Wärmebildkamera Test - Zum Erkennen von Schwachstellen - Vergleich der besten Wärmebildkameras 2023

Was ist eine Wärmebildkamera?

Bei ansteigender Temperatur verschiebt sich das Spektrum und verändert die Wellenlängen des Lichts. Objekte haben eine andere Temperatur als die Umgebung. Eine Wärmebildkamera ist dazu gedacht, die Infrarotstrahlung zu erfassen und arbeitet mit einem eingeschränkten Wellenlängenbereich, damit die weiter entfernten Objekte nicht ungünstig verfälscht werden.

Die Wärmebildkamera erlaubt die direkte Darstellung des Bilds, ähnelt dabei einer herkömmlichen Kamera, wobei sie darüber hinaus in der Lage ist, die Infrarotstrahlung zu erfassen, die in einem Wellenbereich zwischen 0,7 µm bis 1000 µm liegt. Meistens sind die Modelle jedoch auch in der Lage, ein reales und natürliches Bild zu machen. Sie gestatten daher die Bilderfassung der Infrarotstrahlung und das normale Bild für das Sichtbarmachen aller Strukturen. Das erleichtert die Orientierung, z. B. bei der Messung von Rissen und Schäden in einem Mauerwerk.

Emissionswellenlängen haben typische Werte und liegen in einem bestimmten Spektralbereich. Dieser eignet sich für die Messung und bildliche Darstellung einer Wärmebildkamera. Bei nah erfassten Objekten stört nicht einmal künstliches Licht oder Sonneneinstrahlung. Vergrößert sich die Distanz, kann der Messwert durch die Eigenstrahlung der Luft verändert werden.

Wärmebildkameras kommen trotzdem vielseitig zum Einsatz. Sie bieten gegenüber einem Pyrometer, das als Infrarotthermometer nur eine einzige Temperatur anzeigen kann, einen größeren Bereich der Temperaturerfassung.

Diagramm zum Preis-Leistungs-Verhältnis der Wärmebildkameras

Wie funktioniert eine Wärmebildkamera?

Technik und Funktion

Die Wärmebildkamera liefert ein Bild in Falschfarben. Das echte Objekt wird verschiedenfarbig dargestellt und in seinen Wärmequellen ausgeleuchtet. Der Aufbau der Kamera ähnelt dem einer normalen Kamera, lediglich die verbauten Sensoren machen den Unterschied und die Funktionsweise aus.

Eine Wärmebildkamera kann dabei sowohl ein Foto als auch ein Video der erfassten Objekte machen. Die Bilder, die erzeugt werden, liegen dabei zunächst als einfache Intensitätsinformation der Infrarotstrahlung vor, die dann von einer Wärmebildkamera in Graustufen dargestellt wird.

Da das menschliche Auge jedoch Schwierigkeiten hat, feine Grauabstufungen tatsächlich zu unterschieden, gestattet die erweiterte Technik die Darstellung der Graustufen in Falschfarben. Dadurch ist auch das menschliche Auge in der Lage, die angezeigte Farbe zu deuten und das Wärmebild klar zu definieren.

Im Vergleich mit einer herkömmlichen Kamera ist die Auflösung bei Wärmebildkameras beträchtlich geringer, sollte bei guten Modellen dann in höchster Form ausgesucht werden.

Die Wärmekamera verfügt ebenfalls über ein Objekt mit Linse, um das Bild auf einen Bildsensor zu projizieren. Sie erlauben über ihre Technik eine genauere Temperaturmessung als herkömmliche Sensoren, gerade auch, wenn es sich um bewegliche Objekte handelt.

Auch der Einsatz bei gefährlichen Situationen ist möglich, z. B. für die Messung einer Hochspannungsleitung, wo die Kamera ein berührungsloses Erfassen gestattet, das auch zwingend erforderlich ist. Normale Messgeräte würden hier schlichtweg versagen, da die Temperaturen zu hoch sind.

Eine Wärmebildkamera zeigt das Bild mit den Temperaturunterschieden der Umgebung und der Objekte an. Gegenüber Infrarotpyrometern wird das gesamte Wärmebild wiedergegeben, statt nur ein Mittelwert ermittelt.

Es handelt sich ausschließlich um digitale Modelle, die in der Lage sind, elektrische Signale umzuwandeln, wobei die Sensoren aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Die Art der Materialien hängt dabei auch von der Art der Strahlung und von dem Wellenlängenbereich ab.

Die Unterscheidung der verwendeten Detektoren in einer Wärmebildkamera

Gekühlte Detektoren

Professionelle und sehr teure Wärmebildkameras arbeiten mit gekühlten Infrarotdetektoren und bestehen häufig aus speziellen Halbleiter-Materialien. Diese funktionieren durch den inneren Fotoeffekt und bestehen aus einem Array aus mehreren Fotoempfängern.

Die Detektoren sitzen in einem vakuumversiegelten Gehäuse und werden dort durch Peletierelemente gekühlt, wobei eine typische Arbeitstemperatur erzielt wird. Dadurch sind die Detektoren viel kälter als das erfasste Objekt und die thermische Empfindlichkeit höher.

Bei einem Ausfall der Detektorkühlung ist das gesamte System lahmgelegt. Dagegen bieten solche teuren Modelle ein fast unverfälschtes Messergebnis bei ihrer vollen Funktion. Sie haben eine herausragende Bildqualität im Vergleich mit ungekühlten Systemen.

Ungekühlte Detektoren

Modelle mit ungekühlten Detektoren verfügen über Infrarotsensoren, die durch Peletierelemente oder thermoelektrische Kühler in der Temperatur konstant gehalten werden. Das verringert die Signalübertragung und gestattet eine genaue Messung nur bei guter Umgebungstemperatur und geringer Distanz.

Der Detektor wird durch Infrarotstrahlung aufgeheizt und ändert so die Spannung, die Stromstärke und den Widerstand. Die Änderung wird gemessen, der Wert mit der Betriebstemperatur verglichen, woraus sich die aufgenommene Strahlungsmenge ergibt. Mit dem Abgleich durch den Emissionsfaktor kann der Messwert errechnet werden.

