Infrarot-Thermometer auf blankem Metall: Emissionsgrad, Reflexion und Messfleck richtig beherrschen

→ Produktkategorie: Infrarot-Temperaturmessgeräte

 

Ein blankes Edelstahlrohr fühlt sich deutlich heiß an, das Infrarot-Thermometer zeigt jedoch nur 38 °C. Wenige Zentimeter daneben misst dasselbe Gerät auf einer lackierten Stelle 76 °C. Welcher Wert stimmt?

Solche Abweichungen gehören zu den häufigsten Fehlerbildern bei berührungslosen Temperaturmessungen. Besonders blanke, polierte oder metallisch glänzende Oberflächen besitzen häufig einen niedrigen Emissionsgrad und reflektieren einen großen Anteil der Wärmestrahlung ihrer Umgebung.

Das Infrarot-Thermometer erfasst dadurch nicht ausschließlich die Temperatur des Bauteils. Heiße Maschinen, Öfen, Hallendecken, Personen oder sogar der Bediener selbst können das Messergebnis beeinflussen.

Für reproduzierbare Messungen müssen deshalb Emissionsgrad, reflektierte Umgebungstemperatur, Messabstand, Messfleckgröße, Blickwinkel und Oberflächenzustand gemeinsam betrachtet werden.

Geeignete Geräte finden Sie in der ICS-Kategorie Infrarot-Temperaturmessgeräte. Weitere Sensoren und Messgeräte sind unter Temperaturmesstechnik zusammengefasst.

Wie funktioniert eine Infrarot-Temperaturmessung?

Jeder Körper mit einer Temperatur oberhalb des absoluten Nullpunkts gibt elektromagnetische Strahlung ab. Ein Infrarot-Thermometer erfasst einen Teil dieser Strahlung und berechnet daraus eine Oberflächentemperatur.

Das Gerät misst daher nicht die Temperatur des Materials direkt, sondern die am Detektor ankommende Infrarotstrahlung.

Wie viel Strahlung von einer Oberfläche ausgeht, hängt unter anderem ab von:

• Oberflächentemperatur,
• Emissionsgrad,
• Wellenlängenbereich des Messgeräts,
• Oberflächenzustand,
• Blickwinkel,
• reflektierter Umgebungsstrahlung.

Genau deshalb kann dasselbe Metallteil abhängig von Politur, Oxidation oder Beschichtung unterschiedliche IR-Messwerte liefern, obwohl seine tatsächliche Temperatur identisch ist.

Was bedeutet der Emissionsgrad?

Der Emissionsgrad ε beschreibt vereinfacht, wie gut eine reale Oberfläche Wärmestrahlung im Vergleich zu einem idealen schwarzen Strahler emittiert.

Der Wertebereich liegt zwischen:

ε = 0 und ε = 1

Ein idealer schwarzer Strahler besitzt:

ε = 1

Viele matte, nichtmetallische Oberflächen besitzen im langwelligen Infrarotbereich relativ hohe Emissionsgrade.

Dazu gehören häufig:

• Lacke,
• Kunststoffe,
• Gummi,
• Keramik,
• oxidierte Oberflächen.

Blankes Metall kann dagegen einen sehr niedrigen Emissionsgrad besitzen.

Für eine praktisch undurchsichtige Oberfläche gilt vereinfacht:

ε + ρ ≈ 1

Dabei ist:

• ε der Emissionsgrad,
• ρ der Reflexionsgrad.

Ist der Emissionsgrad klein, ist die Reflektivität entsprechend groß.

Genau darin liegt das Hauptproblem bei blanken Metalloberflächen.

Warum sind blanke Metalle besonders schwierig?

Eine polierte Metalloberfläche kann sich im Infrarotbereich ähnlich wie ein Spiegel verhalten.

Das Messgerät empfängt dann eine Mischung aus:

• Eigenstrahlung der Metalloberfläche,
• reflektierter Wärmestrahlung der Umgebung.

Je niedriger der Emissionsgrad des Metalls ist, desto größer wird relativ der Einfluss der reflektierten Strahlung.

Besonders kritisch sind beispielsweise:

• polierter Edelstahl,
• blankes Aluminium,
• Kupfer,
• Messing,
• verzinkte Oberflächen,
• frisch bearbeitete Metallflächen.

