Wärmebilder wirken auf den ersten Blick leicht verständlich: Rot erscheint heiß, Blau erscheint kalt. Für eine belastbare thermografische Bewertung reicht dieser Eindruck jedoch nicht aus. Viele Fehler bei der Nutzung von Wärmebildkameras entstehen durch ungeeignete Einstellungen, Reflexionen, einen falschen Messabstand oder eine unzureichende Vorbereitung.
Eine Wärmebildkamera erfasst Infrarotstrahlung und berechnet daraus eine scheinbare Oberflächentemperatur. Das Messergebnis hängt deshalb nicht nur von der Kamera ab, sondern auch vom Messobjekt, den Umgebungsbedingungen und den eingestellten Messparametern.
Wie Wärmebildtechnik grundsätzlich funktioniert, erklären wir im Beitrag Wie funktioniert eine Wärmebildkamera?. Eine Übersicht wichtiger Kennwerte bietet der Ratgeber Technische Daten von Wärmebildkameras richtig verstehen.
Typische Fehler beim Einsatz von Wärmebildkameras
Fehlerhafte Thermogramme sind nicht immer auf einen Defekt oder eine unzureichende Messgenauigkeit der Kamera zurückzuführen. Häufig liegt die Ursache in der Messsituation oder der Interpretation.
| Fehlerquelle | Typische Beispiele | Mögliche Folge |
|---|---|---|
| Messobjekt | Niedriger Emissionsgrad, spiegelnde Oberfläche | Verfälschte Temperaturwerte |
| Kameraeinstellung | Falscher Emissionsgrad oder Temperaturbereich | Unzutreffende Messergebnisse |
| Aufnahme | Unscharfes Bild, zu großer Abstand | Kleine Hotspots werden nicht zuverlässig erfasst |
| Umgebung | Sonne, Wind, Regen oder nahe Wärmequellen | Scheinbare Temperaturabweichungen |
| Betriebszustand | Unterschiedliche Last oder Messzeitpunkte | Ergebnisse sind nicht vergleichbar |
| Auswertung | Ungeeignete Messpunkte oder Farbskala | Auffälligkeiten werden übersehen oder überbewertet |
Ein Wärmebild ist keine direkte Abbildung der Temperatur
Die Kamera erfasst die Infrarotstrahlung, die aus Richtung des Messobjekts auf den Detektor trifft. Diese Strahlung kann vom Objekt selbst abgegeben, aus der Umgebung reflektiert oder teilweise durch ein Material übertragen werden.
Insbesondere bei glänzenden Metallen kann ein vermeintlicher Hotspot lediglich die Spiegelung einer warmen Person, einer Lampe oder eines anderen Anlagenteils sein.
Die Kameraspezifikation allein garantiert kein richtiges Ergebnis
Die im Datenblatt angegebene Messgenauigkeit gilt unter definierten Bedingungen. Fehlerhafte Einstellungen, ein zu kleines Messziel oder ungünstige Umgebungsbedingungen können den praktischen Messfehler deutlich vergrößern.
Auch eine leistungsfähige Wärmebildkamera kann keine verlässlichen Werte liefern, wenn das Messobjekt nicht ausreichend groß im Wärmebild dargestellt oder das Bild unscharf aufgenommen wird.
Automatische Einstellungen sind nicht für jede Aufgabe geeignet
Automatische Bildanpassungen erleichtern den Einstieg, ersetzen aber keine anwendungsspezifische Konfiguration. Emissionsgrad, reflektierte scheinbare Temperatur, Messbereich, Entfernung und weitere Parameter müssen zur Messaufgabe passen.
FLIR nennt unter anderem falschen Fokus, ungeeignete Temperaturparameter, Reflexionen und eine für die Anwendung unzureichende Kameraausstattung als typische Fehlerquellen.
Die Bedeutung von Schulung und Vorbereitung
Die Bedienung einer Wärmebildkamera lässt sich schnell erlernen. Die fachgerechte Interpretation eines Wärmebildes erfordert jedoch Kenntnisse über Infrarotstrahlung, Wärmeübertragung, Emissionsgrad, Reflexionen und die jeweilige Anwendung.
