Meteorologisches Praktikum (Modul B2 und B3)Versuch 7:

Infrarotstrahlung

A. Grundlagen:

siehe Anhang Theorie!, Solare und terrestrische Strahlung, Plancksches Strahlungsgesetz,Stefan-Bolzmann-Gesetz, Wiensches Verschiebungsgesetz, Kirchhoffsches Strahlungsge-setz, Schwarze Korper, graue Korper, Emmissivitat, Absorptivitat, Reflektivitat, Transmis-sivitat, Funktionsweise eines IR-Strahlungsthermometer, Strahlungstemperatur, Bestim-mungsgleichungen fur Emmissivitat, Reflektivitat und Transmissivitat sind vor demPraktikum im Rahmen der Vorbereitung zu erstellen.

B. Liste der Gerate

IR-Thermometer (Batterie kontrollieren, ϵ = 1.0 einstellen), drei Materialproben (mon-tiert), drei Materialproben (tiefgekuhlt), eine Folienprobe, Psychrometer

C. Versuchsaufbau, Durchfuhrung und Auswertung

VorbereitungenZur Vorbereitung der Messungen, bestimmen Sie die Große der Messflache fur das IR-Thermometer in Abhangigkeit von der Entfernung zum Messobjekt. Verwenden sie da-zu die Herstellerangaben und stellen sie die Abhangigkeit grafisch dar. Bei allen folgen-den Messungen muss der Abstand zwischen IR-Termometer und Messobjekt entsprechendgewahlt werden.Bestimmen Sie weiterhin die Umgebungstemperatur/Raumtemperatur Tu mittelsIR-Thermometer und Psychrometer.Beim IR-Thermometer ist wahrend des gesamten Versuchs die Emissivitat auf ϵ = 1.0

einzustellen.

1. Bestimmung der Emissivitat und Reflektivitat undurchlassiger Objekte bei To < Tu

Bestimmen Sie die Strahlungstemperatur TIR vorgegebener Objekte (Materialien: Alumini-um, Plexiglas, Glas) in der Tiefkuhltruhe unmittelbar nach dem Offnen des Deckels mittelsIR-Thermometer. Die schematische Versuchsanordnung ist in Abb. 1 dargestellt. Achten

2

Sie auf den Offnungswinkel des IR-Thermometers und darauf, dass reflektierte Strahlungnicht durch ihre Hand bzw. durch den Deckel der Tiefkuhltruhe die Messung beeinflusst.Als Kontrolle kann sehr gut der Laserstrahl des IR-Thermometers dienen.Bestimmen Sie gleichzeitig die Objekttemperatur To durch Ablesen des Hg-Thermometersin der Kuhltruhe. Die Objekte werden sich relativ schnell erwarmen. Wiederholen Sie des-halb ihre Messungen der Strahlungstemperatur TIR und Objekttemperatur To siebenmal.Die Messungen sind zu mitteln. Allerdings ist nicht die Temperatur sondern die Strah-lungsflussdichte zu mitteln. Die Mittelung erfolgt dementsprechend nach Gl. 1 mit T 4.Verwenden sie Gleichung 14 und 5 um die Emissivitat ϵ und die Reflektivitat ρ fur alle dreiMaterialien aus den gemessenen Temperaturen zu berechnen.

2. Bestimmung der Emissivitat und Reflektivitat undurchlassiger Objekte mit To =

Tu durch Reflektion eines EisblocksIm Praktikumsraum stehen nochmals drei Objektproben aus gleichem Material zurVerfugung, die sich an die Raumtemperatur angeglichen haben. Uberprufen sie die Strah-lungstemperatur der Objekte TIR, die im thermischen Gleichgewicht gleich der Umge-bungstemperatur Tu sein muss.Bestimmen Sie die Strahlungstemperatur Teis eines bereitgestellten Eisblockes direkt mit-tels IR-Thermometer. Der Eisblock soll dabei soweit angetaut sein, dass ein Wasserfilm aufder Eisoberflache liegt. In dem Fall ist eine Eigentemperatur der Oberflache von Tnull =

0◦ C anzunehmen. Vergleichen sie den gemessenen Wert mit dem theoretischen Wert, deraus Tnull und Tu berechnet werden kann (Emissivitat von Wasser ϵH2O = 0.96. Fur allweiteren Berechnungen ist dieser theoretische Wert zu verwenden, da die Unsicherheit desIR-Thermometers bei Temperaturen um 0◦ C zu nimmt.Nun positionieren Sie diesen Eisblock vor den Objekten und wiederholen die Messung,indem Sie die Strahlungstemperatur der Objekte TIR dort bestimmen, wo der Reflex desoberflachlich schmelzenden Eisblocks zu erkennen ist. Achten Sie auf den Offnungswinkeldes IR-Thermometers.Verwenden sie Gleichung 15 und 5 um die Emissivitat ϵ und die Reflektivitat ρ fur alledrei Materialien aus den gemessenen Temperaturen zu berechnen. Vergleichen Sie die Er-gebnisse mit der ersten Messmethode, bei der die Objekte in der Tiefkuhltruhe positioniertwaren. Stellen Sie eine Fehlerrechnung fur die Messungen mit der Aluminiumplatte undder Glasplatte an. Vergleichen Sie die Fehler beider Messmethoden und urteilen Sie wel-che Methode geeigneter ist. Welcher Parameter ist hier entscheidend um den Fehler derMessung zu verringern?

3

oT

T

uT

IRT

Abbildung 1: Versuchsaufbau fur die Messung bei undurchlassigen Objekten mit To < Tu.

uT

TIRT

eisT

Abbildung 2: Versuchsaufbau fur die Messung bei undurchlassigen Objekten mit Reflektion einesEisblocks

T

uT

T

eisT

IRT

uT

Abbildung 3: Versuchsaufbau fur die Transmissivitatsmessung durchlassiger Objekte.

