Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Messung mit Infrarotthermometer


von Harald W. (wilhelms)


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Hallo Leute,
da es leider kein Unterforum "Messtechnik" gibt, habe ich erstmal
hier geschrieben. Ich habe ein ziemlich genaues Quecksilberther-
mometer, bei dem das Ausdehnungsgefäß in einem kleinen Alublock
steckt sowie ein Infrarotthermometer. Ich würde das Infrarotther-
mometer mit Hilfe des Quecksilberthermometer gern kalibrieren.
Da der Alublock aber Infrarotstrahlung reflektiert, ist eine
direkte Messung darauf nicht möglich. Reicht da ein Streifen
gewöhnliches, nicht glänzendes schwarzes Isolierband, um eine
Anpassung des Emissionsgrads zu bekommen und wie stark ist die
Abweichung der Temperaturanzeige, wenn es Abweichungen zum vom
Thermometer angenommenen Emissionsgrad gibt?

von Jörg R. (solar77)


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Ich vermute dass das Isolierband das Messergebnis stark verfälscht.
Schwarzer Edding ist auch nicht ideal, vermutlich aber besser.

Die Frage ist aber ob das Quecksilberthermometer generell als Referenz 
taugt.

von Michael B. (laberkopp)


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Harald W. schrieb:
> Reicht da ein Streifen
> gewöhnliches, nicht glänzendes schwarzes Isolierband

Stell einfach dem Emissionsgrad von Alu natur auf deinem IR Thermometer 
ein.

https://www.messwert.at/tools/emissionsgradtabelle/

Kann man nicht einstellen ?

Dann stimmt der Messwert meist sowieso nicht und eine 'Kalibrierung' 
deines Geräts ist eher überflüssig.

Du kannst aber per Hand umrechnen

https://de.wikipedia.org/wiki/Emissionsgrad

von Dieter R. (drei)


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Michael B. schrieb:

> Stell einfach dem Emissionsgrad von Alu natur auf deinem IR Thermometer
> ein.
>
> https://www.messwert.at/tools/emissionsgradtabelle/

Wenn du die Tabell wirklich angesehen hättest, dann wüsstest du, dass es 
einen verlässlichen Wert für "Alu natur" nicht gibt, da die IR-Reflexion 
stark von der Oberflächenbeschaffenheit abhängig ist.

In der Praxis sind nahezu alle "üblichen" nicht-reflektierenden 
Oberflächen im IR hinreichend gleich. Die Oberflächentemperatur von 
Fensterscheiben misst man z. B., indem man ein Stück Malerkrepp 
draufklebt. Malerkrepp mit schwarzem Edding ist vermutlich noch ein 
bisschen besser.

ABER: wie groß ist der Messfleck deines IR-Thermometers und wie groß ist 
der Aluklotz? Wenn der Messfleck nicht deutlich kleiner ist, dann misst 
du Teile der Umgebung mit. Wenn alles auf Zimmertemperatur ist, sollte 
das allerdings wieder egal sein, weil Genauigkeit und Reproduzierbarkeit 
schlussendlich durch die Messgenauigkeit des IR-Thermometers begrenzt 
werden. Die dürfte eher bei  +/- einigen Grad als im Bereich Zehntelgrad 
liegen.

von Gunnar F. (gufi36)


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halt es über eine Kerzenflamme. Der Ruß ist nahezu ideal schwarz.

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Gunnar F. schrieb:
> halt es über eine Kerzenflamme. Der Ruß ist nahezu ideal schwarz.

Das, oder mattschwarzer Sprühlack geht auch gut

von Wolle G. (wolleg)


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Harald W. schrieb:
> Ich habe ein ziemlich genaues Quecksilberthermometer, bei dem das
> Ausdehnungsgefäß in einem kleinen Alublock
> steckt sowie ein Infrarotthermometer. Ich würde das Infrarotther-
> mometer mit Hilfe des Quecksilberthermometer gern kalibrieren.

Um welche Größenordnung bei der Genauigkeit reden wir hier?
Und was ist das spätere Ziel?

von Harald W. (wilhelms)


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Jörg R. schrieb:

> Die Frage ist aber ob das Quecksilberthermometer generell als Referenz
> taugt.

Nun, das hat Abweichungen von <0,2°. Erfahrungsgemäß verändern sich
Quecksilberthermometer auch in mehreren Jahrzehnten nicht. Ob das
für das  "moderne" Galinstan auch zutrifft, weiss ich nicht.

von Harald W. (wilhelms)


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Gunnar F. schrieb:

> halt es über eine Kerzenflamme. Der Ruß ist nahezu ideal schwarz.

Das möchte ich dem Thermometer nicht zumuten,
denn es misst nur bis 27°C.

