Heutzutage ist jedes Smartphone mit einer Kamera ausgestattet und wir nutzen sie, um bestimmte Momente unsterblich zu machen. Es gibt Situationen in denen mit Hilfe eines Bildes Informationen festhalten möchte, die normalerweise nicht auf einer Kamera zu sehen sind. Dadurch können beispielsweise Temperaturen von Gebäuden sichtbar gemacht werden. Für solche Zwecke macht man sich die Eigenschaft von Wärmebildkameras zu Nutze. Wärmebildkameras, sind in der Lage die Temperaturen von Flächen zu ermitteln. Im nachfolgenden Artikel geben wir Ihnen einige nützliche Tipps und Informationen rund um das Thema Infrarotkamera.
Wie funktionieren Wärmebildkameras?
Mit Hilfe einer Wärmebildkamera wird es für den Menschen möglich bei vollkommener Dunkelheit (beispielsweise Nachts) zu sehen, ohne dabei sichtbares Licht verwenden zu müssen. Dies kann vor allem dann von Vorteil sein, wenn die Nutzung von sichtbaren Lichtquellen zu einem Störfaktor werden kann. Beispielsweise, wenn man auf einer Tierexpedition das Verhalten bestimmter Tiere analysieren möchte, ohne sie zu verscheuchen. Infrarotkameras setzen Jäger auch häufig bei der Jagd ein.
Die vier wichtigsten Bestandteile einer Infrarotkamera sind die Linse, dem Detektor, verbaute Elektronik und das Display.
Durch die Linse werden die Infrarotstrahlen gebündelt und an den Detektor weitergeleitet.
Detektoren sind nichts anderes als Sensoren. Die meisten Detektoren für Wärmebildkameras funktionieren nach einem ganz einfachen Prinzip. Je nach Intensität der empfangenen Infrarotstrahlung passen Sie Ihren Widerstand an. Die Änderung des Widerstands wirkt sich gemäß dem Ohm’schen Gesetz automatisch auf die Stromstärke und die Spannung aus. Die Widerstandswerte werden von den Transistoren des Sensors aufgenommen und in elektrische Signale umgewandelt. Elektrische Signale werden als Binärcodes an den Prozessor der Kamera weitergeleitet und dort mit komplexen Algorithmen verarbeitet .Nach der Verarbeitung aller analogen Signale wird das Ergebnis auf dem Display angezeigt. Je nach Temperatur und Einstellung erhalten die Objekte auf dem Display eine andere Farbe.
Welche Farbprofile besitzen Wärmebildkameras?
Bei der Nutzung einer Infrarotkamera können Sie auf ein Arsenal von Farbeinstellungen zugreifen. Die Farbprofile, welche auf dem Display angezeigt werden können von Hersteller zu Hersteller stark variieren. Aus diesem Grund lassen sich die Profile schwer vergleichen. Die Art der Farbprofile richtet sich nach dem Einsatzbereich der Wärmebildkamera. Für den Feuerwehreinsatz werden andere Profile benötigt als für das Gebäudemanagement.
Wir werden Ihnen nachfolgend die gängigsten Farbprofile von Wärmebildkameras vorstellen. Dadurch haben Sie eine gute Übersicht.
Weiß-Heiß
Das Bild wird in schwarz-weiß angezeigt. Bereiche im Bild, bei denen die Kamera besonders hohe Temperaturen gemessen hat werden weiß angezeigt. Je heißer, desto weißer. Bereiche, die kalte Temperaturen aufweisen werden in schwarz angezeigt. In der Regel lässt sich über die Einstellung festlegen ab wann etwas kalt oder heiß ist. Dieser Farbmodus wird gerne in der Brandschutzbekämpfung eingesetzt. Die Wärmebildkamera gibt in solchen Fällen Aufschluss darüber welchen Verlauf ein Brand oder Feuer genommen hat. Sie kann auch im akuten Brandfall verwendet werden nicht nur nach einem Brand.
NFPA
NFPA ist eine Abkürzung, welche für National Fire Protection Association steht. Es handelt sich um eine internationale Vereinigung, welche es sich zur Aufgabe gemacht Brände möglichst effizient zu bekämpfen.
Dazu lässt es Erkenntnisse aus den besten Institutionen wie Forschungseinrichtungen in Anforderungen von Brandbekämpfungsrichtlinien einfließen. Die von der Vereinigung erstellte Norm 1801-2013 regelt einige Anforderungen in Bezug auf Fertigung, Verarbeitung und Ausstattung für Wärmebildkameras.
