Bezdotykowy pomiar temperatury za pomocą kamery termowizyjnej jest niezbędny w wielu aplikacjach. Jeśli tylko będziemy przestrzegać kilku podstawowych zasad, nasze pomiary staną się efektywniejsze i bardziej precyzyjne, co pozwoli na pełne wykorzystanie możliwości jakie daje nam termografia. Dowiedz się więcej o najważniejszych zasadach pomiarów termowizyjnych oraz jak korzystać ze wskazówek dotyczących codziennej pracy z kamerą termowizyjną.

Przedmiot pomiaru

1. Materiał i współczynnik emisyjności

Detektor kamery termowizyjnej mierzy długość fal promieniowania podczerwonego, które jest emitowane przez obiekt pomiaru. Wartość emitowanego promieniowania podczerwonego jest uzależniona od powierzchni materiału.

Ważne: Każda powierzchnia ma specyficzną emisyjność.

2. Kolor

Sam kolor badanej powierzchni nie ma istotnego wpływu na długości fal promieniowania podczerwone emitowanego przez obiekt pomiarowy. Decydującym czynnikiem jest temperatura. Przykładowo grzejnik pomalowany na czarno emituje dokładnie taką samą ilość promieniowania podczerwonego jak grzejnik, który jest pomalowany na biało.

Ważne: Kolor powierzchni nie odgrywa znaczącej roli przy pomiarach termowizyjnych.

3. Powierzchnia obiektu pomiarowego

W termografii struktura mierzonego materiału odgrywa kluczową rolę. Emisyjność powierzchni zmienia się w zależności od struktury powierzchni, zabrudzeń zewnętrznych lub rodzaju powłoki.

Struktura powierzchni

Emisyjności powierzchni materiałów gładkich, błyszczących czy też wypolerowanych są niższe niż w przypadku tych samych powierzchni lecz zamatowionych, szorstkich, wyblakłych czy porysowanych.

Ważne: Podczas pomiaru gładkich powierzchni, należy zwrócić szczególną uwagę na możliwe źródła promieniowania w okolicy (np. słońce, grzejniki itp.).

Wilgoć, śnieg i szron na powierzchni

Woda, śnieg i szron mają względnie wysoką emisyjność (ok. 0.85 < e < 0.96), dlatego też pomiar tych substancji nie stanowi na ogół problemu. Należy jednak pamiętać, że odczyt temperatury mierzonego przedmiotu może zostać zakłócony przez naturalne „powłoki" tego typu. Wilgoć chłodzi powierzchnię mierzonego przedmiotu podczas wyparowywania, a śnieg ma dobre właściwości izolacyjne. Szron na ogół nie tworzy szczelnej powierzchni, dlatego też jego emisyjność, jak również emisyjność powierzchni znajdującej się pod nim muszą zostać wzięte pod uwagę podczas pomiaru.

Ważne: Jeśli to możliwe, należy unikać pomiaru na mokrych, pokrytych śniegiem lub szronem powierzchniach.

Zanieczyszczenia i ciała obce na powierzchni

Zanieczyszczenia na powierzchni mierzonego przedmiotu, takie jak pył, sadza lub smar zwiększają na ogół emisyjność powierzchni. Dlatego też pomiar brudnych przedmiotów nie stanowi z reguły problemu. Kamera termowizyjna dokonuje zawsze pomiaru temperatury powierzchni, tj. brudu a nie dokładnej temperatury powierzchni mierzonego przedmiotu znajdującego się pod nim.

Warunki otoczenia

1. Temperatura otoczenia

Aby kamera termowizyjna mogła obliczyć poprawnie temperaturę powierzchni należe ustawić ręcznie temperaturę odbijanego promieniowania (RTC) oraz emisyjność (ε).

W większości przypadków temperatura odbita odpowiada temperaturze otoczenia.
Poprawne ustawienie emisyjności jest warunkiem wykonania poprawnego pomiaru wszędzie tam gdzie występuje duża różnica temperatur pomiędzy mierzonym obiektem a środowiskiem w którym wykonywany jest pomiar.

