Fototechnik allgemein Infrarotphotographie / Wärmeabstrahlung

[ghl]

Hallo !
Kann man die Wärmeabstrahlung eines Hauses durch Digitalphotos sichtbar machen?
Hat jemand praktische Erfahrung und kann hier etwas berichten zur Infrarotphotographie mit Digitalkameras?
Dieses Thema könnte so manchen Forumsteilnehmer interessieren (Isolierung, Heizkosten sparen, Energiepass, Hauskauf, Hausverkauf, etc.).

 

[Juergen_net]

AW: Infrarotphotographie / Wärmeabstrahlung

Hallo Gerhard,

mit Glaslinsen und Photoimagern, also herkömmlicher Phototechnik geht da nichts. Nach Planckschem Strahlungssatz (http://de.wikipedia.org/wiki/Plancksches_Strahlungsgesetz) bzw. Wienschem Verschiebungssatz liegt die Maximalintensität von Wärmestrahlung von 290K etwa bei 10 µm, wohingegen sichtbares Licht bei ca. 0,78 µm endet. Nahinfrarot bis ca. 1 oder 1,1 µm können die Imager noch sehen und das geht auch noch ordentlich durch Glas durch.
Ferninfrarot von 10 µm geht durch Glas praktisch nicht mehr durch und erfordert auch andere "Imager" wie z.B. Bolometer- oder Thermopile-Arrays.

Gruss

Juergen

 

[ghl]

AW: Infrarotphotographie / Wärmeabstrahlung

Hallo Jürgen,

also wird IR durch das übliche optische Material der Fotolinsen zu stark absorbiert. Gibts denn CaF2 oder LaF3 Optiken? (Da müsste IR durchgehen). Ich hatte gehofft, dass mein Nikkor Zoom 18-200 für diesen Zweck gerade noch tauglich wäre.

Dann bleibt aber auch noch die zweite Frage übrig: sind die Sensoren empfindlich für IR?

Wenn ja, dann gäbe es noch eine verwegenere Lösung meines Problems: "Lochkamera" nach Kuni-R (aber mit Rotfilter). Damit müsste man IR erfassen können.

Wie ist denn so ein Imager aufgebaut, denn Du beschrieben hast?

Man kann doch jetzt recht preiswert Nachtsichtgeräte / Restlichtverstärker kaufen. (Da gibts doch auch Geräte aus der Waffentechnik). Mit einem geeigneten Adapter könnte man die vielleicht als Objektive verwenden können.

Was sagt denn die Physik dazu? Die zitierten Grundgesetze kenne ich noch einigermassen (>95 Semester her) - muss erstmal nachlesen, wie Thermopile und Bolometer funktionieren.

 

[Juergen_net]

AW: Infrarotphotographie / Wärmeabstrahlung

also wird IR durch das übliche optische Material der Fotolinsen zu stark absorbiert.

Ferninfrarot von 10 µm ja, bei Glas ist i.A. jenseits der 5 µm Schluss z.B. http://www.schott.com/epackaging/german/products/special_glasses/reed_switches/transmission.html

Gibts denn CaF2 oder LaF3 Optiken? (Da müsste IR durchgehen). Ich hatte gehofft, dass mein Nikkor Zoom 18-200 für diesen Zweck gerade noch tauglich wäre.

Genau, oder auch Ge. Aber halt nur für die speziellen Wärmebilkameras oder Pyrometer. Nicht für Deine Nikon.

Dann bleibt aber auch noch die zweite Frage übrig: sind die Sensoren empfindlich für IR?

Der Si-Sensor Deiner Nikon nicht. Der Photoeffekt in Si ist gut für sichtbares Licht, bes. rot und das direkt angrenzende Nahinfrarot (ca. 1 µm), s. http://micro.magnet.fsu.edu/primer/digitalimaging/digitalimagingdetectors.html.

