Infrarotkamera Ratgeber: Funktion, Einsatzgebiete, Empfehlungen

Eine Infrarotkamera wird auch als Wärmebildkamera oder Thermographiekamera bezeichnet. Diese Kameras nehmen nicht den sichtbaren Frequenzbereich des Lichtes auf und eignen sich daher nicht zum herkömmlichen Fotografieren. Da diese Modelle ausschließlich das Infrarotlicht erfassen, können diese IR-Kameras aber für viele andere Zwecke sinnvoll genutzt werden. Vielleicht hast du Interesse an einer solchen Thermokamera und möchtest dir ein solches Gerät zulegen. Aus diesem Grund habe ich den nachfolgenden Ratgeber für dich zusammengestellt.

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Unterschied zwischen Infrarotkamera und Wärmebildkamera

Es gibt durchaus Unterschiede zwischen Infrarotkameras und Wärmebildkameras. Zunächst muss angemerkt werden, dass es sich bei der Thermographie um ein berührungsloses bildgebendes Verfahren handelt, welches für das menschliche Auge unsichtbar ist. Die Wärmestrahlung von Objekten kann mittels Infrarot jedoch sichtbar gemacht werden. Diese Techniken unterstützen beide Kameraarten.

Ein Beispiel stellen die sogenannten Überwachungskameras dar. Diese verwenden ein aktives Infrarotlicht für die Nachtsicht. In diesen Geräten befindet sich ein IR-Strahler, der die Umgebung über eine bestimmte Reichweite und in einem bestimmten Radius ausleuchtet. Die Infrarotkamera kann auf diese Weise in der Nacht sehen, ohne dass es ein Mensch wahrnehmen würde. Je leistungsstärker der IR-Scheinwerfer ist, umso weiter ist die Reichweite. Es gibt Kameramodelle, die tagsüber als normale Fotokamera arbeiten und in der Dunkelheit sofort auf den Infrarot-Modus umschalten. Wenn du dir diese Bilder betrachtest, erscheinen diese vielfach in Schwarz-Weiß.

Eine Wärmebildkamera arbeitet ebenfalls mit Infrarot. Sie zeigt jedoch auf dem Bildschirm meist nur die unterschiedlichen Wärmebereiche an. Damit kannst du sehr gut in der Dunkelheit Lebewesen lokalisieren. Die Aufnahmen sind jedoch recht ungenau und ohne viele Details. Diese Wärmebildkameras werden meist von Jägern, dem Militär oder der Polizei verwendet. Damit kannst du Tiere und Menschen finden, da von diesen eine körpereigene Wärmestrahlung ausgeht.

Während eine Infrarotkamera meist als Digitalkamera zum Aufzeichnen von Fotos und Videos konzipiert ist, sind viele Wärmebildkameras als mobiles Erfassungsgerät mit großem TFT-Monitor ausgeführt. Diese Art Wärmemessgeräte präsentieren sich vielfach in Pistolenform und werden mit dem Objektiv in Richtung der möglichen Wärmequelle gehalten. Somit kannst du zum Beispiel erkennen, ob deine Immobilie ausreichend gedämmt ist und wo mögliche Kältezonen liegen.

 

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Wo kommt eine Infrarotkamera zum Einsatz?

Wenn du dich für eine Infrarotkamera interessierst, dann solltest du auch etwas über die möglichen Einsatzzwecke wissen. Diese besonderen Kameras unterscheiden sich deutlich von den herkömmlichen Foto- und Videokameras.

Infrarotkamera als Überwachungskamera

Auf dem Markt wird eine Vielzahl an Überwachungskameras* angeboten. Diese werden sichtbar oder unsichtbar in Eingangsbereichen, an Wegen und Plätzen und an sonstigen schwer einsehbaren Bereichen eingesetzt. Viele überwachen damit beispielsweise auch ihren Garten. Es handelt sich durchweg um wetterfeste Kameras, mit denen Standbilder und Bewegbilder aufgenommen werden können. Du findest hier traditionelle Überwachungskameras und sogenannte Dom-Kameras, die eine 360-Grad-Überwachung bieten. Bei vielen Geräten kannst du ferngesteuert den Bildwinkel verändern.

