Test

Der umfangreiche Wärmebildkamera-Test

Produktvergleich. Unser Schwester-Magazin "Werk und Technik" hat sich auf die Suche nach professionellen Wärmebildkameras unter 2.000 Euro gemacht.

Wenn wir Grubenottern wären, könnten wir uns den Test sparen. Denn Grubenottern, eine Unterart der Vipern, können selbst minimalste Temperaturunterschiede spüren. In ihrem Hirn entstehen dann Bilder, die jenen von modernen Wärmebildkameras sehr ähnlich sind.

Menschen müssen hingegen technische Hilfsmittel verwenden, wenn es darum geht, berührungslos und auf Entfernung Temperaturen zu messen. Bis vor wenigen Jahren wurden für diesen Zweck vor allem Infrarot-Pyrometer verwendet. Mit einer ähnlichen Technik wie Wärmebildkameras messen diese Geräte die Temperatur von einzelnen Punkten und zeigen sie an. Überhitzte Maschinenteile, Kältebrücken, undichte Verbindungen lassen sich so nachweisen, immer vorausgesetzt, man weiß, an welchem Punkt man messen muss. Wärmebildkameras haben demgegenüber den Vorteil, dass sie nicht nur einen Spot messen, sondern die Temperaturverteilung auf dem gesamten aufgenommenen Bild zeigen. Da muss der Instandhaltungstechniker nicht mehr raten, worauf er seinen Laserstrahl richtet: Er sieht alles auf einen Blick.

Wärmebildkameras sind freilich immer noch die teurere Variante. Inzwischen gibt es allerdings eine ganze Reihe von professionellen Geräten am Markt, die unter 2.000 Euro zu haben sind. Wir wollten die besten unter ihnen finden und haben vier Modelle getestet. Eigentlich hätten es sechs sein sollen, denn wir wollten alle wichtigen Hersteller dieses Preissegments vertreten sehen: Flir, HT, PCE, Testo sowie Fluke und Trotec. Die beiden letztgenannten Hersteller haben es allerdings abgelehnt, an unserem Test teilzunehmen. Eine Begründung lieferten beide Unternehmen auch auf Nachfrage nicht. Womit wir bei der Ursachensuche auf Spekulationen angewiesen sind: War es Angst vor der Konkurrenz? Das fehlende Vertrauen in die eigenen Produkte? Wir wissen es nicht.

Tatsache ist, dass bei unserem Test, den wir diesmal in Kooperation mit der Höheren Technischen Lehr
anstalt Ottakring in Wien durchgeführt haben, letztlich folgende Modelle an den Start gingen: die Flir E5, die PCE-TC 31, die THT 40 und die Testo 875-1. Alles Modelle, die unter der magischen Grenze von 2.000 Euro liegen und die laut Hersteller für den professionellen Einsatz geeignet sind. Welche Modelle die Firmen in den Test schickten, konnten sie, solange diese beiden Anforderungen erfüllt blieben, selbst entscheiden.

Bei der Testausführung standen „Werk und Technik“ wichtige Helfer zur Seite: Andreas Heinbach, Abteilungsleiter Elektrotechnik an der HTL Ottakring, und Bernhard Weiser, gerichtlich zertifizierter Sachverständiger und Lehrer an dieser Schule sowie ein Team von zwanzig knapp vor ihrem Abschluss stehenden HTL-Abendschülern und -schülerinnen.

Jetzt wird’s richtig heiß!

Was wollten wir nun testen?
 Zum einen wollten wir – bei aller Schwierigkeit dieser Fragestellung – wissen, wie genau die getesteten Kameras tatsächlich sind. Und zwar in absoluten Zahlen. Sprich, ob sie bei einem 50 Grad heißen Objekt auch tatsächlich 50 Grad messen. Ein hoffnungsloses Unterfangen, werden nun jene einwenden, die von Thermofotografie etwas verstehen. Denn das kann nur funktionieren, wenn der Emissionsgrad des gemessenen Objekts richtig eingestellt ist – und das allein ist eine Wissenschaft für sich.

Stimmt. Es hinderte uns aber trotzdem nicht daran, einen Versuch zu wagen. Dazu haben wir mit einem Transformator Stromwärme erzeugt und am erwärmten Leiter einen kalibrierten Temperaturfühler angebracht, der die Temperatur anzeigte. Durch Änderungen der Stromstärke konnten wir auch die Temperatur variieren. Nun haben wir mit den Wärmebildkameras jenen Punkt anvisiert, an dem auch der Temperaturfühler angebracht war, und die Messergebnisse verglichen.