Besonders bei elektrischen Anlagen, industriellen Prozessen, Gebäudegutachten oder sicherheitskritischen Messungen können Fehlinterpretationen weitreichende Folgen haben. Eine Schulung hilft dabei, thermische Auffälligkeiten richtig einzuordnen und reproduzierbare Messungen durchzuführen.
TOPA bietet Thermografie-Schulungen für Einsteiger und erfahrene Anwender an. Das Angebot umfasst Praxisschulungen, Anwendungskurse, InHouse-Schulungen und ITC Thermografie-Zertifizierungen.
Checkliste zur Vorbereitung einer thermografischen Messung
Vor Beginn der Messung sollten folgende Punkte geklärt werden:
- Was soll erkannt oder bewertet werden?
- Welche Temperaturunterschiede werden erwartet?
- Wie groß ist das kleinste relevante Messobjekt?
- Aus welcher Entfernung wird gemessen?
- Welcher Emissionsgrad ist für die Oberfläche anzusetzen?
- Können Wärmequellen aus der Umgebung reflektiert werden?
- Befindet sich die Anlage in einem repräsentativen Betriebszustand?
- Sind Wetter, Sonneneinstrahlung, Wind oder Feuchtigkeit relevant?
- Ist das geeignete Objektiv montiert?
- Befindet sich die Kamera innerhalb ihres Kalibrierintervalls?
- Sind Akku, Speicherplatz und Geräteeinstellungen geprüft?
- Müssen Sichtbild, Lastzustand oder weitere Messwerte dokumentiert werden?
Bei wiederkehrenden Inspektionen sollten Messposition, Abstand, Blickwinkel, Betriebszustand und Kameraeinstellungen möglichst konstant bleiben. Nur so lassen sich Veränderungen über einen längeren Zeitraum sinnvoll bewerten.
Häufige Anwendungsfehler und deren Vermeidung
1. Der Emissionsgrad ist falsch eingestellt
Der Emissionsgrad beschreibt, wie gut eine Oberfläche Infrarotstrahlung abgibt. Matte, lackierte oder nichtmetallische Oberflächen besitzen meist einen höheren Emissionsgrad als polierte Metalle.
Ist der eingestellte Wert falsch, kann die berechnete Temperatur deutlich von der tatsächlichen Oberflächentemperatur abweichen. Besonders kritisch sind blankes Aluminium, Kupfer, Edelstahl und andere stark reflektierende Materialien.
So vermeiden Sie den Fehler:
- Emissionsgrad passend zu Material und Oberflächenzustand einstellen
- Nicht nur das Material, sondern auch Lackierung, Oxidation und Rauheit berücksichtigen
- Wenn zulässig, eine geeignete Referenzfläche mit bekanntem hohem Emissionsgrad verwenden
- Reflektierte scheinbare Temperatur ebenfalls berücksichtigen
- Kritische Messwerte mit einer zweiten Methode plausibilisieren
Unsere Emissionsgradtabelle mit Assistent unterstützt bei der ersten Einschätzung. Tabellenwerte sind jedoch Richtwerte und ersetzen bei anspruchsvollen Messungen keine Prüfung der tatsächlichen Oberfläche.
Der Einfluss reflektierter Strahlung nimmt bei niedrigen Emissionsgraden deutlich zu. FLIR empfiehlt deshalb bei schwierigen Oberflächen eine fachgerechte Kompensation oder eine geeignete Referenzfläche mit hohem Emissionsgrad.
2. Reflexionen werden als Hotspot interpretiert
Glänzende Oberflächen können Infrarotstrahlung ähnlich wie ein Spiegel reflektieren. Dadurch erscheinen Personen, Lampen, Heizkörper, warme Anlagenteile oder auch der kalte Himmel im Thermogramm.
So prüfen Sie eine verdächtige Stelle:
- Aufnahmewinkel leicht verändern
- Eigene Position verändern
- Beobachten, ob sich der vermeintliche Hotspot mitbewegt
- Umgebung nach möglichen Wärme- oder Kältequellen absuchen
- Oberfläche aus mehreren Blickrichtungen kontrollieren
- Wenn möglich, eine geeignete Referenzfläche nutzen
Verändert sich die Position der Auffälligkeit zusammen mit dem Blickwinkel, handelt es sich wahrscheinlich um eine Reflexion und nicht um eine lokale Erwärmung des Bauteils.