2. Promieniowanie i termografia

Każdy obiekt o temperaturze powyżej zera absolutnego (0 Kelvina = 273,15 ° C) emituje promieniowanie podczerwone. W szczególności przedmioty o dużej różnicy temperatury względem mierzonego przedmiotu mogą powodować zakłócenie pomiaru promieniowania podczerwonego w wyniku własnego promieniowania. Jeżeli tylko jest to możliwe należy unikać lub wyłączyć źródła zakłóceń tego typu.

Do pomiaru promieniowania odbitego zaleca się użycie np. termometru kulistego lub radiatora Lamberta w połączeniu z kamerą termowizyjną.

3. Pogoda

Chmury

Mocno zachmurzone niebo to idealne warunki do wykonywania pomiarów termowizyjnych na zewnątrz ponieważ chmury osłaniają przedmiot pomiaru przez słońcem i "zimnym rozproszonym promieniowaniem niebieskim".

Opady

Woda, lód i śnieg mają wysoką emisyjność i są nieprzepuszczalne dla promieniowania podczerwonego. Ponadto pomiar mokrych przedmiotów może zawierać błędy, ponieważ powierzchnia mierzonego przedmiotu chłodzi się podczas wyparowywania cieczy.

Ważne: Duże opady (deszczu, śniegu) mogą znacząco zniekształcać wyniki pomiaru.

4. Powietrze

Wilgotność powietrza

Jeżeli obiektyw lub nasadka ochronna jest zamglona część promieniowania podczerwonego nie zostanie wykryta ponieważ nie będzie ono mogło w pełni przeniknąć przez wodę do obiektywu. Wyjątkowo gęsta mgła może mieć wpływ na wyniki pomiaru, jako że kropelki wody w ścieżce transmisji przepuszczają mniej promieniowania podczerwonego.

Ważne: Upewnij się, że wilgotność względna powietrza jest niska. Pozwala to uniknąć kondensacji w powietrzu (mgły) na obiekcie pomiarowym, szkle ochronnym czy na obiektywie kamery termowizyjnej.

Przepływ powietrza

W wyniku wymiany ciepła (konwekcji) powietrze znajdujące się blisko powierzchni ma taką samą temperaturę jak mierzony przedmiot. Przy dużym przepływie powietrza lub przeciągu ta warstwa powietrza jest "zdmuchiwana" i zastępowana nową warstwą, która nie dostosowała się jeszcze do temperatury mierzonego przedmiotu. W wyniku konwekcji ciepło jest zabierane z ciepłego mierzonego przedmiotu i pochłaniane przez zimny mierzony przedmiot aż do momentu, gdy temperatura powietrza i powierzchni mierzonego przedmiotu dostosują się do siebie. Efekt wymiany cieplnej wzrasta wraz ze wzrostem różnicy temperatur pomiędzy powierzchnią mierzonego przedmiotu a temperaturą otoczenia.

Ważne: Wiatr i przeciągi w miejscu pomiaru mogą mieć wpływ na pomiar temperatury za pomocą kamery termowizyjnej.

Zanieczyszczenie powietrza

Materia zawieszona taka jak na przykład kurz, pył, sadza i dym oraz niektóre opary mają wysoką emisyjność i są praktycznie nieprzenikalne. Oznacza to, że mogą one zakłócać pomiar, ponieważ emitują własne promieniowanie podczerwone, które jest odbierane przez kamerę termowizyjną. Ponadto tylko część promieniowania podczerwonego mierzonego przedmiotu może przedostać się do kamery termowizyjnej, ponieważ zostaje ono rozproszone i pochłonięte przez materię zawieszoną.

5. Światło

Światło lub oświetlenie nie mają znaczącego wpływu na wynik pomiaru dokonywanego kamerą termowizyjną. Możliwe jest także wykonywanie pomiarów w ciemności, jako że kamera termowizyjna dokonuje pomiaru długich fal promieniowania podczerwonego. Niektóre źródła światła emitują jednak same promieniowanie podczerwone i wpływają na temperaturę przedmiotów znajdujących się w pobliżu.

Dlatego też nie należy przeprowadzać pomiarów przy bezpośrednim świetle słonecznym lub niedaleko np. gorącej żarówki
Zimne źródła światła, takie jak diody LED lub neonówki nie są istotne, jako że przetwarzają one większość użytej energii w światło widzialne a nie w promieniowanie podczerwone.

źródło