Alle Körper, deren Temperaturen über dem absoluten Nullpunkt (-273,15 °C) liegen, senden eine elektromagnetische Strahlung aus. Der infrarote Anteil dieser Strahlung wird auch als Infrarotstrahlung bezeichnet. Er ist für das menschliche Auge nicht sichtbar und wird zur Messung der Eigentemperatur dieser Körper verwendet. Die zur Messung dieser Strahlung eingesetzten Temperaturmessgeräte werden als STRAHLUNGSTHERMOMETER, INFRAROTTHERMOMETER oder PYROMETER bezeichnet. Sie arbeiten alle nach dem gleichen Prinzip, sind aber je nach Einsatzfall technisch sehr unterschiedlich aufgebaut.

Der Emissionsgrad ist materialabhängig und kann bei allen Pyrometern durch Einstellknopf am Gerät bzw. durch Software eingestellt und damit der Messaufgabe angepasst werden. Wichtig ist in diesem Zusammenhang auch die Formel:

 

Physikalische Grundlagen
Ausgehend vom Planckschen Strahlungsgesetz, welches die von einem Schwarzen Strahler ausgesandte Strahlung hinsichtlich der spektralen Verteilung beschreibt, können die grundlegenden Zusammenhänge für die berührungslose Temperaturmessung dargestellt werden.

In vielen Fällen ist die Transmission bei den zu messenden Körpern gleich Null. Für den Praktiker sind folgende Abbildungen hilfreich:

  

  Abb.3: Emissionsgrad von Metallen

 

  Abb.4: Emissionsgrad von Nichtmetallen 

 

  Abb.5: Emissionsgrad von Glas

Ein weiteres Gesetz, als Stefan-Boltzmannsches Gesetz bezeichnet, erhält man durch Integration der spektralen Strahlungsintensität über alle Wellenlängen. Ergebnis ist die Gesamtstrahlung in Abhängigkeit von der Temperatur.

 

Bedingt durch die bei den meisten Temperaturmessgeräten starke spektrale Einschränkung ist diese Formel nur modifiziert anwendbar.

Aus Abb.1 ist erkennbar, dass sich das Maximum der spektralen Ausstrahlung mit zunehmender Temperatur zu kürzeren Wellenlängen verschiebt. Diese Gesetzmäßigkeit wird als Wiensches Verschiebungsgesetz bezeichnet und lässt sich durch Differentiation der Planckschen Formel ableiten.

 

Die Realität sieht oft anders aus, da die praktisch zu messenden Körper die unterschiedlichsten Strahlungseigenschaften besitzen. Diese Eigenschaften werden im Wesentlichen durch den EMISSIONSGRAD beschrieben und er stellt damit eine wichtige Größe für die berührungslose Temperaturmessung dar.
Was versteht man unter dem Emissionsgrad?
Der Emissionsgrad ist das Verhältnis der abgestrahlten Leistung eines „Grauen Strahlers" zu einem „Schwarzen Strahler" bei gleicher Temperatur. Er ist maximal 1 bei einem Schwarzen Strahler und kleiner 1 bei einem Grauen Strahler.