Oxidierte, lackierte oder stark aufgeraute Metalloberflächen können dagegen deutlich höhere Emissionsgrade besitzen.

Deshalb ist die Aussage „Edelstahl hat Emissionsgrad X“ zu pauschal.

Ein poliertes Edelstahlblech, ein oxidiertes Rohr und ein schwarz lackiertes Edelstahlgehäuse können völlig unterschiedliche Strahlungseigenschaften besitzen.

Wie beeinflusst reflektierte Wärmestrahlung den Messwert?

Stellen Sie sich ein blankes Edelstahlrohr in einer Produktionshalle vor.

Direkt gegenüber befindet sich ein heißer Ofen.

Das Edelstahlrohr reflektiert einen Teil der Wärmestrahlung dieses Ofens in Richtung des Infrarot-Thermometers.

Das Messgerät kann dadurch eine höhere scheinbare Temperatur anzeigen, obwohl sich die tatsächliche Temperatur des Rohres überhaupt nicht verändert hat.

Umgekehrt kann eine kalte Umgebung reflektiert werden und den gemessenen Wert nach unten verschieben.

Typische reflektierende Wärmequellen sind:

• Öfen,
• Heizstrahler,
• heiße Rohrleitungen,
• Motoren,
• Sonnenlicht,
• warme Hallendecken,
• benachbarte Maschinen.

Bei stark reflektierenden Oberflächen kann sogar die Körperwärme des Bedieners das Ergebnis beeinflussen.

Ein wichtiger Plausibilitätstest besteht deshalb darin, das Messgerät oder den eigenen Standort leicht zu verändern.

Ändert sich der angezeigte Temperaturwert deutlich, obwohl sich das Bauteil innerhalb weniger Sekunden physikalisch nicht relevant abgekühlt oder erwärmt haben kann, ist reflektierte Strahlung sehr wahrscheinlich ein wesentlicher Einflussfaktor.

Warum sind Emissionsgradtabellen nur Richtwerte?

Viele Infrarot-Thermometer enthalten Tabellen mit typischen Emissionsgraden.

Diese Werte sind nützlich als Ausgangspunkt, aber nicht automatisch für jede reale Oberfläche korrekt.

Der tatsächliche Emissionsgrad wird beeinflusst durch:

• Legierung,
• Oberflächenrauheit,
• Politur,
• Oxidschicht,
• Beschichtung,
• Korrosion,
• Temperatur,
• Wellenlängenbereich des Messgeräts.

Ein Tabellenwert sollte deshalb nicht mit einer universell gültigen Materialkonstante verwechselt werden.

Bei kritischen Messungen sollte der tatsächlich geeignete Emissionsgrad experimentell bestimmt beziehungsweise über eine Referenzmessung überprüft werden.

Matte Referenzfläche richtig verwenden

Eine der zuverlässigsten Methoden für die praktische Temperaturmessung auf glänzenden Metallen ist eine kleine Referenzfläche mit bekanntem oder ausreichend hohem Emissionsgrad.

Geeignet können abhängig von Temperatur und Anwendung beispielsweise sein:

• temperaturbeständiges mattes Klebeband,
• geeigneter matter Lack,
• eine dafür vorgesehene Emissionsgrad-Beschichtung.

Die Referenzfläche wird auf dem Metall aufgebracht und muss thermisch die Temperatur des darunterliegenden Bauteils annehmen.

Anschließend wird das Infrarot-Thermometer auf den Emissionsgrad dieser Referenzfläche eingestellt.

Wichtig ist:

Der komplette Messfleck muss innerhalb der Referenzfläche liegen.

Ist der Messfleck größer als die beschichtete Fläche, erfasst das Gerät gleichzeitig die Referenzfläche und das blanke Metall.

Das Ergebnis ist dann ein Mischwert.

Bei Klebeband muss zusätzlich geprüft werden:

• zulässige Temperatur des Bandes,
• ausreichende thermische Ankopplung,
• Herstellerangabe zum Emissionsgrad,
• ausreichende Größe der Fläche.

Ein pauschaler Emissionsgrad von 0,95 sollte nicht automatisch für jedes schwarze Klebeband oder jeden schwarzen Lack angenommen werden.