4

3. Bestimmung der Emissivitat, Reflektivitat und Transmissivitat eines durchlassigenObjektsAls viertes Objekt steht eine Plastefolie zur Verfugung, die IR-Strahlung teilweisedurchlasst. Aus zwei Messungen sind Emissivitat, Reflektivitat und Transmissivitat derFolie zu bestimmen. Positionieren Sie dazu den Eisblock zuerst hinter die Plastefolie undfuhren Sie eine weitere IR-Temperaturmessung TIR,1 in Richtung des Eisblocks durch dieFolie hindurch aus. Fur die zweite Messung positionieren Sie den Eisblock vor die Folieund messen die Strahlungstemperatur TIR,2 der Folie im Reflex des Eisblocks. Die Spie-gelung ist schlecht zu erkennen. Suchen Sie deshalb mit dem IR-Thermometer nach derkaltesten Stelle.Berechnen Sie die Transmissivitat, Emissivitat und Reflektivitat der Folie unter Verwen-dung der Gleichungen 18, 20 und 5.

4. Bestimmung der Richtungsabhangigen Emissivitat, Reflektivitat undurchlassigerObjekte

Verwenden sie den Versuchsaufbau von 2. und untersuchen sie die Richtungsabhangigkeitder Emissivitat von Glas und Aluminium. Legen sie dazu den Winkelmesser auf den La-bortisch und richten den Eisblock und IR-Thermometer entsprechend symmetrisch aus.Fuhren sie Messungen bei 20◦, 40◦, 60◦, 70◦ und 80◦ zur Normalen durch. Berechnen siejeweils die Emissivitat und stellen diese fr beide Materialien in geeigneter Form dar.

E. Anlagen

• Bedienungsanleitung IR-Thermometer

• Anhang Theorie

D. Literatur

Petty, G.: A First Course in Atmospheric Radiation, 2nd Edition, Sundog Publishing, Madison,Wisconsin, 460 pp, 2006

Jelle, B. P., Kalnaes, S., E., Gao, T., Low-emissivity materials for building applications: A state-of-the-art review and future research perspectives, Energy and Buildings, 96, 329-356,https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2015.03.024, 2015

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Anhang Theorie

Grundlagen

Ein schwarzer Korper ist in der Physik ein idealisierter Korper, der auf ihn treffende elektroma-gnetische Strahlung bei jeder Wellenlange vollstandig absorbiert, somit auch sichtbares Licht alsTeil der solaren Strahlung (λ = 0.2–5µm) und terrestrische Strahlung (λ = 3–100µm). Er lasstkeine Strahlung hindurch und spiegelt oder streut nichts. Das Stefan-Boltzmann-Gesetz gibt an,welche Strahlungsleistung (Strahlungsenergiefluss Φ) ein schwarzer Korper pro Flache A bei einerabsoluten Temperatur T emittiert. Ausgedruckt als Strahlungsflussdichte F in W m−2 gilt,

FBB = σ · T 4, (1)

mit der Stefan-Bolzmann-Konstante σ = 5.67 × 10−8 W m−2 K−4. Die Strahlungsleistung einesschwarzen Korpers ist somit proportional zur vierten Potenz seiner absoluten Temperatur. Eine Ver-dopplung der absoluten Temperatur bewirkt, dass die emittierte Strahlungsleistung um den Faktor16 ansteigt.Das Stefan-Boltzmann-Gesetz gilt in der obigen Form nur fur schwarze Strahler. Ist ein nicht-schwarzer Strahler gegeben (’grauer Korper’ fur richtungs- und wellenlangenunabhangige Emis-sion), ist die emittierte Strahlungsleistung FGB geringer, FGB ≤ FBB. Aus dieser Abstrahlcharak-teristik definiert sich die Emissivitat ϵ eines Korpers,

ϵ =FGB

FBB; FGB = ϵ · σ · T 4. (2)

Die Emissivitat ϵ ist materialabhangig und liegt zwischen 0.012 und 0.98. Tatsachlich ist der Emis-sionsgrad wellenlangen-, richtungs- und temperaturabhangig. Damit ist die gesamte Strahlungslei-stung nicht mehr streng proportional zur vierten Potenz der absoluten Temperatur. Wir beschrankenuns hier aber auf einen kleinen Temperaturbereich zwischen 255 und 360 K und nehmen ϵ alstemperaturunabhangig an.Nach den Kirchhoffschen Strahlungsgesetz gilt insbesondere fur die terrestrische Strahlung imthermischen Gleichgewicht, dass die Absorption von Strahlung einer Wellenlange, definiert durchdie Absorptivitat A, gleich der Emissivitat ϵ ist,

A(λ) = ϵ(λ). (3)

Betrachtet man unterschiedliche Spektralbereiche gilt diese Beziehung nicht mehr, insbesondere furMaterialien die elektrisch leitfahig sind. So ist zum Beispiel der Absorptionsgrad fur solare Strah-lung Asol verschieden von der Emissivitat terrestrischer Strahlung ϵterr, wie in folgender Tabelledargestellt.

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Material Absorpt. solare Strahl. Asol Emissiv. terrestr. Strahl. ϵterrDachpappe (schwarz) 0.82 0.91Ziegel (rot) 0.75 0.93zinkweiß (Farbe) 0.22 0.92Schnee (sauber) 0.20..0.35 0.95Chrom (poliert) 0.40 0.07Gold (poliert) 0.29 0.026Kupfer (poliert) 0.18 0.03Kupfer (oxidiert) 0.70 0.45

Im Praktikumsversuch beschranken wir uns auf die Untersuchung terrestrischer Strahlung womitGl.3 gultig ist. Die Emissivitat weitere im Praktikum verwendeter Materialien sei in folgender Ta-belle gegeben.

Material Temperatur ◦ C Emissivitat ϵ

Aluminium (poliert) 50–100 0.04-0.06Aluminium (oxidiert) 50–500 0.2–0.3Glas 20–100 0.91–0.94Eis (glatt) 0 0.97Wasser (Schicht <0.1 mm) 0–100 0.95–0.98Kunststoff (Schicht <0.1 mm) 0.85–0.95

Die Emissivitt besitzt eine Richtungsabhangigkeit die abhangig vom jeweiligen emittierenden Ma-terial ist. Glas z.b. emittiert starker senkrecht zu Emissionsrichtung wahrend Aluminium eher beiflachen Winkeln emittiert. Beispiele der richtungsabhangigen Emissivitat sind in Abb. 4

Abbildung 4: Richtungsabhangige Emissivitat von verschiedenen Materialien(www.moistureview.com).