Vorteile & Anwendungsbereiche einer Wärmebildkamera

Eine Wärmebildkamera ist im Vergleich und Test vielseitig einsetzbar und gestattet nicht nur im Bauwesen, beim Militär, im Outdoor-Bereich und bei der Jagd eine umfangreiche Anwendung, sondern auch im normalen Hausgebrauch. Früher wurde sie ausschließlich nur für militärische Zwecke genutzt und während des Korea-Krieges entwickelt.

Mittlerweile stehen neue Technologien und Erweiterungen zur Verfügung, so dass sich auch das Einsatzgebiet erheblich ausdehnt. Die Linsen und Objekte sind verbessert, die Software für die Analyse und Berichtserstellung zeigt sich erweitert.

Verwendet werden im zivilen Bereich größtenteils Modelle mit ungekühlten Detektoren, darunter stationäre Modelle oder praktische mobile Handgeräte, die eine Temperatur zwischen -20 und +900 Grad Celsius abdecken. Dazu können verschiedene Objekte verwendet werden, die sich im Öffnungswinkel unterscheiden. Viele Geräte verfügen über einen USB- oder Bluetooth-Port, um die Daten direkt zu übertragen.

Weiterhin kann z. B. mit einer Wärmebildkamera sehr gut erkannt werden, wo sich das eigene Haustier aufgehalten oder vorher befunden hat. Die Restwärme der besuchten Möbel oder der Couch ist sichtbar. Ebenso lässt sich in einem Raum erkennen, ob sich jemand vorher dort aufgehalten hat, z. B. auf dem Stuhl vor einem Schreibtisch. Natürlich lässt sich nur erkennen, dass jemand den Raum betreten hat, nicht wer es war.

Genauso kann in einem Haus ausgemacht werden, welche Geräte mehr Strom verbrauchen. Viele Geräte benötigen viel elektrische Energie, selbst dann, wenn sie nicht im Betrieb sind. Der Verbrauch ist mit dem ohmschen Verlust verbunden, daher sind die Objekte dann warm und können mit der Wärmebildkamera ausgemacht werden.

So kann auch leicht die Gefahr einer Überhitzung vermieden werden. Ausgemacht werden können Geräte, die selbst im Standby-Betrieb weiterhin Strom verbrauchen, z. B. ein Computer oder Receiver.

Ansonsten werden Wärmekameras bei der Feuerwehr eingesetzt, um z. B. Personen in einem verrauchten Gebäude auszuspüren oder Glutnester zu entdecken. Im Bereich der Industrie gilt die Wärmebildkamera als guter Werkstoffprüfer.

Bei der Jagd lässt sich durch eine Wärmebildkamera Wild erspähen und leichter auffinden. Sehr gut ist auch, dass über die Wärmebildkamera Personen schnell ausgemacht werden können.

Welche Arten von Wärmebildkameras gibt es?

Im Bereich der Nachtsichttechnik hat sich in den letzten Jahren einiges getan. Während über eine lange Zeit Optiken mit Restlichtverstärker verwendet wurden, erobern nun Wärmebildkameras den Markt. Sie arbeiten effizienter und präziser und sind auch einfacher zu bedienen.

Entscheidende Qualitätsmerkmale für eine Wärmebildkamera sind die Anzahl der Detektorzellen und Pixel, der Detektorzellengröße und Empfindlichkeit, die Bildwiederholungsfrequenz, der Objektivdurchmesser, die optische Vergütung der Linse und die dazugehörige Software für die Bildoptimierung.

Die Linsen der Wärmebildkamera bestehen nicht aus Glas, sondern aus Kristallen. Glas ist nicht dazu geeignet, die langwelligen Infrarotstrahlen hindurchzulassen.

Kristalle dagegen, wie Zinksulfit, Germanium, Zinkselenit oder verschiedene Chalkogenide dienen bei ungekühlten Detektoren für die Erfassung der Messdaten. Herkömmliche optische Linsen ermöglichen keine Nachtsicht oder Infrarotbilddarstellung.

Wärmekameras gibt es als verschiedene Modelle, die sich dann durch ihren Aufbau und die verwendete Technologie auch stark im Preis unterscheiden. Eine Auflistung kann dabei nur grob gemacht werden und richtet sich nach der Art des Modells.

Tragbare und mobile Wärmebildkameras

Die einfachste Form einer Wärmebildkamera sind mobile Modelle, die keine zusätzliche Hardware, kein Stativ und kein Smartphone benötigen. Sie kommen genau dort zum Einsatz, wo sie benötigt werden, können schnell in Betrieb genommen werden und laufen durch Batterien oder einen Akku.

Tragbare Wärmebildkameras sind handlich gebaut und ergonomisch geformt. Sie haben ein Display für die Darstellung eines Wärmebilds und sind auch in der Lage, ein reales Bild festzuhalten und abzubilden.

Meistens kann die Wärmebildkamera über den Monitor auch bedient werden, z. B. um das Menü für die Einstellungen aufzurufen.

Die Auswertung ist dann allerdings nicht an der Kamera selbst möglich, sondern kann über die entsprechende Software nur am Computer erfolgen. Dafür besitzen die Modelle meistens einen USB-Anschluss, eine Speicherkarte oder die modernen Ausführungen von WiFi, WLAN oder Bluetooth.

Tragbare Wärmebildkameras können einer kleinen und kompakten Digitalkamera ähneln, aber auch sehr groß und aufwendig gearbeitet sein.

Meistens steht eine große Farbplatte zur Verfügung, die gewechselt werden kann. Die Darstellung erfolgt dann in Falschfarben mit buntem Farbspektrum, in Graustufen oder in der Sepia- oder Bernsteinausführung, je nachdem, welche besser für die Datenanalyse geeignet ist.

