Grundprinzipien der Thermografie
Bauthermografie
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Die Thermografie beruht darauf, dass jeder Körper mit einer Temperatur oberhalb des absoluten Nullpunktes (0° K oder -273,15° C) eine elektromagnetische Strahlung (Wärmestrahlung) aussendet. Für das menschliche Auge ist diese Wärmestrahlung nicht sichtbar und wird dem infraroten Wellenlängenbereich zugeordnet, der sich von Lambda = 0,78 μm bis etwa 1000 μm erstreckt.
Die Bauthermografie nutzt zwei Wellenbereiche: das Kurzwellenband (SW) im nahen Infrarotbereich, von 3-5 Mikrometer und das Langwellenbereich (LW) im fernen Infrarotbereich mit 8 -14 Mikrometer. Diese beiden Bereiche werden auch als atmosphärische Fenster bezeichnet und kennzeichnen somit Bereiche in denen die ausgesandte Strahlung beim Gang durch die Atmosphäre nur wenig behindert werden.
Wenn elektromagnetische Strahlung auf einen realen Gegenstand auftrifft, werden Strahlungsanteile absorbiert, das heißt aufgenommen und in Wärme umgesetzt. Ein anderer Teil der Strahlungsanteile wird reflektiert, das heißt zurückgespiegelt und in den Raum zurückgeworfen. Bei durchlässigen Körpern, wie Glas (Sonderfall) kann ein Teil der Strahlung auch transmittiert, das heißt durchgelassen werden. Die maßgebenden Strahlungsgesetze sind im PLANCK'schen Strahlungsgesetz, im STEFAN-BOLTZMANN'schen Gesetz und WIEN'schen Verschiebungsgesetz beschrieben.
Wichtig ist jedoch in der Bauthermografie, dass Gegenstände, die sich im thermischen Gleichgewicht befinden, genauso viel Wärme aufnehmen (= Absorptionsgrad) wie sie Wärme abstrahlen (= Emissionsgrad). Darum können diese Körper als Thermogramme sichtbar gemacht werden. Blanke metallische Oberflächen können dagegen nicht sichtbar gemacht werden, da sie sich nicht im thermischen Gleichgewicht befinden, genauso wie der Sonderfall Glas (Treibhauseffekt).
Die einfallende Infrarot-Strahlung wird von einem Infrarot-Detektor in elektrische Signale umgewandelt. Da die thermische Energie bei Umgebungstemperatur ausreicht um Elektronen zu aktivieren, müssen zur Vermeidung des damit verbundenen Rauscheffektes, der eine Infrarot-Messung unmöglich machen würde, die Detektoren während des Betriebes auf eine bestimmte Arbeitstemperatur gekühlt werden.
Die hier eingesetzte Kamera kann Temperaturen von -20 °C bis zu +100 °C messen. Dabei werden Temperaturunterschiede von weniger 0,1 K farblich in unterschiedlichen Farben sichtbar gemacht.
Das Wärmebild besteht aus z.B. 76.800 Bildpunkten / 240 x und 320 Pixeln , das in 6 Farbpaletten dargestellt werden kann.
