Zur optimalen Dimensionierung und Platzierung von Elek­tronikbauteilen ist die Thermografie ein effektives Werkzeug. Mit ihr lassen sich Temperaturverteilung und -entwicklung auch in kleinstem Maßstab berührungslos und zuverlässig erkennen.

Mit Wärmebildkameras Prozess in Forschung und Entwicklung optimieren

Elektronische Bauteile auf Platinen werden immer kleiner und dichter aufeinander platziert, gleichzeitig steigen die Herausforderungen an die Wärmeableitung. Zur optimalen Dimensionierung und Platzierung von Elektronikbauteilen ist die Thermografie ein effektives Werkzeug. Mit einer Wärmebildkamera lassen sich Temperaturverteilung und -entwicklung berührungslos und zuverlässig erkennen. Schluss mit aufwändigen Fehlersuchen und endlosen Nachbesserungen, die wertvolle Ressourcen binden.

Aufgaben in Forschung und Entwicklung erfordern höchste Präzision und eine hohe Zuverlässigkeit der Messergebnisse. Mit einer Temperaturmessgenauigkeit von ±2 °C bzw. ±2 % weisen die Wärmebildkameras testo 885 und testo 890 eine der besten Temperaturgenauigkeiten Ihrer Klasse auf. Diese Temperaturmessgenauigkeit gilt darüber hinaus über die gesamte Umgebungs-/ Betriebstemperatur von -15 °C bis + 50°C und vermeidet Ungenauigkeiten auch bei sich ändernden Umgebungsbedingungen.

Der Grund für diese exzellente Temperaturmessgenauigkeit liegt im präzise eingestellten Zusammenspiel von Detektor, Optik und Abgleich. Warum ist das so?

Das Herz einer Wärmebildkamera: Der Detektor

Ein Sensor besteht aus einer Matrix mit sehr kleinen, infrarotempfind­lichen Pixeln, die die auftreffende elektromagnetische Strah­lung der Messobjekte in ein elektrisches Signal umwandeln. Die Gesamtheit der Pixelsignale ergibt ein digitales Bild, welches die Oberflächentemperatur des Objektes anzeigt.

Die Geschwindigkeit einer Wärmebild­kamera hängt von der Zeit ab, die für die Erstellung eines Einzelbildes benötigt wird. Die Wärmebildkameras testo 885 und testo 890 verfügen über eine Bildwiederholungsrate von bis zu 33 Hz.

Der Detektor einer Testo-Wärmebildkamera kann elektroma­gnetische Strahlungen in einem atmosphärischen Fenster zwischen 7,5 und 14 μm messen. Die Umgebungstemperatur (300 K) hat die höchste Strahlungsintensität bei einer Wel­lenlänge von 9,89 μm (plancksches Strahlungsspektrum).

Deshalb ist der Detektor einer Testo-Wärmebildkamera so ausgelegt, dass er bei der Wellenlänge 9,89 μm , d.h. bei der höchsten Strahlungsintensität der Umgebungstemperatur, die höchste Empfindlichkeit aufweist.

Hohe thermische Sensitivität für kontrastreiche Wärmebilder

Der eingebaute Sensor der Wärmebildkameras testo 885 und testo 890 besitzt eine hohe thermische Sensitivität. Darunter ist die kleinste Temperaturdifferenz zu verstehen, die der Detektor messen und visualisieren kann. Die thermische Sensitivität wird auch als Noise Equivalent Temperature Difference (NETD) bezeichnet und in milliKelvin (mK) angegeben.

NETD ist demnach die kleinste Auflösung der Temperaturen zwischen 2 Pixeln. Durch die Verwendung von Objektiven mit besonders großen Blenden wird der NETD verbessert. Je besser der NETD, umso rauschärmer und kon­trastreicher ist das Bild bei gleicher Pixelanzahl.

Kompensation und Abgleich

Wärmebildkameras von Testo besitzen einen ungekühlten Detektor in Mikrobolometer-Technologie. Dabei wird der Detektor nicht nur durch die elektromagnetische Strahlung des zu messenden Objektes, sondern auch durch die Umgebungstemperaturen der Wärmebildkamera selbst beeinflusst. Lediglich 5 % der gesamten elektromagnetischen Strahlung stammen vom zu messenden Objekt (Abb.1).

Für exakte Messwerte ist deshalb die Kompensation der Einflüsse der restlichen 95 % der Strahlung besonders wichtig. Weil sich diese Einflüsse mit den Umgebungstemperaturen verändern, verbaut Testo im Gehäuse der Kameras mehrere hochpräzise Temperatursensoren. Diese stellen sicher, dass die Umgebungstemperatur des Sensors die Messwerte nicht verfälscht.

TechSheet-Waermebildkamera

Die Einflüsse der Umgebungsstrahlung, die von den Tem­peratursensoren gemessen werden, werden durch den Abgleich kompensiert. Deshalb ist der sorgfältige, akribisch ausgeführte Abgleich entscheidend für eine exzellente Temperaturmessgenauigkeit.

Diesen Abgleich führt Testo mit den Wärmebildkameras bei Umgebungstemperaturen zwischen -15 °C und +50 °C durch. Jedes Pixel der Kameras testo 885 und testo 890 erhält eine eigene, detaillierte Sensorkennlinie, die deren Messgenauigkeit bei verschiedenen Umgebungstempera­turen gewährleistet.

Mehr zur Technik hinter den Funktionen der Wärmebildkameras testo 885 und
testo 890.

Im Nachschlagewerk Thermografie für Forschung & Entwicklung werden unter anderem folgende Fragestellungen beantwortet:

  • Wie erreichen testo 885 und testo 890 eine minimale Fokusdistanz von 10 cm?
  • Wie funktioniert die SuperResolution Technologie?
  • Welche Vorteile hat eine LABVIEWTM Schnittstelle?

Jetzt informieren