Der Markt für Thermografie und Pyrometrie entwickelt sich in zwei Richtungen. Wärmebildkameras werden zunehmend günstiger und damit für Standardanwendungen interessant. Kleine Thermalkameras für Smartphones sowie sinkende Kosten bei Sensoren und Komponenten erweitern den Markt. Auch höhere Auflösungen werden erschwinglicher. Für Anwendungen wie die Brandüberwachung können bereits Systeme mit 80x80px ausreichen, wenn mehrere Kameras eingesetzt werden. Parallel bleiben spezialisierte Lösungen gefragt. Bei anspruchsvollen industriellen Anwendungen entscheiden Prozessverständnis, Systemintegration und die Auswahl der passenden Messtechnik. Eine intelligente Kamera allein löst die Messaufgabe nicht. Entscheidend sind Messgröße, Umgebungsbedingungen, erforderliche Geschwindigkeit und die Weiterverarbeitung der Daten.
Pyrometer und Thermografie bleiben komplementär
Bei der Wahl zwischen Pyrometer und Wärmebildkamera ist die konkrete Messaufgabe entscheidend. Pyrometer eignen sich besonders für punktuelle Temperaturmessungen und OEM-Anwendungen, bei denen eine definierte Messstelle ausreicht. Ihre Stärke liegt u.a. in der großen Auswahl an Spektralbereichen für Anwendungen bei Kunststofffolien, Glas, Halbleitern oder Metallen. Thermografiekameras spielen ihre Vorteile aus, wenn die räumliche Temperaturverteilung relevant ist. Sie ermöglichen die Analyse von Hotspots, Temperaturgradienten und thermischen Veränderungen über eine Fläche. Die zentrale Frage lautet daher: Wird ein einzelner Temperaturwert benötigt oder die Verteilung der Temperatur? Auch die Umgebungsbedingungen beeinflussen die Entscheidung. Schutzgehäuse, Sichtrohre, hohe Umgebungstemperaturen oder beengte Einbausituationen können für ein Pyrometer sprechen. Gleichzeitig ermöglichen neue Detektortechnologien schnelle und spektral selektive Messungen. Genannt wurden ungekühlte Systeme für Messungen bei 2,3µm mit einer Ansprechzeit von rund 320µs. OptoMedias ultrakompaktes Mini SFF bringt zuverlässige, schnelle Glasfaserverbindungen in Industriekameras der nächsten Generation. ‣ weiterlesen
Fiber Mini SFF für GigE Vision
Geschwindigkeit wird entscheidend
Bei schnellen Prozessen reicht die angegebene Bildrate einer Kamera nicht aus. Hohe Frame-Raten bedeuten nicht automatisch eine entsprechend kurze Detektorantwortzeit. Entscheidend ist die tatsächliche Integrations- bzw. Ansprechzeit. Andernfalls können bei schnellen Bewegungen unscharfe Konturen und Messfehler entstehen. Pyrometer können mit sehr kurzen Ansprechzeiten im Millisekunden- bis Mikrosekundenbereich punkten. Bei ungekühlten Systemen wurden etwa 320µs genannt. Wärmebildkameras können in Teilbildbereichen ebenfalls sehr hohe Bildraten erreichen. Eine Zwischenlösung bieten Zeilensensoren. Sie verbinden punktuelle und räumliche Messung und können hohe Zeilenraten erreichen. Genannt wurden Systeme mit 512px und bis zu 2.000Hz. Für extreme Spezialanwendungen sind noch höhere Geschwindigkeiten möglich. Bei der Überwachung von Bremsscheiben können thermische Daten bei sehr hohen Drehzahlen erfasst werden. Zeilenbilder werden dabei zusammen mit einem Encoder ausgewertet und in Echtzeit zu einem flächigen Temperaturbild zusammengesetzt. Solche Anwendungen erfordern speziell entwickelte Hard- und Software.
Datenmengen und Schnittstellen
Mit steigender Auflösung und Bildrate wachsen die Datenmengen. Hochauflösende gekühlte Kameras mit mehreren Megapixeln können große Datenströme erzeugen. Schnittstellen wie 10GigE und Glasfaser werden dadurch relevant. Für künftig noch höhere Datenraten können leistungsfähigere Netzwerke erforderlich werden. Bei Pyrometern bleibt die klassische 4-20mA-Schnittstelle weit verbreitet. Gleichzeitig gewinnen Industrial-Ethernet-Protokolle wie Profinet, Ethercat und Ethernet/IP an Bedeutung. Bei Wärmebildkameras reicht das Spektrum von GigE Vision und USB bis Camera Link und CoaXPress. Parallel verschiebt sich die Verarbeitung zunehmend an den Entstehungsort der Daten. Statt vollständige Bilddatenströme weiterzugeben, werden relevante Informationen lokal ausgewertet. An übergeordnete Systeme gelangen anschließend nur die für Steuerung, Visualisierung oder Dokumentation benötigten Daten.
