Einleitung
Infrarot-Thermometer erfassen die von einer Oberfläche abgegebene Infrarotstrahlung und berechnen daraus die Temperatur. Dadurch ist eine schnelle berührungslose Temperaturmessung möglich. Der verfügbare Messbereich kann jedoch je nach Geräteausführung, Infrarotsensor, optischem System und vorgesehenem Einsatzgebiet erheblich variieren.
Handgehaltene Universalgeräte decken typischerweise die Temperaturbereiche ab, die bei der Instandhaltung, in HLK-Anwendungen, bei elektrischen Prüfungen und in der industriellen Wartung auftreten. Spezielle Geräte für Öfen, Metallverarbeitung und andere Hochtemperaturanwendungen können wesentlich höhere Temperaturen messen.
Daher gibt es auf die Frage, welchen Temperaturbereich ein Infrarot-Thermometer messen kann, keine allgemeingültige Antwort. Entscheidend sind immer die technischen Daten des jeweiligen Modells.
Das Wichtigste auf einen Blick
● Der Messbereich eines Infrarot-Thermometers wird durch das jeweilige Gerätekonzept und den verwendeten Sensor bestimmt.
● Handgehaltene Universalgeräte decken häufig etwa -50 °C bis 500 °C oder 600 °C ab, wobei die genauen Werte modellabhängig sind.
● Industrielle Geräte für mittlere und hohe Temperaturen können Messgrenzen von 1.000 °C, 1.500 °C oder darüber erreichen.
● Ein größerer Messbereich bedeutet nicht automatisch eine bessere Messleistung. Auch Genauigkeit, D:S-Verhältnis, Emissionsgrad und optische Eigenschaften müssen berücksichtigt werden.
● Liegt die Zieltemperatur außerhalb des spezifizierten Messbereichs, kann das Gerät eine Bereichsüberschreitung anzeigen. Ein solcher Messwert ist nicht als gültige Temperatur zu verwenden.
Typische Temperaturbereiche von Infrarot-Thermometern
Infrarot-Thermometer lassen sich entsprechend ihrer Anwendung grob in verschiedene Messbereichsklassen einteilen.
● Universelle Infrarot-Thermometer: Typische Messbereiche liegen beispielsweise bei -50 °C bis 380 °C, -50 °C bis 500 °C oder -50 °C bis 600 °C. Sie eignen sich für elektrische Anlagen, HLK-Systeme, Maschinen, Rohrleitungen, Motoren und allgemeine industrielle Oberflächentemperaturmessungen.
● Industriegeräte für mittlere und hohe Temperaturen: Die obere Messgrenze kann 800 °C, 1.000 °C oder mehr erreichen. Typische Einsatzbereiche sind Hochtemperaturmaschinen, Heizanlagen, Öfen und industrielle Prozesse.
● Spezielle Hochtemperatur-Infrarotmessgeräte: Einige Geräte können Temperaturen von 1.500 °C, 2.000 °C oder darüber erfassen. Sie werden unter anderem in Metallurgie, Stahlindustrie, Gießereien und Glasproduktion eingesetzt.
● Infrarotmessgeräte für niedrige Temperaturen: Bestimmte Modelle für Kühlketten, Kälteanlagen oder spezielle Laboranwendungen sind für besonders niedrige Temperaturbereiche ausgelegt.
Diese Werte stellen typische Produktkategorien dar und sind keine einheitlichen Standards. Maßgeblich ist immer der unter Messbereich / Measurement Range / Temperature Range angegebene Wert im Datenblatt.
Warum unterscheiden sich die Messbereiche verschiedener Infrarot-Thermometer?
Ein Infrarot-Thermometer misst die Temperatur nicht durch direkten Kontakt, sondern anhand der von der Zieloberfläche abgegebenen Infrarotstrahlung. Der nutzbare Temperaturbereich hängt deshalb wesentlich vom gesamten Infrarot-Erfassungssystem ab.
● Leistungsfähigkeit des Infrarotsensors: Unterschiedliche Sensoren reagieren auf unterschiedliche Intensitäten und Wellenlängen der Infrarotstrahlung. Dies beeinflusst die niedrigste und höchste messbare Temperatur.
● Auslegung des optischen Systems: Linse, Filter und Spektralbereich bestimmen, wie effizient das Gerät Infrarotenergie bei verschiedenen Temperaturen erfasst.
