Einleitung
Bei der Auswahl eines Infrarot-Thermometers stehen häufig Geräte mit Einzel-, Doppel- oder Mehrpunktlaser zur Wahl. Auf den ersten Blick können diese Varianten wie unterschiedliche Leistungsstufen erscheinen. Tatsächlich dient der Laser jedoch in erster Linie als Zielhilfe und ist nicht direkt an der Temperaturmessung beteiligt. Die Temperatur wird über das optische Infrarotsystem und den Sensor des Geräts erfasst.
Der wesentliche Unterschied zwischen den Laserarten liegt daher darin, wie sie den Bediener bei der Erkennung von Messposition und Messbereich unterstützen – nicht darin, dass eine bestimmte Variante grundsätzlich genauer misst.
Das Wichtigste auf einen Blick
● Ein Einzel-Laser markiert in der Regel ungefähr die Mitte des Messbereichs und eignet sich für typische Kontrollmessungen.
● Ein Doppel-Laser erleichtert häufig die Einschätzung des Messbereichs; die genaue Anzeige hängt jedoch von der optischen Konstruktion des Geräts ab.
● Mehrpunktlaser kennzeichnen den Messbereich oder dessen ungefähre Begrenzung mit mehreren Punkten und erleichtern dadurch die schnelle Beurteilung der Zielabdeckung.
● Die Anzahl der Laserpunkte ist kein direkter Indikator für die Messgenauigkeit. Wichtiger sind Dältnis, Messbereich, Genauigkeit, Emissionsgrad und Zielgröße.
● Unabhängig vom Lasersystem sollte das Messobjekt den tatsächlichen Infrarot-Messfleck vollständig ausfüllen.
Welche Funktion hat der Laser bei einem Infrarot-Thermometer?
Ein Infrarot-Thermometer erfasst über sein optisches System die von einer Oberfläche abgegebene Infrarotstrahlung. Ein Thermopile- oder vergleichbarer Infrarotsensor wandelt diese Strahlung in ein elektrisches Signal um. Unter Berücksichtigung des Emissionsgrads wird daraus die Oberflächentemperatur berechnet.
Der Laser ist davon unabhängig und dient ausschließlich als Zielhilfe.
● Er zeigt dem Anwender, auf welchen Bereich das Gerät ausgerichtet ist.
● Der Laserstrahl ist nicht der Infrarot-Messstrahl.
● Der sichtbare Laserpunkt entspricht normalerweise nicht dem vollständigen Messfleck.
● Bei entsprechend ausgelegten Geräten kann die Temperaturmessung auch mit ausgeschaltetem Laser erfolgen.
Daher ist die Annahme falsch, dass nur die vom Laserpunkt beleuchtete Fläche gemessen wird. Tatsächlich erfasst das Gerät die Infrarotstrahlung aus einem definierten Messbereich.
Welche Eigenschaften hat ein Infrarot-Thermometer mit Einzel-Laser?
Ein Gerät mit Einzel-Laser verwendet in der Regel einen Laserpunkt, um ungefähr die Mitte des Messbereichs zu kennzeichnen. Diese Bauform ist weit verbreitet.
Sie bietet eine einfache Bedienung und eine eindeutige Zielausrichtung. Bei großen Messobjekten, kurzen Messabständen und gut zugänglichen Zielbereichen ist ein Einzel-Laser meist vollkommen ausreichend.
Typische Anwendungen sind:
● Oberflächentemperaturkontrollen an HVAC-Anlagen;
● Prüfung von Motoren, Pumpen und Lagergehäusen;
● Kontrolle von Lüftungsauslässen, Rohrleitungen und Heizkörpern;
● Oberflächenmessungen an Anlagen der Lebensmittelverarbeitung und allgemeinen Industrie;
● Gebäudeinstandhaltung und Fehlersuche.
Ein einzelner Laserpunkt zeigt jedoch hauptsächlich die Mitte des Messbereichs und nicht dessen tatsächlichen Durchmesser.
