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Thermographie

 

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 1) Messtechnik: Verfahren zur Sichtbarmachung und Aufzeichnung von Temperaturverteilungen und -änderungen an Oberflächen von Objekten mittels der vom Objekt ausgehenden Wärmestrahlung. Man erhält ein Wärmebild (Thermogramm), auf dem die unterschiedlichen Farben beziehungsweise Grauwerte durch langwellige Infrarotstrahlung zustande kommen. Wärmebilder lassen sich u. a. durch fotografische Aufnahmen mit infrarotempfindlichem Fotomaterial oder mit Wärmebildgeräten (Thermographen) erzeugen. Bei diesen Geräten wird die vom Objekt ausgehende Wärmestrahlung über eine Infrarotoptik und einen optomechanischen Abtastmechanismus (z. B. rotierendes Spiegelpolygon und Kippspiegel) zu einem Infrarotdetektor geleitet (z. B. mit flüssigem Stickstoff gekühltes Indiumantimonid in Thermovisionskameras). Die Strahlung der in einzelne Punktelemente zerlegten »thermischen Szene« trifft so in festgelegter Reihenfolge auf den Detektor, der für jedes einfallende Strahlungsquant verzögerungsfrei ein Elektron freisetzt. Die Amplitude des elektrischen Ausgangssignals ist proportional zur Strahlungsleistung, was zur Helligkeits- beziehungsweise Farbsteuerung eines Fersehbildschirms genutzt wird, auf dem das Thermogramm sichtbar wird. Mit einem pyroelektrischen Vidikon als Infrarotsensor oder mit CCD-Infrarotdetektoren arbeitende Wärmesichtgeräte zur direkten Betrachtung und Untersuchung benötigen kein aufwendiges mechanisches Abtastsystem.

 

In der Medizin wird die Infrarotthermographie zur Diagnose von Durchblutungsstörungen, Entzündungsprozessen oder zum Erkennen von Brustkrebs eingesetzt. Die durch diese Veränderungen verminderte oder vermehrte Gefäßdurchblutung führt zu einer von den umgebenden Bereichen abweichenden Wärmestrahlung der Hautoberfläche, wobei Differenzen von bis zu 0,08 ºC feststellbar sind. Die Thermographie wird als Telethermographie durch Aufzeichnung mit einer speziellen Infrarotkamera oder als Plattenthermographie (Kontaktthermographie) durch Anpressen des Körperteils (z. B. der weiblichen Brust) an eine mit Flüssigkristallen gefüllte Platte beziehungsweise Folie ausgeführt, die Temperaturdifferenzen durch Farbänderungen sichtbar macht. Bei der v. a. in Verbindung mit einer Mammographie vorgenommenen Thermographie der weiblichen Brust ermöglicht die Telethermographie die Sichtbarmachung von Temperaturunterschieden vergleichbarer Stellen der rechten und linken Brust und gegenüber der Umgebung; bei der Plattenthermographie sind überwärmte Bezirke (englisch hot spots) durch den Vergleich zwischen einer Normalabbildung und einer nach künstlicher Abkühlung angefertigten verstärkt erkennbar.

 

Die Thermographie wird auch bei der Luftbild- und Satellitenfotografie sowie für militärische Zwecke (Nachtsichtgeräte) und in der Technik angewendet, z. B. im Maschinenbau und in der Elektronik zum Erkennen sich zu stark erwärmender und daher zerstörungsanfälliger Bauteile oder im Bauwesen zum Ausfindigmachen von Wärmeisolationsfehlern. Auch zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung wird die Thermographieherangezogen, da Materialeinschlüsse u. a. Inhomogenitäten den Wärmefluss verändern, was sich im Wärmebild der Oberfläche abzeichnet.

 

 2) Vervielfältigungstechnik: Sammelbezeichnung für Kopierverfahren, die mit wärmeempfindlichen Schichten arbeiten. Man unterscheidet die Thermokopierverfahren und solche, bei denen durch Wärme die Übertragung einer besonders Schicht vom Trägermaterial auf Papier stattfindet. Beim Thermokopierverfahren dringt Infrarotstrahlung durch das Kopierblatt hindurch und trifft auf das damit in Kontakt stehende Original, dessen dunkle Stellen die Wärmestrahlen absorbieren, was zu einer bildmäßigen Erwärmung und Färbung des Kopierblattes führt.