LWIR-Kameras (F&E-Infrarotkameras)
Langwellige Infrarotbildgebung für thermische Messungen bei Umgebungstemperatur
LWIR-Kameras werden in F&E-Anwendungen häufig eingesetzt, um die Wärmestrahlung von Objekten bei oder nahe der Umgebungstemperatur zu messen. Die meisten Systeme verwenden ungekühlte Detektoren, wodurch sie sich einfacher bereitstellen und integrieren lassen als gekühlte MWIR-Kameras und einen praxisnahen Einstieg in die thermische Analyse bieten.
Sie eignen sich besonders für Anwendungen, bei denen sich das thermische Verhalten relativ langsam verändert, etwa bei Elektroniktests, der Gebäudeanalyse, der Prozessüberwachung und in der allgemeinen Forschung. Im Vergleich zu MWIR-Kameras bieten LWIR-Systeme typischerweise eine geringere Empfindlichkeit und langsamere Reaktion, dafür aber eine deutlich geringere Systemkomplexität. Anders als SWIR-Kameras, die vor allem reflektierte Strahlung analysieren, messen LWIR-Kameras die emittierte Wärmestrahlung direkt.
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Warum unser Portfolio die richtige Wahl für Sie ist
Wir bieten LWIR-Kameralösungen für F&E- und Industrieanwendungen, bei denen eine praxisgerechte Integration, zuverlässige Wärmebildgebung und eine unkomplizierte Inbetriebnahme entscheidend sind. Unser Sortiment umfasst ungekühlte Systeme für Anwendungen von der frühen Forschungsphase und Elektroniktests bis hin zur Prozessüberwachung und allgemeinen thermischen Analyse.
Unser Technikteam unterstützt Sie bei der Auswahl einer Kamera passend zu Messbereich, Empfindlichkeit, Auflösung, Bildrate, Optik und Integrationsanforderungen Ihrer Anwendung. So stellen Sie sicher, dass Sie ein LWIR-System wählen, das die benötigten thermischen Informationen liefert, ohne unnötige Komplexität hinzuzufügen.
Für Projekte, bei denen Einfachheit, guter Zugang und eine zuverlässige Wärmebildgebung bei Umgebungstemperaturen im Vordergrund stehen, bietet LWIR eine praxisnahe Grundlage für den Aufbau eines verlässlichen Messsystems.
Wichtige Auswahlkriterien
- Passender Temperaturbereich: LWIR-Kameras sind ideal für Messungen von Umgebungstemperaturen bis hin zu moderaten Temperaturen.
- Einfache Systemarchitektur: Es ist keine Kühlung erforderlich, was die Integration gegenüber MWIR-Kameras vereinfacht.
- Ansprechgeschwindigkeit: Ein typischer Kompromiss ist die langsamere Reaktion im Vergleich zu MWIR-Systemen.
- Aspekte des Emissionsgrads: Eine genaue Messung hängt von der korrekten Einstellung des Emissionsgrads und der Kontrolle der Umgebungsbedingungen ab.
- Kosten im Verhältnis zur Leistung: LWIR-Systeme sind oft leichter zugänglich, können für anspruchsvolle Anwendungen jedoch an Empfindlichkeit fehlen.
- Anwendungsgrenzen: Wenn eine höhere Empfindlichkeit oder Geschwindigkeit erforderlich ist, sind MWIR-Kameras möglicherweise die bessere Wahl.
Technischer Überblick
LWIR-Kameras arbeiten im Bereich von 8–14 µm und basieren in der Regel auf ungekühlten Mikrobolometer-Detektoren. Sie sind für die Messung emittierter Strahlung von Objekten bei typischen Umgebungstemperaturen optimiert. Im Vergleich zu MWIR-Kameras sind sie weniger empfindlich und langsamer, dafür aber deutlich einfacher zu integrieren. SWIR-Kameras unterscheiden sich grundlegend, da sie auf reflektiertem Licht statt auf thermischer Emission basieren. Breitband-IR-Kameras können den LWIR-Bereich abdecken, erhöhen jedoch die Komplexität bei der Interpretation mehrerer Spektralbänder. LWIR-Systeme werden häufig in Elektroniktests, der Gebäudeanalyse und der allgemeinen thermischen Forschung eingesetzt.
Hinweise zur Integration
LWIR-Kameras lassen sich im Vergleich zu gekühlten Systemen relativ einfach integrieren, da sie weniger mechanische und elektrische Einschränkungen mit sich bringen. Die Messgenauigkeit hängt jedoch stark von der Kontrolle der Umgebungsbedingungen und von der Kalibrierung ab. Reflexionen und Schwankungen des Emissionsgrads können die Ergebnisse erheblich beeinflussen. Im Vergleich zu SWIR-Kameras ist keine Beleuchtung erforderlich, dafür wird die sorgfältige Gestaltung der Messszene umso wichtiger. Ein häufiger Fehler besteht darin, Messwerte als absolut zu betrachten, ohne diese Faktoren zu berücksichtigen.
