Eric Rahne, Dipl.-Ing. Elektrotechnik, akkreditierter Thermografie-Experte Stufe 3 (PIM GmbH)
Unsere Artikelserie über Thermografie soll einen Einblick in die erstaunliche Vielseitigkeit und die theoretischen sowie praktischen Grenzen der Thermografie geben, basierend auf dem 650-seitigen Fachbuch "THERMOGRAFIE - Theorie und praktische Messtechnik" von Rahne Eric. Das aktuelle Thema ist die Luft-Thermografie in Energiesystemen. Ein effektiver Anwendungsbereich der Thermografie ist die Erfassung und Dokumentation der Temperaturverteilung großer Objekte/Flächen beispielsweise aus der Luft. Unter Einhaltung geeigneter Aufnahmebedingungen und fachgerechter Auswertung ermöglichen solche Wärmebilder Folgendes:
Der Großteil dieser genannten Untersuchungen kann entweder überhaupt nicht oder nur unwirtschaftlich vom Boden aus durchgeführt werden, da entweder nur sehr kleine Bereiche mit einer Aufnahme betrachtet werden können oder der Betrachtungswinkel zu stark von einem rechten Winkel abweicht. In letzterem Fall werden die Messergebnisse aufgrund des winkelabhängigen Emissionsfaktors theoretisch fehlerhaft sein, und es gibt keine echte Möglichkeit zur Korrektur.
Die Luft-Thermografie eignet sich zur Behebung der genannten Probleme. Für diese Aufgabe eignet sich am besten eine Wärmebildkamera oder Kameragruppe mit hoher thermischer Auflösung, hoher Pixelauflösung und schneller Aufnahmegeschwindigkeit, die auf Drohnen, Hubschraubern oder Flugzeugen installiert ist. Basierend auf den Messbedingungen der aufgeführten Aufgaben sollten Wärmebildkameras im mittel- oder langwelligen Bereich oder Kameragruppen verwendet werden, die beide Bereiche abdecken. Es ist auch wichtig, dass die Daten nur unter der Leitung eines qualifizierten Fachmanns erfasst und ausgewertet werden. Denn ohne das entsprechende Fachwissen, die Messvoraussetzungen und das Wissen über notwendige Berechnungskorrekturen besteht die Gefahr einer fehlerhaften Interpretation und Missverständnissen der gewonnenen Daten.
Der Einsatz von Drohnen ist heutzutage sehr "in". In der Thermografie werden zunehmend drohnenbasierte Lösungen eingesetzt, bei denen derzeit zwei Trends zu beobachten sind: die Verwendung von leistungsstarken Drohnen mit Verbrennungsmotor oder Gasturbine und einem Rotor oder die Verwendung von deutlich kleineren, elektrischen Drohnen mit geringerer Tragfähigkeit (4, 6 oder 8 Rotoren). Während die größeren Modelle mit 4 ... 5 kg Nutzlast stundenlang in der Luft bleiben können, können die kleinen elektrischen Versionen mit maximal 1 kg Nutzlast und einer Flugdauer von einer halben Stunde punkten. Dafür sind ihre Preise jedoch nur etwa ein Zehntel der großen leistungsstarken Verbrennungsmotor- oder Gasturbinenmodelle.
Die hochauflösenden Wärmebildkameras verfügen neben einem großen Sichtfeld auch über eine ausreichend gute geometrische Auflösung, so dass auch größere Solaranlagen mit einer akzeptablen Anzahl von Aufnahmen vermessen und dokumentiert werden können. Allerdings sind die Wärmebildkameras mit höherer Pixelanzahl, größerem Detektor auch deutlich schwerer und größer, was zu höheren Investitionskosten führt. Ihr Einsatz ist nur mit Verbrennungs- oder Gasturbinen-Drohnen möglich, die bereits hohe Investitions- und Betriebskosten verursachen. In den kommenden Ausgaben wird auch über die Luftthermografie zur Zustandsbewertung von Stromleitungen und die Untersuchung großer Solaranlagen mit Drohnen berichtet. Rahne Eric (PIM Kft.) pim-kft.hu, termokamera.hu
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