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Laser-Thermometer

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Laser-Thermometer

Visiertechniken ermöglichen einen präzisen Einsatz von Infrarot-Temperaturmessgeräten. Einfache, kostengünstige Laser-Handthermometer verwenden Ein-Punkt-Laserpointer, um mit einem gewissen Parallaxenfehler die Mitte des Messflecks zu kennzeichnen. Dabei bleibt es dem Anwender überlassen, anhand des Messfleck-Diagrammes und der Entfernung die Messfleckgröße zu schätzen. Nimmt das Messobjekt nur einen Teil des Messflecks ein, wird die gemessene Temperatur als Mittelwert zwischen heißen und kalten Flächenanteilen des Messflecks dargestellt. Dies kann insbesondere bei kleinen Messobjekten zur Verzerrung des Messergebnisses führen, sodass potentiell kritische Situationen nicht erkannt werden. Um den Messfleck in seiner ganzen Größe richtig anzuzeigen, wurden Laser-Thermometer mit optischen Visieren entwickelt, die ein Fadenkreuz zur Größenkennzeichnung nutzen und somit ein exaktes Anvisieren ermöglichen.

Fadenkreuzprinzip optris Pyrometer
Fadenkreuzprinzip optris Pyrometer

Laser-Thermometer mit Doppellaser

Beim Doppellaserprinzip beschreiben zwei von der Optik ausgehende Laserstrahlen näherungsweise die Verengung des Messstrahls bzw. dessen Aufweitung in größeren Entfernungen. Die Durchmesser-Angabe des Messflecks erfolgt anhand des Abstandes der beiden Laser-Punkte an dessen Umfang.  Durch gleichzeitige Nutzung des Video-Moduls und einer Fadenkreuz-Markierung wird bei Video-Pyrometern eine exakte Messfeldmarkierung ermöglicht.

Laser-Thermometer mit Fadenkreuz-Visier

Durch Nutzung neuer Laserbeleuchtungs-Technologien ist es gelungen, Messflecken von Infrarot-Thermometern als größenrichtiges Fadenkreuz darzustellen, dessen Dimensionen exakt denen des Messflecks entsprechen. Dabei werden vier symmetrisch um den infrarotoptischen Messkanal angeordnete Laserdioden mit Liniengeneratoren versehen, die in dem durch die Optik bestimmten Scharfpunkt-Abstand eine Linie definierter Länge erzeugen. Paarweise gegenüberstehende projizierte Laserlinien werden im Scharfpunkt vollständig überlagert, sodass ein Mess- bzw. Fadenkreuz entsteht, welches exakt den Messfleck-Durchmesser beschreibt. Bei kürzeren bzw. längeren Messentfernungen erfolgt diese Überlagerung nur noch teilweise, sodass sich für den Nutzer die Linienlänge und damit die Größe des Messkreuzes verändert. Mithilfe dieser Technologie können die präzisen Abmessungen des Messflecks mit einem Laser-Thermometer übersichtlich erfasst werden. Damit verbessert sich die praktische Anwendbarkeit von Geräten mit gutem optischem Leistungsvermögen erheblich.

Laser-Thermometer mit Scharfpunktumschaltung

Insbesondere im elektronischen Instandhaltungsbereich und der indust-riellen Qualitätskontrolle müssen häufig kleine Messobjekte in kurzer Entfernung (0,75 – 2,5 m) erfasst werden. Die Entwicklung neuer Messgeräte erlaubt hierbei in gewissen Grenzen eine Fokussierung des Messflecks. Dabei nutzen die jeweiligen Laser-Thermometer eine Technologie, bei der eine zweilinsige Optik durch mechanisches Verstellen der inneren Linsenposition – ähnlich einem Makro-Bild bei digitalen Fotoapparaten – auf sehr kleine Messflecken umgeschaltet werden kann. Dieser ist allerdings nur auf eine konstante Entfernung beschränkt. Nähert man sich bzw. entfernt man sich vom Messobjekt, wird der Mess-fleck schnell größer. Mithilfe zweier sich kreuzender Laserstrahlen, die an der Position des kleinsten Messflecks genau einen Laserpunkt-durchmesser von 1 Millimeter aufweisen, gelingt es, sowohl optimale Entfernung als auch Messfleckgröße einzustellen. Die Einstellung von Messfleckgrößen unter einem Millimeter bleibt jedoch selbst bei Laser-Thermometern mit Scharfpunktumschaltung eine technische Herausfor-derung. In der folgenden Abbildung ist das optische System eines mo-dernen Infrarot-Thermometers, bei dem die Linsenposition verstellbar ist und gleichzeitig verschiedene Laserbeleuchtungssysteme für eine grö-ßenrichtige Anzeige des Messflecks genutzt werden, dargestellt.

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