Emisivita, odrazivosť, priepustnosť

 

 

Žiarenie namerané termografickou kamerou sa skladá z emitovaného, odrazeného a prepusteného dlhovlnného infračerveného žiarenia, ktoré vychádza z objektov nachádzajúcich sa v zornom poli termografickej kamery.

 

Obr. 1: Zložky infračerveného tepelného žiarenia (http://support.fluke.com/raytek-sales/Download/Asset/IR_THEORY_55514_ENG_REVB_LR.PDF)

 

 

Celková intenzita tepelného žiarenia E + R + T = 1 E ( ε ) – relatívna emisivita  ( energia vyžiarená z povrchu telesa ) R ( ρ ) – relatívna odrazivosť, reflexia ( energia sa odráža od telesa, závisí od kvality povrchu a typu materiálu.) T ( τ ) – relatívna priepustnosť, diatemia ( žiarenie prechádza telesom, závisí od hrúbky a typu materiálu ) Celková radiácia predstavuje 100% energie dopadajúcej na detektor ako príspevok zo všetkých zdrojov. Relatívna emisivita E ( ε ) Stupeň relatívnej emisivity ( EMISIVITA)  teda vyjadruje schopnosť povrchu vyžarovať infračervené žiarenie.

• emisivita závisí na charaktere povrchu, na materiály a u niektorých materiálov tiež na teplote meraného objektu.
• Maximálny stupeň emisivity: E = 1 ( = 100 %). E = 1 sa v skutočnosti nikdy nevyskytuje, touto hodnotou charakterizujeme tzv. absolútne čierne teleso. 
• Reálne telesa: E < 1, pretože reálne telesa žiarenie naviac odrážajú a prípadne prepúšťajú. 
• Mnohé nekovové materiály (napr. PVC, betón, organické látky) majú vysoký, na teplote nezávislý stupeň emisivity (E približne 0,8–0,95) v dlhovlnnej infračervené oblasti. Tieto povrchy charakterizujeme ako šedé telesa.
• Kovy, predovšetkým s lesklým povrchom, majú nízky stupeň emisivity kolísajúci s teplotou. Tieto povrchy charakterizujeme ako farebné telesá.
• Hodnotu stupňa emisity E je možné nastaviť na termografickej kamere manuálne. Po zistení správnej hodnoty emisivity meraného povrchu sa táto vloží v ovládacom menu do kamery alebo do vyhodnocovacieho programu a meraná teplota je potom korigovaná.

 

Obr. 2: 3 typy žiaričov (lit. http://support.fluke.com/raytek-sales/Download/Asset/IR_THEORY_55514_ENG_REVB_LR.PDF)

Stupeň relatívnej odrazivosti - reflexie R ( ρ ) Stupeň relatívnej odrazivosti - reflexie R ( ρ ) je meradlom pre schopnosť materiálu odrážať infračervené žiarenie.

• Závisí na charaktere povrchu, teplote a druhu materiálu. 
• Spravidla odrážajú silnejšie hladké, leštené povrchy ako hrubé, matné povrchy rovnakého materiálu.
• To čo sa odráža od povrchu smerom ku termografickej kamere sa nazýva ODRAZNÁ (reflektujúca) ZDANLIVÁ  TEPLOTA  - RAT ( Reflected appatent temperature ). RAT teplota je zdanlivá teplota, ktorá vyjadruje všetko “neželateľné“ žiarenie z tepelných zdrojov dopadajúce na meranú scénu a odráža sa smerom do kamery.
• Teplotu odrazeného žiarenia je možné na termografickej kamere manuálne nastaviť (RTC). 
• RTC odpovedá v mnohých aplikáciách teplote okolia. Tu môžete zmerať napr. teplomerom okolitého vzduchu od firmy Testo.
• Ale ak sa v blízkosti meraného povrchu nachádzajú zdroje vysokej alebo nízkej teploty potom sa RTC dá zmerať pomocou Lambertového žiariča.
• Uhol odrazu odrazeného infračerveného žiarenia sa vždy rovná uhlu dopadu.

Stupeň relatívnej priepustnosti - transmise T ( τ ) Stupeň relatívnej priepustnosti - transmise (T) je meradlom pre schopnosť materiálu prepustiť (vpustiť) infračervené žiarenie.

• Priepustnosť materiálu T ( τ ) závisí na druhu a hrúbke materiálu.
• Väčšina materiálov je pre dlhovlnné infračervené žiarenie nepriepustné.Tepelne nepriepustné materiály sú charakterizované len emisivitou a odrazivosťou.