Wie ist denn so ein Imager aufgebaut, denn Du beschrieben hast?

z.B. Ein Array von Bolometern oder Thermopiles. Bolometer sind Widerstände ganz kleiner Bauart, die thermisch rel. gut isoliert befestigt sind. Sie werden durch die Strahlung aufgeheizt und verändern ihren Widerstand minimal. Das wird ausgewertet. Keine einfache Sache, wie Du Dir vorstellen kannst. Desalb recht teuer.
Alternativ kann ein Array von Piles (Stacks) von (Mikro)Thermoelementen verwendet werden. Auch hier sorgt zuerst die IR-Absorption für die Erwärmung der Sensoren.
Oder ein Array von pyroelektrischen Sensoren.

Man kann doch jetzt recht preiswert Nachtsichtgeräte / Restlichtverstärker kaufen. (Da gibts doch auch Geräte aus der Waffentechnik). Mit einem geeigneten Adapter könnte man die vielleicht als Objektive verwenden können.

Es gibt zwar Wärmebildkameras als Nachtsichtgeräte, die aber sind nicht wirklich preiswert. Ausserdem sind die meist auf Entfernungen von hunderten von Metern, ja sogar 10 Kilometern ausgelegt. Du möchtest aber ein ganzes Haus sehen und das auch noch in Falschfarben angezeigt bekommen. Dafür gibt es spezielle kommerzielle Geräte. Solche werden übrigens auch zur Leckortung bei Wasserschäden in Wänden eingesetzt (Verdunstungskälte).
Was man - meist aus "russischer" Produktion - bekommt, sind sogeannte Restlichtverstärker und bedienen den sichtbaren Bereich. Die sind wiederum ganz anders aufgebaut. Etwa wie eine Kombination aus Vidikon und Braunscher Röhre, mit einem Hochspannungfeld zur Verstärkung. Dazu noch eine Multi-Channel-Platte. Die hat ganz viele kleine leicht schräg in den Strahlengang gestellte Röhrchen in denen eine zusätzliche Verstärkung durch Sekundärelektronenvervielfachung stattfindet, http://de.wikipedia.org/wiki/Bildverstärker. Eine zivile Applikation im Mikroskop ist hier schön erklärt http://micro.magnet.fsu.edu/primer/digitalimaging/digitalimagingdetectors.html

Soweit ich weiss wird die Überprüfung des Hauses auch als Dienstleistung angeboten. Sicher billiger als das Equipment kaufen....

Gruss

Jürgen

 

[ghl]

AW: Infrarotphotographie / Wärmeabstrahlung

Hallo Jürgen, danke für Deine Hinweise. Habe Deine Zitate und auch eine Reihe von Sekundär- und Tertiärzitaten verfolgt. Interessanter Themenkreis! Besonders TIR. Schöner Arikel unter: http://www.bio-geo.uni-karlsruhe.de/ifgg1/lehre/lehrmaterial/stadt/fernerkundung.pdf
Fazit: man wird wohl ca. >1000 Euro ausgeben müssen für eine offizielle quantitative Wärmeanalyse des Hauses. (Ich verstehe die Gesetzeslage so, dass dies allgemeine Pflicht wird). Übrigens Fotos im NIR mit Powershot wurden in einem der threads beschrieben. Das genügt aber nicht für den hier angestrebten Zweck.

 

[Juergen_net]

AW: Infrarotphotographie / Wärmeabstrahlung

Hallo Gerhad,

wirklich schöner zusammenfassender Artikel aus meiner alten Alma Mater.
Wenn ich die bauliche Zukunft richtig einschätze, dann müssen die Nachweise nur bei baulichen Veränderungen erbracht werden. Wie das dann gemacht werden muss, wird man sehen.

Was technische Potographie mit NIR betrifft: Der Grossvater eines Kollegen war Berufsphotograph und hat viele Maschinen für Prospekte in NIR photographiert. Nicht aus künstlerischen Gründen. Aber natürlich gab es schon damals Zeitdruck und die Prospektphotos mußten aufgenommen werden, als die Maschinen noch nicht richtig lackiert waren. Dafür war und ist NIR auch gut.