3. Das Wärmebild ist nicht richtig fokussiert
Ein unscharfes Thermogramm erschwert nicht nur die optische Beurteilung. Es kann auch zu falschen Temperaturwerten führen, weil die Strahlung des Messobjekts mit der Strahlung benachbarter Bereiche vermischt wird.
So vermeiden Sie den Fehler:
- Vor jeder Aufnahme auf das relevante Messobjekt fokussieren
- Kanten und kleine Bauteile zur Beurteilung der Schärfe nutzen
- Autofokus nicht ungeprüft übernehmen
- Bei schwierigen Motiven mehrere Aufnahmen kontrollieren
- Erst nach erfolgreicher Fokussierung speichern
Ein unscharfes radiometrisches Wärmebild kann später in der Software nicht vollständig korrigiert werden.
4. Das Messobjekt ist zu klein oder zu weit entfernt
Dass ein Bauteil auf dem Display sichtbar ist, bedeutet nicht automatisch, dass seine Temperatur zuverlässig gemessen werden kann. Das Messobjekt muss ausreichend viele Detektorpixel abdecken.
FLIR empfiehlt als Mindestwert, dass das Ziel den Messfleck vollständig ausfüllt und mit mindestens 3 x 3 Pixeln erfasst wird. Für anspruchsvolle Temperaturmessungen sind zusätzliche Pixelreserven sinnvoll. Ein digitaler Zoom vergrößert lediglich die vorhandenen Pixel und verbessert die tatsächliche Messauflösung nicht.
Mögliche Lösungen:
- Abstand zum Messobjekt verringern, sofern dies sicher möglich ist
- Wärmebildkamera mit höherer IR-Auflösung verwenden
- Geeignetes Tele- oder Makroobjektiv einsetzen
- Größe des Messflecks vorab berechnen
Mit dem TOPA Objektiv- und Messfleck-Rechner können Messabstand, Sichtfeld und erfassbare Objektgröße geprüft werden.
5. Es wird durch normales Glas gemessen
Normales Fensterglas ist für die von vielen industriellen Wärmebildkameras genutzte langwellige Infrarotstrahlung weitgehend undurchlässig. Die Kamera misst deshalb hauptsächlich die Oberflächentemperatur und Reflexionen des Glases, nicht die Temperatur eines dahinterliegenden Objekts.
Für Messungen durch ein Sichtfenster werden spezielle IR-Fenster benötigt, deren Material und Transmissionsgrad zum Spektralbereich der Kamera passen. Der Transmissionsgrad muss bei quantitativen Messungen berücksichtigt werden.
6. Umwelteinflüsse werden nicht berücksichtigt
Sonneneinstrahlung kann Oberflächen stark erwärmen und noch lange nachwirken. Wind kühlt Bauteile ab, Regen verändert die Oberflächentemperatur und Feuchtigkeit kann thermische Muster erzeugen, die wie ein Schaden aussehen.
Typische Störfaktoren sind:
- Direkte und vorherige Sonneneinstrahlung
- Wind und Luftströmungen
- Regen, Schnee oder feuchte Oberflächen
- Heizkörper, Lampen und warme Maschinen
- Kalter Himmel bei Außenmessungen
- Starke Temperatur- oder Feuchtigkeitsschwankungen
Umgebungsbedingungen sollten dokumentiert und bei der Interpretation berücksichtigt werden. Bei Gebäudethermografie ist zudem ein ausreichender Temperaturunterschied zwischen innen und außen erforderlich.
7. Messpunkte und Messbereiche werden ungeeignet gesetzt
Ein einzelner Messpunkt kann einen kleinen Hotspot verfehlen oder zufällig auf einer Reflexion liegen. Automatische Maximal- und Minimalwerte können ebenfalls fehlleiten, wenn sich störende Objekte im Messbereich befinden.
Besser ist es:
- Messbereiche gezielt auf das relevante Bauteil zu begrenzen
- Punktmessung, Bereichsmessung und Temperaturdifferenz gemeinsam zu nutzen
- Kanten und den Hintergrund nicht unbeabsichtigt einzubeziehen
- Verdächtige Stellen aus mehreren Perspektiven zu prüfen
- Bei elektrischen Anlagen vergleichbare Phasen oder baugleiche Komponenten gegenüberzustellen
Die Messfunktion sollte immer zur Fragestellung passen. Eine Maximaltemperatur allein sagt noch nicht aus, ob tatsächlich ein Fehler vorliegt.