Beitrag #7443602 wurde vom Autor gelöscht.
von Andreas M. (elektronenbremser)


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Aber es gibt "Analogtechnik"

Ich habe gelernt dass Thermografen immer schwarzes Isolierband dabei 
haben sollten, das hat einen Emossionsgrad von 0,9.

von Harald W. (wilhelms)


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Andreas M. schrieb:

> Aber es gibt "Analogtechnik"

Nun, m.W. arbeiten alle Infrarotthermometer digital.

von Wolle G. (wolleg)


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Harald W. schrieb:
> Andreas M. schrieb:
>
>> Aber es gibt "Analogtechnik"
>
> Nun, m.W. arbeiten alle Infrarotthermometer digital.

Das sehe ich etwas anders.
Der die Genauigkeit bestimmende Teil ist "Analogtechnik".
Die Anzeige ist digital.

von Andreas M. (elektronenbremser)


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Der Inhalt des Threads ist die Angleichung des digital anzeigenden 
Thermometers an das Analoge. Dies ist wohl sicher nicht digital, nur 
wenn du 2 Werte brauchst "heißer als kalt" und  "kälter als heiß", dann 
schon.
Die Messung selbst ist auch analog.

: Bearbeitet durch User
von Max K. (Firma: Privatlöter) (maxklaus)


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Also für Messungen der Temperaturleitfähigkeit mittels 
Lichtblitzapparatur verwenden wir im Labor Graphit 33 von kontakt 
chemie.

: Bearbeitet durch User
von Manfred P. (pruckelfred)


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Max K. schrieb:
> verwenden wir im Labor Graphit 33

Das ergibt eine matte schwarze Oberfläche mit optimalem Emissionsgrad.

Wenn ich mit dem IR-Thermometer auf die dunkle Guss-Bratpfanne gucke, 
bekomme ich plausible Werte.

An der hellen Eisenpfanne messe ich nur unglaubwürdige Werte, woran auch 
die Einstellung des Emissionsgrades wenig ändert. Gleiches auf der 
Oberfläche vom Edelstahlkochtopf.

Werte am Flächenheizkörper der Zentralheizung sind glaubhaft, obwohl 
dieser hell ist, aber er ist auch matt.

Mein IR-Thermometer bringt einen zusätzlichen K-Fühler mit. In der 
Bedienungsanleitung steht, man möge IR und K-Fühler gegeneinander 
vergleichen und danach den Emissionsgrad korrigieren.

von K. M. (kmj)


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Manfred P. schrieb:
> An der hellen Eisenpfanne messe ich nur unglaubwürdige Werte, woran auch
> die Einstellung des Emissionsgrades wenig ändert. Gleiches auf der
> Oberfläche vom Edelstahlkochtopf.

Bei geeignetem Winkel misst du da einfach die reflektierte 
Wärmestrahlung deines Körpers bzw. der gespiegelten Umgebung.

von Hp M. (nachtmix)


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Harald W. schrieb:
> Reicht da ein Streifen
> gewöhnliches, nicht glänzendes schwarzes Isolierband, um eine
> Anpassung des Emissionsgrads zu bekommen

Das braucht noch nichtmal schwarz zu sein. Die Wellenlängen des IR, bei 
denen solche Strahlungsthermometer messen, meist also bei etwa 300-500K 
sind so weit vom sichtbaren Bereich entfernt, dass sie keine 
Rückschlüsse auf die Farbe des Absorbers erlauben.
Matt ist aber besser als glänzend.

Ein Stück Tesafilm, oder ein Klebezettel aus Papier, irgend eine 
Lackfarbe oder sonstige organische Verschmutzung wie Schmierfett (nicht 
Vaseline!) oder Fingerabdrücke ergeben hohe Emissionswerte.
https://oatext.com/The-usefulness-of-infrared-spectroscopy-in-examinations-of-adhesive-tapes-for-forensic-purposes.php

Der einzige mir bekannte Kunststoff der problematisch ist, weil er in 
dünnen Schichten für IR-Licht nahezu durchsichtig ist, ist Polyethylen, 
das nur wenige und schmale Absorptionsbanden hat.
https://www.spectroscopyonline.com/view/the-infrared-spectra-of-polymers-ii-polyethylene
Graphit oder Russ sollte annähernd optimal sein, aber da besteht ja die 
Gefahr beim Aufbringen das Thermometer zu schlachten.
Für eine schnelle Anzeige sollte die absorbierende Schicht eine geringe 
Wärmekapazität und hohe Wärmeleitfähigkeit haben, und daher dünn sein.

Metalle sind meist gute Reflektoren und haben sehr niedrige 
Emissionswerte, und auch bei den oberflächlichen Oxidschichten ist 
Vorsicht geboten, denn darunter befinden sich etliche Halbleiter, die im 
IR ziemlich "farbig" sein können, was zu Nichtlinearitäten der 
Temperaturmessung führt.

