Infrapunalämpömittarien emissiivisyysasetusten säätäminen
Infrapunasäteily on kaikkialla läsnä olevaa ja jatkuvaa. Mitä suurempi lämpötilaero kohteiden välillä on, sitä selvempi säteilyvaikutus. Tyhjiön kautta auringon säteilemä infrapunasäteilyenergia kulkee 93 miljoonaa mailia avaruuden poikki saavuttaakseen maan, jossa se imeytyy ja tuottaa lämpöä. Kun seisomme jäähdytettyjen vitriinien edessä kauppakeskuksissa, kehomme lähettämän infrapunasäteilyn lämpö imeytyy jäähdytettyyn ruokaan, mikä luo selkeän viilentävän tunteen. Nämä kaksi esimerkkiä osoittavat ilmeistä säteilyä
vaikutuksia, joiden avulla voimme selvästi havaita infrapunasäteilyn muutokset ja olemassaolon.
Infrapunasäteilyn vaikutusten kvantifioimiseksi on tarpeen mitata säteilylämpötiloja, joihin käytetään infrapunalämpömittareita. Eri materiaaleilla on erilaiset infrapunasäteilyominaisuudet. Ennen lämpötilalukemien ottamista infrapunalämpömittarilla on tärkeää ymmärtää infrapunalämpötilan mittauksen perusperiaatteet ja mitattavan materiaalin säteilyominaisuudet.
Infrapunasäteily=Absorptio + Heijastus + Läpäisykyky
Kaikki infrapunasäteily absorboituu emissiossa, joten absorptiokyky on yhtä suuri kuin emissiivisyys. Infrapunalämpömittarit mittaavat vain esineiden pintojen lähettämää säteilyenergiaa, eivätkä ne pysty havaitsemaan ilmassa hajoavaa infrapunaenergiaa. Käytännön mittaussovelluksissa transmissiivisuus voidaan jättää huomiotta, jolloin infrapunalämpötilan mittauksen ydinkaava saadaan:
Emissiokyky=1 − Heijastuskyky
Heijastuskyky on kääntäen verrannollinen emissiivisyyteen. Mitä vahvempi kohteen kyky heijastaa infrapunasäteilyä, sitä heikompi sen kyky lähettää infrapunasäteilyä. Heijastuskyky voidaan arvioida karkeasti silmämääräisellä tarkastuksella. Kiillotetulla uudella kuparilla on korkea heijastavuus ja alhainen emissiokyky (0,07–0,2), kun taas hapetetulla kuparilla on alhainen heijastavuus ja korkeampi emissiokyky (0,6–0,7). Voimakkaasti tahriintuneen ja mustuneen kuparin heijastavuus on vielä pienempi ja vastaavasti korkeampi emissiokyky 0,88. Useimmilla maalatuilla pinnoilla on korkea emissiokyky 0,9–0,95 ja heijastavuus on mitätön.
Useimmissa infrapunalämpömittareissa tärkein määritettävä parametri on mitatun materiaalin standardi emissiivisyysarvo, joka on tehtaalla asetettu arvoon 0,95. Tämä oletusasetus riittää orgaanisten materiaalien ja maalattujen pintojen mittaamiseen.
Lämpömittarin emissiivisyysasetuksen säätäminen kompensoi tiettyjen materiaalien, erityisesti metallien, riittämätöntä pintasäteilyenergiaa. Heijastavuuden vaikutus mittaustarkkuuteen on otettava huomioon vain silloin, kun mitattavan pinnan lähellä on korkean lämpötilan infrapunasäteilyn lähteitä, jotka aiheuttavat heijastushäiriötä.