Messwert mit einem Kontaktfühler überprüfen

Ist der Emissionsgrad einer Oberfläche unbekannt, kann ein geeigneter Kontaktfühler als Referenz verwendet werden.

Beispielsweise wird die Oberflächentemperatur zunächst mit:

• einem Thermoelement,
• einem Pt100-Oberflächenfühler,
• einem geeigneten Kontaktthermometer

bestimmt.

Anschließend wird mit dem Infrarot-Thermometer dieselbe Stelle gemessen.

Der eingestellte Emissionsgrad kann nun so angepasst werden, dass der IR-Wert unter stabilen Bedingungen mit der Referenzmessung übereinstimmt.

Dabei muss auch die Kontaktmessung selbst korrekt durchgeführt werden. Ein schlecht angekoppelter Oberflächenfühler kann ebenfalls erhebliche Messfehler verursachen.

Für eine brauchbare Vergleichsmessung sollte deshalb:

• die Temperatur stabil sein,
• dieselbe Messstelle verwendet werden,
• der Kontaktfühler guten thermischen Kontakt besitzen,
• ausreichende Einschwingzeit abgewartet werden.

Messfleck und Distance-to-Spot-Verhältnis richtig berücksichtigen

Ein Infrarot-Thermometer misst nicht nur einen mathematischen Punkt.

Mit zunehmendem Abstand wächst der Bereich der Oberfläche, dessen Wärmestrahlung vom Detektor erfasst wird.

Dieser Bereich wird als Messfleck bezeichnet.

Das Verhältnis zwischen Messabstand und Messfleckdurchmesser wird häufig als:

D:S beziehungsweise Distance-to-Spot Ratio

angegeben.

Beispielsweise bedeutet ein Verhältnis von:

20:1

vereinfacht, dass bei 1.000 mm Messabstand ein Messfleck von ungefähr 50 mm entsteht.

Für kleine Bauteile muss deshalb der Messabstand reduziert oder ein Gerät mit besserer optischer Auflösung eingesetzt werden.

Der Messfleck sollte vollständig innerhalb der zu messenden Fläche liegen.

Noch besser ist eine ausreichende Sicherheitsreserve.

Bei einem 20 mm breiten Rohr ist ein 20 mm großer Messfleck bereits ungünstig. Kleine Ausrichtfehler führen dazu, dass Hintergrund oder benachbarte Bauteile mitgemessen werden.

Warum der Laser nicht dem Messfleck entspricht

Der sichtbare Laser eines Infrarot-Thermometers dient in erster Linie als Zielhilfe.

Er ist nicht die eigentliche Temperaturmessung.

Ein einzelner Laserpunkt zeigt daher normalerweise nicht den vollständigen Messfleck.

Das Gerät kann beispielsweise auf einen kleinen Schraubenkopf zeigen, während der tatsächliche IR-Messfleck bereits einen wesentlich größeren Bereich um die Schraube herum erfasst.

Dadurch können:

• Hintergrundflächen,
• benachbarte Leitungen,
• Schaltschrankwände,
• kalte oder heiße Bauteile

in den Messwert eingehen.

Für die Beurteilung ist deshalb immer die optische Auflösung des Geräts entscheidend und nicht die Größe des sichtbaren Laserpunkts.

Blickwinkel richtig wählen

Bei glänzenden Metalloberflächen sollte möglichst annähernd senkrecht zur Oberfläche gemessen werden.

Sehr flache Blickwinkel sind ungünstig.

Mit zunehmender Abweichung von der senkrechten Messrichtung können:

• Reflexionen stärker werden,
• sich die effektiven Strahlungseigenschaften ändern,
• der Messfleck geometrisch vergrößert beziehungsweise verzerrt werden.

Besonders bei Rohren kann die Situation schwierig sein. Eine stark gekrümmte glänzende Oberfläche reflektiert unterschiedliche Bereiche der Umgebung in unterschiedliche Richtungen.

Für Vergleichsmessungen sollte deshalb immer möglichst:

• dieselbe Position,
• derselbe Abstand,
• derselbe Winkel

verwendet werden.

