Die Wärmebildkamera zeigt auf, was unseren menschlichen Augen normalerweise verborgen ist. Dank ihrem hochempfindlichen Sensor im Infrarotbereich detektiert sie kleinste Temperaturunterschiede und stellt sie farbig dar. Dem Einsatzbereich sind praktisch keine Grenzen gesetzt.
Grundlagen der Infrarotthermografie
Wir Menschen nehmen mit unseren Augen das Farbspektrum mit Wellenlängen zwischen etwa 380 nm (violett) und 780 nm (rot) wahr. Der Sensor der Wärmebildkamera hingegen detektiert den Wellenlängenbereich zwischen 8’000 ~ 14’000 nm. Dies ist der langwellige Anteil von Infrarotstrahlung, die wir als Wärmestrahlung fühlen.
Der hochempfindliche Bildsensor misst pro Bildpunkt die Temperatur mit einer Auflösung von bis zu 0.05 °C. Das Ergebnis ist eine grosse Tabelle mit Temperaturmesswerten. Mittels Auswertungssoftware wird jedem Temperaturwert eine Farbe zugeordnet, und fertig ist das Wärmebild.
Weil der Thermograf diese Zuordnung von Farbe zu Temperatur willkürlich wählen kann, ist bei einem Wärmebild seitlich der Farbkeil angegeben. Erst so ist eine Beurteilung des Bildes möglich. Ich verwende gerne den Regenbogen-Farbkeil, der kühle Temperaturen in Blautönen, über grün bis zu höheren Temperaturen in Rottönen darstellt.
Übrigens wird die Wärmebildkamera auch Thermografiekamera oder Infrarotkamera genannt, und ein Wärmebild Thermogramm oder Thermografie.
Wärmeverluste von Gebäuden erkennen
Sobald es draussen kälter wird, schleichen sie frühmorgens in ihren orangen Leuchtjacken um die Häuser. Es sind Menschen, die Thermografien bzw. Wärmebilder von Gebäuden erstellen und in der Fachsprache Thermografen genannt werden.
Die Wärmebilder machen kleinste Unterschiede der Oberflächentemperatur von Gebäuden wie beispielsweise auf einer Fassade sichtbar.
Diese Unterschiede rühren von Wärmebrücken, Leckagen oder verschieden gedämmten Bereichen her und hängen zudem vom Material der sichtbaren Oberfläche ab. Fensterglas reflektiert die Wärmestrahlung der Umgebung, weshalb eine Bewertung nur mit grosser Erfahrung möglich ist. Auch für (blanke) Metallteile ist Knowhow gefragt. Durch das Anbringen von Klebstreifen (Isolierband) werden solche ungünstigen Materialeigenschaften „übertölpelt“, indem die Temperatur des Klebstreifens und nicht die des Glases gemessen wird.
Die Temperatur des dahinterliegenden Raumes spielt ebenfalls eine Rolle. Handelt es sich um einen unbeheizten Raum wie einen Estrich oder Keller, so erscheint die entsprechende Wandpartie kühler als diejenige eines beheizten Raumes. Aus der Temperaturdifferenz kann man also nicht auf eine unterschiedliche Wärmedämmung der Wand schliessen.
Folglich sind bei der Gebäudethermografie immer weiterführende Kenntnisse des Gebäudes nötig, um keine Fehlschlüsse zu ziehen. Mit anderen Worten: Ein Wärmebild ist schnell erstellt, die Auswertung sollte man aber dem Fachmann überlassen …
Selbstverständlich kann man Gebäude auch von innen her inspizieren, und meistens ist dies sogar sehr sinnvoll. Gerade undichte Stellen sind von innen besser erkennbar als von aussen, vor allem wenn mit einem Küchendampfabzug etwas Unterdruck hergestellt werden kann. Dann pfeift die kühle Aussenluft so richtig durch alle Ritzen!
