Следует сказать, что все объекты,
температура которых выше абсолютного нуля (0°К = -273,15°С),
излучают инфракрасные волны. Еще в начале XX века немецкий физик Макс Планк
(основатель квантовой теории) доказал наличие взаимосвязи между температурой
тела и интенсивностью исходящего от него потока инфракрасного излучения. Спустя
годы был создан прибор - тепловизор, который в отличие от человеческого глаза
способен видеть и измерять инфракрасное излучение в длинноволновом спектре в
пределах поля обзора. Исходя из вышеназванной взаимосвязи, осуществляется
расчет температуры измеряемого объекта. Излучение, регистрируемое тепловизором,
состоит из излучаемого, отраженного и проходящего длинноволнового инфракрасного
излучения, исходящего от объектов, расположенных в пределах его поля зрения. В
зависимости от свойств поверхности материала, из которого он сделан, каждый
объект измерения имеет свою излучательную, отражающую и пропускную способности,
которые характеризуются соответствующими коэффициентами:
- Коэффициент излучения (ε) – это
степень способности материала излучать (выделять) инфракрасное излучение. Максимальная
излучательная способность при ε = 1 («черное тело») в действительности не
встречается. Живые тела имеют ε < 1. Многие неметаллические материалы
(например, бетон, кирпич, дерево, ПВХ, стекло, органические вещества) обладают
высокой излучательной способностью (от 0,8 до 0,95). Металлы, особенно с
блестящей поверхностью, обладают низкой излучательной способностью;
- Коэффициент отражения (ρ) – это
степень способности материала отражать инфракрасное излучение, зависящая от
температуры и типа материала. Как правило, гладкие, полированные поверхности
имеют большую отражательную способность, чем шероховатые или матовые,
изготовленные из одного и того же материала. Эта способность материала
характеризуется таким понятием как компенсация отраженной температуры (КОТ).
Обычно она соответствует температуре окружающей среды;
- Коэффициент пропускания (τ) – это
степень способности материала пропускать (проводить через себя) инфракрасное
излучение, зависящая от типа и толщины материала. Большинство материалов
являются материалами не пропускающего типа, т.е. устойчивыми к длинноволновому
инфракрасному излучению.
Закон теплового излучения Кирхгофа
выражается формулой: ε + ρ + τ = 1. Поскольку коэффициент пропускания редко
играет значительную роль на практике, то τ опускается и формула упрощается до: ε
+ ρ = 1. Для термографии это означает что, чем ниже коэффициент излучения, то
тем выше уровень отраженного инфракрасного излучения и тем сложнее осуществить
точное измерение температуры на поверхности объекта.
Термография (измерение температуры
объекта с помощью тепловизора) является «пассивным», бесконтактным методом
измерения. Тепловой снимок (термограмма) представляет собой визуализацию
распределения поверхностной температуры объекта обследования. Таким образом,
используя тепловизор, Вы не сможете «заглянуть» внутрь объекта или увидеть его
насквозь. Правда в некоторых случаях тепловизор помогает увидеть контуры
горячих материалов сразу за поверхностью. Например, определить контуры горячих
труб «теплого пола» под бетонной стяжкой пола вполне возможно. Главное условие
для точного измерения, чтобы разница температур труб и пола была > 15°С.
В настоящее время тепловизионное
обследование любого объекта с помощью тепловизора – один из самых современных, реальных
и эффективных способов выявить характерные места повышенных теплопотерь
(тепловыделений) в его ограждающих конструкциях для восстановления нормативного
теплового режима и повышении энергоэффективности этого объекта. А выполнять
вышеназванные работы можно практически девять месяцев в году с сентября по май
(при разнице температур > 15°С).
RSS-статьи
