Einleitung

Infrarotthermometer bestimmen die Oberflächentemperatur berührungslos, indem sie die von einem Objekt abgegebene Infrarotstrahlung erfassen. Sie werden unter anderem in der elektrischen Instandhaltung, in HLK-Anwendungen, bei Maschineninspektionen, in industriellen Prozessen und bei allgemeinen Temperaturkontrollen eingesetzt.

Geräte können sich hinsichtlich Gehäuse, Messbereich und Funktionsumfang stark ähneln, obwohl ihre tatsächliche Messleistung deutlich unterschiedlich ist. Die Qualität sollte daher nicht allein anhand der maximal messbaren Temperatur beurteilt werden. Messgenauigkeit, Wiederholbarkeit, Stabilität, optische Eigenschaften, Umgebungsverhalten und Langzeitzuverlässigkeit sind ebenso entscheidend.

Das Wichtigste im Überblick

● Messgenauigkeit ist ein wichtiger Qualitätsfaktor, jedoch nicht das einzige Bewertungskriterium.
● Ein gutes Infrarotthermometer sollte eine hohe Wiederholbarkeit und Messstabilität bieten.
● Das D:S-Verhältnis beeinflusst, wie kleine Messobjekte aus einer bestimmten Entfernung zuverlässig erfasst werden können.
● Ein einstellbarer Emissionsgrad erweitert die Einsatzmöglichkeiten bei unterschiedlichen Oberflächen.
● Ansprechzeit, Temperaturkompensation, Optik und Sensorqualität beeinflussen die reale Messleistung.
● Auch Verarbeitung, technische Dokumentation, Kalibriermöglichkeiten und relevante Konformitätsnachweise sind zu berücksichtigen.

Messgenauigkeit realistisch beurteilen

Die Messgenauigkeit gehört zu den wichtigsten technischen Kennwerten eines Infrarotthermometers. Typische Angaben sind beispielsweise ±1,5 °C, ±2 °C oder ein prozentualer Wert bezogen auf den Messwert.

Die Genauigkeit ist jedoch nicht zwangsläufig über den gesamten Temperaturbereich identisch. Häufig gelten für verschiedene Temperaturabschnitte unterschiedliche Genauigkeitsspezifikationen.

● Prüfen Sie, ob der Hersteller die Genauigkeit für mehrere Temperaturbereiche angibt.
● Beachten Sie die Umgebungsbedingungen, den Emissionsgrad und weitere Bedingungen, unter denen die Genauigkeit spezifiziert wurde.
● Wählen Sie für industrielle Anwendungen eine Genauigkeit, die dem tatsächlichen Einsatz entspricht, anstatt ausschließlich den größten Temperaturbereich zu bevorzugen.

Seriöse technische Unterlagen nennen konkrete Grenzwerte und Prüfbedingungen. Allgemeine Aussagen wie „hohe Genauigkeit“ ohne messbare Spezifikationen sind nur eingeschränkt aussagekräftig.

Wiederholbarkeit und Messstabilität prüfen

In der Praxis ist die Wiederholbarkeit häufig ebenso wichtig wie eine einzelne Genauigkeitsangabe.

Messen Sie dasselbe temperaturstabile Objekt mehrfach aus derselben Entfernung und mit demselben Winkel. Liegen die Messwerte eng beieinander, spricht dies für eine gute Wiederholbarkeit. Größere Schwankungen unter unveränderten Bedingungen sollten näher untersucht werden.

Für einen einfachen Test:

● Messabstand konstant halten.
● Messwinkel möglichst unverändert und annähernd senkrecht zur Oberfläche halten.
● Sicherstellen, dass der gesamte Messfleck innerhalb des Zielobjekts liegt.
● Störungen durch direkte Sonneneinstrahlung, Wärmequellen, Luftströmungen oder starke Umgebungsschwankungen vermeiden.

Ein hochwertiges Gerät sollte bei konstanten Messbedingungen weitgehend stabile Werte liefern.

Messverhalten bei unterschiedlichen Temperaturen prüfen

Gute Ergebnisse bei Raumtemperatur bedeuten nicht automatisch, dass ein Infrarotthermometer im gesamten Messbereich gleich zuverlässig arbeitet.

