Коэффициент отражения инфракрасного излучения таблица

Теория термографии

Все объекты, температура которых выше абсолютного нуля (0 К = -273.15 °C), излучают инфракрасные волны. Человеческий глаз не способен увидеть инфракрасное излучение.

Еще в 1900-х годов физик Макс Планк доказал наличие взаимосвязи между температурой тела и интенсивностью исходящего от него потока инфракрасного излучения.

Тепловизор измеряет инфракрасное излучение в длинноволновом спектре в пределах поля обзора. Исходя из этого, осуществляется расчет температуры измеряемого объекта. Факторы расчета излучательной способности (ε) поверхности измеряемого объекта и компенсации отраженной температура (КОТ = компенсация отраженной температуры) – значения этих переменных можно вручную задать в тепловизоре.

Каждый пиксель детектора представляет собой инфракрасную точку, отображаемую на дисплее, с помощью видеоэффекта «ложный цвет».

Термография (измерение температуры посредством тепловизора) является пассивным, бесконтактным методом измерения. ИК-изображение отображает распределение температуры на поверхности объекта. Поэтому, с помощью тепловизора вы не сможете “заглянуть” внутрь объекта или увидеть его насквозь.

1.1 Излучение, отражение, пропускание.

Излучение, регистрируемое тепловизором, состоит из излучаемого, отраженного и проходящего длинноволнового инфракрасного излучения, исходящего от объектов, расположенных в пределах поля зрения тепловизора.

Рис 1.1: Излучение, отражение и пропускание

Коэффициент излучения (ε) это степень способности материала излучать (выделять) инфракрасное излучение.

  • ε изменяется в зависимости от свойств поверхности, материала, и в случае с некоторыми материалами – от температуры измеряемого объекта.
  • Максимальная излучательная способность:ε = 1 (т.100%).

ε = 1 в действительности не встречается.

    Живые тела: ε Телефоны в Москве: +7 (495) 532-35-00 – Отдел продаж | +7 (495) 221-62-15 – Сервисный центр

Источник

Основные понятия термографии — излучение, отражение, пропускание

Тепловизор регистрирует инфракрасное излучение от всех объектов, расположенных в поле его зрения. Это излучение состоит из трех частей:
– излучаемого объектом;
– отраженного от объекта;
– проходящего через объект.

Что такое коэффициент излучения

Коэффициент излучения (КИ) — это степень способности материала излучать инфракрасное излучение.

КИ изменяется в зависимости от материала, свойств поверхности и для некоторых материалов — от температуры измеряемого объекта.

Максимальное значение коэффициента излучения = 1 (100%), в реальных условиях КИ всегда меньше 1.

У живых тел КИ также меньше 1, т. к. живые тела также отражают и пропускают излучение.

Многие неметаллические материалы, например, органические вещества, бетон, ПВХ, имеют высокую излучательную способность (от 0,8 до 0,95). Коэффициент излучения у таких материалов от температуры не зависит.

Металлы, особенно материалы с блестящей поверхностью, имеют низкую излучательную способность. У таких металлических материалов коэффициент излучения зависит от температуры.

Коэффициент излучения ε можно задать в тепловизоре вручную. О способах определения КИ читайте здесь.

Что такое коэффициент отражения

Коэффициент отражения — это степень способности материала отражать инфракрасное излучение.

Коэффициент отражения зависит от свойств поверхности, температуры и типа материала.

Как правило, гладкие, полированные поверхности имеют большую отражательную способность, чем шероховатые, матовые поверхности, изготовленные из того же материала.

Компенсацию отраженной температуры (КОТ) можно настроить в тепловизоре вручную.

В большинстве случаев отраженная температура равна температуре окружающей среды. Вы можете измерить ее, например, с помощью воздушного термометра Testo 810.

КОТ также можно определить излучателем Ламберта (см. Определение КОТ).

Что такое коэффициент пропускания

Коэффициент пропускания — это степень способности материала пропускать (проводить через себя) инфракрасное излучение.

Коэффициент пропускания зависит от типа материала и его толщины.

Большинство материалов не пропускают инфракрасное излучение.

Закон теплового излучения Кирхгофа

Инфракрасное излучение, регистрируемое тепловизором, состоит из:
– излучаемого объектом (ε),
– отраженного излучения других объектов (ρ),
– проходящего через объект (τ).

Сумма трех видов излучения всегда принимается равной 1 ( 100%):
ε + ρ + τ = 1
Поскольку коэффициент пропускания на практике редко играет значительную роль, τ опускается, и формула упрощается до
ε + ρ = 1

Для термографии это означает:
чем ниже коэффициент излучения,
тем выше уровень отраженного инфракрасного излучения,
тем сложнее осуществить точное измерение температуры и
тем более важным фактором становится правильная настройка компенсации отраженной температуры (КОТ).

