Çok sayıda ısı aktarımı türü olmasına rağmen, termografi söz konusu olduğunda en önemli tür radyasyondur. Radyasyon, enerjinin hedef yüzeyden kızılötesi kameraya (termal görüntüleme cihazı olarak da bilinir) aktarıldığı moddur. Bir termal görüntüde görünen içerik, neredeyse tamamen yüzeyden yayılan veya yüzey tarafından yansıtılan radyasyon miktarına bağlıdır. İnşaat sektöründen havacılık, medikal ve endüstriyel uygulamalara kadar her türlü uygulamada kızılötesi termografi emisivitesi ve yansıtıcılık sorunları ortaya çıkmaktadır.
Bu termal görüntüler, merkezi bir caddenin kenarında bulunan paslanmaz çelik heykeli iki farklı açıdan görüntülemektedir. Çıplak gözle baktığımızda nesnenin büyük olasılıkla çevresindeki hava sıcaklığıyla aynı sıcaklıkta veya buna yakın bir sıcaklıkta olması gerektiğini düşünebiliriz. Ancak termal görüntüler farklı bir hikâyeyi gözler önüne seriyor.
Yansıtıcı yüzeyler verimsiz yayıcılardır
Yansımaların varlığı açıkça görülebilir ancak biz yer değiştirdikçe yansıtılan nesneler genellikle değişir. Yukarıdaki görüntülerde de görüldüğü gibi, heykelin üzerinde görünen sıcaklık değişir. Bu görüntülerde, soğuk alanların açık gökyüzünü yansıttığını, sıcak alanların ise etraftaki binaları, hatta bizi yansıttığını kabul edebiliriz. Yansımalar aslında "termal yalanlar"dır; çünkü yansıtıcı yüzeyler aslında verimsiz yayıcılardır.
Gerçek sıcaklığa ulaşmak
Çoğu zaman yansıyan radyasyonu yayılan radyasyondan ayırmak oldukça kolaydır; çünkü biz yer değiştirdiğimizde yüzeye göre yansıyan radyasyon da bir aynada olduğu gibi yer değiştirir.
Radyometrik sıcaklıkları ölçtüğümüzde, yalnızca termal görüntüyü üreten radyasyon miktarını ölçüyoruz. Öyleyse radyasyon miktarını ölçmekten incelediğimiz nesnenin gerçek sıcaklığını ölçme noktasına nasıl ulaşırız?
Termal görüntüleme cihazları, bir sıcaklığı belirli bir radyasyon yoğunluğu seviyesiyle ilişkilendirecek şekilde kalibre edilir. Bir yüzey mükemmel derecede yayım yapıyorsa ne kadar radyasyon yaydığına bakarak sıcaklığını kolayca tespit edebiliriz. Ne kadar sıcaksa o kadar radyasyon yayar. Ne yazık ki hiçbir yüzey mükemmel derecede yayım yapamamaktadır.
Yüzey Emisivitesi ve Yansıtıcılığı
Opak (şeffaf olmayan) yüzeyler, yayılan ve yansıyan radyasyonun bir kombinasyonunu üretir. Yansıyan radyasyon yüzey sıcaklığıyla ilgili olmadığından görüntüleme cihazını, görüntülenen bu kısmı göz ardı edecek şekilde ayarlamalıyız. Bunu yapmak için emisiviteyi (E) düzeltiyoruz. Yansıma (R), 1 eksi E'ye eşittir. Ayrıca, yansıtılan sıcaklığı da düzeltmemiz gerekir. Bu iki düzeltme sayesinde görüntüleme cihazının işlemcisi, radyometrik sıcaklığı doğru gösterebilir.
Bu düzeltmenin tam olarak doğru olmadığı iki durum vardır. Örneğin:
- Ölçülen yüzeyin emisivitesi 0,6'dan az olduğunda.
- Yansıtılan sıcaklık, yüzey sıcaklığından çok farklı olduğunda.
Bu sınırlama, tüm termal görüntüleme sistemleri için geçerlidir. Bu, çoğu çıplak metalin sıcaklığını doğru bir şekilde ölçemeyeceğiniz anlamına gelir. Ancak bunun için geçici bir çözüm vardır.
Yansıtıcı yüzeylerde termografi doğruluğunu artırma
Düşük emisiviteli (yüksek derecede yansıtıcı) yüzeylerde sıcaklığı ölçerken yüksek hassasiyet seviyesine ihtiyaç duyduğunuzda yüzeye küçük bir parça elektrik bandını sıkıca uygulayabilirsiniz (uygun güvenlik uygulamalarını takip ederek). Termal görüntüleme cihazındaki emisivite değerini 0,95 olarak, arka plan düzeltmesini de bant yerine bir ayna olsaydı yansıtılacak olan sıcaklığa ayarlayın. Bu işlemi uyguladığınızda +/–2 °C veya ölçümün %2'si oranında bir ölçüm hassasiyeti elde edebilirsiniz.
Güvenilirlik seviyenizi geliştirmek için düzeltmeleri uygulamadan önce ofisinizde veya mutfağınızda basit deneyler yapmayı deneyin. Nasıl sonuçlar aldığınızı bizimle paylaşın veya yorumlar bölümünden sorularınızı gönderin.
Soğuk pencere camına (solda) veya sıcak çelik saclara (sağda) değişken oksidasyonlu bir parça elektrikli bandı uygulanması, termografi cihazının tutarlı bir şekilde doğru radyometrik sıcaklık ölçümleri yapmasına olanak tanır. Her iki malzemenin de oldukça yansıtıcı olduğuna dikkat edin. Her iki durumda da emisivite, bant değeri (0,95) için uygun bir yansıyan arka plan düzeltme değeri ile ayarlanır.