Heiße Umgebung und Fremdstrahlung berücksichtigen

Die reflektierte Umgebungstemperatur wird besonders wichtig, wenn:

• der Emissionsgrad niedrig ist,
• sehr heiße Anlagen in der Nähe stehen,
• das Messobjekt vergleichsweise kühl ist,
• starke Temperaturunterschiede in der Umgebung bestehen.

Ein typisches Beispiel ist ein blankes Rohr vor einer heißen Ofenwand.

Das Infrarot-Thermometer kann einen Teil der vom Ofen reflektierten Strahlung als Strahlung des Rohres interpretieren.

Bei hochwertigen Thermografie- und Pyrometersystemen kann neben dem Emissionsgrad auch eine reflektierte scheinbare Temperatur beziehungsweise Hintergrundtemperatur berücksichtigt werden.

Bei einfachen Handthermometern ist diese Korrekturmöglichkeit häufig eingeschränkt.

In solchen Situationen ist eine matte Referenzstelle meist wesentlich zuverlässiger als der Versuch, einen theoretischen Emissionsgrad für eine stark reflektierende Oberfläche exakt einzustellen.

Messung durch Glas und Schutzfenster

Ein Infrarot-Thermometer kann nicht automatisch durch jedes transparente Fenster messen.

Ein Material kann für sichtbares Licht transparent sein und gleichzeitig den vom Messgerät verwendeten Infrarotbereich stark absorbieren.

Normales Fensterglas ist deshalb für viele langwellige IR-Thermometer kein geeignetes Messfenster.

Das Gerät misst dann im Wesentlichen:

• die Temperatur des Glases,
• dessen Eigenstrahlung,
• Reflexionen an der Glasoberfläche

statt der tatsächlichen Temperatur des dahinterliegenden Bauteils.

Für Messungen durch ein Schutzfenster muss dieses speziell für den verwendeten Spektralbereich geeignet sein.

Zusätzlich müssen berücksichtigt werden:

• Transmission des Fensters,
• Fenstertemperatur,
• Verschmutzung,
• Alterung,
• Messwinkel.

Warum die Wellenlänge bei Metall wichtig sein kann

Nicht jedes Infrarot-Thermometer arbeitet im gleichen Spektralbereich.

Viele universelle Handgeräte messen im langwelligen Infrarotbereich und eignen sich hervorragend für zahlreiche nichtmetallische Oberflächen.

Bei heißen metallischen Oberflächen können dagegen spezielle kurzwellige Pyrometer Vorteile besitzen.

Insbesondere bei höheren Temperaturen kann eine kürzere Messwellenlänge den Einfluss von Emissionsgradfehlern reduzieren und für Metalle besser geeignet sein.

Das bedeutet jedoch nicht, dass jedes kurzwellige Pyrometer automatisch jede Metalloberfläche korrekt misst.

Für die Geräteauswahl müssen unter anderem betrachtet werden:

• Temperaturbereich,
• Material,
• Oberflächenzustand,
• Messabstand,
• Messfleckgröße,
• Umgebungsbedingungen.

Für beispielsweise sehr heiße Stahl-, Aluminium- oder Metallprozesse kann deshalb ein speziell für diese Anwendung ausgewähltes Pyrometer sinnvoller sein als ein universelles IR-Handthermometer.

Systematischer Messablauf auf Metall

1. Material bestimmen: Prüfen, ob eine metallische beziehungsweise stark reflektierende Oberfläche vorliegt.
2. Oberflächenzustand beurteilen: Poliert, oxidiert, lackiert, korrodiert oder beschichtet unterscheiden.
3. Temperaturbereich abschätzen: Geeigneten Messbereich des Geräts auswählen.
4. Optik prüfen: Distance-to-Spot-Verhältnis und erforderlichen Messabstand bestimmen.
5. Messfleck vergleichen: Sicherstellen, dass der Messfleck vollständig innerhalb der Zielfläche liegt.
6. Blickwinkel wählen: Möglichst annähernd senkrecht messen.
7. Umgebung prüfen: Heiße oder kalte reflektierende Flächen identifizieren.
8. Ersten Messwert aufnehmen: Wert und eingestellten Emissionsgrad dokumentieren.
9. Position leicht verändern: Prüfen, ob sich der Messwert durch Reflexion auffällig verändert.
10. Referenzfläche herstellen: Bei Bedarf geeignetes mattes Tape oder Beschichtung verwenden.
11. Temperaturausgleich abwarten: Referenzfläche muss die Bauteiltemperatur angenommen haben.
12. Referenzfläche messen: Emissionsgrad passend zum Referenzmaterial einstellen.
13. Bei Bedarf Kontaktmessung durchführen: Ergebnis unabhängig überprüfen.
14. Messgeometrie dokumentieren: Abstand, Winkel und Messstelle festhalten.