Dadurch lassen sich Anomalien oder Schäden besser erkennen. Manche Modelle haben einen Farbalarm, um Bereiche zu kennzeichnen, die außerhalb der messbaren Temperatur liegen und für eine Fehlerauswertung markiert werden.

Profimodelle in großer Ausführung sind dennoch handlich und durch ihre hochwertige Qualität und Technologie auch für Materialien geeignet, die sich nur schwer messen und bestimmen lassen. Das betrifft Oberflächen von Objekten mit einem geringen Emissionsgrad, wozu u. a. glänzende und reflektierende Metalle gehören.

Die Wärmebildkamera erlaubt dann über Einstellmöglichkeiten den Parameter anzupassen, was die Messgenauigkeit erhöht. Über einen anderen Marker können Punkte festgelegt werden, um gleiche Temperaturen desselben Bildes an verschiedenen Stellen zu vergleichen.

Fest installierte Kameras

Fest installierbare Wärmebildkameras dienen meistens der Erforschung, Messung oder Überwachung im professionellen Bereich. Sie werden entweder montiert oder auf einem Stativ aufgebaut, kommen bei industriellen Prozessen, Naturbeobachtungen, beim Sicherheitsdienst, in der Medizin oder in der Forschung und Entwicklung zum Einsatz. Die Auflösung kann dabei etwas höher ausfallen, ebenso gut ist die thermische Empfindlichkeit.

Die Modelle werden an einer bestimmten Stelle fest aufgebaut und liefern dann sehr exakte Ergebnisse.

Wärmekameras für Android-Geräte

Wärmebildkameras dieser Art sind kompakte Module, die über die Ladebuchse oder das USB-Kabel mit dem Smartphone oder Tablet verbunden werden. Sie gestatten die Sicht in völliger Dunkelheit oder das Aufspüren von Problemen rund um das Haus.

Die Kameras werden mit einer kostenlosen App bedient und genutzt, worüber die automatische Berichterstattung, die gesamte Objektmessung und Aufnahmen in Realzeit möglich sind. Erkannt werden können durch die Technologie der Modelle alle Temperaturunterschiede.

Auch ist es möglich, Objekte aus größerer und sicherer Entfernung zu erfassen. Gegenüber normalen Wärmebildkameras bieten Android-Modelle einen großen Thermosensor und Spektralbereich mit einer thermischen Auflösung von etwa 80 x 60 Pixeln und einer visuellen Auflösung von 1.440 x 1.080 Pixeln.

Pyrometer

Eine andere Methode der Infrarotmessung kann über ein Pyrometer erfolgen, wobei die modernen Geräte über einen innovativen Wärmebildsensor verfügen, der ebenfalls das Bild in Falschfarben zuverlässig darstellt.

Diese Modelle sind handgeführt, haben meistens eine Auflösung von 80 x 60 Pixeln und eine Ansprechzeit von 150 mK. Sie sin sehr einfach zu bedienen, werden nur auf das Objekt gerichtet und stellen das Bild dann im vergrößerten Verhältnis von Entfernung zum Messfleck dar.

Ein Pyrometer erlaubt die kontaktlose Messung der Temperatur von Körpern und Objekten. Es gibt Geräte, die nur die Temperatur messen können, und Modelle, die eine bildliche Darstellung gestatten. Meistens ist die Auflösung solcher Geräte jedoch sehr gering und eher ungenau.

Pyrometer mit Thermodetektor erlauben eine bequeme Übertragung der Daten, eine Auswertung der Messdaten und die Erfassung von Raumtemperaturen und der relativen Luftfeuchtigkeit. Sie besitzen einen schnell akklimatisierenden Sensor und werden über einen Akku oder eine Batterie mit Energie versorgt, so dass der mobile Einsatz gut im Test möglich ist.

Wärmebildkameras im Taschenformat

Die Wärmebildkamera im Taschenformat ist wesentlich leichter und kompakter, wird im Grunde wie eine herkömmliche Digitalkamera verwendet und passt dann auch in eine Arbeitstasche. Die Modelle sind robust gebaut, stoßunempfindlich und kälte- und feuchtigkeitsresistent. Sie verfügen über eine integrierte LED-Arbeitsleuchte mit Blitzlichtfunktion, haben eine MSX-Technologie für erweiterte Wärmebilder, so dass auch detailgenaue Einzelheiten erkannt und identifiziert werden können. Meistens ist eine Nachanalyse mit einer dazugehörigen Software möglich.

Die Modelle haben eine Echtzeit-Bildoptimierung und hohe Empfindlichkeit, können leicht transportiert werden und über einen Tragegurt die Anwendung vereinfachen. Das macht sie besonders schnell einsatzbereit, um ein Wärmemuster aufzuspüren oder nachzuweisen. Die meisten Wärmebildkameras im Taschenformat haben Bluetooth und WiFi.

Wechselobjekte für die Wärmebildkamera

Im Angebot der verschiedenen Wärmebildkameras gibt es auch Modelle, die einen Wechsel des Objektivs gestatten und Wechselobjektivkameras genannt werden. Dadurch wird die Anwendungsvielseitigkeit gesteigert und der Untersuchungsbereich ausgedehnt. Es gibt bei den Modellen Auswahlmöglichkeiten zwischen Standard, Weitwinkel, Makro und Tele. Das Objektiv kann abgenommen und ausgetauscht werden. Die Modelle sind allerdings auch preislich etwas kostenaufwendiger.

Nachtsichtgerät

Nachtsichtgeräte sind etwas einfacher aufgebaut und meistens dann auch reine Einsteigermodelle. Sie besitzen ein robustes Gehäuse und einen eingebauten Monitor für die Bilddarstellung. Sie eignen sich für die Beobachtung bei schlechten Lichtverhältnissen oder bei völliger Dunkelheit. Das Bild wird über einen eingebbauten Infrarotstrahler verbessert, wodurch sich auch die Reichweite erhöht.

