DE102010052327B4 - Method for determining a condensation risk with a thermal imaging camera and corresponding thermal imaging camera - Google Patents

Method for determining a condensation risk with a thermal imaging camera and corresponding thermal imaging camera Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Bestimmung eines Kondensationsrisikos mit einer Wärmebildkamera (1), wobei mit der Wärmebildkamera (1) ein aus Pixeln mit jeweils einem zugeordneten Pixel-Temperaturwert zusammengesetztes Wärmebild einer Szene aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert (9) gemessen oder vorgegeben wird, dass zu einem Umgebungs-Temperaturwert ein Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwert (6) berechnet, gemessen oder vorgegeben wird, dass für wenigstens ein Pixel ein Pixel-Sättigungsdampfdruckwert (7) zu dem zugeordneten Pixel-Temperaturwert berechnet wird und dass aus dem Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwert (6), dem Pixel-Sättigungsdampfdruckwert (7) und dem Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert (9) eine Pixel-Bewertungskenngröße (8) ermittelt wird, wobei die Pixel-Bewertungskenngröße (9) das Kondensationsrisiko an einem dem wenigstens einen Pixel zugeordneten Bereich der Szene charakterisiert.Method for determining a risk of condensation with a thermal imaging camera (1), with the thermal imaging camera (1) taking a thermal image of a scene composed of pixels each with an assigned pixel temperature value, characterized in that an ambient humidity value (9) is measured or specified it is that an ambient saturation vapor pressure value (6) is calculated, measured or specified for an ambient temperature value, that a pixel saturation vapor pressure value (7) is calculated for the assigned pixel temperature value for at least one pixel and that from the ambient saturation vapor pressure value ( 6), the pixel saturation vapor pressure value (7) and the ambient air humidity value (9), a pixel evaluation parameter (8) is determined, the pixel evaluation parameter (9) characterizing the risk of condensation in an area of the scene assigned to the at least one pixel.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Kondensationsrisikos mit einer Wärmebildkamera, wobei mit der Wärmebildkamera ein aus Pixeln mit jeweils einem zugeordneten Pixel-Temperaturwert zusammengesetztes Wärmebild einer Szene aufgenommen wird.The invention relates to a method for determining a condensation risk with a thermal imaging camera, wherein the thermal imaging camera captures a thermal image of a scene composed of pixels each having an associated pixel temperature value.

Die Erfindung betrifft weiter eine Wärmebildkamera, umfassend Aufnahmemittel zur Aufnahme eines aus Pixeln mit jeweils einem zugeordneten Pixel-Temperaturwert zusammengesetzten Wärmebildes einer Szene und Eingabemittel zur Eingabe wenigstens eines Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswertes.The invention further relates to a thermal imaging camera comprising recording means for recording a thermal image of a scene composed of pixels each having an associated pixel temperature value and input means for inputting at least one ambient humidity value.

Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der JP 61-134652 A bekannt, wobei eine Temperaturverteilung einer Wand mit einem optischen Scanner erfasst wird und eine Umgebungstemperatur gemessen wird und für jedes Pixel ein Quotient aus den zugehörigen Sättigungsdampfdrücken berechnet wird. Bei diesem Verfahren wird der zugehörige Sättigungsdampfdruck aus einer Tabelle ausgelesen, in welcher Temperaturwerte und zugehörige Sättigungsdampfdruckwerte hinterlegt sind. Weitere Eingangsgrößen sind bei diesem Verfahren nicht beschrieben oder erforderlich.Such a method is for example from the JP 61-134652 A in which a temperature distribution of a wall is detected with an optical scanner and an ambient temperature is measured and a quotient of the associated saturation vapor pressures is calculated for each pixel. In this method, the associated saturation vapor pressure is read from a table in which temperature values and associated saturation vapor pressure values are stored. Other input variables are not described or required in this method.

Ein weiteres derartiges Verfahren ist aus der EP 1 678 485 B1 bekannt, wobei auf der Basis von eingegebenen Feuchtigkeits- und Temperaturwerten eine Kondensationstemperatur gemessen wird, bei der eine Gefahr von Kondensation auf der untersuchten Oberfläche vorliegt, und wobei die Temperatur an mindestens einem Bildpunkt eines mit einer Wärmebildkamera aufgenommenen Bildes mit der Kondensationstemperatur verglichen wird. Zwar lässt sich auf diese Weise eine Aussage über das Kondensationsrisiko erreichen, ein direkter Vergleich von Temperaturwerten liefert jedoch einem Benutzer ein Bewertungskriterium, das für eine intuitive Aussage über die Höhe eines Kondensationsrisikos noch weiter umgerechnet oder verarbeitet werden muss.Another such method is known from EP 1 678 485 B1 in which, based on input moisture and temperature values, a condensation temperature at which there is a risk of condensation on the surface being examined is measured, and the temperature at at least one pixel of an image recorded with a thermal imaging camera is compared with the condensation temperature. Although a statement about the risk of condensation can be obtained in this way, a direct comparison of temperature values provides a user with an evaluation criterion that has to be further converted or processed for an intuitive statement about the level of condensation risk.

Aus der DE 20 2005 015 397 U1 ist eine Vorrichtung zur Bestimmung der Oberflächenfeuchte eines Messobjekts bekannt, bei welcher mit einem Pyrometer eine Temperatur einer Wand gemessen wird, aus einer gemessenen Luftfeuchte eine Raum-Taupunkt-Temperatur bestimmt wird und aus der Wandtemperatur und der Raum-Taupunkt-Temperatur direkt eine Oberflächenfeuchte berechnet wird.From the DE 20 2005 015 397 U1 a device for determining the surface moisture of a test object is known, in which a temperature of a wall is measured with a pyrometer, a room-dew point temperature is determined from a measured air humidity, and a surface moisture is calculated directly from the wall temperature and the room-dew point temperature becomes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Gebrauchseigenschaften der vorbekannten Verfahren zu verbessern.The invention has for its object to improve the performance characteristics of the previously known methods.

Erfindungsgemäß ist zur Lösung dieser Aufgabe bei einem eingangs beschriebenen Verfahren vorgesehen, dass ein Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert gemessen oder vorgegeben wird, dass zu einem Umgebungs-Temperaturwert ein Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwert berechnet, gemessen oder vorgegeben wird, dass für wenigstens ein Pixel ein Pixel-Sättigungsdampfdruckwert zu dem zugeordneten Pixel-Temperaturwert berechnet wird und dass aus dem Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwert, dem Pixel-Sättigungsdampfdruckwert und dem Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert eine Pixel-Bewertungskenngröße ermittelt wird, wobei die Pixel-Bewertungskenngröße das Kondensationsrisiko an einem dem wenigstens einen Pixel zugeordneten Bereich der Szene charakterisiert. Hierbei ist der Sättigungsdampfdruck der Druck der dampfförmigen Phase eines Stoffes, wenn die flüssigförmigen und dampfförmigen Phasen sich im Gleichgewicht befinden.According to the invention, in order to achieve this object in a method described at the outset, it is provided that an environmental humidity value is measured or predefined that an ambient saturation vapor pressure value is calculated, measured or predetermined at an ambient temperature value such that a pixel saturation vapor pressure value is available for at least one pixel is calculated from the ambient saturation vapor pressure value, the pixel saturation vapor pressure value, and the ambient humidity value, wherein the pixel evaluation parameter characterizes the condensation risk at an area of the scene associated with the at least one pixel. Here, the saturation vapor pressure is the pressure of the vapor phase of a substance when the liquid and vapor phases are in equilibrium.