Moderne Überwachungskameras verfügen über eine ausreichend hohe Bildqualität bis hin zu einer Full-HD-Auflösung. Die Aufnahmen werden vielfach auf einer SD-Speicherkarte gespeichert. Es gibt akkubetriebene Modelle und solche, die eine externe Stromversorgung benötigen. Darüber hinaus findest du Überwachungskameras, die per Netzwerkkabel mit einem Überwachungssystem verbunden sind und Modelle, die über eine WLAN-Konnektivität verfügen. Erkennbar sind die WLAN-Kameras meist an einer kleinen Stummelantenne am Gehäuse. Einige Modelle können die Bilddaten sogar in einer Internet-Cloud speichern. Interessant ist, dass neben Bildern und Videos zum Teil auch Geräusche aufgezeichnet und übertragen werden können. So lassen sich einige professionelle Überwachungskameras auch als Gegensprechanlage nutzen.

 

Die hochauflösende Optik bietet dir meist einen großen Weitwinkelbereich von wenigstens 120 Grad. Damit kannst du einen ausreichend großen Bereich vor der Linse überwachen. Meist werden diese Überwachungskameras direkt an der Haustür zur Überwachung des Eingangsbereiches eingesetzt.

Diese wetterfesten Kameras sind aber auch mit einer modernen Infrarot-Technologie ausgestattet. In der Beschreibung findest du hier meist die Bezeichnung Nachtsichtfähigkeit. Grund hierfür ist, dass auch in der Dunkelheit der Eingangsbereich überwacht werden soll. Von daher schalten diese Kameras bei Dunkelheit in den Infrarot-Modus. Überwachungskameras mit Infrarot erkennst du daran, dass um das Objektiv ein Ring von IR-LEDs platziert ist. Diese LEDs können die Wärmewellen der näheren Umgebung erfassen. Die hieraus erzeugten Bilder werden bei Überwachungskameras in Schwarz-Weiß bzw. Graustufen dargestellt. Die Reichweite ist insbesondere im Nachtmodus recht begrenzt. Die besten Ergebnisse lassen sich zwischen 5 und 20 Metern erzielen.

Zu berücksichtigen ist, dass es neben den wasserfesten Outdoor-Überwachungskameras auch Modelle gibt, die ausschließlich in Innenräumen eingesetzt werden. Diese sind schon recht kompakt gebaut und zum Teil nicht viel größer als ein Fingernagel. Dennoch schaffen auch diese Minikameras eine ausreichende HD-Auflösung und verfügen ebenso über eine WLAN-Anbindung. Bei diesen kleinen Kameras werden für den Nachtmodus nur wenige IR-LEDs verwendet. Die Reichweite der IR-Überwachung reicht meist auch nur für 4 bis 6 Meter.

Unabhängig davon, ob du dich für eine Außen- oder Innenkamera entscheidest, haben viele Überwachungskameras einen sogenannten PIR-Sensor eingebaut. Dieser arbeitet unabhängig von den Infrarot-LEDs. Beim PIR handelt es sich um einen passiven Infrarot-Sensor. Dieser versendet selbst keine Infrarotstrahlung, sondern kann nur die Strahlung im IR-Bereich empfangen.

Ein Beispiel soll dies verdeutlichen:

Du hast eine Überwachungskamera im Eingangsbereich installiert. Es ist völlig dunkel und eine Person tritt an deine Haustür. In diesem Fall stellt der PIR-Sensor der Kamera fest, dass sich die Umgebungstemperatur durch einen menschlichen oder tierischen Körper verändert hat. Die Umgebung hat der Bewegungsmelder in ein einheitliches Raster unterteilt und kann daher sofort auf Bewegungen reagieren. Sobald der Unterschied zwischen warm und kalt erkannt wurde, gibt der Sensor ein elektrisches Signal aus. Dieses kann weiterverarbeitet werden und vielleicht das Eingangslicht einschalten. Ebenso wird natürlich auch der Nachtsichtmodus der Überwachungskamera eingeschaltet. Dabei senden die Infrarot-LEDs ihr Infrarotlicht aus, um die nähere Umgebung bei Dunkelheit auszuleuchten und zu erfassen. Du erhältst dann ein mehr oder weniger deutliches Schwarz-Weiß-Bild.

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Infrarotkamera zur Erfassung der Energieeffizienz

Ebenfalls zu den Infrarotkameras gehören die speziellen Wärmebildkameras in Pistolenform*. Es handelt sich um mobil einsetzbare IR-Kameras, mit denen du zum Beispiel feststellen kannst, ob ein Gebäude einen unerwünschten Wärmeverlust aufweist. In diesem Fall sollte die Fassade des Gebäudes nachträglich gedämmt werden. Die professionellen Wärmebildkameras werden häufig von Sachverständigen eingesetzt, um damit den Energieeffizienz-Ausweis einer Immobilie zu erstellen.