Gruss

Juergen

 

[Asterix]

AW: Infrarotphotographie / Wärmeabstrahlung

Hallo GHL,

wie Jürgen schon sehr schön erläutert hat sind IR-Aufnahmen die die Wärmestrahlung aufnehmen mit einer Digitalkamera nicht machbar. Dafür gibt es die speziellen Thermografiekameras.

Die haben dann auch spezielle Optiken und nehmen Temperaturbereiche von - 40° bis + 500° Celsius auf. Dies wird nur durch spezielle Detektoren im inneren der Kamera möglich.

Solch eine Kamera variiert dann im Preis von ca. 6000 - 40000 Euro, je nach Anforderung.

1000 Euro für eine Gebäudeanalyse sind aber schon sehr teuer.

Wir bieten für unsere Kunden im näheren Umkreis diese Dienstleistung für 290,00 Euro je Stunde an. In der Regel benötigt man für die Aufnahmen an einem Ein- u. Zweifamilienhaus auch nicht länger wie eine Stunde.

In dem Preis ist dann auch die Erstellung des Thermografiereportes mit zusätzlichem Digitalbild und Analyse der Wärmebrücken enthalten.

Hier mal ein Bild von einem Gebäude (Doppelhaushälfte). Linke Seite gedämmt, rechte Seite ungedämmt.

 

[ghl]

AW: Infrarotphotographie / Wärmeabstrahlung

Hallo Alex,

schöne, überzeugende Demo mit dem Thermobild. Schade, dass ich nicht mehr in der Nähe von Neustadt sondern hier im regnerischen Niederrheingebiet lebe. 290 Euro wäre mir das Experiment schon wert - aber keine 1000 ! Ich höre mich also hier im Bereich Düsseldorf/Hilden nochmals um nach vernünftigen Gutachtern
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Was ich nicht verstehe, ist der weitgespannte Temperaturbereich dieser Spezialkameras. Damit könnte man Industrieanlagen kontrollieren. Aber die Abstrahlung eines Wohnhauses wird sich doch bestenfalls zwischen Jahres-Max-und Jahres-Min-Temperaturen bewegen, also eine ca. 10 mal kleinere Spannweite haben. Geht das nicht auf Kosten der Genauigkeit? Wie gross ist denn die Auflösung? z. B. 1 Grad (oder gar noch besser) ?

 

[Asterix]

AW: Infrarotphotographie / Wärmeabstrahlung

Hallo GHL,

unsere Kamera hat eine Meßgenauigkeit von + - 2% und eine Thermische Empfindlichkeit von < 0,1° C. Sie ist demenstprechend auch für die Industrie- und Elektrothermografie geeignet.

Es gibt aber auch Kameras welche eine geringere Empfindlichkeit aufweisen, und speziell für die Gebäudethermografie entwickelt wurden. Die Thermische Empfindlichkeit liegt ab meistens ebenfalls im Bereich der unseren.

Frag mal eventuell deinen örtlichen Energieversorger an, ob die nicht solche Aufnahmen anbieten.
Wichtig ist aber zu beachten, falls du ein Pauschalangebot von irgendjemandem erhältst, was dieses alles beeinhaltet. Also wie viele Bilder werden erstellt usw.

Deshalb gibt es bei uns Stunden- oder auch Tagessätze (Bei mehreren Objekten eines Auftraggebers).
Da werden so viele Aufnahmen erstellt wie tatsächlich nötig sind um das Gebäude zur gänze aufzunehmen. Das können dann mal locker 30-60 Bilder sein, die dann in einem Bericht mit je 2 Bildern je Seite dargestellt werden.

Ich kenne Angebote auf Pauschalbasis wo nur 3 - 5 Bilder mit einer dazugehörigen Miniauswertung erstellt werden. Die Kosten dann aber auch schon um die 100,00 Euro rum.

Hier ist also Wachsamkeit geboten , für welche Leistung man sein Geld ausgibt.