Unter einem Sättigungsdampfdruck kann somit allgemein eine rechnerische Größe verstanden werden, welche zumindest näherungsweise exponentiell von einem Temperaturausdruck abhängt. Beispielsweise kann dieser Temperaturausdruck durch eine rationale Funktion der Temperatur gegeben sein. Soll der Sättigungsdampfdruck bei gegebener Temperatur exakt den Druck bezeichnen, der im Gleichgewicht in einer ansonsten leeren Kammer über der flüssigen Phase entsteht, so ist der Temperaturausdruck durch einen Quotienten mit einem Zähler, welcher linear in oder sogar direkt proportional zu der Temperatur ist, und mit einem Nenner, welcher linear in oder sogar direkt der Temperatur ist, gegeben. Hierbei unterscheiden sich die linearen Terme von den direkt proportionalen Termen durch ein zusätzliches konstantes Glied. Je nach Modell zur Berücksichtigung von nicht-idealen Bedingungen und/oder zur Realisierung von Näherungen kann der Temperaturausdruck auch von dieser mathematischen Gestalt abweichen.A saturation vapor pressure can thus generally be understood to mean a computational variable which depends at least approximately exponentially on a temperature expression. For example, this temperature term can be given by a rational function of temperature. If the saturation vapor pressure at a given temperature is to designate exactly the pressure which arises in equilibrium in an otherwise empty chamber above the liquid phase, the temperature term is a quotient of a numerator which is linear in or even directly proportional to the temperature, and a denominator which is linear in or even directly the temperature. Here, the linear terms differ from the directly proportional terms by an additional constant term. Depending on the model for consideration of non-ideal conditions and / or for the realization of approximations, the temperature expression may also deviate from this mathematical form.

Eine beispielhafte Abhängigkeit des Sättigungsdampfdrucks e(t) von der Temperatur t, welche in vielen praktischen Fällen zutrifft, ist gegeben durch e(t) = C1·Exp[C2·t/(C3 + t)], wobei C1, C2, C3 stoffspezifische Konstanten im Anwendungsfall bezeichnen. Für Wasser gilt beispielsweise: T[°C] C1 [hPa] C2 C3 [°C] –80...0,01 (über Eis) 6,122 22,46 272,62 –45...50 (über Wasser bzw. unterkühltem Wasser) 6,122 17,62 243,12 50...180 5,95 16,819 227,3163 An exemplary dependence of the saturation vapor pressure e (t) on the temperature t, which applies in many practical cases, is given by e (t) = C 1 * Exp [C 2 * t / (C 3 + t)], where C 1 , C 2 , C 3 denote substance-specific constants in the application. For example: T [° C] C 1 [hPa] C 2 C 3 [° C] -80 ... 0.01 (over ice) 6,122 22.46 272.62 -45 ... 50 (over water or undercooled water) 6,122 17.62 243.12 50 ... 180 5.95 16.819 227.3163

Die durch die obige Formel beschriebene Temperaturabhängigkeit kann auch näherungsweise als Wertetabelle zur beispielsweise automatischen Bestimmung des Sättigungsdampfdrucks bereitgestellt werden. Die Erfindung bietet den Vorteil, dass mit den berechneten bzw. gemessenen Sättigungsdampfdruckwerten für die Umgebungs-Temperatur einerseits und die Pixel-Temperatur andererseits Rechengrößen zur Verfügung stehen, mit denen sich durch einfache Manipulation intuitiv handhabbare Pixel-Bewertungskenngrößen erhalten lassen. Das erfindungsgemäße Verfahren stellt somit eine Alternative zu dem in der EP 1 678 485 B1 beschriebenen Verfahren dar, welches ebenso die Berücksichtigung einer schwankenden Umgebungs-Luftfeuchtigkeit erlaubt. Versuche haben ergeben, dass der Einfluss eines Umgebungs-Luftdruckwertes für viele praktische Anwendungen vernachlässigbar ist.The temperature dependence described by the above formula can also be provided approximately as a table of values for, for example, automatic determination of the saturation vapor pressure. The invention offers the advantage that with the calculated or measured saturation vapor pressure values for the ambient temperature on the one hand and the pixel temperature on the other hand, calculation variables are available with which intuitively manageable pixel evaluation characteristics can be obtained by simple manipulation. The inventive method thus provides an alternative to that in the EP 1 678 485 B1 described method, which also allows the consideration of a fluctuating ambient humidity. Experiments have shown that the influence of an ambient air pressure value is negligible for many practical applications.

Der Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwert kann direkt gemessen und vorgegeben werden. Für eine einfach handhabbare Bereitstellung des Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwertes kann vorgesehen sein, dass der Umgebungs-Temperaturwert gemessen oder vorgegeben wird, wobei der Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwert aus dem Umgebungs-Temperaturwert berechnet wird.The ambient saturation vapor pressure value can be measured and specified directly. For an easily manageable provision of the ambient saturation vapor pressure value, provision may be made for the ambient temperature value to be measured or predefined, the ambient saturation vapor pressure value being calculated from the ambient temperature value.

Zur einfachen und genauen Erfassung der Eingangsgrößen kann vorgesehen sein, dass der Umgebungs-Temperaturwert und/oder Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert und/oder der Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwert gemessen wird/werden.For simple and accurate detection of the input variables, it may be provided that the ambient temperature value and / or ambient humidity value and / or the ambient saturation vapor pressure value are measured.

Zur Simulation der Auswirkung von unterschiedlichen Umgebungsbedingungen kann vorgesehen sein, dass der Umgebungs-Temperaturwert und/oder Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert und/oder der Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwert variiert wird/werden.To simulate the effect of different environmental conditions, it can be provided that the ambient temperature value and / or ambient humidity value and / or the ambient saturation vapor pressure value is / are varied.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass aus dem Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwert und dem Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert ein Umgebungs-Wasserdampfpartialdruckwert berechnet wird. Dies kann beispielsweise durch Multiplikation der beiden Werte erfolgen.In one embodiment of the invention, it may be provided that an ambient water vapor partial pressure value is calculated from the ambient saturation vapor pressure value and the ambient air humidity value. This can be done, for example, by multiplying the two values.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass aus dem Pixel-Sättigungsdampfdruckwert und dem Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert ein Quotient berechnet wird. Dies kann beispielsweise durch Quotientenbildung erfolgen, wobei der Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert im Zähler steht. Für den Quotienten könnte daher in Analogie zu der vorstehend beschriebenen Variante die Bezeichnung Pixel-Wasserdampfpartialdruckwert verwendet werden. Hierbei stellt aber der Pixel-Wasserdampfpartialdruckwert im Unterschied zu dem zuvor genannten Umgebungs-Wasserdampfpartialdruckwert lediglich eine Zwischengröße zur Berechnung und keine Größe mit direkter physikalischer Bedeutung dar, da zum einen ein realer Wasserdampfpartialdruckwert als Produkt eines Luftfeuchtigkeitswertes und eines Sättigungsdampfdruckwertes und nicht als Quotient gebildet wird und zum anderen der Pixel-Sättigungsdampfdruckwert auf den Temperaturwert des Pixels und der Umgebungsluft-Luftfeuchtigkeitswert auf den Luftfeuchtigkeitswert der Umgebung bezogen sind. Jedenfalls wird in der ersten Variante der Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert aufseiten der Umgebungs-Variablen verrechnet, während in der zweiten Variante der Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert aufseiten der Pixel-Variablen berücksichtigt wird. Es sind bei weiteren Ausgestaltungen auch Mischformen vorgesehen, beispielsweise durch Verrechnung der Quadratwurzel der Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswerte auf Umgebungs-Variablen-Seite und auf Pixel-Variablen-Seite.Alternatively or additionally, it can be provided that a quotient is calculated from the pixel saturation vapor pressure value and the ambient humidity value. This can be done for example by quotient formation, wherein the ambient humidity value is in the meter. For the quotient, therefore, the term pixel water vapor partial pressure value could be used analogously to the variant described above. Here, however, the pixel Wasserdampfpartialdruckwert in contrast to the aforementioned ambient Wasserdampfpartialdruckwert only an intermediate size for calculation and no size with direct physical meaning, since on the one hand a real Wasserdampfpartialdruckwert is formed as the product of a humidity value and a saturation vapor pressure value and not as a quotient, and on the other hand the pixel saturation vapor pressure value is related to the temperature value of the pixel and the ambient air humidity value to the ambient humidity value. In any case, in the first variant, the ambient air humidity value is calculated on the side of the environmental variables, while in the second variant, the ambient air humidity value on the side of the pixel variables is taken into account. In other embodiments, mixed forms are also provided, for example by calculating the square root of the ambient humidity values on the environment variable page and on the pixel variable page.