Im Gegensatz zu den vorgenannten Überwachungskameras ist das Überwachungsergebnis sofort erkennbar. Aus diesem Grund besitzen diese Wärmebildkameras über einen ausreichend großen Farb-TFT-Monitor. Mit den Infrarot-Sensoren werden vor der Kameralinse die Wärmewellen von Flächen und anderen Gegenständen erfasst. Auf dem Bildschirm wird das Ergebnis jedoch nicht in Graustufen oder in Schwarz-Weiß dargestellt, sondern in Falschfarben. Hellere Farben zwischen Weiß, Gelb und Rot weisen auf wärmere Stellen hin, blaue und lila Farben weisen auf kühlere Stellen hin.

Diese praktischen Handgeräte sind meist spritzwassergeschützt ausgeführt. Grund hierfür ist, dass diese Geräte auch bei schlechtem Wetter auf der Baustelle verwendet werden können. Diese Messgeräte laufen mit Batterien oder mit einem Akku. Moderne Wärmebildkameras sind so ausgeführt, dass du damit auch den Überwachungsbereich fotografieren kannst. Du erhältst somit ein eindrucksvolles Falschfarbenfoto auf SD abgespeichert. Zur Datenübertragung sind die meisten Geräte zusätzlich noch mit einem USB-Port ausgestattet. Einige Top-Modelle verfügen zudem über eine WLAN-Konnektivität.

Mit einer solchen Wärmebildkamera kannst du…

• die Dachisolierung prüfen
• Fenster und Türen prüfen
• Heizkörper auf Effizienz prüfen
• die Funktion der Fußbodenheizung prüfen
• die Fassade auf Wärmeverlust prüfen

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Infrarotkamera für Jäger

Viele Jäger nutzen heute für die Jagd nicht ausschließlich ein gutes Fernglas. Stattdessen werden Fernrohre mit Wärmebild- und Nachtsichtfunktion* eingesetzt. Hierbei handelt es sich um ein vollelektronisches Fernrohr, welches sowohl in der Nacht als auch am Tage Tiere und andere Lebewesen zuverlässig ausfindig macht. Selbst minimale Temperaturunterschiede lassen sich mit diesen Geräten feststellen. Hieraus wird ein recht gutes Graustufen- bzw. Schwarz-Weiß-Bild erzeugt.

 

Jäger haben mitgeteilt, dass diese Wärmebildkameras auch dann Tiere aufspüren, wenn sich diese hinter Bäumen im Wald versteckt halten. Selbst bei Tageslicht lassen sich auf diese Weise Tiere im Dickicht ausfindig machen. Die kompakten Geräte sind vergleichbar mit einem Fernrohr oder einem Fernglas. Unterschiede findest du lediglich in der Ausführung der Infrarot-Sensoren.

Wichtig zu wissen ist, dass Wärmebild- und Nachtsicht-Kameras nicht mit Schusswaffen kombiniert werden dürfen. Ein Wärmebild-Fernrohr ist nach dem Waffengesetz und nach dem Bundesjagdgesetz unzulässig. Dafür darfst du natürlich die Wildbestände jederzeit mit einer solchen Kamera beobachten.

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Infrarotkamera für die Tierbeobachtung

Im Gegensatz zu den Wärmebildkameras für die Jagd, welche mobil in Form eines Fernrohrs eingesetzt werden, handelt es sich bei den beliebten Wildkameras* um stationäre Beobachtungsstationen. Es sind recht kleine und kompakte Infrarotkameras, die sich mit einem getarnten Kunststoffgehäuse präsentieren. Diese Kameras sind meist rechteckig und spritzwassergeschützt ausgeführt. Sie lassen sich auf einfache Weise an Baumstämmen und Ästen befestigen.