● Signalverarbeitung: Das Sensorsignal muss verstärkt, kompensiert und ausgewertet werden. Unterschiedliche Elektronik- und Auswerteverfahren unterstützen unterschiedliche Messbereiche.
● Vorgesehene Anwendung: Für die allgemeine Wartung sind meist keine Temperaturen oberhalb einiger hundert Grad Celsius erforderlich. In Metallurgie und Stahlverarbeitung können dagegen Messungen oberhalb von 1.000 °C notwendig sein.
Der Messbereich eines Infrarot-Thermometers lässt sich daher nicht allein anhand seiner äußeren Bauform beurteilen.
Ist ein größerer Messbereich immer besser?
Nein.
Angenommen, zwei Infrarot-Thermometer besitzen Messbereiche von -50 °C bis 500 °C beziehungsweise -50 °C bis 1.500 °C. Wenn ausschließlich Luftauslässe, Motorgehäuse, Schaltschränke, Rohrleitungen und Maschinen überprüft werden, reicht eine obere Messgrenze von 500 °C in der Regel aus.
Ein größerer Messbereich bedeutet in erster Linie, dass höhere Zieltemperaturen erfasst werden können. Er bedeutet nicht automatisch eine höhere Genauigkeit im normalen Temperaturbereich.
Bei der Geräteauswahl sollten zusätzlich folgende Parameter berücksichtigt werden:
● Messgenauigkeit: Gibt die zulässige Abweichung zwischen Messwert und tatsächlicher Temperatur an.
● D:S-Verhältnis: Bestimmt die Größe des Messflecks in einer bestimmten Entfernung.
● Emissionsgradbereich: Bei unterschiedlichen Materialien wie Metallen, Kunststoffen, Beschichtungen oder Keramik ist eine korrekte Einstellung des Emissionsgrads wichtig.
● Optische Auflösung: Besonders relevant bei kleinen Messobjekten und größeren Messabständen.
● Ansprechzeit: Bestimmt, wie schnell das Gerät Temperaturänderungen erfassen kann.
● Zulässige Umgebungstemperatur: Die Betriebstemperatur des Messgeräts selbst ist nicht mit dem Messbereich der Zieltemperatur gleichzusetzen.
Entscheidend ist daher ein zur Anwendung passender Messbereich und nicht der größtmögliche Bereich.
Messbereich und zulässige Umgebungstemperatur sind nicht dasselbe
Diese beiden Angaben werden häufig verwechselt.
Ein Infrarot-Thermometer kann beispielsweise einen Messbereich von -50 °C bis 600 °C besitzen, während seine zulässige Umgebungstemperatur nur 0 °C bis 50 °C beträgt.
Der Unterschied:
● Temperaturmessbereich: Temperaturbereich der Oberfläche, die das Gerät erfassen kann.
● Betriebs- bzw. Umgebungstemperatur: Temperaturbereich, in dem das Infrarot-Thermometer selbst ordnungsgemäß betrieben werden darf.
Das Gerät kann somit aus einer normalen Umgebung heraus eine 500 °C heiße Oberfläche messen. Dies bedeutet jedoch nicht, dass das Thermometer selbst einer Umgebung von 500 °C ausgesetzt werden darf.
Bei Messungen an Öfen, Kesseln oder anderen heißen Anlagen sollte ein ausreichender Abstand eingehalten werden. Außerdem ist eine längere Belastung des Geräts durch Wärmestrahlung und heiße Luft zu vermeiden.
Messbereich und Anzeigeauflösung sind ebenfalls unterschiedliche Größen
In Datenblättern wird häufig eine Anzeigeauflösung von beispielsweise 0,1 °C angegeben.
Eine Auflösung von 0,1 °C bedeutet weder, dass die Messgenauigkeit ±0,1 °C beträgt, noch dass das Gerät über einen größeren Temperaturbereich verfügt.
Beispielsweise kann auf dem Display stehen:
235,6 °C
Die Auflösung von 0,1 °C bedeutet lediglich, dass Temperaturänderungen in Schritten von 0,1 °C angezeigt werden können. Die tatsächliche Messgenauigkeit kann beispielsweise ±1,5 °C, ±2 °C oder prozentual vom Messwert angegeben sein.