Dazu bieten viele Modelle eine Foto- und Video-Aufnahmefunktion, können die Daten dann über eine Speicherkarte festhalten. Die Bilddarstellung ist nicht besonders klar und scharf, hängt dabei auch von der Distanz zum Objekt ab. Das Bild kann dabei leicht verwackelt oder mit größerem Rauschen erfolgen.

So wird die Wärmebildkamera ausführlich getestet und bewertet:

Eine Wärmebildkamera ist mittlerweile auch für den privaten Gebrauch erschwinglich und sollte dann entsprechend nach der Einsatzmöglichkeit und Qualität des Modells ausgesucht werden. Daneben gibt es Modelle für den professionellen Bereich, die eine direkte Auswertung verschiedener Modelle notwendig macht.

Hilfreich vor der Anschaffung eines Einsteiger- oder Profigeräts ist ein ausführlicher Vergleich der Modelle. Auch das Hinzuziehen von Testberichten schadet für eine eigene Recherche nicht. Nur über diese kann vorab festgestellt werden, für welche Anwendungen das Modell geeignet ist und welche Qualifikationsstufe erreicht wird. Die wichtigsten Wärmebildkameras von verschiedenen Herstellern werden ausführlich getestet und in ihren Vor- und Nachteilen aufgelistet.

Dabei werden im Test sowohl das einzelne Modelle genau untersucht als auch die Kameras in ihren Eigenschaften einander gegenübergestellt. Das betrifft neben der Bauweise, dem Design, dem Objekt, den Funktionen, der Ausstattung und der Handhabung auch ganz spezielle Bereiche, die hier übersichtlich zusammenfasst sind:

Fokussierung

Eine präzise Fokussierung ist auch bei Wärmebildkameras von Bedeutung und gestattet die Schärfe und Deutlichkeit eines Bildes, was gerade in der Darstellung von Falschfarben wichtig ist. Die gute Fokussierung macht den Unterschied zwischen dem Erkennen und Übersehen eines Problems. Ist das Bild nicht gut fokussiert, wird es unscharf, so dass auch die Temperaturmessung fehlerhaft erfolgt.

Selbst wenn das Bild richtig und gut aussieht, können sich Fehler einschleichen und die Wirklichkeit abweichend dargestellt sein. Daher wird die Fokussierung im Test untersucht, damit die Wärmebilder scharf wiedergegeben sind. Gegenüber herkömmlichen Kameras kann im Vergleich keine Bildnachbearbeitung über die Software erfolgen.

Brennweite

Günstig wirkt sich im Test ein Modell aus, das über eine feste Brennweite und einen damit festen Fokus verfügt. Die Wärmebildkameras sind in der Lage, das Bild anzuvisieren und abzudrücken, wobei eine nur geringe Auflösung notwendig ist. Das ist für die Messung von Objekten sinnvoll, die nicht weit entfernt sind.

Scharstellung

Die Wärmebildkamera ist in der Lage, das Bild automatisch scharfzustellen, kann aber auch manuell bedient werden, so dass die Messobjekte etwas präziser fokussiert werden können. Außerdem wird auch ein detailgenaueres und schärferes Bild erreicht, wenn sich das Objekt in größerer Distanz befindet. Erfahrene Thermografen arbeiten immer mit der Möglichkeit einer manuellen Scharstellung, wobei der Zeitaufwand dann etwas höher ist.

Autofokus

Für Einsteiger in die Materie genügt auch die Verwendung eines Autofokus, was im Test und Vergleich die Anwendung erleichtert und Zeit spart. Je nach Art des Autofokus können trotzdem manuelle Einstellungen dazukommen. Das ist dann sinnvoll, wenn im Sichtfeld mehrere Messobjekte vorhanden sind. Durch einen lasergestützten Autofokus wiederum kann das Messobjekt ganz genau fokussiert werden, wobei sich die Algorithmen automatisch auf ein einziges Bild konzentrieren. Das Objekt wird im Test dann scharf dargestellt, unabhängig davon, wie weit es entfernt ist.

Bildaufnahme

Kriterien für die Bildaufnahme werden im Test in Verbindung mit dem Sichtfeld gemacht. Gut sind Modelle, die mehrere Bilder gleichzeitig aufnehmen und darstellen können, so dass Objekte in der Nähe und in der Ferne festgehalten werden können, wobei die Wärmebildkamera spezielle Algorithmen verwendet, die alle Daten zu einem Bild zusammenfügen.

All diese Testkriterien sorgen für eine sehr genaue thermografische Messung und Inspektion. Dazu kommen im Vergleich auch elektrische Spezifikationen hinzu, z. B. die Art des Detektors, die Detektorauflösung in Pixeln und die räumliche Auflösung in Hinblick auf Fläche und Gesichtsfeld. Die Detektorauflösung muss hoch sein, die räumliche Auflösung gering. Nur so werden die Details besser dargestellt und erhöht sich die Bildqualität.

Worauf muss ich beim Kauf einer Wärmebildkamera achten?

Die Wärmebildkamera kann relativ genau nach dem Einsatz und Zweck ausgesucht werden, für den sie verwendet werden soll. Die Modelle haben Sensoren, die sehr empfindlich sind, so dass ein robustes Gehäuse schon einmal entscheidend für den Kauf ist, wobei allgemein Stöße, Feuchtigkeit oder extreme Temperaturen bei der Nutzung vermieden werden sollten.

Gehäuse und Aufbau

Es gibt verschiedene Modelle, vom stationären bis zum tragbaren Gerät, so dass die Kriterien für den Kauf einer Wärmebildkamera davon abhängen, wie häufig und wo sie zum Einsatz kommt.

Wärmebildkameras gibt es auch für den Einsatz bei einer Alarmanlage, wobei diese dann mit Bewegungsmeldern kombiniert werden können.