Wildkameras verfügen über dieselbe Aufnahmetechnik, wie die zuvor genannten Überwachungskameras. Sie verfügen über ein hochauflösendes Objektiv mit großzügigem Weitwinkelbereich von mindestens 100 Grad Bildabdeckung. Integrierte IR-LEDs erfassen über eine Reichweite von bis zu 15 bis 20 Metern auch bei völliger Dunkelheit wärmeabgebende Objekte. In Verbindung mit einem PIR-Sensor verfügen Wildkameras auch über einen Bewegungsmelder. Damit kann die Kamera sofort auf mögliche Bewegungen im Einzugsbereich reagieren. Schon viele Tierbeobachter haben auf diese Weise in der Nacht einzigartige Tieraufnahmen erhalten.

 

Diese Wärmebildkameras zur Tierbeobachtung arbeiten mit Batterien oder Akkus und halten zum Teil mehrere Wochen lang aus. Neben Einzelaufnahmen lassen sich auch Videos erstellen. Am Tag liefert eine solche Kamera hochwertige Farbaufnahmen und Videos in Full-HD-Qualität. In der Nacht wechselt die Kamera in den Nachtsichtmodus und liefert dir dann recht scharfe Schwarz-Weiß-Aufnahmen.

Zu den Besonderheiten dieser getarnten Infrarotkameras gehört, dass diese die Aufnahmen zuverlässig auf einer SD-Karte abspeichern, diese aber auch per WLAN übertragen können. Darüber hinaus sind die meisten sogar mit einem SIM-Kartenschacht ausgestattet. Du wirst folglich bei einer Bewegungserkennung oder einer Aufnahme sofort über dein Handy / Smartphone informiert. In diesem Fall fungiert die Wildkamera wie ein eigenständiges Handy. Beachte, dass diese Modelle mit SIM-Kartennutzung Folgekosten bei einem Mobilfunkanbieter verursachen. Vorteilhaft ist jedoch, dass du sowohl die farbigen Tagfotos als auch die IR-Nachtfotos direkt auf dein Smartphone übertragen bekommst.

Diese Infrarotkameras für die Tierbeobachtung kannst du nicht nur an versteckten Stellen im Wald aufhängen, sondern auch in deinem Garten. Sie funktionieren wie eine richtige Überwachungskamera und fallen dabei so gut wie gar nicht auf.

Es gibt übrigens auch sehr kompakte Modelle, die für Nistkästen geeignet sind. Damit lassen sich die Vögel direkt beim Brüten und bei der Aufzucht beobachten. Diese Modelle verfügen ebenfalls über die Infrarot-Technik, sodass du auch in der Dunkelheit eine zuverlässige Tierbeobachtung vornehmen kannst.

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Infrarotkamera für Feuerwehr und Polizei

Infrarot- oder Wärmebildkameras werden natürlich auch von Einsatzkräften der Feuerwehr, der Polizei und Behörden eingesetzt. Mit einer Wärmebildkamera kann die Feuerwehr sehr zuverlässig Brandherde finden und zielgerichtet bekämpfen. Ebenso wie die Polizei lassen sich mit diesen Kameras auch Personen und Tiere orten. Dies ist insbesondere in Notfallsituationen sehr effizient. Selbst Helikopter sind häufig mit einer Wärmebildkamera ausgestattet. Diese leistungsfähigen Geräte können aus der Luft zuverlässig auf Wärmequellen reagieren. Sie werden meist ebenfalls zur Personenortung</strong> eingesetzt.

 

Infrarotkamera in der Industrie

In der Industrie werden Wärmebildkameras für die unterschiedlichsten Einsatzzwecke verwendet. Wie weiter oben erwähnt, kannst du damit zuverlässig Wärmebrücken und Baumängel an Gebäuden aufspüren. Aber auch für die Materialprüfung werden unter Umständen Wärmebildkameras eingesetzt. Beim professionellen Heizungsbau sind diese Kameras ebenso unverzichtbar, wie bei der Instandhaltung von Anlagen.

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Wie funktioniert eine Infrarotkamera?

Eine Infrarotkamera ist ähnlich aufgebaut wie eine elektronische Digitalkamera. Jedoch unterscheiden sich hierbei die Sensoren im Aufbau und in der Funktion, wobei die detektierende Wellenlänge eine entscheidende Rolle spielen. Die Fotos einer Infrarotkamera liegen als sogenannte Intensivinformation vor. Dabei werden die Farben in Graustufen dargestellt. Moderne Geräte können bis zu 256 verschiedene Graustufen darstellen. Es handelt sich dabei um 8-Bit-Bilder. Da du aber nicht in der Lage bist, aus den zahlreichen Graustufen irgendetwas zu erkennen, nutzen viele Hersteller die sogenannte Falschfarben-Technik. Insbesondere bei Wärmebildkameras ist dies deutlich zu erkennen. Grund hierfür ist, dass der sichtbare Farbraum des menschlichen Auges eine höhere Unterscheidung bietet, als lediglich die Graustufen.

