Det kan vara komplicerat att ta exakta temperaturmätningar av elektrisk utrustning med en värmekamera tills du vet exakt vad du letar efter. En av sakerna att förstå är att eftersom elektriska komponenter mestadels är rena metaller, är strålningstalen låg och därför kan temperaturmätningarna vara otillförlitliga.
Strålningstal (ε) är förhållandet mellan hur väl ett material utstrålar infraröd energi, jämfört med en perfekt radiator. Strålningstalen ligger mellan 0,0 och 1,0. Ett objekt som mäter 1.0 anses vara en perfekt radiator och kallas för en ”svart kropp”.
I verkligheten finns det inga perfekta element och materialen varierar i hur mycket mindre än perfekta de är. Detta är en komplikation (bland flera andra) som gör det svårt att använda infraröd teknik för att utföra kvantitativa inspektioner som kräver noggranna temperaturmätningar. Av denna anledning väljer många termografer att utföra kvalitativa inspektioner där de fokuserar på uppenbar temperaturskillnad mellan jämförbar utrustning under jämförbara belastningar eller samma utrustning under jämförbara belastningar över tid.
En enkel illustration av detta är den här bilden av en hand med en ring på. Du kan se en skillnad i den termiska bilden. Ringen verkar vara mycket kallare än handen, men ringen har samma temperatur som handen. Även om de två objekten har samma temperatur, utstrålar de därför olika mängder infraröd energi.
Trots detta kan elektriska avvikelser vara relativt lätta att upptäcka om du vet vad du letar efter. Det enkla är att värmen är en biprodukt av normal drift. Elektriska kretsar med ström som flödar genom dem genererar värme. Så när du inspekterar en elektrisk komponent är den ofta varm. Det viktiga att avgöra är vilken typ av hetta det är? Orsakas det av normal uppvärmning eller onormal överhettning?
Det är det termiska mönstret som är viktigt för att upptäcka avvikelser i elektriska system. Merparten av onormal uppvärmning i elektriska systemkomponenter orsakas av onormalt elektriskt motstånd på en kontaktyta.
Detta ökade motstånd kan komma från:
- En kortsluten fas
- Obalans mellan motorlindnings- och motorlindningsresistans.
- Skadad isolering
Lägg märke till mönstret. Området för den högsta termiska energin är vid anslutningspunkten och kretsen kyls ju längre bort från kontaktpunkten du mäter. Denna termiska signatur förknippas oftast med ökat ytmotstånd vid kontaktytan. Den största värmemängden genereras vid motståndspunkten och sedan leds den bort från sin punkt eller sitt ursprung, vilket leder till att kontrollampan ”snärjs bort”.
Förstå strålningstal i termiska bilder
Emissiviteten varierar beroende på ytförhållande, betraktningsvinkel, temperatur och spektral våglängd. De flesta icke-metalliska material är effektiva energikylare. Mänsklig hud är nära en perfekt radiator med en strålningskänslighet på 0,98. En polerad kopparyta finns i den andra änden av spektrumet med ett värde på 0,01.
De flesta infraröda kameror har möjlighet att ändra strålningstal, så om du känner till strålningstalet för materialet du inspekterar kan du justera kameran så att den kommer närmare den faktiska yttemperaturen. Om materialets strålningsförmåga är mindre än 0,60 bör du dock inte förvänta dig att få en korrekt temperaturavläsning med infraröd, och även om den är högre än så kan andra faktorer påverka din temperaturavläsning.