7

Ist der Absorptionsgrad eines Korpers kleiner 1 (grauer Korper), wird ein Teil der auf den Korpereinfallenden elektromagnetischen Strahlung reflektiert oder durchgelassen (transmittiert). Die Re-flektion wird durch die Reflektivitat des Materials R und die Transmission durch die Transmissivitatdes Materials T characterisiert. Auf Grund der Energieerhaltung gilt,

R+ T +A = 1. (4)

Da nach Kirchoff im terrestrischen Wellenlangenbereich die Absorption gleich der Emission ist,(A = ϵ), gilt fur die Energieerhaltung ebenfalls,

R+ T + ϵ = 1. (5)

Fur die von einem Korper emittierte, reflektierte oder transmittierte Strahlung lasst sich eine effek-tive Strahlungstemperatur TIR berechnen. Dazu wird die vom Korper ausgehende bzw. gemes-sene Strahlungsflussdichte FIR unter Annahme eines schwarzen Korpers, ϵ = 1, mit dem Stefan-Bolzman-Gesetzes in eine Temperatur umgerechnet,

TIR =

(FIR

σ

) 14

(6)

Diese Temperatur entspricht den von IR-Thermometern gemessenen Werten unter Einstellung einesEmissionsgrads von ϵ = 1.

Beschreibung der Messkonfiguration

Die am IR-Thermometer empfangene Strahlungsflussdichte FIR lasst sich im Allgemeinen aus denAnteilen der emittierten Fem, reflektierten Fref und transmittierten Strahlung Ftrans zusammensetz-ten (Abb.5 (1)),

FIR = Fem + Fref + Ftrans. (7)

Jede Komponente lasst sich unter Definition der jeweils zugehorigen Temperatur durch das Stefan-Bolzman-Gesetz ausdrucken. Nach Kurzen der Stefan-Bolzmann-Konstante ergibt sich,

T 4IR = ϵ · T 4

em +R · T 4ref + T · T 4

trans. (8)

Durch korrekte Auswahl der entsprechenden Temperaturen Tem, Tref und Ttrans lassen sich alleMesskonfigurationen beschreiben.

8

T(1)

transT

, , !

emT

IRT refT

(2)

, , !=0

oem TT

IRT uref TT

(3)

, , !=0

uem TT

eisref TT

IRT

(4)

eistrans TT

, , !

uem TT

IRT uref TT

TT (5)

utrans TT

, , !

uem TT

eisref TT

IRT

Abbildung 5: Illustration der verschiedenen Messkonfigurationen.

9

1. Objekt im Temperaturgleichgewicht Siehe Abb. 5 (1). Sowohl Objekttemperatur Tem,Temperatur hinter dem Objekt Ttrans als auch die Temperatur vor dem Objekt Tref entsprechennach Einstellung des thermischen Gleichgewichts der Umgebungstemperatur Tu,

Tem = Tu Ttrans = Tu Tref = Tu. (9)

Damit ergibt sich aus Gl. 8 und der Energieerhaltung Gl.5,

T 4IR = ϵ · T 4

u +R · T 4u + T · T 4

u , (10)

T 4IR = (ϵ+R+ T ) · T 4

u , (11)

T 4IR = T 4

u . (12)

2. Undurchlassiges Objekt (T = 0) in warmer Umgebung Fur undruchlassige Objektemit Transmissivitat T = 0 vereinfacht sich Gleichung 8 zu,

T 4IR = ϵ · T 4

em +R · T 4ref . (13)

Das Objekt habe eine Objekttemperatur To, die sich von der Umgebungstemperatur Tu unterschei-det (Abb.5 (2)). Emission findet demnach mit Tem = To und Reflektion mit Tref = Tu statt, wo-durch sich folgende Bilanz ergibt,

T 4IR = ϵ · T 4

o +R · T 4u . (14)

3. Reflektion von einem Gegenstand mit abweichender Temperatur an einem un-durchlassigen Objekt im Temperaturgleichgewicht (T = 0) Das undruchlassige Objektsei im thermischen Gleichgewicht mit der Umgebung, Tem = To = Tu. Davor wird ein Gegenstand(Eisblock) positioniert, dessen Temperatur von der Umgebungstemperatur abweicht, Teis = Tu

(Abb.5 (3)). Die Messung von TIR findet im Reflex des Gegenstandes statt, Tref = Teis. Damiterhalt man fur die Bilanzgleichung,

T 4IR = ϵ · T 4

u +R · T 4eis. (15)

Zu beachten ist hier, dass Teis die Strahlungstemperatur des Eisblocks ist. Diese setzt sich nachGleichung 13 zusammen aus,

T 4eis = ϵeis · T 4

null +Reis · T 4u . (16)

Wobei Tnull = 0◦ C der Eigentemperatur des Eisblocks entspricht (fur den Fall, dass die Oberflacheschmilzt). Damit wird aus Gl. 15,

T 4IR = ϵ · T 4

u +R ·(ϵeis · T 4

null +Reis · T 4u

). (17)

10

4. Transmissionsmessung bei einem durchlassigen Objekt Zur Bestimmung der Trans-mission eines durchlassigen Objektes wird ein Gegenstand (Eisblock), dessen Oberflachen-temperatur von der Umgebungstemperatur abweicht (Teis = Tu), hinter dem Objekt positioniert(Abb.5 (4)). Gemessen wird dann die resultierende Temperatur TIR in Richtung des Gegenstandes.Transmission erfolgt durch die vom Gegenstand abgestrahlte Strahlung mit Ttrans = Teis. Die vomObjekt emittierte Strahlung wird durch die Umgebungstemperatur bestimmt, Tem = To = Tu, dadas Objekt im thermischen Gleichgewicht mit der Umgebung ist. Auch die reflektierte Strahlungwird durch die Umgebungstemperatur beschrieben, Tref = Tu. Daraus folgt fur Gleichung 8,

