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Title
Wärmebilder und Temperaturprofile : Theorie und Versuche / vorgelegt von Lukas Raffler
Additional Titles
Infrared-thermography and temperature-profiles : theory and experiment
AuthorRaffler, Lukas Martin
CensorKrenn, Heinz
Published2014
Description101 S. : Zsfassungen (2 Bl.) ; Ill., graph. Darst.
Institutional NoteGraz, Univ., Dipl.-Arb., 2014
Annotation
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Zsfassungen in dt. und engl. Sprache
LanguageGerman
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (GND)Infrarotthermographie / Infrarotthermographie / Online-Publikation
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-67547 Persistent Identifier (URN)
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Wärmebilder und Temperaturprofile [4.89 mb]
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Abstract (German)

Die vorliegende Diplomarbeit behandelt das Thema Infrarotthermografie. Sie soll einen Einblick in die Physik der Wärmestrahlung bieten und die wichtigsten Aspekte der Infrarotthermografie erläutern. Nach einer allgemeinen Beschreibung der Physik der Wärmestrahlung sowie dem Aufbau einer Infrarotkamera, werden die Temperaturprofile als Lösungen der zeitabhängigen Differentialgleichung zur Wärmeleitung mittels Infrarotthermografie überprüft. Hierfür werden Metallquader aus vier verschiedenen Metallen (Aluminium, rostfreier Stahl, Stahl, Kupfer) von unten durch eine Heizplatte erhitzt und die Ausbreitung der Wärme im Quader mittels Infrarotkamera an den abstrahlenden Seitenflächen gemessen. Anschließend werden die gemessenen Ergebnisse mit der zuvor berechneten Simulation verglichen. Für die Simulation muss die Wärmeleitungsleichung aufgestellt und unter bestimmten Randbedingungen gelöst werden. In dieser Arbeit werden vier verschiedene Arten von Randbedingungen vorgestellt, wobei drei in den Simulationen Verwendung finden. Abschließend werden noch Freihandversuche zur Infrarotthermografie vorgestellt. Sie zeigen wie man mit Infrarotthermografie thermische Abläufe sichtbar machen kann und wie sich der Transmissionsgrad von Materialien, in Abhängigkeit von verschiedenen Wellenlängen, verändert. Diese Arbeit verknüpft Messungen mit theoretischen Modellen, um die wesentlichen Parameter der Wärmeübertragung durch Wärmeleitung bestimmen zu können. Dadurch wird dem interessierten Leser eine Brücke geschlagen, Wärmebilder nicht nur subjektiv sondern auch quantitativ bewerten zu können.

Abstract (English)

This Thesis is devoted to the topic of infrared thermography and gives insight into the physics of thermal radiation and to the most important aspects of thermal imaging. After a general treatment of the physics of thermal radiation as well as of the setup of a thermal imaging camera, temperature profiles are calculated from a solution of the time dependent differential equation of heat conduction. These solutions are compared with measured thermal Images. The latter are obtained from metallic rectangular work pieces made of aluminum, stainless steel, steel and copper, which are warmed up by a heating plate beneath them, whereby the radiation is collected from the lateral surfaces of the work pieces. The measured temperature profiles are compared with simulations. For this purposes the heat conduction equation is solved under certain boundary conditions. Four different kinds of boundary condition are presented of which three are used for the simulations. ?Handheld? experiments provide a simplified view of thermal phenomena and of the different transmissivities of various materials in dependence of the radiation wavelength. This thesis bridges measurement and theory using models to extract the essential parameters of heat transport via heat conduction. The intention is to present the interested reader a link to evaluate thermal images not only subjectively but also in a quantified manner.

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