Die Helligkeit einer thermischen Darstellung wird dabei durch eine bestimmte Farbe repräsentiert. Meistens wird der wärmste Teil eines Bildes in Weiß dargestellt. Zwischentemperaturen lassen sich in Gelb bis Rot darstellen. Kältere Bereiche werden üblicherweise in verschiedenen Blautönen dargestellt.

Herkömmliche Thermographiekameras bieten nur eine relativ schwache Bildauflösung. Diese erreicht normalerweise bis zu 384 x 288 Pixel. Es gibt mittlerweile auch moderne Kameras, die auf eine Auflösung von 640 x 480 Pixeln kommen. Dank eines sogenannten Micro-Scannings lassen sich sogar Auflösungen von 1.280 x 960 Pixeln erreichen.

Viele Infrarotkameras sind mit zwei Objektiven ausgestattet. Während mithilfe des einen Objektivs ausschließlich die Infrarotstrahlung abgelichtet wird, nimmt das zweite Objektiv das herkömmliche Fotobild auf. Durch Zusammenführen beider Fotos kannst du die Strukturen des aufgenommenen Objekts noch besser erkennen. Vielfach werden diese Kameras als Wärmebildkamera bezeichnet. Sie stellen die Wärmeemission, die von Körpern ausgeht, sichtbar dar. Von daher werden diese Kameras häufig zur Jagd, bei der Brandbekämpfung und auch zur Überprüfung der Wärmedämmung eines Wohnhauses eingesetzt.

Bekanntermaßen arbeiten Infrarot-Wärmebildkameras nach dem Prinzip der Thermografie. Auf diese Weise lassen sich die unsichtbaren Wärmestrahlungen sichtbar machen. Wie zuvor erläutert, ist die IR-Strahlung für das menschliche Auge unsichtbar. Eine Infrarotkamera wandelt daher die Thermografie in elektrische Signale um. Jedes Signal repräsentiert dann einen farbigen Bildbereich, der dann wiederum für uns sichtbar ist.

Die Infrarot-Optik unterscheidet sich deutlich von den herkömmlichen Foto-Objektiven. In heutiger Zeit werden vornehmlich Digitalkameras verwendet, sodass der elektronische Bildsensor genau hierauf ausgerichtet sein muss. Beispielsweise verwenden Kameras für den üblichen Wellenlängenbereich der Infrarotstrahlen von 8 bis 14 µm eine Optik, die aus feuchte-empfindlichen Salzen besteht. Hierbei werden Natriumchlorid, also Kochsalz, Silbersalze oder Halbleitermaterialien, wie zum Beispiel Zinkselenid oder Germanium verwendet.

Infrarote Bildsensoren sind unterschiedlich aufgebaut. Wenn es sich um sehr kurze Wellenlängen um 800 nm handelt, sind in den Kameras Sensoren mit Silizium verbaut. Diese können die Photonen über den photoelektrischen Effekt sofort in einen Fotostrom umwandeln. Für die Wellenlängen von 1 bis 2 µm verwenden die Hersteller Indium-Gallium-Arsenid-Sensoren bzw. Bleisulfid-Sensoren. Im Wellenlängenbereich von 3 bis 5 µm kommen Indium-Antimon-Sensoren sowie Cadmium-Quecksilber-Tellurid-Sensoren zum Einsatz. Beim langen Wellenlängenbereich von 8 bis 14 µm werden besondere Gallium-Arsenid-Quantentopf-Sensoren oder Cadmium-Quecksilber-Tellurid-Sensoren verwendet.

Sehr beliebt sind zum Beispiel die sogenannten Wildkameras, die versteckt an Bäumen im Wald freilaufendes Wild fotografieren können. Diese Geräte sind mit einer Infrarot-Kamera-Linse ausgestattet, die auch in der Nacht beeindruckende Aufnahmen liefern kann. Auf einer SD-Karte oder microSD-Karte lassen sich die Aufnahmen und sogar Videosequenzen aufzeichnen. Diese Karten fungieren als Kameraspeicher, da du in aller Regel nicht immer vor Ort bist, um diese Wildaufnahmen selbst zu beobachten. Diese Kameras entsprechen weitgehend einer modifizierten Digitalkamera. So lassen sich die Daten auch über einen USB-Port auslesen. Selbst WLAN-Modelle sind im Angebot. Zur Kontrolle befindet sich meist auf der Rückseite sogar ein kleiner Monitor in Form eines TFT-Displays.

