Einleitung

Eine zuverlässige Temperaturkontrolle ist in Lagern, Kühlräumen und der Kühlkettenlogistik besonders bei Lebensmitteln, Frischwaren, pharmazeutischen Produkten, Tiefkühlwaren und anderen temperaturempfindlichen Gütern von großer Bedeutung.

Mit einem Infrarot-Thermometer lassen sich Oberflächentemperaturen schnell und berührungslos prüfen. Das macht es besonders geeignet für Wareneingangskontrollen, die Suche nach auffälligen Temperaturbereichen und regelmäßige Inspektionen. Je nach Anwendung unterscheiden sich jedoch die Anforderungen an Messbereich, D:S-Verhältnis, Genauigkeit, Emissionsgrad und Umgebungsbeständigkeit.

Entscheidend ist daher nicht ein möglichst großer Messbereich. Zunächst sollten Messobjekt, Messabstand, Zielgröße und Zweck der Messung definiert werden.

Das Wichtigste auf einen Blick

● Ein Infrarot-Thermometer erfasst die Oberflächentemperatur. Die Temperatur im Inneren einer Verpackung, eines Lebensmittels oder einer Flüssigkeit wird nicht direkt gemessen.
● Bei allgemeinen Lagerkontrollen stehen häufig Messgeschwindigkeit, einfache Bedienung und Wiederholbarkeit im Vordergrund. In Kühlräumen kommen Tieftemperaturbereich und zulässige Umgebungstemperatur hinzu.
● Das D:S-Verhältnis bestimmt die Größe des Messflecks in einer bestimmten Entfernung. Für größere Entfernungen oder kleinere Ziele ist ein höheres D:S-Verhältnis sinnvoll.
● Karton, Kunststoffverpackungen, Gummi und andere Oberflächen mit hohem Emissionsgrad lassen sich meist leichter messen als Aluminiumfolie, Edelstahl oder andere reflektierende Materialien.
● Für häufige Kontrollmessungen sind Hoch-/Niedrigtemperaturalarm, Dauermessung und MAX/MIN-Funktion oft praxisrelevanter als ein extrem großer Messbereich.
● Muss die Kerntemperatur von Lebensmitteln, Arzneimitteln oder anderen Produkten überprüft werden, ist zusätzlich ein Thermoelement oder ein geeigneter Kontaktfühler erforderlich.

Was wird in Lager und Kühlkette typischerweise gemessen?

In Lager- und Kühlkettenanwendungen dient ein Infrarot-Thermometer in erster Linie zur schnellen Prüfung konkreter Oberflächen und nicht zur direkten Bestimmung der Lufttemperatur im Raum.

Typische Messobjekte sind:

● Kartons, Kunststoffverpackungen, palettierte Waren und Kühlverpackungen;
● Verpackungsoberflächen von Kühl- und Tiefkühlprodukten;
● Wände, Böden, Türen und Isolierflächen von Kühlräumen;
● Verdampfer, Kondensatoren, Kompressoren, Rohrleitungen und weitere Komponenten von Kälteanlagen;
● Innenflächen von Kühlfahrzeugen, Isolierboxen und Transportbehältern;
● Warenoberflächen während Be- und Entladung sowie unterschiedliche Chargen oder Bereiche.

Bei der Wareneingangskontrolle können beispielsweise mehrere Verpackungen einer Charge schnell verglichen werden. Zeigt eine Verpackung eine deutlich höhere Oberflächentemperatur als die übrigen, lässt sie sich gezielt einer weiteren Prüfung unterziehen.

Das Infrarot-Thermometer dient dabei vor allem als schnelles Screening-Instrument.

Infrarotmessung bedeutet Oberflächentemperatur

Dieser Punkt ist für die Temperaturkontrolle in der Kühlkette besonders wichtig.

Ein Infrarot-Thermometer ermittelt die Temperatur aus der von einer Oberfläche abgegebenen Infrarotstrahlung. Der angezeigte Wert beschreibt daher die radiometrische Oberflächentemperatur innerhalb des Sichtfeldes des Geräts.

