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25 Megapixel Thermografieaufnahmen – Projekt »ThermoHead«

Dieser Beitrag ist in der zfv 2/2021 erschienen.

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Die Thermografie ist ein Messverfahren mit einem breiten Anwendungsspektrum. In der Bauphysik können Wärme- und Kältelecks sowie Baumängel und Schäden aufgespürt werden. Die zerstörungsfreie Materialprüfung erlaubt die Qualität eines Bauteils im Inneren zu analysieren, ohne das Bauteil dafür öffnen oder zerlegen zu müssen. Aktuell werden mobile Thermografiekameras mit bis zu 1024 × 768 Pixeln angeboten; durch eine Verschiebung des Sensors während der Messung sind Aufnahmen von 3,1 Megapixeln möglich. Da der Preis hauptsächlich mit der Auflösung skaliert, kosten diese High-End-Produkte bereits ca. 40.000 Euro. Aufgrund der hohen Kosten sowie der schwierigen Herstellung fehlerfreier Sensoren in dieser Größe, ist nicht davon auszugehen, dass in absehbarer Zeit Thermografiekameras mit signifikant höheren Auflösungen angeboten werden können.
In diesem Beitrag wird ein neues Messinstrument vorgestellt, das Thermografieaufnahmen mit 25 Megapixeln ermöglicht. Hierfür wird in einem Forschungsprojekt der »ThermoHead« entwickelt, ein Instrument, das mittels segmentierter Bildaufnahme die Auflösungsgrenze gewöhnlicher Thermografiekameras umgeht. Die so angefertigten Aufnahmen sind geometrisch kalibriert und liegen in vollständiger Radiometrie vor, was auch eine Weiterverarbeitung in spezieller Thermografiesoftware erlaubt.
Der ThermoHead kann mit anderen Instrumenten für Panoramaaufnahmen kombiniert werden, um z.B. durch die Überlagerung mit hochauflösenden RGB-Aufnahmen die Dateninterpretation zu verbessern. Wird dieser mit handelsüblichen terrestrischen 3D-Laserscannern kombiniert, können den Thermografieaufnahmen sogar Dimensionen, Abstände und Winkel zugeordnet werden.

Thermography is a method with a broad variety of application. In building physics it is possible to detect heat or cold losses as well as failures and damages. The destruction-free material analysis allows to check the inner quality of an object without opening or disassembling it. Presently, mobile thermography cameras with 1024 × 768 pixels are offered. Due to a sensor motion during the measurement, recordings up to 3.1 megapixels are possible. These high-end-products already cost ca. 40,000 Euros, the price is mainly driven by the resolution. Due to these high prices and the difficult manufacturing process of error-free sensors of this size it is not likely to offer thermography cameras with higher resolutions in the near future.
In this abstract a novel measuring device is presented, which allows thermal resolutions with 25 megapixels. Therefore, in a research project the »ThermoHead« is developed, a device, which bypasses this resolution limit via segmented imaging. Additionally these so recorded images are geometrically calibrated and obtain the complete radiometry, so they can be further processed in special software, too.
The ThermoHead can be combined with any device for panorama imaging, to e.g. use high-resolution RGB-images to improve data interpretation. If combined with commercially used terrestrial 3D-laser-scanners, thermal images can be provided with dimensions, distances and angles.

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DOI: 
10.12902/zfv-0335-2020

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