Messfehler und Ausreißer

Um etwaige Ausreißer statistisch zu glätten, haben wir mehrere Durchgänge durchgeführt, die Hälfte von ihnen an einer Stelle mit hoher Reflexion (Klemme), die andere Hälfte an einer Stelle mit wenig Reflexion (am stoffisolierten Leiter). Dass bei diesem Aufbau auch Messungenauigkeiten durch ungenaues Anvisieren des Objekts entstehen können, haben wir nicht nur in Kauf genommen, sondern sogar als Teil des Tests definiert – denn schließlich ist auch in der Praxis jene Kamera am besten, die am ehesten vom Nutzer ausgehende Fehler toleriert oder verhindert.

Eindeutig am besten kam mit der Aufgabe der Absolutwert-Messung die Testo zurande. Sie ist jenes Gerät im Test, das Reflexion am besten kompensiert und auch unter schwierigen Umgebungsbedingungen genau bleibt. Im Schnitt betrugen die von uns gemessenen Abweichungen zwischen der Testo und dem kalibrierten Temperaturfühler gerade einmal 0,4 Grad. Gut schnitt auch die Flir ab mit 0,9 Grad Abweichung. Die PCE kam auf eine Abweichung von 1,5 Grad, die THT auf doch schon größere 2,9 Grad. Die relativ schlechten Ergebnisse der beiden letztgenannten Kameras sind vor allem darauf zurückzuführen, dass sie an reflexionsarmen Stellen zwar recht genau maßen, an der reflexionsreichen Metallklemme aber ziemliche Ausreißer produzierten.

Superscharfe Wärmebilder

Die exakte Messung von Absolutwerten ist allerdings nicht immer der Grund, warum Wärmebildkameras angeschafft werden.
 Dort, wo man weiß, dass an einem bestimmten Teil einer Anlage eine bestimmte Temperatur herrschen muss, ist es wichtig, die Absolutwerte exakt zu bestimmen. Wenn es aber darum geht, ein überhitztes Teil von einem nicht überhitzten zu unterscheiden, sind ein paar Komastellen auf oder ab meist völlig egal. Umso wichtiger ist es bei solchen Aufgaben aber, dass die Kamera möglichst eindeutig die Bereiche mit der jeweiligen Temperatur zeigt.

Auch diese Herausforderung
hatten unsere Test-Kandidaten zu bestehen. Anhand des gleichen Versuchsaufbaus wie oben beurteilten wir, wie gut die unterschiedlichen Kameras die Temperaturverteilung entlang des Leiters darstellen. Dann lockerten wir eine Klemme, um zu sehen, wie zuverlässig die Kameras diesen Defekt zeigen. Und schließlich ließen wir es uns auch nicht nehmen, ein Computermodem zu thermografieren – ein überaus aufschlussreicher Versuch. Die Temperaturskala veränderten wir nicht, sondern nutzten die von den Kameras automatisch ermittelten Werte.

Die Tücken der Optik

Wie fielen nun die Bilder aus? Für die Genauigkeit eines Thermobildes sind neben der Auflösung in Pixel vor allem zwei Faktoren wichtig: das Sichtfeld (FOV) und die geometrische Auflösung (IFOV). Je niedriger der IFOV-Wert ist, desto genauer erfasst eine Kamera Objekte und ihre Temperaturunterschiede. Abseits von den drei Einzelwerten, die Sie übrigens für jede Kamera in unserer Übersichtstabelle nachlesen können, entscheidet allerdings erst ihr Zusammenspiel darüber, wie gut ein Thermobild wirklich ist. So schneidet zum Beispiel die PCE-TC 31 bei der geometrischen Auflösung am besten von allen getesteten Kameras ab, hat dafür aber ein ziemlich geringes Sichtfeld. Am Ende ist sie daher, jedenfalls im Urteil unserer Tester, nicht jenes Gerät, das die detailreichsten Bilder liefert.

Denn im Urteil der Tester erwiesen sich auch bei der Genauigkeit
der Darstellung die Flir E5 und
die Testo 875-1 als die besten Modelle, wobei die meisten Tester auch in diesem Punkt der Testo 875-1 einen leichten Vorzug gaben. Dafür konnte die Flir mit einem Feature punkten, das sonst keine der Kameras in dieser Preisklasse bietet: der Möglichkeit, ein Echtbild über das Infrarot-Bild zu legen. Das führt einerseits zu einer besseren Orientierung im Bild, andererseits aber auch zu einer optisch deutlich schärferen Darstellung. Flir spricht davon, dass durch diese, MSX genannte, Technologie die Auflösung der Kamera von 120 x 90 Pixel auf 320 x 240 steigt. Mehr Messpunkte hat das Bild dadurch allerdings nicht, ist also thermografisch betrachtet nicht genauer als ein Bild ohne MSX.

Auch die von Testo entwickelte Superresolution-Technik verfolgt den Zweck, die Auflösung zu verbessern, geht aber einen etwas anderen Weg. Bei dieser Funktion werden jedes Mal, wenn der Anwender die Kamera auslöst, in Sekundenbruchteilen mehrere Bilder hintereinander geschossen.