Zur Berechnung der Sättigungsdampfdruckwerte kann jeweils eine Näherungsformel oder Näherungstabelle verwendet werden, welche die Temperaturabhängigkeit des Sättigungsdampfdrucks für Wasser von der Temperatur wiedergibt. Eine für viele praktische Fälle gültige Formel ist durch die oben wiedergegebene Abhängigkeit beschrieben. Je nach Einsatzzweck und Näherungsgüte können hierbei auch andere Koeffizienten eingesetzt werden. Viele Ausgestaltungen der Erfindung haben daher gemeinsam, dass zur Berechnung des Pixel-Sättigungsdampfdruckwertes und/oder des Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwertes eine Exponentialfunktion ausgewertet wird. Zur Modellierung eines zutreffenden Temperaturverhaltens kann vorgesehen sein, dass zur Berechnung des Pixel-Sättigungsdampfdruckwertes und/oder des Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwertes eine rationale Funktion eines Temperaturwertes gebildet wird. Hierbei wird unter einer rationalen Funktion eine Funktion verstanden, die sich als Quotient zweier Polynome in der Temperatur darstellen lässt. Vorzugsweise sind diese Polynome linear in der Temperatur und können je nach verwendeter Temperaturskala und je nach Anwendungsfall konstante Terme enthalten.For calculating the saturation vapor pressure values, an approximate formula or approximate table representing the temperature dependence of the saturation vapor pressure for water on the temperature can be used. A formula valid for many practical cases is described by the dependency given above. Depending on the purpose and proximity quality other coefficients can be used. Many embodiments of the invention therefore have in common that for calculating the pixel saturation vapor pressure value and / or the ambient saturation vapor pressure value Exponential function is evaluated. To model a suitable temperature behavior, it can be provided that a rational function of a temperature value is formed for the calculation of the pixel saturation vapor pressure value and / or the ambient saturation vapor pressure value. Here, a rational function is a function that can be represented as a quotient of two polynomials in temperature. Preferably, these polynomials are linear in temperature and may contain constant terms depending on the temperature scale used and the application.

Häufig sind die nötigen Berechnungsroutinen bei den an dem Messgerät verfügbaren Rechenkapazitäten zu aufwendig, um die Berechnung für jedes Pixel durchführen zu können. Hier kann eine für viele Anwendungen bereits ausreichende Näherung dadurch erreicht werden, dass in dem Wärmebild ein Pixel mit einem maximalen Pixel-Temperaturwert und/oder ein Pixel mit einem minimalen Pixel-Temperaturwert ausgewählt wird/werden, wobei für das Pixel oder die Pixel jeweils ein Pixel-Sättigungsdampfdruckwert zu dem/den zugeordneten Pixel-Temperaturwert(en) berechnet wird/werden. Die Auswahl des maximalen/minimalen Pixel-Temperaturwertes kann durch den Benutzer oder automatisiert erfolgen. Von Vorteil ist dabei, dass die erfindungsgemäße Verarbeitung wenigstens für kritische Bereiche durchgeführt werden kann.Often, the necessary computational routines are too expensive for the computational resources available on the meter to perform the computation for each pixel. Here, a sufficient approximation for many applications can be achieved by selecting in the thermal image a pixel having a maximum pixel temperature value and / or a pixel having a minimum pixel temperature value, wherein the pixel or pixels are each one Pixel saturation vapor pressure value is calculated at the associated pixel temperature value (s). The selection of the maximum / minimum pixel temperature value may be done by the user or automated. The advantage here is that the processing according to the invention can be carried out at least for critical areas.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass für zwei Pixel jeweils ein Pixel-Sättigungsdampfdruckwert zu dem/den zugeordneten Pixel-Temperaturwert(en) berechnet wird, wobei für weitere Pixel des Wärmebildes jeweils ein Pixel-Sättigungsdampfdruckwert in einem Interpretationsverfahren zu den berechneten Pixel-Sättigungsdampfdruckwerten ermittelt wird. Zu diesen näherungsweise ermittelten Pixel-Sättigungsdampfdruckwerten lassen sich anschließend Pixel-Bewertungskenngrößen in bereits beschriebener Weise bilden. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass für die weiteren Pixel des Wärmebildes jeweils eine Pixel-Bewertungskenngröße in einem Interpolationsverfahren zu den berechneten Pixel-Bewertungskenngrößen ermittelt wird. Auf diese Weise kann für die übrigen Pixel eine näherungsweise gültige Aussage mit dem erfindungsgemäßen Verfahren getroffen werden. Im Ergebnis liegt somit eine ortsaufgelöste Pixel-Bewertungskenngröße vor. Besonders günstig ist es, wenn die zwei ausgewerteten Pixel zu einem maximalen Pixel-Temperaturwert und einem minimalen Pixel-Temperaturwert gehören, um somit die gesamte Breite der Messwerte ausnutzen zu können.In one embodiment of the invention it can be provided that for each pixel a pixel saturation vapor pressure value is calculated to the associated pixel temperature value (s), wherein for each pixel of the thermal image in each case a pixel saturation vapor pressure value in an interpretation method to the calculated pixels Saturation vapor pressure values is determined. Pixel estimation parameters can then be formed in the manner already described for these approximately determined pixel saturation vapor pressure values. Alternatively or additionally, it may be provided that in each case a pixel evaluation parameter is determined for the further pixels of the thermal image in an interpolation method relative to the calculated pixel evaluation characteristics. In this way, an approximately valid statement can be made with the method according to the invention for the remaining pixels. As a result, there is thus a spatially resolved pixel evaluation parameter. It is particularly favorable if the two evaluated pixels belong to a maximum pixel temperature value and a minimum pixel temperature value in order to be able to utilize the entire width of the measured values.

Eine besonders genaue ortsaufgelöste Analyse des Kondensationsrisikos ist möglich, wenn zu jedem Pixel in einem Bereich des Wärmebildes ein Pixel-Sättigungsdampfdruckwert und/oder ein Pixel-Wasserdampfpartialdruckwert und/oder eine Pixel-Bewertungskenngröße berechnet wird/werden. Vorzugsweise umfasst der Bereich das gesamte Wärmebild. Der Bereich kann aber auch vom Benutzer wählbar oder vorgebbar eingerichtet sein.A particularly accurate spatially resolved analysis of the condensation risk is possible if a pixel saturation vapor pressure value and / or a pixel water vapor partial pressure value and / or a pixel evaluation parameter are / is calculated for each pixel in a region of the thermal image. Preferably, the area comprises the entire thermal image. The area can also be selected by the user or set specifiable.

Zur Darstellung des Berechnungsergebnisses, also der Pixel-Bewertungskenngröße(n), kann vorgesehen sein, dass in einer Falschfarben- oder Grauwertdarstellung des Wärmebildes ein Pixelwert eines Pixels durch die dem Pixel zugehörige Pixel-Bewertungskenngröße modifiziert wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass ein Kondensations-Schwellwert vorgegeben wird, und dass die Pixelwerte in Abhängigkeit von einem Überschreiten oder Unterschreiten des Schwellwertes durch die Pixel-Bewertungskenngröße modifiziert werden. Hierdurch sind die Messergebnisse in visuell einfach wahrnehmbarer Gestalt bereitgestellt.To display the calculation result, that is to say the pixel evaluation parameter (s), it may be provided that in a false color or gray value representation of the thermal image, a pixel value of a pixel is modified by the pixel evaluation parameter associated with the pixel. It can also be provided that a condensation threshold value is specified, and that the pixel values are modified as a function of exceeding or falling below the threshold value by the pixel evaluation parameter. As a result, the measurement results are provided in visually easily perceptible shape.

