Das neueste Modell der Kompaktkameraserie von InfraTec überzeugt mit hervorragender Bildqualität und kleinste Abmessungen.

Die TarisIR® mini ist die neueste, radiometrisch kalibrierte Wärmebildkamera im Portfolio von InfraTec. Sie ist für den universellen Einsatz konzipiert und ermöglicht – mit der dazugehörigen Software IRBIS® – den Einstieg in die stationäre Thermografie zu einem hervorragenden Preis-Leistungs-Verhältnis. Basierend auf einem ungekühlten Mikrobolometer-FPA-Detektor der neuesten Generation im Format (640 × 480) IR-Pixel und einem Pixelpitch von nur 12 µm, erreicht die Kamera in Kombination mit der hohen thermischen Auflösung von 20 mK eine in diesem Kamerasegment bisher unerreichte Bildqualität mit erstaunlicher Detailschärfe.

Das extrem kleine und robuste Leichtmetallgehäuse sowie das geringe Gewicht des Kameramoduls gestatten dessen einfache und unkomplizierte Integration, auch in Systemumgebungen mit beengten Einbausituationen. Je nach Anwendung lässt sich die TarisIR® mini mit verschiedenen Objektiven kombinieren und dadurch optimal für die jeweilige Messaufgabe konfigurieren. Die Kompaktkamera zeichnet sich durch eine sehr geringe Leistungsaufnahme aus und kann bequem über Ethernet (POE) mit Strom versorgt werden.

Anwendungsbereiche für die TarisIR® mini
Ausgelegt für den kompromisslosen Dauerbetriebseinsatz, liefert die TarisIR® mini zuverlässig und völlig lageunabhängig thermografische Echtzeitbilddaten mit bis zu 50 Hz Vollbildfrequenz. Die Kamera misst im langwelligen Infrarotbereich und ist daher bestens für Überwachungsanwendungen im Außenbereich geeignet. Speziell für diese Detektortechnologie entwickelte Algorithmen in Kombination mit einem sehr umfassenden und ausgereiften Kalibrierprozess sorgen mit einer Messgenauigkeit von 2 % für präzise Ergebnisse selbst unter schwierigen Messbedingungen

Dank der individuellen Konfigurierbarkeit der TarisIR® mini ist sie auch als radiometrisches IR-Kameramodul für den Einsatz in OEM-Lösungen prädestiniert. Die Integration in Maschinen, Anlagen und Geräte für Überwachungs- und Messaufgaben bei der Prozessoptimierung und Qualitätssicherung ist problemlos möglich. Das wird nicht zuletzt durch das dazugehörige Software Development Kit (SDK) deutlich erleichtert.

Das moderne Schnittstellenkonzept der TarisIR® mini ermöglicht problemlos eine komfortable Kamerasteuerung und Datenakquisition. Über das GigE-Interface können Aufnahmen in Echtzeit mit Bildfrequenzen bis zu 50 Hz auf einem PC gespeichert und weiterverarbeitet werden.

Im Rahmen der Projektwoche „BeING Inside“ realisierten Schüler und Studenten ein Unternehmensprojekt.

Seit 2017 organisiert die Technische Universität Dresden die Praxisprojektwoche „BeING Inside“ für Schüler und Schülerinnen der Sekundarstufe 2 sowie Studentinnen und Studenten in den Fachsemestern 1 bis 5 mit Begeisterung für Ingenieurswissenschaften. In diesem Jahr unterstützte InfraTec als Kooperationspartner die Veranstaltung, bei welcher ein Industrieprojekt realitätsnah simuliert wurde. Für die sechs interdisziplinären Teams 2023 hieß die Aufgabenstellung aus der Unternehmenspraxis: „Konzeptionierung bzw. Herstellung von Demonstrationsobjekten zur Verkaufsunterstützung von InfraTec“.

Welche Aufgabe galt es zu lösen?
Die Teams sollten InfraTec bei der Erstellung neuer Demonstrationsobjekte für Messestände unterstützen. Dafür mussten sie u. a. nach neuen oder potentiell wachstumsstarken Märkten für stationäre Thermografiekameras suchen, von denen anschließend ein Markt zur weiteren Bearbeitung ausgewählt wurde. Im nächsten Schritt ermittelten die Teams für den jeweiligen Markt die wichtigsten Kriterien für den Einsatz der Kameras, welche nachfolgend in Kameraspezifikationen umgesetzt wurden. Letzter Teil der Aufgabe war es, prägnante Möglichkeiten zu finden, um potentiellen Kunden eine optimale Ausprägung dieser Spezifikationen mit den Thermografiekameras von InfraTec anhand eines Demonstrators vorzuführen.

