[열화상 카메라] 방사율 계산방법 및 방사율 표

방사율 증가시키는 방법

물질의 표면 특성에 따라 방사율이 결정됩니다. 물질의 방사율을 높이려면 표면의 방사율을 높여야 합니다. 

다음은 방사율을 높이기 위해 재료의 표면을 변경하는 몇 가지 방법입니다. 

 

적용/제거가 가장 쉽고 재료의 온도에 최소한의 영향을 미치는 방법을 선택하면 됩니다.

 

코팅, 처리제, 액체, 테이프 또는 분말을 가능한 한 얇게 도포하여 원래 재료의 열 거동을 변경하지 않도록 합니다.

 

테이프를 얇게 바르고 페인트, 래커 또는 기타 고방사 코팅을 얇게 바르는 방법

베이비파우더나 풋파우더를 얇게 펴 바르고 기름, 물 또는 기타 고방사율 액체를 얇게 바르는 방법

아노다이징 등의 표면처리로 표면을 거칠게(실질적으로 거칠게 해야 할 수 있음) 하는 방법

 

방사율 계산 방법

소프트웨어 적으로 방사율이 1 미만인 재료에 대해 방사율을 조정하여 정확한 온도 측정을 수행할 수 있습니다. 

 

그러나 측정의 정확도는 방사율 값과 주변 온도를 알고 있어야 정확도를 높일 수 있습니다.

 

또한 환경에 있는 물체의 온도는 균일해야 합니다. 주변보다 뜨겁거나 차가운 물체의 복사는 대상에서 반사되어 방사율 보정의 정확도에 영향을 줄 수 있습니다.

 

물체의 방사율의 작은 변화는 측정된 온도에 눈에 띄는 영향을 줄 수 있습니다. 

예를 들어, 방사율이 0.02 감소하면 100°C에서 측정된 물체의 온도가 약 2°C 감소할 수 있습니다. 

 

마찬가지로 주변 온도의 변화는 측정된 온도에 영향을 줄 수 있습니다. 

예를 들어 주변 온도가 5°C 증가하면 방사율이 0.80인 40°C에서 물체의 측정 온도가 약 1°C 증가할 수 있습니다.

 

물체의 방사율을 보상하려면 먼저 물체의 방사율을 결정해야 합니다. 

표면 방사율을 결정하는 두 가지 기본 접근 방식이 있습니다. (표면 처리와 재료 가열)

표면 처리는 물체의 표면에 알려진 높은 방사율의 처리(보통 테이프 또는 페인트)를 적용한 다음 표면을 가열하는 방법입니다. 

재료 가열은 주변 온도보다 높은 알려진 정상 상태 온도로 물체를 균일하게 가열하는 방법입니다.

 

1.    표면 처리

이 방법은 물체의 크기와 모양이 마스킹 테이프로 적용 가능할 때 사용됩니다.

마스킹 테이프는 균일한 방사율(0.95)과 두께로 인해 100°C 미만의 물체 온도에 선호되는 표면 처리입니다. 

또는 테이프를 붙일 수 없는 표면이 작거나 고르지 않은 물체에 페인트나 흰색을 얇게 칠할 수도 있습니다. 

페인트 또는 화이트아웃 사용의 단점은 도포 두께의 변화로 인한 코팅 방사율 및 열확산의 편차가 발생할 수 있습니다. 그러나 코팅을 적용할 때 주의를 기울이면 균일한 결과를 얻을 수 있습니다.

 

표면 처리 방법을 사용하여 물체의 방사율을 결정하려면 다음 단계를 따릅니다.

관심 영역에 마스킹 테이프의 작은 부분을 적용하고 원래 표면의 일부가 노출되도록 둡니다.

표면을 100°C 미만의 온도로 가열하십시오. 가열은 장치에 전원을 공급하거나 가열판 또는 열풍 총을 사용하여 표면을 가열하는 등 다양한 방법으로 수행할 수 있습니다.

가열된 표면의 열화상 영상을 캡처합니다.

테이프를 둘러싸는 작은 영역과 노출된 표면을 둘러싸는 두 번째 작은 영역을 그립니다.

테이프를 둘러싸는 영역의 방사율을 0.95로 설정합니다.

