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Wärme - und Stoffübertragung

, Volume 29, Issue 4, pp 219–225 | Cite as

Infrarot-Thermographie durch Fenster bei niedrigen Temperaturen

  • H. Neumann
  • S. Lorenz
  • W. Leiner
Originalarbeiten

Zusammenfassung

Für die Messung lokaler Temperaturverteilunggen an inneren Oberflächen von Kanälen und geschlossenen Hohlkörpern bietet sich die IR-Thermographie als berührungslose Meßtechnik an. Die Temperaturverteilung an einer inneren Oberfläche kann nur durch ein IR-transparentes Fenster in der gegenüberliegenden Wand gemessen werden, wenn die Kamera außerhalb angeordnet ist. Durch Reflexion und Eigenstrahlung dieses Fensters entsteht ein Fehler der von der Kamera angezeigten lokalen Temperaturen, dessen Korrektur hier untersucht wird. Hierzu wird die von der IR-Kamera empfangene Strahlung in dem von der IR-Kamera detektiertem Spektralbereich mittels einer Strahlungsbilanz ermittelt. Der Vergleich mit konventionellen Temperaturmessungen bestätigt die Gültigkeit der für die Berechnung getroffenen Annahmen und gestattet für Temperaturen 295 K ≤T o ≤ 365 K eine Korrektur des Fenstereinflusses mittels einer linearen Gleichung (Kalibrierfunktion). Die Einflüsse variabler Umgebungsund-und/oder Fenstertemperaturen auf die von der Kamera anzuzeigenden Temperatur und damit die Gültigkeit der Kalibrierfunktion bei von der Kalibrierung abweichenden Umgebungsbedingungen werden mit Hilfe der Strahlungsbilanz untersucht. Weiterhin wird auf den Einfluß unterschiedlicher Aufnahmewinkel auf die von der Kamera angezeigte Temperatur bzw. auf die Kalibrierfunktion eingegangen.

Infrared-thermographie through windows at low temperatures

Abstract

Infrared thermography offers itself for non-intrusive measuring of local temperature distributions at internal surfaces of channels and hollow objects. The temperature distribution at an internal surface can only be measured through an IR-transparent window, if the IR-camera is positioned outside. Thermal radiation and reflection by this window may falsify the temperature distribution indicated by the IR-camera, the required correction is analyzed in this paper. For this study the radiation reaching the IR-camera within the detected range of wavelength is considered by a balance of radiative energy fluxes. The assumptions made to evaluate this balance are verified by comparing calculated and measured temperature values and the validity is confirmed. Results show, that linear calibration curves for measurements through a window may be applied with reasonable accuracy in a range of temperature 295 K ≤T o ≤ 365 K of both window and environment. The influence of both temperatures on the calibration curve has been studied by considering the balance of radiative fluxes. In addition, the influences of different angles of view of the IR-camera and of different window orientations are examined.

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Copyright information

© Springer-Verlag 1994

Authors and Affiliations

  • H. Neumann
    • 1
  • S. Lorenz
    • 1
  • W. Leiner
    • 1
  1. 1.Institut für Thermo- und Fluiddynamik Lehrstuhl für Wärme- und StoffübertragungRuhr-Universität BochumBochum

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