Mindestanforderung einer Wärmebildkamera nach den VDS Richtlinien: der CNPP Auflösetest D19

Bei der Elektrothermografie müssen teilweise Leitungen mit geringen Querschnitten, z.B. 1,5 mm² (ca. 2,8 mm Durchmesser) untersucht werden. Um eine sichere Elektrothermografie durch zu führen, muss es möglich sein, einen Querschnitt aus einer Entfernung von mindestens 0,5 m zu messen. Aus diesen Anforderungen ergibt sich der folgende Messaufbau mit seinen Randbedingungen.

Es macht keinen Sinn, Elektroanlagen aussagekräftig untersuchen zu wollen, wenn die Qualität der Kameratechnik nicht diese Mindestanforderungen erfüllt.

Bild in Lightbox öffnen (open image in lightbox). Die Referenztemperatur des Strahlers beträgt während der Prüfung 70 °C (Bei mir 95°C). Der Abstand zwischen der Schlitzblende und dem Strahler beträgt 0,15 m. Der Abstand zwischen der Kamera und der Schlitzblende beträgt 0,5 m.

Qualitätsunterschiede von Wärmebildkameras / Thermografiegeräte

Anhand verschiedener Messysteme werden die qualitativen Unterschiede hierbei verdeutlicht:

Bild in Lightbox öffnen (open image in lightbox). Billigkamera  320 *240 ohne Schlitzblende am Referenzstrahler.
Bild in Lightbox öffnen (open image in lightbox). Infratec 1024*768 ohne Schlitzblende am Referenzstrahler.
Bild in Lightbox öffnen (open image in lightbox). Billigkamera 320 *240 mit Schlitzblende und dem Referenzstrahler im Hintergrund. Dieses Messystem ist für eine genaue Analyse absolut nicht geeignet.
Bild in Lightbox öffnen (open image in lightbox). Infratec 1024*768 mit Schlitzblende und dem Referenzstrahler im Hintergrund

Hierbei werden die die qualitativen Unterschiede an kleinen Oberflächen verdeutlicht. Eine Diagnose kleiner, aber mit schwerwiegenden Problemen, ist mit der Billigkamera nicht erkennbar.

Zum Abschätzen von Temperaturen bei großen Gegenständen und naher Entfernung reichen 120 x 80 Pixel und grobe Genauigkeiten

Grundsätzlich gilt bei winzigen Objekten, niedrigen Temperaturen, kleinen Temperaturdifferenzen, komplizierten Strukturen, bewegten Objekten (Bauthermografie, Elektrothermografie, Kunststoffverarbeitung, Materialprüfung, Elektronik, Photovoltaik, Fernthermografie, Hochspannungsanlagen, Werbung, Medizin) sollte ein valides Messsystem mit mindestens 640 X 480 oder besser HD 1024 X 768 Messpixel ausgestattet sein

Messfleck und Messobjekt

Für eine exakte Temperaturmessung ist die Relation zwischen Messfleck und Messobjekt wichtig. Sie wird beschrieben durch die geometrische Auflösung der Kamera. Ist der Messfleck größer als das Messobjekt (siehe Bild), entsteht durch die unbeabsichtigten Weisen mit erfasste Hintergrundstrahlung eine Messwertverfälschung. Allerdings spielt auch die Qualität des optischen Systems der Kamera eine Rolle, so dass sicherheitshalber das Messobjekt mindestens die dreifache Größe des idealen Messflecks aufweisen sollte.

Den idealen Messfleck der Kamera wird mit Hilfe der IFOV-Angabe des Kameraherstellers berechnet. Durch den Auflösetest D19 wird lediglich nachgewiesen, dass das Messgerät den Angaben entspricht und für genaue Analysen geeignet ist.

Bild in Lightbox öffnen (open image in lightbox). Verhältnis Messfleck zu Messobjekt. Ein zu großer Abstand, mit dem falschen Objektiv, zum Messobjekt führt zu einem falschen Messergebnis.