Bei kleinen Messobjekten, größeren Messabständen oder deutlich unterschiedlichen Temperaturen im Umfeld kann ein Einzel-Laser allein daher nicht zuverlässig erkennen lassen, ob das Ziel den Messfleck vollständig abdeckt.
Welche Eigenschaften hat ein Infrarot-Thermometer mit Doppel-Laser?
Bei einem Doppel-Lasersystem unterstützen zwei Laserpunkte die räumliche Orientierung. Dadurch lässt sich der Messbereich häufig leichter einschätzen als mit nur einem Laserpunkt.
Bei manchen Geräten markieren die beiden Laserpunkte ungefähr gegenüberliegende Seiten des Messflecks. Je nach Konstruktion kann sich ihr Abstand mit zunehmender Messdistanz verändern.
Dies ist besonders hilfreich bei:
● kleineren mechanischen Bauteilen;
● Messungen zwischen eng benachbarten Komponenten;
● Prüfungen an elektrischen Anlagen, Anschlussklemmen oder mechanischen Baugruppen;
● Messungen auf mittlere Entfernung, bei denen schnell geprüft werden soll, ob das Ziel groß genug ist;
● Wartungsarbeiten mit häufig wechselnden Messpunkten.
Allerdings sind Doppel-Lasersysteme herstellerübergreifend nicht einheitlich ausgeführt. Die beiden Laserpunkte dürfen daher nicht grundsätzlich als exakte Begrenzung des Messflecks interpretiert werden. Maßgeblich sind die Angaben des jeweiligen Herstellers und die Bedienungsanleitung.
Welche Eigenschaften hat ein Infrarot-Thermometer mit Mehrpunktlaser?
Mehrpunktlaser verwenden mehrere Laserpunkte, die beispielsweise kreisförmig oder ringförmig angeordnet sein können. Dadurch lässt sich der ungefähre Messbereich visuell leichter erfassen.
Statt nur eines Mittelpunkts erkennt der Bediener besser, welche Fläche voraussichtlich in die Infrarotmessung einbezogen wird.
Diese Lösung eignet sich besonders, wenn:
● das Messobjekt relativ klein ist;
● sich der Messabstand häufig ändert;
● benachbarte Flächen deutlich unterschiedliche Temperaturen aufweisen;
● schnell geprüft werden muss, ob das Ziel den Messbereich vollständig abdeckt;
● bei Wartungsarbeiten zahlreiche Messstellen nacheinander geprüft werden.
Der wesentliche Vorteil besteht in der Regel nicht in einer höheren Sensorgenauigkeit, sondern darin, Fehler durch falsches Anvisieren oder eine fehlerhafte Einschätzung des Messbereichs zu reduzieren.
So lässt sich besser vermeiden, dass der Messfleck gleichzeitig das Zielobjekt und den Hintergrund erfasst.
Bedeuten mehr Laserpunkte automatisch eine höhere Messgenauigkeit?
Nein.
Die Genauigkeit eines Infrarot-Thermometers hängt vor allem von Sensor, Optik, Kalibrierung, eingestelltem Emissionsgrad, Umgebungseinflüssen und den Eigenschaften der Messoberfläche ab.
Der Laser beantwortet hauptsächlich die Frage „Wo messe ich?“ und nicht „Wie genau misst das Gerät?“.
Wenn beispielsweise ein Einzel-Laser- und ein Mehrpunktlaser-Modell jeweils mit ±1,5 % Genauigkeit spezifiziert sind und hinsichtlich Optik und Sensorik vergleichbar sind, ist das Gerät mit mehr Laserpunkten nicht automatisch genauer.
Der praktische Vorteil zusätzlicher Laser liegt vor allem in einer besseren Zielerfassung.
Warum ist das Dältnis wichtiger als die Anzahl der Laserpunkte?
