Levinumaid küsimusi, mida esitavad infrapuna kaamerate kasutajad on, et kuidas mõõta kiirgusvõimet (inglise kl. emissivity). Sageli esineb arusaamatusi kiirgusvõime ja Tambi kontseptsioonide vahel, millest tingituna on mõõtmistulemused sageli ebatäpsed.
Erinevate metallide termografeerimisel kerkivad ülesse veel täiendavad küsimused:
Mis on alumiiniumi-, vase- ja raua kiirgusvõime? Minu leitud skaala oli liiga lai (pinnapealselt ja seesmiselt), ma ei leia õiget termoskaalat isegi siis, kui ma kasutan õiget kiirgusvõime näitajat vase (0,25) kohta (spetsiifiline kiirgusvõime mõõtmisfunktsiooni jaoks, mida ei kasutata vale Tambi puhul), komponendi peal on termopaar, aga kaamera ei loe selle väärtust välja. Miks? (Vale Tamb.)
Definitsioon
Kiirgusvõime (ε) on mustast kehast (st kaamera kalibreerimisallikast) tuleva kiirguse koefitsient teatud temperatuuril ja selle kiirguse koefitsent, mida eraldab analüüsitav ese samal temperatuuril.
Selgitus
Lihtsalt väljendatuna on tegemist teguriga, mille abil selgitada, kui hästi ese kiirgab infrapunast energiat. Hea kiirgusega esemete (st esemete, mida on kaamera abil lihtne näha) ε on lähemal 1-le. Vastupidiselt sellele on kehva kiirgusega esemete (st esemete, mida on kaamera abil raske näha) ε lähemal 0-le.
Tähtsuse järjekorras on välja toodud järgmised näitajad:
- Materjali tüüp
- Materjali pealispind (poleeritud või oksüdeeritud)
- Pealispinna geomeetria (näiteks õõnsused)
Kiirgusvõime võib muutuda ka muudel põhjustel, aga see on mõõtmistingimustes vähem harilik:
- Materjali temperatuur
- Lainepikkus (IR pikk laine või lühilaine)
Mis on Tamb?
Läbipaistmatu ning madala kiirgusvõimega objekt kiirgab vähe, aga peegeldab hästi. Sellel põhjusel on vajalik kindlaks teha ka õige Tamb. Kõigi FLIR’i toodete puhul mõjutab sisendit Tambi tegur, mida operaatorid kahjuks peavad ekslikult toatemperatuuriks või temperatuuriks, mille kätte ese või kaamera on asetatud. Tambi täpsem määratlus oleks „peegeldatud nähtav temperatuur“. Tegemist on analüüsitavate esemete kiirgava ja peegeldava pealispinna nähtava temperatuuriga, mis tuleneb kaamera tööasendist.
Kuidas mõõta Tambi?
Tambi mõõtmiseks on vaja läbida kaks sammu. Joonistel 1 ja 2 on toodud näide mõõtmise olukorrast.
Joonised 1 ja 2. Monitor peegeldab oma kiirgust valgele tahvlile
- Seadke ε=1 eseme parameetritele.
- Seadistage keskmise sagedusega ala (kasutage punktsärimõõtmist, kui alafunktsiooni ei ole võimalik kasutada).
Joonised 3 ja 4. Monitoripeegeldus infrapunasel pildil
- Asetage vastavalt joonisel 1 näidatud sinisele noolele kaamera tagakülje vastu, mis kiirgab pealispinda esemele.
- Jälgige ala keskmist väärtust (või kui see ei ole võimalik, siis mitme punktsärimõõtmise keskmist tulemust).
- Seadke see väärtus eseme parameetritele. Seda tuleks teha alati, kui soovime kaamera kaudu saada eseme temperatuuri mõõtmise täpset tulemust. Siis saab eseme temperatuuri mõõta nii, et seadistatakse eseme pealispinna puhas ε väärtus ja sihitakse eset ennast.
Eseme kiirgusvõime mõõtmine
Eseme kiirgusvõime mõõtmiseks on vaja läbi teha järgmine protseduur:
- Asetage teadaoleva kiirgusvõimega materjal sellisele esemele, nagu elektriteip (ε=0,95) või must värv: sellest saab meie võrdluspunkt.
- Mõõtke Tambi vastavalt ülaltoodud näites kirjeldatud üldprotseduurile.
- Mõõdetavat eset peab soojendama vähemalt 50°C üle toatemperatuuri. Selleks võib kasutada ahju (joonis 7) või paaki kuuma veega, kuhu ese suletud plastikaatkoti sees asetatakse.
- Külmutage sooja eseme kujutis.
- Seadke punktsärimõõtmine kiirgusvõime kontrollpunktile.
- Seadke õiged kiirgusvõime ja Tambi näitajad eseme parameetri tabelile ja jälgige punktsärimõõtmise näitu.
- Viige punktsärimõõtmine väljapoole kiirgusvõime kontrollpunkti.
- Kohandage kiirgusvõime näitaja eseme parameetrites, et saada sama punktsärimõõtmise tulemus, mis on välja toodud punktis 6.
- Olete saanud soovitud kiirgusvõime näitaja!
Joonis 5. Elektrilised komponendid, mis on välja võetud ahjust temperatuuril 80°C
Joonis 6. Punktsärimõõtmise tulemus lingil on 83.9°C (e=0.95). Kohandatud kiirgusvõime ribal on 0,53, et saada sama tulemus. Sellisel viisil on võimalik välja arvestada kõigi teiste komponentide kiirgusvõime väärtused.
Marc Vokk
2012