Wärmebildkameras gibt es schon ab 200 Euro. Bei der Auswahl muss man besonderes auf Auflösung und abgedeckte Temperaturbereiche achten. Was sind die Vor- und Nachteile von günstigen Modellen und wie lassen sich die Bilder interpretieren?
Text: Marian Behaneck
Wärmebilder – fachlich korrekt: »Thermogramme« – sind zu einem Sinnbild für energiebewusstes Bauen und Modernisieren geworden. Wärmebrücken an der Hausfassade, in den Heizkörpernischen, an Fenstern, Fensterbänken oder Rollladenkästen, an Haustüren, im Sockel- und Dachbereich sind auf dem Display einer Thermografiekamera sofort erkennbar. Sehen Planer bei Außenaufnahmen »rot« und bei Innenaufnahmen »blau«, können sie Bauherren, Hauseigentürmern und Handwerkern eindrucksvoll zeigen, wo Wärme verlorengeht. Sinkende Preise und eine immer einfacher bedienbare Technik machen Infrarot(IR)-Kameras zusätzlich interessant.
Immer kompakter, besser und billiger
Die Wärmebildtechnik wird immer leichter und portabler, besser und billiger: Inzwischen gibt es neben der herkömmlichen Pistolen-Bauform auch aufsteckbare IR-Kameraaufsätze für Smartphones, in Smartphones oder Tablets integrierte Infrarot-Detektoren [1] oder Kompaktkameras im Smartphone-Look. Dank ihrer kompakten Abmessungen hat man ein nützliches Analysewerkzeug stets in der Hemd-, Mantel- oder Umhängetasche parat. Wärmebrücken soll man damit ebenso schnell aufdecken können wie potenzielle Schimmelstellen oder Dichtigkeits-Lecks in der Gebäudehülle. Technische Neuerungen haben es möglich gemacht, dass die ehemals hochsensible Messtechnik inzwischen sogar in ein streichholzschachtelgroßes Gehäuse passt. Die Miniaturisierung wurde u. a. durch die Entwicklung ultrakompakter Infrarot-Detektoren mit integrierter Optik und Abmessungen von nur wenigen mm ermöglicht. Auch die Optik wurde kompakter: Während in hochwertigen IR-Kameras große, teure Germanium-Linsen verbaut sind, verfügen Modelle der Einstiegsklasse über ein winziges Silizium-Objektiv mit fester Brennweite. Das erspart zwar die Fokussierung auf das Objekt und man muss nur noch auf den Auslöseknopf drücken, mindert allerdings auch Bildschärfe und Bildqualität.
Kompakt-Wärmebildkameras gibt es inzwischen schon unter 500 Euro. So offeriert Thermografie-Spezialist FLIR beispielsweise mit der »C2/C3« ein Einsteigermodell in der Größe eines Outdoor-Smartphones, das über das Touch-Display bedient wird. Auch Wärmebildkameras im Tabletgehäuse wie die »FZM1« von Panasonic, die »AC080V« von Trotec oder die »ULIRVISION T2« von irPOD folgen den Fingergesten des Anwenders. Und selbst Smartphones verfügen inzwischen über integrierte Wärmebilddetektoren. So kann das baustellentaugliche »CAT S61« alles, was ein Smartphone auch kann – und mehr: Distanzen, Flächen, Feuchtigkeit oder Luftschadstoffe messen. Zusätzlich kann es auch Wärmebilder aufnehmen.
Ein anderes Konzept erfüllen IR-Kameraaufsätze. Das sind Kameras ohne Display, die für die Wärmebildanzeige ein Smartphone oder Tablet benötigen. Diese Aufsätze von FLIR, OPGAL oder Seek werden einfach auf ein Android- oder iOS-Smartphone aufgesteckt und verwandeln es zusammen mit einer App in eine Wärmebildkamera.
Worauf sollte man bei Wärmebildkameras achten?
Damit man bei dieser Vielzahl an unterschiedlichen Bauformen und Modellen nicht die Übersicht verliert, sollte man vor der Auswahl grundlegende Kamera-Parameter miteinander vergleichen. Dazu zählt zunächst die Auflösung des Infrarot-Detektors. Ähnlich wie bei einer konventionellen Digitalkamera gibt sie an, in wie viele Pixel in X- und Y-Richtung der Detektor die von der Optik erfassten Daten auflösen kann. Bei IR-Kompaktkameras beginnt die Auflösung bei 80 x 60 IR-Pixeln und reicht über 160 x 120 bis hin zu 320 x 240 IR-Pixeln. Die IR-Auflösung ist übrigens nicht zu verwechseln mit der Auflösung des Kameradisplays, bei dem sie erheblich höher ist.
