Ein Wärmebildgerät wandelt die von Objekten und Personen abgegebene Infrarotstrahlung (Wärmestrahlung) in ein sichtbares Bild um. Es zeigt Temperaturunterschiede statt Helligkeitsunterschiede und arbeitet deshalb unabhängig von Restlicht oder künstlicher Beleuchtung. In gepanzerten Fahrzeugen ist es Bestandteil von Kommandanten- und Fahrersichtsystemen für den Betrieb bei Nacht, Rauch oder Staub.
Wärmebildgerät im Detail
Jeder Körper mit einer Temperatur über dem absoluten Nullpunkt strahlt Infrarotstrahlung ab, deren Intensität und Wellenlänge von seiner Temperatur abhängen. Ein Wärmebildgerät fängt diese Strahlung über eine Optik ein und lenkt sie auf einen Infrarot-Detektor. Der Detektor wandelt die Strahlung in ein elektrisches Signal um, das eine Elektronik zu einem Bild verrechnet, meist einfarbig in Graustufen oder Grün, mit wählbarer Polarität, sodass warme Flächen wahlweise hell oder dunkel erscheinen.
Zwei Detektorbauarten stehen sich gegenüber. Gekühlte Detektoren (Quantendetektoren, häufig aus Quecksilber-Cadmium-Tellurid) erreichen ihre Empfindlichkeit erst durch Kühlung auf kryogene Temperaturen, meist mit einem Stirlingkühler. Die Kühlung verhindert, dass die Eigenwärme des Detektors selbst das Signal überlagert, und erhöht damit die thermische Auflösung. Ungekühlte Detektoren (Mikrobolometer) arbeiten nahe der Umgebungstemperatur, sind kompakter und wartungsärmer, lagen historisch aber in Auflösung und Bildqualität zurück.
Bei Wärmebildgeräten werden allgemein mehrere Generationen unterschieden. Frühe Systeme scannten eine Zeile aus wenigen Detektorelementen mechanisch über das Sichtfeld. Spätere Generationen nutzen einen flächigen Detektor (Focal Plane Array), der das Bild ohne mechanische Abtastung gleichzeitig aufnimmt, mit höherer Auflösung und Bildrate. Das deutsche Wärmebildgerät der Baureihe WBG-X wurde unter anderem im Kampfpanzer Leopard 2, im Schützenpanzer Marder und im Spähpanzer Luchs eingesetzt. Das Kommandantenperiskop PERI R17A3 des Leopard 2 führt laut Angabe der Bundeswehr ein Wärmebildgerät der dritten Generation.
Abgrenzung zum Restlichtverstärker
Ein Restlichtverstärker arbeitet nach einem anderen Prinzip. Er verstärkt vorhandenes Restlicht, etwa Mond- oder Sternenlicht, über eine Bildverstärkerröhre und liefert ein dem menschlichen Sehen ähnliches Bild. Dafür braucht er eine Mindestmenge an Umgebungslicht. Ein Wärmebildgerät benötigt kein Licht, weil es Temperaturunterschiede abbildet statt Licht zu verstärken. Es funktioniert deshalb auch bei völliger Dunkelheit und durch leichten Rauch oder Staub, liefert aber kein naturgetreues Bild, sondern eine Grau- oder Falschfarbendarstellung nach Temperatur.
Bedeutung beim Panzerfahren
Wer in einem Fahrzeug mit Wärmebildgerät mitfährt, sieht auf dem Monitor keine Farben und keine feinen Details, sondern Konturen nach Temperaturkontrast: der warme Auspuff hell, das Blech der Wanne dunkler. Gekühlte Systeme benötigen vor dem Einsatz eine Vorlaufzeit, bis der Detektor seine Arbeitstemperatur erreicht hat. Fahrerassistenzsysteme wie SPECTUS im Leopard 2 kombinieren einen normalen optischen Kanal mit einem Wärmebildkanal, damit der Fahrer auch bei Dunkelheit sicher lenken kann. Am Fahrzeug selbst erkennt man die Sensorik an kleinen, meist rechteckigen Öffnungen an Periskopen oder Kuppeln, hinter denen die Optik sitzt.
Verwandte Begriffe
- Kommandantenkuppel
- Turmkorb
- Luke
- Wärmeschutzhülle (nicht zu verwechseln: isoliert das Kanonenrohr, hat mit Bildgebung nichts zu tun)
Weitere Fachbegriffe finden Sie im Panzer-Lexikon.