Praxisbeispiel an einem Edelstahlrohr

Ein blankes Edelstahlrohr in einer Produktionsanlage soll auf eine mögliche Übertemperatur geprüft werden.

Ein Infrarot-Thermometer zeigt zunächst:

38 °C

Der Bediener erwartet aufgrund des Prozesszustandes jedoch eine wesentlich höhere Temperatur.

Bei genauer Betrachtung fällt auf:

• die Oberfläche ist stark glänzend,
• das Infrarot-Thermometer ist auf einen hohen Emissionsgrad eingestellt,
• hinter dem Bediener befindet sich eine deutlich kühlere Hallenwand,
• der Messwert verändert sich beim Wechsel der Messposition.

Damit besteht ein deutlicher Hinweis auf einen Reflexionseinfluss.

Auf einer geeigneten Stelle des Rohres wird eine temperaturbeständige matte Referenzfläche aufgebracht.

Nach ausreichender thermischer Angleichung wird erneut gemessen.

Die Messung auf der Referenzfläche ergibt:

76 °C

Eine zusätzliche Kontaktmessung ergibt:

75 °C

Damit ist der ursprüngliche Wert von 38 °C offensichtlich kein zuverlässiger Messwert der tatsächlichen Rohrtemperatur.

Der Unterschied entstand nicht durch einen Defekt des Infrarot-Thermometers, sondern durch die ungeeignete Messung auf einer stark reflektierenden Metalloberfläche.

Bei zukünftigen Prüfungen wird dieselbe Referenzstelle verwendet. Dadurch werden auch Trendmessungen wesentlich besser vergleichbar.

Typische Fehler bei IR-Messungen auf Metall

Fehler	Mögliche Folge	Geeignete Maßnahme
Standard-Emissionsgrad unverändert verwendet	Großer Temperaturfehler bei blankem Metall	Oberfläche und Emissionsgrad gezielt bewerten
Tabellenwert als exakten Materialwert betrachtet	Oberflächenzustand wird nicht berücksichtigt	Referenzmessung durchführen
Reflektierte Umgebung nicht berücksichtigt	Heiße oder kalte Fremdstrahlung beeinflusst den Messwert	Messposition ändern und Referenzfläche verwenden
Messfleck größer als das Ziel	Hintergrund wird mitgemessen	Abstand reduzieren oder geeignetere Optik verwenden
Laserpunkt mit Messfleck verwechselt	Zu kleine Bauteile werden falsch bewertet	D:S-Verhältnis berücksichtigen
Referenzklebeband zu klein	Messgerät erfasst Tape und Metall gleichzeitig	Referenzfläche größer als den Messfleck ausführen
Temperaturgrenze des Klebebandes überschritten	Referenzfläche verändert sich oder löst sich ab	Temperaturbeständiges Referenzmaterial verwenden
Zu flach auf Metall gemessen	Reflexion und Messgeometrie verschlechtern das Ergebnis	Möglichst senkrecht zur Oberfläche messen
Durch normales Glas gemessen	Temperatur des Fensters statt des Bauteils erfasst	Geeignetes IR-Fenster beziehungsweise direkten Messweg verwenden
Messwert nicht plausibilisiert	Realistisch wirkender Fehlwert wird übernommen	Referenz- oder Kontaktmessung durchführen
Messstelle bei Trendmessungen geändert	Ergebnisse sind schlecht vergleichbar	Messstelle und Geometrie dauerhaft definieren

Was gehört in die Dokumentation?

Für reproduzierbare IR-Temperaturmessungen sollten mindestens dokumentiert werden:

• Messobjekt und Messstelle,
• Material,
• Oberflächenzustand,
• verwendetes Infrarot-Thermometer beziehungsweise Pyrometer,
• Messbereich,
• eingestellter Emissionsgrad,
• Art der verwendeten Referenzfläche,
• Messabstand,
• Distance-to-Spot-Verhältnis,
• ungefähre Messfleckgröße,
• Blickwinkel,
• Umgebungstemperatur,
• mögliche reflektierende Wärmequellen,
• gemessene IR-Temperatur,
• gegebenenfalls Kontakt-Referenztemperatur,
• Datum und Uhrzeit.

