Thermografiebasierte OEM-Lösungen für den industriellen Einsatz

Die Thermografie hat als pyrometrisches optisches Temperaturmessverfahren eine ganze Reihe von Besonderheiten, die es gegenüber herkömmlicher technischer Temperaturmessung mit berührenden Messfühlern auszeichnet: Die berührungslose, rückwirkungsfreie thermografische Temperaturmessung kann mit sehr kurzen Ansprechzeiten aus der Distanz erfolgen. Sie gestattet die Nutzung an bewegten Messobjekten und Anwendbarkeit sowohl bei spannungsführenden als auch hinter Schutzfenstern gekapselten Messobjekten. Zur Anpassung an die Geometrie des Messobjektes und der Messstellen können Optiken mit unterschiedlichen Öffnungswinkeln eingesetzt werden. Das gestattet den Einsatz dieses Messverfahrens sowohl bei mikroskopisch kleinen Details im Mikrometer-Bereich als auch an Messobjekten, die kilometerweit entfernt sein können. Thermografiekameras können prinzipiell Objekttemperaturen in einem Bereich von weit unter Raumtemperatur bis über 3.000 °C bei Absolutgenauigkeiten im Prozentbereich messen. Allerdings verlangen reale Messobjekte und Messumgebungen in der Regel ein hohes Maß an Sachkenntnis und Erfahrung bei der Konzeption, Einrichtung und ggf. Fehlerkompensation in thermografischen Messanordnungen.

Die Visualisierung der auch als Thermogramme bezeichneten Bilder, die Thermografiekameras aufnehmen, kann in unterschiedlichster Weise erfolgen. Am bekanntesten sind Grauwert- oder sogenannte Falschfarbdarstellungen, in denen jedem Temperaturwert eine Graustufe oder eine bestimmte Farbe zugeordnet wird. Der Nutzer kann damit sehr anschaulich die Temperaturverteilung auf dem Messobjekt überblicken und sofort Anomalien wie Hotspots und Unstetigkeiten, die z. B. auf verdeckte Fehler hinweisen können, erkennen.

Eine weitere wichtige Eigenschaft ist die Fähigkeit von Thermografiekameras, rasche Änderungen von Temperaturen oder Temperaturverteilungen abzubilden: Thermografiesequenzen, die im Vollbildmodus mit Bildraten von bis zu einigen Hundert Hertz und in Teilbildmodi bis zu einigen Kilohertz erfasst werden können, ermöglichen zeitliche Auflösungen bis in den Submillisekundenbereich. Diese Fähigkeit gestattet es dem Anwender, den zeitlichen Verlauf komplexer thermischer Vorgänge detailliert zu erfassen, um diese besser zu verstehen und ggf. optimieren zu können.

Auch ein Sondergebiet, die sogenannte Aktiv-Thermografie, macht sich diese Fähigkeit zunutze, indem sie aus dem zeitlichen Verlauf von – großteils künstlich erzeugten – Temperaturänderungen zerstörungsfrei verdeckte Fehler, wie z. B. Risse, Lunker und Delaminationen in entsprechenden Prüflingen sichtbar werden lassen kann.

Aufgrund ihrer modernen variablen Schnittstellen lassen sich die Thermografiekameras problemlos in nahezu allen Anwendungsfeldern der industriellen Messtechnik und Bildverarbeitung zur Prozessoptimierung und Qualitätssicherung einsetzen. Auf Grundlage von Thermografiebildern und -sequenzen wird dabei erkennbar, ob beispielsweise ein Fertigungsprozess innerhalb definierter Parameter verläuft oder Abweichungen auftreten. In der Folge steigt die Produktqualität, während gleichzeitig die Kosten sinken.