Praxis Infrarot-Messtechnik: So misst man richtig und vermeidet Messfehler

Zugegeben: Solch eine Technik macht etwas her und Infrarotbilder sind in Reviews immer noch rar gesät. Aber – und das muss man ehrlich eingestehen – der Kostenfaktor spielt keine unerhebliche Rolle und ohne Unterstützung eines Partners aus der Industrie geht fast nie etwas. 

Doch was steckt eigentlich hinter dieser Technik und wie funktioniert das Ganze? Denn leider ist es ja nun nicht so, dass man so eine tolle, neue Infrarotkamera einfach schnell auf ein Objekt richtet und schon purzeln die exakten Ergebnisse nur so aus der Software heraus und direkt hinein in die Artikel.

Wie schon beim Grundlagenartikel Leistungsaufnahme, Netzteilkonflikte & andere Mythen, muss ich viele Dinge berücksichtigen, die ich auf den ersten Blick so gar nicht vermutet hätte. Das ist eine eine neue Herausforderung und der Redakteur als solcher setzt sich einmal mehr auf den eigenen Hosenboden und lernt dazu. Doch keine Angst – ich habe auch diesmal die Inhalte stark vereinfacht und damit versucht, einen Kompromiss zwischen Inhalt und Umfang zu finden.

Zufälle gibt’s: Die Entdeckung des Unsichtbaren

Wir schreiben das Jahr 1800: Der Musiker und Astronom Wilhelm Herschel (1738-1822) schiebt argen Kohldampf und beschließt, sein aktuelles Experiment zu unterbrechen und erst einmal was essen zu gehen. Herschel ist ein guter Beobachter und man kennt auch heute noch seine Teleskope sowie seine wichtigen Entdeckungen auf dem Gebiet der Astronomie. Doch was hat das alles mit der Infrarotmesstechnik von heute  zu tun?

Herschel testet an diesem sonnigen Vormittag etwas ganz Besonderes. Er lässt Licht durch ein Prisma scheinen und zaubert sich so eine Art Regenbogen auf den Arbeitstisch. Das so in seine einzelnen Spektralbereiche zerlegte weiße Licht nutzt er, um in jeden der sichtbaren Farbabschnitte jeweils ein Thermomenter zu legen, das die unterschiedliche Intensität der Wärmestrahlung erfassen soll.

Doch Forschen macht bekanntlich hungrig und so stellt er vor dem Verlassen des Raums die Thermometer zurück in den Ständer, der sich zufällig gleich unterhalb des roten Bereiches befindet und geht erst einmal eilig zum Lunch.

Als er wiederkommt und rein zufällig einen Blick auf die Thermometer wirft, glaubt er seinen Augen nicht zu trauen: Er kann Werte ablesen, die deutlich höher liegen als das, was er eben noch im sichtbaren Spektrum gemessen hatte! Also musste außerhalb dieses Spektrums und unterhalb des roten Randbereiches noch irgend etwas sein, das man zwar nicht sehen, aber durchaus messen und fühlen kann: Der Infrarotbereich. Und so sind am Ende Ordnungsliebe, Hunger und gute Beobachtungsgabe dann auch der eher zufällige Auslöser für eine völlig neue Technik.

Doch was genau hat Herschel nun gesehen? Werfen wir einen kurzen Blick auf das nachfolgende Schema, dann sehen wir, dass sich sowohl unter- als auch oberhalb des sichtbaren Lichts noch weite Bereiche befinden, die sich lediglich durch Messungen erfassen lassen, weil unser Auge dafür schlichtweg ungeeignet ist. Heute interessiert uns allerdings nur der langwelligere Bereich unterhalb des roten Lichtes, der deshalb auch Infrarot-Bereich heißt. Die harte Strahlung bis hin in den Gamma-Bereich schieben wir gedanklich einfach mal beiseite.

Aha, Wärmestrahlung also. Man kann sie fühlen – indirekt oder direkt mit gelegentlichen Aua-Effekten – und natürlich auch messen. Normale Thermometer benötigen ja eigentlich einen direkten Kontakt, nur können wir ja nicht mal eben so Muttis Quecksilberthermometer in die Grafikkarte schieben. Deshalb spielt die berührungsfreie Messung immer dann eine Rolle, wenn der direkte Kontakt über Sensoren u.ä. nicht möglich oder zweckmäßig ist.

Womit wir wieder ganz elegant bei unserer Infrarotkamera angekommen wären. Doch stopp: Ganz so einfach ist es dann doch nicht. Immerhin handelt es sich ja nicht um eine herkömmliche Videokamera, sondern um ein wesentlich komplexeres Gebilde, auch wenn viele Grundprinzipien gleich sind. Daher will ich gleich noch einmal näher auf die Wirkungsweise und den Aufbau eingehen, weil man schnell merken wird, das die typischen End-User-Handlungsabläufe á la einschalten, draufhalten und glücklich sein so gar nicht funktionieren können.

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