放射率はどのようにサーマルカメラに影響しますか?

まず、放射率とは何ですか?

放射率とは、物体が熱をどれだけ効率的に放射するか、すなわち物体の表面がその温度についてどれだけうまく「真実を語る」かの尺度です。放射率の値は、0(すべてのエネルギーを反射する理論的に完璧な鏡)から1(すべてのエネルギーを完全に吸収して放射する黒体と呼ばれる理論的な物体)の範囲で変化します。放射率の値である0と1は理論上のみ達成可能であり、現実の物理的な物体は、放射率スケール上で0.01から0.99の範囲に収まると説明するのが適切です。

銅やアルミニウムなど、高度に研磨された金属表面の放射率は通常0.10未満です。粗い金属表面または酸化金属表面は、はるかに高い放射率(表面条件と酸化量に応じて0.6以上)を有します。ほとんどのマット仕上げの塗料の放射率は約0.90で、人間の肌や水の放射率は約0.98です。

Emissivity test.jpg

各ブロックは同じ温度なのに、それらがすべて異なるように見えるのはなぜですか?

高度に研磨され、放射率の低い金属物体を見ていると、その表面は鏡のように動作します。カメラは、物体自体の温度を測定する代わりに、反射温度を検出します。反射温度(背景温度かまたはT反射とも呼ばれる)は、他の物体から発生する熱放射のうち、測定するターゲットから反射したものです。

Emissivity Diagram.jpg

反射温度は、赤外線カメラが測定する温度に影響を与える可能性があります。

物体に触ると冷たく感じても、カメラでは高い温度を示す場合があります。これは、近くの熱源(たとえば、サーモグラファー自身の熱)がその表面に反射しているためです。この現象は特に放射率が低い金属や鏡のような反射性の高い表面で顕著に見られます。

LIGHT-FLIR-ONE-Pro.jpg

金属製の照明スイッチは、壁の他の部分よりも高温ですか、それとも温かい熱源を反映していますか?

ある物体が隣接する物体と同じ温度であっても、はるかに冷たく見えることがあります。

Arm And Veins-JPEG (Web - 72 dpi).jpg

指輪は、おそらく人の皮膚と同じ温度ですが、はるかに冷たいように見えます。

放射率の高い物体の場合、反射温度の影響は少なくなります。しかし、放射率の低い物体にとって、反射温度は慎重に理解する必要のある重要な要素です。放射率が低下すると、測定している値(およびサーマルイメージで見えているもの)は、検査対象そのものではなく、その周囲の物体の表面からの放射エネルギーの影響を多く受けるようになります

測定しようとしている物体の放射率が高い場合は、カメラの設定で、放射率と反射温度を調整できます。例えば、人の体温を測定したい場合は、放射率を0.98(人間の皮膚の放射率)に設定し、反射温度を環境温度(屋内の場合は、おそらく約20°C)に設定すれば、カメラが補正するでしょう。

他の表面タイプで、温度測定の精度が測定者と検査プログラムにとって重要な場合は、測定時に放射率を正しく補正するために、おそらく赤外線カメラのトレーニングが必要になるでしょう。放射率は、多くの多様な要因の影響を受ける可能性があります。困難な表面の測定を試みる前に、認定を受けることをお勧めします。

一般的に、測定対象の放射率が0.5未満の場合、正確な温度測定を行うことは難しいとされています。このような場合、ターゲットの放射率を高める方法を見つけることを検討する必要があるかもしれません。放射率は、温度測定を行う際に注意する必要がある、より困難な要因の1つです。しかし、それは理解することができ、適切な技術によって正しく補正することができます。

emissivity-tape-test.jpg

電気テープなど高放射率の表面は、光沢のある金属など、低放射率の表面の温度を正確に測定するために使用できます。

サーマルカメラのクラスは、世界中でコースを提供しているInfrared Training Center(ITC)で受講することができます。レベル I のサーマルカメラ認定トレーニングコースでは、通電時のコンポーネント、またはアクセスが困難なコンポーネントなど、さまざまなコンポーネントで放射率と反射温度を正しく調整する方法を学習します。これらの認定クラスや、今後のトレーニング日程および開催地の詳細については、Infrared Training Center(ITC)の公式ウェブサイト www.infraredtraining.comをご覧ください。

関連記事