Das Dältnis, also das Verhältnis von Messabstand zu Messfleckdurchmesser, ist ein entscheidender Parameter für die Messung kleinerer Ziele aus größerer Entfernung.
Ein Dältnis von 12:1 bedeutet beispielsweise, dass der Messabstand ungefähr dem Zwölffachen des Messfleckdurchmessers entspricht. Mit zunehmendem Abstand vergrößert sich in der Regel auch der Bereich, aus dem das Gerät Infrarotstrahlung erfasst.
Selbst ein Gerät mit mehreren Laserpunkten kann daher bei zu geringem Dältnis einen Messfleck erzeugen, der über ein kleines Zielobjekt hinausreicht und zusätzlich den Hintergrund erfasst.
Umgekehrt kann ein Infrarot-Thermometer mit Einzel-Laser und geeignetem Dältnis zuverlässige Ergebnisse liefern, wenn der Anwender die Größe des Messflecks korrekt berücksichtigt.
Vor der Auswahl des Lasersystems sollten deshalb folgende Fragen geklärt werden:
● Wie groß ist das Messobjekt?
● Aus welcher Entfernung wird typischerweise gemessen?
● Befinden sich in der Umgebung Flächen mit deutlich anderer Temperatur?
● Kann der Anwender nahe an das Ziel herangehen?
● Muss der Messbereich schnell visuell beurteilt werden?
Erst danach sollte die Laserart ausgewählt werden.
Welche Laserart eignet sich für welche Anwendung?
Bei großen Anlagen, Wänden, Rohrleitungen, Lüftungsauslässen oder Maschinengehäusen und relativ kurzen Messabständen ist ein Einzel-Laser meist ausreichend.
Wer häufig kleinere elektrische oder mechanische Komponenten misst und den Messbereich besser abschätzen möchte, kann von einem Doppel-Laser profitieren.
In komplexen Arbeitsbereichen mit eng benachbarten Zielen, starken Temperaturunterschieden oder häufig wechselnden Messabständen bietet ein Mehrpunktlaser eine besonders intuitive Orientierung.
Vereinfacht gilt:
● Großes Ziel und kurzer Abstand: Einzel-Laser meist ausreichend;
● Kleineres Ziel und Bedarf an besserer Bereichsanzeige: Doppel-Laser praktisch;
● Komplexer Messbereich und schnelle visuelle Beurteilung erforderlich: Mehrpunktlaser besonders übersichtlich.
Die endgültige Auswahl sollte dennoch auf Dältnis, Genauigkeit, Temperaturbereich und Emissionsgrad basieren und nicht allein auf der Zahl der Laserpunkte.
Was ist bei kleinen Messobjekten besonders zu beachten?
Bei Anschlussklemmen, Lagern, dünnen Rohrleitungen oder kleinen elektronischen Bauteilen liegt das häufigste Problem nicht in der Laserposition, sondern darin, dass der Infrarot-Messfleck größer als das Messobjekt ist.
Erfasst der Messfleck gleichzeitig Ziel und Hintergrund, empfängt das Gerät Infrarotstrahlung von beiden Flächen. Der angezeigte Wert kann dadurch von der tatsächlichen Zieltemperatur abweichen.
Bei kleinen Zielen empfiehlt sich daher:
● den Messabstand möglichst zu reduzieren;
● sicherzustellen, dass das Ziel deutlich größer als der tatsächliche Messfleck ist;
● anhand des Dältnisses einen geeigneten Abstand zu bestimmen;
● die Größe des Laserpunktes nicht mit der Größe des Messflecks gleichzusetzen;
● bei großen Temperaturunterschieden zur Umgebung besonders vorsichtig zu messen.
Doppel- und Mehrpunktlaser können hier helfen, weil sie eher erkennen lassen, wenn der Messbereich über das Ziel hinausreicht.
Wann ist die Anzahl der Laserpunkte weniger wichtig?
In manchen Anwendungen spielt die Laserart nur eine untergeordnete Rolle.