두 영역 내의 온도가 같아질 때까지 노출된 표면을 둘러싸는 영역의 방사율을 조정합니다. 물체의 방사율을 기록하십시오.

 

2.    재료 가열

이 방법은 물체의 크기가 작거나 표면의 특성으로 인해 표면에 테이프나 페인트를 칠할 수 없는 경우에 사용합니다. 재료 가열은 또한 다양한 표면을 가진 복잡한 물체를 구성하는 다양한 재료의 방사율을 결정하는 데 사용할 수 있습니다.

 

재료 가열 방법을 사용하여 물체의 방사율을 결정하려면 다음 단계를 따릅니다.

알려진 균일한 정상 상태 온도로 물체를 가열합니다. 반도체 칩과 같이 작고 얇은 물체를 가열하는 가장 일반적인 방법 중 하나는 가열판을 사용하는 것입니다. 열 챔버는 물체를 이미지화하기 위해 챔버에 개구부 또는 적외선 창이 있는 경우에도 사용할 수 있습니다.

열화상에서 방사율이 높은 영역의 온도를 측정하거나 접촉식 온도 프로브를 사용하여 물체의 정상 상태 온도를 측정합니다.

측정할 각각의 다른 표면을 둘러싸는 작은 영역을 그립니다.

영역 내의 온도가 2단계에서 측정한 물체의 온도와 같아질 때까지 각 영역의 방사율을 조정합니다. 각각의 다른 표면의 방사율을 기록합니다.

접촉 온도 프로브에 대한 참고 사항

적절한 상황에서 사용하고 올바르게 적용하면 열전대, 서미스터 및 RTD와 같은 접촉 온도 프로브를 사용하여 표면 온도를 정확하게 측정할 수 있습니다. 

그러나 작은 물체와 얇은 표면은 이러한 장치를 사용하여 정확하게 측정하기에 충분한 열 질량을 포함하지 않을 수 있습니다. 이러한 경우 접촉 프로브가 방열판 역할을 하여 재료의 온도를 낮추어 잘못된 판독값을 생성할 수 있습니다. 또한 프로브를 재료와 동일한 온도로 가열하기에 충분한 열 에너지를 전달하려면 재료와 접촉 프로브 사이에 양호한 열 결합이 있어야 합니다. 많은 경우 열 결합이 불량하면 실제 온도보다 훨씬 낮은 잘못된 온도 측정이 발생합니다.

 

방사율 값

방사율은 재료의 복사 효율을 측정한 것입니다. 1의 방사율은 재료가 에너지를 방출하는 데 100% 효율적임을 의미합니다. 0.2의 방사율은 물질이 복사할 수 있는 것의 20%만 복사한다는 것을 의미합니다.

방사율 값 표는 실제 재료에 대한 대략적인 값일 뿐입니다. 방사율 값의 범위는 일반적으로 표면 거칠기 또는 마감의 영향을 받을 수 있는 방사율을 가진 많은 재료에 대해 제공됩니다. 

또한 플라스틱과 같은 얇은 재료 시트는 적외선에서 반투명할 수 있으므로 방사율이 감소합니다.

 

재료의 표면 온도 측정을 최적화하려면:

주변의 고온 물체로부터 재료를 차폐하여 반사를 피하십시오.

플라스틱 필름과 같은 반투명 재료의 경우 배경이 균일하고 재료보다 온도가 낮은지 확인하십시오.

방사율이 약 0.90보다 작을 때마다 재료 표면에 수직으로 측정을 수행합니다. 모든 경우에 수직에서 30도보다 큰 각도를 초과하면 안됩니다.

 