Wie wurden die Teams vorbereitet und unterstützt?
Für das erfolgreiche Gelingen des Projektes wurden vorbereitend Fach- und Teamcoaches, alles Studentinnen und Studenten der TU Dresden, in einer dreitägigen Schulung, dem „TrainING“, ausgebildet. Sie unterstützten die Teams anschließend in der Projektwoche „BeING Inside“ bei der Bearbeitung der Aufgabe. Weitere Hilfestellungen erhielten die interdisziplinären Teams von Professorinnen und Professoren, und Experten von InfraTec, die während der Projektphase vor Ort waren. Zum Ende der Projektwoche präsentierten alle Gruppen ihre wissenschaftlich fundierten Lösungsvorschläge einer Jury. Da alle Beiträge sehr gut recherchiert, ausgearbeitet und umgesetzt waren, fiel es bei der Abschlussveranstaltung der Jury nicht leicht, je ein Schüler- und Studententeam zum Sieger zu küren.

Fazit
Das Projekt „BeING Inside“ mit dem Thema Thermografie erzielte eine breite Resonanz bei allen Teilnehmern. Begeistert vom Einsatz und den kreativen Ideen der Projektbeteiligten freuen sich die Experten von InfraTec darauf, auch zukünftig Projekte dieser Art zu unterstützen. Direkt nach der Projektwoche zeigten einige angehende Ingenieure bereits Interesse, ihr Projekt gemeinsam mit InfraTec fortzusetzen, was diese sehr gern unterstützen wird.

Unter herausfordernden Rahmenbedingungen hat das aktuelle Investitionsprojekt der Dresdner Firma InfraTec GmbH Infrarotsensorik und Messtechnik im zurückliegenden Jahr 2022 Gestalt angenommen. Der Rohbau für den zweiten InfraTec-Komplex am Standort Gostritzer Straße wurde fertiggestellt. Aus diesem Anlass feierten am 16.12.2022 Mitarbeiter und Geschäftsleitung von InfraTec sowie Planer, Unterstützer und ausführende Gewerke ein traditionelles Richtfest. In der 31-jährigen Geschichte des Dresdner Unternehmens ist diese Erweiterung mit einer Investition von
20 Millionen Euro das bisher größte Bauprojekt und ein deutliches Bekenntnis zum Firmensitz und Produktionsstandort in Dresden.

Bereits im Jahr 2018 – nach 25 Jahren Ansässigkeit – erwarb InfraTec eine eigene Immobilie am Standort Süd des TechnologieZentrumDresden. Diese wurde bis Ende 2020 durch den Neubau eines Reinraum- und Büroflügels für den Geschäftsbereich Sensorik deutlich erweitert.

Mehr Platz für Fertigung, Entwicklung und die Beschäftigten
Im neuen Komplex entstehen auf einer Gesamtfläche von 2.700m² weiträumige Fertigungs- und Entwicklungsbereiche für Thermografiekameras und pyroelektrische Detektoren sowie großzügig gestaltete Büroflächen und Sozialräume. Ausgestattet mit eigens entwickelten hochflexiblen technologiespezifischen Fertigungsausrüstungen, wie automatisierten Kalibrierständen und Anlagen für die Züchtung und Bearbeitung pyroelektrischer Kristalle, ebnet der Neubau den Weg für eine optimierte Fertigungsstruktur und höhere Produktionskapazitäten. Dies ist die Basis, um der steigenden Nachfrage nach Produkten von InfraTec, die zu fast 70 % weltweit exportiert werden, auch in Zukunft gerecht werden zu können.

Energieeffizient und umweltbewusst
Bei der Planung des Erweiterungskomplexes stand von Beginn an das Ziel der Errichtung eines energieeffizienten Baues nach dem KfW55-Standard im Fokus. Mit Unterstützung zertifizierter Energieeffizienz-Experten wurden zahlreiche Maßnahmen zur Verbesserung der Energiebilanz des Betriebsgebäudes vorgesehen: Dazu gehören beispielsweise dreifach verglaste Fenster, eine erhöhte Wärmedämmung von Dach und Fassade sowie eine Photovoltaik-Anlage mit einer Leistung von 100 kWp zur Versorgung des Reinraumes mit grünem Strom.*

Nach dem im November 2021 erfolgten Baustart ist die Fertigstellung des gesamten Erweiterungskomplexes für Oktober 2023 vorgesehen.**



* Gefördert wird das Projekt von der Sächsischen Aufbaubank aus den Mitteln des Förderprogramms
„Verbesserung der regionalen Wirtschaftsstruktur“.
** Diese Maßnahme wird mitfinanziert mit Steuermitteln auf Grundlage des vom Sächsischen Landtag beschlossenen Haushaltes.

