Funktionsweise der Wärmebildkamera

Die Wärmebildkamera ist das wichtigste Werkzeug eines Thermografen. Thermografie erfasst Temperaturverteilungen auf Gegenständen und Flächen und stellt sie dar, indem es die Wärmeabstrahlungen der jeweiligen Objekte fotografisch nutzt. Grundsätzlich funktioniert die Wärmebildkamera nach einem ähnlichen Prinzip, wie eine herkömmliche Kamera. Das bildgebende Verfahren funktioniert aber hier über spezielle Sensoren, die in der Lage sind, infrarotes Licht zu empfangen und zwar in einem vergleichsweise hohen Wellenlängebereich zwischen 0,7 -1000 µm. Das Bild wird schließlich durch zwei Scannerspiegel vor dem Objektiv erzeugt. Hierdurch wird zwar einerseits hervorragende Bildqualität garantiert, in Temperaturauflösung und Genauigkeit ist das Prinzip kaum zu übertreffen. Jedoch ist die Bildfrequenz dafür sehr niedrig, die Abstände der einzelnen Bilder betragen 0,8 Sekunden, was bei schnellen Bewegungen die aufgenommenen Gegenstände verzerrt erscheinen lässt. Mittlerweile gibt es allerdings Kameras mit speziellen Flächensensoren, die genau wie die elektronischen Fotoapparate funktionieren, aber dabei eben Spezialsensoren verwenden.

Allerdings strahlt der Sensor der Wärmebildkamera ebenfalls Wärme ab. Er muss also entsprechend soweit unter die Umgebungstemperatur abgekühlt werden, dass keine Verfälschungen der Bilder entstehen können. Hierfür eignet sich z. B. die Kühlung mit flüssigem Stickstoff, die allerdings relativ teuer ist. Es gibt aber auch eine günstigere Variante, bei der die Detektoren der Wärmebildkamera nahe bei der Umgebungstemperatur thermostatiert werden. Hierbei wird die Änderung von Widerstand, Spannung und Stromstärke bei der Aufheizung durch die Infrarotstrahlung gemessen und mit der Betriebstemperatur abgeglichen. Die Sensoren der Wärmebildkamera werden dann durch thermoelektrische Kühler auf konstanter Temperatur gehalten, um Unschärfen bei den empfangenden Elementen zu verhindern.