Bezpośrednio od producenta

Image
  1. Home
  2. Wiedza Praktyczna
  3. Kamery Termowizyjne
  4. Emisyjność, RTC i IFOV: unikanie błędów pomiarowych w termowizji | Testo

Emisyjność, temperatura odbita i IFOV:
jak uniknąć błędów pomiarowych w termowizji

Wpływy środowiskowe w termowizji

Największe błędy pomiarowe w termowizji są niemal zawsze powodowane przez trzy czynniki: nieprawidłowo ustawioną emisyjność (ε), nieuwzględnioną temperaturę odbitą (RTC) oraz odległość pomiarową, przy której obiekt jest obrazowany w termogramie zbyt mały (IFOV). Konsekwentne sprawdzanie i dokumentowanie tych trzech punktów znacznie zwiększa wiarygodność termogramów – szczególnie w przypadku metali, małych komponentów i zmiennych warunków otoczenia.

Obiekt i środowisko pomiarowe:
typowe źródła błędów w termowizji

Pierwsza zasada: kamera termowizyjna zawsze pokazuje temperaturę widocznej powierzchni, a nie temperaturę pod osłoną lub warstwą zabrudzeń. Aby uzyskać wiarygodne wartości temperatury, emisyjność (ε) i temperatura odbita (RTC) muszą odpowiadać powierzchni i środowisku pomiarowemu.

Materiał, kolor, powierzchnia – co naprawdę ma znaczenie

Kolor powierzchni ma w praktyce niewielki wpływ na długofalowe promieniowanie podczerwone; decydujące znaczenie mają temperatura i stan powierzchni. Gładkie, błyszczące, lustrzane lub polerowane powierzchnie mają zwykle niższą emisyjność niż matowe, chropowate lub zwietrzałe powierzchnie tego samego materiału i dlatego silniej odbijają źródła zakłóceń z otoczenia.

Błyszczące powierzchnie

Emisja, odbicie, transmisja – trzy składowe mierzonego promieniowania IR

Pomiar termowizyjny składa się fizycznie z trzech składowych: emisji (ε) mierzonego obiektu, odbicia (ρ) promieniowania otoczenia oraz, w razie potrzeby, transmisji (τ) przez określone materiały. W praktyce τ dla większości materiałów stałych jest niemal równe 0; wyjątkiem są na przykład cienkie folie z tworzywa.

Zależność między emisją a odbiciem

Dla wielu powierzchni w przybliżeniu obowiązuje: ρ = 1 − ε. Niska ε oznacza duży udział odbicia, a tym samym większą wrażliwość na źródła zakłóceń oraz nieprawidłową kompensację RTC.

Emisja, odbicie i transmisja

Ustawianie emisyjności: zrozumienie typowego kierunku błędu

Kierunek błędu pomiarowego zależy od tego, czy mierzony obiekt jest cieplejszy, czy chłodniejszy od otoczenia.


Warto pamiętać: im większa różnica temperatury między mierzonym obiektem a otoczeniem i im niższa ε, tym większe są błędy pomiarowe – a przy nieprawidłowym ustawieniu ε jeszcze się nasilają.

Do tabeli emisyjności

Prawidłowe korzystanie z tabeli emisyjności (wartości orientacyjne)

Tabele emisyjności zawierają wartości orientacyjne: ε zmienia się między innymi wraz z temperaturą i stanem powierzchni. Wartości z tabel należy traktować jako punkt wyjścia i w razie potrzeby zweryfikować je za pomocą powierzchni/metody referencyjnej przed udokumentowaniem bezwzględnych wartości temperatury.

Przykłady typowych wartości orientacyjnych:

  • Beton: ε ≈ 0,93

  • Szkło (ciepłe): ε ≈ 0,9

  • Aluminium (nieutlenione): ε ≈ 0,02–0,03 (silnie refleksyjne → RTC/źródła zakłóceń są szczególnie krytyczne)

Jakie trzy ustawienia zapobiegają największym błędom pomiarowym?

  1. ustaw emisyjność (ε) odpowiednio do materiału/powierzchni,

  2. uwzględnij temperaturę odbitą (RTC), gdy powierzchnie odbijają promieniowanie lub otoczenie ma silne kontrasty temperatury,

  3. wybierz odległość pomiarową tak, aby cel był obrazowany wyraźnie większy niż jeden piksel (IFOV).

Ponadto ostrość i spójna logika skali zapewniają porównywalność.