Ein wichtiges Kriterium bei der Auswahl einer Wärmebildkamera ist deren Reichweite. Diese hängt unter anderem von der Bildauflösung, der Größe des Zielobjekts, dem verwendeten Objektiv und dem Sichtfeld ab. Dies kannst du am besten mit einem Besuch beim Augenoptiker vergleichen. Wenn du hier aus einer bestimmten Entfernung auf die Sehtest-Tafel schaust, dann kannst du bei 100 % Sehkraft auch die noch so kleinste Buchstabenzeile erkennen. Dies ist vergleichbar mit einer Infrarot- oder Wärmebildkamera mit einer sehr hohen Bildauflösung. Falls du die kleinen Buchstaben nicht mehr erkennen kannst, hilft dir eine Vorsatzlinse, sprich optische Gläser oder eine Brille. Damit lässt sich der Abstand optisch verringern. Eine Infrarotkamera nutzt in diesem Fall ebenfalls eine Optik, die weiter entfernt liegende Motive besser erfassen kann. Je höher die Auflösung der Infrarotkamera ist, umso mehr Pixel kannst du auch aus größerer Entfernung erfassen. Damit erreichst du bessere Messergebnisse.

In einem Beispiel möchtest du erfahren, ob du mit deiner neuen Infrarotkamera aus einer Entfernung von 15 Metern ein 2 cm großes Objekt erfassen kannst. Anhand der technischen Daten deiner Kamera spielen hier insbesondere das Sichtfeld und die Auflösung eine entscheidende Rolle. Hierzu gibt es sogar eine Berechnungsformel für den sogenannten IFOV-Wert:

• IFOV = (Sichtfeld / horizontale Pixel) x ((3,14 / 180) x (1.000))

Angenommen, dein Objektiv bietet dir ein Sichtfeld von 24 Grad und deine Kamera besitzt eine Auflösung von 320 x 240 Pixel, dann errechnet sich der IFOV nach…

• (24 / 320 ) x ((3,14 / 180) x (1.000) = 1,308 mrad

Da der IFOV in mrad gemessen wird, musst du diesen Wert nochmals in Millimeter umrechnen, um die richtige Entfernung zu bestimmen.

• IFOV in mm = (1,308 / 1.000) x 15.000 = 19,62 mm

Dies bedeutet, dass deine Infrarotkamera aus einer Entfernung von 15 Metern lediglich ein Objekt mit einer Größe von 19,62 mm erfassen kann. Ein 2 cm großes Objekt kannst du daher nicht messen.

Die Hersteller zeigen dir leider nicht diese speziellen Messwerte an und gehen hier meist von Maximalwerten aus. So können Infrarotkameras durchschnittlich zwischen 10 bis 600 Meter erfassen. Hierbei muss dann aber auch wieder der Betrachtungswinkel der Kamera berücksichtigt werden. Die meisten Wärmebildkameras können 20 bis 60 Grad an Betrachtungs- oder Öffnungswinkel abdecken.

In einigen Foren kannst du nachlesen, dass Wärmebildkameras nicht am Tag genutzt werden können. Dies ist jedoch falsch. Die Sensoren erfassen einen Wellenlängenbereich, der außerhalb des sichtbaren Spektrums liegt. Von daher können Infrarotkameras durchaus auch am helllichten Tag verwendet werden. Dieser Irrglaube beruht auf der Tatsache, dass die Wärmebildkameras mit den Nachtsichtgeräten für den militärischen Bereich verwechselt werden. Diese Kameras verstärken geringe Lichtstärken bei Dunkelheit so stark, dass du dann Objekte im Dunkeln besser erkennen kannst. Bei Tageslicht kommt es bei diesen Geräten zu einer Überstrahlung, sodass du dann verständlicherweise nichts erkennen kannst.

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Was ist der Emissionsgrad?

