Sähköblogi #8 Sähkölaitteistojen lämpökuvaus – Emissiivisyys
Emissiivisyys sähkölaiteistojen lämpökuvauksessa ja kuinka se otetaan huomioon
Tervehdys Sähköblogin lukijoille. Sähkölaitteistojen lämpökuvauksessa on otettava huomioon laaja joukko asioita. Yksi näistä asioista on kuvattavan kohteen pintojen emissiivisyys, ja kuinka sen kompensointi on huomioitu kameran asetuksissa. Tätä voisi verrata karkeasti jatkuvuusmittauksessa mittajohtimien nollaukseen.
Mitä on emissiivisyys?
Emissiivisyys tarkoittaa kaikessa yksinkertaisuudessaan sitä, kuinka hyvin jokin pinta heijastaa siihen kohdistuvaa säteilyä. Tätä kykyä säteillä kuvataan emissiokertoimella. Täysin musta kappale joka ei heijasta lainkaan säteilyä on kertoimeltaan 1 ja täydellinen heijastin 0. Käytännössä täydellisiä mustia kappaleita ei esiinny luonnossa, joten kaikkien kuvattavien pintojen emissiokerroin on alle 1. Monien pintojen emissiivisyys on mitattu ja ohjearvo esimerkiksi ihmisen iholle on 0,98. Ei siis heijasta juuri laisinkaan.
Emissiivisyyskertoimen asetus lämpökameraan
Kun lähdetään lämpökuvaamaan sähkölaitteistoja on oltava tiedossa sen pinnan emissiivisyys, johon kamera kohdistetaan. Tätä asetusta voi yleensä muuttaa lämpökameroissa. Ainakin omassa Flir- kamerassani tämä on hyvin yksinkertista. Lisäksi pitäisi yrittää kuvata aina sellaisilta pinnoilta, joiden emissiokerroin on lähellä yhtä. Ei ikinä kiiltävistä pinnoista kuten alumiini, kupari tai pelti.
Tällaiset luovat kuvaan virheitä ja vääriä mittaustuloksia. Esimerkkinä tuo ottamani kuva kahvikupista, jossa kamera on kohdistettu normaaliin sähköteippiin (emissiokerroin 0.95). Teippi on liimattu kiiltävälle pinnalle, joka heijastaa. Toinen kuva joka otettu muuntajan jäähdytysputken mattapintaisesta tarrasta. Tarra ei suinkaan ole putkea merkittävästi kuumempi, vaan putki heijastaa ympäristön kylmempää lämpötilaa.
Kappaleen emissiokertoimen määrittäminen lämpökameran avulla
Jos kuvattavan kohteen emissiokerroin ei ole tiedossa, voi sen määrittää lämpökameralla kohtalaisen helposti seuraavalla tavalla.
- Aseta kohteeseen sellainen pinta, jonka emissiivisyys on tiedossa (esim. sähköteipin palanen).
- Mittaa lämpötila tästä pisteestä.
- Kohdista kamera nyt siihen pintaan, jonka emissiokertoimen haluat selvittää.
- Avaa kamerasta emissiivisyyden säätämiseen tarkoitetut asetukset ja säädä emissiokerrointa siten, että mitattu lämpötila on sama kuin ensiksi mitatun pisteen lämpötila.
Esimerkkikuvia erilaisista emissiokertoimista ja mittavirheistä
Liitän tähän vielä ottamiani lämpökuvia havainnollistamaan erilaisten pintojen näkymistä lämpökamerassa. Kuvista näkee hyvin, että lämpökameran dataa voi helposti tulkita väärin mikäli ei ole tietoinen siihen vaikuttavista asioista.