Tragbare Modelle sind handgeführte Wärmebildkameras für verschiedene Anwendungsbereiche, darunter Klimatechnik, Industrie, Bauwesen, Gebäudeinspektion, Elektrotechnik, Wärmedämmung oder Energieeffizienzprüfung. Modelle, die fest installiert werden oder auf einem Stativ montiert sind, dienen einer Verwendung, die dauerhaft an derselben Position stattfindet.

Detektorauflösung und Bildqualität

Sinnvoll für den vielseitigen Einsatz einer Wärmebildkamera sind Modelle, die über eine hohe Detektorauflösung und damit verbundene Bildqualität verfügen. Die meisten Modelle sind mit deutlich weniger Bildpunkten ausgestattet, als sie z. B. Digitalkameras für das sichtbare Licht mitbringen. Auch bei der Wärmebildkamera sollte die Auflösung hoch sein, damit Entfernungen kein Problem darstellen und auch kleinere Ziele erfasst werden. Die Wärmebilder werden so schärfer und genauer gespeichert, so dass auch die Messergebnisse präziser und verlässlicher erfolgen.

Temperaturbereich

Für den Kauf einer guten Wärmekamera sind auch die thermische Empfindlichkeit und der Temperaturbereich von Bedeutung. Der Temperaturbereich zeigt die niedrigste und die höchste Temperatur an, die eine Wärmebildkamera in der Lage ist zu messen. Typisch ist der Bereich zwischen -20 und +2000 Grad Celsius.

Nützliche Funktionen

Die Anwendungsmöglichkeiten bei einer modernen Wärmebildkamera sind vielseitig. Darunter fällt eine Kontrastoptimierung als besondere Funktion, die noch vor wenigen Jahren lediglich für den militärischen Zweck vorbehalten war.

Die Wärmebildkamera kann durch die Funktion die Einstellung von Kontrast und Helligkeit automatisch regulieren, um alle Details im Wärmebild besser und deutlicher zu erzeugen.

Das ist bei der Baudiagnose hilfreich, wenn der Problembereich in einem Gebäude angezeigt werden muss. So kann das reale Bild und das Wärmebild verglichen und die Stelle besser erkannt werden.

Moderne Modelle gestatten eine drahtlose Übertragung und sind entsprechend mit Bluetooth oder WiFi ausgerüstet. Dadurch können alle wichtigen Diagnosedaten und Messungen schnell und unkompliziert übertragen und genutzt werden, darunter Strom, Spannung, Feuchtigkeit oder Widerstand. Die Messdaten dienen der Analyse und werden automatisch zu den jeweiligen Wärmebildern hinzugefügt. Dazu können Daten auch schnell über Email verschickt werden.

Software

Die Software ist bei vielen Modellen in der Lage, eine breite Palette an Anwendungen umzusetzen, darunter punktuelle Messungen oder benutzerdefinierte Kalibrierungen.

Wie für die meisten Kameras gibt es auch für Wärmebildkameras verschiedene Hersteller-Softwares, die eine Verarbeitung der Bilder und Daten erleichtert. Unkompliziert ist z. B. die „Reporter-Software“ des Herstellers „FLIR“. Sie ist unkompliziert in der Anwendung und erlaubt das Erstellen von Berichten und Speicherdaten. Auch die Bild-im-Bild-Funktion wird mit der Software in ihrem ganzen Potential genutzt.

Kurzinformation zu den führenden 5 Herstellern

Internet vs. Fachhandel: wo kaufe ich die Wärmebildkamera am Besten?

Der Kauf einer Wärmebildkamera ist im Handel und im Internet möglich, wobei die Onlinebestellung häufig etwas kostengünstiger ausfällt. Das liegt an der Vielseitigkeit der Angebote und an der hohen Nachfrage.

Im Handel steht meistens nur eine sehr spezielle Auswahl an Markenmodellen zur Verfügung. Ein Test ist bei einer Wärmebildkamera eher nicht möglich, lediglich die ausführliche Kundenberatung durch den Verkäufer.

Dagegen gestattet der Internetkauf einen guten Überblick über die technischen Daten, die von den Anbietern der Wärmebildkamera ausführlich aufgelistet werden. Die Bestellung ist bequemer und mit den üblichen Rückgaberechts- und Garantieansprüchen verbunden. Dazu informieren Kundenmeinungen über die Verwendung der Modelle in Praxistest.

Wissenswertes & Ratgeber

Die Geschichte der Thermografie

Die Thermografie ist für die Wärmebildkamera entscheidend und bestimmt die gesamte Messung. Sie ist das Verfahren für die Anzeige der Oberflächentemperatur von Körpern und Objekten als Bild. Die Wärmebildkamera wandelt Infrarotstrahlung, die das menschliche Auge nicht erfassen kann, in elektrische Signale um und erzeugt ein Falschfarbenbild, über das warme und kalte Quellen ausgelesen werden können.

Die Wärmestrahlung wurde von Wilhelm Herschel, einem Musiker und Astronomen 1800 entdeckt. Dieser benutzte ein Prisma und lenkte so das Sonnenlicht, um den Bereich des sichtbaren Spektrums als roter Punkt mit dem Thermometer zu untersuchen. Die Temperatur zeigte sich als Anstieg, woraus der Astronom schloss, dass dort eine nicht sichtbare Energie wirksam war. Diese wurde als Wärmestrahlung angegeben, die heute als Infrarot bekannt ist.

Die Oberflächentemperaturverteilung konnten als Wärmebilder erfasst werden, was damals noch mit verschiedenen Verdampfungsraten über einen Ölfilm erfolgte und sichtbar gemacht wurde. Etwas später wurde Thermopapier benutzt, um die Temperatur zu ermitteln, das sich mit warmen Flächen verfärbte. Diese Verfahren eigneten sich jedoch nur begrenzt und waren nicht besonders präzise. Das betraf auch Oberflächen, die nicht flach und gerade waren.