Daher müssen folgende Angaben getrennt betrachtet werden:
● Messbereich;
● Messgenauigkeit;
● Anzeigeauflösung.
Jede dieser Größen beschreibt einen anderen Aspekt der Messleistung.
Kann nahe an der oberen Messgrenze noch zuverlässig gemessen werden?
Solange die Zieltemperatur innerhalb des spezifizierten Messbereichs liegt, ist eine Messung grundsätzlich möglich. Allerdings sollten die Genauigkeitsangaben für die jeweiligen Temperaturabschnitte überprüft werden.
Bei manchen Infrarot-Thermometern gilt nicht über den gesamten Messbereich dieselbe Genauigkeit. Für niedrige, mittlere und hohe Temperaturen können unterschiedliche Fehlergrenzen angegeben sein.
Wenn regelmäßig Temperaturen um 500 °C gemessen werden müssen, ist ein Gerät mit einer maximalen Messgrenze von genau 500 °C daher nicht immer die optimale Wahl.
In der Praxis ist eine gewisse Messbereichsreserve sinnvoll. Liegt die übliche Zieltemperatur beispielsweise bei etwa 450 °C, kann ein Modell mit einer deutlich höheren oberen Messgrenze geeigneter sein.
Was passiert bei einer Überschreitung des Messbereichs?
Liegt die Zieltemperatur außerhalb des spezifizierten Messbereichs, kann das Infrarot-Thermometer in der Regel keinen gültigen Temperaturwert mehr ausgeben.
Je nach Gerätemodell kann das Display beispielsweise Folgendes anzeigen:
● HI;
● LO;
● OL;
● ein Symbol für Bereichsüberschreitung;
● einen Wert, der sich nicht mehr ordnungsgemäß verändert.
Solche Anzeigen bedeuten normalerweise, dass sich die Zieltemperatur außerhalb des gültigen Messbereichs befindet.
Der angezeigte Wert darf dann nicht als tatsächliche Temperatur interpretiert werden. Weder ein größerer Messabstand noch eine Änderung des Emissionsgrads kann den spezifizierten Temperaturbereich eines Geräts erweitern. Für dauerhaft höhere Temperaturen ist ein entsprechend ausgelegtes Messgerät erforderlich.
Welcher Messbereich ist für verschiedene Anwendungen sinnvoll?
Zunächst sollten die niedrigste und höchste Temperatur bestimmt werden, die in der jeweiligen Anwendung auftreten können.
● HLK- und Klimaservice: Hier dominieren niedrige und mittlere Temperaturen. Ein universelles Infrarot-Thermometer ist in der Regel ausreichend.
● Elektrische Inspektion: Schaltschränke, Anschlussklemmen, Leistungsschalter, Kabel und Motoren werden vor allem auf ungewöhnliche Erwärmung überprüft. Standardmäßige industrielle Handgeräte decken die meisten Anwendungen ab.
● Mechanische Instandhaltung: Lager, Motoren, Getriebe und Hydrauliksysteme benötigen meist keine extrem hohe obere Messgrenze. Stabilität und Wiederholbarkeit sind häufig wichtiger.
● Motor- und Fahrzeugwartung: Bei Messungen an Motoren, Abgasanlagen oder Bremskomponenten kann eine höhere obere Messgrenze sinnvoll sein.
● Industrielle Heizsysteme: Für Öfen, Wärmebehandlung und Hochtemperaturprozesse muss der Messbereich an die tatsächliche Prozesstemperatur angepasst werden.
● Stahl-, Metallurgie- und Gießereianwendungen: Hier können Temperaturen über 1.000 °C auftreten, sodass spezielle Hochtemperatur-Infrarotmessgeräte erforderlich sind.
Ein sinnvoller Grundsatz lautet: Der gültige Messbereich sollte die normalen Betriebstemperaturen vollständig abdecken und zusätzlich eine angemessene Reserve für Temperaturschwankungen bieten.
Faktoren, die das tatsächliche Messergebnis beeinflussen
Auch wenn sich die Zieltemperatur innerhalb des Messbereichs befindet, ist ein genauer Messwert nicht automatisch gewährleistet.
Weitere Einflussgrößen sind:
● Falscher Emissionsgrad: Unterschiedliche Materialien geben Infrarotstrahlung unterschiedlich stark ab.