Eine einfache handhabbare Pixel-Bewertungskenngröße kann sich ergeben, wenn zur Berechnung der Pixel-Bewertungskenngröße ein Verhältnis des Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwertes zu dem Pixel-Sättigungsdampfdruckwert berechnet wird. Alternativ kann ein Verhältnis des Umgebungs-Wasserdampfpartialdruckwertes zu dem Pixel-Sättigungsdampfdruckwert berechnet werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass ein Verhältnis des Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwertes zu dem Quotienten berechnet wird. Besonders einfach einer intuitiven Verwendung zugänglich ist der relative Feuchtigkeitswert in Bezug auf Wasser, der auf diese Weise als Pixel-Bewertungskenngröße für das oder jedes Pixel berechnet werden kann.A simple manageable pixel rating characteristic may result if a ratio of the ambient saturation vapor pressure value to the pixel saturation vapor pressure value is calculated to calculate the pixel rating characteristic. Alternatively, a ratio of the ambient water vapor partial pressure value to the pixel saturation vapor pressure value may be calculated. It may also be provided that a ratio of the ambient saturation vapor pressure value to the quotient is calculated. Particularly accessible to intuitive use is the relative humidity value with respect to water, which can thus be calculated as a pixel rating characteristic for the or each pixel.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einem nachgelagerten PC, an welcher die Wärmebildkamera zur nachträglichen Datenübertragung oder online während der Messung angeschlossen wird, ausgeführt werden. Die Berechnungsroutinen können aber auch in der Wärmebildkamera abgearbeitet werden.The method according to the invention can be carried out in a downstream PC to which the thermal imaging camera is connected for subsequent data transmission or online during the measurement. The calculation routines can also be processed in the thermal imager.

Es kann hierbei vorgesehen sein, dass der Umgebungs-Temperaturwert und/oder der Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwert und/oder der Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert und/oder der Umgebungs-Wasserdampfpartialdruckwertin die Wärmebildkamera eingegeben werden. Dies kann durch eine manuelle Eingabe oder durch Übermittlung von Messergebnissen über eine Datenverbindung mit externen oder in die Wärmebildkamera integrierten Messeinrichtungen erfolgen. Somit kann mit der Wärmebildkamera gemessen werden.It can be provided here that the ambient temperature value and / or the ambient saturation vapor pressure value and / or the ambient humidity value and / or the ambient water vapor partial pressure value are input into the thermal imaging camera. This can be done by a manual input or by transmission of measurement results via a data connection with external or integrated in the thermal imager measuring devices. Thus, can be measured with the thermal imager.

Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist zur Lösung der Aufgabe bei einer eingangs beschriebenen Wärmebildkamera vorgesehen, dass Mittel zur Bestimmung oder Vorgabe eines Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwertes zu einem Umgebungs-Temperaturwert ausgebildet und eingerichtet sind, dass Rechenmittel zur Berechnung eines Pixel-Sättigungsdampfdruckwertes aus wenigstens einem Pixel-Temperaturwert ausgebildet und eingerichtet sind, dass Rechenmittel zur Berechnung wenigstens einer Pixel-Bewertungskenngröße aus dem Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwert, dem Pixel-Sättigungsdampfdruckwert und dem Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert ausgebildet und eingerichtet sind, wobei die Pixel-Bewertungskenngröße das Kondensationsrisiko an einem den wenigstens einen Pixel zugeordneten Bereich der Szene charakterisiert. Die Eingabemittel können zur manuellen Eingabe oder zur Eingabe über eine Datenverbindung eingerichtet sein. Die Rechenmittel sind hier bereits durch entsprechende Programmierung zur Ausführung der bezeichneten Schritte eingerichtet. For carrying out the method according to the invention, in order to achieve the object in a thermal imaging camera described in the introduction, means are provided and set up for determining or presetting an ambient saturation vapor pressure value to an ambient temperature value and in that computing means for calculating a pixel saturation vapor pressure value from at least one pixel Temperature value are designed and configured such that computing means for calculating at least one pixel evaluation parameter from the ambient saturation vapor pressure value, the pixel saturation vapor pressure value and the ambient humidity value are configured and configured, wherein the pixel evaluation parameter is the condensation risk at an area associated with the at least one pixel characterized the scene. The input means can be set up for manual input or for input via a data connection. The calculation means are already set up here by appropriate programming for the execution of the designated steps.

Die Eingabemittel können zur Eingabe wenigstens eines Umgebungs-Temperaturwertes ausgebildet sein. Als Alternative oder Ergänzung zu einer manuellen Vorgabe des Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwertes kann vorgesehen sein, dass die Mittel zur Bestimmung oder Vorgabe eines Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwertes Rechenmittel zur Berechnung eines Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwertes aus dem Umgebungs-Temperaturwert umfassen.The input means may be configured to input at least one ambient temperature value. As an alternative or supplement to a manual specification of the ambient saturation vapor pressure value, it may be provided that the means for determining or specifying an ambient saturation vapor pressure value comprise computing means for calculating an ambient saturation vapor pressure value from the ambient temperature value.

Zur Berechnung des Sättigungsdampfdruckwertes kann vorgesehen sein, dass Rechenmittel zum Exponenzieren eingerichtet sind.In order to calculate the saturation vapor pressure value, provision can be made for computing means for exponentiation to be set up.

Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können an der Wärmebildkamera Rechenmittel zur Berechnung eines Umgebungs-Wasserdampfpartialdruckwertes aus dem Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwert und dem Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert ausgebildet und eingerichtet sein. Insbesondere können somit Multiplikationsmittel zur Ausführung einer Multiplikationsoperation ausgebildet und eingerichtet sein.For carrying out the method according to the invention, computing means for calculating an ambient water vapor partial pressure value from the ambient saturation vapor pressure value and the ambient air humidity value can be designed and set up on the thermal imaging camera. In particular, multiplication means can thus be designed and set up to carry out a multiplication operation.

Alternativ oder zusätzlich können Rechenmittel zur Berechnung eines Quotienten aus dem Pixel-Sättigungsdampfdruckwert und dem Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert ausgebildet und eingerichtet sein.Alternatively or additionally, computing means for calculating a quotient of the pixel saturation vapor pressure value and the ambient humidity value can be designed and set up.

Zur intuitiv erfassbaren Darstellung der Pixel-Bewertungskenngrößen kann vorgesehen sein, dass Darstellungsmittel zur Modifikation eines Pixelwertes eines Pixels in Abhängigkeit von der dem Pixel zugehörigen Pixel-Bewertungskenngröße ausgebildet sind. Hierbei kann der Pixelwert eines Pixels durch einen Helligkeitswert und/oder einen Farbwert und/oder einen Sättigungswert beschrieben sein. Von Vorteil ist dabei, dass die Modifikation die Struktur des Wärmebildes berücksichtigen kann, so dass dem Benutzer die Zuordnung der Pixel zu den tatsächlich abgebildeten Objekten erleichtert ist.For the intuitively detectable representation of the pixel evaluation characteristics, it can be provided that presentation means are designed for modifying a pixel value of a pixel as a function of the pixel evaluation characteristic associated with the pixel. In this case, the pixel value of a pixel can be described by a brightness value and / or a color value and / or a saturation value. The advantage here is that the modification can take into account the structure of the thermal image, so that the user is facilitated the assignment of the pixels to the actually imaged objects.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Modifikation des Pixelwertes in Abhängigkeit von einem Über- oder Unterschreiten eines Kondensations-Schwellwertes eingerichtet ist. Auf diese Weise kann vorgesehen sein, dass der Kondensations-Schwellwert vom Benutzer vorgegeben wird, um kritische Wertebereiche zu kennzeichnen. Der Benutzer kann sich somit ein Toleranzniveau selbst festlegen, indem der Kondensations-Schwellwert variierbar eingerichtet ist.For example, it can be provided that the modification of the pixel value is set up as a function of exceeding or falling below a condensation threshold value. In this way it can be provided that the condensation threshold value is specified by the user in order to identify critical value ranges. The user can thus set himself a tolerance level by the condensation threshold is set variable.