Abhilfe schaffte die Erfindung des Bolometers durch Samuel Pierpont Langley 1880. Durch dieses Gerät konnten z. B. auch Eisberge aufgespürt werden. Auch wurden über das Bolometer verborgene Personen sichtbar. Damals wurden die Geräte ausschließlich im geheimen und militärischen Bereich verwendet. Erst 1960 waren sie auch für nichtmilitärische Zwecke zu erhalten.

Die Bildgebungstechnik hat sich im Laufe der Zeit dann weiter verändert. Die Wärmebildkamera besitzt Spezialsensoren und wandelt die Wärmestrahlung eines Körpers auch aus größerer Distanz mit in elektrische Signale um. Diese werden von einem PC einfach verarbeitet und erlauben eine genauere Darstellung. Der Temperaturmessbereich hat sich enorm gesteigert. Gleichzeitig lassen sich mit der Wärmebildkamera auch sehr kleine Temperaturunterschiede erkennen.

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Wichtige Tipps für die Aufnahme mit einer Wärmebildkamera

Die Bildqualität hängt aber auch noch von anderen Faktoren ab und ist dabei nicht nur alleine auf den rein ästhetischen Aspekt bezogen. Die Optik lässt sich durch einfache Anwendungstipps stärker hervorheben. So können z. B. interessante Bereiche ausgeleuchtet und in der Darstellung verbessert werden.

Für die gute Qualität eines Wärmebildes sprechen eine hochwertige und genaue Fokussierung, eine gute Optik und eine klare räumliche Auflösung für Pixel und Gesichtsfeld.

Durch die Fokussierung wird die Qualität in Schärfe und Genauigkeit verbessert, so dass auch ein präziseres Auswerten der Temperaturmessdaten möglich ist. Ein unscharfes und nicht fokussiertes Bild dagegen bieten ungenaue Abweichungen und gestattet keine direkte Analyse. Fokussiert wird durch manuelle Scharstellung oder den Autofokus.

Die Optik ist entscheidend für den Bereich der gesamten Thermografie und der verwendeten Materialien. Diese erlaubt die effiziente Darstellung und Übertragung der Infrarotstrahlungsenergie über den Detektor. Das hat unmittelbaren Einfluss auf die Bildqualität, da hier Energieverluste ausgeglichen werden können, so dass es auch nicht zu einem Detailverlust des Bildes kommt. Sehr gut geeignet ist Germanium für die Energieübertragung an den Detektoren. Dieses wird als spezielle Beschichtung bei teuren Wärmebildkameras verwendet.

Die Detektorauflösung erfolgt in Pixel und ist ein Schlüsselfaktor für die Bildqualität. Jeder Bildpunkt ist für die Darstellung der Temperatur in einem bestimmten Bereich des Motivs verantwortlich. Je mehr Pixel daher zur Verfügung stehen, desto mehr Details können erschlossen und eingefangen werden und desto genauer kann die Messung und Analyse erfolgen.

Das Gesichtsfeld hängt mit der Detektorauflösung zusammen und bestimmt die Qualität des Motivs mit. Es definiert sich durch den sichtbaren Bereich der Wärmebildkamera und kann genau festgelegt werden. So ist z. B. auch eine Nahaufnahme möglich. Für große Distanzen eignen sich kleine Objektive mit engem Gesichtsfeld.

Die räumliche Auflösung wiederum berücksichtigt die Detektorenauflösung und das Gesichtsfeld. Sie ist dazu gedacht, auch kleinste erkennbare Größen der Objekte zu messen und zu definieren. Je kleiner die räumliche Auflösung entsprechend ist, desto besser sind die Details zu erkennen.

Die wichtigsten Fragen zur Wärmebildkamera

Wie wichtig ist die Auflösung und das Sichtfeld bei einer Wärmebildkamera?

Das Bildergebnis hängt bei einer Wärmebildkamera entscheidend von der Auflösung der Kamera ab. Je höher diese bei den Modellen ist, umso einfacher lassen sich auch kleinere Problemstellen oder Objekte in einer etwas größeren Entfernung ausmachen. Ein Modell mit geringer Auflösung erfasst nicht alle Bereiche oder kann das Bild verzerren.

Auch das Sichtfeld ist wichtig, da es den Sichtwinkel beschreibt, in dem die Wärmebildkamera betrieben wird. Darauf basiert die optische Eigenschaft des Modells und erlaubt mit gutem Sichtfeld auch die korrekte Erfassung der Temperaturmesswerte. Das ist nur möglich, wenn das sichtbare Objekt das gesamte Sichtfeld ausfüllt.

Was ist der Emissionsfaktor und was bedeutet er für eine Wärmebildkamera?

Durch den Emissionsfaktor wird das Verhältnis zwischen der vom Objekt abgegebenen Temperatur als Energie zu der idealen Wärmestrahlung definiert, wie sie ein schwarzer Körper bei gleicher Temperatur aufweisen würde. Bei einem schwarzen Objekt wäre der Emissionsfaktor 1,0, wobei sämtliche Emissionsfaktoren zwischen Null und Eins liegen. Die Infrarotmessung und Abbildung ist einfacher, je höher der Emissionsfaktor ausfällt. Ist die Emission niedrig, ist auch das Bild verfälscht. Das betrifft z. B. Metalloberflächen wie Aluminium, die in einem sehr niedrigen Bereich reflektieren und so eine präzise Messung nicht möglich machen.

Wie kann das Wärmebild einer Wärmebildkamera beeinflusst werden?

Das ist nur sehr schwierig möglich, aber machbar. Die Kamera misst die Wärme, die Menschen und Objekte abgeben. Wird diese beeinflusst, wird auch die Wahrnehmung durch die Wärmebildkamera gestört. Das wäre z. B. durch fiebersenkende Medikamente machbar. Genauso kann die Kamera mit einer externen Wärmequelle geblendet und das Bild überlagert werden. Im Grunde, sind für die Beeinflussung der Wärmebildkamera Materialien nötig, die über einen geringen Emissionsgrad verfügen. Die Wärmestrahlung eines Körpers kann jedoch nie ganz unterdrückt werden.

Was genau ist Thermografie?

