High-Speed-Thermografie im Line-Scan-Verfahren

Bei vielen hochdynamischen Prozessen ist es ausreichend, die benötigten Temperaturinformationen auf einer Meßlinie zu bestimmen. Durch die Beschränkung auf ein eindimensionales Meßproblem im Zeitraster kann eine höhere Meßgeschwindigkeit erreicht werden. Je nach verwendeter Kamera werden dabei bis zu 3.500 Temperaturmeßzeilen in der Sekunde gemessen.

Im Line-Scan-Modus können so instationäre Prozesse mit hohen Änderungsgeschwindigkeiten optimal analysiert werden. Für extrem dynamische Prozesse kann ITEMA mit einem Punktsensor bis zu 78.000 Temperaturinformationen in der Sekunde messen.

Generell lassen sich die Aufgabenstellungen wie folgt unterteilen:

• permanente Temperaturmessung auf strangförmigen Prozeßlinien zur Prozeßoptimierung oder -steuerung
• Messung hochdynamischer Aufheiz- und Abkühlvorgänge an feststehenden Objekten
• Messung von Objekt- und Prozeßgeschwindigkeiten durch Bestimmung von Orts-/ Zeitvektoren im optisch nicht sichtbaren Bereich

Am Beispiel einer Glühlampe lassen sich die Vorteile des Line-Scan darstellen:

Das "normale" Infrarotbild einer Glühlampe (links) zeigt den stationären Zustand; dynamische Veränderungen wie z.B. den Ein- und Ausschaltvorgang können nicht detailliert dargestellt werden.

Im Line-Scan-Modus sind wesentlich mehr Temperaturinformationen pro Zeiteinheit möglich.

So zeigen die beiden unteren Aufnahmen in der Vertikalen den Zeitfortschritt mit einem Zeitabstand von weniger als 3/10.000stel Sekunde über der horizontalen Meßzeile des “normalen” IR-Bildes. Deutlich sichtbar ist die Dynamik beim Anschaltvorgang der Glühlampe (Mitte).

In der unteren Aufnahme sind durch einen Zeitplot entlang der weißen Profillinie die Halbwellen der Netzfrequenz von 50 Hz erkennbar. In den Zeiten um die Nulldurchgänge sinkt die Temperatur geringfügig ab.