Bei wiederkehrenden Wartungsmessungen ist zusätzlich ein Foto der Messstelle sinnvoll.

Dadurch kann bei jeder Prüfung dieselbe Position mit vergleichbarer Entfernung und Messgeometrie verwendet werden.

Welche Geräte und Lösungen eignen sich?

Infrarot-Temperaturmessgeräte

In der ICS-Kategorie Infrarot-Temperaturmessgeräte finden Sie Geräte für die berührungslose Temperaturmessung in Wartung, Produktion, Prozessüberwachung und technischer Diagnose.

Für die Auswahl sind insbesondere relevant:

• Temperaturmessbereich,
• einstellbarer Emissionsgrad,
• optische Auflösung beziehungsweise D:S-Verhältnis,
• spektraler Messbereich,
• Ansprechzeit,
• Genauigkeit,
• Laser-Zielhilfe,
• Min- und Max-Funktion,
• Alarmgrenzen.

Bei kleinen oder weit entfernten Messobjekten ist eine hohe optische Auflösung besonders wichtig.

Bei glänzenden Metallen reicht dagegen eine gute Optik allein nicht aus. Zusätzlich muss das Gerät eine für die Oberfläche geeignete Emissionsgradeinstellung beziehungsweise Messmethode ermöglichen.

Pyrometer für industrielle Metallanwendungen

Für hohe Temperaturen und metallische Oberflächen können anwendungsspezifische Pyrometer mit geeignetem Spektralbereich Vorteile gegenüber universellen Infrarot-Handthermometern bieten.

Typische Anwendungen sind beispielsweise:

• Metallverarbeitung,
• Walzwerke,
• Schmieden,
• Gießereien,
• Wärmebehandlung,
• induktive Erwärmung,
• heiße Metallteile auf Förderstrecken.

Bei der Geräteauswahl müssen Messwellenlänge, Temperaturbereich, Messfleck und Oberflächenzustand gemeinsam betrachtet werden.

Kontaktfühler zur Referenzmessung

Über die Kategorie Temperaturmesstechnik stehen zusätzlich unterschiedliche Kontaktfühler und Temperaturmessgeräte zur Verfügung.

Eine Kontaktmessung ist besonders hilfreich, wenn:

• der Emissionsgrad unbekannt ist,
• eine stark reflektierende Oberfläche vorliegt,
• eine IR-Messung plausibilisiert werden soll,
• eine Referenz für wiederkehrende Messungen benötigt wird.

ICS Schneider Messtechnik unterstützt bei der Auswahl von Infrarot-Thermometern, Pyrometern, Kontaktfühlern und geeigneten Messverfahren für metallische, lackierte und andere industrielle Oberflächen.

Fazit

Blanke Metalloberflächen gehören zu den anspruchsvollsten Messobjekten für Infrarot-Thermometer.

Der Grund ist ihr häufig niedriger Emissionsgrad. Gleichzeitig besitzen sie eine hohe Reflektivität und können Wärmestrahlung aus der Umgebung in Richtung des Messgeräts spiegeln.

Ein plausibel aussehender Temperaturwert ist deshalb noch kein Beweis für eine korrekte Messung.

Bei kritischen Anwendungen sollte nicht einfach ein Tabellenwert für Edelstahl, Aluminium oder Kupfer eingestellt werden. Der tatsächliche Oberflächenzustand muss berücksichtigt und die Messung möglichst über eine matte Referenzfläche oder einen Kontaktfühler überprüft werden.

Ebenso wichtig ist die Optik. Der vollständige IR-Messfleck muss innerhalb der zu messenden Fläche liegen. Der sichtbare Laserpunkt allein sagt nichts über die tatsächliche Größe des Messbereichs aus.

Messabstand und Blickwinkel sollten bei Vergleichsmessungen konstant bleiben. Besonders bei spiegelnden Oberflächen sind möglichst senkrechte Messungen günstiger als sehr flache Blickwinkel.

