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Wärmebildkameras im Test

Fette Beute für Leckage-Jäger mit Wärmebildkameras

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Welche Geräte wurden getestet und wie waren die Testparameter?

Drei Hersteller haben sich mit ihren Kameras am Test beteiligt und jeweils zwei Geräte zur Verfügung gestellt. Die Untersuchung der Geräte erfolgte bezüglich der Kenngrößen

  • Gesichtsfeld
  • Gesamtrauschen
  • Linienbildfunktion und Modulation Transfer Funktion
  • Temperaturmessung bezüglich Genauigkeit und Abhängigkeit von der Objektgröße mit und ohne Super-Resolution.

Bevor es mit den Testergebnissen im Detail weitergeht, noch einmal die sechs Thermografie-Kameras im Test auf einen Blick (Fotos der Geräte in der Bildergalerie):

  • FLIR Systems E30 SN 49000139
  • FLIR Systems T440 62100150
  • NEC Avio Infrared Technologies G120EX SN
  • NEC Avio Infrared Technologies R300W2 SN
  • testo 875-2i SN 2359038
  • testo T885 SN 2337099

Grundlegende technische Daten der Geräte sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Dabei sind nur die für die Untersuchung relevante Daten angegeben. Bei Parametern die durch den Anwender eingestellt werden können, ist jeweils der für die Untersuchung verwendete angegeben.

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Alle sechs Geräten basieren auf ungekühlten Mikrobolometer-Detektormosaiken (Focal Plane Array, FPA). Angaben über den Detektormittenabstand liegen für keines der Geräte vor. Die Detektoranzahl ist entweder 320 x 240 (vier Geräte) oder 160 x 120 (zwei Geräte). Alle Geräte arbeiten kalibriert, wobei sich die Messbereiche je nach Hersteller unterscheiden. Die Messgenauigkeit ist für die meisten Geräte mit ±2 °C angegeben. Nur die Nec Avio R300W2 liegt hier bei ±1 °C. Die Parameter die vom Anwender zur Berechnung der Temperatur vorgegeben werden können, reichen von zwei (Emissionsgrad und reflektierte Temperatur) bis fünf (Emissionsgrad, reflektierte Temperatur, Temperatur der Atmosphäre, relative Luftfeuchte und Abstand zum Messobjekt).

Drei der Geräte verfügen über die Möglichkeit der sogenannten Super-Resolution. Dies ist ein Verfahren, das die Bildqualität der Kameras verbessern soll. Dabei wird von der Kamera eine Bildsequenz aufgenommen, die entweder in der Kamera oder nachträglich über die Auswertungssoftware in ein einzelnes hochaufgelöstes Bild umgerechnet wird. Bei den untersuchten Geräten lag eine 2 x 2 Super-Resolution vor. Somit wird die Anzahl der Bildpunkte um den Faktor vier erhöht, um die geometrische Auflösung zu verbessern.

Gesichtfeld der Kameras

Das Gesichtsfeld wird durch Optik (Brennweite) und Detektor (Elementanzahl und Mittenabstand) bestimmt. Wichtiger ist jedoch das Sehfeld eines Detektorelements, das sogenannte Incremental Field Of View (IFOV), das durch Brennweite und Mittenabstand bestimmt ist. Es beschreibt die nominelle geometrische Auflösung einer Kamera. Je kleiner das IFOV umso feinere Details können bei ansonsten konstanten Bedingungen aufgelöst werden. IFOV und Gesichtsfeld stellen daher immer einen Kompromiss dar. Bei unveränderter Detektoranzahl bedeutet ein großes Sehfeld eine geringe geometrische Auflösung und eine hohe geometrische Auflösung bedeutet ein kleines Sehfeld. Obwohl eine wichtige Größe ist das IFOV somit kein Maß für die Qualität einer Kamera.

Die Tester bestimmten das Gesichtsfeld mit Hilfe eines Drehtisches mit integriertem Winkelmesser sowohl horizontal, als auch vertikal jeweils am Bildschirm der Geräte. Aus dem Gesichtsfeld wurde dann das IFOV berechnet, das für alle Geräte unabhängig von der Ortsrichtung war.

Tabelle 2 fasst die Ergebnisse zusammen. Die Daten sind dabei in nach absteigendem IFOV sortiert.

Fazit: Das IFOV der untersuchten Geräte variiert um etwa den Faktor drei, wobei Testo mit der T875i ein IFOV von 3,5 mrad erreicht. Die kleinformatigen Geräte befinden sich erwartungsgemäß am unteren Ende der Liste.

Auf der nächsten Seite geht es weiter mit Gesamtrauschen, LSF und MTF...

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