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Thema: IR Thermometer zeigt falsch an.

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    IR Thermometer zeigt falsch an.

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    Hallo,
    beim Messen an einem Laminiergerät hab ich mir die Finger verbrannt

    Um die Temperatur zu messen hab ich mir ein billiges IR-Thermometer gekauft. Dieses zeigte aber absolut falsche Werte an,
    so hab ich mir ein Teureres gekauft mit ebenso negativen Ergebnis

    Der ALU Kühlkörper des Laminiergerätes wird rund 100 Grad heiss, beide Thermometer zeigen aber nur um die 40 Grad an.
    Nun stellt sich mir die Frage: Wo ist mein Problem.

    Hab mal ein Bild angehangen mit den beiden Thermometern.
    Wenn ich den Kühlkörper einfärbe, erhalte ich andere Temperaturen.

    Ich kann doch meine Messobjekte nicht alle schwarz malen

    Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht

Name:	Laminator.jpg
Hits:	15
Größe:	49,1 KB
ID:	30503

    Ihr habt sicher ein Erklärung für mich
    Danke Euch schonmal
    Siro

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Hallo,

    das ist normal und durch das Messverfahren bedingt.

    Ich habe öfters mit solchen Industriethermometern zu tun
    http://www.micro-epsilon.de/temperat...sic/index.html
    da muss man immer den Emissionsgrad der Oberfläche bestimmen, damit die etwas brauchbares anzeigen.

    Aus der Bedienungsanleitung
    Die Intensität der infraroten Wärmestrahlung, die jeder Körper aussendet, ist sowohl von der Temperatur als
    auch von den Strahlungseigenschaften des zu untersuchenden Materials abhängig.
    ...
    Wird ein zu hoher Emissionsgrad eingestellt, ermittelt das Infrarot-Thermometer eine niedrigere als die reale
    Temperatur, unter der Voraussetzung, dass das Messobjekt wärmer als die Umgebung ist. Bei einem gerin-
    gen Emissionsgrad (reflektierende Oberflächen) besteht das Risiko, dass störende Infrarotstrahlung von Hin-
    tergrundobjekten (Flammen, Heizanlagen, Schamotte usw.) das Messergebnis verfälscht.
    Beim teuren Thermometer steht da sicher etwas in der Anleitung. Das billige ist sicher fest auf einen "typischen" Wert eingestellt.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Oho, danke Dir für diese Information,
    ich lese grad, mein Messgerät hat einen festen Emissionsgrad von 0,94
    blankes Aluminium hat aber einen Emissiongrad von 0,04

    Daher rührt wohl die völlige Fehlanzeige.
    Das war neu für mich. Super,

    Blanke Kühlkörper kann man damit also nicht messen, das war aber eigentlich der Grund für die Anschaffung.
    Also meine beliebten PT1000 weider rausholen.

    Siro

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von oberallgeier
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    ... Messgerät ... festen Emissionsgrad von 0,94, blankes Aluminium hat aber einen Emissiongrad von 0,04 ...
    Hi Siro, probiers doch mal mit z.B. einem Tropfen Lack, mit dem Du Dir eine Messstelle markierst bzw. überhaupt erst schaffst. Ich würd mal einen eher matt-schwarzen nehmen (obwohl ich weiß, dass die Emissionsgrade im IR-Bereich NICHT mit der - sichtbaren - Farbe übereinstimmen; jedenfalls zumeist).
    Ciao sagt der JoeamBerg

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Hallo Siro,
    Zitat Zitat von Siro Beitrag anzeigen
    ich lese grad, mein Messgerät hat einen festen Emissionsgrad von 0,94
    blankes Aluminium hat aber einen Emissiongrad von 0,04

    Daher rührt wohl die völlige Fehlanzeige.
    Das Messverfahren ist indirekt!

    Etwas vereinfacht, misst man die IR-Strahlungsleistung des Körpers.
    Aus der Strahlungsleistung rechnet man dann in die Temperatur um, welche der Körper haben muss um diese Leistung abzustrahlen.
    Tja, und zum Umrechnen braucht man den Emissionsgrad ....

    Es hat eben schon seine Gründe, wieso man Kühlkörper gerne schwarz macht! Ein schwarzer Kühlkörper kann merklich kleiner ausfallen als z.B. ALU-Blank.

    Zitat Zitat von Siro Beitrag anzeigen
    Blanke Kühlkörper kann man damit also nicht messen, das war aber eigentlich der Grund für die Anschaffung.
    Also meine beliebten PT1000 weider rausholen.
    Da die Fehlmessung nur auf dem Emissionsgrad basiert, kann man das Messresultat umrechnen, wenn der vom Messgerät angenommene Emissionsgrad und derjenige des Objekts bekannt ist.


    Allerdings sind die 0.94 der "Gesamtemissionsgrad in Richtung der Flächennormale Ɛn" und die 0.04 der "Hemisphärischer Gesamtemissionsgrad Ɛ", also nicht direkt vergleichbar.

    Du kannst aber jetzt eine Tabelle mit den PT100- und IR-Messwerten für deine Kühlkörper machen.
    Wenn man in Kelvin misst, ergibt das einen Faktor, in Celsius ist die Umrechnung etwas aufwändiger (du musst zuerst in Kelvin umrechnen, dann mit dem Faktor multiplizieren und dann wieder in Celsius zurückrechnen).
    Eine Tabelle ist da vermutlich einfacher!

