FAQs zu Wärmebildkameras

Das Einsatzgebiet von Wärmebildkameras geht heute weit über die Thermografie einer Gebäudehülle zur Energieberatung hinaus. So lassen sich die Geräte auch im Sanitär- und Heizungssektor einsetzen, um z. B. Schäden oder den Verlauf von Leitungen zu lokalisieren. In der Praxis tauchen dazu immer wieder Fragen auf. Einige dieser sogenannten FAQs (Frequently asked Questions) werden nachfolgend von Thomas Jung, Sales Director Central Europe Instruments der Flir Systems GmbH, beantwortet.

Kann eine Thermografiekamera Wasserschäden detektieren?
Ja. Denn feuchte und trockene Gebäudemasse haben unterschiedliche Temperaturwerte. Mit Infrarotaufnahmen lassen sich daher Probleme durch Feuchtigkeit sehr viel früher erkennen und orten als mit herkömmlicher Ausrüstung (Bild 1). Auch nicht oder nur schwer begehbare Stellen können so zuverlässig inspiziert werden. Ist später die Ursache für ein Feuchtigkeitsproblem behoben, lässt sich mit der Kamera der Trocknungsprozess überwachen und erkennen, wann die Feuchtigkeit vollständig verschwunden ist.
Darüber hinaus gibt es Wärmebild-Feuchtemessgeräte, die potenzielle Feuchtigkeitsprobleme direkt auch visuell im Wärmebild darstellen können. Der Anwender sieht sofort, wo er die Sonden des Geräts auf Wand-, Boden- oder Deckenoberfläche platzieren muss, um Probleme und Feuchtigkeitsniveaus am besten zu bestimmen.

Wie wichtig sind exakte und reproduzierbare Ergebnisse in der Thermografie? Wie präzise sollte
eine Wärmebildkamera sein?
Egal für welche Infrarotkamera sich der Anwender entscheidet, die Kamera muss exakte und reproduzierbare Ergebnisse liefern. Anwender sollten stets darauf achten, dass die Kamera die industriespezifischen Präzisionsstandards erfüllt: ± 2 °C oder 2 % des abgelesenen Wertes. Wärmebildkameras mit einer größeren Unsicherheit sind eher etwas für den Lifestyle- als für den Profibereich.

Welche Detektorauflösung/Bild­qualität brauche ich für meine Anwendung?
Das Einsatzspektrum ist vielseitig, und ähnlich groß ist mittlerweile die Bandbreite an Wärmebildkameras auf dem Markt. Dabei ist entscheidend, wie hoch die Auflösung des IR-Detektors ist. Noch wichtiger ist die thermische Empfindlichkeit der Kamera. Wenn die Detektorauflösung niedrig ist, erhält der Anwender niemals hochauflösende Bilder, selbst wenn das LCD-Display der Kamera generell mehr Pixel darstellen kann. Daher empfiehlt es sich, stets auf die Detektorauflösung und –pixelzahl zu achten. Der Pixel-Wert stellt die tatsächliche Auflösung der Kamera dar. Und nur hier gilt: je mehr Pixel, desto schärfer das Wärmebild.
Preislich beginnt das Angebotsspektrum bereits im Bereich um die 250 Euro – und endet mit Profikameras mit hoher Auflösung im fünfstelligen Bereich. Daraus wird natürlich auch deutlich, dass ein Gerät im unteren Preissegment nicht sämtliche Probleme detektieren kann, die eine Kamera mit einer ungleich höheren Auflösung und thermischen Empfindlichkeit sichtbar macht. Während man bei vergleichsweise anspruchslosen Anwendungen z. B. im Elektrohandwerk auch mit geringeren Auflösungen bereits thermische Auffälligkeiten finden kann, sollte für Bauthermografie eine reine IR-Auflösung von 320 x 240 nicht unterschritten werden. Auch wesentlich höhere Auflösungen und Bildverbesserungsfunktionen können bei Bau-Außenaufnahmen sinnvoll sein.

Welche Bildverbessserungs­funktionen sind sinnvoll?
Praktisch ist z. B. die sogenannte „MSX-Echtzeit-Bildoptimierung“ von Flir. Diese ergänzt die Wärmebilder mit Details, die von der integrierten Digitalkamera erfasst werden, sodass sich Zahlen, Buchstaben, Strukturen sowie andere wichtige Merkmale deutlich auf dem Wärmebild erkennen lassen, ohne dass dessen Qualität darunter leidet (Bild 2).
Für höhere Auflösungen bieten sich Meta-Auflösungs-Verfahren (Superresolution) an, wie z. B. die „UltraMax“-Bildverbesserung. Das Verfahren nutzt die natürliche Bewegung des menschlichen Körpers, um eine Bilderserie zu erfassen, in der jedes Einzelbild im Vergleich zu den anderen leicht versetzt ist. Dies führt zu einem erhöhten Datensatz, der wesentlich größer ist als das ursprüngliche Ausgangsbild. Diese Daten werden zu einem „UltraMax“-Bild kombiniert, das deutlich mehr Pixel des Zielobjekts enthält – und dadurch eine höhere Bildauflösung ermöglicht, als der Kameradetektor aufweist. Das Ergebnis ist eine Vervierfachung der Wärmebildpunkte, einschließlich der vollständigen radiometrischen Messdaten. Eine Kamera mit einer Detektor-Auflösung von 320 x 240 Pixeln kann dadurch „UltraMax“-Bilder in der Größe 640 x 480 Pixel erzeugen. Genauso können native 640 x 480-Pixel-Kameras „UltraMax“-Wärmebilder in einer Größe von bis zu 1,2 Megapixel erzeugen. Die Daten werden auch verwendet, um ein klareres Bild zu erzeugen, da das Bildrauschen durch einen Vergleich ähnlicher Bereiche in den verschiedenen Ausgangsbildern verringert werden kann.