Eine Wärmebildkamera steht in engem Zusammenhang mit der Thermografie. Dabei handelt es sich um ein bildgebendes Verfahren, über das die Oberflächentemperatur verschiedener Objekte angezeigt und dargestellt wird. Als Maß der Temperatur gilt die Intensität der Infrarotstrahlung, wobei die Wärmebildkamera dann die für das menschliche Auge nicht sichtbare Strahlung aus Infrarot in elektrische Signale umwandelt. Die Kamera erzeugt so ein Bild, das aus Falschfarben besteht, bei thermografischen Zwecken auch ein monochromes Graustufenbild. Für die Thermografie ist keine weitere Lichtquelle notwendig.

Welcher Unterschied liegt zwischen einer Wärmebildkamera und einer Thermografiekamera?

Beide Bezeichnungen stehen für das Modell einer Kamera, das die Funktion bietet, eine Intensitätsverteilung von verschiedenen Infrarotstrahlen zu erfassen, zu bündeln und in ein sichtbares Bild umzuwandeln.

Die Wärmebildkamera ist ein auch ein passives Nachtsichtgerät und in der Lage, Objekte und Personen in der Dunkelheit oder bei eher schlechteren Sichtverhältnissen zu erkennen und die Darstellung zu verbessern und scharf wiederzugeben. Die Thermografiekamera ist dazu gedacht, über diese Funktion hinaus durch Kalibrierung die Intensität der Infrarotstrahlung im Vergleich zur Oberflächentemperatur der Objekte zu messen.

Wie groß ist die Tiefenwirkung bei Infrarot?

Die Tiefenwirkung bei Infrarotmessungen hängt von den Materialien ab und ist bei der Messung meistens im Null-Bereich zu finden. Die Messung erfolgt praktisch direkt auf der Materialoberfläche, während es nur wenige Materialien gibt, die tatsächlich durchlässig sind. Dazu gehören z. B. Silikate oder Oxide, bei denen dann auch der Messwert verschieden tiefliegende Schichten zeigt, die das Objekt zusammensetzen.

Was lässt sich mit der Wärmebildkamera messen?

Die Wärmebildkamera kann u. a. neben lebendigen Objekten auch viele andere Materialien messen, z. B. verborgene Risse im Gemäuer oder in Gebäudewänden sichtbar machen, die mit dem bloßen Auge nicht zu erfassen sind. Gesucht werden können schadhafte Stellen an Heizungs- und Wasserleitungen, Luftundichtigkeiten, Schimmelpilz oder Kondensfeuchtigkeit im Beton. Daher ist die Wärmekamera bestens für die Baudiagnose geeignet.

Wie niedrig darf die Temperatur sein, um mit Infrarot-Thermografie und einer Wärmebildkamera messen zu können?

Die Messung bei sehr niedrigen Temperaturen ist mit der Wärmebildkamera dann möglich, wenn die Materialien oder Objekte einen bestimmten Emissionsgrad mitbringen und die Umgebungstemperatur gleichbleibend ist. Natürlich hängt die Messung auch von der Leistung der Wärmebildkamera ab.

Viele Wärmebildkameras erlauben auch berührungslose Temperaturmessungen, die in einer Grenze zwischen minus 20 Grad und plus 50 Grad liegen. Einfluss darauf hat allerdings immer die ausgesendete Infrarotstrahlung des erfassten Objekts. Reflektierende Oberflächen können nur schwer gemessen werden, auch wenn sie etwas wärmer sind.

Welche Dinge kann eine Wärmebildkamera sichtbar machen?

Profi- und Einsteigermodelle sind in der Lage, Bereiche sichtbar zu machen, die sonst nicht erfasst werden können. Dazu gehören Strukturen mit Wärmeverlust, Bereiche mit Energieverlust, Schimmelpilzbildung, Wasserschäden, schlecht isolierte Heizungsrohre oder eine fehlende Dämmung. Daneben kann die Wärmebildkamera bei der Jagd den lebendigen Körper des Tieres abbilden, das so schneller sichtbar wird. Auch können zwischen verborgenen Pflanzen und Bäumen schneller Lebenwesen ausgemacht werden.

Die Wärmebildkamera ist auch für die Nachtsicht geeignet und erlaubt eine etwas klare und besser definierte Darstellung der eingefangenen Bild-Szenen. Statt einer einfachen Grünsicht, wie sie ein Nachtsichtgerät liefert, wird hier bei entsprechender Umgebungstemperatur eine relativ gute Darstellung ermöglicht, die deutliche Unterscheidungen der Objekte in der Dunkelheit gestattet.

Welche Reichweite hat eine Wärmebildkamera?

Die Reichweite einer Wärmebildkamera hängt von der Art des Geräts und den Ausstattungseigenschaften ab. Sie wird durch den Öffnungswinkel und die Auslösung bestimmt. Je weiter ein Objekt entfernt wird, desto mehr kann das festgehaltene Bild verfälscht werden z. B. durch die Eigenstrahlung der Luft. Die Wärmebildkamera sollte entsprechend aus der Nähe genutzt werden.

Die Eigenschaften hängen von der Auflösung der Anzeige, der Temperatur und des Sensors ab. Ist der Sensor hochauflösend, die Darstellung im Display dagegen nicht, kann auch die Person oder das Objekt nicht gut ausgemacht werden, unabhängig davon, wie die Reichweite der Kamera ist. Auch die Umgebung und die Kleidung des Menschen verändern das Bild. Bei vielen Modellen wird die Reichweite angegeben und kann bis zu 300 Meter ausmachen.

Gute Alternativen zu einer Wärmebildkamera

Wärmebildkameras sind zwar mittlerweile vielseitig und flexibel nutzbar, dafür auch günstiger im Preis als Profimodelle, kosten aber dennoch den Preis einer herkömmlichen Kamera.

Alternativ gibt es andere Messgeräte, die genutzt werden können, angefangen bei verschiedenen Therm-Apps für das Handy.