Eine der Anforderung stellt die Bereitstellung eines eigenen Farbprofils dar. Das Farbprofil zeichnet sich dadurch aus, dass es das Weiß-Heiß Farbprofil erweitert.
Bei diesem Profil wird nun auch eine Farbe in das Bild beigemischt(rot). Diese wird meistens bei Überschreitung einer manuell einstellbaren Temperatur eingeschaltet.
Hitzefinder
Bei diesem Farbmodus wird der wärmste Bereich aus dem schwarz-weiß Foto farblich hervorgehoben(Meistens rot). Dieses Profil eignet sich hervorragend zur Suche und Findung von Personen. Es wird aus diesem Grund vor allem bei Feuerwehreinsätzen verwendet.
Vollfarben
Bei diesem Profil wird das Bild vollkommen in Farben angezeigt.
Manche Infrarotkameras bieten die Option an die Bilder in Farben anzuzeigen. Dieser Farbmodus bietet sich sehr gut an, wenn man einen großen Bereich ablichtet und in diesem viele unterschiedliche Temperaturen vermutet. Temperaturunterschiede äußern sich durch unterschiedliche Farben. Temperaturen, die nah beieinander liegen zeigen hierbei Abstufungen derselben Farbe. Größere Temperaturunterschiede zeigen sich durch ganz unterschiedliche Farben.
Eine Wärmebildkamera ist in der Regel mit einem Akku ausgestattet. Die Bilder werden auf einer Speicherkarte gespeichert und die Daten lassen sich normal problemlos über USB übertragen. Es gibt auch Modelle, die Sie mit Ihrem Smartphone verbinden können. Das Smartphone wird dann zum Display und die Informationen kommen über die Linse der Infrarotkamera rein.
Wie verwendet man die Wärmebildkamera?
Sobald Sie sich entschieden haben für welchen Zweck Sie eine Wärmebildkamera verwenden möchten geht es eigentlich recht einfach.
- Laden Sie die Wärmebildkamera zunächst auf, falls dies nicht schon vorher geschehen ist auf.
- Stellen Sie Ihre Präferenzen bezüglich Emissionsgrad und anderen Eigenschaften ein.
- Nehmen Sie das Bild respektive Bilder auf. Hin und wieder ist die Position wichtig an der Sie das Bild geschossen haben. Stellen Sie hierfür am besten vor dem Kauf sicher, dass die Kamera mit einer GPS Funktion ausgestattet ist.
- Sobald Sie mit den Bildern zufrieden sind können Sie entweder die Speicherkarte entnehmen, oder die Infrarotkamera direkt mit einem PC oder Macbook verbinden. Extrahieren Sie die Bilder vom Gerät und verschieben die Bilder an Ihren vorgesehenen Platz.
Welche Einsatzbereiche gibt es für Wärmebildkameras?
Infrarotkameras sind vielseitig einsetzbar. Die Möglichkeit Temperaturen von vielen verschiedenen Körpern auf einen Schlag ermitteln zu können ist in vielen Bereichen sehr gefragt und äußerst nützlich. Nachfolgend zeigen wir Ihnen einige Anwendungsbereiche von Infrarotkameras.
Feuerwehr
Feuerwehrkräfte sind Menschen, die im absoluten Grenzbereich wandeln und handeln müssen. Sie stehen meistens unter großem Stress und arbeiten unter Bedingungen wo mangelnde Aufmerksamkeit oder Fehlverhalten große Schäden mit sich bringen können. Eine Infrarotkamera macht es den Einsatzkräften möglich ihre Karten etwas aufzubessern und das Beste aus den Grenzsituationen zu machen. In Situationen in denen die Einsatzkräfte unter schlechten Lichtverhältnissen oder starkem Rauch kämpfen müssen erweist sich die Wärmebildkamera als wahres Wunder.
Mit Hilfe einer Wärmebildkamera ist es möglich die Infrarotstrahlen und damit auch die Körper bei vollkommener Dunkelheit zu sehen. Gleiches gilt für den Rauch, welcher bei einem Brand entstehen kann. Darüber hinaus hilft es dem Anwender auch dabei Personen ausfindig zu machen, deren Körpertemperatur sich von der Umgebung deutlich abzeichnen wird. Dadurch können die Einsatzkräfte besser in der kritischen Situation navigieren und sich darauf konzentrieren den Brand zu löschen, Menschen zu evakuieren und die Ausbreitung des Feuers zu stoppen.
Gebäude
Gebäude bzw. das Gebäudemanagement ist eine der häufigsten Einsatzbereiche von Wärmebildkameras. Durch den Einsatz von Infrarot-Thermografie lassen sich diverse Probleme auffinden.
