Temperaturmessung ohne Berühru

Seit Eisen geschmiedet wird, ist für den Schmied die Farbe des glühenden Eisens ein Maß für dessen Bearbeitbarkeit, die in direktem Zusammenhang zur Temperatur steht. Erfahrene Stahlwerker und Schmiede können deshalb aufgrund der Helligkeit und Farbe von glühendem Metall oder Metallschmelzen erstaunlich zutreffende Temperaturschätzungen abgeben. Die Ausnutzung dieses Zusammenhangs zwischen der Strahlung eines Körpers und seiner Temperatur führte nach seiner wissenschaftlichen Erforschung vor allem durch Max Planck, Wilhelm Wien und Ludwig Boltzmann zur pyrometrischen Messung.
Das erste brauchbare Strahlungsthermometer (Spektralpyrometer) stellte Henri Luis Le Chatelier im Jahre 1892 her. Entwickelt hat er es vor allem zur Messung sehr hoher Temperaturen (weit über 1000°C), bei denen andere Messverfahren weitgehend versagen. Andererseits war es zu dieser Zeit auch noch nicht möglich, im nicht sichtbaren Bereich der Strahlung zu messen.

Messprinzip

Das Prinzip des Strahlungsthermometers beruht auf der berührungslosen Erfassung der von einem Körper abgegebenen Thermostrahlung. Diese steht in einem direkten Zusammenhang zur Temperatur des Körpers. Allerdings wird dabei der Idealfall vorausgesetzt, dass der betrachtete Körper alle auf ihn treffende Strahlung absorbiert und als Strahlungsenergie wieder abgibt.
In der Realität hängt die Menge der von einem Körper abgegebenen Strahlung sowohl von seiner Temperatur als auch von seinen Material- und Oberflächeneigenschaften ab. Bei Messungen müssen seine Emissionseigenschaften bekannt sein und in die Auswertung des Messergebnisses einbezogen werden. Die Bestimmung des Emissionsgrades ist für reale Körper jedoch schwierig. Für viele Messanwendungen sind deshalb in Tabellen zusammengefasste Werte verfügbar. Am Strahlungsthermometer vor der Messung eingestellt, werden diese so bei der Messung berücksichtigt.

Bauarten

Aus dem äußeren Erscheinungsbild eines Spektralthermometers kann nicht geschlossen werden, um welche Kategorie dieser Messgerätegruppe es sich im Einzelnen handelt. Der Unterschied besteht jeweils in den speziell eingesetzten optischen Linsen und Filter, die den auszuwertenden Strahlungsbereiches bestimmen.

Teilstrahlungsthermometer

Unter dem Begriff Teilstrahlungsthermometer sind Spektralthermometer und Bandstrahlungsthermometer zusammengefasst.
Spektralthermometer konzentrieren sich auf eine Wellenlänge im Strahlungsspektrum ("ein-farbige" Strahlung). Bandstrahlungsthermometer werten einen kleinen Ausschnitt aus dem Spektralbereich aus. Verschiedene Verfahren dieses Messprinzips sind seit ca. 1900 bekannt.

Gesamtstrahlungsthermometer

Im Gesamtstrahlungsthermometer wird die Summe der abgegebenen Strahlungsenergie über den gesamten Spektralbereich (alle Wellenlängen) ausgewertet. Dies hat zwar den Vorteil eines weiten Messbereiches, geht aber mit dem Nachteil von großer Messungenauigkeit einher. Das erste gebrauchsfähige Muster eines Gesamtstrahlungsthermometers wurde 1902 durch Charles Fery in Frankreich vorgestellt.

Quelle: Mitglieder des Fördervereins "Thermometermuseum Geraberg" e.V. und
Frau Lamprecht, Zentrum für Thüringer Landeskultur e.V.