verunreinigungen, wie Staub oder Feuchtigkeitsniederschläge, auf der Linse des Messgerätes oder zwischen Messgerät und Messobjekt sollten vermieden werden.

Interessante Anwendungen
Neben den Messungen von Oberflächenmaterialien, wie Metalle und Werkstoffe, gibt es viele interessante Anwendungen für Infrarotthermometer.
Eine verbreitete Anwendung von Infrarotthermometern sind in Ohrfieberthermometern, wo sie abhängig vom Emissionsgrad des Trommelfells die Körpertemperatur messen können. Vorallendingen bei Kleinkindern hat sich die Form der Fiebermessung bewährt.
Ein weiteres interessantes Einsatzgebiet der IR-thermometer ist das Aufspüren von Menschen mit erhöhter Körpertemperatur. Eingesetzt wurden sie bei der letzten SARS-epidemie um fiebrige Patienten zu indentifizieren. Eine Reihe von Staaten in Asien, Europa und Nordamerika haben eine kompakte Infrarotkamera, die PCE-TC 3, eingesetzt, um Fieberpatienten aufzuspüren.
Auch in anderen Gebieten der Medizin werden heute Infrarotkameras eingesetzt. Es wird versucht Entzündungen aufgrund einer erhöhten Temperatur zu lokalisieren und an den eingegrenzten Gebieten zu behandeln.