Как влияет коэффициент излучения на точность измерений

1. Объекты измерений с высоким коэффициентом излучения (больше 0,8) имеют низкий коэффициент отражения (ρ = 1 — ε). Температуру таких объектов можно очень легко измерить с помощью тепловизора.

2. Объекты измерений со средним коэффициентом излучения (от 0,6 до 0,8) имеют средний коэффициент отражения. Температуру таких объектов можно измерить с помощью тепловизора.

3. Объекты измерений с низким коэффициентом излучения (меньше 0,6) имеют высокий коэффициент отражения. Измерение температуры таких объектов тепловизором возможно, но результаты необходимо тщательно проверять.

очень важна корректная настройка компенсации отраженной температуры (КОТ), поскольку это является одним из основных факторов при расчете температуры.

Измерения при различной температуре объекта и окружающей среды

Корректная настройка коэффициента излучения очень важна при значительной разнице между температурой объекта и температурой окружающей среды.

Когда температура измеряемого объекта выше температуры окружающей среды (радиатор на рисунке):
чрезмерно высокий коэффициент излучения приведет к завышенным показаниям температуры (тепловизор 1);
чрезмерно низкий коэффициент излучения приведет к заниженным показаниям температуры (тепловизор 2).

Когда температура измеряемого объекта ниже температуры окружающей среды (дверь, изображенная на том же рисунке):
чрезмерно высокий коэффициент излучения приведет к заниженным показаниям температуры (тепловизор 1);
чрезмерно низкий коэффициент излучения приведет к завышенным значениям температуры.

Обратите внимание: чем больше разница между температурой измеряемого объекта и температурой окружающей среды и чем ниже коэффициент излучения, тем больше вероятность возникновения ошибок.

Количество ошибок возрастет, если КИ задан неверно.

Резюме

Тепловизор позволяет измерить только поверхностную температуру объекта; с помощью данного прибора Вы не можете «заглянуть внутрь» объекта или увидеть его насквозь.

Несмотря на то, что многие материалы, например, стекло, кажутся прозрачными, они проявляют себя как материалы непропускающего типа, т.е. они устойчивы к длинноволновому инфракрасному излучению.

При необходимости снимите с измеряемого объекта чехол (упаковку), т.к. при наличии последних тепловизор измерит поверхностную температуру чехла (упаковки).

Если компоненты, расположенные внутри объекта, влияют на распределение температуры по его поверхности через проводимость, то на тепловом снимке можно рассмотреть внутреннюю структуру объекта .

Тем не менее, тепловизор может измерять только поверхностную температуру объекта. Точную температуру внутренних элементов с помощью тепловизора определить невозможно.

Недорогой тепловизор Testo с цифровой камерой, выпущен взамен модели 875, самый дешевый прибор, который годится для энергоаудита. Подходит для решения большинства стандартных задач термографии, сегодня это наиболее востребованная модель линейки тепловизоров Testo.

Источник

Коэффициенты излучения основных материалов

Данная таблица служит руководством для настройки коэффициента излучения при использовании тепловизоров. В ней приведены значения коэффициента излучения ε для некоторых основных материалов. Так как значения коэффициента зависят от температуры и свойств поверхности, приведённые здесь значения должны рассматриваться лишь как рекомендованные. Для измерения абсолютных значений температуры необходимо определить точный коэффициент излучения материала.

Материал (температура) Коэффициент излучения
Алюминий, сильно окисленный (93 °C) 0,2
Алюминий, сильно полированный (100 °C) 0,09
Алюминий, неокисленный (25 °C) 0,02
Алюминий, неокисленный (100 °C) 0,03
Алюминиевый прокат, светлый (170 °C) 0,04
Латунь, оксидная (200 °C) 0,61
Кирпич, мертель, штукатурка (20 °C) 0,93
Кирпичная кладка (40 °C) 0,93
Чугун, окисленный (200 °C) 0,64
Хром (40 °C) 0,08
Хром, полированный (150 °C) 0,06
Глина, обожжённая (70 °C) 0,91
Бетон (25 °C) 0,93
Медь, оксидная (130 °C) 0,76
Медь, полированная (40 °C) 0,03
Медь, катаная (40 °C) 0,64
Медь, слегка потускневшая (20 °C) 0,04
Пробка (20 °C) 0,70
Хлопок (20 °C) 0,77
Стекло (90 °C) 0,94
Гранит (20 °C) 0,45
Гипс (20 °C) 0,90
Лёд, ровный (0 °C) 0,97
Железо, обработанное наждаком (20 °C) 0,24
Железо с литейной коркой (100 °C) 0,80
Железо с прокатной пленой (20 °C) 0,77
Свинец (40 °C) 0,43
Свинец, серый окисленный (40 °C) 0,28
Свинец, окисленный (40 °C) 0,43
Мрамор, белый (40 °C) 0,95
Масляная краска (все цвета) (90 °C) 0,92–0,96
Краска, чёрная, матовая (80 °C) 0,97
Краска, синяя на алюминиевой фольге (40 °C) 0,78
Краска, белая (90 °C) 0,95
Краска, жёлтая, 2 слоя на алюминиевой фольге (40 °C) 0,79
Бумага (20 °C) 0,97
Пластик: ПЭ, ПП, ПВХ (20 °C) 0,94
Фарфор (20 °C) 0,92
Радиатор, чёрный, анодированный (50 °C) 0,98
Резина, жёсткая (23 °C) 0,94
Резина, мягкая, серая (23 °C) 0,89
Песчаник (40 °C) 0,67
Сталь, холоднокатаная (93 °C) 0,75–0,85
Сталь, термообработанная (200 °C) 0,52
Сталь, окисленная (200 °C) 0,79
Трансформаторная краска (70 °C) 0,94
Древесина (70 °C) 0,94
Цинк, окисленный 0,1