재료	방사율
백반(산화되지 않은)	0.10 - 0.25
백반(산화)	0.6
알루미늄(광택)	0.10 - 0.05
알루미늄(산화)	0.10 - 0.40
알루미늄(거친)	0.10 - 0.30
알루미늄(아노다이징 처리)	0.60 - 0.95
알루미늄 산화물	0.4
석면	0.95
아스팔트	0.90 - 1.00
현무암	0.7
창연	0.5
황동(광택)	0.05
황동(산화)	0.50 - 0.60
황동(버니쉬)	0.3
탄소(산화되지 않은)	0.40 - 0.90
탄소(필라멘트)	0.5
탄소(검댕)	0.50 - 0.95
탄소(콜라)	0.95 - 1.00
탄소(흑연)	0.70 - 0.80
카보런덤	0.80 - 0.90
세라믹	0.90 - 0.95
클레이(소성)	0.95
콘크리트	0.95
크롬(산화)	0.60 - 0.85
크롬	0.1
코발트	0.2
콜럼븀(광택)	0.2
컬럼븀(산화)	0.7
구리(광택)	0.1
구리(산화)	0.20 - 0.80
전기 단자대	0.6
에나멜	0.9
식품	0.85 - 1.00
포미카	0.95
유리(볼록 D)	0.8
유리(노넥스)	0.8
유리(판)	0.90 - 0.95
유리(퓨즈드 쿼츠)	0.75
유리(파이렉스, 납 및 소다)	0.95
금:	0.05
화강암(광택)	0.85
화강암(거친)	0.9
화강암(천연)	0.95
자갈	0.90 - 0.95
석고	0.85 - 0.95
헤인즈 합금	0.30 - 0.80
인간의 피부	0.99
인코넬(광택)	0.15
인코넬(산화)	0.70 - 0.95
인코넬(샌드블라스트)	0.30 - 0.66
철(산화)	0.50 - 0.95
철(녹)	0.50 - 0.70
철(단조, 무딘)	0.9
산화철	0.85
래커(Al에 착색)	0.75 - 0.90
래커(유색)	0.95
래커(Clear on Al)	0.1
래커(Cu에 클리어)	0.65
납(광택)	0.05 - 0.10
납(산화)	0.30 - 0.65
납(거친)	0.4
석회암	0.95 - 1.00
산화마그네슘	0.55
몰리브덴(광택)	0.05
몰리브덴(산화)	0.20 - 0.80
모넬(산화)	0.45 - 0.85
물라이트	0.80 - 0.85
니크롬(청정)	0.65
니크롬(산화)	0.60 - 0.85
니켈(광택)	0.1
니켈(산화)	0.20 - 0.95
산화니켈	0.6
기름(동물/채소)	0.95 - 1.00
오일(광물)	0.90 - 1.00
오일(두께 0.001인치)	0.25
오일(두께 0.002인치)	0.46
오일(0.005인치 두께)	0.7
도료(알루미늄 도료)	0.5
페인트(청동 페인트)	0.8
페인트(금속 ​​위)	0.60 - 0.90
페인트(플라스틱 또는 나무에)	0.80 - 0.95
페인트(골드 에나멜)	0.4
페인트(투명실리콘)	0.65 - 0.80
종이	0.85 - 1.00
벽토	0.9
플라스틱	0.95 - 1.00
백금	0.05
폴리에스터	0.75 - 0.85
폴리에틸렌	0.1
석영	0.9
루핑 종이	0.9
고무(경질광택)	0.95
고무(부드러운 거친)	0.85
모래	0.80 - 0.90
사암	0.7
혈암	0.7
실리카(분말)	0.35 - 0.60
실리카(유리)	0.85
실리카(무광택)	0.75
실리콘 카바이드	0.80 - 0.95
은	0.05
토양(건조)	0.90 - 0.95
토양(습식)	0.95 - 1.00
슬레이트	0.70 - 0.80
스테인레스 스틸(광택)	0.10 - 0.15
스테인리스강(산화)	0.45 - 0.95
스틸(미산화)	0.1
강철(산화)	0.70 - 0.95
철강(냉간 압연)	0.70 - 0.90
스틸(그라운드 시트)	0.40 - 0.60
강철(거친 표면)	0.95
탄탈륨(산화되지 않은)	0.2
탄탈륨(산화)	0.6
섬유(카펫)	0.85 - 1.00
직물(클로즈드 위브)	0.70 - 0.95
섬유(면)	0.8
섬유(가죽)	0.95 - 1.00
섬유(실크)	0.8
직물(검은색 염색)	0.98
주석(비산화)	0.05 - 0.10
텅스텐(산화되지 않음)	0.05
텅스텐(필라멘트)	0.3
물(액체)	0.90 - 0.95
얼음)	0.95 - 1.00
물(눈)	0.80 - 1.00
목재(평판)	0.80 - 0.95
목재(톱밥)	0.75
아연(광택)	0.05
아연(산화)	0.1
아연(아연도금)	0.20 - 0.30