Thermosensorik Anders sehen durch Infrarot

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Thermosensorik Anders sehen durch Infrarot

Infrarot ist der unsichtbare Teil des elektromagnetischen Spektrums, der sich an den langwelligen Anteil des sichtbaren Lichts anschließt. Dieser Teil wird von unseren Augen als rote Farbe aufgenommen. Infrarot äußert sich hauptsächlich als Wärmestrahlung und wird durch Thermoelemente oder besondere Fotozellen gemessen.

Alle Festkörper, Flüssigkeiten und Gase senden Wärmestrahlung aus, deren Wellenlängenspektrum von ihrer Temperatur, Struktur und Zusammensetzung abhängig ist. Je höher die Temperatur ist, desto mehr Strahlung wird emittiert.

Bei Temperaturen unter 4000 Grad Celsius liegt das Maximum der Wärmestrahlung im IR-Bereich - jenseits deiner Augen. Mit einer IR-Kamera wird diese für Menschen nicht wahrnehmbare IR-Strahlung sichtbar und messbar.

Diese Infrarot-Technologie wurde bislang fast ausschließlich militärisch genutzt, beispielsweise in Nachtsichtgeräten, Raketensuchköpfen und bei der Aufklärung per Satellit.

Auch in der Astronomie wird Infrarottechnik schon seit langer Zeit verwendet, um Informationen über kosmische Objekte zu bekommen, die im infraroten Spektralbereich stark strahlen, deren sichtbares Licht aber durch interstellare Dunkelwolken absorbiert wird. So erhielten wir bunte Fotos von Sternennebeln, neu entstehenden Sterne oder dem Zentrum der Milchstraße.

Die 1998 in Erlangen gegründete Thermosensorik GmbH macht diese Technologie für eine Reihe von Anwendungen in der Mess-, Prüf- und Automatisierungstechnik aber auch im medizinischen Bereich nutzbar. Diese bildgebende IR-Messtechnologie ist berührungslos und zerstörungsfrei, und sie liefert räumlich und zeitlich aufgelöste Informationen, die mit anderen Messtechniken nicht zugänglich sind.

In der Auswertung wird nicht nur die Temperatur gemessen. Erkannt wird auch die Wärmeleitfähigkeit eines Materials, mechanische Spannungen und die Materialzusammensetzung. Dabei werden Defekte und Abweichungen rasch erkannt. Das Prinzip ist einfach: Die zu prüfenden Teile werden durch Licht (z.B. Blitz, Lampen, Laser), Warmluft, Reibung, elektrisches Aufheizen und andere Methoden erwärmt. Die Wärmeausbreitung an schadhaften Stellen ist anders als an fehlerfreien und wird auf den hochauflösenden Infrarot-Bildern sichtbar. Die Aufnahmen werden analysiert, schadhafte Teile erkannt und aussortiert. So können beispielsweise Lecks in Gasleitungen oder anderen Behältern dadurch erkannt werden, dass ein Prüfgas eingeleitet und sichtbar gemacht wird.. Die meisten Gase sind für das bloße Auge nicht sichtbar. Einige einfach zu handhabende technische Gase weisen im Infrarotbereich spezielle optische Eigenschaften auf, sodass mit einer Infrarotkamera unter Einsatz spezieller Beleuchtungs- und Aufnahmetechniken Gasströmungen sichtbar gemacht werden können. Die Infrarot-Aufnahme kann im Fall des Falles dann genau aufzeigen, wo das Gas austritt, auch wenn es sich nur um einen winzigen Haarriss handeln sollte (siehe Bild).

Die Anlagen aus Erlangen haben ihre Praxistauglichkeit bereits in einer Vielzahl von Anwendungen unter Beweis gestellt: Sie spüren Risse in Solarzellen und Siliziumscheiben auf, kontrollieren Laser-Schweißnähte in der Automobilindustrie, überwachen die hochgenaue Positionierung von Einspritzdüsen und inspizieren Metall-Oberflächen. Die Infrarot-Messtechnik erkennt, ob Lötstellen, Klebungen und Nietverbindungen stabil sind, ohne dass dafür Bauteile zerstört werden müssten. Aufsehen erregt hat Thermosensorik mit der weltweit ersten Roboter-Prüfanlage, die eine automatisierte Serienprüfung von Turbinenschaufeln ermöglicht.

Doch nicht nur in der Technik, auch in der Medizin und in der Biologie werden Infrarotkameras verstärkt angewendet. Durch Abweichungen der Körperwärme, beispielsweise bei Tumoren, können Krankheiten früher erkannt oder besser eingegrenzt werden.

Neue Erkenntnisse in der Insektenforschung brachte die Aufnahme eines Bienenstocks mit einer Infrarotkamera: Da die Körper der Bienen auf dem Foto nicht nur rot und gelb, sondern auch blau abgebildet waren, ließ sich daraus der Schluss ziehen, dass nicht alle Bienen so fleißig sind, wie ihnen allgemein nachgesagt wird. Ob es auch faule Bienen gibt, muss jetzt erforscht werden.

Hinweis: Im Archiv wurden alle Bilder und Links entfernt