Seit einigen Tagen besitze ich ein Messgerät, welches IR- Abstrahlung einer Oberfläche berührungslos erfasst, daraus die Temperatur berechnet und digital anzeigt. Es nennt sich
schlicht Infrarot Thermometer IR 300 und ist bei Conrad Elektronic unter der Bestell NR. 12 10 10-77 für € 49,95 zu haben. Der Messbereich beträgt –20 bis 300°C, Genauigkeit 2% und die Auflösung 0,1°C. Da kam mir gleich die Idee, es könnte zur Messung von Temperaturen in und um Fernrohr- Tuben und auch an Linsen und Spiegeln geeignet sein. In für uns lebenswerten Temperaturbereich liegt das Maximum der IR- Strahlung zwischen 10 und 20 mikrometer. Man muss noch wissen: das Emissionsvermögen von Gläsern, Keramik, Mauerwerk, Glaskeramik, Kunststoffen, Wasser Eis, Bier oder Wein, Lackoberflächen Holz, Gummi uva. liegt unabhängig von der Farbe so zwischen 0,88 bis 0,95. Nach den Regeln der Physik ist das Emissionsvermögen für Strahlung gleich dem Absorptionsvermögen. Blanke metallische Oberflächen emittieren und absorbieren dagegen nur wenige %. Bei Spiegeln kann man deshalb nur an den unbelegten Seiten und Rückflächen die eigene IR Strahlung und damit die Temperatur messen.
Da kein Astro- Wetter in Aussicht, machte ich die ersten Versuche an einem 130 mm Spiegelrohling. Der wurde einige Stunden im Kühlschrank abgekühlt. Zu Kontrolle hab ich auf der Oberfläche noch einen kleinen elektrischen Temperaturfühler aufgeklebt. Ziel des Versuches war die Ermittlung des Temperaturausgleichskurve nach herausnehmen aus dem Kühlschrank in die normale Raumtemperatur. Das ist im Prinzip das gleiche wie beim „Auskühlen“ eines Teleskopspiegels im Freien, nur mit entgegen gesetztem Vorzeichen des Temperaturganges. Der Rohling wurde auf einem schlanken Papprohr auf dem Schreibtisch aufgestellt. So konnte rundherum frische Luft heran. Die Raumtemperatur betrug ziemlich konstant 23°C. Die Temperatur des Rohlings beim Herausnehmen aus dem Kühlschrank lag bei 10°C. Die Abbildung zeigt das Messschema und die Temperaturkurven
Aus dem unteren Diagramm kann man ablesen, die Oberfläche ist nach 60 Minuten bis auf weniger als 1°C Differenz an die Raumtemperatur heran gekommen. Das obere Diagramm zeigt die Differenz zwischen Rand und Mitte. Das ist ein Beweis für den Randeffekt. Aus der Höhe dieser Temperaturdifferenz kann man abschätzen, ob das optisch relevant ist.
Dazu mit einiger Vorsicht ein Rechenbeispiel an Hand des unteren Diagramms. Nehmen wir mal an die nach 10 Minuten gemessene Temperaturdifferenz von 0,8 °C gibt einigermaßen richtig an, dass Die Temperatur in der Mitte um diesen Betrag niedriger liegt als am Rande. Dann wäre der Körper infolge Temperaturungleichheit in der Mitte um
alpha * 0,8 * 25 mm dünner als am Rande. Alpha ist der Temperaturausdehnungskoeffizient.
Für Duran mit alpha = 0,0000032/K ergibt das 0,000064 mm. Das entspricht 0,114 Wellenlängen bezogen auf grünes Licht. Das ist selbst bei hohen Ansprüchen an einen Teleskopspiegel praktisch nicht mehr wahrnehmbar. Die erhebliche Temperaturdifferenz von rund 7°C gemäss dem unteren Diagramm zwischen Oberfläche und Umgebung verursacht in der Praxis sehr störenden Luftschlieren.
Bei Glas Typ BK 7 mit alpha = 0,0000095 wäre die entsprechende Dickendifferenz
0,34 Wellenlängen. Dieser Fehler wird aber völlig überdeckt durch die Luftschlieren wie oben. Die sind unabhängig von der Glasart, was Praktiker schon lange wussten[8D]!
Diese eine Messreihe soll nur die Brauchbarkeit des Messgerätes verdeutlichen. Weitere Nutzanwendungen werde ich hoffentlich bald bei Astro- Wetter erproben können.
Gruß Kurt