Bei großen Wänden, Tanks, Rohrleitungen oder großflächigen Heizelementen ist das Messobjekt häufig deutlich größer als der Messfleck. Ein Einzel-Laser reicht dann für die Zielausrichtung in der Regel aus.
Auch bei starker Sonneneinstrahlung oder sehr heller Umgebung können Laserpunkte schwer erkennbar sein. Mehr Laserpunkte können in solchen Situationen eine ungeeignete Messdistanz oder ein unpassendes Dältnis nicht ausgleichen.
Für professionelle Anwendungen empfiehlt sich daher folgende Reihenfolge:
● erforderlichen Temperaturbereich festlegen;
● Genauigkeit und Wiederholbarkeit prüfen;
● geeignetes Dältnis anhand der Zielgröße auswählen;
● entscheiden, ob ein fester oder einstellbarer Emissionsgrad benötigt wird;
● erst danach Einzel-, Doppel- oder Mehrpunktlaser nach Bedienkomfort auswählen.
FAQ
Misst ein Einzel-Laser nur die Fläche des sichtbaren Laserpunktes?
Nein. Der Laser dient nur zur Zielausrichtung. Der tatsächliche Infrarot-Messfleck ist normalerweise größer als der Laserpunkt und vergrößert sich mit zunehmendem Abstand.
Entspricht der Bereich zwischen zwei Laserpunkten immer dem tatsächlichen Messfleck?
Nicht unbedingt. Manche Geräte nutzen dieses Prinzip, andere nicht. Maßgeblich sind die optische Konstruktion, das Dältnis und die Herstellerangaben.
Ist ein Mehrpunktlaser immer besser als ein Doppel-Laser?
Nein. Ein Mehrpunktlaser verbessert vor allem die visuelle Darstellung des Messbereichs. Bei großen Zielen und kurzen Abständen kann ein Einzel- oder Doppel-Laser völlig ausreichend sein.
Warum kann die Messung trotz korrekt ausgerichtetem Laser ungenau sein?
Der Messfleck kann größer als das Ziel sein. Zusätzlich können Emissionsgrad, reflektierende Oberflächen, Hintergrundstrahlung, Messabstand, Umgebungseinflüsse und Gerätespezifikation das Ergebnis beeinflussen.
Sollte man bei größeren Messabständen mehr Laserpunkte wählen?
Nicht zwingend. Für größere Messabstände ist vor allem das Dältnis entscheidend. Bei kleinen Zielen ist ein höheres Dältnis in der Regel wichtiger als eine größere Zahl an Laserpunkten.
Beeinflusst die Anzahl der Laserpunkte die Ansprechzeit?
Normalerweise nicht. Die Ansprechzeit wird vor allem durch Infrarotsensor, Elektronik und Signalverarbeitung bestimmt.
Fazit
Einzel-, Doppel- und Mehrpunktlaser unterscheiden sich bei Infrarot-Thermometern hauptsächlich darin, wie sie dem Anwender die Messposition und den ungefähren Messbereich anzeigen.
Ein Einzel-Laser eignet sich gut für typische Messungen an größeren Zielen aus kurzer Entfernung. Ein Doppel-Laser kann die Einschätzung des Messbereichs erleichtern. Mehrpunktlaser sind besonders hilfreich bei kleinen Zielen, komplexen Messsituationen oder wenn der Messbereich schnell erkannt werden muss.
Die Zahl der Laserpunkte sollte jedoch nicht als primäres Leistungsmerkmal betrachtet werden. Dältnis, Messbereich, Genauigkeit, Emissionsgrad, Zielgröße und Messabstand sind für die praktische Eignung eines Infrarot-Thermometers wesentlich wichtiger.
Die Auswahl sollte deshalb mit drei Fragen beginnen: Was soll gemessen werden, wie groß ist das Ziel und aus welcher Entfernung wird gemessen? Danach lässt sich das geeignete Laser-Zielsystem passend zum Arbeitsablauf bestimmen.