Verborgene Strukturen und Leitungen finden
Ein interessantes Anwendungsgebiet für die Infrarotthermografie ist das Aufspüren von Heizungs- oder Warmwasserleitungen in Böden, Decken und Wänden. Gerade bei Umbauten, wo Ausschnitte gefräst oder Löcher gebohrt werden müssen, stellt sich oft die Frage: Ist da eine Leitung im Weg? Mit der Wärmebildkamera ist die Antwort schnell gefunden …
Elektrothermografie
Jedes von einem elektrischen Strom durchflossene Bauteil oder Kabel erwärmt sich infolge von Energieverlusten. Wird die Erwärmung zu gross, entsteht die Gefahr von Überhitzung, Schäden an Bauteilen und Anlagen oder sogar eines Brandes. Elektrische Anlagen wie Verteilungen, Schalter und Schütze, Kabelstränge oder Motoren werden deshalb (unter Volllast) mit der Infrarotkamera überwacht, um unzulässige Erwärmungen frühzeitig erkennen zu können.
Zerstörungsfreie Prüfung von Solarmodulen
In eine ähnliche Kategorie gehört die zerstörungsfreie Prüfung von Werkstoffen und Produkten. Besonders die Inspektion von Photovoltaikanlagen bzw. Solarmodulen hat in den letzten Jahren stark an Bedeutung gewonnen. Dabei geht es um das Aufspüren von Unterbrüchen und Kurzschlüssen in Modul-Strings oder von Hotspots in Solarmodulen. Für ein rationelles Vorankommen gerade bei Grossanlagen werden vermehrt Drohnen genutzt.
Anwendung in Medizin und Forschung
Schliesslich ist die Wärmebildkamera auch in der Medizin unentbehrlich, sei es in der Veterinär- oder Humanmedizin. In Sekundenschnelle zeigt sie die Temperatur der Hautoberfläche und macht dadurch schlecht durchblutete Extremitäten oder Entzündungsherde sofort sichtbar.
Gerade bei Tieren, die nicht auf schmerzende (und entzündete) Körperstellen hinweisen können, hat sich die medizinische Thermografie sehr bewährt.
Wir selber benutzen die Kamera auch für unsere Wasserforschung. Durch die elektromagnetischen Eigenschaften der Wassermoleküle bilden sich im Wasser sogenannte Cluster, geometrisch klar abgegrenzte Regionen mit unterschiedlicher elektrischer Ladung und Temperatur. Die Bilder einer Tasse mit heissem Wasser zeigen diese Struktur sehr schön.
Dieses Phänomen der Clusterbildung hat übrigens Parallelen zur Plasmaphysik, mit der wir uns im Rahmen des Elektrischen Universums ebenso beschäftigen. Hier sprechen wir von Bubbles und Double Layers, elektrisch voneinander abgegrenzten Bereichen mit dünnen doppelschichtigen Membranen im (Weltraum-) Plasma, die wiederum faszinierende Ähnlichkeiten zu biologischen Zellen aufweisen. Mehr dazu in einem späteren Beitrag hier im Energie Wissen-Magazin. Viele Informationen haben wir auch auf unserer Website https://elektrobio.ch zusammengestellt.
Wo erhalte ich Wärmebilder und was kosten sie?
Als langjähriger Thermograf mit grosser Erfahrung (seit 2007) erstelle ich Wärmebilder von Gebäuden, spüre verborgene Heizungsleitungen in Wänden und Böden auf oder stehe Ihnen sonst wie mit meiner Expertise und Kamera von Fluke zur Verfügung.
Bitte beachten Sie, dass Gebäudethermografie in der Regel nur während der kalten Jahreszeit mit Aussentemperaturen um den Gefrierpunkt (oder tiefer) möglich sind.
Weil die Kosten von der konkreten Fragestellung und dem Gebäude abhängen, kann ich keine Richtpreise aufführen. Je nach Aufgabenstellung offeriere ich pauschal (z. B. Gebäudethermografie) oder nach Aufwand zu einem vereinbarten Stundenansatz. Ich erhebe keine Grundgebühren oder Messgerätepauschalen.
Rufen Sie mich jetzt an oder schreiben mir eine Email, um ein konkretes Angebot zu erhalten.
Gerne berate ich Sie persönlich: Franz Ulrich