Der Emissionsgrad ist für Wärmebildkameras von besonderer Bedeutung. Interessant ist, dass zum Beispiel jeder Körper eine Wärmestrahlung aussendet. Dabei muss dieser Körper über eine Eigentemperatur besitzen, welche über dem absoluten Nullpunkt liegt. Der Emissionsgrad zeigt dir an, wie viel Wärmestrahlung der bezeichnete Körper im Vergleich zu einem schwarzen Körper als idealen Wärmestrahler abgibt. Hier werden Werte zwischen 0 und 1 erreicht. Null steht für keine Absorption, 1 für eine hundertprozentige Absorption. Ein schwarzer Körper wird deshalb als idealer Wärmestrahler bezeichnet, da diese jegliche auf ihn treffende Strahlung vollständig aufnimmt bzw. absorbiert.

Für Wärmebildkameras ist die richtige Einstellung des Emissionsgrades wichtig, damit diese die richtige Temperatur von Oberflächen erfassen kann. Die Einstellung kann zwischen den Emissionskoeffizienten von 0 und 1 eingestellt werden. Ein schwarzer Körper besitzt immer einen sehr hohen Koeffizienten von 1. Alle übrigen Objekte erreichen einen Wert über Null und unter 1.

Folgende Beispiele soll dies verdeutlichen:

• Eisen besitzt einen Emissionsgrad von 0,24
• Papier besitzt eine Emissionsgrad von 0,9
• Glas besitzt eine Emissionsgrad von 0,91
• Die menschliche Haut besitzt eine Emissionsgrad von 0,97

Wenn bei einer Wärmebildkamera der Emissionsgrad falsch eingestellt ist, wirkt sich dies zwar nicht auf die Darstellung der Infrarotaufnahme aus, jedoch stellen die meisten Wärmebildkameras bei jeder Messung auch immer die korrekte Temperatur in Grad an. Aus diesem Grund musst du eine neue Wärmebildkamera zunächst kalibrieren. Moderne Kameras verfügen über eine Rastereinstellung in 0,01 Emissionsgrad-Schritten.

Kurzum kannst du nur mit richtigem Emissionsgrad bei einer Wärmebildkamera auch wirklich die richtige Temperatur von Oberflächen messen.

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Was sind Wärmebild Vorsatzgeräte?

Wärmebildvorsatzgeräte* werden häufig bei der Jagd eingesetzt. Sie werden zum Teil auch als Wärmebildkameras für Tagesoptiken bezeichnet. Diese Kameras lassen sich vor einer normalen Optik montieren, wie zum Beispiel vor einem Fernrohr oder ein Fotoobjektiv. Es handelt sich um recht anspruchsvolle Geräte, die mehr bieten als ein reines Nachtsichtgerät. Diese musst du immer auf die vorhandene Optik einstellen. Leider leidet darunter die Auflösung der gesamten Optik, da hierbei feinste Details verloren gehen.

Vorteilhaft ist, dass du mit einem solchen Vorsatzgerät auch am Tage Wärmequellen aufspüren kannst. Wenn diese Wärmebild Vorsatzgeräte zu 100 % mit der eigentlichen Optik kalibriert sind, bilden beide eine gemeinsame optische Achse. Dann kannst du sowohl durch die eigentliche Optik als auch durch Blick durch die Wärmebildkamera millimetergenau das Ziel anvisieren. Diese Vorsatzgeräte eignen sich bei Tag und Nacht zur Ermittlung von Wärmequellen. Nachts sind die Bilder etwas schärfer, da durch das fehlende Sonnenlicht die Umgebung etwas abgekühlt wird.

Beachten solltest du, dass Wärmbild Vorsatzgeräte relativ teuer sind. Gute Geräte fangen ab etwa 3.000 Euro an.

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Drohne mit Infrarotkamera

Quadrocopter oder Drohnen* sind vielfach mit einer Foto- und Videokamera bestückt. Damit kannst du eindrucksvolle Luftbildaufnahmen erstellen. Es gibt speziell für den Einsatz in der Land- und Forstwirtschaft kompakte Infrarotkameras, die mit Drohnen eingesetzt werden. Damit kannst du zum Beispiel vor der Bewirtschaftung eines Feldes erkennen, ob sich darin vielleicht ein hilfloses Rehkitz befindet. Dieses kann dann vor dem Einsatz eines Mähdreschers gerettet werden.

Ebenso eignen sich Drohnen mit Infrarotkamera sehr gut zur Effizienzmessung von Überland-Starkstromleitungen oder zur Überprüfung von Photovoltaikanlagen. Selbstverständlich kannst du damit im Gelände aus der Luft auch Tiere und Personen orten. Zu den Top-Drohnen mit hoher Tragfähigkeit gehört die DJI Phantom, die es aktuell in der 4. Version gibt.