Bei der Messung eines Kartons mit Tiefkühlware wird beispielsweise in der Regel die Temperatur der Karton- oder Verpackungsoberfläche erfasst, nicht die Kerntemperatur des darin befindlichen Produkts.

Eine reine Infrarotmessung reicht insbesondere nicht aus, wenn:

● die Innentemperatur von Tiefkühlprodukten überprüft werden muss;
● die Kerntemperatur von Fleisch, Flüssigkeiten oder anderen Lebensmitteln erforderlich ist;
● bei Arzneimitteln oder anderen temperaturempfindlichen Gütern eine interne Temperaturprüfung vorgeschrieben ist;
● ein Prüfverfahren ausdrücklich eine Kontakt- oder Fühlermessung verlangt.

In diesen Fällen sollten ein Thermoelement-Thermometer, ein Einstechfühler oder ein anderes geeignetes Kontaktmessgerät eingesetzt werden.

Wie sollte der Messbereich gewählt werden?

Lager- und Kühlkettenanwendungen betreffen überwiegend niedrige und mittlere Temperaturen. Ein besonders hoher oberer Messbereich ist deshalb häufig nicht erforderlich.

Wichtiger ist, dass die untere Messgrenze die realen Einsatzbedingungen sicher abdeckt.

Beispiele:

● Normale Lager und Logistikbereiche bewegen sich meist im Bereich der Umgebungstemperatur;
● Kühlbereiche erfordern Messungen um 0 °C und darunter;
● Tiefkühllager können Temperaturen von −18 °C, −20 °C oder noch darunter erfordern;
● Bei Wartungsarbeiten an Kälteanlagen können zusätzlich wärmere Komponenten wie Kompressoren oder Rohrleitungen gemessen werden.

Solange der Messbereich die tatsächlich zu erwartenden niedrigsten und höchsten Oberflächentemperaturen abdeckt, ist er grundsätzlich ausreichend. Für die Kühlkette sind Tieftemperatur-Eignung und Genauigkeit im relevanten Temperaturbereich in der Regel wichtiger als eine extrem hohe obere Messgrenze.

Warum ist D:S bei Lagerkontrollen wichtig?

D:S bezeichnet das Verhältnis von Messabstand zu Messfleckdurchmesser und beschreibt, wie groß die erfasste Fläche in einer bestimmten Entfernung ist.

Bei einem D:S-Verhältnis von 12:1 entspricht beispielsweise ein Messabstand von etwa 120 cm einem Messfleck mit ungefähr 10 cm Durchmesser.

Im Lager müssen häufig folgende Ziele gemessen werden:

● Kartons auf hohen Regalen;
● Waren im mittleren Bereich einer Palette;
● höher montierte oder weiter entfernte Kälteanlagen;
● schwer zugängliche Bereiche in Kühlfahrzeugen.

Bei großem Messabstand und kleinem Ziel kann ein zu niedriges D:S-Verhältnis dazu führen, dass neben dem eigentlichen Ziel auch die Umgebung in die Messung einbezogen wird. Der angezeigte Wert repräsentiert dann nicht mehr zuverlässig die gewünschte Oberfläche.

Daher gilt:

● Bei großen Verpackungen und kurzer Messdistanz sind die Anforderungen an D:S geringer;
● Für Messungen an höheren Regalen oder aus größerer Entfernung ist ein höheres D:S-Verhältnis vorteilhaft;
● Auch kleine Verpackungen, Rohrleitungen oder einzelne Bauteile lassen sich mit höherem D:S-Verhältnis gezielter erfassen.

Unabhängig vom D:S-Verhältnis sollte das Messobjekt deutlich größer als der tatsächliche Messfleck sein.

Genauigkeit und Wiederholbarkeit sind wichtiger als ein extrem großer Messbereich

In der Kühlkette werden häufig mehrere Waren, Chargen oder Bereiche miteinander verglichen. Deshalb sind stabile und reproduzierbare Messwerte besonders wichtig.

Wenn bei wiederholter Messung desselben oder eines vergleichbaren Ziels starke Schwankungen auftreten, bringt auch ein sehr großer Temperaturbereich wenig praktischen Nutzen.

