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Wie sich der Emissionsgrad auf Wärmebilder auswirkt

14. Jul 2020 | Thermografie

(Hinweis: Der Emissionsgrad ist ein komplexes Thema, bei dem man dessen Auswirkungen auf die Thermografie erst nach einer umfangreichen Ausbildung und Schulung erkennt. Als Einstieg erhalten Sie hier eine Erläuterung der Grundlagen.

Wenn Sie mit einer Wärmebildkamera ein Bild von einer Hand mit einem Ring aufnehmen, werden Sie Unterschiede im Wärmebild erkennen. Der Ring erscheint wesentlich kälter als die Hand, obwohl der Ring eigentlich eine ähnliche Temperatur wie die Hand aufweist. Obwohl zwei Gegenstände also die gleiche Temperatur haben, strahlen Sie unterschiedliche Intensitäten der Infrarotenergie ab.

Der Emissionsgrad (?) ist das Verhältnis, wie gut ein bestimmtes Material die Infrarotenergie im Verhältnis zu einem perfekten Strahler abstrahlt. Die Emissionsgrad-Werte liegen zwischen 0,0 und 1,0. Ein Gegenstand, bei dem 1,0 gemessen wird, ist ein perfekter Strahler und wird als „schwarzer Körper“ bezeichnet.

In der realen Welt gibt es keine perfekten Strahler, und die Materialien schwanken wesentlich geringer. Dies ist (unter anderem) eine der Komplikationen, die die Verwendung der Infrarot-Technologie zur Durchführung der quantitativen Inspektionen erschweren, bei denen genaue Temperaturmessungen erforderlich sind. Aus diesem Grund entscheiden sich viele Thermografieexperten dazu, qualitative Überprüfungen durchzuführen, bei denen sie sich auf die Temperaturdifferenz zwischen einer vergleichbaren Anlage unter vergleichbaren Bedingungen oder zwischen der gleichen Anlage unter vergleichbaren Lasten im Zeitverlauf konzentrieren. (Siehe Inspektionsmethoden.)

Durch grundlegendes Wissen über den Emissionsgrad können Sie jedoch einige Stolperstellen vermeiden und verstehen, wann Sie den Messungen misstrauen sollten.

Der Emissionsgrad variiert je nach Zustand der Oberfläche, Blickwinkel, Temperatur und Spektral-Wellenlänge. Die meisten nichtmetallischen Materialien sind effiziente Energiestrahler. Die menschliche Haut ist mit einem Emissionsgrad von 0,98 ein nahezu perfekter Strahler. Eine Oberfläche aus poliertem Kupfer liegt mit einem Wert von 0,01 dagegen am anderen Ende des Spektrums.

Bei den meisten Wärmebildkameras lässt sich die Emissionsgradeinstellung ändern. Wenn Sie also den Emissionsgradwert des von Ihnen untersuchten Werkstoffs kennen, können Sie durch eine entsprechende Korrektur der Einstellung an der Kamera einen Wert ermitteln, der näher an der tatsächlichen Oberflächentemperatur liegt. Weist das Material dagegen einen Emissionsgrad von weniger als 0,60 auf, ist nicht damit zu rechnen, mit der Infrarot-Thermografie den richtigen Temperaturwert zu erhalten. Selbst wenn er höher ist, kann Ihr Temperaturwert noch durch andere Faktoren beeinträchtigt werden.

Zur Vertiefung Ihrer Kenntnisse zu diesem Thema empfehlen wir Ihnen eine entsprechende Thermografieschulungen Durch die Schulung erhalten Sie die theoretischen und praktischen Instrumente, um Ihre Wärmebildkamera optimal zu nutzen. Wenn Sie sich theoretische Kenntnisse aneignen und die Wissenschaft der Thermografie erlernen, können Sie sowohl die Fähigkeiten als auch die Einschränkungen der Technologie besser verstehen.