Temperaturmessbereich (Temperature Measurement Range)

Der Temperaturmessbereich gibt die minimalen und maximalen Temperaturen an, zwischen denen ein Messgerät Temperaturen erfassen kann. Diese Temperaturen können entweder direkt auf einem digitalen Display am Gerät angezeigt, über eine Software dargestellt oder als strom- bzw. spannungsproportionale Werte über eine analoge Schnittstelle ausgegeben werden. Manchmal wird zwischen einem Temperaturanzeigebereich und dem spezifizierten Messbereich unterschieden. Während die Temperaturen innerhalb des spezifizierten Messbereichs die in der technischen Dokumentation angegebenen Genauigkeitsspezifikationen erfüllen müssen, kann das Gerät unter Umständen auch Strahlungssignale außerhalb dieses Bereichs auswerten und anzeigen – allerdings ohne Anspruch auf Genauigkeit.

Infrarotkameras verfügen häufig über mehrere Temperaturmessbereiche, die manuell ausgewählt werden können. Jeder Pixel kann Temperaturen innerhalb des angegebenen Intervalls anzeigen. Es gibt jedoch auch Kameras mit relativ engen Messbereichen, die automatisch zwischen diesen Bereichen umschalten, angepasst an eine statistische Bildauswertung. Dies führt zu einem niedrigen NETD-Wert, verhindert jedoch, dass die höchsten und niedrigsten spezifizierten Messwerte gleichzeitig in der Szene dargestellt werden. Eine Alternative sind Infrarotkameras mit logarithmischer Signalverarbeitung. Diese ermöglichen die gleichzeitige Erfassung von minimalen und maximalen Temperaturwerten, die in der Bildszene verteilt sind – allerdings auf Kosten eines höheren NETD.

Bei Infrarotkameras und Pyrometern hängt der Temperaturmessbereich von der effektiven Messwellenlänge, der Detektortechnologie und der Dynamik der Verarbeitungselektronik ab. Wenn die Detektortechnologie die Strahlungsenergie linear in ein elektrisches Signal umwandelt, gilt: Je länger der spektrale Bereich des Detektors, desto größer kann der Temperaturmessbereich sein. Beispielsweise kann der Temperaturmessbereich eines Detektors mit einer effektiven spektralen Empfindlichkeit von 2,4 µm bei gleicher Anfangstemperatur mehr als doppelt so breit sein wie der eines Detektors mit 1,6 µm.

Für Quotientenpyrometer werden in der Dokumentation häufig zwei minimale Messtemperaturen angegeben. Einerseits können diese Pyrometer die Einkanaltemperatur anzeigen – dies entspricht exakt dem Messprinzip eines Standardpyrometers. Andererseits können sie eine Verhältnis- oder Quotiententemperatur bestimmen, die aus dem Quotienten der Signale zweier Detektoren berechnet wird. Die mit dieser Methode verbundenen zusätzlichen Unsicherheiten erfordern eine erhöhte Anfangstemperatur um mehrere Dutzend Kelvin.

Zu beachten ist außerdem, dass die Temperaturmessbereiche in der Regel unter der Annahme gelten, dass das Messobjekt ein Schwarzkörper ist, d. h. eine Emissivität von 1,000 besitzt. Besonders am unteren Ende des Messbereichs – wenn die Wärmestrahlung des Messobjekts nur sehr geringe Signalstärken am Detektor erzeugt – führen niedrige Emissivitäten zu einer zusätzlichen Signalabschwächung, die die Empfindlichkeitsgrenze überschreiten kann.