Alternativ oder zusätzlich können Ausgabemittel zur Ausgabe eines Wärmebildes in Falschfarben- oder Grauwertdarstellung ausgebildet sein. Diese Ausgabemittel können zur Ausgabe der modifizierten Pixelwerte in einem modifizierten Wärmebild eingerichtet sein.Alternatively or additionally, output means for outputting a thermal image may be formed in false color or gray scale representation. These output means may be arranged to output the modified pixel values in a modified thermal image.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass Eingabemittel zur Festlegung der Farb- oder Grauwertskala und/oder eines Kondensations-Schwellwertes ausgebildet sind. Auf diese Weise kann der Benutzer die eingerichteten Berechnungsabläufe an seine Bedürfnisse anpassen.According to one embodiment of the invention, it may be provided that input means are designed for determining the color or gray scale and / or a condensation threshold. In this way, the user can adapt the established calculation processes to his needs.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass Interpolationsmittel zur näherungsweisen Ermittlung eines Pixel-Sättigungsdampfdruckwertes und/oder einer Pixel-Bewertungskenngröße für ein weiteres Pixel aus berechneten Pixel-Sättigungsdampfdruckwerten und/oder Pixel-Bewertungskenngrößen eingerichtet sind. Von Vorteil ist dabei, dass die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Pixel eines Wärmebildes erforderliche Rechenkapazität reduziert werden kann.In an embodiment of the invention, it may be provided that interpolation means for approximating a pixel saturation vapor pressure value and / or a pixel evaluation parameter for a further pixel from calculated pixel saturation vapor pressure values and / or pixel evaluation characteristics are set up. The advantage here is that the computing capacity required for carrying out the method according to the invention for the pixels of a thermal image can be reduced.

Besonders günstig ist es, wenn an der Wärmebildkamera Mittel zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet und eingerichtet sind.It is particularly advantageous if means for carrying out a method according to the invention are designed and set up on the thermal imaging camera.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, ist aber nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich aus Kombination einzelner oder mehrerer Merkmale der Patentansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen der Ausführungsbeispiele. The invention will now be described in more detail with reference to embodiments, but is not limited to these embodiments. Further exemplary embodiments result from the combination of individual or several features of the claims with one another and / or with one or more features of the exemplary embodiments.

Es zeigt:It shows:

1 eine erfindungsgemäße Wärmebildkamera in einer Schrägansicht von vorne, 1 a thermal imaging camera according to the invention in an oblique view from the front,

2 die Wärmebildkamera gemäß 1 in einer Schrägansicht von hinten, 2 the thermal imaging camera according to 1 in an oblique view from behind,

3 eine Ablaufdarstellung eines Teils eines erfindungsgemäßen Verfahrens, 3 a flow diagram of a part of a method according to the invention,

4 eine Ablaufdarstellung eines Teils eines weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens, 4 a flow diagram of a part of another method according to the invention,

5 eine Ablaufdarstellung eines Teils eines dritten erfindungsgemäßen Verfahrens und 5 a flow diagram of part of a third method according to the invention and

6 eine Ablaufdarstellung eines Teils eines vierten erfindungsgemäßen Verfahrens. 6 a flow diagram of part of a fourth method according to the invention.

Die in 1 und 2 gezeigte erfindungsgemäße Wärmebildkamera 1 hat in an sich bekannter Weise hinter einer IR-Optik 2 ein Aufnahmemittel 3 zur Aufnahme eines aus Pixeln mit jeweils einem zugeordneten Pixel-Temperaturwert zusammengesetzten Wärmebildes einer Szene in Form einer IR-Detektoreinheit.In the 1 and 2 shown thermal imaging camera according to the invention 1 has in a known manner behind an IR optics 2 a recording medium 3 for receiving a composite of pixels, each with an associated pixel temperature value thermal image of a scene in the form of an IR detector unit.

Die Wärmebildkamera 1 verfügt ferner über Eingabemittel 4, mit denen wenigstens ein Umgebungs-Temperaturwert und wenigstens ein Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert eingebbar sind. Diese Eingabemittel 4 umfassen nicht weiter dargestellte Funkübertragungsmittel und/oder kabelgebundene Übertragungsmittel zur automatischen Eingabe der entsprechenden Messwerte.The thermal imager 1 also has input means 4 with which at least one ambient temperature value and at least one ambient humidity value can be entered. These input means 4 include radio transmission means not shown in detail and / or wired transmission means for automatically inputting the corresponding measured values.

Die Wärmebildkamera 1 weist einen Griff 16 auf und ist als Handgerät ausgebildet.The thermal imager 1 has a handle 16 on and is designed as a handheld device.

Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist die Wärmebildkamera als stationäres Gerät ausgebildet.In further embodiments, the thermal imaging camera is designed as a stationary device.

Im Inneren der Wärmebildkamera 1 gemäß 1 und 2 sind Rechenmittel 5 zur Berechnung eines Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwertes 6 aus dem Umgebungs-Temperaturwert ausgebildet und eingerichtet.Inside the thermal imager 1 according to 1 and 2 are means of calculation 5 for calculating an ambient saturation vapor pressure value 6 formed and set up from the ambient temperature value.

Die Rechenmittel 6 sind außerdem zur Berechnung eines Pixel-Sättigungsdampfdruckwertes 7 ausgebildet und eingerichtet.The calculating means 6 are also used to calculate a pixel saturation vapor pressure value 7 trained and furnished.

Die Rechenmittel 6 sind ferner zur Berechnung wenigstens einer Pixel-Bewertungskenngröße 8 ausgebildet und eingerichtet.The calculating means 6 are also for calculating at least one pixel evaluation parameter 8th trained and furnished.

Im Ausführungsbeispiel sind die Rechenmittel 6 in einer CPU mit angeschlossenem Speicher eingerichtet.In the exemplary embodiment, the computing means 6 set up in a CPU with attached memory.

Die Berechnung der Pixel-Bewertungskenngröße 8 erfolgt hierbei bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 3 derart, dass einerseits in einer Quotientenbildung 10 der Quotient 13 aus dem eingegebenen Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert 9 als Zähler und dem Pixel-Sättigungsdampfdruckwert 7, welcher aus dem Pixel-Temperaturwert des gerade bearbeiteten Pixels berechnet wird, gebildet wird.The calculation of the pixel evaluation parameter 8th takes place in accordance with the first embodiment 3 such that on the one hand in a quotient 10 the quotient 13 from the entered ambient humidity value 9 as a counter and the pixel saturation vapor pressure value 7 , which is calculated from the pixel temperature value of the pixel being processed, is formed.

Zur Berechnung des Pixel-Sättigungsdampfdruckwertes 7 wird die eingangs genannte Formel verwendet, in welche der Pixel-Temperaturwert eingesetzt wird.To calculate the pixel saturation vapor pressure value 7 the above-mentioned formula is used, in which the pixel temperature value is used.