FAQ
LWIR-Kameras (Long-Wave Infrared) werden häufig für die berührungslose Wärmebildgebung und Temperaturmessung eingesetzt. Zu den F&E-Anwendungen zählen Elektroniktests, Materialforschung, thermische Charakterisierung, mechanische Prüfungen, Gebäude- und Energiestudien sowie die Überwachung thermischer Prozesse.
LWIR-Kameras arbeiten typischerweise im langwelligen Infrarotbereich, in der Regel etwa bei 8–14 µm, wobei die genaue spektrale Empfindlichkeit von Detektor und Kameradesign abhängt. Das Spektralband sollte bei der Auswahl einer Kamera für ein bestimmtes Material, einen bestimmten Temperaturbereich oder eine bestimmte Messumgebung berücksichtigt werden.
LWIR- und MWIR-Kameras arbeiten in unterschiedlichen Infrarot-Spektralbändern und weisen verschiedene Leistungsmerkmale auf. LWIR-Systeme sind üblicherweise mit ungekühlten Detektoren erhältlich, was die Systemintegration vereinfachen und Kosten sowie Leistungsaufnahme reduzieren kann. Gekühlte MWIR-Kameras können Vorteile bei Empfindlichkeit, Geschwindigkeit und der Abbildung von Objekten mit höheren Temperaturen oder sich schnell ändernden Zielobjekten bieten.
Ja. Für eine genaue quantitative Temperaturmessung sind eine geeignete Kalibrierung und die Berücksichtigung von Faktoren wie Emissionsgrad, reflektierter Strahlung, atmosphärischer Transmission, Abstand zwischen Kamera und Zielobjekt sowie Umgebungsbedingungen erforderlich. Die Kalibrierung sollte für den vorgesehenen Messbereich und die Anwendung geeignet sein.
Ja. LWIR-Kameras können dynamische thermische Ereignisse erfassen, sofern Detektor, Bildrate, Integrationszeit und Datenschnittstelle die Anforderungen der Anwendung erfüllen. Bei extrem schnellen Ereignissen oder Anwendungen, die sehr kurze Belichtungszeiten und eine hohe zeitliche Auflösung erfordern, können gekühlte MWIR-Kameras Vorteile bieten.
Der Emissionsgrad beschreibt, wie effizient eine Oberfläche im Vergleich zu einem idealen Blackbody Wärmestrahlung abgibt. Da Wärmebildkameras die Temperatur aus der erfassten Infrarotstrahlung ableiten, kann eine falsche Einstellung des Emissionsgrads zu erheblichen Fehlern bei der Temperaturmessung führen. Deshalb sollten Oberflächenzustand, Materialeigenschaften, Betrachtungswinkel und Reflexionen berücksichtigt werden.
LWIR-Kameras erfassen emittierte und reflektierte Infrarotstrahlung. Reflexionen von benachbarten heißen oder kalten Objekten können daher die scheinbare Temperatur einer Oberfläche beeinflussen, insbesondere wenn das Zielobjekt einen niedrigen Emissionsgrad hat. Eine kontrollierte Messgeometrie und die Berücksichtigung reflektierter Strahlung können die Messgenauigkeit verbessern.
Ja. LWIR-Kameras können für Hochtemperaturmessungen eingesetzt werden, ihre Eignung hängt jedoch von Detektor, Optik, Kalibrierbereich, spektraler Empfindlichkeit und den Messbedingungen ab. Bei sehr hohen Temperaturen oder Anwendungen mit sich schnell ändernden thermischen Signaturen kann MWIR Vorteile bieten.
Zu den wichtigsten Spezifikationen zählen Detektortyp, spektrale Empfindlichkeit, Auflösung, Bildrate, NETD, Temperaturmessbereich, Integrationszeit, Objektivoptionen, Kalibriergenauigkeit, Schnittstelle und Softwarefunktionen. Die Kamera sollte außerdem im Hinblick auf Temperatur, Emissionsgrad, Größe, Abstand und die erforderliche Messgenauigkeit des Zielobjekts bewertet werden.
Ja. LWIR-Kameras können quantitative Temperaturmessungen liefern, wenn sie korrekt kalibriert sind und relevante Umgebungs- und Oberflächeneigenschaften berücksichtigt werden. Für anspruchsvolle F&E-Anwendungen sollten Messunsicherheit und Kalibriermethodik zusätzlich zu den wichtigsten Kameraspezifikationen bewertet werden.