Eine weitere wichtige Größe ist das »Sichtfeld«. Dieser Wert gibt in vertikaler und horizontaler Richtung den Erfassungsbereich der mitgelieferten Optik an. Die geometrische Auflösung (IFOV[2]) entscheidet ebenfalls über die Bildqualität und ist abhängig vom eingesetzten Objektiv. Außerdem relevant sind der messbare Temperaturbereich, der zwischen -20 °C und mind. +100 °C liegen sollte, und der sogenannte NETD-Wert (Noise Equivalent Temperature Difference). Er gibt die thermische Auflösung und damit die kleinste Temperaturdifferenz an, die vom Infrarot-Detektor erfasst werden kann. Bei IR-Kompaktkameras liegt diese zwischen 0,1 und 0,07 Kelvin bei 30 °C, bei Profigeräten unter 0,03 Kelvin. Je niedriger der Wert ist, desto geringer ist die Gefahr des »Bildrauschens«, das die Bildqualität beeinträchtigt.
Zu den Einstellmöglichkeiten der Kamera sollten mind. eine exakte Eingabe des materialabhängigen Wärmeabstrahl-Kennwerts (Emissionsgrad) und der reflektierten Temperatur sowie optional des Messabstands und der Luftfeuchtigkeit gehören. Bei vielen Kompaktmodellen muss man auch hier Abstriche machen. Die Kameraoptik verfügt meist nur über eine feste Brennweite, eine Wechseloptik bieten nur wenige Modelle (z. B. Opgal ThermApp HZ).
Beim Gehäuse sollte man auf kompakte Abmessungen, ein geringes Gewicht und »Baustellentauglichkeit« (Schutzart ab IP 54, also staub- und spritzwassergeschützt) achten. Außerdem sollte man bedenken, dass energiehungrige IR-Kameraaufsätze den Smartphone- oder Tablet-Akku schnell »leersaugen« können. Achten sollte man auch darauf, ob eine Software für die Wärmebildauswertung und die Erstellung von Thermografie-Berichten im Umfang enthalten ist. Die Preise für Aufsätze und Kameras liegen zwischen 200 und 2 000 Euro – und darüber. Prinzipiell kann man sagen, dass die teureren Modelle besser sind, doch gibt es auch in diesem Bereich bereits akzeptable Qualität für weniger Geld.
Fazit: »Schätzen ja – messen nein!«
Zu den wichtigsten Vorzügen im Vergleich zu Profimodellen zählen – neben dem erheblich geringeren Preis – die kompakten Abmessungen, das geringe Gewicht und die einfache Bedienung. Da man sie bequem um den Hals tragen bzw. in die Tasche stecken kann, lassen sie sich praktisch immer und überallhin mitnehmen. Als nützlich kann sich auch die Kombination von IR-Kamera mit den Smartphone- oder Tablet-Funktionen erweisen, wenn man die aufgenommenen Wärmebilder mit den entsprechenden Apps sofort bearbeiten oder per E-Mail versenden will. Die Detektorauflösung bleibt meist allerdings auf 160 x 120 IR-Pixel beschränkt und ist damit nur für einfachste Anwendungen, beispielsweise die grobe Lokalisierung von Wärmebrücken, Luftleckagen der Gebäudehülle oder undichte Fenster, geeignet. Für professionelle Anwendungen wie Fassaden-Thermografie oder Gebäude-Energieberatung sind Wärmebildkameras erst mit Auflösungen ab 320 x 240 IR-Pixeln und NETD-Werten von mind. 0,06 Kelvin (und weniger) geeignet. Nur diese Kameras ermöglichen verlässliche Temperaturmessungen, deshalb stellen sie auch die Untergrenze der gerichtlich zugelassenen Kameras dar. Auch wenn preiswerte Kompaktkameras suggerieren, dass Thermografie einfach sei, sollte man beachten: Erst in Verbindung mit Fachwissen – das man sich am besten im Rahmen von Schulungen aneignet – werden Thermografie-Kameras zu professionell einsetzbaren Messwerkzeugen.
[1] Wandelt Wärmestrahlung in ein elektrisches Signal um und macht sie dadurch messbar. Detektoren handgeführter Thermografiekameras verfügen über eine Matrix aus winzigen Strahlungsdetektor-Zellen. Je dichter das Matrixraster ist, desto höher ist die thermische Auflösung des Detektors.
[2] Instantaneous Field of View, abhängig vom Kameraobjektiv, definiert die kleinstmögliche Messfleckgröße. Das ist jene Fläche auf dem Messobjekt, die aus 1 m Entfernung einer einzelnen Detektorzelle in einem Wärmebild zugeordnet werden kann. Sie entscheidet bei kleinen Objektstrukturen bzw. großen Entfernungen darüber,
wie genau gemessen werden kann.
Trockene Socken