T 4IR = ϵ · T 4

u +R · T 4u + T · T 4

eis, (18)

T 4IR = (ϵ+R) · T 4

u + T · T 4eis. (19)

5. Reflektionsmessung bei einem durchlassigen Objekt Zur Bestimmung der Reflektioneines durchlassigen Objektes wird ein Gegenstand (Eisblock), dessen Oberflachentemperatur vonder Umgebungstemperatur abweicht (Teis = Tu), vor dem Objekt positioniert (Abb.5 (5)). Ge-messen wird dann die resultierende Temperatur TIR in Richtung der Reflektion des Gegenstandes.Transmission erfolgt durch die von der Umgebung abgestrahlte Strahlung mit Ttrans = Tu. Die vomObjekt emittierte Strahlung wird ebenso durch die Umgebungstemperatur bestimmt, Tem = To =

Tu, da das Objekt im thermischen Gleichgewicht mit der Umgebung ist. Der reflektierte Strahlungs-anteil wird durch die vom Gegenstand emittierte Strahlung beschrieben Tref = Teis . Daraus folgtfur Gleichung 8,

T 4IR = ϵ · T 4

u +R · T 4eis + T · T 4

u , (20)

T 4IR = (ϵ+ T ) · T 4

u +R · T 4eis. (21)

Veranschaulichung der Messkonfiguration

Zur Veranschaulichung der Messkonfigurationen wurden Aufnahmen mit einer IR-Kamera ge-macht. In Abb. 6 sind die nebeneinander liegenden Materialien (Alu, Plexiglas, Glas) in der Frost-truhe bei geoffnetem Deckel zu erkennen. Die Temperatur in der Frosttruhe betragt -16◦ C. Durchdie Reflexion der Umgebungsstrahlung an den Materialien zeigen Messungen mit demIR-Thermometer eine davon abweichende Temperatur (16.8◦ C, -7.7◦ C bzw. -4.3◦ C). Die Um-gebungsreflexion an der Alu-Platte wird noch zusatzlich durch den Einfluss des Deckels der Frost-truhe gestort, so dass fur einen Teil der Platte eine Temperatur von 7,6◦ C gemessen wird. Dies istaber auf den Reflex des kalten Frosttruhendeckels zuruckzufuhren und nicht auf die Umgebungs-Zimmertemperatur von (gemessenen) 19◦ C. Es ist bei der IR-Thermometermessung darauf zuachten, dass nur die Flachen bemessen werden, die von der Zimmertemperatur her beeinflusstsind. Storend macht sich in dem gezeigten Fall auch der Reflex der Deckenlampe bemerkbar (ev.

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Abbildung 6: Die Anordnung der Materialien in der Tiefkuhltruhe aufgenommen mit einer IR-Kamera.

Deckenlicht nicht einschalten). Dort zeigt die Auswertung eine Temperatur von -2,3◦ C. Auch die-ser Flachenbereich wurde sich fur eine Messung im Sinne des Praktikumsversuches nicht eignen.In Abb. 7 ist der Versuchsaufbau fur die Messung des Emissionsvermogens und des Reflexions-vermogens einer Glasplatte dargestellt. Ein schwacher Reflex des Eisblocks (auf einer Petrischaleim Vordergrund) ist sichtbar. Auf der rechten Seite von Abb. 7 ist die gleiche Szene aufgenommenmit einer IR-Kamera zu sehen. Drei Temperaturpunkte sind mit Hilfe einer Software markiert. DieGlasplatte hat eine Temperatur von 18.3◦ C (Raumtemperatur), der Eisblock eine Temperatur von2.1◦ C und das Reflexbild eine Temperatur von 15.6◦ C. Ein gleicher Versuchsaufbau mit einemAluminiumblech ist in Abb. 8 dargestellt. Optisch ist der Eisblock nur zu erahnen. Das wird durchdie verhaltnismaßig raue Oberflache des Bleches verursacht. Im Infrarotbild ist die Reflexion vieldeutlicher. Die Temperatur des Spiegelbildes des Eisblocks ist deutlich niedriger als bei der Mes-sung mit der Glasplatte. Außerdem sind noch Reflexe aus dem Raum auf dem Aluminiumblech undauf dem Tisch vom Eisblock zu sehen. Man muss bei der Versuchsdurchfuhrung darauf achten, dassReflexionen der eigenen Hand usw. nicht die Messung verfalschen. In Abb. 9 ist das Infrarotbilddes Eisblocks vor einer durchlassigen Folie und eines weiteren Eisblocks hinter der Folie zu sehen(Im Praktikum wird nur ein Eisblock verwendet, der unterschiedlich positioniert werden muss). Derhintere Eisblock ist teilweise durch die Folie zu sehen und teilweise direkt. Außerdem ist noch dieReflektion des Eisblocks in der Folie zu sehen.

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Abbildung 7: Spiegelung des Eisblocks an einer Glasscheibe aufgenommen im sichtbaren Lichtund im thermischen Infrarotlicht.

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Abbildung 8: Spiegelung des Eisblocks an einer Aluminiumscheibe aufgenommen im sichtbarenLicht und im thermischen Infrarotlicht.

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Abbildung 9: Reflexion und Transmission bei einer IR-durchlassigen Folie illustriert durch zwieEisblocke von denen sich einer hinter, einer vor der Folie befindet. Beispielhaft sind die Punktegekennzeichnet, die wahrend des Versuches zu bestimmen sind.