8. Nicht vergleichbare Betriebszustände werden gegenübergestellt
Temperaturen hängen häufig von Last, Drehzahl, Umgebungstemperatur, Betriebsdauer und Prozesszustand ab. Eine elektrische Verbindung unter geringer Last kann unauffällig erscheinen, obwohl sie bei Nennlast kritisch wird.
Für belastbare Vergleiche sollten deshalb folgende Angaben dokumentiert werden:
- Elektrische oder mechanische Last
- Betriebsdauer vor der Aufnahme
- Umgebungstemperatur
- Messabstand und Blickwinkel
- Kamera und Objektiv
- Messparameter
- Datum und Uhrzeit
- Referenz- oder Sichtbild
Bei wiederkehrenden Inspektionen helfen strukturierte Routen und Referenzbilder. Der FLIR Route Creator und FLIR AssetLink unterstützen die einheitliche Zuordnung von Aufnahmen zu Anlagen und Messstellen.
9. Farbpalette und Temperaturskala werden falsch interpretiert
Die Farben eines Wärmebildes stellen keine festgelegten Temperaturen dar. Ihre Bedeutung hängt von der gewählten Palette sowie von Level und Span der Temperaturskala ab.
Dasselbe radiometrische Bild kann deshalb je nach Darstellung dramatisch oder nahezu unauffällig wirken. Eine enge Skala hebt kleine Temperaturunterschiede hervor, während eine breite Skala diese optisch abschwächen kann.
So verbessern Sie die Darstellung:
- Temperaturskala auf den relevanten Bereich begrenzen
- Für Vergleiche dieselbe Skala verwenden
- Messwerte und Temperaturdifferenzen nicht nur nach Farben bewerten
- Paletten nach Anwendung und Erkennbarkeit auswählen
- Radiometrische Originaldateien aufbewahren
Eine Änderung der Palette verändert nicht die gespeicherten Messdaten, kann aber die Wahrnehmung und Interpretation stark beeinflussen.
10. Eine thermische Auffälligkeit wird mit der Ursache verwechselt
Ein Wärmebild zeigt ein thermisches Muster. Es beweist nicht automatisch, wodurch dieses Muster verursacht wurde.
Eine auffällige elektrische Verbindung kann beispielsweise auf einen erhöhten Übergangswiderstand, Überlastung oder eine ungleichmäßige Lastverteilung hindeuten. Eine kühle Stelle an einer Wand kann durch fehlende Dämmung, Luftströmung, Feuchtigkeit oder eine konstruktive Wärmebrücke entstehen.
Thermografische Ergebnisse sollten deshalb mit weiteren Informationen kombiniert werden, zum Beispiel:
- Last- und Strommessungen
- Sichtprüfung
- Feuchtemessung
- Anlagenhistorie
- Konstruktionsunterlagen
- Vergleichsmessungen
- Akustische oder mechanische Prüfverfahren
Thermografie unterstützt die Diagnose, ersetzt aber nicht automatisch die Ursachenanalyse.
11. Wärmebilder werden unvollständig dokumentiert
Ein Thermogramm ohne Messort, Sichtbild und Betriebsdaten lässt sich später nur schwer bewerten. Das gilt besonders, wenn andere Personen den Bericht lesen oder die Messung nach Monaten wiederholt werden soll.
Eine vollständige Dokumentation sollte enthalten:
- Anlagen- oder Bauteilbezeichnung
- Radiometrisches Wärmebild
- Passendes Sichtbild
- Relevante Messwerte und Messbereiche
- Eingestellter Emissionsgrad
- Betriebs- und Lastzustand
- Messabstand und Objektiv
- Umgebungsbedingungen
- Beschreibung der Auffälligkeit
- Empfohlene nächste Schritte
Für Auswertung und Berichterstellung eignet sich beispielsweise FLIR Thermal Studio. Die Software unterstützt die radiometrische Analyse, Verarbeitung größerer Bildmengen und strukturierte Berichte.
12. Wartung und Kalibrierung werden vernachlässigt
Verschmutzte Optiken, beschädigte Geräte oder eine nicht mehr nachvollziehbare Messabweichung können die Qualität der Ergebnisse beeinträchtigen.
