Temperaturmessung & Spots/Isothermen: Komplett-Guide 2026

Spot-Messung und Flächenmessung im Vergleich

Ob ein einzelner Messpunkt oder eine ganze Fläche ausgewertet wird, beeinflusst, welche Aussage ein Wärmebild zulässt. Beide Methoden haben ihren Platz – wer sie verwechselt, riskiert Fehlinterpretationen.

Spot-Messung: ein Wert an einer Stelle

Die Spot-Messung erfasst die Temperatur innerhalb eines Messflecks. Dessen Größe ergibt sich aus dem Verhältnis von Messabstand zu Messfleckgröße (D:S-Verhältnis). Ein Rechenbeispiel: Bei einem D:S-Verhältnis von 50:1 hat der Messfleck in einem Meter Abstand einen Durchmesser von 20 mm. Ist das Zielobjekt kleiner als der Messfleck, fließt die Strahlung des Hintergrunds in das Ergebnis ein – ein typischer Fehler bei kleinen Bauteilen wie Klemmen oder Leiterbahnen. Faustregel: Das Objekt sollte den Messfleck deutlich überragen. Bei einer Wärmebildkamera gilt Entsprechendes: Ein Spot sollte über mehrere Bildpunkte hinweg vollständig auf dem Objekt liegen.

Punktmessungen eignen sich für bekannte Einzelziele, etwa ein bestimmtes Lager oder eine einzelne Anschlussklemme. Gerade bei rotierenden oder schwer zugänglichen Bauteilen ist die berührungslose Punktmessung oft der praktikabelste Weg.

Flächenmessung: Messfelder, Hotspot-Suche und Isothermen

Bei der Flächenmessung legt man ein Rechteck, einen Kreis oder ein Polygon über das Bild und lässt Maximum, Minimum und Mittelwert anzeigen. Die automatische Hotspot- bzw. Coldspot-Suche markiert den wärmsten oder kältesten Punkt im Messfeld. So lassen sich in einer Verteilung lockere Klemmen, überlastete Sicherungen oder ungleich belastete Phasen in einer Aufnahme eingrenzen, ohne jede Komponente einzeln anzumessen. Ein warmer Fleck ist dabei ein Hinweis, keine Diagnose; die Prüfung elektrischer Anlagen gehört in die Hand einer Elektrofachkraft.

Die Messgenauigkeit geben Hersteller meist als Toleranz in Kelvin oder in Prozent des Messwerts an, wobei der größere Wert gilt. Ein Pyrometer kann unter günstigen Bedingungen genauer messen – aber nur, wenn das Objekt den Messfleck vollständig ausfüllt und der Emissionsgrad bekannt ist. Ist der Emissionsgrad unsicher, schrumpft dieser Vorteil deutlich.

• Spot-Messung bei bekannten Einzelzielen und wenn ein bestimmter Punkt wiederholt kontrolliert werden soll
• Flächenmessung bei unbekannter Fehlerlage, größeren Anlagen oder wenn Temperaturverteilungen beurteilt werden sollen
• Kombination: mit der Wärmebildkamera lokalisieren, mit Spot oder Kontaktthermometer gezielt nachmessen

Vergleich der Temperaturmessmethoden: Spot-Messung vs. Flächenmessung

Isothermen: Darstellung und Auswertung

Die Isothermen-Funktion einer Wärmebildkamera hebt alle Bildbereiche in einer Signalfarbe hervor, deren Temperatur über, unter oder zwischen frei gewählten Grenzwerten liegt. Legt ein Anlagenbetreiber etwa einen kritischen Grenzwert fest, färbt die Software alle Bereiche oberhalb dieser Temperatur ein. Das verkürzt die Durchsicht von Schaltschränken mit vielen Komponenten erheblich. Bei der Gebäudethermografie lassen sich mit einer Isotherme unterhalb eines Grenzwerts kalte Bereiche an Wärmebrücken markieren.

Auswertungsprogramme erlauben häufig mehrere Isothermen-Bereiche gleichzeitig. Für eine nachvollziehbare Dokumentation gehören zu jedem Isothermen-Bild der eingestellte Emissionsgrad, die reflektierte Temperatur, der Messabstand und die Umgebungsbedingungen.

