NETD: Geräuschäquivalente Temperaturdifferenz (Noise Equivalent Temperature Difference)

Die NETD ist ein Beitrag zur Messunsicherheit jeder Infrarot-Temperaturmesstechnik, dessen Ursache im Eigenrauschen des Geräts liegt. Sie bestimmt die untere Grenze der Reproduzierbarkeit der Messergebnisse.

Kleinere NETD-Werte führen zu genaueren Messungen. Bei Infrarotkameras resultieren geringere NETD-Werte außerdem in einem rauschärmeren und kontrastreicheren Bild, in dem auch kleinste Temperaturunterschiede besser sichtbar sind. In der industriellen Thermografie ist eine Temperaturauflösung von 100 mK für die meisten Anwendungen ausreichend.

Das Kürzel NETD steht für Noise Equivalent Temperature Difference (rauschäquivalente Temperaturdifferenz). Es beschreibt die Beziehung zwischen dem digitalisierten, verrauschten Detektorsignal und der daraus berechneten, ebenfalls verrauschten Temperatur. Diese Beziehung ist in der Regel stark nichtlinear. Folglich hängt die NETD stark von der Signalstärke ab – also von der Objekttemperatur und der Emissivität des Messobjekts. Die NETD ist umgekehrt proportional zur Emissivität: Bei einer Emissivität von 0,5 verdoppelt sich beispielsweise der NETD-Wert. Sie ist in der Regel am Beginn des Temperaturmessbereichs am höchsten und nimmt mit steigender Objekttemperatur ab.

Bei Pyrometern wird die NETD als einfache Standardabweichung (Vertrauensniveau 68,3 %) von 100 schnell aufeinanderfolgenden Temperaturmesswerten bei konstanter Objekttemperatur definiert. Das bedeutet, dass sich unter konstanten Messbedingungen die aufeinanderfolgenden Messwerte mit einer Wahrscheinlichkeit von 99,7 % innerhalb eines Intervalls von ± 3 × NETD befinden. Bei Infrarotkameras ist die NETD nicht für alle Detektorelemente identisch; der angegebene Wert entspricht in der Regel dem Mittelwert der NETD-Werte aller Detektorelemente. Weitere Details sind in der VDI-Richtlinie 5585 beschrieben.

Darüber hinaus hängt die NETD von der Integrationszeit und möglicherweise auch von der Umgebungstemperatur ab. Das Rauschen ist stark abhängig von der jeweiligen Signalverarbeitung. Das Signal-Rausch-Verhältnis kann durch eine längere Integrationszeit verbessert werden, jedoch auf Kosten der Ansprechzeit des Geräts.

Um sowohl eine niedrige NETD als auch eine hohe Ansprechgeschwindigkeit zu erreichen, bietet Optris für seine Pyrometer den Modus „Smart Averaging“ an, der über die Benutzer-Software konfiguriert werden kann. Dabei werden die beiden Parameter Averaging Time und Smart Averaging Threshold festgelegt. Das Rauschen der Messwerte wird innerhalb der definierten Mittelungszeit reduziert, während das Eingangssignal intern weiterhin mit höchster Geschwindigkeit ausgewertet wird. Wird aufgrund eines schnellen Signalanstiegs der eingestellte Smart Averaging Threshold überschritten, springt das verarbeitete Messsignal auf das neue Signalniveau, und die Mittelung beginnt ab diesem Zeitpunkt erneut.

Sofern nicht anders angegeben, sind alle in der Optris-Dokumentation genannten Werte in mK angegeben und gelten bei einer Umgebungstemperatur von 23 °C ± 5 °C sowie einer Emissivitätseinstellung von 1.000.