Schäden an Rotorblättern mithilfe einer Thermografiekamera frühzeitig identifizieren.

Die Quellen erneuerbarer Energien rücken zunehmend in den gesellschaftlichen Fokus. Im Mittelpunkt stehen dabei auch Windkraftanlagen (WKA), die auf Grund der Verknappung geeigneter Standorte und des gleichzeitig steigenden Energiebedarfs immer größer und effizienter werden müssen. Beeinflusst wird der Wirkungsgrad einer WKA maßgeblich durch ihre Rotorblätter. Deren Ausführung wurde im Zuge jahrzehntelanger Aerodynamik‐Forschung stark optimiert und stellt heutzutage sehr hohe Anforderungen an Maßhaltigkeit, Formstabilität und Oberflächenqualität.

Die Rotorblätter unterliegen im jahrelangen permanenten Betrieb sehr starken Beanspruchungen und sind Einflüssen wie Witterung, Blitzeinschlägen und bei Offshore-Installationen zusätzlich Salzwasser ausgesetzt. Treten hierdurch oder durch verdeckte Produktionsfehler Risse, Erosionsschäden oder innere Strukturveränderungen an den Rotorblättern auf, kann dies zum Ausfall der WKA und im schlimmsten Fall auch zu Personenschäden führen. Aus diesem Grund müssen die Rotorblätter regelmäßig geprüft und gewartet werden.

Entwicklung eines effizienten Verfahrens zur Detektion von Schäden
Ein bereits etabliertes zerstörungsfreies Prüfverfahren ist die maßgeblich vom Fraunhofer Institut für Holzforschung Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) eingeführte Wärmefluss- oder aktive Thermografie, bei der die Änderung der Oberflächentemperaturverteilung nach thermischer Anregung des Prüfteils detektiert wird. Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) hat aktuell das Verfahren der passiven Thermografie adaptiert, um die Prüfung und Wartung an WKA für alle Beteiligten sicherer und kostengünstiger zu gestalten. Bei dieser Methode soll die thermische Anregung nicht „aktiv“ durch externe Quellen erfolgen, sondern stattdessen Sonneneinstrahlung, Wind oder der natürliche Temperaturverlauf über den Tag „passiv“ genutzt werden.

Mit einer im Projekt durch InfraTec zu entwickelnden drohnentauglichen Thermografiekamera mit gekühltem Detektor und entsprechend hoher thermischer Auflösung soll die Oberflächentemperatur auf den Rotorblättern aus der Luft aufgenommen werden, was den Aufwand für die Erfassung der kompletten Rotorblattoberflächen deutlich reduziert. Aus den räumlichen und zeitlichen Temperaturverläufen können anschließend Informationen über verborgene Schäden oder Veränderungen an der Strukturmechanik abgeleitet werden. Dabei müssen alle äußeren Umgebungsbedingungen, die die Temperatur beeinflussen können, wie Wind oder Sonneneinstrahlung – auch mit Hilfe numerischer Simulationen – berücksichtigt werden.

Zum Vergleich der Temperaturverteilung soll auch ein von der BAM patentiertes Verfahren, die Differenzmessung an drei Rotorblättern, eingesetzt werden. Mit diesem wird die Verteilung der Temperatur gleichzeitig an allen drei drehenden Rotorblättern der Windkraftanlage gemessen und die Werte im Anschluss miteinander verglichen. Auftretende Differenzen können ein Indikator für mögliche Schäden sein und ermöglichen das rechtzeitige Eingreifen.

Entwicklung eines effizienten Verfahrens zur Detektion von Schäden
Ein bereits etabliertes zerstörungsfreies Prüfverfahren ist die maßgeblich vom Fraunhofer Institut für Holzforschung Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) eingeführte Wärmefluss- oder aktive Thermografie, bei der die Änderung der Oberflächentemperaturverteilung nach thermischer Anregung des Prüfteils detektiert wird. Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) hat aktuell das Verfahren der passiven Thermografie adaptiert, um die Prüfung und Wartung an WKA für alle Beteiligten sicherer und kostengünstiger zu gestalten. Bei dieser Methode soll die thermische Anregung nicht „aktiv“ durch externe Quellen erfolgen, sondern stattdessen Sonneneinstrahlung, Wind oder der natürliche Temperaturverlauf über den Tag „passiv“ genutzt werden.