� B E D I E N U N G S A N L E I T U N G °Version 01/09

Infrarot-Thermometer Best.-Nr. 10 09 12 IR 650-12D

Best.-Nr. 10 09 17 IR 800-20D

EinführungSehr geehrter Kunde,

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Bestimmungsgemäße VerwendungDas Infrarot-Thermometer ist ein Messgerät zur berührungslosen Temperaturmessung. Esbestimmt die Temperatur anhand der Infrarotenergie, die von einem Objekt emittiert wird, undanhand seines Emissionsgrades. Es ist besonders nützlich für die Temperaturmessung vonheißen, schwer zugänglichen, oder beweglichen Objekten. Das Thermometer misst dieOberflächentemperatur eines Objektes. Es kann nicht durch transparente Oberflächen wieGlas oder Plastik hindurch messen. Sein Temperaturmessbereich reicht von -50ºC bis 650ºC(IR 650-12D) bzw. -50ºC bis 800ºC (IR 800-20D). Zur Spannungsversorgung dient eine 9V-Blockbatterie.

Das Produkt ist EMV-geprüft und erfüllt die Anforderungen der geltenden europäischenund nationalen Richtlinien. Die CE-Konformität wurde nachgewiesen, die entsprech-enden Erklärungen sind beim Hersteller hinterlegt.

Eine andere Verwendung als oben beschrieben ist nicht erlaubt und kann zur Beschädigungdes Produkts führen. Darüber hinaus ist dies mit Gefahren, wie z. B. Kurzschluss, Brand,Stromschlag usw. verbunden. Lesen Sie die Bedienungsanleitung genau durch und bewahrenSie diese für späteres Nachschlagen auf.

MerkmaleDualer Ziellaser mit FokuspunktIntegrierte Alarmfunktion für oberen und unteren Alarmwert mit optischer und akustischerSignalisierungSpeicherung der Maximaltemperatur während der MessungDauermessfunktionEmissionsgrad einstellbar von 0,10 bis 1,00Zuschaltbare Hintergrundbeleuchtung für das Display

LieferumfangInfrarot-ThermometerTragetasche9V-BlockbatterieBedienungsanleitung

� Bei Schäden, die durch Nichtbeachtung dieser Bedienungsanleitung ver-ursacht werden, erlischt der Garantieanspruch! Für Folgeschäden und beiSach- und Personenschäden, die durch unsachgemäße Handhabung oderNichtbeachten der Sicherheitshinweise verursacht werden, übernehmen wirkeine Haftung! Wichtige Hinweise, die unbedingt zu beachten sind, werdenin dieser Bedienungsanleitung durch das Ausrufezeichen gekennzeichnet.

Aus Sicherheits- und Zulassungsgründen (CE) ist das eigenmächtige Umbauenund/oder Verändern des Produktes nicht gestattet.

Das Gerät darf keinen erheblichen mechanischen Belastungen oder starkenVibrationen ausgesetzt werden.

Das Gerät darf keinen elektromagnetischen Feldern, extremen Temperaturen,direkter Sonneneinstrahlung oder Feuchtigkeit ausgesetzt werden.

Das Gerät darf keiner hohen Luftfeuchtigkeit oder Flüssigkeiten ausgesetztwerden. Das Gerät darf beim Außeneinsatz nur unter entsprechendenWitterungsbedingungen bzw. nur mit geeigneten Schutzvorrichtungen benutztwerden.

Wasserdampf, Staub, Rauch und/oder Dämpfe können durch ein beeinträchtigender Optik des Thermometers zu einem nicht korrekten Messergebnis führen.

Blicken Sie nie direkt oder mit optischen Instrumenten in den Laserstrahl.

� Richten Sie den Laserstrahl niemals auf Spiegel oder andere reflektierendeFlächen.

Richten Sie den Laserstrahl niemals auf Personen oder Tiere. Laserstrahlungkann zu Augen- oder Hautverletzungen führen.Dieses Produkt ist mit einem Laser der Klasse 2 gemäß EN 60825-1:1994+A1:2002+ A2:2001 ausgestattet.

Achtung: Das Betreiben dieses Produkts bzw. das Verändern seinerEinstellungen abweichend von dieser Bedienungsanleitung kann zu gefähr-licher Strahlung führen.

Das Gerät sollte nicht sofort in Betrieb genommen werden, wenn es aus einemBereich mit kalter Umgebungstemperatur in einen warmen Raum gebracht wurde.Kondenswasser kann das Gerät zerstören. Ebenso kann das Beschlagen derLinse zu Fehlmessungen führen. Warten Sie vor dem Einsatz des Produkts, bis essich an die veränderte Umgebungstemperatur angepasst hat.

Sollten Sie Grund zu der Annahme haben, dass der sichere Betrieb nicht länger gewährleistetist, schalten Sie das Gerät aus, und sichern Sie es gegen unbeabsichtigtes Einschalten. Unterfolgenden Bedingungen ist der sichere Betrieb nicht länger gewährleistet:- das Produkt zeigt sichtbare Beschädigungen,- das Produkt funktioniert nicht mehr, oder- das Produkt wurde über einen längeren Zeitraum unter ungünstigen Bedingungen gelagert,- das Produkt wurde während des Transports schweren Belastungen ausgesetzt.

Das Produkt ist kein Spielzeug. Es gehört nicht in Kinderhände und ist von Haustieren fern-zuhalten!

In gewerblichen Einrichtungen sind die Unfallverhütungsvorschriften des Verbandes dergewerblichen Berufsgenossenschaften für elektrische Anlagen und Betriebsmittel zu beachten.In Schulen, Ausbildungsstätten, Hobby- und Selbsthilfewerkstätten ist der Umgang mit elek-trischen Geräten durch geschultes Personal verantwortlich zu überwachen.Service-, Wartungs- und Reparaturarbeiten dürfen nur von einem Fachmann/Fachwerkstattdurchgeführt werden.