Welche Rolle spielt der Reflexionsgrad?
Um exakte und reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten, müssen als „Eingaben“ in die Kamera der „Emissionsgrad“ und die „reflektierte Temperatur“ erfasst werden. Diese Werte ermöglichen korrekte Messergebnisse.
Ein Beispiel für potenzielle Fehler: Verschiedene Materialien geben Wärmestrahlung unterschiedlich stark wieder ab. Ein Emissionsgrad für Holz kann z. B. bei 0,94 liegen (Buchenholz). Blanke oder polierte Metalloberflächen verfügen dagegen über besonders niedrige Emissionsgrade (zum Teil nur 0,3). Wer nun ein solches Metallobjekt thermografiert, seine Kamera aber noch auf eine Holzvertäfelung kalibriert hat, erhält keine exakten Temperaturdaten, sondern lediglich bunte Bilder.

Welche Bedeutung haben Ergonomie und Gewicht der Kamera?
Eine leichte, ergonomische Kamera eignet sich für den häufigen Einsatz über längere Zeit. Daher sollte der simple Aspekt Gewicht ein Kaufkriterium sein. Bereits ein Mehrgewicht von wenigen Hundert Gramm kann darüber entscheiden, ob eine Kamera im 20-minütigen Einsatz den Rücken und Arm belastet oder nicht. Der Anwender sollte daher auf ein geringes Gewicht achten, wenn er beabsichtigt, die Kamera häufig und über einen längeren Zeitraum zu verwenden. Und je kleiner, leichter und ergonomischer eine Kamera ist, umso praktischer lässt sie sich in einer Tasche am Arbeitsgürtel deponieren, damit die Hände zum Arbeiten frei sind.

Welche Merkmale sind für die Benutzerfreundlichkeit entscheidend?
Die Benutzerfreundlichkeit einer Kamera wird stark von den Bedienelementen (Tas­ten, Funktionen usw.) bestimmt. Oftmals verbessert eine zusätzliche Taste oder ein Tastenfeld die Kamerabedienung eher als eine Reduzierung der Tas­tenanzahl bei gleichbleibender Funktionalität. Einige Kameras lassen sich sogar über Bildschirmtasten oder einen Zeigestift bedienen (bei berührungsempfindlichen Displays). Diese sind zwar häufig etwas teurer, aber der funktionale Zugewinn kann enorm sein und sollte nicht unberücksichtigt bleiben.

Welche mobilen Datenschnittstellen sollte die Kamera haben, wie z.B. WLAN?
Mobile Datenschnittstellen erleichtern und beschleunigen die Arbeit. Eine WLAN-Funktion der Kamera kann der Anwender z. B. nutzen, um die Infrarotaufnahmen vor Ort zur Speicherung oder Schärfeprüfung auf ein Notebook, ein Smartphone oder einen Tablet-PC zu übertragen.
Das Unternehmen Flir bietet z. B. darüber hinaus eine sogenannte „Meterlink“-Funktion. Dabei werden Messergebnisse einer Stromzange oder eines Feuchtemessgeräts automatisch per Bluetooth ins Thermografie-Bild integriert. Früher musste dies händisch notiert und später dem korrekten Infrarotbild zugeordnet werden.

Ist die gewählte Wärmebildkamera zukunftssicher und nachrüstbar?
Das Design des Infrarotdetektors, automatisierte Herstellungsprozesse und spezielle optische Komponenten entscheiden darüber, ob eine Kamera leicht zu aktualisieren ist oder nicht. Bei vielen Infrarotkameras kann die Firmware für eine Erhöhung der Pixelzahl und Auflösung im Infrarotbereich aktualisiert werden. Dies gilt ebenfalls für eine Vielzahl von integrierten Funktionen und Komponenten. Wenn ein Interessent eine Kamera kauft, die diese Aktualisierungsmöglichkeiten bietet, dann erwirbt er eine Kamera mit einem nachhaltigen Nutzwert.
Falls eine Aktualisierung nicht möglich ist, kann der Hersteller z. B. auch gefragt werden, ob er bei einem späteren Neukauf einer moderneren Kamera die gebrauchte in Zahlung nimmt. Dies kann für den Anwender von Interesse sein, wenn er eine Funktion nutzen möchte, die seine Produktivität erhöht oder dabei hilft, einen Wettbewerbsvorteil zu erzielen. Diese Funktionen können z. B. hochauflösende Infrarotkameras bieten, die zudem eventuell über ein integriertes globales Positionierungssystem (GPS) oder eine Schnittstelle für den kabellosen Zugriff verfügen.

Welche Funktionen sollte eine Infrarot-Auswertungssoftware bieten?
Die meisten Infrarotkameras werden mit einer kostenfreien Software ausgeliefert, mit der Bilder analysiert und Protokolle erstellt werden können. Diese Einsteigerprogramme sind meist sinnvoll und hilfreich. Viele Benutzer merken jedoch schnell, dass sie eine Software benötigen, die weitere Funktionen bietet. Der Anwender sollte daher darauf achten, dass die Software der Kamera die Möglichkeit zur Aktualisierung bietet. Funktionen, die Software für Wärmebildkameras leisten können (Auszug):

• Berichtserstellung als PDF- oder Word-Dokument,
• Bildbearbeitung in Word,
• Sofortige Protokollerstellung,
• Bewegliches Bild-im-Bild/Fusion,
• Protokollanpassung,
• Trending,
• Archivierung,
• Formeln,
• Pfeilwerzeug,
• Digitaler Zoom.

Bilder: Flir Systems GmbH, Frankfurt a. M.

www.flir.de