Diese sind zwar mehr eine spielerische Variante der Qualitätswärmekamera, erlauben aber dennoch die Darstellung der Infrarotstrahlung und das Wärmebild.

IF-Sensor-Array

Hilfreich ist auch ein IR-Sensor-Array als Alternative. Die neue Sensortechnologie erlaubt die Temperaturmessung durch eine hohe Auflösung und gestattet den Einsatz so auch in eher raueren Umgebungen und bei schlechten Lichtverhältnissen.

Ein Infrarotsensor-Array misst mit 32 x 24 Pixel und kann bei der Gebäudeanalyse verwendet werden. Eingesetzt werden können die Modelle auch in Verbindung mit IP-Überwachungskameras oder zur Fahrzeugsitz-Belegungserkennung.

Ein einfaches Nachtsichtgerät gestattet die Sicht bei völliger Dunkelheit, ist meistens jedoch nicht für die farbige Spektraldarstellung geeignet. Es verstärkt das Restlicht und ist so in der Lage mit zugeschalteter IR-Beleuchtung Objekte in einer Entfernung bis zu 500 Metern zu erkennen. Die Darstellung des Bildes erfolgt in einem flackernden Grünton. Je nach Art des Modells mit den entsprechenden Ausstattungsmerkmalen kann die Darstellung sehr genau erfolgen. Es gibt auch ähnlich teurere Geräte wie die Wärmebildkamera für professionellere Anwendungen.

Das Infrarot-Thermometer

Kostengünstiger als eine Wärmebildkamera sind auch Infrarot-Thermometer, die sich im Praxistest bewährt haben und eine sinnvolle Konkurrenz zur Wärmbildkamera bilden. Sie erlauben eine energieeffiziente und thermische Messung und können bei der Gebäudesanierung gut zum Einsatz kommen.

Wärmebrücken können aufgespürt werden, die Messung erfolgt durch eine Darstellung des Messwerts in Zahlen, nicht durch ein Bild. Erfasst wird die Temperatur im normalen Bereich und im Problembereich. Die Auswertung erfolgt dann durch Berechnung.

Die Überwachungskamera mit Infrarot und Nachtsichtfunktion

Für die Überwachung können Sensoren und Überwachungskameras mit Nachtsichtfunktion zum Einsatz kommen.

Auch diese verfügen häufig über die Infrarottechnik und erfassen Bewegungen und nächtliche Aktivitäten rund um das Haus.

Der Erfassungsbereich ist groß, die Sensoren reagieren auf Wärme und Bewegung, so dass es dadurch seltener zu Fehlalarmen kommt. Die Modelle gibt es in der Darstellung von Schwarzweiß- und Farbaufnahmen.

Die Nachtsichtbrille

Eine der neuesten Erfindungen ist die Nachtsichtbrille, die über einen Helm oder Kopfgurt getragen wird und hochempfindliche Halbleitersensoren besitzt, die das aufgenommene Bild in Realzeit wiedergeben und durch Bilddatenverarbeitung verbessern.

Dazu visualisiert die Brille die Daten über einen Miniaturdisplay. Die Nachtsichtbrille ist mit bestimmten Okularen und Objekten ausgestattet und erlaubt auch die Zuschaltung externer Quellen, z. B. eine thermische Wärmebildkamera.

Auch die Nachtsichtbrille ist in der Lage, bei schlechten Lichtverhältnissen oder bei völliger Dunkelheit Objekte auszumachen, wobei dann eine Infrarot-Beleuchtung hinzugeschaltet werden kann. Die Modelle sind handlich, gestatten einen hohen Tragekomfort und sind auch für Brillenträger geeignet, die die Sicht angepasst werden kann.

Endoskop Kamera

Endoskop Kameras geben Einblicke in dunkle, verwinkelte und schwer zugängliche Zielobjekte, die dem menschlichen Auge ansonsten verwehrt bleiben. Das Angebot an Endoskop Kameras ist breit aufgestellt und die Auswahl des richtigen Modells nicht einfach, deswegen sollte vorher ein Endoskop Kamera Test gelesen werden.

FAQ

Welche Arten von Wärmebildkameras gibt es?

Falls man sich nur die Temperatur interessiert, sollte man in Betracht ziehen, sich anstatt einer Thermokamera ein Infrarot-Thermometer zu kaufen. Ansonsten werden die Wärmebildkameras anhand ihrer Funktionen ausgesucht. Anhand der Funktionen sind auch unterschiedliche Arten zu finden.

Welche Herstellern haben Wärmebildkameras zur Auswahl?

FLIR, Seek Thermal und DeWalt sind die bekanntesten Hersteller, die Wärmebildkameras zur Auswahl haben.

In welchem Preisrahmen bewegen sich die Wärmebildkamera-Modelle?

Es hängt ganz von dem Budget ab. Es gibt die preiswerten Modelle, die unter 300 Euro zu haben sind und die teuren Modelle ab 780 Euro.

Was sind die wichtigsten Kaufkriterien für Wärmebildkameras?

Die Auflösung und die Präzision sind zweifelsohne mit die wichtigsten Kriterien bei einer Wärmebildkamera. Auf was man sonst noch achten sollte und welche Dinge beim Kauf außerdem eine Rolle spielen ist im Ratgeber nachzulesen.

Wie funktioniert eine Wärmebildkamera?

Die Wärmebildkamera arbeitet mit Infrarot. Sie nimmt die Wärme der Umgebung war und zeichnet so ein Bild. Das Bild kann auf dem Display gesehen werden.

Was sagt die Stiftung Warentest?

Eine Taschenkamera hilft bei der Jagd beim Auffinden von geschossenem Wild. Die Stiftung Warentest hat sich das Model “FLIR One” genauer angesehen und ist zu dem Resultat gelangt, dass dieses Modul für Nutzer im privaten Bereich ein praktisches Tool ist, wenngleich es mit Geräten der Profis nicht in Konkurrenz treten kann.

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