Mit einer im Projekt durch InfraTec zu entwickelnden drohnentauglichen Thermografiekamera mit gekühltem Detektor und entsprechend hoher thermischer Auflösung soll die Oberflächentemperatur auf den Rotorblättern aus der Luft aufgenommen werden, was den Aufwand für die Erfassung der kompletten Rotorblattoberflächen deutlich reduziert. Aus den räumlichen und zeitlichen Temperaturverläufen können anschließend Informationen über verborgene Schäden oder Veränderungen an der Strukturmechanik abgeleitet werden. Dabei müssen alle äußeren Umgebungsbedingungen, die die Temperatur beeinflussen können, wie Wind oder Sonneneinstrahlung – auch mit Hilfe numerischer Simulationen – berücksichtigt werden.

Zum Vergleich der Temperaturverteilung soll auch ein von der BAM patentiertes Verfahren, die Differenzmessung an drei Rotorblättern, eingesetzt werden. Mit diesem wird die Verteilung der Temperatur gleichzeitig an allen drei drehenden Rotorblättern der Windkraftanlage gemessen und die Werte im Anschluss miteinander verglichen. Auftretende Differenzen können ein Indikator für mögliche Schäden sein und ermöglichen das rechtzeitige Eingreifen.

Die Projektpartner
In dem Projekt EvalTherm, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie unter dem Projektträger Forschungszentrum Jülich GmbH gefördert wird, soll das Verfahren der passiven Thermografie erprobt und praxisreif gemacht werden.

Dazu kooperieren in dem Verbundvorhaben unter der Leitung der BAM das WKI, das eine langjährige Expertise bei der Rotorblattinspektion besitzt, die InfraTec GmbH, die eine spezielle drohnentaugliche Infrarotkamera entwickeln wird sowie die clockworkx GmbH, die auf die Verknüpfung von Anlagendaten mit Mess- und Wetterdaten spezialisiert ist.

Der pyroelektrische Detektor wird digital und ergänzt das Portfolio der analogen Detektoren.

Seit über 30 Jahren entwickelt und produziert InfraTec analoge pyroelektrische Detektoren. Diese haben sich in den letzten Jahrzehnten für zahlreiche anspruchsvolle Kundenapplikationen bewährt. Um jedoch den Aufwand für Kunden zu reduzieren und die Systemintegration eines Detektors zu vereinfachen, hat InfraTec den digitalen pyroelektrischen Detektor (LRD) entwickelt.

Der digitale Detektor im Überblick
Wie alle Detektoren von InfraTec basiert auch der digitale Detektor auf Lithiumtantalat (LiTaO3) und wird im Bereich der Gasanalyse und Flammensensorik eingesetzt. Er ermöglicht volle Flexibilität bei der Konfiguration der Detektorparameter und somit eine variable Signalverarbeitung. Zudem bietet er eine verbesserte elektromagnetische Verträglichkeit (EMV), da die gesamte Signalwandlung des Detektors räumlich konzentriert und geschirmt ist. Der digitale Detektor bietet noch zahlreiche weitere Vorteile.

So verfügt er über einen Clock-Eingang (Pin), um den Strahler- und Detektortakt zu synchronisieren. Dadurch kann wiederum ein Zeitsignal mit hochpräziser Abtastrate generiert werden. Eine weitere Besonderheit ist die „Fast Recovery after Saturation“. Diese Funktion detektiert die Übersteuerung durch einen fehlerhaften Betriebszustand und setzt die analoge Eingangsstufe automatisch zurück.

Der digitale Detektor wandelt das analoge Signal mit einer 16-Bit-Auflösung direkt in ein digitales Signal um. Dabei kann das Analogsignal mehrstufig einstellbar gefiltert und verstärkt werden. Die gesamte Signalverarbeitung erfolgt über einen ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) mit integriertem A/D-Wandler, wobei die analoge Eingangsstufe wie ein Transimpedanzverstärker agiert. Anwender erhalten ein digitales Messsignal, welches über eine Standard-Kommunikationsschnittstelle ausgelesen und sofort weiterverarbeitet werden kann.

Zwei völlig verschiedene Detektoren
Der digitale Detektor wird das Portfolio um den analogen Detektor zukünftig erweitern. Welcher der beiden Varianten zum Einsatz kommt, hängt maßgeblich von der Komplexität der Messaufgaben ab. Beide Detektoren haben ihre Stärken und bieten unterschiedliche Vorteile.