MĚŘICÍ A MONITOROVACÍ TECHNIKA březen/duben 2023 | A-Z ELEKTRO | 77 KUBOUŠEK Group Lidická 1937 370 07 České Budějovce www.kubousek.cz Foto: KUBOUŠEK Group infračerveného záření (FIR) zahrnuje oblast vlnové délky 25 µm až cca 3 mm. Při šíření záření se přenáší energie, která dovoluje, za pomoci detekce tohoto záření, měřit bezdotykovou teplotu tělesa. Vyzářená energie a její charakteristická vlnová délka je závislá v prvé řadě na teplotě vyzařujícího tělesa. V ideálním případě přijme měřený objekt veškeré infračervené záření z okolí a zároveň vyzařuje maximum záření odpovídající jeho teplotě. V takovém případě se mluví o takzvaném „černém tělese“. V přírodě se takové chování téměř nevyskytuje, dochází také k částečnému odražení záření. Proto je pro docílení spolehlivých výsledků měření v praxi zapotřebí přesně definovat toto vyzařování, odrážení energie nebo eliminovat tento vliv vhodnými opatřeními. Je to možné provést pomocí referenčního měření kontaktním teploměrem nebo záměrnou změnou měřené plochy tak, aby tato plocha byla pro infračervenou měřicí techniku snadno měřitelná; lze použít barevný nátěr, lepidlo, potažení plastem nebo papírové nálepky. Zda a jaká opatření mají následovat, rozhodne nakonec měřený objekt a jeho prostředí. Pomoc při posuzování nabízí roztřídění příkladů aplikací podle vzhledu měřených objektů a jejich povrchu. Černé těleso Objekt, který absorbuje všechnu energii z dopadajícího infračerveného záření, převede ji ve vlastní infračervené záření a 100 % této energie opět vyzáří. Nedochází zde k žádné reflexi nebo prostupu záření. V praxi se objekty s těmito vlastnostmi nevyskytují. Vyzařování (Emise), Odraz (Reflexe), Prostup (Transmise) Jak již známe, každé těleso, jehož teplota je vyšší než absolutní nula (0 Kelvin = –273,15 °C) vysílá elektromagnetické záření. Záření snímané měřicí hlavou se skládá z vyzařování měřeného tělesa, z cizího vyzařování odrazem na měřené těleso a z prostupu skrz měřené těleso. Součet tohoto záření je vyhodnocován přístrojem. Protože přístroj jednotlivé podíly záření nezná, musí mu být zadáno, jak je velká část vyzařování měřeného tělesa. Měřený objekt Měřený objekt stojí primárně v popředí při každé aplikaci. Úkol spočívá v tom, přesně a precizně změřit teplotu. Pevná tělesa, kapaliny nebo plyny, každý měřený objekt se infračervenému senzoru jeví individuálně a specificky. To vychází ze specifických vlastností materiálu a povrchu. Mnoho organických produktů a kapalin se tak dá měřit bez zvláštních opatření. Naproti tomu kovy, především s lesklým povrchem, vyžadují zvláštní posuzování. Je-li stupeň odrazu a stupeň prostupu roven 0, tak máme ideální měřené těleso, tak zvaný „černý zářič“, jehož vyzařovaná energie se dá vypočítat pomocí Planekova zákona o vyzařování. Takové ideální těleso má emisivitu e = 1. Černý zářič (Ideální zářič) Absorbuje a emituje 100 % záření. Stupeň emisivity e = 1. Ve skutečnosti se takové ideální podmínky nevyskytují. Prostup a odraz vždy provázejí měření jako rušivé veličiny. Šedý zářič (e menší něž 1) Většina těles vyskytujících se v přírodě je označována jako „šedé zářiče“. Vykazují stejnou charakteristiku jako černé zářiče. Pouze intenzita vyzařování je menší. To se koriguje nastavením stupně emisivity. Barevný zářič Barevné zářiče jsou materiály, u nichž je stupeň emisivity závislý na vlnové délce, a tím na teplotě. To znamená, že takové těleso má např. při + 200 °C jinou emisivitu, než při + 600 °C. To platí pro většinu kovových materiálů. Zde je třeba respektovat, že stupeň emisivity e se stanovuje při měřené teplotě. Atmosférické okno Co jsou atmosférická okna a proč se v těchto oblastech provádí měření? V oblasti takzvaných atmosférických oken je mezi měřeným objektem a měřicím přístrojem jen velmi malá absorpce nebo emise (elektromagnetického) záření způsobená složkami vzduchu. Proto především při vzdálenostech k měřenému objektu menších než 1 m nedochází k vlivům způsobovaným složkami, které se obvykle ve vzduchu vyskytují. Měření nízkých a záporných teplot je možné pouze v rozsahu od 8 do 14 µm, protože k vytvoření použitelného signálu je k vyhodnocení třeba široké energetické pásmo. 1. atmosférické okno: 2–2,5 µm 2. atmosférické okno: 3,5–5,2 µm 3. atmosférické okno: 8–14µm Nevíte si rady s výběrem vhodné termokamery? Požádejte o nezávaznou a bezplatnou konzultaci. Tel.: +420 389 042 111 E-mail: pristroje@kubousek.cz Termokamera Testo Testo termokamery – měřený objekt Testo termokamery – absorpce + vyzařování Testo termokamery – absorpce + vyzařování + odraz + prostup
RkJQdWJsaXNoZXIy Mjk3NzY=