Dadurch eignet sich die Infrarotkamera nicht nur für den industriellen Gebrauch, sondern auch für den privaten.
Nachfolgend möchten wir einige Probleme nennen, die sich mit Hilfe einer Wärmebildkamera lösen lassen.
Fehlende oder fehlerhafte Dämmung
Nachdem Sie mit der Wärmebildkamera Ihr gewünschtes Objekt ins Visier genommen haben werden Sie Temperaturunterschiede auf dem Display erkennen können sofern die Dämmung unzureichend oder fehlerhaft gemacht wurde. Stellen, die weniger oder gar nicht gedämmt sind weisen dann eine niedrigere Temperatur auf als gedämmte Stellen.
Damit Sie bei der Fehlersuche die exaktesten Ergebnisse erzielen, sollten Sie darauf achten, dass die Innen- und Außentemperatur eine Differenz von mindestens 10° oder mehr haben.
Einige Kameras sind so ausgestattet, dass Sie auch bei kleineren Differenzen noch gute Ergebnisse liefern.
In kalten Klimazonen werden Gebäudeinspektionen häufig im
Winter durchgeführt. In wärmeren Klimazonen, wo es wichtig ist, die Dämmung zu überprüfen, damit die von einer Lüftung bzw. Klimaanlage erzeugte kühle Luft im Gebäude bleibt, bieten sich die Sommermonate für diese Art der Untersuchung an. Auf diese Weise lassen sich auch Schimmelbildungen, Wärmebrücken und noch vieles mehr aufdecken.
Schiffsfahrt
Wärmebildkameras werden auch gerne bei der Schiffsfahrt eingesetzt. Besonders nachts erweisen Sie sich als nützlich, um Berge, oder Hindernisse in der Ferne auszumachen. Das gibt Schiffsfahrern die Möglichkeit Zusammenstöße mit Landmassen oder Berge verhindern. Darüber hinaus hilft die Wärmebildkamera auch dabei kleinere Objekte wie Schiffe oder andere Gegenstände zu sehen, die auf dem Wasser treiben. Sollte eine Person wider Erwarten von Bord fallen kann diese Person in der Dunkelheit schnell mit Hilfe einer Wärmebildkamera ausfindig gemacht werden.
Medizin
Wärmebildkameras können wie Pyrometer auch für medizinische Zwecke eingesetzt werden. Gerade zur Zeit der aktuellen Coronakrise erweist sich dieses Gerät als Helfer in der Not. Krankenhäuser, oder andere Einrichtungen können eine Vielzahl von Personen mit Hilfe der Wärmebildkamera scannen. Personen mit auffälligen Temperaturen werden erkannt und umgehend behandelt. Dies schützt natürlich auch alle gesunden Personen vor einer Ansteckung. Inzwischen verwendet man Infrarotkameras auch häufiger in der Medizin.
Welche Infrarotkameras sind die besten?
Auf dem Markt gibt es viele unterschiedliche Geräte mit unterschiedlicher Ausstattung. Bei der großen Auswahl ist es nicht immer ganz einfach eine Entscheidung zu treffen. Wir haben uns für Sie einige Modelle angeschaut und zwei Produkte herausgefiltert, die auf uns einen soliden Eindruck machen.
Hti Xintai
Dieses Modell verfügt mit 320 x 240 Pixeln über eine sehr hohe Auflösung. Das ermöglicht es Ihnen viele Details auf den Aufnahmen zu erkennen. Die FLIR Wärmebildkamera eignet sich für die gängigsten Situationen wie Hausinspektionen, Brandbekämpfung, Landwirtschaft, Elektronikfertigung, Verkehrs- und Archöeologiestudien und weitere Bereiche. Die gespeicherten Aufnahmen können Sie vollkommen problemlos per USB Kabel auf Ihren Rechner übertragen. Mit dieser Wärmebildkamera können Sie Temperaturunterschiede von ± 2,5 Grad anzeigen. Als Bonus bietet der Hersteller einen zusätzlichen Akku an. Dadurch können Sie auch bei längeren Einsätzen problemlos Aufnahmen machen.
Topdon
Das Topdon Modell überzeugt durch seine Genauigkeit. Es ist in der Lage Temperaturunterschiede von ± 2 Grad Celsius anzuzeigen. Dadurch entstehen sehr genaue Aufnahmen. Der Bildschirm liefert mit einer Auflösung von 220 x 160 Pixeln gestochen scharfe Bilder. Es verfügt über die Standardfunktionen einer FLIR Wärmebildkamera wie Farbprofile, und Übertragung der Aufnahmen per USB.
