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--- mess:thermometer [2019/03/21 13:16] – [Infrarotthermometer / Pyrometer] sarina
+++ mess:thermometer [2019/10/18 14:56] – sarina
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 „Am Sonnenplatz unter der Lampe muss es 40°C warm sein“ – gerade die Temperatur am Sonnenplatz wollen viele Reptilienhalter messen. Dabei handelt es sich hier gar nicht um eine Temperatur. Eigentlich ist der Wunsch, dass am Sonnenplatz so viel Wärmestrahlung vorhanden ist, dass die Tiere sich gut auf Betriebstemperatur aufwärmen können. Aber Wärmestrahlung an sich, kann ein Thermometer nicht messen.
 [{{ :ir:temperaturen.jpg?300|Temperaturmessung unter einer Lampe mit verschiedenen Thermometern\\ Foto: Nicole Welz, www.nicoles-halsbandleguane.de}}]
 Viele Terrarianer messen daher die Oberflächentemperatur eines schwarzen Schiefersteins am Sonnenplatz. Wichtig ist, dass es eine Zeit dauert, bis der Stein seine maximale Temperatur erreicht hat. Je nach Größe des Steins und den Gegebenheiten im Terrarium muss man auch mal eine Stunde warten, bis die Temperaturmessung realistisch ist. Wichtig ist auch, dass ein schwarzer Schieferstein unter der Wärmelampe eine deutlich höhere Temperatur erreichen wird, als z.B. cremefarbener Sand oder Kork. Wenn man Temperaturen unter dem Sonnenplatz vergleicht, muss man immer auch vergleichen, wie diese Temperatur gemessen wurde.
+Ein zweites Problem: Auch wenn ein Stein oder ein Stück Holz unter der Lampe gut warm werden, muss das für ein Reptil nicht auch gelten. Eine Untersuchung hat gezeigt, dass Warane unter einer Ultravitalux sehr viel schneller aufgewärmt sind als unter einem Arcadia-Deep-Heat-Projector (IRB-Strahlung von einer Karbonglühwendel), obwohl in beiden Fällen am Sonnenplatz 40°C gemessen wurden. {{wkx>1112}}
 Eine andere Möglichkeit besteht darin, die sichtbare Wärmestrahlung mit einem Luxmeter zu messen. Bei HQI-Lampen sind Wärmestrahlung im sichtbaren und Infraroten Bereich zusammen sonnenähnlich, wenn das Luxmeter um die 100‘000 Lux anzeigt.
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 {{:mess:ir_8_14_a.png?440|}}{{:mess:ir_8_14_b.png?230|}}
+Für reale Gegenstände ist die Rechnung komplizierter. Reale Gegenstände haben maximal ein ε(λ) = 1, in vielen Fällen ist ε(λ) < 1. Reale Gegenstände strahlen also meist weniger Wärmestrahlung ab. Ich hätte als Beispiel hier gerne einen terraristisch relevanten Gegenstand gezeigt aber nur wenige Daten in der Literatur gefunden. Daher hier das Spektrum der Wärmestrahlung der Erde. Dieses wurde in {{wkx>1096}} gemessen.
+[{{ :ir:turner2012.png?700 |Wärmestrahlung der Erde im Vergleich zur Wärmestrahlung eines idealen Gegenstands mit 7°C Oberflächentemperatur}}]
+In weiten Bereichen strahlt die Erde oder die Erdatmosphäre wie ein idealer Gegenstand (Plankscher Strahler) mit 7°C Oberflächentemperatur. Bei Wellenlängen größer als 35 µm stimmt die Intensität fast exakt überein. Für diese Wellenlängen gilt ε=1. Bei anderen Wellenlängen strahlt die Erde aber deutlich weniger Wärmestrahlung ab, als sie es von ihrer Temperatur her eigentlich müsste. Die Erde hat als realer Gegenstand einen Emissionsgrad ε < 1. Das ist besonders deutlich um 10 µm Wellenlänge herum. Hier strahlt die Erde fast gar keine Wärmestrahlung ab, obwohl man allein von der Temperatur her bei etwa 10 µm das Strahlungsmaximum erwarten würde. Mit einem gängigen IR-Thermometer, das bei 8 - 14 µm arbeitet, könnte man die Temperatur der Erdatmosphäre vom Weltraum aus nicht messen!
 Die abstrahlte Wärmestrahlung hat ihr Maximum bei Gegenständen zwischen 0 °C und 100 °C Oberflächentemperatur zwischen 10,6 µm und 7,8 µm und für Gegenstände zwischen 500 °C und 1000 °C zwischen 4 µm und 2 µm. Je nach Anwendung gibt es Pyrometer in verschiedenen Wellenlängenbereichen:
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   * 4,5 µm Wellenlänge verwendet man für die Messung an Flammengasen.
   * Bei 3,9 µm Wellenlänge kann man andererseits durch Flammen hindurch die Temperatur von Werkstücke in Öfen messen.
 Die Infrarotstrahlung wird falls nötig auf den passenden Wellenlängenbereich gefiltert und dann mit einer Linse, die für diese Wellenlänge geeignet ist, auf einen Detektor gebündelt. Als Detektoren können pyroelektrische Sensoren oder and Thermosäulen genutzt werden.