Omega Vehicle Security HHM290 - Handbuch (Seite 21)

Anhang A: Funktionsprinzip
Thermische Strahlung
Objekte übertragen Wärme in Form von elektromagnetischen Wellen, Wärmeleitung
oder Konvektion. Alle Objekte mit einer Temperatur oberhalb des absoluten Nullpunkts
(–459°F, -273°C oder 0 K) strahlen Energie ab, wobei die Menge der abgestrahlten
Wärmeenergie mit der Temperatur zunimmt. Infrarot-Thermometer messen diese
Wärmeenergie und können daraus die Temperatur des Objekts berechnen, wenn der
Emissionsfaktor bekannt ist. Die Messung der Wärmestrahlung erfolgt aus praktischen
Gründen im Infrarot-Bereich des Strahlungsspektrums.
Schwarzkörper
Wenn Wärmestrahlung auf ein Objekt trifft, wird ein Teil der Strahlung absorbiert. Ein
weiterer Teil der Strahlung durchdringt das Objekt und ein weiterer Teil wird reflektiert.
Ein Schwarzkörper ist definiert als ein ideales Objekt, das alle auftreffende Strahlung
absorbiert. Das beste Beispiel für ein reales Objekt, das sich wie ein Schwarzkörper
verhält, ist eine kleines Loch, das tief in eine große, lichtundurchlässige konkave Fläche
gebohrt ist. Auftreffende Strahlung wird innerhalb dieser konkaven Fläche reflektiert und
kann nur minimal austreten, bevor sie vollständig absorbiert wurde.
Der Emissionsfaktor ist definiert als das Verhältnis der von einem Objekt abgestrahlten
Energie zu der von einem Schwarzkörper abgestrahlten. Demgemäß ist der
Emissionsfaktor eines Schwarzkörpers gleich 1. Die meisten Objekte können als
“Graukörper” mit einem Emissionsfaktor zwischen 0 und 1 bezeichnet werden. Die
Emissionsfaktoren einiger gängiger Materialien sind in Anhang B zusammengestellt.
Spektralkurve
Objekte strahlen Energie verschiedener Wellenlänge ab. Dabei ist die Intensität über
das Spektrum nicht konstant. Mit zunehmender Temperatur verschiebt sich das
Maximum der Kurve in Richtung der kürzeren Wellenlänge. Das
Wien’sche Gesetz
beschreibt den exakten mathematischen Zusammenhang zwischen der Temperatur
eines Schwarzkörpers und der Wellenlänge, bei der das Maximum der Strahlungsinten-
sität liegt.
Berechnung der Temperatur
Der Nettobetrag der von einem Objekt abgestrahlten thermischen Leistung ist also vom
Emissionsfaktor, seiner Temperatur und der Temperatur der Objektumgebung abhängig.
Diese Beziehung wird durch eine als
Stefan-Boltzmann-Gesetz bezeichnete Gleichung
beschrieben.
Funktionsprinzip der Infrarot-Temperaturmessung
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