P.S.:
Harald W. schrieb:
> Ich habe ein ziemlich genaues Quecksilberther-
> mometer, bei dem das Ausdehnungsgefäß in einem kleinen Alublock
> steckt

Wurde das vom Thermometerhersteller so geliefert?
Ansonsten ist es vllt nicht so genau, wie du glaubst.
Solche Thermometer sind oft für eine bestimmte Eintauchtiefe 
spezifiziert, und wenn man dann einfach nur am Ausdehnungsgefäß heizt, 
sind diese Bedingungen nicht mehr gegeben.

: Bearbeitet durch User
von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Harald W. schrieb:
> Nun, das hat Abweichungen von <0,2°.
Harald W. schrieb:
> denn es misst nur bis 27°C.

Fiberthermometer zeigen auf 0,1 Grad an und können bis etwa 42 Grad 
hoch. Die Angaben sind also plausibel für ein Präzisionsthermometer.

mfg

von Wolle G. (wolleg)


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Christian S. schrieb:
> Fiberthermometer zeigen auf 0,1 Grad an und können bis etwa 42 Grad
> hoch.
Richtig.
AAber: Fieberthermometer zeigen in der Regel nur die max. Temperatur an 
und müssen danach wieder zurückgesetzt (geschüttelt) werden.

von Andreas M. (elektronenbremser)


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Du meinst wohl, dass das Quecksilber zu den Kontakten des Resetschalters 
geschüttelt werden muss um diese zu überbrücken und den angezeigten bzw. 
gespeicherten Wert zurückzusetzen? 😉

von Manfred P. (pruckelfred)


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Christian S. schrieb:
> Fiberthermometer zeigen auf 0,1 Grad an und können bis etwa 42 Grad
> hoch.

Im Gegensatz zu anderen Thermometern haben sie einen sehr engen 
Arbeitsbereich, was deren Justage deutlich vereinfacht.

von Hermann W. (hermannw)


Angehängte Dateien:

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Harald W. schrieb:
> Ich habe ein ziemlich genaues Quecksilberthermometer, bei dem das 
Ausdehnungsgefäß in einem kleinen Alublock steckt
> das hat Abweichungen von <0,2°
Interessant! ich habe auch noch so ein Schätzchen von 1982 - sogar noch 
genauer und mit Kalibrierschein.
Ich benutze es nicht mehr, da es praktisch kaum anwendbar ist. Ich nehme 
zum Kalibrieren den Sensor TSIC-506, der ist einfacher mit dem Prüfling 
zu kontaktieren.

von Wolle G. (wolleg)


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Hermann W. schrieb:
> Ich benutze es nicht mehr, da es praktisch kaum anwendbar ist. Ich nehme
> zum Kalibrieren den Sensor TSIC-506, der ist einfacher mit dem Prüfling
> zu kontaktieren.

Das funktioniert sehr gut.
Vor 15 Jahren hatte ich mir aus gleichem Grund diese TSIC-506 mal 
zugelegt.

Weiß jemand, ob die TSIC-506 ihre Genauigkeit durch Alterung verändern?
Bei Quecksilberthermometern sollen ja auch nach Jahrzehnten  keine 
Änderungen auftreten.

von Hp M. (nachtmix)


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Wolle G. schrieb:
> Weiß jemand, ob die TSIC-506 ihre Genauigkeit durch Alterung verändern?

Bei solch hochgenauen Instrumenten würde ich damit rechnen.
Die mittlerweile verbotenen Hg-Fieberthermometer waren jedenfalls 
eichpflichtig und mussten theoretisch alle (2 ?) Jahre kontrolliert 
werden.
Hat im privaten Bereich natürlich niemand gemacht.

Die Vorschrift wird aber nicht grundlos existiert haben.
Evtl hat sich bei manchen Glassorten das Volumen des Ausdehnungsgefäßes 
verändert.

Ich habe es jedenfalls erlebt, dass sich einige 2L-Meßkolben nach 
jahrelangem Gebrauch und regelmäßiger Behandlung in der Spülmaschine 
(hohe Temperatur) soweit zusammengezogen hatten, dass die Toleranzen 
jenseits von gut und böse waren (Einige 10mL iirc).
Glas ist bekanntlich eine zähe Flüssigkeit.

von Armin X. (werweiswas)


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Also ich habe mit selbstklebendem Papier (etiketten o.ä gehen auch) 
welches ich mit dem Lasedrucker schwarz bedruckt und aufgeklebt habe 
gute Erfahrungen an glänzend vernickelten Leistungssteckern gemacht.

von Harald W. (wilhelms)


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Hp M. schrieb:

> Die mittlerweile verbotenen Hg-Fieberthermometer waren jedenfalls
> eichpflichtig und mussten theoretisch alle (2 ?) Jahre kontrolliert
> werden.
> Hat im privaten Bereich natürlich niemand gemacht.
>
> Die Vorschrift wird aber nicht grundlos existiert haben.

Nunja, in der Meßpraxis hat sich oft gezeigt, das die "vorgeschriebenen"
Kontrollintervalle manchmal zu kurz angesetzt waren.

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