Messverfahren des Wärmetransports - Temperaturmessung 2D

05 December 2025, Rico Poser

Kameraklassifizierung nach Abtastverfahren

// Skizzen von Folie 102 abzeichnen

Mikribolometer

Auf basis eines Wiederstandsthermometers - Wiederstand hängt von Temperatur eines Metallplättchens ab
Wird für günstige / mittlere Infrarotkameras benutzt, robust, einfach

Empfindlichkeitsbereiche üblicher Detektor-Materialien (in Quanten-basierten Infrarot Kameras)
HgCdTe wird sehr häufig benutzt, muss aber sehr niedrig gekühlt werden

Detektor Kühlverfahren

// Skizze von Folie 105

• Kühlflüssigkeit
• Stapel von Petier-Elementen
• Kleine Sterling Motoren (Weil sie können beliebige Wärmequellen benutzen)

Wellenlängenbereich 1 - 14 $\mu m$

Temperaturanzeigende Farbbeschichtungen

• Thermalfarben (TP)
  • Irreversibel: Kann nur die maximaltemperatur messen
  • Sind in sehr großem Temperaturbereich anwendbar
  • Regenbogen-Methode um die Genauigkeit zu erhöhen:
    • Mehere Farben gleichzeitig
    • Die überlappenden Farbbereiche erzeugen ein sehr schmales Temperaturband
    • Genauer als die einzelnen Farben
• Temperatursensitive Farben (TSP)
  • Im-dunkel-leucht-Farben
  • Emission ist immer im Gegensatz zum absorbierten Licht in Richtung größerer Wellenlängen verschoben
  • Nur Licht von einer bestimmten Wellenlänge (meistens blau) wird absorbiert
  • Quelle [LS05] darüber ist sehr umfangreich
  • Fluoreszenz passiert sofort nach der Absorbtion, Phosphoreszenz mit längerer Verzögerung
  • (Sauerstoff) Quenching kann durch Sauerstoffmoleküle in der Farbe passieren, welche die Farbe dunkler werden lassen (Kann durch Beschichtung verhindert werden und ist reversibel)
• Thermochromatische Flüssigkristalle (TLC)
  • Optisch aktive Mischungen organischer Chemikalien
  • Abhängigkeiten: Temperatur, Schubspannungen, Druck, elektrische Felder, magnetische Felder
  • Schubspannungs- und Druckeffektunterdrückung mit mikroverkapselten TLCs
  • Hysterese: Kurve des Erwärmens und des Abkühlens nicht zwingend gleich
  • Weitere Sensitivität: Sprektren, Alterung, Schichtdicke, Winkel

Digitalisierung

Farbspektrometer anstelle vom menschlichen Auge oder einer Kamera für sichtbares Licht um Wellenlänge der Farbe feststellen zu können
Neue Idee: Nur mit einer bestimmten Wellenlänge beleuchten, lEDs werden über PWM gedimmt, kann dann mit normaler Kamera gefilmt werden
Auswertung erfolgt mit künstlichen neuronalen Netzen: Eingang sind Reflexionsgradmessungen bei mehreren 22verschiedenen Wellenlängen