Aus dem gebildeten Quotienten 13 und dem ebenfalls mit der angegebenen Formel berechneten Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwert 6 zu dem eingegebenen Umgebungs-Temperaturwert wird nun die Pixel-Bewertungskenngröße gebildet, indem das Produkt des Quotienten 13 mit dem Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwert 6 berechnet wird.From the formed quotient 13 and the ambient saturation vapor pressure value also calculated using the given formula 6 to the entered ambient temperature value, the pixel evaluation parameter is now formed by the product of the quotient 13 with the ambient saturation vapor pressure value 6 is calculated.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 wird in einem Verfahrensschritt durch eine Multiplikation 11 das Produkt aus dem Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert 9 und dem zuvor berechneten Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwert 6 als Umgebungs-Wasserdampfpartialdruckwert 12 gebildet, und es wird der Quotient aus dem gebildeten Produkt als Zähler und dem zuvor wie beschrieben berechneten Pixel-Sättigungsdampfdruckwert 7 berechnet, um die Pixel-Bewertungskenngröße 8 zu bilden.In the embodiment according to 4 is in a process step by a multiplication 11 the product of the ambient humidity value 9 and the previously calculated environmental Saturation vapor pressure 6 as ambient water vapor partial pressure value 12 is formed, and it is the quotient of the product formed as a counter and previously calculated as described pixel saturation vapor pressure value 7 calculated to the pixel rating 8th to build.

Hierzu sind Rechenmittel 6 zur Berechnung des Umgebungs-Wasserdampfpartialdruckwertes 12 ausgebildet und eingerichtet.These are calculating means 6 to calculate the ambient water vapor partial pressure value 12 trained and furnished.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel gemäß 5 wird ein Quotient aus dem wie zuvor beschrieben berechneten Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwert 6 als Zähler und dem ebenfalls wie zuvor beschrieben berechneten Pixel-Sättigungsdampfdruckwert 7 durch Quotientenbildung 10 ermittelt. Anschließend wird das Ergebnis mit dem eingegebenen Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert 9 multipliziert, um die Pixel-Bewertungskenngröße 8 zu erhalten.In the third embodiment according to 5 becomes a quotient of the ambient saturated vapor pressure value calculated as described above 6 as a counter and the pixel saturation vapor pressure value also calculated as described above 7 by quotient formation 10 determined. Subsequently, the result with the entered ambient humidity value 9 multiplied by the pixel rating 8th to obtain.

Die dargestellten Ausführungsbeispiele sind Spezialfälle des allgemeinen Berechnungsprinzips, welches in 6 dargestellt ist. Gemäß diesem Berechnungsprinzip wird die Pixel-Bewertungskenngröße 8 aus den Eingangsgrößen Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwert 6, Pixel-Sättigungsdampfdruckwert 7 und Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert 9 berechnet, wobei der Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwert 6 und der Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert 9 im Zähler bei einer Quotientenbildung stehen und Faktoren einer Multiplikation 11 darstellen, während der Pixel-Sättigungsdampfdruckwert 7 als Nenner in der Quotientenbildung 10 ausgewertet wird. Diese Verknüpfung der Eingangsgrößen kann gemäß den mathematischen Gesetzen in unterschiedlichen Reihenfolgen in Teiloperationen aufgelöst werden. 3 bis 5 geben in diesem Sinne Beispiele für solche Aufteilungen.The illustrated embodiments are special cases of the general calculation principle, which in 6 is shown. According to this calculation principle, the pixel evaluation parameter becomes 8th from the input variables ambient saturation vapor pressure value 6 , Pixel saturation vapor pressure value 7 and ambient humidity 9 calculated, wherein the ambient saturation vapor pressure value 6 and the ambient humidity value 9 in the numerator at a quotient formation and factors of a multiplication 11 during the pixel saturation vapor pressure value 7 as a denominator in the quotient formation 10 is evaluated. This combination of input quantities can be resolved in sub-operations in different orders in accordance with mathematical laws. 3 to 5 give examples of such divisions in this sense.

Hierbei werden die Sättigungsdampfdruckwerte 6, 7 aus den zugehörigen Temperaturwerten gemäß einer Exponentialformel oder gemäß deren näherungsweiser Realisierung ermittelt.Here, the saturation vapor pressure values become 6 . 7 determined from the associated temperature values according to an exponential formula or according to their approximate realization.

In dem aufgenommenen Wärmebild werden zunächst zwei Pixel gesucht, die einen minimalen Pixel-Temperaturwert und einen maximalen Pixel-Temperaturwert aufweisen.In the captured thermal image, first two pixels are sought, which have a minimum pixel temperature value and a maximum pixel temperature value.

Zu diesen Pixeln wird mit dem vorgestellten Verfahren eine Pixel-Bewertungskenngröße 8 gebildet. Diese entspricht der relativen Feuchte in einem dem jeweiligen Pixel entsprechenden Oberflächenbereich des untersuchten Objekts bzw. der untersuchten Szene. Somit liegen zwei Pixel-Bewertungskenngrößen 8 vor, zu denen für die übrigen Pixel des Wärmebildes in einem Interpolationsverfahrens näherungsweise ebenfalls Pixel-Bewertungskenngrößen berechnet werden.These pixels become a pixel evaluation parameter with the presented method 8th educated. This corresponds to the relative humidity in a surface area corresponding to the respective pixel of the examined object or the examined scene. Thus, there are two pixel evaluation characteristics 8th For which, for the remaining pixels of the thermal image in an interpolation process, approximately also pixel evaluation characteristics are calculated.

Dies erfolgt dadurch, dass die tatsächliche Abhängigkeit der Pixel-Bewertungskenngröße und/oder des Pixel-Sättigungsdampfdruckwertes von dem Pixel-Temperaturwert zwischen dem minimalen Temperaturwert und dem maximalen Temperaturwert beispielsweise linear approximiert wird.This is done by linearly approximating the actual dependency of the pixel evaluation parameter and / or the pixel saturation vapor pressure value on the pixel temperature value between the minimum temperature value and the maximum temperature value, for example.

Somit liegt für jedes Pixel des aufgenommenen Wärmebildes eine Pixel-Bewertungskenngröße 8 vor, welche als relative Feuchtigkeit das Kondensationsrisiko an einem dem jeweiligen Pixel zugeordneten Bereich der aufgenommenen Szene charakterisiert.Thus, for each pixel of the captured thermal image, there is a pixel rating characteristic 8th which, as relative humidity, characterizes the condensation risk at an area of the recorded scene assigned to the respective pixel.

In einem weiteren Schritt werden die Pixelwerte einer Falschfarben- oder Grauwertdarstellung des Wärmebildes derart modifiziert, dass dem Benutzer Bereiche der aufgenommenen Szene, in denen die relative Feuchte einen vorgegebenen Kondensations-Schwellwert überschreitet, besonders gekennzeichnet werden.In a further step, the pixel values of a false color or gray value representation of the thermal image are modified in such a way that areas of the recorded scene in which the relative humidity exceeds a predetermined condensation threshold are specially identified to the user.

Die so modifizierte Falschfarben- oder Grauwertdarstellung des Wärmebildes wird an einem Ausgabemittel 14, einem Display, ausgegeben. Mit den Eingabemitteln 4 können die Eingangsgrößen, insbesondere der Umgebungs-Temperaturwert und der Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert und/oder die Pixel-Temperaturwerte und/oder die Oberflächentemperatur variiert werden, um die Veränderung des modifizierten Wärmebildes und somit die Veränderung der Gefahr von Kondensations- und/oder Schimmelbildung bei veränderten Umgebungsbedingungen erfassbar zu machen.The thus modified false color or gray value representation of the thermal image is displayed on an output means 14 , a display. With the input means 4 For example, the input variables, in particular the ambient temperature value and the ambient humidity value and / or the pixel temperature values and / or the surface temperature, can be varied in order to change the modified thermal image and thus change the risk of condensation and / or mildew formation To make environmental conditions detectable.

Es sei noch erwähnt, dass durch die Multiplikation 11 in 4 ein Umgebungs-Wasserdampfpartialdruckwert 12 gebildet wird, welcher einem physikalischen Wasserdampfpartialdruckwert entspricht.It should be mentioned that by multiplication 11 in 4 an ambient water vapor partial pressure value 12 is formed, which corresponds to a physical Wasserdampfpartialdruckwert.

