einfache Wärmebildkamera

Dec 05, 2005 25 Replies

Hallo,



ich habe gerade eine Idee, zu der ich gerne mal eure Meinung hören würde: Wärmebildkamera. Ich weiß, richtige Kameras macht man mit Microbolometer-Chips, oder sonstigen exotischen Sensoren - allen ist gemeinsam, dass sie recht teuer sind. Für Schulversuche z.B. unbezahlbar. Nun habe ich eine Idee für ein Schulprojekt ...



Es gibt doch diese IR-Checkkarten, die man vorher mit Licht (am Besten UV) aufladen muss und die dann bei IR bis hin zu 1800 nm zu fluoreszieren angeregt werden. Wenn man nun eine Anordnung bauen würde, bestehend aus einem IR-Objektiv (wohl das teuerste vom Ganzen und nicht zu ersetzen), dass sein Bild auf die Farbstofffläche wirft, seitlichen UV-LEDs, die periodisch den Farbstoff anblitzen und einer Webcam, die immer wenn die LEDs aus sind, ein Bild vom projizierten Fluoreszentbild macht ... könnte das funktionieren?



Danke für Meinungen und Tips, Frank


1800 nm != Waermestrahlung sondern Infrarot
Uwe Bonnes bon@elektron.ikp.physik.tu-darmstadt.de Institut fuer Kernphysik Schlossgartenstrasse 9 64289 Darmstadt --------- Tel. 06151 162516 -------- Fax. 06151 164321 ----------

Hallo,

Du musst unterscheiden zwischen nahem Infrarot (das kann die Checkkarte nachweisen) und fernem Infrarot (4-20µm) welches bei Wärmebildkameras verwendet wird.

Bei korrektem Aufbau kannst du mit IR-Objektiv und IR-Checkkarte vielleicht eine heisse Herdplatte nachweisen, aber mehr nicht.

Gruss Michael

Hallo,

wie wäre es damit: Einen PIR-Bewegungsmelder aus dem Baumarkt (

Hat er das Wort denn erwähnt? Ich lese nur was von Wärmebild.

Wärmestrahlung kann auch Infrarot umfassen, je nach Temperatur des Körpers. Oder?

Grüße,

Björn

BOFH Excuse #68: only available on a need to know basis

Hallo,

na wenigstens Danke, dass du dir Gedanken machst. Aber leider habe ich mich mit dem Thema PIR schon ausgiebig befasst und das Ergebnis ist: Kannste vergessen. Die Gründe:

a) die pyroelektrischen Sensoren reagieren eigentlich nur auf Temperaturdifferenzen mit einem nennenswerten Signal - ähnlich wie Piezoelemente nur auf Belastungsänderung und nicht auf Dauerdruck. Du könntest mit so einer Kamera feststellen "da ist was", ein Bild bestünde aber nur aus den Konturen unterschiedlich warmer Objekte (erste Ableitung)

b) die Trägheit. Die Grenzfrequenz liegt bei ca. 10 Hz, d.h. grob vereinfacht etwa 10 Pixel pro Sekunde - wie lange willst du für z.B. 320 x 240 Pixel scannen ?

Es gibt Sensor-Matritzen aus pyroelektrischen Elementen, aber die sind in der gleichen Preisklasse wie Mikro-Bolometer und müssen ausserdem gechoppert werden (Blende mit Refernztemperatur geht ständig auf und zu)

Gruß, Frank

Wie ist das mit dem Endikon ? Ich habe da noch eine Infrarot-Röhre F2,5M3RI . Leider ohne Datenblatt. Es gibt doch sicher noch andere. Welcher Wellenlängenbereich muß erfasst werden?

Nette Idee.

So weit ich weiß, sind die PIR-Sensoren in Bewegungsmeldern für Temperaturdifferenzen empfindlich. Die Optik ist meist mit Prismen so gestaltet, dass der Erfassungsbereich streifenweise abwechselnd auf die eine bzw. die andere Seite des Sensors abgebildet werden. Wenn sich ein Objekt von einem Streifen in den nächsten bewegt, ergibt das eine Änderung der Temperaturdifferenz zwischen den beiden Seiten des Sensors. Genau diese Änderung wird ausgewertet.

Auf diese Art ist der Sensor unempfindlich gegenüber (Änderungen) der Umgebungstemperatur, das diese sich auf beide Seiten in gleichem Maß und gleicher Richtung auswirkt.

Vermutlich wird man dadurch Probleme bekommen, wenn man mit so einem Sensor absolute Temperaturen auswerten will, wie es bei einer Wärmebildkamera der Fall ist. Eventuell könnte man ja von der einen Seite per Optik die Umgebung auf den Sensor abbilden, von der anderen eine Fläche mit bekannter absoluter Temperatur (die evtl. per kleinem Peltier-Element konstant gehalten wird).

Scan-Optiken wurden inzwischen viele gebaut, da dürften keine großen Herausforderungen mehr drin stecken.

Ich würde den Sensor ganz aus dem Bewegungsmelder herausnehmen und eine neue Auswerteelektronik dazu bauen.

Siehe oben, es ist keine Schlitzblende. Die Prismenoptik sorgt für hohe Empfindlichkeit für das Nutzsignal und Minimierung des Einflusses der Umgebungstemperatur.