Vor wichtigen Messungen sollte die Kamera ausreichend Zeit zur thermischen Stabilisierung erhalten. Optik und Gehäuse sind regelmäßig zu kontrollieren und nur mit geeigneten Mitteln zu reinigen.
Ein allgemeingültiges Kalibrierintervall gibt es nicht. Es richtet sich unter anderem nach Nutzung, Beanspruchung, internen Qualitätsvorgaben und den Anforderungen der jeweiligen Anwendung. Viele Unternehmen legen für regelmäßig eingesetzte Messmittel ein festes Prüfintervall fest.
Der TOPA Kalibrierservice prüft, reinigt und kalibriert handgehaltene sowie stationäre Wärmebildkameras. Defekte Geräte können über das TOPA RMA-Formular zur Prüfung oder Reparatur angemeldet werden.
Ressourcen und Tools zur Optimierung der Thermografie
TOPA stellt verschiedene Hilfsmittel für Auswahl, Messvorbereitung und Auswertung bereit:
- Wärmebildkamera-Finder: Vorauswahl anhand der Anwendung
- FLIR Wärmebildkamera-Vergleich: Technische Eigenschaften und Einsatzbereiche gegenüberstellen
- Objektiv- und Messfleck-Rechner: Sichtfeld und Messfleck anhand des Abstands prüfen
- Emissionsgradtabelle und Assistent: Richtwerte für unterschiedliche Materialien
- Konfigurator für FLIR Wärmebildkameras: Kamera, Objektiv, Software und Service zusammenstellen
- Wärmebildkamera vor dem Kauf testen: Messaufgabe unter realistischen Bedingungen prüfen
- FLIR Software und Downloads: Programme, Updates und weitere Hilfsmittel
- Handbücher und Dokumentationen: Bedienungsanleitungen für unterschiedliche Systeme
- Thermografie-Schulungen: Grundlagen, Anwendungskurse und Zertifizierungen
- Kalibrierservice: Prüfung, Reinigung und Kalibrierung von Wärmebildkameras
Häufige Fragen zu Fehlern bei Wärmebildkameras
Häufige Ursachen sind ein falsch eingestellter Emissionsgrad, Reflexionen, ein zu kleines Messobjekt, eine unscharfe Aufnahme oder ungeeignete Umgebungsbedingungen. Auch ein nicht passender Temperaturbereich kann die Messung beeinflussen.
Durch normales Fensterglas lässt sich mit einer typischen langwelligen Wärmebildkamera nicht zuverlässig messen. Die Kamera zeigt vor allem die Temperatur und Reflexionen der Glasoberfläche. Für industrielle Anwendungen gibt es spezielle IR-Fenster.
Bei vollständig radiometrisch gespeicherten Wärmebildern lässt sich der Emissionsgrad häufig in einer kompatiblen Analysesoftware anpassen. Ein unscharfes Bild, ein zu kleines Messobjekt oder ungeeignete Aufnahmebedingungen können nachträglich jedoch nicht vollständig behoben werden.
Das geeignete Intervall hängt von Einsatzhäufigkeit, Beanspruchung, Qualitätsanforderungen und internen Vorgaben ab. Für regelmäßig verwendete Messmittel wird häufig ein festes, wiederkehrendes Intervall definiert.
Für einfache orientierende Kontrollen kann eine grundlegende Einweisung ausreichen. Sobald Temperaturen bewertet, Fehler klassifiziert oder sicherheitsrelevante Entscheidungen getroffen werden, ist eine fundierte Thermografie-Schulung empfehlenswert.
Fazit
Die meisten Fehler bei der Nutzung von Wärmebildkameras lassen sich durch eine gute Vorbereitung, passende Kameraeinstellungen und eine fachgerechte Interpretation vermeiden.
Besonders wichtig sind Emissionsgrad, reflektierte Strahlung, Fokus, Messabstand, Messfleckgröße und ein vergleichbarer Betriebszustand. Ein auffälliges Wärmebild sollte zudem nie isoliert betrachtet werden, sondern immer zusammen mit Anwendung, Umgebung und weiteren Messinformationen.
TOPA ist seit 2004 zertifizierter FLIR Premium Partner und unterstützt Unternehmen bei der Auswahl geeigneter Wärmebildkameras, Objektive, Softwarelösungen, Schulungen und Kalibrierleistungen.