● Zu großer Messabstand: Bei zu großer Entfernung kann das Gerät zusätzlich Bereiche außerhalb des eigentlichen Ziels erfassen.
● Zu kleines Messobjekt: Die Zieloberfläche sollte größer sein als der zum aktuellen Abstand gehörende Messfleck.
● Reflektierende Metalloberflächen: Metalle mit niedrigem Emissionsgrad können Wärmestrahlung aus der Umgebung reflektieren und dadurch deutliche Messfehler verursachen.
● Glas, Dampf, Rauch oder Staub: Medien zwischen Gerät und Messobjekt können die Übertragung der Infrarotstrahlung beeinflussen.
● Schnelle Änderungen der Umgebungstemperatur: Wird das Gerät zwischen deutlich unterschiedlichen Umgebungen bewegt, sollte ausreichend Zeit für eine thermische Stabilisierung eingeplant werden.
Der Messbereich ist daher nur der erste Faktor bei der Beurteilung, ob ein Infrarot-Thermometer für eine Anwendung geeignet ist. Er allein bestimmt nicht die Messgenauigkeit.
FAQ
Welche maximale Temperatur kann ein Infrarot-Thermometer messen?
Es gibt keine einheitliche Obergrenze. Handgeräte für allgemeine Anwendungen messen meist bis zu mehreren hundert Grad Celsius. Spezielle industrielle Infrarotmessgeräte können 1.000 °C, 1.500 °C oder mehr erfassen. Maßgeblich sind die technischen Daten des jeweiligen Geräts.
Kann ein normales Infrarot-Thermometer 500 °C messen?
Ja, sofern 500 °C innerhalb des spezifizierten Messbereichs liegen. Befindet sich dieser Wert jedoch nahe an der maximalen Messgrenze und werden solche Temperaturen regelmäßig gemessen, ist ein Modell mit größerer Reserve empfehlenswert.
Können Infrarot-Thermometer Temperaturen unter 0 °C messen?
Ja. Viele universelle Infrarot-Thermometer messen bis etwa -50 °C. Die tatsächliche untere Messgrenze ist jedoch modellabhängig.
Ist bei einem Messbereich von -50 °C bis 600 °C die Genauigkeit überall gleich?
Nicht unbedingt. Einige Geräte haben für verschiedene Temperaturbereiche unterschiedliche Genauigkeitsspezifikationen. Daher sollten Messbereich und Genauigkeit immer gemeinsam betrachtet werden.
Kann eine Messung außerhalb des Messbereichs das Infrarot-Thermometer beschädigen?
Das reine Anvisieren eines zu heißen Messobjekts führt nicht zwangsläufig sofort zu Schäden. Befindet sich das Gerät jedoch zu nahe an einer heißen Oberfläche und überschreitet dadurch selbst seine zulässige Betriebstemperatur, kann dies die Funktion beeinträchtigen oder Schäden verursachen.
Können Temperaturen über 1.000 °C mit einem Infrarot-Thermometer gemessen werden?
Ja, allerdings nur mit einem speziell dafür ausgelegten Hochtemperatur-Infrarotmessgerät. Ein normales Handgerät kann seinen konstruktiv festgelegten Messbereich weder durch Einstellungen noch durch einen größeren Messabstand überschreiten.
Fazit
Für Infrarot-Thermometer gibt es keinen einheitlichen Temperaturmessbereich. Handgehaltene Universalgeräte decken häufig Temperaturen von einigen zehn Grad unter 0 °C bis zu mehreren hundert Grad Celsius ab. Spezielle Industriegeräte können dagegen 1.000 °C oder deutlich höhere Temperaturen messen.
Bei der Auswahl sollte zunächst bestimmt werden, welche minimale und maximale Temperatur in der tatsächlichen Anwendung zu erwarten ist. Der Messbereich des Geräts sollte diese Temperaturen vollständig abdecken und eine angemessene Reserve bieten.
Der Temperaturbereich ist jedoch nur eines von mehreren Auswahlkriterien. Ebenso wichtig sind Messgenauigkeit, D:S-Verhältnis, Emissionsgrad, Zielgröße und Umgebungsbedingungen. Für zuverlässige Infrarotmessungen ist ein zur Anwendung passender Messbereich wichtiger als ein möglichst großer Maximalbereich.
