SWIR-Kameras (0,9–2,5 µm) bieten eine deutlich zuverlässigere Temperaturmessung bei stark reflektierenden Materialien wie Metall, Glas oder beschichteten Oberflächen als klassische Pyrometer bzw. LWIR/MWIR-Thermografie. Ursache der Messprobleme im LWIR/MWIR ist der niedrige Emissionsgrad solcher Oberflächen: Umgebungsreflexionen überlagern die Eigenstrahlung und führen zu unzuverlässigen Werten. Im SWIR ist der Emissionsgrad typischerweise höher, sodass die Eigenstrahlung stärker überwiegt und Messungen ab etwa 300 °C robust möglich sind.
Technisch kommen meist InGaAs-Sensoren mit hohem Dynamikumfang zum Einsatz; die kürzeren Wellenlängen erlauben zudem höhere Auflösungen für fein strukturierte Temperaturverteilungen. Für Messqualität sind passende Optiken, hohe Transmission/numerische Apertur sowie Filter zur Unterdrückung von Fremdstrahlung entscheidend.
Als Praxisbeispiel wird die Temperaturüberwachung in Lötprozessen (ca. 230–330 °C) beschrieben: Mit dem Bildverarbeitungssystem VIKOSYS, einer SWIR-Kamera und geeigneter Optik wurden Genauigkeiten um 1,5 K erreicht, was Ausschuss senkt und Prozesse stabilisiert. Eine Herausforderung bleibt die absolute Kalibrierung, die über Referenzpunkte, Kalibrierstifte oder Spezialfarben erfolgt und per Softwarekorrektur unterstützt werden kann. Über Standardschnittstellen (z. B. EtherCAT, Profinet, Ethernet/IP) lässt sich die Lösung in Automatisierung und Qualitätssicherung integrieren, inklusive Echtzeitüberwachung und Dokumentation.
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Eine zentrale Herausforderung ist allerdings die absolute Kalibrierung. In der Praxis erfolgt sie über Referenzmessungen an Stützpunkten bekannter Temperatur. Alternativ können farbmarkierte Kalibrierstifte mit definierten Schmelzpunkten oder Spezialfarben mit hohem Emissionsgrad verwendet werden. Die Auswahl des Kalibrierverfahrens hängt von Material, Geometrie und Temperaturbereich ab. Durch Softwarekorrekturen lassen sich Emissionsgrad-Abweichungen kompensieren und Messwerte automatisiert linearisieren.
Das modulare Bildverarbeitungssystem Vicosys von Vision & Control ermöglicht die direkte Einbindung der SWIR-Kameras in industrielle Automatisierungs- und Qualitätssicherungsprozesse. Standardisierte Schnittstellen wie Ethercat, Profinet oder Ethernet/IP erlauben die nahtlose Kommunikation mit SPS und Leitsystemen. Dadurch lassen sich Temperaturverläufe in Echtzeit überwachen, automatisch dokumentieren und bei Bedarf sofort Prozessparameter anpassen.
Fazit
Die Temperaturmessung mit SWIR-Kameras stellt eine präzise Alternative zu klassischen Pyrometern und Wärmebildkameras dar – insbesondere bei reflektierenden Oberflächen. Durch geeignete Kalibrierstrategien, optische Anpassung und Integration in die Automatisierung lassen sich hohe Genauigkeiten erreichen. Für Anwender bedeutet dies: zuverlässige Temperaturüberwachung auch in anspruchsvollen Umgebungen, geringere Ausfallraten, weniger Nacharbeit und eine verbesserte Gesamtanlageneffektivität.
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