Worauf sollte man vor dem Kauf einer Wärmebildkamera achten?
Wenn Sie sich dafür entscheiden sollten eine Infrarotkamera zu kaufen möchten wir Ihnen einige Tipps für den Kauf mitgeben, welche Sie beachten können.
Auflösung
Damit Sie von einer guten und hohen Auflösung profitieren, sollten Sie sicherstellen, dass die Auflösung des Displays und des Detektors gleich sind. Der Detektor beeinflusst die Auflösung des Bildes. Sollte dieser eine geringere Auflösung besitzen, als der Bildschirm der Wärmebildkamera bringt Ihnen das schlicht und einfach nichts.
Für anspruchsvolle Aufnahmen empfiehlt es sich nach eine Wärmebildkamera mit einer Auflösung von 640×480 Pixeln zu nehmen. Preisgünstige Startervarianten für den durchschnittlichen Gebrauch bieten eine Auflösung von 60×60 Pixeln. Im Mittleren Segment ist die Auflösung einer Wärmebildkamera bei 320×240 Pixeln. Eine hohe Auflösung hat den Vorteil, dass Sie Bildinformationen besser verstehen und Flächen auch aus geeigneter Entfernung aufnehmen können.
Thermische Empfindlichkeit
Die thermische Empfindlichkeit regelt wie gering die Differenzen zwischen einzelnen Messpunkten maximal sein darf. Dadurch ist es möglich auch kleine Temperaturunterschiede zu erfassen. In der Regel wird der Temperaturunterschied in °C oder mK angegeben. Versuchen Sie vorher rauszufinden welche Toleranzen für Ihre Anwendung annehmbar sind.
Genauigkeit
Je nachdem wofür Sie die Kamera verwenden möchten benötigen Sie mehr oder weniger Präzision. Achten Sie also darauf, dass es präzise arbeitet wie Sie es benötigen. Im Handbuch, oder auf der Webseite des Herstellers können Sie solche Informationen in der Regel in Erfahrung bringen. Messfehler sind normal. Sie sollten versuchen die Differenzen so gering wie möglich zu halten und sich zu diesem Punkt genau informieren. Aktueller Standard für gute Kameras sind ±2°C.
Funktionsumfang
Damit Sie möglichst präzise Aufnahmen erstellen können, kann es für Sie sinnvoll sein Ihre Kamera mit einigen Funktionen auszustatten. Hin und wieder kommt es vor, dass Sie die Wärmebilder mit den ursprünglichen Bilder vergleichen möchten. Falls dies der Fall sein sollte achten Sie darauf, dass eine Tageslichtkamera integriert ist. Tageslichtkameras nehmen Bildern mit dem sichtbaren Licht auf und speichern die Objekte als Bilder so wie wir sie mit unserem bloßem Auge sehen können. Einige Wärmebildkameras bieten auch die Option digitale Lichtbilder mit den Infrarotbildern zu verschmelzen(Thermal Fusion)
Laserpointer
Einige Wärmebildkameras sind mit Laserpointer ausgestattet. Ein Laserpoint ist ein roter Punkt, der Ihnen als Navigationshilfe diesen soll und Ihnen zeigt, wo das Objektiv genau gerichtet ist.
Dadurch können Sie vollkommen Kontaktlos auf Objekte in weiter Entfernung zeigen. Ferner dient es Ihnen auch als Orientierungshilfe, wenn Sie ein Objekt erfassen möchten.
Software
Die Wärmebildkamera wird Software beinhalten, welche notwendig ist um das System zu steuern. Achten Sie darauf, dass die Infrarotkamera ohne zusätzliche und kostenpflichtige Software bedienbar ist.
Dadurch sparen Sie sich Zeit und Geld, da Sie die Kamera direkt nutzen können, ohne zusätzliche Software zu installieren. Darüber hinaus wirkt es sich als Vorteil aus, wenn Sie die Aufnahmen mit der Infrarotkamera in gängigen Formaten wie JPEG, oder PNG exportieren können.
Fazit
Wärmebildkameras sind flexibel einsetzbar. Mit anderen Worten lässt sie sich in den eigenen vier Wänden, beim Hausbau, bei der Feuerwehr, oder in der Industrie einsetzen. Die Infrarotkamnera findet immer einen Platz. Falls Sie in einem der genannten Bereichen, oder ähnlichen tätig sind, kann sich eine Anschaffung für Sie durchaus lohnen.