Grenzen eines IR-Thermometers ??

[Rundflieger]

Moin moin,

jeder hat wohl so'n mehr oder weniger einfaches IR-Thermometer für Akku-, Regler- oder Motortemperatur. Ich habe so ein NoName Teil, was sogar eine Stelle nach dem Komma auflöst und überraschend genau ist. Weil ich aktuell eine Menge Ärger mit meiner Therme habe, habe ich die letzen Tage eine Menge Messungen gemacht.

Dabei fällt auf, dass die Messwerte meist korrekt sind - aber manchmal auch heftig daneben. So wie es aussieht, ist der Messwert stark von der Oberfläche (Farbe?) des Objekts abhängig. Weisse Wand (Rauhfaser), Holzteile (Nachttischchen) und weisse Heizkörper gehen super gut. Metalloberflächen, speziell blank oder poliert, ergeben keine verlässlichen Messwerte.

Ganz besonders daneben waren Messungen an von Heisswasser durchflossenen Kupferrohren: man misst hier 80 Grad und 3 cm daneben 50 Grad. Bei blankem Kupfer zeigt das Ding jedesmal eine andere Hausnummer an.

Kennt sich da jemand genauer aus ?

Gruss Gustav

[DeeCee]

Hei.
IR-Thermometer gibt es in den unterschiedlichsten Preiskategorien und Qualitäten. Die jeweiligen Meßbedingungen (insbes. Oberflächenbeschaffenheiten) spielen dabei eine große Rolle.
Spiegelnde und gekrümmte Oberflächen sind immer etwas problematisch.
Hier kann man schon etwas über die Grundlagen lesen:

http://www.omega.de/pdf/ir-book/ti1001.pdf

[Rundflieger]

Spiegelnde und gekrümmte Oberflächen sind immer etwas problematisch.

Scheint genau so zu sein - wobei "etwas problematisch" wohl stark untertrieben ist: eben den Kamin meiner Gastherme gemessen (gebürstetes Alu und gekrümmt), während der Brenner läuft. Ist so heiss, dass man sich die Finger verbrennt (ca. 100 Grad) - das IR-Thermometer zeigt bei mehreren Messungen schlappe 26 Grad nochwas an. Kaum zu glauben ...

Also an alle, die mit IR ihre Zylinderköpfle am Heli messen wollen - der ist nämlich auch gekrümmt (rund) und aus Alu ...

Gruss Gustav

[FPK]

Spiegelnde und gekrümmte Oberflächen sind immer etwas problematisch.

Scheint genau so zu sein - wobei "etwas problematisch" wohl stark untertrieben ist: eben den Kamin meiner Gastherme gemessen (gebürstetes Alu und gekrümmt), während der Brenner läuft. Ist so heiss, dass man sich die Finger verbrennt (ca. 100 Grad) - das IR-Thermometer zeigt bei mehreren Messungen schlappe 26 Grad nochwas an. Kaum zu glauben ...

Also an alle, die mit IR ihre Zylinderköpfle am Heli messen wollen - der ist nämlich auch gekrümmt (rund) und aus Alu ...

Der eigentliche Kopf ist meist eloxiert und da sollte dann der Emissionskoeffizient wieder ausreichend hoch sein, vor allem wenn er schwarz eloxiert ist. Nichtsdestotrotz, genaue Temperaturmessung ist allgemein nicht einfach.

[Basti 205]

Habe den Effekt auch schon beim messen von Lipothemperaturen bemerkt.
Also vorsicht, ein ein blanker/transparent eingeschrumpfter Lipo ist um vieles heisser als es ein IR Thermometer anzeigt.

[speedy]

der Emissionskoeffizient wieder ausreichend hoch sein

Kann man den bei dir einstellen ? Bei meinem kann man den ja nach Material einstellen.


MFG
speedy

[Rundflieger]

Eben noch zwei Messungen gemacht - diesmal an planen Oberflächen: die seitliche Brennerverkleidung an meiner Therme: sauheiss - IR zeigt was um die 40 Grad an. Material ist hier feuerverzinktes Stahlblech mit Eisblumenmuster. Dann der Wärmetauscher aus Kupfer unmittelbar nach dem Abschalten des Brenners: 24 Grad nochwas.

Trick: man klebt einfach ein dünnes mattschwarzes Klebeband auf - und die Welt ist wieder in Ordnung ...
Jetzt hat der Wärmetauscher unmittelbar nach dem Abschalten des Brenners 70 Grad, so wie es sein soll.

