Neben häufig gestellten Fragen zur Funktionsweise von Wärmebildkameras im Allgemeinen gibt es auch eine Reihe häufig gestellter Fragen zu spezifischen Anwendungsszenarien und der Effektivität der Technologie in bestimmten Umgebungen oder Anwendungen.
In diesem Abschnitt untersuchen wir einige der Antworten und die Gründe dafür.
Warum funktionieren Wärmebildkameras nachts besser?
Die Umgebungshelligkeit hat keine direkte Auswirkung auf die Funktionsweise von Infrarotkameras. Dennoch können diese nachts „besser sehen“. Dies hat einen bestimmten Grund: Bei Nacht ist die Umgebungstemperatur und, was noch wichtiger ist, die Kerntemperatur von ansonsten unbeheizten Objekten fast immer deutlich niedriger ist als bei Tag. Von Wärmebildsensoren erfasste warme Bereiche werden deshalb mit höherem Kontrast auf dem Bildschirm angezeigt.
Selbst zu kühleren Jahreszeiten absorbieren Gebäude, Straßen, Menschen, Tiere und Pflanzen bei Tageslicht einen Teil der Wärmeenergie von der Sonne. Und für jeden Temperaturgrad, um den sich diese Objekte erwärmen, heben sie sich weniger deutlich von anderen warmen Objekten ab, die der Sensor der Kamera erkennt.
Aus demselben Grund zeigen die meisten Wärmebildkameras warme Objekte nach mehreren Stunden Dunkelheit und nicht direkt nach Sonnenuntergang mit schärferem Kontrast an und selbst bei Tageslicht sind sie in der Regel am frühen Morgen effektiver als mitten am Nachmittag.
Funktionieren Wärmebildkameras auch durch Glas?
Es mag zunächst verwundern, doch Wärmebildkameras können im Allgemeinen nicht durch Glas „sehen“. Denn Glas lässt zwar Licht aus dem sichtbaren Spektrum durch, „reflektiert“ aber den größten Teil der Strahlung aus dem Infrarotbereich. Dadurch passiert nur ein kleiner Teil der thermischen Strahlung – wenn überhaupt – des auf der anderen Seite befindlichen Objekts das Glas. Aus diesem Grund werden übrigens auch die Linsen von IR-Kameras meist aus Germanium oder Zinkselenid und anderen Materialien hergestellt, die Infrarotstrahlung hindurchlassen.
Allerdings können bestimmte Infrarotfrequenzen durchaus auch Glas passieren, z.B. nahes Infrarot mit einer Wellenlänge von 780 nm bis 3 µm. Manche Glasarten wiederum lassen bestimmte Wellenlängen besser durch als andere. So hindern Windschutzscheiben von Autos Thermografie beispielsweise weniger als Gebäudefenster. In den meisten Fällen wird das Bild jedoch größtenteils durch Infrarotreflexionen auf der anderen Seite des Glases in unterschiedlichem Maße verdeckt. Selbst im günstigsten Falle gibt die Wärmebildkamera das Objekt also mit wesentlich weniger Details und geringerem Kontrast wieder.
Kurz gesagt: Wärmebildkameras eignen sich mehr schlecht als recht dazu, genaue Messwerte durch Glas (oder verschiedene andere, stark reflektierende Oberflächen) hindurch zu wiederzugeben.
Funktionieren Wärmebildkameras unter Wasser?
Auch unter Wasser funktionieren Wärmebildkameras nicht gut. Die Gründe sind zum Teil ähnlich wie die von Glas, denn Wasser blockiert viele Infrarotwellenlängen, insbesondere tiefem Wasser.
Wasser stellt auch ein weiteres, schwieriges Hindernis für IR-Kameras in Bezug auf die Wärmeleitfähigkeit und die spezifische Wärme dar, denn es hat eine viel höhere Wärmekapazität als Luft. Somit benötigt es viermal so viel Energie, um die Temperatur eines äquivalenten Volumens um ein Grad zu erhöhen oder zu senken.
In der Praxis bedeutet das, dass Objekte ihre eigene Wärmeenergie im Vergleich zu Wasser viel schneller und über kürzere Entfernungen verlieren (oder gewinnen). Für Thermografiezwecke sind Objekte daher im Wasser von Natur aus schwieriger zu unterscheiden als in der Luft.
Können Wärmebildkameras durch Wände hindurchsehen?
Nein, aber um genau zu sein, „sehen“ Infrarotkameras ohnehin nicht, jedenfalls nicht im klassischen Sinne. Eine Wärmebildkamera registriert lediglich die Oberflächentemperatur des ersten Objekts, das sich in der Sichtlinie befindet. Richten Sie eine Wärmebildkamera auf eine Wand, erfasst sie die von der Oberfläche ausgehende Wärme.
Wärmebild- oder Nachtsichtkameras – was ist besser?
Sowohl Wärmebildkameras als auch Restlichtverstärker ermöglichen das Sehen bei Dunkelheit, nutzen dazu jedoch völlig unterschiedliche Technologien.
Nachtsichtgeräte, normalerweise am körnigen, grünen Display erkennbar, verstärken das wenige, noch vorhandene Umgebungslicht. Fehlt dieses vollkommen, bringt es keinen wesentlichen Vorteil.
Viele Nachtsichtkameras sind daher mit einer zusätzlichen Infrarot-Beleuchtungsfunktion ausgestattet, um eine größere Wellenlänge von verstärkbaren elektromagnetischen Signalen zu bieten. Sie unterstützen den Sensor bei sehr schlechten Bedingungen. Diese sind für das bloße Auge nicht sichtbar, können aber von allen anderen Personen, die Nachtsichtgeräte verwenden, leicht erkannt werden. Normalerweise stellt dies kein Problem dar. Lediglich bei militärischen Operationen oder Überwachungsanwendungen wäre dies von Nachteil.
Gegenüber Restlichtverstärkern hat Thermografie noch den Vorteil, dass sie Objekte auch bei Nebel, Rauch, Staub oder Tarnung erkennt.