Die Erfassung präziser Temperaturmessungen elektrischer Geräte mit einer Wärmebildkamera kann komplex sein, solange Sie nicht genau wissen, wonach Sie suchen. Zu beachten ist: Da elektrische Komponenten zumeist aus blankem Metall bestehen, ist der Emissionsgrad gering. Daher können Temperaturmessungen unzuverlässig sein.
Der Emissionsgrad (ϵ) ist das Verhältnis, wie gut ein Material Energie infraroter Strahlung im Vergleich zu einem perfekten Strahler abstrahlt. Die Emissionswerte liegen zwischen 0,0 und 1,0. Ein Objekt mit einem Wert von 1,0 gilt als perfekter Strahler und wird als „schwarzer Körper“ bezeichnet.
In der Realität gibt es keine perfekten Strahler, und unterschiedliche Materialien weichen teilweise deutlich von diesem perfekten Wert ab. Diese Komplikation (neben mehreren anderen) erschwert den Einsatz der Wärmebildgebung bei Inspektionen, die genaue Temperaturmessungen erfordern. Aus diesem Grund entscheiden sich viele Thermografen für qualitative Inspektionen, bei denen sie offensichtliche Temperaturunterschiede zwischen vergleichbaren Ausrüstungen unter vergleichbarer Belastung oder gleichen Ausrüstungen unter vergleichbarer Belastung im Zeitverlauf aufnehmen.
Eine einfache Grafik dafür ist dieses Bild einer Hand mit einem Ring. Sie können einen Unterschied im Wärmebild erkennen. Der Ring scheint viel kälter zu sein als die Hand. Doch der Ring hat eine ähnliche Temperatur. Obwohl die beiden Objekte die gleiche Temperatur haben, strahlen sie also unterschiedliche Mengen der Energie infraroter Strahlung ab.
Trotzdem können elektrische Anomalien relativ leicht aufgespürt werden, wenn Sie wissen, wonach Sie suchen. Es ist eine einfache Tatsache, dass Wärme ein Nebenprodukt des normalen Betriebs ist. Elektrische Schaltkreise, durch die Strom fließt, erzeugen Wärme. Wenn Sie also eine elektrische Komponente inspizieren, ist sie oft heiß. Es ist wichtig zu bestimmen, um welche Art von Hitze es sich handelt. Handelt es sich um eine normale Erwärmung oder eine anomale Überhitzung?
Das thermische Muster ist wichtig, um Anomalien im elektrischen System aufzuspüren. Der Großteil der anomalen Erwärmung von elektrischen Systemkomponenten wird durch einen anomalen elektrischen Widerstand an einer Kontaktfläche verursacht.
Dieser erhöhte Widerstand könnte folgende Ursachen haben:
- Kurzschluss zwischen zwei Phasen
- Unsymmetrischer Widerstand einzelner Wicklungen
- Ausfall der Isolierung
Beachten Sie das Muster. Der Bereich mit der höchsten thermischen Energie befindet sich am Verbindungspunkt, und der Stromkreis wird kühler, je weiter er sich von der Kontaktstelle entfernt. Diese thermische Signatur wird meist durch einen erhöhten Oberflächenwiderstand an der Kontaktfläche erzeugt. Die größte Wärmemenge wird am Widerstandspunkt erzeugt und dann vom Ausgangspunkt weggeleitet, was zu dem verräterischen Muster des „Auslaufens“ führt.
Emissionsgrad in Wärmebildern verstehen
Der Emissionsgrad variiert je nach Oberflächenbeschaffenheit, Betrachtungswinkel, Temperatur und spektraler Wellenlänge. Die meisten nichtmetallischen Materialien sind effiziente Energiestrahler. Die menschliche Haut ist ein nahezu perfekter Strahler mit einem Emissionsgrad von 0,98. Eine polierte Kupferoberfläche liegt am anderen Ende des Spektrums mit einem Wert von 0,01.
Die meisten Wärmebildkameras verfügen über die Möglichkeit, den Emissionsgrad einzustellen. Wenn Sie also den Emissionsgrad des zu untersuchenden Materials kennen, können Sie eine Einstellung in der Kamera vornehmen, um näher an die tatsächliche Oberflächentemperatur heranzukommen. Wenn der Emissionsgrad des Materials jedoch weniger als 0,60 beträgt, sollten Sie nicht damit rechnen, dass Sie mit Infrarottechnologie genaue Temperaturmesswerte erhalten. Selbst wenn er höher ist, können andere Faktoren Ihre Temperaturmessung beeinflussen.