Dagegen wird in 3 durch die Quotientenbildung 10 ein Quotient 13 als sogenannter „Pixel-Wasserdampfpartialdruckwert” gebildet, welcher physikalisch nicht einem Wasserdampfpartialdruckwert entspricht, der aber in Analogie zu der Variante gemäß 4 benannt ist.In contrast, in 3 through the quotient formation 10 a quotient 13 formed as a so-called "pixel Wasserdampfpartialdruckwert", which physically does not correspond to a Wasserdampfpartialdruckwert, but in analogy to the variant according to 4 is named.

Bei der Wärmebildkamera 1 ist vorgesehen, zu wenigstens einem Pixel eines mit einem Aufnahmemittel 3 aufgenommenen Wärmebildes einen Pixel-Sättigungsdampfdruckwert 7 zu dem Pixel-Temperaturwert des Pixels zu berechnen, zu einem Umgebungs-Temperaturwert einen Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwert 6 zu berechnen oder zu messen und die berechneten oder gemessenen Sättigungsdampfdruckwerte 6, 7 mit einem eingegebenen Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert 9 zur Bildung einer Pixel-Bewertungskenngröße 8 zu kombinieren, wobei die Pixel-Bewertungskenngröße 8 das Kondensationsrisiko an einem dem wenigstens einen Pixel zugeordneten Bereich der aufgenommenen Szene charakterisiert.With the thermal imager 1 is provided to at least one pixel of a recording medium 3 recorded thermal image one pixel saturation vapor pressure value 7 to calculate the pixel temperature value of the pixel, an ambient saturation vapor pressure value to an ambient temperature value 6 to calculate or measure and the calculated or measured saturation vapor pressure values 6 . 7 with an entered ambient humidity value 9 to form a pixel rating characteristic 8th to combine, with the pixel rating characteristic 8th characterizes the risk of condensation on an area of the recorded scene assigned to the at least one pixel.

Claims (14)