Da die meisten Menschen ihre Hand beim Fotografieren nicht vollkommen still halten, erhält man so zusätzliche Messpunkte, die vom Superresolution-Tool dann zu einem einzigen Bild zusammengesetzt werden. Dadurch wird die Auflösung ebenfalls auf 320 x 240 Pixel erhöht, allerdings, wie Testo betont, mit echten Messpunkten und nicht durch Interpolation. Einziger Nachteil aus der Perspektive unseres Tests: Wer dieses Feature haben will, kommt mit dem von uns auf 2.000 Euro gesetzten Preislimit nicht aus. Mit der Zusatzoption Superresolution würde die von uns getestete 875-1 um einige hundert Euro über dieser Grenze liegen.

Perfektes Handling

Neben Optik und der Messgenauigkeit haben wir natürlich auch das Handling der Kameras getestet. Und zwar in zwei Schritten: Einerseits auf der ergonomischen Ebene, indem wir beurteilten, wie die Kamera in der Hand liegt und wie gut sich die Knöpfe (auch mit Handschuhen) bedienen lassen. Und zweitens wollten wir auch prüfen, wie intuitiv die Geräte bedienbar sind. Zu diesem Zweck drückten wir sie absoluten Wärmebildkamera-Laien ohne Bedienungsanleitung in die Hand und baten sie, Bilder zu machen.

Sowohl bei der Ergonomie als auch bei der intuitiven Benutzerführung hatte die E5 von Flir die Nase eindeutig vorn. Mit 592 g inklusive Akku ist sie die leichteste Kamera im Test, liegt perfekt in der Hand und hat Knöpfe, die sehr übersichtlich angeordnet sind. Erst recht genial sind aber die Menüführung und die Bedienbarkeit der E5. Wer je eine Digitalkamera in der Hand hatte und nicht gerade stockbetrunken ist wird mit der E5 daher auf Anhieb zurechtkommen.

Ebenso einfach fällt auch die Auswertung der Bilder mit der Flir-Software am PC. Allerdings bemängelten manche Tester, dass man das Programm nicht von einer CD installieren kann, sondern zuerst von der Flir-Homepage herunterladen muss, was aber absolut schnell und problemlos geht. Etwas mehr Auswertungs-Features bietet Testo in seiner Software. Dies hat jedoch etwas längere Hochfahrzeiten zur Folge. Wenig gelungen ist die Software hingegen bei der PCE-TC 31, sie wirkt umständlich und wohl auch überholt.

Stolperstein Speicherkarte

Die Software der THT 40, einer Kamera, die durch eine sehr interessante Bedienung mit Hilfe von nur drei Knöpfen auffällt, konnten wir leider nicht testen. Das Setup war zwar möglich, auch wenn der Treiber von Hand installiert werden musste. Doch das Speichern und Transportieren der Bilder zum PC gelang nicht. Üblicherweise dient bei der THT 40 eine SD-Karte zum Speichern. Das uns zur Verfügung gestellte Gerät fror nach dem Einsetzen der Karte aber jedes Mal ein, die Kamera ließ sich einfach nicht zum Speichern der Bilder überreden. Damit hatten wir auch nichts, was wir übertragen hätten können. An der Speicherkarte lag es nicht, auch mit einer Ersatzkarte blieb das Problem bestehen.

Schade, denn vor allem das halbautomatische Fokussystem der THT 40, das neben Autofokus auch noch Extra-Einstellungen für Nähe und Ferne erlaubt, gefiel unseren Testern gut. Die anderen Kameras im Test fokussieren entweder vollautomatisch wie die Flir E5 oder sind manuell fokussierbar wie die Testo 875-1 und die PCE-TC 31. Je nach Einsatzgebiet haben beide Lösungen ihre Berechtigung und Vorteile.

Welche Kamera bietet am Ende aber das beste Gesamtpaket? Diesmal fällt unsere Antwort ziemlich eindeutig aus. Mit der Flir E5 und der Testo 875-1 haben sich zwei Favoriten herauskristallisiert, deren Kauf wir uneingeschränkt empfehlen können. Allerdings mit unterschiedlichen Schwerpunkten.

Als unglaublich intuitiv zu bedienendes, praxistaugliches, einfaches, aber dennoch sehr exaktes Modell hat sich die Flir E5 mit Bravour für unsere Auszeichnung „Allround-Tipp“ qualifiziert. Wer sie kauft, liegt auf jeden Fall richtig.

Den „Preis-Leistungs-Tipp“ vergeben wir hingegen an die Testo 875-1. Das mag zunächst überraschend klingen, ist sie doch mit 1.999 Euro um 504 Euro teurer als die Flir E5 und damit das teuerste Gerät im Test. In ihrer Genauigkeit erreicht die Testo 875-1 allerdings Ergebnisse, die sie eigentlich schon für die nächsthöhere Liga der Thermografie qualifizieren. Ein Gerät also, das überraschend viel Kamera für noch immer relativ wenig Geld
 bietet.