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Infrarot- und Laserthermometer zur berührungslosen Temperaturmessung
Die meisten Temperaturmessgeräte besitzen entsprechende Temperaturfühler, die mit dem zu messenden Medium direkt in Berührung gebracht werden müssen. Alternativ hierzu werden allerdings auch sogenannte berührungslose Temperaturmessgeräte angeboten. Solche Geräte werden häufig auch als Pyrometer oder auch Strahlungsthermometer genannt. Der Vorteil dieser Geräte ist der, dass mit ihnen auch auf gewisse Entfernungen Temperaturen in einem äußerst weiten Temperaturbereich (etwa zwischen -50 und +4000 Grad Celsius) gemessen werden können. Geräte mit einem Temperaturfühler würden sich zum Messen extrem hoher Temperaturen wegen des zu befürchtenden Einflusses auf das Material des Sensors nicht eignen. Bei den meisten berührungslosen Thermometern bzw. Strahlungsthermometern dürfte es sich um Infrarot-Thermometer handeln, die deutlich häufiger zum Einsatz kommen als Laser-Thermometer.
Funktionsprinzipien von Infrarot-Thermometern und Laser-Thermometern
Bei der Infrarotstrahlung handelt es sich um einen Teil des Sonnenlichts, das beim Durchscheinen eines Prismas abgeteilt werden kann. Infrarotstrahlung besitzt eine Energie, die unter gewissen Umständen gemessen werden kann, wie es beim Infrarot-Thermometer geschieht. Im Prinzip strahlen alle Objekte mit einer Temperatur oberhalb des sogenannten absoluten Nullpunktes eine Energie in bestimmter Höhe ab. Die Menge dieser Energie wächst proportional mit der Temperatur. Diese Umstände bilden praktisch die Grundlagen für das Funktionsprinzip der Infrarot-Thermometer. Der Vorteil der Temperaturmessung mit dem Infrarot-Thermometer ist der, dass Temperaturen von Objekten berührungslos ermittelt werden können. Es ist somit auch kein Problem, die Temperaturen sich bewegender Gegenstände zu messen.
In der Technik werden Laser-Thermometer häufig auch als Pyrometer bezeichnet. Ihre Funktionsweise beruht auf der Messung der sogenannten Wärmestrahlung. Jeder Gegenstand strahlt Wärme ab, sofern dessen Temperatur höher ist als 0 Grad Kelvin (der absolute Nullpunkt). Mit steigender Temperatur steigt auch die Intensität der Wärmestrahlung. Und genau diese Strahlung kann durch das Pyrometer gemessen werden. Es kann allerdings auch vorkommen, dass das zu messende Objekt kälter als das Messgerät selbst ist. In diesem Fall ist der Strahlungsfluss negativ, weil die Temperaturdifferenz zwischen Laserthermometer und Messobjekt quasi genau anders herum ist. Es ist also eine Temperaturdifferenz vorhanden, welche positiv oder negativ sein kann. Auf dem Markt sind Geräte erhältlich, welche nur einen Teil des Strahlungsspektrums messen können. Diese Geräte werden als Schmalbandpyrometer bezeichnet. Sogenannte Bandstrahlungspyrometer können einen wesentlich breiteren Bereich möglicher Wellenlängen der Wärmestrahlung ermitteln. Pyrometer mit mehr als 90 Prozent der Wellenlängenbandbreite werden häufig auch als Gesamtstrahlungspyrometer bezeichnet. Laserthermometer werden deutlich seltener eingesetzt als Infrarotthermometer. Sie können auch Messungen an beweglichen und aggressiven und radioaktiv strahlenden sowie spannungsführenden Objekten durchführen.