{{{sourceTextContent.title}}}

So kalibrieren Sie eine Wärmebildkamera

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Die Kalibrierung einer Wärmebildkamera beginnt mit dem Vergleich der Temperaturmesswerte der Kamera mit bekannten Referenztemperaturen. Bei Bedarf kann anschließend das Messverhalten der Kamera angepasst werden, um Messfehler zu reduzieren. Eine professionelle Kalibrierung noch

{{{sourceTextContent.description}}}

Die Kalibrierung einer Wärmebildkamera beginnt mit dem Vergleich der Temperaturmesswerte der Kamera mit bekannten Referenztemperaturen. Bei Bedarf kann anschließend das Messverhalten der Kamera angepasst werden, um Messfehler zu reduzieren. Bei einer professionellen Kalibrierung wird in der Regel ein geregelter Schwarzkörper als Referenz verwendet, da dieser stabil und gleichmäßig ist und sich für den Messbereich der Kamera eignet.

Die richtige Methode hängt von der Kamera und dem gewünschten Ergebnis ab. Eine kontrollierte Genauigkeitsprüfung kann zeigen, wie genau die Messwerte der Kamera mit bekannten Referenztemperaturen übereinstimmen, während eine Anpassung das Messverhalten der Kamera verändert, um Fehler zu reduzieren. Arbeiten, die ein formelles Zertifikat oder eine dokumentierte Rückführbarkeit auf anerkannte Messstandards erfordern, benötigen möglicherweise die Unterstützung des Herstellers oder eines qualifizierten Kalibrierlabors.

Industriearbeiter bei der Inspektion von Rohrleitungen im Freien mit einer Raythink-Wärmebildkamera
So funktioniert die Kalibrierung einer Wärmebildkamera
Eine radiometrische Wärmebildkamera erfasst Infrarotenergie und wandelt dieses Signal mithilfe von Kalibrierungsdaten in eine angezeigte Temperatur um. Das Ergebnis hängt zudem vom Detektor, dem Objektiv, dem Messbereich, der Fokussierung und den für die Szene verwendeten Korrekturwerten ab.

Während der Kalibrierung erfasst die Kamera eine Referenzquelle bei einer oder mehreren bekannten Temperaturen. Das Kameraverhalten wird auf diese Referenzpunkte bezogen, und die Messwerte werden anschließend bei geplanten Temperaturen sowie, falls erforderlich, an verschiedenen Bildpositionen oder mit unterschiedlichen Konfigurationen überprüft. Ein einzelner Vergleich reicht daher nicht aus, um die Leistung der Kamera über ihren gesamten Messbereich, mit jedem Objektiv oder an jeder Position im Bild zu bestimmen.

Häufig wird ein Schwarzkörper verwendet, da er ein kontrolliertes Infrarot-Ziel mit dokumentierten Eigenschaften darstellt. Die Einstellung des Reglers allein ist jedoch nicht die einzige Referenz. Der der Quelle zugewiesene Wert, ihre Stabilität, Gleichmäßigkeit, Blende, effektive Emissivität und der Kalibrierungsstatus beeinflussen den Vergleich.

Lassen Sie die Geräte vor der Durchführung von Messungen den in der Dokumentation vorgeschriebenen Betriebszustand erreichen, fokussieren Sie die Kamera auf den Schwarzkörper, wählen Sie den beabsichtigten Messbereich aus und stellen Sie sicher, dass die Quelle den Messbereich ausreichend abdeckt. Stellen Sie Emissivität, reflektierte Temperatur, Umgebungstemperatur, atmosphärische Transmittanz und Entfernung entsprechend der Messmethode ein. Diese Einstellungen sollten vor der Messung festgelegt werden und nicht nachträglich geändert werden, um die Messwerte zwangsweise mit der Referenz in Einklang zu bringen.

Wie sich Raythink-Wärmebildkameras in den Prozess einfügen
Der Leitfaden von Raythink zum Emissionsgrad in der Wärmebildtechnik erklärt, dass Infrarot-Wärmebildkameras vor Verlassen des Werks kalibriert werden und dass die Kalibrierungsdaten je nach Wellenlängenbereich und Bauart der Kamera variieren können. Der praktische Anwendungsbereich hängt weiterhin vom Modell, dem Objektiv, der Reichweite, der Firmware und der beabsichtigten Messaufgabe ab.

Die mit einem bestimmten Produkt gelieferte Dokumentation kann ebenfalls Hinweise auf den Kalibrierungsnachweis enthalten. So listet beispielsweise das Benutzerhandbuch der EX10-Serie die Kalibrierungszertifizierung im Lieferumfang der Modelle EX10 und EX10 Pro auf. Die Kalibrierungsdokumentation kann ebenfalls je nach Produkt variieren; daher sollten das jeweilige Modell und die Konfiguration überprüft werden, um festzustellen, welche Unterlagen bereitgestellt werden und was diese abdecken.

Raythink stellt außerdem die Temperaturanalyse-Software „TI Studio“ für kompatible industrielle Temperaturmesskameras zur Verfügung.

