Accessible Requires Authentication Published by Oldenbourg Wissenschaftsverlag December 17, 2015

Absolute und relative Messunsicherheit von ungekühlten Thermografiekameras

Absolute and relative uncertainties of uncooled thermography cameras
Helmut Budzier and Gerald Gerlach
From the journal tm - Technisches Messen

Zusammenfassung

Die Thermografie ist heute ein Standardverfahren zur Messung von Temperaturverteilungen auf Oberflächen. Vom großen Interesse sind die bei der Thermografie auftretenden Messunsicherheiten. Diskutiert werden die Ursachen zur Messunsicherheit von ungekühlten Thermografiekameras auf der Basis von Mikrobolometern.

Nach einer kurzen Erläuterung der Funktionsweise von ungekühlten Thermografiekameras wird der Kalibrierprozess für derartige Systeme beschrieben. Anschließend wird die NETD (Noise Equivalent Temperature Difference), die durch das zeitliche und räumliche Rauschen des Mikrobolometerarrays bestimmt wird, und die Korrigierbarkeit C vorgestellt.

Durch eine Änderung der Umgebungstemperatur kommt es zu einer Drift des Ausgangssignals, das zu einer absoluten Messabweichung führt. Die Ursachen dieser starken Temperaturabhängigkeit werden erläutert und die Notwendigkeit des Shutterns erörtert.

Abstract

Nowadays, thermography is a standard technique for the measurement of temperature distributions on surfaces. However, measurement uncertainties are decisive for the temperatures to be measured. In this paper, sources will be discussed that determine the measurement uncertainty of uncooled infrared cameras based on microbolometers.

After a brief explanation of the principle of operation of uncooled infrared cameras, the calibration procedure of such systems is described. Subsequently, the NETD (Noise Equivalent Temperature Difference), which is determined by both the temporal and spatial noise of the microbolometer, is introduced and the correctability C will be derived.

Caused by changes of the ambient temperature a drift of the output signal is caused leading to an absolute measurement deviation. The effects of this strong temperature dependence are explained and the necessity of a shutter will be discussed.

Erhalten: 2015-10-5
Revidiert: 2015-11-6
Angenommen: 2015-11-16
Online erschienen: 2015-12-17
Erschienen im Druck: 2016-1-28

©2015 Walter de Gruyter Berlin/Boston