Auch Messungen durch Fenster müssen kritisch bewertet werden. Sichtbar transparentes Glas ist nicht automatisch für den Spektralbereich des verwendeten Infrarot-Thermometers durchlässig.

Eine zuverlässige IR-Temperaturmessung auf Metall entsteht deshalb aus der Kombination von geeignetem Messgerät, korrektem Emissionsgrad, kontrollierter Reflexion, passender Messfleckgröße und reproduzierbarer Messgeometrie.

Häufige Fragen zur Infrarot-Temperaturmessung auf Metall

Warum zeigt mein Infrarot-Thermometer auf Edelstahl eine falsche Temperatur?

Blanker Edelstahl kann einen niedrigen Emissionsgrad besitzen und gleichzeitig stark reflektieren. Das Messgerät erfasst dadurch zusätzlich Wärmestrahlung aus der Umgebung.

Welchen Emissionsgrad hat Edelstahl?

Es gibt keinen einzigen universell gültigen Wert. Polierter, oxidierter, aufgerauter oder lackierter Edelstahl besitzt unterschiedliche Emissionseigenschaften. Tabellenwerte sollten deshalb nur als Ausgangspunkt verwendet werden.

Warum funktioniert schwarzes Klebeband besser?

Eine geeignete matte Oberfläche besitzt häufig einen höheren und besser bekannten Emissionsgrad als blankes Metall. Dadurch wird der Einfluss von Reflexionen reduziert. Das verwendete Band muss jedoch für die Temperatur geeignet sein und einen bekannten beziehungsweise ausreichend definierten Emissionsgrad besitzen.

Wie groß muss die Referenzfläche sein?

Sie muss mindestens den vollständigen Messfleck abdecken. In der Praxis ist eine deutlich größere Fläche sinnvoll, damit kleine Ausrichtfehler nicht dazu führen, dass gleichzeitig blankes Metall erfasst wird.

Was bedeutet D:S bei einem Infrarot-Thermometer?

D:S beschreibt das Verhältnis zwischen Messabstand und Messfleckgröße. Ein höheres Verhältnis ermöglicht bei gleichem Abstand die Messung kleinerer Objekte.

Ist der Laserpunkt der Messfleck?

Nein. Der Laser dient normalerweise nur als Zielhilfe. Die tatsächliche Messfläche wird durch die Optik des Infrarot-Thermometers bestimmt.

Kann ich auf einem dünnen Rohr aus großer Entfernung messen?

Nur wenn der Messfleck des Geräts bei diesem Abstand deutlich kleiner als das Rohr ist. Andernfalls wird zusätzlich die Umgebung hinter dem Rohr erfasst.

Warum ändert sich der Wert, wenn ich mich seitlich bewege?

Bei einer reflektierenden Oberfläche kann sich dadurch ändern, welche Wärmequelle in Richtung des Messgeräts gespiegelt wird. Ein deutlich winkelabhängiger Wert ist deshalb ein Hinweis auf starke Reflexionseinflüsse.

Kann ich mit einem IR-Thermometer durch normales Glas messen?

Bei vielen üblichen IR-Handthermometern nicht zuverlässig. Normales Glas ist für deren verwendeten langwelligen Infrarotbereich häufig nicht ausreichend transparent. Das Gerät misst dann überwiegend die Glasoberfläche.

Wie kann ich den richtigen Emissionsgrad bestimmen?

Eine praktische Möglichkeit besteht darin, dieselbe Messstelle mit einem geeigneten Kontaktfühler oder einer Referenzfläche bekannten Emissionsgrades zu messen und anschließend die IR-Messung unter stabilen Bedingungen darauf abzugleichen.

Warum ist ein niedriger Emissionsgrad problematisch?

Je weniger Eigenstrahlung die Oberfläche emittiert, desto stärker kann der relative Einfluss reflektierter Umgebungsstrahlung auf das Messergebnis werden.

Sind Infrarot-Thermometer für Metall grundsätzlich ungeeignet?

Nein. Mit dem richtigen Messverfahren, geeigneter Emissionsgradeinstellung, einer Referenzfläche oder einem speziell für Metall ausgelegten Pyrometer können metallische Oberflächen zuverlässig gemessen werden.