Wichtige Auswahlkriterien sind:

● Angegebene Messgenauigkeit;
● Separate Genauigkeitsangaben für den unteren Temperaturbereich;
● Wiederholbarkeit bei Messung desselben Ziels;
● Reaktionsverhalten bei schnellen Temperaturänderungen;
● Zusätzliche Messabweichungen bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen.

Bei vergleichenden Kontrollmessungen ist eine gute Wiederholbarkeit besonders relevant.

Warum ist ein einstellbarer Emissionsgrad in komplexen Kühlketten sinnvoll?

Unterschiedliche Materialien senden Infrarotstrahlung unterschiedlich stark aus. Diese Eigenschaft wird durch den Emissionsgrad ε beschrieben.

Viele typische Materialien in Lager und Logistik, darunter Karton, Klebeband, Gummi, Lebensmitteloberflächen und zahlreiche Kunststoffe, besitzen einen relativ hohen Emissionsgrad und lassen sich vergleichsweise einfach messen.

Besondere Aufmerksamkeit ist erforderlich bei:

● Aluminiumfolien;
● Polierten Metallflächen;
● Edelstahloberflächen;
● Verchromten Bauteilen;
● Stark reflektierenden Metallbehältern.

Solche Oberflächen besitzen häufig einen niedrigen Emissionsgrad und reflektieren einen Teil der Infrarotstrahlung aus der Umgebung. Dadurch kann die Anzeige deutlich von der tatsächlichen Oberflächentemperatur abweichen.

Werden unterschiedliche Materialien geprüft, ist ein Infrarot-Thermometer mit einstellbarem Emissionsgrad sinnvoll.

Bei stark reflektierenden Metalloberflächen kann, sofern die Anwendung dies zulässt, auch eine definierte Referenzfläche mit höherem Emissionsgrad verwendet werden.

Welche Bedeutung hat die Ansprechzeit bei Serienkontrollen?

In Lager und Kühlkette müssen häufig viele Messstellen in kurzer Zeit überprüft werden.

Bei der Kontrolle mehrerer Paletten, Kartons oder Transportbehälter kann eine lange Ansprechzeit den gesamten Prüfablauf verlangsamen.

Eine kurze Ansprechzeit ist insbesondere nützlich für:

● Schnelle Wareneingangskontrollen;
● Prüfung großer Verpackungsmengen;
● Regelmäßige Kühlraumkontrollen;
● Kontrolle beim Be- und Entladen von Kühlfahrzeugen;
● Suche nach auffälligen Temperaturbereichen an Kälteanlagen.

Eine schnelle Ansprechzeit bedeutet jedoch nicht, dass das Gerät beliebig schnell über die Messobjekte bewegt werden sollte. Der Messfleck muss ausreichend stabil auf der gewünschten Oberfläche gehalten werden.

Sind Hoch-/Niedrigtemperaturalarme sinnvoll?

Für regelmäßig durchgeführte Kontrollen in der Kühlkette sind Hoch- und Niedrigtemperaturalarme häufig sehr praktisch.

HI- und LO-Grenzwerte können entsprechend den internen Prüfanforderungen eingestellt werden. Liegt ein Messwert außerhalb des festgelegten Bereichs, kann das Gerät optisch, akustisch oder auf andere Weise warnen.

Dies ist besonders nützlich bei:

● Wareneingangskontrollen von Kühl- und Tiefkühlware;
● Be- und Entladung in der Kühlkette;
● Serienkontrollen in Kühlhäusern;
● Kontrolle gekühlter Lager- oder Verkaufsbereiche;
● Lagern mit mehreren Temperaturzonen.

Die Alarmgrenzen sollten anhand der tatsächlichen Produktanforderungen, internen Qualitätsvorgaben oder relevanten Prüfverfahren festgelegt werden.

Beim Einsatz im Kühlraum sind Temperaturwechsel zu berücksichtigen

Kühlräume stellen besondere Anforderungen an handgehaltene Infrarot-Thermometer.

Wird ein Gerät aus einem beheizten Büro unmittelbar in einen kalten Kühlraum gebracht, ändern sich die Temperaturen der internen Komponenten und des optischen Systems innerhalb kurzer Zeit erheblich.