Emissionsgrad und Umgebung als Grundlage jeder Isotherme

Eine Isotherme ist nur so gut wie die Parameter dahinter. Ein falsch gesetzter Emissionsgrad verschiebt die angezeigten Temperaturen – und damit die Grenze, ab der ein Bereich eingefärbt wird. Glänzende Metalloberflächen erfordern ein Emissionsband bzw. einen Aufkleber mit bekanntem Emissionsgrad oder eine Kontaktmessung zum Abgleich. Kameras mit hinterlegten Emissionsgradtabellen erleichtern die Einstellung, ersetzen aber nicht das Wissen über die tatsächliche Oberfläche.

Mit wachsendem Abstand schwächen Luftfeuchte, Staub und Dampf die Strahlung ab, zudem deckt jeder Bildpunkt eine größere Fläche ab. Kleine Objekte werden dann nicht mehr sauber aufgelöst, und ihre Temperatur wird zu niedrig angezeigt. Abstand und Luftfeuchte sollten deshalb in der Kamera eingetragen werden; bei kleinen Zielen hilft es, näher heranzugehen oder ein Teleobjektiv zu nutzen.

Differenzbilder und Trendbeobachtung

Fortgeschrittene Auswertungen vergleichen zwei zeitlich versetzte Aufnahmen desselben Bauteils, um Temperaturveränderungen sichtbar zu machen. In der vorbeugenden Instandhaltung fällt so ein Lager auf, das sich über Wochen allmählich stärker erwärmt. Fest installierte, auch drahtlose Temperatursensoren können dabei kontinuierliche Vergleichswerte an einzelnen Punkten liefern.

Für wiederkehrende Inspektionen empfiehlt sich ein festes Vorgehen:

• Grenzwerte aus Bauteilspezifikation oder Herstellerangaben ableiten, nicht aus dem Bauchgefühl
• Vergleichsaufnahme im Normalzustand als Ausgangsbasis anlegen
• Temperaturdifferenzen gegenüber baugleichen Komponenten unter gleicher Last bewerten statt nur absolute Werte
• Blickwinkel dokumentieren – bei den meisten nichtmetallischen Oberflächen bleibt der Emissionsgrad bis zu mittleren Winkeln nahezu gleich, bei sehr flachem Blickwinkel sinkt er deutlich
• Betriebszustand beachten: erst messen, wenn die Anlage unter üblicher Last einen stabilen Zustand erreicht hat

Emissionsgrad, Reflexionen und Umgebungseinflüsse als Fehlerquellen

Eine Wärmebildkamera misst keine Temperatur, sondern Infrarotstrahlung, und rechnet diese anhand der eingestellten Parameter in einen Temperaturwert um. Hier liegt die Ursache der meisten Messfehler.

Der Emissionsgrad

Der Emissionsgrad ist das Verhältnis der von einem Objekt abgegebenen Strahlung zu der eines Schwarzen Strahlers. Je niedriger er ist, desto größer ist der Anteil reflektierter Umgebungsstrahlung im Messsignal. Bei blankem Metall stammt der größte Teil der empfangenen Strahlung aus der Umgebung; schon wechselnde Oxidation verändert den Wert merklich. Praxisregel: den Emissionsgrad materialbezogen ermitteln – per Vergleich mit einem Kontaktthermometer oder mit einem Emissionsgrad-Aufkleber mit bekanntem, hohem Emissionsgrad auf der Messfläche.

Bei Kamerasystemen mit Hilfen zur Emissionsgradeinstellung besteht die Gefahr, diese Funktion als verlässliche Automatik zu betrachten. Tabellenwerte sind Richtwerte; die tatsächlichen Werte hängen von Oberflächenbeschaffenheit, Oxidation und Wellenlänge ab.