Wenn möglich, sollten mehrere stabile Temperaturniveaus geprüft werden, beispielsweise Umgebungstemperatur, eine mäßig erwärmte Oberfläche und ein höheres Temperaturniveau. Ein Vergleich mit einem kalibrierten Referenzgerät kann zusätzliche Sicherheit geben.

Zu beachten sind insbesondere:

● Deutliche Abweichungen in bestimmten Temperaturbereichen.
● Überproportional zunehmende Fehler bei höheren Temperaturen.
● Konsistente Ergebnisse bei wiederholten Messungen.
● Schnelle Stabilisierung beim Wechsel zwischen unterschiedlich warmen Messobjekten.

Für professionelle Prüfungen ist eine geeignete Schwarzkörper-Strahlungsquelle die zuverlässigere Referenz.

D:S-Verhältnis passend zur Anwendung auswählen

Das D:S-Verhältnis beschreibt das Verhältnis zwischen Messabstand und Durchmesser des Messflecks und ist ein wesentlicher Kennwert des optischen Systems.

Ein Verhältnis von 12:1 bedeutet beispielsweise näherungsweise, dass bei 12 Einheiten Messabstand ein Messfleck von etwa einer Einheit Durchmesser erfasst wird. Die genaue Charakteristik sollte anhand des optischen Diagramms des Herstellers geprüft werden.

Ist das Messobjekt klein und der Abstand zu groß, kann ein unzureichendes D:S-Verhältnis dazu führen, dass umliegende Flächen in die Messung einbezogen werden.

Die größtmögliche D:S-Angabe ist nicht automatisch die beste Wahl:

● Standardwerte eignen sich meist für allgemeine Messungen im Nahbereich.
● Kleine Messobjekte können ein höheres D:S-Verhältnis erfordern.
● Für heiße, schwer zugängliche oder sicherheitskritische Oberflächen ist ein höheres D:S-Verhältnis häufig vorteilhaft.

Entscheidend ist, dass die optische Spezifikation zuverlässig ist und mit der technischen Dokumentation übereinstimmt.

Emissionsgrad berücksichtigen

Infrarotthermometer berechnen die Temperatur aus der von der Oberfläche abgegebenen Infrarotstrahlung. Unterschiedliche Materialien besitzen unterschiedliche Emissionsgrade.

Nichtmetallische Materialien, lackierte Oberflächen und oxidierte Metalle weisen häufig einen relativ hohen Emissionsgrad auf. Polierte Metalloberflächen besitzen dagegen meist einen niedrigen Emissionsgrad und eine hohe Reflexion.

Übliche Ausführungen sind:

● Fester Emissionsgrad, häufig etwa ε = 0,95.
● Einstellbarer Emissionsgrad innerhalb eines definierten Bereichs.

Geräte mit festem Emissionsgrad eignen sich für viele Standardmessungen. Ein einstellbarer Emissionsgrad erhöht die Flexibilität bei unterschiedlichen Materialien.

Auch mit einstellbarem Emissionsgrad bleiben stark reflektierende Oberflächen mit niedrigem Emissionsgrad anspruchsvolle Messobjekte.

Ansprechzeit bewerten

Die schnelle Messwerterfassung ist einer der wesentlichen Vorteile von Infrarotthermometern. Entsprechend ist die Ansprechzeit ein sinnvoller Leistungsindikator.

Richten Sie das Gerät nacheinander auf zwei temperaturstabile Oberflächen mit deutlich unterschiedlichen Temperaturen und beobachten Sie den Übergang des Messwerts.

Ein gutes Gerät zeigt typischerweise:

● Schnelle Reaktion auf Temperaturänderungen.
● Gleichmäßiges Verhalten während des Messwertwechsels.
● Schnelle Stabilisierung am neuen Messobjekt.

Die Ansprechzeit unterscheidet sich je nach Geräteauslegung. Maßgeblich bleiben daher die Herstellerangaben.

Laseranzeige und tatsächlichen Messbereich unterscheiden

Viele Infrarotthermometer verfügen über einen Laser zur Zielunterstützung. Der Laser selbst erfasst jedoch keine Temperatur.

Bei der Qualitätsbewertung sollte deshalb nicht allein die Helligkeit des Lasers berücksichtigt werden.