Beim Wechsel aus einem kalten Raum in eine warme, feuchte Umgebung kann sich zudem Kondenswasser auf Optik oder Gehäuse bilden.

Mögliche Folgen sind:

● Vorübergehend instabile Messwerte;
● Beschlag oder Kondensation auf dem Infrarotfenster;
● Beeinträchtigung des optischen Strahlengangs durch Feuchtigkeit;
● Vorübergehende temperaturbedingte Drift;
● Zusätzliche Belastung durch häufige Temperaturwechsel.

Für den regelmäßigen Einsatz im Kühlraum sollte daher der zulässige Betriebstemperaturbereich des Geräts geprüft werden. Bei wichtigen Messungen empfiehlt es sich, eine ausreichende Anpassung an die neue Umgebungstemperatur abzuwarten.

Ist das optische Fenster sichtbar beschlagen, sollte erst weitergemessen werden, wenn die Feuchtigkeit verschwunden ist.

Die Anzahl der Laser ist kein entscheidendes Auswahlkriterium

Viele Infrarot-Thermometer verfügen über Einzel- oder Doppellaser zur Zielmarkierung.

Der Laser unterstützt lediglich das Anvisieren. Er ist nicht an der eigentlichen Temperaturmessung beteiligt.

Bei Lagerkontrollen kann die Laserzielhilfe die Positionierung erleichtern. Die Auswahl eines Geräts sollte jedoch nicht allein davon abhängen, ob ein Einzel-, Doppel- oder Mehrpunktlaser vorhanden ist.

Wichtiger sind:

● D:S-Verhältnis;
● Messbereich;
● Genauigkeit;
● Emissionsgrad;
● Ansprechzeit;
● Zulässige Betriebstemperatur.

Außerdem entspricht der Laserpunkt nicht zwangsläufig dem tatsächlichen Infrarot-Messfleck. Ist das Ziel kleiner als der Messfleck, kann trotz korrekt positioniertem Laser auch die Umgebung die Messung beeinflussen.

Welche Funktionen sind für Lager und Kühlkette besonders sinnvoll?

Für diese Anwendungen sind insbesondere folgende Funktionen nützlich:

● Dauermessung: Erleichtert das schnelle Scannen mehrerer Produkte und die Suche nach Temperaturabweichungen;
● MAX/MIN: Erfasst die höchste und niedrigste Oberflächentemperatur während einer Kontrolle;
● Hoch-/Niedrigtemperaturalarm: Unterstützt die schnelle Bewertung anhand vorgegebener Grenzwerte;
● Einstellbarer Emissionsgrad: Erhöht die Flexibilität bei unterschiedlichen Oberflächen;
● Displaybeleuchtung: Praktisch in Kühlräumen, Regalen und schlecht beleuchteten Bereichen;
● Data Hold: Ermöglicht das spätere Ablesen des Messwerts;
● Datenaufzeichnung oder USB-Export: Geeignet für dokumentationspflichtige Prüfungen, Chargenverfolgung oder Temperaturhistorien.

Bei gelegentlichen Lagerkontrollen werden nicht alle Funktionen benötigt. Die Ausstattung sollte an Häufigkeit und Dokumentationsbedarf der Messungen angepasst werden.

Welche Ausführung passt zu welcher Anwendung?

Für allgemeine Lagerkontrollen genügt meist ein einfach zu bedienendes Infrarot-Thermometer mit stabilen Messwerten und kurzer Ansprechzeit. Werden überwiegend Kartons und Kunststoffverpackungen geprüft, ist ein einstellbarer Emissionsgrad nicht zwingend erforderlich, erhöht aber die Flexibilität.

Für regelmäßige Kühlraumkontrollen sollten Tieftemperaturbereich, zulässige Umgebungstemperatur, Ansprechzeit und Verhalten bei starken Temperaturwechseln stärker gewichtet werden.

Bei Kühltransporten und Wareneingangskontrollen sind Hoch-/Niedrigtemperaturalarm, Dauermessung und schnelle Reaktion besonders nützlich, da häufig viele Produkte in kurzer Zeit geprüft werden müssen.