TI Studio PC-Client
Optionale Sekundärkalibrierung in TI Studio
Im TI Studio-Benutzerhandbuch wird die Sekundärkalibrierung als Methode zur Neukalibrierung der Temperaturmessgenauigkeit eines Geräts beschrieben. Es werden zwei Optionen genannt: Einzelzielkalibrierung und Doppelzielkalibrierung.

Die grundlegenden Schritte in TI Studio sind:

Schließen Sie das Gerät an und öffnen Sie dessen Konfiguration in TI Studio.
Gehen Sie zu „Erweiterte Einstellungen“ → „Sekundäre Kalibrierung“.
Verwenden Sie die für das Gerät in der Anleitung oder vom Raythink-Support angegebene „Einzelzielkalibrierung“ oder „Doppelzielkalibrierung“.
Geben Sie die Schwarzkörpertemperatur ein.
Wählen Sie „Kalibrieren“ und anschließend „Übernehmen“.
Überprüfen Sie das Ergebnis an den vorgesehenen Kontrollpunkten und speichern Sie die Messwerte vor und nach der Kalibrierung.
Das Handbuch enthält keine universelle Methode oder einen universellen Satz von Zieltemperaturen. Bevor Sie eine Änderung vornehmen – oder „Löschen“ wählen, wodurch die aktuelle Anpassung entfernt wird –, überprüfen Sie die Methode, die Schwarzkörperpunkte, den Messbereich und das Wiederherstellungsverfahren für das Kameramodell sorgfältig und wenden Sie sich an den technischen Support von Raythink, um Unterstützung zu erhalten

Genauigkeitsprüfungen, NUC und professionelle Kalibrierung
Verschiedene Kamerafunktionen werden zwar informell als Kalibrierung bezeichnet, erfüllen jedoch unterschiedliche Aufgaben.

Vorgang Praktischer Zweck Angemessene Verwendung
Verschlusskalibrierung oder NUC Kompensiert eine ungleichmäßige Detektorantwort und sorgt für einheitliche Bilder Führen Sie den Vorgang gemäß den Anweisungen in der Gerätedokumentation durch; es handelt sich nicht um eine Kalibrierung anhand von Temperaturreferenzwerten
Sekundäre Kalibrierung Kalibriert die Genauigkeit der Temperaturmessung über TI Studio unter Verwendung eines Schwarzkörper-Eingangs Verwenden Sie diese erst, nachdem Sie sich vergewissert haben, dass die Funktion für das Kameramodell verfügbar ist, einschließlich der erforderlichen Methode und der Referenztemperaturen
Kontrollierte Überprüfung: Vergleicht die Messwerte der Kamera mit geeigneten Referenzwerten an ausgewählten Punkten und unter ausgewählten Bedingungen. Verwenden Sie diese, um die Leistung zu überprüfen und festzuhalten, ob eine definierte Anforderung erfüllt ist.
Werks- oder professionelle Kalibrierung: Ermittelt und dokumentiert Kalibrierergebnisse mit der entsprechenden Ausrüstung, dem entsprechenden Verfahren und der entsprechenden Referenzkette. Verwenden Sie diese, wenn ein formeller Nachweis, ein Zertifikat, eine Reparatur oder eine tiefgreifendere Justierung erforderlich ist
Die Verschlusskalibrierung oder der NUC-Wert können die Bildhomogenität verbessern, zeigen jedoch nicht, ob die angezeigte Temperatur mit einer bekannten Referenz übereinstimmt. Der Leitfaden von Raythink zu Faktoren, die die Genauigkeit der Wärmebildgebung beeinflussen, bietet weitere Informationen zu Fokus, Messparametern und dem NUC-Wert.

Wie genau ist die Wärmebildtechnik?
Kann man eine Wärmebildkamera selbst kalibrieren?
Ein industrieller Anwender kann eine kontrollierte Schwarzkörperprüfung durchführen, wenn das Team über eine geeignete Referenzquelle, eine definierte Methode und geschultes Personal verfügt, das das Ergebnis anhand einer festgelegten Akzeptanzgrenze bewerten kann. Die Anpassung der Kalibrierungsdaten sollte jedoch gemäß dem dokumentierten Verfahren für das jeweilige Kameramodell oder den Herstelleranweisungen erfolgen.

Wenden Sie sich an den Hersteller oder einen Fachdienstleister, wenn die korrekte Einstellmethode unklar ist, der aktuelle Kalibrierungsstatus unbekannt ist, die Messwerte weiterhin außerhalb der Akzeptanzanforderungen liegen oder die Arbeit ein formelles Zertifikat oder Rückverfolgbarkeit erfordert.

Halten Sie die Kalibrierung zudem vom Messaufbau getrennt. Emissionsgrad, reflektierte Temperatur, Abstand und atmosphärische Parameter beschreiben die Messbedingungen und können die angezeigte Temperatur beeinflussen. Legen Sie diese Werte gemäß der dokumentierten Methode fest, bevor Sie die Kamera mit dem Schwarzkörper vergleichen.