Die Auswerteelektronik zwischen Sensor und ADC dürfte ganz interessant werden.

Grüße,

Günther

Hallo,

relativ heisse Objekte (Lötkolben so ab 400°) kann man mit einer S/W CCD Kamera ohne IR Filter sehen. Müsste man aber mit der verwendeten Kamera probieren, Temperatur "messung" geht natürlich nicht wirklich.

Gut, da würde sich ein Aufbau wie du unten schreibst (gechoppert) anbieten. z.B. mit einem weiteren Motor den Strahlengang periodisch unterbrechen. Mit einer Lichschranke am Motor hätte man gleich das Referenzssignal für einen Lock-in-Verstärker.

so ca. 2 Stunden, 8 Minuten ;-)? Also für die bekannten Wärmebilder eines Hauses, wo man die Heizungsverluste sehen kann, sollte das reichen. Bei dem Preis eines Bewegungsmelders kann man natürlich auch gleich mehrere einsetzen, um z.B. gleich 10 Zeilen auf einmal zu scannen. Arg viel schneller wird das nat. nicht. Willst du damit fernsehmäßige Bildfrequenzen erreichen? Wie machen die Profis (Militär) das? Afaik wird dabei auch ein schnell scannendes Spiegelsystem eingesetzt, der Sensor selbst wird mit Gas knapp über dem absoluten Nullpunkt gekühlt, um für das geringste Fitzelchen Wärmestrahlung empfindlich zu sein. Aber wie bekommen die einen so schnell reagierenden Sensor hin?

Gruß, Stefan

Ah, das leuchtet ein..

Evtl. noch schnell zwischen beiden Seiten wechselseitig umschalten (Motor, Spiegel), so dass man eine gut auswertbare Wechselspannung bekommt (s.a. )

Echt? Gibts sowas bezalhbar fertig? Weil zwei Schrittmotore aus dem Schrott/Pollin und Spiegelreste sind unschlagbar günstig.

Macht wohl Sinn, aber k.A. was die für Anforderungen an den Verstärker (z.B. extrem hochohmiger Eingang etc.) stellen. Gruß, Stefan

Ein Infrarot-Thermometer ist auch nicht so teuer. Wie wäre es mit dem Sensor? Möglicherweise .... ???

Genau dass habe ich auch gedacht. Die Fresnel-Linsen von Bewegungsensoren sind aus Kunststoff. Vielleicht muss der IR-Objektiv nicht teuer sein.

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Chris

Es gibt auch Systeme die ohne oder mit nur wenig Kühlung auskommen. Ich habe z.B. eine ältere Agema Thermovision 510, die arbeitet mit einem

120-Pixel-Zeilensensor, vor dem ein Spiegel rotiert. Der Sensor ist aus irgend einer Blei-Verbindung und wird mit einem Peltier-Element auf ca. minus 80 Grad gekühlt. Durch Pufferung und Interpolation liefert die Kamera "normale" SW-Fernsehbilder.

Die Königsklasse sind aber die Mikro-Bolometer. Das sind im Prinzip winzige Thermowiderstände, aufgehängt an hauchdünnen Anschlußdrähten im Brennpunkt eines Hohlspiegels. Das Ganze wird mit Chiptechnologie komplett "aus einem Stück" geätzt, bis zu 400 x 600 auf einem Chip. Durch aufwändige Kompensation müssen diese Sensoren nicht mehr gekühlt werden. Solche Kameras sehen fast wie normale Camcorder bzw. billige Kompakt-Digicams aus, nur auf em Preisschild stehen 2 Nullen mehr :-))

Frank

Es geht um ein Schülerprojekt (Gym, 10. Kl.). Die Möglichkeiten eine hochwertige Feinmechanik herzustellen sind nicht so ausgeprägt ... IR-Thermometer sind vorhanden bzw. bekannt, z.B. Raytheon Raynger MX (sogar mit RS232) ...

Frank

Ich nehme an, das Endikon ist für näheres IR empfindlich. Als Elektronenröhre mit tw. hohen Spannungen auch nicht leicht zu handhaben. Es geht um ein Projekt für eine Schüler-AG, ohne besondere Vorgaben oder Genauigkeitsanforderungen. Die Wellenlänge soll "so lang wie möglich" sein

Hi,

Nur so als spontaner Einfall: Wie wäre es mit einer altmodischen Nipkow-Scheibe vor dem IR-Thermometer. Die muß sich dann natürlich ziemlich langsam drehen, aber dafür hält sich der mechanische Aufwand in Grenzen (gut, die Auflösung natürlich auch).

Gruß Michael Kutscher

www.kutschersoft.de

"Günther Dietrich"

Hochohmiger Differenzverstärker wie beim EKG. Bei Peaks wird geschaltet. Ziemlich primitiv. Lässt sich mit zwei IR-LDRs auch aufbauen. Nur dass eine solche Schaltung dann auf kurzes IR reagiert.

Da wirst du wohl im Wesentlichen die Temperatur der Scheibe messen.

Gruss Michael

Hallo Frank,

ich hab noch ein paar militärische Thermoscanner von AEG zu verkaufen, schau mal auf dieser Seite, etwa in der Mitte:

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Gruss Michael

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