Sollten Sie noch Fragen zum Umgang mit dem Messgerät haben, die in dieser Bedienungs-anleitung nicht beantwortet werden, steht Ihnen unser Technischer Support unter folgenderAnschrift und Telefonnummer zur Verfügung:

Voltcraft®, 92242 Hirschau, Lindenweg 15, Telefon 0180 / 586 582 723 8

Bedienelemente

1. Display2. Taste „up“3. Taste „Mode“4. Taste „down“5. Messtaste6. Umschaltung °C/°F7. Batteriefach8. Laseraustrittsöffnung/Messöffnung9. Batteriefachdeckel10. „Scan“, Messanzeige11. „Hold“, Anzeige zum kurzzeitigen

Speichern des Messwertes

Einlegen der Batterie / Batteriewechsel

� Achten Sie beim Einlegen der Batterien auf die richtige Polung. Entfernen Sie dieBatterien, wenn Sie das Gerät längere Zeit nicht verwenden, um Beschädigungendurch Auslaufen zu vermeiden. Auslaufende oder beschädigte Batterien könnenbei Hautkontakt Säureverätzungen hervorrufen. Beim Umgang mit beschädigtenBatterien sollten Sie daher Schutzhandschuhe tragen.Bewahren Sie Batterien außerhalb der Reichweite von Kindern auf. Lassen SieBatterien nicht frei herumliegen, da diese von Kindern oder Haustieren verschlucktwerden könnten. Wechseln Sie alle Batterien gleichzeitig aus. Nehmen Sie Batterien nicht auseinander, und vermeiden Sie Kurzschlüsse undKontakt mit Feuer. Versuchen Sie niemals, nicht aufladbare Batterien aufzuladen.Es besteht Explosionsgefahr

MAX

°C

H L

°F

HOLDSCAN

1011

12

19

13 1514

17

16

1820

21

22

1

2

3

4

5

6

7

8

9

VOLTCRAFT®

12. Anzeige Ziellaser aktiv13. Anzeige Dauermessfunktion aktiv14. Symbol für oberer Alarmwert15. Symbol für unterer Alarmwert16. Messeinheit (°C oder °F)17. Symbol für leere Batterie18. Emissionsgradanzeige19. Symbol für Emissionsgrad20. Maximaltemperaturanzeige21. Symbol für Maximaltemperatur22. Messwert

Wechseln Sie die Batterie aus, wenn das Symbol für leere Batterie (17) im Display angezeigtwird.

1. Klappen Sie den Batteriefachdeckel (9) auf und öffnen Sie somit das Batteriefach (7).2. Entfernen Sie die verbrauchte Batterie vom Batterieclip und schließen Sie eine neue

Batterie gleichen Typs polungsrichtig an den Batterieclip an. Der Batterieclip ist so aus-geführt, dass die Batterie nur polungsrichtig angeschlossen werden kann. Wenden Siebeim Aufstecken der Batterie keine Gewalt an.

3. Schließen Sie das Batteriefach (7) wieder durch zuklappen des Batteriefachdeckels (9).

BetriebFunktionsweiseInfrarot-Thermometer messen die Oberflächentemperatur eines Objektes. Der Sensor desGerätes erfasst die emittierte, reflektierte und durchgelassene Wärmestrahlung des Objektesund wandelt diese Information in einen Temperaturwert um. Der Emissionsgrad ist ein Wert der benutzt wird um die Energieabstrahlungs-Charakteristikeines Materials zu beschreiben. Je höher dieser Wert, desto höher ist die Fähigkeit desMaterials Strahlungen auszusenden. Viele organische Materialien und Oberflächen habeneinen Emissionsgrad von ca. 0,95. Metallische Oberflächen oder glänzende Materialien habeneinen niedrigeren Emissionsgrad und liefern daher ungenaue Messwerte. Aus diesem Grundkann bei den Geräten IR 650-12D und IR 800-20D der Emissionsgrad eingestellt werden.

Messung: 1. Richten Sie die Messöffnung (8), am besten senkrecht, auf das Messobjekt. Achten Sie

darauf, dass das Messobjekt nicht kleiner ist als der IR-Messspot des Gerätes (siehe auchMessfleckgröße).

2. Drücken Sie die Messtaste (5) und halten Sie diese gedrückt. Im Display wird der Messwert(22) angezeigt. Der angezeigte Messwert, entspricht der durchschnittlichenOberflächentemperatur des IR-Messspots. Während der Messung wird „SCAN“ (10) imDisplay angezeigt.

3. Nach dem Loslassen der Messtaste (5) wird, zur besseren Ablesung, der letzte Messwert(22) noch ca. 7 Sekunden im Display angezeigt. Ebenso erscheint die Anzeige „HOLD“(11).

4. Das Gerät schaltet sich 7 Sekunden nach dem Loslassen der Messtaste (5) automatischaus.

5. Bei Überschreitung des Temperaturmessbereiches wird „----„ im Display angezeigt.

☞ Zur Feststellung der wärmsten Stelle des Messobjektes müssen Sie beigedrückter Messtaste (5) das Messobjekt systematisch mit „zickzackBewegungen „abscanen“ bis die wärmste Stelle gefunden ist. Die höchstegemessene Temperatur während der Messung wird als Maximaltemperatur (20)links unten im Display angezeigt.

☞ Um genaue Messwerte zu erhalten, muss das Infrarot-Thermometer an dieUmgebungstemperatur angepasst sein. Lassen Sie das Gerät bei einemStandortwechsel auf die neue Umgebungstemperatur kommen.

☞ Glänzende Oberflächen verfälschen das Messergebnis. Zur Kompensation kanndie Oberfläche glänzender Teile mit Klebeband oder mit mattschwarzer Farbebedeckt werden. Das Gerät kann nicht durch transparente Oberflächen wie z.B.Glas messen. Stattdessen misst es die Oberflächentemperatur des Glases.

☞ Längere Messungen von hohen Temperaturen bei geringem Messabstand, führtzu einer Eigenerwärmung des Messgerätes und damit zu einer Fehlmessung. Umgenaue Messwerte zu erreichen gilt die Faustregel: Je höher die Temperatur destohöher sollte der Messabstand und desto kürzer die Messdauer sein.

IR-Messfleckgröße - Verhältnis Messentfernung-Messfläche (Distance to Spot ratio; D/S)Um genaue Messergebnisse zu erzielen, muss das Messobjekt größer als der IR-Messfleckdes Infrarot-Thermometers sein. Die ermittelte Temperatur ist die Durchschnittstemperatur dergemessenen Fläche. Je kleiner das Messobjekt ist, desto kürzer muss die Entfernung zumInfrarot Thermometer sein. Die genaue Messfleckgröße können Sie dem folgenden Diagrammentnehmen. Ebenso ist dieses auf dem Gerät aufgedruckt. Für genaue Messungen sollte dasMessobjekt wenigstens doppelt so groß wie der Messfleck sein.

