Temperatur berührungslos messen

Ein Infrarotthermometer wie das Scan Temp ST 485 kann man sich wie einen Fotoapparat vorstellen. Als optische Einheit bündelt die Linse die von einem Körper abgestrahlten elektromagnetischen Wellen im Bereich 8 bis 14 µm und sendet diese auf die lichtempfindliche Schicht eines IR-Sensors aus Silizium. Dort erfolgt mit einer Ansprechzeit von 150 ms die Umwandlung in ein elektrisches Signal, das durch eine entsprechende Elektronik als Temperaturwert angezeigt wird.

Im Falle des Scan Temp 485 ist die entsprechende Elektronik wie in vielen anderen High Tech Toys ein Mikrocontroller MSP430 von Texas Instruments, der mit 32 kHz getaktet wird (Uhrenquarz unter dem roten Schrumpfschlauch). Nach 16-Bit-AD-Wandlung (Sigma-Delta-Wandler-on-Chip) übernimmt der MSP430 die Auswertung und Manipulation der vom Sensor aufgenommenen Strahlung und steuert die LCD-Anzeige mit den Ergebnissen an.

Dafür kommt der µC mit einem 32 K-Flashspeicher aus. Die Elektronik wird von einer 9-V-Blockbatterie versorgt, deren Spannung über den IC U5 stabilisiert wird. Auf der Platine befinden sich auch die Ansteuerungsschaltungen (Q1 und Q2) für die beiden rot emittierenden Laserdioden für 630 nm, die den Messfleck für eine korrekte Temperaturmessung bestimmen. Bei der Messung muss man bedenken, dass bei größerer Entfernung der Messfleck auch wesentlich größer wird. Dann misst man auf einer größeren Fläche. Manchmal ist dies unerwünscht. Mit einem Ratio von 1:20 weist das Scan Temp 485 ein sehr gutes Verhältnis auf. Das Verhältnis beschreibt den Messwinkel und bedeutet, dass der Messfeld-Durchmesser ein Zwanzigstel des Messabstands beträgt. Auf einen kleinen Messabstand von 30 cm hat das Gerät einen Durchmesser von nur 15 mm. So können auch kleine Bauteile gemessen werden.

Des Weiteren muss man bei Messungen den Emissionsgrad der Materialien bedenken. Die meisten organischen Materialien sowie lackierte und oxidierte Oberflächen besitzen einen Emissionsgrad von 0,95 (im Gerät vorgeben, ist zusätzlich einstellbar zwischen 0,1 bis 1). Andere Emissionsgrade sind zum Beispiel für Plastik 0,85 bis 0,95, für Kupfer 0,78 oder für Papier 0,7 bis 0,94. Die Bestimmung der Temperaturen glänzender oder hoch polierter Metalloberflächen ergibt ungenaue Messwerte (Messfehler bis zu 50 Prozent). Zur Kompensation kann die zu messende Oberfläche mit mattschwarzem Klebeband abgedeckt oder mit mattschwarzer Farbe angestrichen werden. Nach einer kurzen Wartezeit (ein bis zwei Minuten) bestimmt man dann die Temperatur des Klebebands oder der angestrichenen Oberfläche.

Das IR-Thermometer Scan Temp ST 485 von TFA Dostmann gibt es beispielsweise bei amazon.de für rund 78 Euro.

(ah)