● Prüfen Sie die Stabilität der Laserausrichtung.
● Achten Sie darauf, ob die Laserposition mit der vorgesehenen Messrichtung übereinstimmt.
● Prüfen Sie, ob die Dokumentation den Zusammenhang zwischen Laseranzeige und Messfläche verständlich erläutert.

Ein einzelner Laserpunkt entspricht in der Regel nicht dem vollständigen Messfleck. Dessen Größe wird durch das optische System und das D:S-Verhältnis bestimmt.

Stabilität bei wechselnden Umgebungsbedingungen prüfen

Infrarotthermometer enthalten Sensoren, optische Komponenten und elektronische Schaltungen. Daher kann auch die Temperatur des Geräts selbst das Messergebnis beeinflussen.

Wird ein Gerät beispielsweise aus einer kalten Außenumgebung direkt in einen warmen Innenraum gebracht, können vorübergehend Messabweichungen auftreten, bis sich das Gerät thermisch angepasst hat.

Bei der Bewertung sind folgende Angaben hilfreich:

● Zulässiger Betriebstemperaturbereich.
● Lagertemperaturbereich.
● Temperaturkompensation.
● Erforderliche Stabilisierungszeit nach größeren Temperaturänderungen.

Diese Faktoren sind besonders bei HLK-Anwendungen, elektrischer Instandhaltung, industriellen Prüfungen und Außeneinsätzen relevant.

Optisches System und Linse überprüfen

Das optische System sammelt die vom Messobjekt abgestrahlte Infrarotenergie und führt sie dem Detektor zu.

Minderwertige Optik, Verschmutzung oder mechanische Instabilität können die nutzbare Strahlungsmenge und damit die Messstabilität beeinträchtigen.

Zu prüfen sind:

● Fester Sitz der optischen Komponenten.
● Sauberkeit und Unversehrtheit des optischen Fensters.
● Sichtbare Kratzer, Verschmutzungen oder mechanisches Spiel.
● Schutz des optischen Systems gegen Staub und Fremdkörper.

Die Infrarotlinse ist ein wesentlicher Bestandteil des Messsystems und sollte weder direkt berührt noch mit ungeeigneten Reinigungsmitteln behandelt werden.

Verarbeitung und Bedienung beurteilen

Die Gehäusequalität bestimmt nicht unmittelbar die Messgenauigkeit, kann jedoch Hinweise auf Fertigungsqualität und Haltbarkeit geben.

Zu beachten sind:

● Gleichmäßige Gehäusefugen.
● Zuverlässige Tastenfunktion.
● Sicher sitzendes Batteriefach.
● Gut ablesbares und stabiles Display.
● Spielfreier Auslöser beziehungsweise Messtaster.
● Ergonomische und sichere Handhabung.

Für industrielle Anwendungen sind außerdem mechanische Belastbarkeit und Langzeitzuverlässigkeit wichtig.

Messbereich nicht mit Qualität gleichsetzen

Ein größerer Temperaturmessbereich bedeutet nicht automatisch bessere Qualität.

Ein Modell von -50 °C bis 1000 °C ist beispielsweise nicht grundsätzlich besser geeignet als ein Gerät von -50 °C bis 550 °C.

Für viele HLK-, Elektro- und Wartungsanwendungen sind wichtiger:

● Genauigkeit im tatsächlich genutzten Temperaturbereich.
● Wiederholbarkeit.
● D:S-Verhältnis.
● Einstellbarkeit des Emissionsgrads.
● Ansprechzeit.
● Langzeitstabilität.

Ein besonders großer Messbereich ist nur dann von Vorteil, wenn die Anwendung ihn tatsächlich erfordert.

Technische Daten, Kalibrierung und Konformität prüfen

Professionelle Infrarotthermometer verfügen üblicherweise über vollständige technische Daten zu Messbereich, Genauigkeit, Auflösung, Wiederholbarkeit, Ansprechzeit, D:S-Verhältnis, Emissionsgrad und Umgebungsbedingungen.

