Berührungslose Temperaturmessung (Non-Contact Temperature Measurement)

Während bei der Kontakt-Temperaturmessung ein thermisches Gleichgewicht zwischen dem Messobjekt und dem Detektor hergestellt wird – wodurch der Detektor die Temperatur des Objekts annimmt und in ein elektrisches Signal umwandelt –, erfolgt bei der berührungslosen Temperaturmessung die Auswertung der vom Messobjekt ausgesandten Wärmestrahlung aus der Ferne. Jeder Körper emittiert elektromagnetische Strahlung in Abhängigkeit von seiner Temperatur und seiner Emissivität. Das Planck’sche Strahlungsgesetz beschreibt die Beziehung zwischen der Temperatur eines Körpers und seiner spektralen Strahlungsleistung so präzise, dass aus der Analyse der detektierten Wärmestrahlung in umgekehrter Richtung die Oberflächentemperatur des Messobjekts mit hoher Genauigkeit bestimmt werden kann.

Die emittierte Strahlung wird mithilfe einer Optik über einen Spektralfilter auf einen Infrarotdetektor fokussiert. Der Spektralfilter wählt dabei in der Regel den Teil der Strahlung aus, der innerhalb eines atmosphärischen Fensters liegt. Je nach verwendeter Technologie wandelt der Infrarotdetektor die Strahlung entweder in einen Photostrom oder in eine thermoelektrische Spannung um. Dieses Signal wird elektronisch verstärkt und anschließend in ein digitales Signal umgewandelt, das direkt proportional zur ursprünglichen Strahlungsleistung am Detektor ist.

Das digitale Signal wird weiterverarbeitet, indem Faktoren wie die eingestellte Emissivität, die Hintergrundstrahlung oder der Einfluss der Umgebungstemperatur berücksichtigt werden. Zusätzliche Verarbeitungsschritte, wie zeitliche Mittelwertbildung oder erweiterte Methoden wie Peak Hold oder Valley Hold, können zur Optimierung der Temperaturanzeige hinzugefügt werden.

Eine Genauigkeitsspezifikation von etwa 1 K ist für Temperaturen im Bereich von 0 bis 100 °C üblich.