Überprüfen Sie das Ergebnis nach der Kalibrierung
Der Abschluss einer Kalibrierung allein bedeutet noch nicht, dass die Kamera die geforderte Genauigkeit erfüllt. Überprüfen Sie das Ergebnis separat unter kontrollierten Bedingungen.

Erfassen Sie bei jeder geplanten Verifizierungstemperatur den Referenzwert des Schwarzkörpers, die Kameraanzeige, den Messbereich, den Messbereich, das Objektiv, die Einstellungen, die Entfernung, die Umgebungsbedingungen und die Uhrzeit. Bewahren Sie sowohl die ursprünglichen Messwerte als auch das Ergebnis nach der Kalibrierung auf. Eine einfache Anzeigedifferenz lässt sich konsistent wie folgt erfassen:

Beobachtete Differenz = Kameraanzeige − Referenzwert

Vergleichen Sie dieses Ergebnis mit den vor dem Test definierten Akzeptanzkriterien. Ein erfolgreiches Ergebnis an einem Verifizierungspunkt sagt nichts über die Leistung bei anderen Temperaturen oder Konfigurationen aus. Wenn die Messwerte instabil bleiben, überprüfen Sie die Stabilität des Schwarzkörpers, den Fokus, die Abdeckung der Lichtquelle, die Bereichsauswahl und die Korrektureingaben. Wenn eine wiederkehrende Abweichung bestehen bleibt, dokumentieren Sie dies und beantragen Sie eine modellspezifische Überprüfung, anstatt die Kalibrierungswerte wiederholt zu ändern.

Was ein Kalibrierzertifikat aussagt
Ein Kalibrierzertifikat verknüpft die gemeldeten Ergebnisse mit einem bestimmten Gerät, dem Kalibrierdatum, der Methode, dem Referenzsystem und dem Kalibrierbereich. Je nach Dienstleistung und Zertifikat können darin das Objektiv oder die Konfiguration, die getesteten Temperaturpunkte, die Referenzgeräte, die Messergebnisse, Korrekturen, Bedingungen und die Messunsicherheit angegeben sein.

Dies unterscheidet sich von einer Produktgenauigkeitsspezifikation. Eine Spezifikation beschreibt die erwartete Leistung unter festgelegten Bedingungen; ein Zertifikat dokumentiert die Ergebnisse für ein einzelnes Gerät und einen definierten Kalibrierungsumfang. Wenn rückführbare Messungen erforderlich sind, überprüfen Sie die Rückführbarkeitskette, die Messunsicherheit, die abgedeckten Konfigurationen und den Zertifikatsumfang, bevor Sie sich für einen Kalibrierungsdienst entscheiden.

Wie oft sollte eine Wärmebildkamera kalibriert werden?
Es gibt kein einheitliches Intervall für alle Wärmebildkameras und industriellen Anwendungen. Beginnen Sie mit der aktuellen Modelldokumentation sowie etwaigen vertraglichen, behördlichen oder qualitätssicherungstechnischen Anforderungen. Berücksichtigen Sie anschließend:

wie oft und wie intensiv die Kamera genutzt wird;
Transport, Stöße, Lagerung und Umwelteinflüsse;
Reparaturen oder wesentliche Änderungen an Objektiv, Messbereich, Firmware oder Konfiguration;
frühere Kalibrierergebnisse und beobachtete Abweichungen; sowie
Ergebnisse aus Zwischenprüfungen der Genauigkeit.
Eine Kamera, die für eine kritische Abnahmeentscheidung eingesetzt wird, erfordert möglicherweise eine strengere Überwachung als eine, die lediglich zur Lokalisierung relativer Hotspots dient. Ein Aufprall, eine Reparatur, ein abnormaler Messwert oder eine anhaltende Abweichung von einer geeigneten Referenz können ebenfalls eine vorzeitige Überprüfung auslösen. Die ILAC-Leitlinien zu Rekalibrierungsintervallen behandeln das Intervall ebenfalls als eine Entscheidung, die sich nach Risiko, Vorgeschichte, Nutzung und Zwischenkontrollen richtet, und nicht als eine universelle kalendarische Regel.

Wann Sie sich an Raythink wenden sollten
Wenden Sie sich an Raythink, wenn das korrekte Kalibrierungs- oder Verifizierungsverfahren für das Kameramodell unklar ist, die Kamera weiterhin Abweichungen gegenüber einer geeigneten Referenz aufweist, ihr Kalibrierungsstatus ungewiss ist oder ein formeller Kalibrierungsnachweis erforderlich ist.

Für eine aussagekräftige Prüfung geben Sie bitte das Kameramodell und die Seriennummer, das Objektiv, die Firmware, den Messbereich, Informationen zur Referenzquelle, die Testbedingungen, die Messwerte vor und nach der Prüfung sowie die Anforderungen an das Zertifikat an. Raythink kann Ihnen dann dabei helfen, die geeignete Vorgehensweise für die Verifizierung, Justierung, Reparatur oder professionelle Kalibrierung des Geräts und der Anwendung zu ermitteln.

Wenden Sie sich an Raythink, um die Kalibrierungsanforderungen für Ihre Wärmebildkamera zu besprechen.