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Bei diesem Beispiel bestand die Aufgabe, die gesamten innere Oberfläche des Backofens flächendeckend
unter Backbedingungen bei ca. 250°C
zu untersuchen. Beim normalen Backvorgang wird der Backraum
durch eine Glastür verschlossen. Durch Glas hindurch können jedoch keine
Messungen vorgenommen werden. Die Tür während des Messvorganges
zu öffnen war auch nicht möglich, da im Inneren des Backofens Temperaturen
um 250°C herrschen und die Messungen bei realen Backbedingungen
durchzuführen werden sollten. Somit wurde speziell für die Thermografiemessungen eine Tür gefertigt, welche die
Form eines Pyramidenstumpfes aufwies. Durch diese Form konnte man durch die
Öffnung im oberen Bereich der Tür auf den Boden des Backofens messen (s.
linkes oberes Bild), von unten auf den Deckenbereich und von der Seite auf
die jeweils gegenüberliegende Seitenwand
(s. rechtes Foto). Die vordere runde Öffnung an der Oberseite des
Pyramidenstumpfes diente dazu, die Rückwand des Ofens zu erfassen. Auch
wenn man die normale Glastür des Ofens durch eine gerade Metalltür mit
einer Bohrung in der Mitte ersetzt hätte, so wäre es nur möglich gewesen,
die Rückseite des Backofens zu messen, und dies auch nur zum Teil, da
selbst mit einem Weitwinkelobjektiv der Messabstand
zu klein gewesen wäre, um die gesamte Rückwand zu erfassen. Um möglichst
praxisnahe Ergebnisse zu erhalten, wurden alle Öffnungen verschlossen,
welche für die Messung gerade nicht benötigt wurden.
Kurz vor dem Ende des Backvorganges wird das Brot beschwallt,
d.h. es wird Wasser in den heißen Backraum auf
die Backware gespritzt. Durch diese Beschwallung erhält das Brot die glänzende Oberfläche.
Dies wiederum führt dazu, dass durch dieses kaltes
Wasser, welches in den bis 300°C heißen Backofen gespritzt wird, die
inneren Oberflächen aus CrNi- Blech des Backofens
enormen Spannungen durch den plötzlichen Temperatursturz ausgesetzt sind.
Dies war der eigentliche Grund, warum die Infrarotmessungen durchgeführt
werden sollten.
Durch die hohen Temperaturen im Inneren des Backofens und das
Hineinspritzen des Wassers entsteht Wasserdampf. Um die teure Infrarotoptik
der Kamera vor Hitze und Dampf zu schützen, konnten die Messungen nur durch
eine Schutzscheibe erfolgen. Da wie schon erwähnt Glas ein infraroter
Filter ist, kommen hierfür nur Schutzgläser aus gezüchteten Kristallen
(z.B. Germanium, Zinkselenit, Zinksulfid usw.) in Frage, welche in dem
Wellenlängenbereich von 7-13µm eine sehr hohe Transparenz aufweisen, die
große Hitze aushalten und dann noch Feuchtigkeitsresistent sind. In diesem
Fall wurde Zinksulfid eingesetzt, welche in dem Messbereich
der Kamera eine Transparenz von über 70% aufweist. Durch die sehr hohen
Kosten der großen Schutzscheibe, wurde für die Untersuchungen nur eine
Schutzscheibe angeschafft und diese dort in die Tür eingebaut, von wo auch
die Messungen gerade durchgeführt wurden. Die nicht benötigten Öffnungen
sind immer durch eine einfache Blechabdeckung mit Dichtring verschlossen
worden.
Die innere Oberfläche besteht bei den Backöfen aus unbehandeltem CrNi- Blech. Da diese glatten Bleche einen sehr
geringen Emissionswert besitzen, lassen sich berührungslose Infrarot-
Messungen sehr schwer und nur mit großen Messfehlern
durchführen. Aus diesem Grund wurde
die gesamte innere Oberfläche speziell für die Messungen zusätzlich mit einen hitzebeständigen
Lack versehen. Somit waren alle notwendigen Voraussetzungen gegeben, um
neben einer hochwertige Infrarot- Kamera auch hochwertige Messungen
durchführen zu können.
Die Messungen wurden mit Weitwinkelobjektiv und den unterschiedlichsten Beschwallungsprogrammen durchgeführt, wobei jede
Messung nicht länger als 1 Minute dauerte. Eine Speicherung der Infrarot-
Bilder kann in Echtzeit erfolgen. Bei dieser Messung war es jedoch
ausreichend, jede Sekunde ein Infrarotbild zu speichern, aus denen dann
radiometrische Temperatur- Filme erzeugt wurden.
Auswerteprogramm der Infrarotbilder, welches auch zur Erstellung von
Temperatur- Filmen der einzelnen Backofen- Oberflächen bei verschiedenen
Backprogrammen diente.
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