Bei der Bewertung sollte geprüft werden:

● Sind die technischen Daten vollständig und eindeutig?
● Sind Messparameter fachgerecht angegeben?
● Stehen geeignete Bedienungs- und technische Unterlagen zur Verfügung?
● Sind für den vorgesehenen Markt relevante Konformitätsnachweise vorhanden?
● Werden bei Bedarf Kalibrierung oder kalibrierungsbezogene Dienstleistungen unterstützt?

Für Qualitätskontrolle, Laboranwendungen und rückführbare Messungen reicht ein einfacher Vergleich mit einem gewöhnlichen Thermometer in der Regel nicht aus.

Einfacher Praxistest für ein Infrarotthermometer

Auch ohne professionelle Schwarzkörperquelle lassen sich einige grundlegende Funktionsprüfungen durchführen. Sie ersetzen jedoch keine formelle Kalibrierung.

● Eine gleichmäßige, temperaturstabile Oberfläche mit relativ hohem Emissionsgrad wählen.
● Abstand und Messwinkel konstant halten.
● Mehrfach messen und die Wiederholbarkeit prüfen.
● Messabstand verändern und sicherstellen, dass das Ziel stets größer als der Messfleck bleibt.
● Unterschiedliche Temperaturen messen und Ansprechverhalten sowie Trends beobachten.
● Wenn möglich, mit einem kalibrierten Referenzgerät vergleichen.

Beim Vergleich verschiedener Geräte müssen dieselbe Messfläche sowie Unterschiede bei Emissionsgrad, Messfleckgröße und Messprinzip berücksichtigt werden.

FAQ

Bedeutet ein höherer Preis automatisch eine bessere Qualität?
Nein. Der Preis kann unter anderem Messbereich, Genauigkeit, D:S-Verhältnis, Funktionsumfang, Konstruktion, Marke und Service widerspiegeln. Eine Qualitätsbewertung sollte immer technische Daten und reale Messleistung einbeziehen.

Warum zeigen zwei Infrarotthermometer am selben Objekt unterschiedliche Temperaturen an?
Mögliche Ursachen sind unterschiedliche Emissionsgradeinstellungen, Messabstände, Messfleckgrößen, Messwinkel, Oberflächeneigenschaften oder Gerätegenauigkeiten.

Kann man die Genauigkeit mit Eiswasser oder kochendem Wasser überprüfen?
Solche Tests können als grobe Orientierung dienen, ersetzen jedoch keine professionelle Kalibrierung. Oberflächenmaterial, Reflexion, Wasserdampf und Umgebungsbedingungen können die Infrarotmessung beeinflussen.

Ist ein besonders schnelles Messergebnis ein Zeichen für höhere Qualität?
Nicht zwangsläufig. Die Ansprechzeit ist nur ein Leistungsmerkmal. Entscheidend sind zusätzlich Genauigkeit, Wiederholbarkeit, Stabilität und optische Eigenschaften.

Muss ein neues Infrarotthermometer kalibriert werden?
Für allgemeine Messaufgaben kann das Gerät üblicherweise gemäß Herstellerangaben verwendet werden. Bei Qualitätskontrolle, Laboranwendungen, Produktionsprüfungen oder rückführbaren Messungen sollte eine geeignete Kalibrierung vorgesehen werden.

Fazit

Die Qualität eines Infrarotthermometers lässt sich nicht allein anhand des maximalen Temperaturbereichs, der Laseranzeige oder der äußeren Gestaltung beurteilen. Entscheidend sind Messgenauigkeit, Wiederholbarkeit, Langzeitstabilität, D:S-Verhältnis, Emissionsgradeinstellung, Ansprechzeit, Umgebungsverhalten und Fertigungsqualität.

Für eine erste Bewertung sind wiederholte Messungen unter kontrollierten Bedingungen, Prüfungen bei verschiedenen Temperaturen und eine sorgfältige Analyse der technischen Daten sinnvoll. Für industrielle Qualitätssicherung, Laboranwendungen oder rückführbare Messungen empfiehlt sich eine Prüfung mit einer geeigneten Schwarzkörperquelle oder einem kalibrierten Referenzsystem.

Das beste Infrarotthermometer ist daher nicht das Gerät mit den größten Zahlen im Datenblatt, sondern eines mit nachvollziehbaren Spezifikationen, stabiler Messleistung und einer Ausstattung, die zur tatsächlichen Anwendung passt.