Laser

InfraRed

Spot 12,7 mm 25,4 mm 38,1 mm

Distance 152 mm 305 mm 457 mm

D:S 12:1 IR 650-12D

Laser

InfraRed

Spot 12,7 mm 25,4 mm 38,1 mm

Distance 254 mm 508 mm 762 mm

D:S 20:1 IR 800-20D

Der ideale Messabstand bei den Geräten IR 650-12D und IR 800-20D ist imFokuspunkt der beiden Ziellaser, da hier die höchste Messgenauigkeit gegebenist. Die Messfleckgröße im Fokuspunkt beträgt bei den Geräten 12,7mm (0,5 Zoll).

Dual-ZiellaserDer Dual-Ziellaser kann aktiviert oder deaktiviert werden. Schalten Sie hierzu das Messgerätdurch Drücken der Messtaste (5) ein. Drücken Sie die Taste „up“ (2). Bei aktiviertem Laser wirddie Anzeige „Ziellaser Aktiv“ (12) im Display eingeblendet. Bei erneutem Drücken der Taste„up“ (2) wird der Ziellaser deaktiviert, die Anzeige „Ziellaser Aktiv“"(12) erlöscht.

HintergrundbeleuchtungMit der Taste „down“ (4) kann bei eingeschaltetem Messgerät die Hintergrundbeleuchtung desDisplays ein- oder ausgeschalten werden.

Änderung der Messeinheit °C/°FMit dem Umschalter °C/°F (6) kann die Messeinheit von °C (Grad Celsius) auf °F (GradFahrenheit) umgeschaltet werden. Der Umschalter befindet sich im Batteriefach (7).

Einstellung des EmissionsgradesDas Messgerät ist mit einer Einstellung des Emissionsgrades ausgestattet. Somit können beiunterschiedlichen Materialien und Oberflächen genaue Messwerte erzielt werden (Siehe auchPunkt Funktionsweise).

1. Schalten Sie das Messgerät durch Drücken der Messtaste (5) ein2. Drücken Sie die Taste „Mode“ (3) sooft bis im Display das Symbol für Emissionsgrad (19)

blinkt.3. Mit den Tasten „up (2) und „down (4) kann der Emissionsgrad von 0,10 bis 1,00 an das

jeweilige Messobjekt angepasst werden.4. Bestätigen Sie die Eingabe mit der Messtaste (5) oder drücken Sie die Taste „Mode“ (3) um

zur nächsten Einstellmöglichkeit zu gelangen.5. Nach dem Ausschalten des Gerätes bleibt der eingestellte Wert gespeichert

☞ Im Anschluss an die technischen Daten finden Sie eine Tabelle mit den typischenMaterialen und deren Emissionsgrad. Viele organische Materialien besitzen einenEmissionsgrad von 0,95. Daher ist die Werkseinstellung des Emissionsgrades auf0,95 gestellt. Zur Ermittlung des Emissionsgrades einer Oberfläche kann auch miteinem herkömmlichen Thermometer und mit einem speziellen Oberflächenfühlerdie Temperatur der zu messenden Oberfläche ermittelt werden. Verändern Sieden Emissionsgrad des Infrarot-Thermometers nun so lange, bis der Messwert(22) mit dem Wert der herkömlichen Oberflächenmessung übereinstimmt. Dies istjedoch nur für hochpräzise Messungen erforderlich.

Dauermessbetrieb (Lock-Funktion)Das Messgerät ist mit einer Dauermessfunktion für Langzeitmessungen ausgestattet.

1. Schalten Sie das Messgerät durch drücken der Messtaste (5) ein2. Drücken Sie die Taste „MODE“ (3) sooft bis im Display das Symbol für Dauermessung (13)

blinkt. 3. Mit den Tasten „up (2) und „down (4) kann die Dauermessfunktion aktiviert (Display-

Anzeige „ON“) werden.4. Sobald Sie nun die Messtaste (5) drücken, ist die Dauermessfunktion eingeschaltet. Das

Messgerät misst nun kontinuierlich bis die Messtaste (5) erneut gedrückt wird. Neben demaktuellen Messwert (22) wird auch die Maximaltemperatur (20) im Display angezeigt.

AlarmfunktionDas Messgerät ist mit einer Alarmfunktion bei über- oder unterschreiten von einstellbarenTemperaturwerten ausgestattet. Der Alarm erfolgt über einen Piepser und visuell durch rotesBlinken der Hintergrundbeleuchtung. Durch diese Funktion ist das Messgerät ideal fürKontrollen usw. einsetzbar. Das Gerät verfügt über zwei einstellbare Temperaturwerte (obererund unterer Alarmwert). Der Alarm wird ausgelöst, wenn der untere Alarmwert unterschritten,oder der obere Alarmwert überschritten wird. Die Alarmwerte können unabhängig voneinandereingestellt und aktiviert werden.

Zum Einstellen und Aktivieren der Alarmwerte gehen Sie wie folgt vor:

1. Schalten Sie das Messgerät durch Drücken der Messtaste (5) ein2. Drücken Sie die Taste „MODE“ (3) sooft bis im Display das Symbol für den oberen

Alarmwert (14) blinkt und ein Temperaturwert im Display angezeigt wird. 3. Mit den Tasten „up (2) und „down (4) kann der obere Alarmwert eingestellt werden, bei

dessen Überschreitung der Alarm ausgelöst werden soll. 4. Zum Aktivieren des oberen Alarmwertes drücken Sie die Taste „MODE“ (3) sooft bis im

Display Symbol für den oberen Alarmwert (14) blinkt und im Display „ON“ oder „OFF“ ange-zeigt wird.