Verfahren zur Bestimmung eines Kondensationsrisikos mit einer Wärmebildkamera (1), wobei mit der Wärmebildkamera (1) ein aus Pixeln mit jeweils einem zugeordneten Pixel-Temperaturwert zusammengesetztes Wärmebild einer Szene aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert (9) gemessen oder vorgegeben wird, dass zu einem Umgebungs-Temperaturwert ein Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwert (6) berechnet, gemessen oder vorgegeben wird, dass für wenigstens ein Pixel ein Pixel-Sättigungsdampfdruckwert (7) zu dem zugeordneten Pixel-Temperaturwert berechnet wird und dass aus dem Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwert (6), dem Pixel-Sättigungsdampfdruckwert (7) und dem Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert (9) eine Pixel-Bewertungskenngröße (8) ermittelt wird, wobei die Pixel-Bewertungskenngröße (9) das Kondensationsrisiko an einem dem wenigstens einen Pixel zugeordneten Bereich der Szene charakterisiert.Method for determining a condensation risk with a thermal imaging camera ( 1 ), with the thermal imaging camera ( 1 ) a thermal image of a scene composed of pixels each having an associated pixel temperature value is recorded, characterized in that an ambient air humidity value ( 9 ) is measured or specified that an ambient saturation vapor pressure value ( 6 ) is calculated, measured or specified, that for at least one pixel a pixel saturation vapor pressure value ( 7 ) is calculated to the associated pixel temperature value and that from the ambient saturation vapor pressure value ( 6 ), the pixel saturation vapor pressure value ( 7 ) and the ambient humidity value ( 9 ) a pixel evaluation parameter ( 8th ), the pixel evaluation parameter ( 9 ) characterizes the risk of condensation on an area of the scene associated with the at least one pixel. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebungs-Temperaturwert gemessen oder vorgegeben wird, wobei der Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwert (6) aus dem Umgebungs-Temperaturwert berechnet wird, und/oder dass der Umgebungs-Temperaturwert und/oder Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert (9) und/oder der Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwert (6) gemessen und/oder variiert wird/werden.A method according to claim 1, characterized in that the ambient temperature value is measured or predetermined, wherein the ambient saturation vapor pressure value ( 6 ) is calculated from the ambient temperature value, and / or that the ambient temperature value and / or ambient humidity value ( 9 ) and / or the ambient saturation vapor pressure value ( 6 ) is measured and / or varied. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwert (6) und dem Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert (9) ein Umgebungs-Wasserdampfpartialdruckwert (12), insbesondere durch Multiplikation, berechnet wird und/oder dass aus dem Pixel-Sättigungsdampfdruckwert (7) und dem Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert (9) ein Quotient (13) berechnet wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that from the ambient saturation vapor pressure value ( 6 ) and the ambient humidity value ( 9 ) an ambient water vapor partial pressure value ( 12 ), in particular by multiplication, and / or that from the pixel saturation vapor pressure value ( 7 ) and the ambient humidity value ( 9 ) a quotient ( 13 ) is calculated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Berechnung des Pixel-Sättigungsdampfdruckwertes (7) und/oder des Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwertes (6) eine Exponentialfunktion ausgewertet wird und/oder dass zur Berechnung des Pixel-Sättigungsdampfdruckwertes (7) und/oder des Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwertes (6) eine rationale Funktion eines Temperaturwertes gebildet wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that for calculating the pixel saturation vapor pressure value ( 7 ) and / or the ambient saturation vapor pressure value ( 6 ) an exponential function is evaluated and / or that for calculating the pixel saturation vapor pressure value ( 7 ) and / or the ambient saturation vapor pressure value ( 6 ) a rational function of a temperature value is formed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Wärmebild ein Pixel mit einem maximalen Pixel-Temperaturwert und/oder ein Pixel mit einem minimalen Pixel-Temperaturwert ausgewählt wird/werden, wobei für das Pixel oder die Pixel jeweils ein Pixel-Sättigungsdampfdruckwert (7) zu dem/den zugeordneten Pixel-Temperaturwert(en) berechnet wird/werden, und/oder dass für zwei Pixel jeweils ein Pixel-Sättigungsdampfdruckwert (7) zu dem/den zugeordneten Pixel-Temperaturwert(en) berechnet wird, wobei für weitere Pixel des Wärmebildes jeweils ein Pixel-Sättigungsdampfdruckwert (7) in einem Interpolationsverfahren zu den berechneten Pixel-Sättigungsdampfdruckwerten (7) oder jeweils eine Pixel-Bewertungskenngröße in einem Interpolationsverfahren zu den berechneten Pixel-Bewertungskenngrößen (4) ermittelt wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the thermal image, a pixel with a maximum pixel temperature value and / or a pixel with a minimum pixel temperature value is / are selected, wherein for the pixel or the pixels in each case one pixel Saturation vapor pressure value ( 7 ) is calculated to the associated pixel temperature value (s) and / or that for each pixel a pixel saturation vapor pressure value ( 7 ) is calculated to the associated pixel temperature value (s), wherein for each further pixel of the thermal image a respective pixel saturation vapor pressure value ( 7 ) in an interpolation method to the calculated pixel saturation vapor pressure values ( 7 ) or in each case a pixel evaluation parameter in an interpolation method to the calculated pixel evaluation parameters ( 4 ) is determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zu jedem Pixel in einem Bereich des Wärmebildes ein Pixel-Sättigungsdampfdruckwert (7) und/oder ein Quotient (13) und/oder eine Pixel-Bewertungskenngröße (8) berechnet wird/werden.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that for each pixel in a region of the thermal image, a pixel saturation vapor pressure value ( 7 ) and / or a quotient ( 13 ) and / or a pixel evaluation parameter ( 8th ) is / are calculated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Falschfarben- oder Grauwertdarstellung des Wärmebildes ein Pixelwert eines Pixels durch die dem Pixel zugehörige Pixel-Bewertungskenngröße (8) modifiziert wird und/oder dass ein vorzugsweise variierbarer Kondensations-Schwellwert vorgegeben wird, und dass die Pixelwerte in Abhängigkeit von einem Überschreiten oder Unterschreiten des Kondensations-Schwellwerts durch die Pixel-Bewertungskenngröße (8) modifiziert werden.Method according to one of Claims 1 to 6, characterized in that, in a false color or gray value representation of the thermal image, a pixel value of a pixel is represented by the pixel evaluation parameter ( 8th ) and / or that a preferably variable condensation threshold value is specified, and that the pixel values are dependent on exceeding or falling below the condensation threshold value by the pixel evaluation parameter (FIG. 8th ) are modified. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Berechnung der Pixel-Bewertungskenngröße (8) ein Verhältnis des Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwertes (6) zu dem Pixel-Sättigungsdampfdruckwert (7) und/oder des Umgebungs-Wasserdampfpartialdruckwertes (12) zu dem Pixel-Sättigungsdampfdruckwert (7) und/oder des Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwertes (6) zu dem Quotienten (13) berechnet wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that for calculating the pixel evaluation parameter ( 8th ) a ratio of the ambient saturation vapor pressure value ( 6 ) to the pixel Saturation vapor pressure value ( 7 ) and / or the ambient water vapor partial pressure value ( 12 ) to the pixel saturation vapor pressure value ( 7 ) and / or the ambient saturation vapor pressure value ( 6 ) to the quotient ( 13 ) is calculated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebungs-Temperaturwert und/oder der Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwert (6) und/oder der Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert (9) und/oder der Umgebungs-Wasserdampfpartialdruckwert (12) in die Wärmebildkamera (1) eingegeben, insbesondere mit der Wärmebildkamera (1) gemessen, werden.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the ambient temperature value and / or the ambient saturation vapor pressure value ( 6 ) and / or the ambient humidity value ( 9 ) and / or the ambient water vapor partial pressure value ( 12 ) in the thermal imager ( 1 ), in particular with the thermal imager ( 1 ) are measured. Wärmebildkamera (1), umfassend Aufnahmemittel (3) zur Aufnahme eines aus Pixeln mit jeweils einem zugeordneten Pixel-Temperaturwert zusammengesetzten Wärmebildes einer Szene und Eingabemittel (4) zur Eingabe wenigstens eines Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswertes, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (5) zur Berechnung oder Vorgabe eines Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwertes (6) zu einem Umgebungs-Temperaturwert ausgebildet sind, dass Rechenmittel (5) zur Berechnung eines Pixel-Sättigungsdampfdruckwertes (7) aus wenigstens einem Pixel-Temperaturwert ausgebildet und eingerichtet sind, dass Rechenmittel (5) zur Berechnung wenigstens einer Pixel-Bewertungskenngröße (8) aus dem Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwert (6), dem Pixel-Sättigungsdampfdruckwert (7) und dem Umgebungsluftfeuchtigkeitswert (9) ausgebildet und eingerichtet sind, wobei die Pixel-Bewertungskenngröße (8) das Kondensationsrisiko an einem dem wenigstens einen Pixel zugeordneten Bereich der Szene charakterisiert.Thermal camera ( 1 ), comprising receiving means ( 3 ) for receiving a thermal image of a scene and input means composed of pixels each having an associated pixel temperature value ( 4 ) for inputting at least one ambient humidity value, characterized in that means ( 5 ) for calculating or specifying an ambient saturation vapor pressure value ( 6 ) are formed to an ambient temperature value, that computing means ( 5 ) for calculating a pixel saturation vapor pressure value ( 7 ) are formed and configured from at least one pixel temperature value, that computing means ( 5 ) for calculating at least one pixel evaluation parameter ( 8th ) from the ambient saturation vapor pressure value ( 6 ), the pixel saturation vapor pressure value ( 7 ) and the ambient humidity value ( 9 ) are designed and set up, the pixel evaluation parameter ( 8th ) characterizes the risk of condensation on an area of the scene associated with the at least one pixel. Wärmebildkamera (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass Eingabemittel zur Eingabe wenigstens eines Umgebungs-Temperaturwertes ausgebildet sind und/oder dass die Mittel (5) zur Berechnung oder Vorgabe eines Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwertes (6) Rechenmittel (5) zur Berechnung eines Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwertes (6) aus dem Umgebungs-Temperaturwert umfassen und/oder dass Rechenmittel (5) zum Exponenzieren eingerichtet sind und/oder dass Messmittel zur Messung des Umgebungs-Temperaturwertes und/oder des Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswertes (9) ausgebildet sind.Thermal camera ( 1 ) according to claim 10, characterized in that input means for inputting at least one ambient temperature value are formed and / or that the means ( 5 ) for calculating or specifying an ambient saturation vapor pressure value ( 6 ) Calculating means ( 5 ) for calculating an ambient saturation vapor pressure value ( 6 ) from the ambient temperature value and / or that computing means ( 5 ) are set up for exponentiation and / or that measuring means for measuring the ambient temperature value and / or the ambient air humidity value ( 9 ) are formed. Wärmebildkamera (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass Rechenmittel (5) zur Berechnung eines Umgebungs-Wasserdampfpartialdruckwertes (12) aus dem Umgebungs-Sättigungsdampfdruckwert (6) und dem Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert (5), insbesondere Multiplikationsmittel, ausgebildet und eingerichtet sind und/oder dass Rechenmittel (5) zur Berechnung eines Quotienten (13) aus dem Pixel-Sättigungsdampfdruckwert (7) und dem Umgebungs-Luftfeuchtigkeitswert (9), insbesondere Quotientenbildungsmittel, ausgebildet und eingerichtet sind.Thermal camera ( 1 ) according to claim 10 or 11, characterized in that computing means ( 5 ) for calculating an ambient water vapor partial pressure value ( 12 ) from the ambient saturation vapor pressure value ( 6 ) and the ambient humidity value ( 5 ), in particular multiplication means, are designed and set up and / or that computing means ( 5 ) for calculating a quotient ( 13 ) from the pixel saturation vapor pressure value ( 7 ) and the ambient humidity value ( 9 ), in particular quotient forming means, are designed and set up. Wärmebildkamera (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Darstellungsmittel (14) zur Modifikation eines Pixelwertes eines Pixels in Abhängigkeit von der dem Pixel zugehörigen Pixel-Bewertungskenngröße (8), insbesondere in Abhängigkeit von einem Über- oder Unterschreiten eines Kondensations-Schwellwertes, ausgebildet sind und/oder dass Ausgabemittel (15) zur Ausgabe eines Wärmebildes in Falschfarben- oder Grauwertdarstellung ausgebildet sind.Thermal camera ( 1 ) according to one of claims 10 to 12, characterized in that presentation means ( 14 ) for modifying a pixel value of a pixel as a function of the pixel evaluation parameter associated with the pixel ( 8th ), in particular depending on an exceeding or falling below a condensation threshold, are formed and / or that output means ( 15 ) are designed to output a thermal image in false color or gray value representation. Wärmebildkamera (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Eingabemittel (4) zur Festlegung der Farb- oder Grauwertskala und/oder eines Kondensations-Schwellwertes ausgebildet sind und/oder dass Interpolationsmittel zur näherungsweisen Ermittlung eines Pixel-Sättigungsdampfdruckwertes (7) und/oder einer Pixel-Bewertungskenngröße (8) für ein weiteres Pixel aus berechneten Pixel-Sättigungsdampfdruckwerten (7) und/oder Pixel-Bewertungskenngrößen (8) eingerichtet sind und/oder dass Mittel zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet und eingerichtet sind.Thermal camera ( 1 ) according to one of claims 10 to 13, characterized in that input means ( 4 ) are designed to determine the color or gray value scale and / or a condensation threshold value and / or that interpolation means for the approximate determination of a pixel saturation vapor pressure value ( 7 ) and / or a pixel evaluation parameter ( 8th ) for another pixel of calculated pixel saturation vapor pressure values ( 7 ) and / or pixel evaluation parameters ( 8th ) and / or that means for carrying out a method according to one of claims 1 to 9 are designed and set up.
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