    MfG Peter(TOO)
    Manchmal frage ich mich, wieso meine Generation Geräte ohne Simulation entwickeln konnte?

  6. #6
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Temperaturmessung durch Strahlungsmessung ist schon recht praktisch, vor allem bei hohen Emissionsgraden.

    Das interessante bei geringem Emissionsgrad ist, dass der Rest der gemessenen Strahlung die reflektierte und die transmittierte Strahlung ist. Im vorliegenden Fall also die reflektierte Strahlung.
    Bei geringem Emissionsgrad von z.B. 0,04 misst man im wesentlichen das, was man auf der spiegelnden Oberfläche sieht.
    Das können Objekte mit raumtemperatur sein, dann kann man bei geringen Temperaturdifferenzen linearisieren und den Temperaturwert durch Berechnung abschätzen. Man muss sich nur klar machen dass der gesuchte Wert zu 4% eingeht und der Wert der anderen Objekte zu 96%.

    Interessanter wird es, wenn man im Spiegel einen anderen Spiegel sieht der das Objekt selbst wieder zeigt. Hat der andere Spiegel den gleichen Emmisionsgrad dann kommt man auf einen effektiven Emmisionsgrad von 50%, ist es ein guter Spiegel der vollständig reflektiert dann erhält man bis zu 100%, also realisitsch eher bis 94%. Man könnte den Sensor durch die Mitte eines Metallhohlspiegels stecken, um einen solchen Effekt zu erreichen.

    Da man damit viele Parameter in die Messung einbringt, wird man lieber etwas Klebeband (Tesakrepp) in der Größe des Messflecks auf die zu messende Oberfläche bringen, (es gibt wohl auch Spraydosen mit kreideartiger Masse zum Aufsprühen, die leicht abwischbar ist), und dann die Strahlung bei annähernd 100% Emissionsgrad messen.
    Geändert von Manf (23.07.2015 um 17:40 Uhr)

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von 021aet04
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    Das oben beschriebene Problem tritt bei jedem IR Messgerät auf, also auch bei Wärmebildkamera. Nur da sieht man es gleich das man falsch misst.

    Ich habe einmal ein Seminar von Fluke besucht, da ich das selbe Problem gehabt habe. Das Seminar war sehr informativ, kann ich nur empfehlen und es war kostenlos. Es gibt auch Webinare, die sind soweit ich weiß auch kostenlos.

    Noch ein Beispiel wo man aufpassen muss. Glas lässt IR Strahlung auch nicht durch, da gibt es spezielle Gläser.

    Den Emissionsgrad kannst du auch fühlen (nicht den genauen wert). Wenn man z.b. Einen Eisenblock und einen Alublock auf die gleiche Temparatur aufheizt merkt man die Strahlung beim Eisenblock viel stärker als beim Alu.

    MfG Hannes

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von oberallgeier
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    Gute Erklärung auch hier - siehe insbesondere Aufnahmen des Lesliewürfels.

    Zitat Zitat von 021aet04 Beitrag anzeigen
    Das oben beschriebene Problem tritt bei jedem IR Messgerät auf, also auch bei Wärmebildkamera ...
    Diese IR-Geschichte geht ja noch weiter (sozusagen ne Ergänzung, kein wirkliches OT). Nicht nur der Emissionsgrad, auch die Reflexion von IR-Strahlen (Albedo - aber im eigentlichen Wortsinn eher "Farbe") ist werkstoffabhängig und damit auch die komplementäre Eigenschaft, die (optische) Absorption. Unser Problem ist halt, dass unsere Augen das nicht mitkriegen.

    Optische Abtastung durch IR-Sensoren kann schief gehen, wenn man nur die Menge des rückgestrahlten Lichts misst. Denn eine für uns weiße Fläche (reflektiert das ganze Spektrum - und noch was: ne weiße Tapete sehen wir im ausschließlich grün beleuchteten Raum auch grün !!) kann im infraroten Licht "weiß" sein (dh reflektiert viel IR), kann IR-"grau" sein => reflektiert wenig IR oder auch IR-"schwarz" sein => reflektiert kaum oder kein infrarotes Licht. Auswirkungen, beispielsweise: langwellige Infrarotstrahler können manches Material schnell aufheizen - wenn es die entsprechende Wellenlänge gut asorbiert, also IR-Schwarz ist, manche Materialien werden kaum aufgeheizt - weil sie für die entsprechende Wellenlänge weiß sind, also das meiste reflektieren.
    Ciao sagt der JoeamBerg

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Hallo,
    Zitat Zitat von oberallgeier Beitrag anzeigen
    kann im infraroten Licht "weiß" sein (dh reflektiert viel IR), kann IR-"grau" sein => reflektiert wenig IR oder auch IR-"schwarz" sein => reflektiert kaum oder kein infrarotes Licht.
    Sieh man auch bei IR-Fernsteuerung/Radio/TV usw.

    Der IR-Sensor ist oft hinter einer, fürs Auge, schwarzen Abdeckung verborgen.

    MfG Peter(TOO)
    Manchmal frage ich mich, wieso meine Generation Geräte ohne Simulation entwickeln konnte?

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von White_Fox
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    Wieder was gelernt-der Tag war nicht umsonst.

    Vielen Dank an unsere Großen hier, für diese höchst interessanten und informativen Posts.

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