5. Mit den Tasten „up (2) und „down (4) kann der obere Alarmwert aktiviert „ON“ oder deakti-viert „OFF“ werden.

6. Drücken Sie die Taste „MODE“ (3) sooft bis im Display das Symbol für den unterenAlarmwert (15) blinkt und ein Temperaturwert im Display angezeigt wird.

7. Mit den Tasten „up (2) und „down (4) kann der untere Alarmwert eingestellt werden, beidessen Unterschreitung der Alarm ausgelöst werden soll.

8. Zum Aktivieren des unteren Alarmwertes drücken Sie die Taste „MODE“ (3) sooft bis imDisplay Symbol für den unteren Alarmwert (15) blinkt und im Display „ON“ oder „OFF“ ange-zeigt wird.

9. Mit den Tasten „up (2) und „down (4) kann der untere Alarmwert aktiviert „ON“ oder deakti-viert „OFF“ werden.

10. Nach dem Ausschalten des Gerätes bleiben die eingestellten Werte gespeichert.

☞

Pflege und WartungReinigung der Linse:Entfernen Sie lose Partikel mit sauberer Druckluft und wischen Sie dann die restlichenAblagerungen mit einer feinen Linsenbürste ab. Reinigen Sie die Oberfläche mit einemLinsenreinigungstuch oder einem sauberen, weichen und fusselfreien Tuch. Für die Reinigungvon Fingerabdrücken und anderen Fettablagerungen kann das Tuch mit Wasser oder einerLinsenreinigungsflüssigkeit befeuchtet werden. Verwenden Sie keine säure-, alkoholhaltigenoder sonstigen Lösungsmittel und kein raues, fusseliges Tuch, um die Linse zu reinigen.Vermeiden Sie übermäßigen Druck bei der Reinigung.

Reinigung des GehäusesVerwenden Sie zum Reinigen des Gehäuses Wasser und Seife oder ein mildesReinigungsmittel. Verwenden Sie keine Scheuer- oder Lösungsmittel!

Entsorgung von gebrauchten Batterien!Sie als Endverbraucher sind gesetzlich (Batterieverordnung) zur Rückgabe aller gebrauchtenBatterien und Akkus verpflichtet; eine Entsorgung über den Hausmüll ist untersagt!

Schadstoffhaltige Batterien/Akkus sind mit nebenstehenden Symbolen gekenn-zeichnet, die auf das Verbot der Entsorgung über den Hausmüll hinweisen. DieBezeichnungen für das ausschlaggebende Schwermetall sind: Cd = Cadmium,Hg = Quecksilber, Pb = Blei. Ihre verbrauchten Batterien/Akkus können Sie unent-geltlich bei den Sammelstellen Ihrer Gemeinde, unseren Filialen oder überall dortabgeben, wo Batterien/Akkus verkauft werden!

Sie erfüllen damit die gesetzlichen Verpflichtungen und leisten Ihren Beitragzum Umweltschutz!

EntsorgungElektronische Altgeräte sind Wertstoffe und gehören nicht in den Hausmüll. Ist dasGerät am Ende seiner Lebensdauer, so entsorgen Sie es nach den geltendengesetzlichen Bestimmungen bei den kommunalen Sammelstellen. EineEntsorgung über den Hausmüll ist untersagt. Das Zeichen der durchgestrichenenMülltonne mit Rädern bedeutet, dass dieses Produkt an einer Sammelstelle fürElektronikschrott abgegeben werden muss, um es durch Recycling einer best-möglichen Rohstoffwiederverwertung zuzuführen.

Technische DatenBetriebsspannung: 9V-BlockbatterieAnsprechzeit: 150 msSpektrum: 8 - 14 µmEmissionsgrad 0,1 bis 1,00 einstellbarAuflösung 0,1 °CIR-Messfleckgröße: IR 650-12D 12:1

IR 800-20D 20:1Laser: Leistung < 1 mW, Laserklasse 2,

Wellenlänge 630-690 nmBetriebstemperatur. 0 bis 50 °CBetriebsluftfeuchtigkeit: 10- 90 % RHLagertemperatur: -10 bis 60 °CLagerluftfeuchtigkeit: 10- 80 % RHGewicht: 175 gAbmessungen: 160 x 42 x 82 mm

Genauigkeit (bei 23 – 25 °C Umgebungstemperatur, Messentfernung im Fokuspunkt desZiellasers)

IR 650-12DTemperaturmessbereich Genauigkeit Reproduzierbarkeit- 50 bis 20 °C ± 2,5 °C ± 1,3 °C20 bis 300 °C ± 1% vom Messwert ±1°C ± 0,5% vom Messwert oder ± 0,5°C300 bis 650 ± 1,5 % ± 0,5% vom Messwert oder ± 0,5°C

IR 800-20DTemperaturmessbereich Genauigkeit Reproduzierbarkeit- 50 bis 20 °C ± 2,5 °C ± 1,3 °C20 bis 300 °C ± 1% vom Messwert ±1°C ± 0,5% vom Messwert oder ± 0,5°C300 bis 800 ± 1,5 % ± 0,5% vom Messwert oder ± 0,5°C

Emissionsgrad verschiedener Oberflächen

☞ Die in der Tabelle oben aufgeführten Emissionsgrade sind Annäherungswerte.Verschiedene Parameter wie Geometrie und Oberflächenqualität können denEmissionsgrad eines Objekts beeinflussen.

Oberfläche Emissionsgrad Oberfläche Emissionsgrad

Asphalt 0,90 – 0,98 Lacke (matt) 0,97

Beton 0,94 Menschliche Haut 0,98

Eis 0,96 – 0.98 Mörtel 0,89 – 0,91

Eisenoxid 0,78 – 0,82 Papier 0,70 – 0,94

Erde. Humus 0.92 – 0,96 Plastik 0,85 – 0,95

Gips 0,80 – 0,90 Sand 0,90

Glas/Keramik 0,90 – 0,95 Textilien 0,90

Gummi (schwarz) 0,94 Wasser 0,92 – 0,96

Lacke 0,80 – 0,95 Ziegel 0,93 – 0,96

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