Emisyjność (ε): najczęstsza przyczyna nieprawidłowych temperatur

Emisyjność opisuje, jak skutecznie powierzchnia emituje promieniowanie IR. Niska ε oznacza, że duża część „widzianego” promieniowania jest odbiciem otoczenia. W rezultacie bezwzględne wartości temperatury mogą być znacznie zafałszowane, nawet jeśli termogram wygląda „wiarygodnie”.

testo ε-Assist
Powierzchnie referencyjne do emisyjności

Temperatura odbita (RTC): gdy otoczenie wpływa na pomiar

RTC to efektywna temperatura otoczenia, która jako odbicie wpływa na wartość pomiarową. RTC ma szczególne znaczenie w przypadku powierzchni odbijających oraz gdy otoczenie nie jest „neutralne“ (np. ciepłe maszyny, grzejniki, osoby w pobliżu).

Kiedy RTC ma szczególne znaczenie

RTC ma szczególne znaczenie, gdy:

  • mierzony obiekt jest błyszczący/odbijający,

  • otoczenie charakteryzuje się silnymi kontrastami temperatury,

  • stosowane są temperatury bezwzględne lub oceny wartości granicznych.

Praktyczne rozwiązania: osłona, kąt obserwacji, stałe otoczenie

W praktyce pomagają: osłona przed zakłócającymi źródłami promieniowania, możliwie stały kąt obserwacji oraz udokumentowana pozycja pomiarowa. Celem nie jest „perfekcja”, lecz powtarzalność.

IFOV i odległość pomiarowa: gdy jeden piksel mierzy temperaturę mieszaną

IFOV odpowiada na pytanie: czy mój cel można w ogóle zmierzyć z tej odległości za pomocą tej optyki? Jeśli cel ma rozmiar tylko jednego lub kilku pikseli, piksel nieuchronnie zawiera składowe tła, a zmierzona wartość jest temperaturą mieszaną.

Zasada: wielkość obiektu a piksel

Piksel nie jest punktem, lecz przedstawia powierzchnię/zakres kątowy na obrazie. Jeśli obiekt nie jest obrazowany wystarczająco duży, spada wartość informacyjna. Dotyczy to szczególnie małych połączeń elektrycznych, cienkich przewodów rurowych lub przyłączy PV.

Praktyczna zasada dotycząca mierzalności (bez pozornej precyzji)

Praktyczna zasada: cel powinien być wyraźnie większy niż jeden piksel. Jeśli nie jest to możliwe, należy zmniejszyć odległość lub wybrać optykę/rozdzielczość kamery, która odwzoruje cel w większym rozmiarze.

Narzędzia IFOV

Korzystanie z narzędzi IFOV

Narzędzia pomagają dopasować wielkość obiektu, odległość i konfigurację kamery przed pomiarem w terenie.

Kalkulator IFOV

Lista kontrolna zapewniająca powtarzalność termowizji

  1. Zdefiniuj cel pomiaru (obiekt, odległość, przeznaczenie: screening czy temperatura bezwzględna).

  2. Sprawdź i zablokuj ostrość.

  3. Ustaw ε odpowiednio do materiału/powierzchni.

  4. Sprawdź RTC (scena odbijająca? silne źródła temperatury w otoczeniu?).

  5. Sprawdź odległość/IFOV: czy cel jest wystarczająco duży na obrazie?

  6. Świadomie wybierz tryb skali (stały/auto) i zachowaj spójność pomiarów porównawczych.

  7. Udokumentuj: odległość, kąt obserwacji, wartości skali, punkty pomiarowe.

Przykład praktyczny: błyszczący zacisk w szafie sterowniczej

Obraz błędu: zacisk wydaje się „gorący”, ale hotspot przesuwa się po zmianie stanowiska. Interpretacja: dominuje odbicie (niska ε) i/lub cel jest zbyt mały (IFOV). Środki zaradcze: przygotować miejsce pomiaru jako powierzchnię referencyjną, ustabilizować kąt obserwacji, zmniejszyć odległość lub użyć teleoptyki, sprawdzić ostrość i spójnie udokumentować punkty pomiarowe. Następnie zweryfikować przyczynę za pomocą odpowiednich pomiarów elektrycznych.

Kolejne kroki: wybór odpowiedniej technologii i właściwości przyrządu pomiarowego

Gdy ε/RTC/IFOV zostaną zrozumiane jako źródła błędów, można lepiej uzasadnić wybór kamery: rozdzielczość/optyka odpowiednie do odległości, NETD odpowiedni do kontrastu oraz funkcje workflow do dokumentacji.

Do technologii
Do przyrządów pomiarowych i wyboru
Wybór i porównanie kamer termowizyjnych

Masz pytania lub życzysz sobie osobistej konsultacji? Skontaktuj się z nami!

Cieszymy się, że możemy służyć Ci naszą wiedzą specjalistyczną i indywidualnymi rozwiązaniami.

Wyślij zapytanie