Laser Thermometer

Zunächst müssen Sie sich im Klaren sein, dass Sie mit einem Pyrometer, wie das Laser Thermometer auch genannt wird, lediglich die Oberflächentemperatur von Objekten messen können.

Wenn Sie zum Beispiel mit dem Laserthermometer auf einen Stahlwürfel zielen und die Temperatur bestimmen, kann es durchaus sein, dass die gemessene Oberflächentemperatur deutlich höher ist als die tatsächliche Kerntemperatur. Weiterhin sollte darauf geachtet werden, dass es bei hochglänzenden Oberflächen, wie poliertem Metall oder gar Glas, zu Reflektionen und Spiegelungen kommt.

Hier gilt „Einfallswinkel = Austrittswinkel“. Wenn Sie nun also mit einem Laser Thermometer im 45° Winkel auf eine polierte Fläche zielen und messen, messen Sie nicht die Oberfläche, sondern das Objekt, welches im 45° Winkel zu diesem Objekt steht. Ebenso verhält es sich mit Glasflächen.

Prinzipiell muss man diese Frage erst einmal mit einem klaren Nein beantworten. Aber, wie immer, gibt es Ausnahmen. Mit einem IR-Thermometer, welches im Spektralbereich von 8 … 14 µm arbeitet ist es nicht möglich durch eine Glasscheibe hindurch zu messen. Hier verhält es sich wie im zweiten Absatz bereits erwähnt. Wenn Sie nun Beispielsweise mit einem Laser Thermometer in einem Ofen die Temperatur von temperierten Stoffen die Temperatur berührungslos messen möchten, müssen Sie in die Gehäusewand von dem Ofen ein sog. Infrarotsichtfenster einbauen. Dieses Sichtfenster ist aus einem Material gefertigt, welches die IR-Strahlen im Spektralbereich 8 … 14 µm nicht filtert.

In der glasproduzierenden Industrie steht man genau vor dieser Schwierigkeit, dass normale IR-Messgeräte nicht geeignet sind. Und würden Sie ein solches Messgerät einsetzen, würde es zu Messfehlern und Falschmessungen kommen. Für diese Anwendung werden Laser Thermometer eingesetzt, welche einen festen Spektralbereich von bspw. 5 µm, besitzen. Hier ist der Wellenlängenbereich so gewählt, dass die Thermometer nicht direkt die Oberfläche der Glasscheibe messen, sondern minimalst unterhalb des Glases. So können Sie auch mit einem Laser Thermometer berührungslos die Glastemperatur messen.

Infrarote Strahlung ist nicht sichtbar. Um zu gewährleisten, dass Sie immer an der richtigen Stelle die Oberflächentemperatur messen, haben die tragbaren Laser Thermometer einen Laser als Visierhilfe verbaut. Diese Laservisierhilfe kann im einfachsten Fall ein einfacher Laserpunkt sein. Weitere Formen sind ein Kreuzlaser, mit zwei Laserpunkten die Ihren Abstand zueinander verkleinern oder vergrößern je nach dem in welchem Abstand das IR-Thermometer zu einem Objekt stehen oder aber auch ein Kreislaser, der den genauen Umriss vom Messfleck an die Oberfläche zeichnet.

Welche Messwellenlänge für eine Messung mittels Laser Thermometer ideal ist, hängt von dem Material ab und seiner Temperatur ab. Für Werte um die Raumtemperatur sind Längen im Mittleren Infrarot (MIR) am besten. Damit kommen thermische sowie pyroelektrische Sensoren zum Einsatz.

Temperaturen ab ca. 350 °C können im Nahen Infrarot mit IR-Fotodioden mit dem Laser Thermometer bestimmt werden. So hat eine Germanium-Fotodiode z. B. eine untere Empfangswellenlänge von etwa 1,9 µm. Mit Fotodioden können Temperaturen ab etwa 700 °C im sichtbaren Spektralbereich gemessen werden. Der Empfangswellenlängenbereich von Hochtemperatur-Pyrometern wird oft durch den Fotoempfänger bestimmt. Zum Beispiel ist die unterste Empfangswellenlänge von Silizium-Fotodioden etwa 1,1 µm. Ein Objekt mit einer Temperatur von 3000 K hat sein Strahlungsmaximum, mit ihr können jedoch Temperaturen ab etwa 700 °C gemessen werden.

Ein weiteres Einsatzgebiet der Laser Thermometer ist auf dem Feld der Medizin. Fiebrige Patienten können so aus der Menge isoliert und auf Erreger untersucht werden. Eine Reihe von Staaten in Asien, Europa sowie in Nordamerika haben Laser Thermometer im Einsatz. Diese können Temperaturen im Körperwärme-Bereich mit einer hohen Genauigkeit erkennen. Somit kann man schnell entsprechend handeln.

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Eine übermäßige Erwärmung ist ein Anzeichen für tiefer liegende Probleme, die bei Nichtbeachtung dazu führen können, dass Geräte beschädigt oder sogar Personen verletzt werden. Daher sollte eine regelmäßige Temperaturmessung unbedingt Bestandteil der laufenden Kontrollen sein. Routinemäßig ausgeführte Überprüfungen zeigen genau an, wo potenzielle oder akute Probleme existieren und versetzen Sie in die Lage, im laufenden Betrieb Korrekturen vorzunehmen oder Reparaturen einzuplanen, bevor Abschaltungen erforderlich sind.

Die Sensoren eines Infrarot-Thermometer können Ihnen helfen zu ermitteln, ob Motoren, Heizkessel, Lager, elektrische Systeme und alle Arten von Betriebseinrichtungen einwandfrei funktionieren und erkennen schleichend entstehende Störungen. So tragen sie zum effizienten Betrieb Ihrer Anlagen bei und verhindert kostenintensive Abschaltungen. Die Temperaturen können aus sicherer Entfernung abgelesen werden. Berührungslos messende IR-Thermometer können ebenfalls eingesetzt werden, um elektrische Betriebsmittel auf übermäßige Erwärmungen zu kontrollieren, die durch lockere Anschlüsse oder Korrosion verursacht werden sowie um Störungen in Schaltfeldern, Vorschaltgeräten, Schaltanlagen und Sicherungsanschlüssen zu erkennen.