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Handy als Infrarotkamera nutzen

Sowohl für iOS- als auch Android-Smartphones gibt es einfache Apps, mit denen sich eine Wärmebildkamera simulieren lässt. Dabei wird aber nur die Funktion einer Infrarotkamera vorgetäuscht. Die damit erstellen Fotos verändern hier lediglich die Farben und weisen diese ein typisches Falschfarbenmuster zu.

Es gibt aber auch optionale Hardware*, mit denen du dein Smartphone in eine echte Wärmebildkamera verwandeln kannst. Dabei handelt es sich um kleine Infrarotkameras, die mit deinem Smartphone verbunden werden. Die Kamera Seek Thermal kostet etwa 270 Euro und ist daher nicht ganz preiswert. Die Kamera FLIR One kostet sogar um die 300 Euro.

Diese IR-Kameras werden direkt an das Smartphone gesteckt und arbeiten mit einer speziellen App. Dabei werden unter anderem auch die richtigen Temperaturen auf dem Display angezeigt. Die IR-Kamera Seek Thermal ist etwas kleiner und kompakter ausgeführt als die FLIR One. Dafür punktet letztere aber mit zwei Kameraobjektiven.

Für den heimischen Bedarf zum Aufspüren von Wärmebrücken oder feuchten Stellen im Haus eignen sich beide Lösungen. Es ist schon erstaunlich, wie leistungsfähig heutige Smartphones sind und wie diese auch in eine Wärmebildkamera verwandelt werden können.

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Was kostet eine gute Infrarotkamera?

In vielen verschiedenen Preisklassen werden Infrarot- und Wärmebildkameras angeboten. Hier kommt es immer auf die Auflösung, Reichweite und Leistungsfähigkeit dieser Kameramodelle an.

Beispiele:

• Überwachungskameras mit Infrarot für den Außenbereich kosten ab rund 50 Euro aufwärts
• Wildkameras kosten ab etwa 60 Euro aufwärts
• Wärmebildmessgeräte fangen ab etwa 300 Euro aufwärts an
• Überwachungskameras für den Innenbereich gibt es schon ab 30 Euro aufwärts
• Wärmebild- und Nachtsichtgeräte für die Jagd fangen dagegen ab 3.000 Euro aufwärts an

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Infrarotkamera selber bauen

Sehr beliebt ist der Einplatinencomputer Raspberry Pi. Mit diesem kannst du sogar eine eigene Infrarotkamera bauen. Hierfür benötigt der Raspberry Pi das sogenannte NoIR-Modul. Dieses ist mit einem sogenannten Bayer-Filter ausgestattet. Dieser lässt sowohl Farben, aber auch den IR-Wellenbereich passieren. Infrarot-Aufnahmen wirken dann sehr rotlastig. Aus diesem Grund benötigst du noch einen weiteren Sperrfilter, der das normale Licht ausfiltert. Im Handel findest du diesbezüglich die sogenannten IR-Filter. Diese bewirken, dass nur noch der Infrarotanteil zum Bildsensor durchgelassen wird.

Für den Bau einer solchen Infrarotkamera benötigst du folgende Bauteile:

• den Raspberry Pi*
• ein 2,8 Zoll Touchscreen-Display*
• das NoIR-Kameramodul*
• eine SDHC-Speicherkarte mit 16 GB*
• ein WLAN-Modul*
• einen Step-up-Ring* für den IR-Filter
• den IR-Filter IR720*
• ein Akku-Pack*
• ein Gehäuse*
• ein USB-Kabel* für die Stromversorgung

Im Internet gibt es für den Raspberry Pi zahlreiche Anleitungen, mit denen du Schritt-für-Schritt aus diesem kleinen Computer eine günstige Infrarotkamera basteln kannst. Der vorgenannte Step-up-Ring dient übrigens dazu, dass du am Kameramodul einen Infrarot-Filter anschließen kannst. Dieser ist mit einem Schraubgewinde mit gewünschtem Durchmesser erhältlich.

Die Leistung reicht für den Hausgebrauch vollkommen aus. Wenn du jedoch hochwertige Infrarotaufnahmen machten möchtest, dann kommst du um eine professionelle IR-Kamera bzw. eine Wärmebildkamera kaum herum.

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