Практическая термография

Узнайте, как с помощью теоретических основ и правильного тепловизора получить информативные термограммы.

Есть дополнительные вопросы?

У Вас появились вопросы, или Вы хотите познакомиться с нашими тепловизорами?

Источник

Коэффициенты излучения различных материалов и поправки при замерах пирометром

Продукты. Как и все органические материалы, пищевые продукты имеют хорошую излучательную способность, и поэтому не возникает никаких проблем при измерении их температуры с помощью пирометра.

Металлы белого цвета. Имеют очень маленький коэффициент излучения в диапазоне от 8 до14 мкм, и поэтому их температуру трудно измерять. Для измерений требуется применение покрытий, увеличивающих излучательную способность, например: краска, масляная пленка.

Оксиды металлов. В данной группе не существует постоянных показателей. Коэффициент излучения находится между 0.3 и 0.9 мкм и он сильно зависит от длины волны. Для точного определения температуры необходимо выбрать коэффициент излучения объекта. Его можно определить по таблице коэффициентов излучения, которая находиться в конце инструкции по использованию пирометра, либо посредством сравнительного измерения контактным термометром (т.е. меняя коэффициент излучения, заложенный в пирометр до совпадения с показателями контактного термометра). В противном случае можно применять покрытия с известным коэффициентом излучения.

Светлые неметаллы / темные неметаллы / пластик / продукты. Такие объекты, как белая бумага, керамика, гипс, древесина, резина, темная древесина, камень, темные краски, обладают коэффициентом излучения приблизительно 0.95 при длине волны выше 8 мкм. Большинство органических материалов обладают коэффициентом излучения приблизительно 0.95, поэтому в основном в пирометрах устанавливается именно эта величина по умолчанию (const).

У большинства недорогих пирометров коэффициент излучения стоит 0,95 и является постоянной величиной (const) без возможности изменения в самом приборе (пирометре). Поэтому при измерениях температуры различных материалов с отличным коэффициентом излучения нужно учитывать поправки, вычисляя их по формуле с использованием таблиц (см. ниже)

Несколько примеров влияние на результаты измерений

Пример 1:Объект измерения (полуфабрикаты, Т= -22 °С) Коэффициент излучения = 0.92. Измерение производится при температуре окружающей среды +22 °С. Предварительно установленный коэффициент излучения 0.95. Показания ИК измерительного прибора: -21 °С, т.е. температура, отображенная на дисплее прибора, некорректна на 1 °С. Погрешность незначительная.

Пример 2: Объект измерения (окисленный латунный лист, Т= +200 °С) Коэффициент излучения = 0.62.Измерение проводится при температуре окружающей среды +22 °С. Предварительно установленный коэффициент излучения 0.70. Пирометр показывает температуру+188 °С. Погрешность уже значительная и может привести к браку.

ИТОГ: Чем больше разница между температурой объекта измерения и температурой окружающей среды и меньше коэффициент излучения, тем больше ошибок измерения в случае неправильного значения коэффициента излучения.

При температурах выше температуры окружающей среды:

  • Если установлен слишком высокий коэффициент излучения, отображаемая температура измерения будет слишком низкой.
  • Если установлен слишком низкий коэффициент излучения, отображаемая температура измерения будет слишком высокой.

При низких температурах ниже температуры окружающей среды

  • Если установлен слишком высокий коэффициент излучения, отображаемая температура измерения будет слишком низкой.
  • Если установлен слишком низкий коэффициент излучения, отображаемая температура измерения будет слишком высокой.

Таблица коэффициентов излучения основных материалов

Источник

Читайте также:  Как называется прибор для определения сторон горизонта
Оцените статью
Электроника