Für hohe Regale, entfernte Anlagen oder schwer zugängliche Ziele empfiehlt sich ein höheres D:S-Verhältnis.

Muss zusätzlich die Kerntemperatur von Lebensmitteln, Arzneimitteln oder anderen Produkten bestätigt werden, kann ein Infrarot-Thermometer mit K-Thermoelement-Eingang gewählt werden. Alternativ lässt sich ein separates Thermoelement-Thermometer einsetzen. So können schnelles Infrarot-Screening und Kontaktmessung zur Bestätigung miteinander kombiniert werden.

FAQ

Kann ein Infrarot-Thermometer direkt die Lufttemperatur im Kühlraum messen?

In der Regel nein. Ein Infrarot-Thermometer erfasst überwiegend die Strahlung fester oder flüssiger Oberflächen und misst daher beispielsweise Wände, Produkte oder Anlagen. Für die Lufttemperatur sollte ein dafür ausgelegter Temperatursensor oder ein Temperatur-/Feuchtemessgerät verwendet werden.

Kann die Kerntemperatur von Tiefkühlprodukten mit einem Infrarot-Thermometer gemessen werden?

Nein. Erfasst wird nur die Oberfläche. Zur Bestimmung der Kerntemperatur ist ein geeigneter Einstechfühler oder ein anderes Kontaktmessverfahren erforderlich.

Ist ein möglichst hohes D:S-Verhältnis für die Kühlkette immer besser?

Nein. Ein hohes D:S-Verhältnis ist vor allem bei größerem Abstand oder kleinen Messobjekten sinnvoll. Bei großen Kartons und kurzen Messabständen ist ein sehr hohes D:S-Verhältnis häufig nicht notwendig.

Muss bei Kunststoffverpackungen der Emissionsgrad angepasst werden?

Viele undurchsichtige Kunststoffe besitzen einen relativ hohen Emissionsgrad und lassen sich gut mit Infrarot messen. Material, Farbe, Dicke und Oberflächenbeschaffenheit können den Wert jedoch beeinflussen. Bei höheren Genauigkeitsanforderungen sollte die Einstellung für das tatsächliche Material geprüft werden.

Warum sind Messwerte auf Aluminiumfolie häufig instabil?

Aluminiumfolie besitzt einen niedrigen Emissionsgrad und eine hohe Reflexion. Dadurch kann Strahlung aus der Umgebung in die Messung einfließen. Wenn möglich, sollte stattdessen ein Papieretikett, Klebeband oder eine andere Fläche mit höherem Emissionsgrad gemessen werden.

Kann das Gerät direkt nach dem Wechsel vom Büro in den Kühlraum verwendet werden?

Für eine grobe Kontrolle kann zunächst die Stabilität der Anzeige beobachtet werden. Für belastbare Messungen sollte das Gerät jedoch ausreichend an die neue Umgebung angepasst sein und innerhalb der angegebenen Betriebsbedingungen eingesetzt werden.

Fazit

Bei der Auswahl eines Infrarot-Thermometers für Lager und Kühlkette sollte zunächst geklärt werden, ob Warenoberflächen, Verpackungen, Kühlraumstrukturen oder Kälteanlagen geprüft werden sollen. Anschließend sind Messbereich, Messabstand und Zielgröße zu berücksichtigen.

Für die meisten Anwendungen sind ein geeigneter Tieftemperaturbereich, stabile Genauigkeit und Wiederholbarkeit, ein ausreichendes D:S-Verhältnis, kurze Ansprechzeit sowie Hoch-/Niedrigtemperaturalarme wichtiger als ein außergewöhnlich großer Messbereich.

Bei Aluminiumfolie, Edelstahl und anderen reflektierenden Oberflächen sind ein einstellbarer Emissionsgrad und eine geeignete Messtechnik besonders wichtig.

Grundsätzlich eignet sich die Infrarotmessung vor allem zur schnellen Erfassung von Oberflächentemperaturen und zum Erkennen auffälliger Bereiche. Muss die Innentemperatur von Lebensmitteln, Arzneimitteln oder anderen Produkten bestätigt werden, sollte zusätzlich ein Thermoelement oder ein geeigneter Kontaktfühler verwendet werden.