Reflexionen und atmosphärische Einflüsse

Ein heißer Ofen oder eine Lampe in Sichtlinie einer glänzenden Oberfläche spiegelt sich im Wärmebild; die Kamera deutet die reflektierte Strahlung als Eigentemperatur des Objekts. Die reflektierte Temperatur wird deshalb als eigener Parameter eingegeben. In Schaltschränken zeigen blanke Kupferschienen neben warmen Bauteilen sonst scheinbare Hotspots, die in Wirklichkeit Spiegelungen sind. Ein Wechsel des Blickwinkels hilft: Wandert der Fleck mit, ist es eine Reflexion.

Bei größeren Abständen und hoher Luftfeuchte zeigt die Kamera zu niedrige Werte an, wenn Abstand, Umgebungstemperatur und Luftfeuchte nicht eingetragen sind. Beim kontaktlosen Messen unter wechselnden Bedingungen sollten diese Werte vor jeder Messreihe neu gesetzt werden.

Häufig unterschätzt werden:

• Glas und Kunststoffscheiben: Glas ist für langwellige Wärmestrahlung praktisch undurchlässig; die Kamera misst die Scheibe und deren Spiegelungen, nicht das Objekt dahinter. Für dauerhafte Messöffnungen, etwa in Schaltanlagen, gibt es eigens dafür gebaute Infrarotfenster.
• Sonneneinstrahlung: Direkt beschienene Oberflächen erwärmen sich und spiegeln zusätzlich; Außenaufnahmen deshalb möglichst ohne Sonne auf dem Objekt
• Wind und Luftbewegung: kühlen Oberflächen ab und lassen sie kälter erscheinen
• Wärmeleitung im Objekt: Schlechte Wärmeleiter wie Kunststoff zeigen auf kleinem Raum starke Temperaturunterschiede, was die Position des Spots kritisch macht

Für die Messpraxis heißt das: Vor jeder Messung Emissionsgrad, reflektierte Temperatur und Messgeometrie bewusst einstellen und dokumentieren. Nur dann liefern Spots und Isothermen belastbare Aussagen.

Kalibrierung und Rückführbarkeit

Wer Temperaturen in regulierten Umgebungen misst – etwa in der Lebensmittelproduktion oder im Qualitätsmanagement –, braucht ein Kalibrierkonzept. Rückführbarkeit bedeutet: Jedes Messergebnis ist über eine ununterbrochene Kette dokumentierter Kalibrierungen mit der Internationalen Temperaturskala ITS-90 verknüpft, die nationale Metrologieinstitute wie die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) darstellen. In Deutschland kalibrieren von der DAkkS akkreditierte Labore Messmittel rückführbar.

Kalibrierung und Justierung

Eine Kalibrierung stellt die Abweichung eines Geräts fest und dokumentiert sie, ohne das Gerät zu verändern. Eine Justierung ist der Eingriff, mit dem das Gerät an den Sollwert angepasst wird. Wer nach einer Kalibrierung justiert, sollte das Ausgangszertifikat aufbewahren, damit die Drift des Geräts nachvollziehbar bleibt. Infrarotkameras werden gegen Referenzstrahler (Schwarze Strahler) kalibriert. Die Kalibrierung verbessert die Messgenauigkeit, nicht die Bildauflösung – und sie schützt nicht vor einem falsch eingestellten Emissionsgrad.

Bei drahtlos übertragenen Temperaturwerten gehört die gesamte Signalkette bis zur Auswertesoftware zur Betrachtung, nicht nur der Sensor. Für kontaktlose Messverfahren gilt zusätzlich: Auch ein kalibriertes Gerät liefert mit falsch gesetztem Emissionsgrad systematisch falsche Werte.

• Akkreditierte Kalibrierlabore beauftragen; ihre Kalibrierscheine werden über das ILAC-Abkommen international anerkannt
• Kalibrierpunkte so wählen, dass sie den tatsächlich genutzten Temperaturbereich abdecken
• Kalibrierintervalle nach Herstellerangabe und Einsatzbedingungen festlegen und Fälligkeiten verwalten
• Nach Stürzen, Reparaturen oder auffälligem Verhalten außerplanmäßig kalibrieren

Ein vollständiges Kalibrierzertifikat nennt Messbedingungen, das Referenznormal mit Rückführungsnachweis, die Messwerte mit Abweichungen und die Messunsicherheit.