Gruss Gustav

[acanthurus]

Ein IR-Thermometer misst im Prinzip die thermische Strahlungsleistung innerhalb eines gewissen bereiches des IR-Spektrums.
Die Flächenstrahlungsleistung eines "grauen" Strahlers berechnet sich zu p=epsilon*sigma*T^4.
Epsilon ist der Emissionsgrad, sigma ist konstant, T ist die absoluttemperatur in Kelvin.

Wenn ich also eine Oberfläche mit Emissionsgrad 0,5 habe, das Thermometer aber von einem "schwarzen" Strahler mit epsilon=1 ausgeht, dann ist meine gemessene Strahlungslieistung halb so groß, und der (absolute) temperaturfehler beträgt vierte-wurzel-von-epsilon.
Ein 50 grad Celsius=323K heißer Gegenstand mit epsilon=0,5 emittiert die gleiche Energie wie ein schwarzer Strahler bei -2°C
Das "Lotto" besteht also im Epsilon, welches zudem noch übers Spektrum variiert.
Ein IR-Thermometer ist also nur dann sinnvoll anzuwenden, wenn man den Emissionsgrad kennt und weiß auf welchen Emissionsgrad das Thermometer eingestellt ist. Und diese Info wird man oft nicht haben.

gruß
andi

[speedy]

Und diese Info wird man oft nicht haben.

Das Problem wird eher sein, daß man den Wert vom Material nicht genau bestimmen kann. z.B. Bei meinem kann man den Wert einstellen und es ist auch eine kleine Tabelle mit Näherungswerten dabei. Bei anderen ist der fest eingestellt, aber dann müßte der Wert ja in den technischen Daten angegeben sein und man könnte das notfalls umrechnen.


MFG
speedy

[acanthurus]

Das meinte ich damit... man hat auf gar keinen Fall den realen Emissionsgrad des Meßobjekts, und vielleicht den Wert des Thermometers. Und dann ist das noch temperaturabhängig, weil die Empfindlichkeit des Thermometers vom spektralbereich (und damit der Absoluttemepratur) abhängt.
Es gibt auch noch die Möglichkeit, eine Temperaturmessung über die Bestimmung der Wellenlänge des Maximums des Spektrums durchzuführen. Diese ist von der Strahlungsleistung selbst und damit vom Epsilon unabhängig,setzt aber ein einigermaßen konstantes (wenn auch unbekanntes) Epsilon über den relevanten Wellenlängenbereich voraus. Richtig TEURE Pyrometrie kombiniert beide Verfahren und macht Mehrpunktmessungen in schmalen Spektralbereichen.

[mic1209]

Wenn ich also eine Oberfläche mit Emissionsgrad 0,5 habe, das Thermometer aber von einem "schwarzen" Strahler mit epsilon=1 ausgeht, dann ist meine gemessene Strahlungslieistung halb so groß, und der (absolute) temperaturfehler beträgt vierte-wurzel-von-epsilon.
Ein 50 grad Celsius=323K heißer Gegenstand mit epsilon=0,5 emittiert die gleiche Energie wie ein schwarzer Strahler bei -2°C
Das "Lotto" besteht also im Epsilon, welches zudem noch übers Spektrum variiert.

Das wollte ich auch gerade sagen .... *bahnhof*

[Basti 205]

Das "Lotto" besteht also im Epsilon, welches zudem noch übers Spektrum variiert.

Na wie gut das ich Faast fliege
...Ich möchte diesen Teppich nicht kaufen

[Rundflieger]

Die Flächenstrahlungsleistung eines "grauen" Strahlers berechnet sich zu p=epsilon*sigma*T^4.
Epsilon ist der Emissionsgrad, sigma ist konstant, T ist die absoluttemperatur in Kelvin.

Endlich mal wieder guten Physikunterricht ...

Erstaunlich allerdings, dass mein Einfach-Dings ohne irgendeinen Abgleich zumindest bei Raumtemperatur recht gut funktioniert. Da hat alles, was ich "ableuchte", zwischen 19 und 20 Grad. Eine Messwiederholgenauigkeit von meisst +/- 0.1 Grad gibt es noch oben drauf. Nur bei Metalloberflächen wird das Einfach-Dings es sehr seltsam ...

Gruss Gustav