Fette Beute für Leckage-Jäger mit Wärmebildkameras

Temperaturgenauigkeit der untersuchten Wärmebildkameras

Zur Bestimmung der Genauigkeit der Temperaturmessung ist kein standardisiertes Messverfahren bekannt. Grundsätzlich ist aber ein Vergleich mit einem vorgegebenen Wert durchzuführen. Die Richtigkeit des vorgegebenen Werts wird dabei vorausgesetzt und ist über eine Kalibrierung gegeben.

Als Temperaturbereich wurde bei der Messung 5 °C und 55 °C gewählt. 5 °C ist die niedrigste absolute Szenentemperatur die mit dem verwendeten Schwarzkörperstrahler eingestellt werden konnte (Grundsätzlich sind niedrigere Szenentemperaturen aufgrund von Kondesationsproblemen schwierig.). Die obere Grenze ergab sich durch den Messbereich der Nec Avio Kameras.

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Zur Bestimmung der Genauigkeit der gemessenen Temperatur wurde ein Schwarzkörperstrahler in einem definierten Abstand zur Kamera aufgebaut. Der Schwarzkörperstrahler befand sich dabei in der Mitte des Gesichtsfelds und der Abstand wurde dabei so gewählt, dass für alle Kameras ungefähr die gleiche Detektorfläche abgedeckt wurde. Seine Temperatur wurde im Bereich zwischen 5 °C und 55 °C in Schritten von 5 K variiert und jeweils mit der Kamera aufgezeichnet. In den Aufnahmen bestimmten die Experten in einem quadratischen Bereich auf dem Schwarzkörperstrahler die mittlere Temperatur und verglichen sie mit der eingestellten Schwarzkörpertemperatur. Im Idealfall würden dabei gemessene Temperatur und Schwarzkörpertemperatur übereinstimmen.

Tabelle 5 zeigt die ermittelten mittleren Abweichungen und gibt zusätzliche Angaben, sortiert nach absteigenden Kalibrierfehlern.

Fazit: Mit Ausnahme der Flir Systems E30 bleiben alle Kameras innerhalb der von den Herstellern angegebenen Genauigkeiten mit Abweichungen im Milli-Kelvin-Bereich. Für die E30 ist dabei ein Kalibrierfehler anzunehmen der so nicht typisch ist. Die geringste Abweichung der gemessenen Temperatur von der eingestellten Schwarzkörper-Temperatur zeigt die Nec Avio G120EX.

Nur bei Testo T885 und Nec Avio R300W2 ist der Messfehler als Offsetfehler zu betrachten. Ein Offsetfehler bedeutet, dass die gemessene Temperatur um einen konstanten Betrag von der vorgegebenen Temperatur abweicht. Differenzen zwischen zwei Temperaturen bleiben dabei korrekt. Dagegen führt ein Fehler in der Steigung dazu, dass die Fehler ausgehen von einem Schnittpunkt mit zunehmender und abnehmender Temperatur immer größer werden. Dies betrifft dann auch Temperaturdifferenzen.

Auf der nächsten Seite wird die Temperaturgenauigkeit in Abhängigkeit von der Größe des Objektes getestet...

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